sys/kern/kern_synch.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
  39  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
  40  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.54 2005/11/19 17:19:47 dillon Exp $
  41  */
  42
  43 #include "opt_ktrace.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/signalvar.h>
  50 #include <sys/resourcevar.h>
  51 #include <sys/vmmeter.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/thread2.h>
  54 #include <sys/lock.h>
  55 #ifdef KTRACE
  56 #include <sys/uio.h>
  57 #include <sys/ktrace.h>
  58 #endif
  59 #include <sys/xwait.h>
  60
  61 #include <machine/cpu.h>
  62 #include <machine/ipl.h>
  63 #include <machine/smp.h>
  64
  65 TAILQ_HEAD(tslpque, thread);
  66
  67 static void sched_setup (void *dummy);
  68 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
  69
  70 int     hogticks;
  71 int     lbolt;
  72 int     lbolt_syncer;
  73 int     sched_quantum;          /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
  74 int     ncpus;
  75 int     ncpus2, ncpus2_shift, ncpus2_mask;
  76 int     safepri;
  77
  78 static struct callout loadav_callout;
  79 static struct callout schedcpu_callout;
  80 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
  81
  82 struct loadavg averunnable =
  83         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
  84 /*
  85  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
  86  * when sampling at 5 second intervals.
  87  */
  88 static fixpt_t cexp[3] = {
  89         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
  90         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
  91         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
  92 };
  93
  94 static void     endtsleep (void *);
  95 static void     unsleep_and_wakeup_thread(struct thread *td);
  96 static void     loadav (void *arg);
  97 static void     schedcpu (void *arg);
  98
  99 /*
 100  * Adjust the scheduler quantum.  The quantum is specified in microseconds.
 101  * Note that 'tick' is in microseconds per tick.
 102  */
 103 static int
 104 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 105 {
 106         int error, new_val;
 107
 108         new_val = sched_quantum * tick;
 109         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
 110         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 111                 return (error);
 112         if (new_val < tick)
 113                 return (EINVAL);
 114         sched_quantum = new_val / tick;
 115         hogticks = 2 * sched_quantum;
 116         return (0);
 117 }
 118
 119 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 120         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
 121
 122 /*
 123  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
 124  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
 125  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
 126  *
 127  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
 128  *     1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
 129  *
 130  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
 131  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
 132  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
 133  *
 134  * decay 95% of `p_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing
 135  */
 136 #define CCPU_SHIFT      11
 137
 138 static fixpt_t ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
 139 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
 140
 141 /*
 142  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale
 143  */
 144 static int     fscale __unused = FSCALE;
 145 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
 146
 147 /*
 148  * Recompute process priorities, once a second.
 149  *
 150  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
 151  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
 152  * process runnable relative to other processes in the system we have
 153  * a 1-second recalc to help out.
 154  *
 155  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
 156  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold
 157  * several seconds worth of count.
 158  */
 159 /* ARGSUSED */
 160 static void
 161 schedcpu(void *arg)
 162 {
 163         struct rlimit *rlim;
 164         struct proc *p;
 165         u_int64_t ttime;
 166
 167         /*
 168          * General process statistics once a second
 169          */
 170         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 171                 crit_enter();
 172                 p->p_swtime++;
 173                 if (p->p_stat == SSLEEP)
 174                         p->p_slptime++;
 175
 176                 /*
 177                  * Only recalculate processes that are active or have slept
 178                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
 179                  */
 180                 if (p->p_slptime <= 1) {
 181                         p->p_usched->recalculate(&p->p_lwp);
 182                 } else {
 183                         p->p_pctcpu = (p->p_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
 184                 }
 185                 crit_exit();
 186         }
 187
 188         /*
 189          * Resource checks.  XXX break out since psignal/killproc can block,
 190          * limiting us to one process killed per second.  There is probably
 191          * a better way.
 192          */
 193         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 194                 crit_enter();
 195                 if (p->p_stat == SZOMB ||
 196                     p->p_limit == NULL ||
 197                     p->p_thread == NULL
 198                 ) {
 199                         crit_exit();
 200                         continue;
 201                 }
 202                 ttime = p->p_thread->td_sticks + p->p_thread->td_uticks;
 203                 if (p->p_limit->p_cpulimit != RLIM_INFINITY &&
 204                     ttime > p->p_limit->p_cpulimit
 205                 ) {
 206                         rlim = &p->p_rlimit[RLIMIT_CPU];
 207                         if (ttime / (rlim_t)1000000 >= rlim->rlim_max) {
 208                                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
 209                         } else {
 210                                 psignal(p, SIGXCPU);
 211                                 if (rlim->rlim_cur < rlim->rlim_max) {
 212                                         /* XXX: we should make a private copy */
 213                                         rlim->rlim_cur += 5;
 214                                 }
 215                         }
 216                         crit_exit();
 217                         break;
 218                 }
 219                 crit_exit();
 220         }
 221
 222         wakeup((caddr_t)&lbolt);
 223         wakeup((caddr_t)&lbolt_syncer);
 224         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
 225 }
 226
 227 /*
 228  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
 229  * a period of one second.
 230  */
 231 void
 232 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
 233 {
 234         fixpt_t acc;
 235         int remticks;
 236
 237         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
 238         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
 239                 lp->lwp_pctcpu = acc;
 240         } else {
 241                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
 242                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
 243                                 ESTCPUFREQ;
 244         }
 245 }
 246
 247 /*
 248  * We're only looking at 7 bits of the address; everything is
 249  * aligned to 4, lots of things are aligned to greater powers
 250  * of 2.  Shift right by 8, i.e. drop the bottom 256 worth.
 251  */
 252 #define TABLESIZE       128
 253 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 8) & (TABLESIZE - 1))
 254
 255 static cpumask_t slpque_cpumasks[TABLESIZE];
 256
 257 /*
 258  * General scheduler initialization.  We force a reschedule 25 times
 259  * a second by default.  Note that cpu0 is initialized in early boot and
 260  * cannot make any high level calls.
 261  *
 262  * Each cpu has its own sleep queue.
 263  */
 264 void
 265 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
 266 {
 267         static struct tslpque slpque_cpu0[TABLESIZE];
 268         int i;
 269
 270         if (gd->gd_cpuid == 0) {
 271                 sched_quantum = (hz + 24) / 25;
 272                 hogticks = 2 * sched_quantum;
 273
 274                 gd->gd_tsleep_hash = slpque_cpu0;
 275         } else {
 276                 gd->gd_tsleep_hash = malloc(sizeof(slpque_cpu0),
 277                                             M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
 278         }
 279         for (i = 0; i < TABLESIZE; ++i)
 280                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i]);
 281 }
 282
 283 /*
 284  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
 285  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
 286  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
 287  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
 288  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
 289  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
 290  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
 291  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
 292  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
 293  *
 294  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
 295  * the LWKT scheduler.
 296  *
 297  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
 298  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
 299  */
 300 int
 301 tsleep(void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
 302 {
 303         struct thread *td = curthread;
 304         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
 305         globaldata_t gd;
 306         int sig;
 307         int catch;
 308         int id;
 309         int error;
 310         int oldpri;
 311         struct callout thandle;
 312
 313         /*
 314          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
 315          * even in stable.  Just scrap it for now.
 316          */
 317         if (cold || panicstr) {
 318                 /*
 319                  * After a panic, or during autoconfiguration,
 320                  * just give interrupts a chance, then just return;
 321                  * don't run any other procs or panic below,
 322                  * in case this is the idle process and already asleep.
 323                  */
 324                 splz();
 325                 oldpri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
 326                 lwkt_setpri_self(safepri);
 327                 lwkt_switch();
 328                 lwkt_setpri_self(oldpri);
 329                 return (0);
 330         }
 331         gd = td->td_gd;
 332         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
 333
 334         /*
 335          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
 336          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
 337          * interlock.
 338          *
 339          * The entire sequence through to where we actually sleep must
 340          * run without breaking the critical section.
 341          */
 342         id = LOOKUP(ident);
 343         catch = flags & PCATCH;
 344         error = 0;
 345         sig = 0;
 346
 347         crit_enter_quick(td);
 348
 349         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
 350         KASSERT(p == NULL || p->p_stat == SRUN, ("tsleep %p %s %d",
 351                 ident, wmesg, p->p_stat));
 352
 353         /*
 354          * Setup for the current process (if this is a process).
 355          */
 356         if (p) {
 357                 if (catch) {
 358                         /*
 359                          * Early termination if PCATCH was set and a
 360                          * signal is pending, interlocked with the
 361                          * critical section.
 362                          *
 363                          * Early termination only occurs when tsleep() is
 364                          * entered while in a normal SRUN state.
 365                          */
 366                         if ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 367                                 goto resume;
 368
 369                         /*
 370                          * Causes psignal to wake us up when.
 371                          */
 372                         p->p_flag |= P_SINTR;
 373                 }
 374
 375                 /*
 376                  * Make sure the current process has been untangled from
 377                  * the userland scheduler and initialize slptime to start
 378                  * counting.
 379                  */
 380                 if (flags & PNORESCHED)
 381                         td->td_flags |= TDF_NORESCHED;
 382                 p->p_usched->release_curproc(&p->p_lwp);
 383                 p->p_slptime = 0;
 384         }
 385
 386         /*
 387          * Move our thread to the correct queue and setup our wchan, etc.
 388          */
 389         lwkt_deschedule_self(td);
 390         td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
 391         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_threadq);
 392         atomic_set_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
 393
 394         td->td_wchan = ident;
 395         td->td_wmesg = wmesg;
 396         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
 397
 398         /*
 399          * Setup the timeout, if any
 400          */
 401         if (timo) {
 402                 callout_init(&thandle);
 403                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
 404         }
 405
 406         /*
 407          * Beddy bye bye.
 408          */
 409         if (p) {
 410                 /*
 411                  * Ok, we are sleeping.  Remove us from the userland runq
 412                  * and place us in the SSLEEP state.
 413                  */
 414                 if (p->p_flag & P_ONRUNQ)
 415                         p->p_usched->remrunqueue(&p->p_lwp);
 416                 p->p_stat = SSLEEP;
 417                 p->p_stats->p_ru.ru_nvcsw++;
 418                 lwkt_switch();
 419                 p->p_stat = SRUN;
 420         } else {
 421                 lwkt_switch();
 422         }
 423
 424         /*
 425          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
 426          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
 427          */
 428         KKASSERT(gd == td->td_gd);
 429         td->td_flags &= ~TDF_NORESCHED;
 430
 431         /*
 432          * Cleanup the timeout.
 433          */
 434         if (timo) {
 435                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
 436                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
 437                         if (sig == 0)
 438                                 error = EWOULDBLOCK;
 439                 } else {
 440                         callout_stop(&thandle);
 441                 }
 442         }
 443
 444         /*
 445          * Since td_threadq is used both for our run queue AND for the
 446          * tsleep hash queue, we can't still be on it at this point because
 447          * we've gotten cpu back.
 448          */
 449         KKASSERT((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0);
 450         td->td_wchan = NULL;
 451         td->td_wmesg = NULL;
 452         td->td_wdomain = 0;
 453
 454         /*
 455          * Figure out the correct error return
 456          */
 457 resume:
 458         if (p) {
 459                 p->p_flag &= ~(P_BREAKTSLEEP | P_SINTR);
 460                 if (catch && error == 0 && (sig != 0 || (sig = CURSIG(p)))) {
 461                         if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
 462                                 error = EINTR;
 463                         else
 464                                 error = ERESTART;
 465                 }
 466         }
 467         crit_exit_quick(td);
 468         return (error);
 469 }
 470
 471 /*
 472  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
 473  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
 474  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
 475  *
 476  *      (enter critical section)
 477  *      (acquire upper level lock)
 478  *      tsleep_interlock(blah)
 479  *      (release upper level lock)
 480  *      tsleep(blah, ...)
 481  *      (exit critical section)
 482  *
 483  * Basically this function sets our cpumask for the ident which informs
 484  * other cpus that our cpu 'might' be waiting (or about to wait on) the
 485  * hash index related to the ident.  The critical section prevents another
 486  * cpu's wakeup() from being processed on our cpu until we are actually
 487  * able to enter the tsleep().  Thus, no race occurs between our attempt
 488  * to release a resource and sleep, and another cpu's attempt to acquire
 489  * a resource and call wakeup.
 490  *
 491  * There isn't much of a point to this function unless you call it while
 492  * holding a critical section.
 493  */
 494 void
 495 tsleep_interlock(void *ident)
 496 {
 497         int id = LOOKUP(ident);
 498
 499         atomic_set_int(&slpque_cpumasks[id], mycpu->gd_cpumask);
 500 }
 501
 502 /*
 503  * Implement the timeout for tsleep.
 504  *
 505  * We set P_BREAKTSLEEP to indicate that an event has occured, but
 506  * we only call setrunnable if the process is not stopped.
 507  *
 508  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
 509  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
 510  */
 511 static void
 512 endtsleep(void *arg)
 513 {
 514         thread_t td = arg;
 515         struct proc *p;
 516
 517         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
 518         crit_enter();
 519
 520         /*
 521          * cpu interlock.  Thread flags are only manipulated on
 522          * the cpu owning the thread.  proc flags are only manipulated
 523          * by the older of the MP lock.  We have both.
 524          */
 525         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
 526                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
 527
 528                 if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 529                         p->p_flag |= P_BREAKTSLEEP;
 530                         if ((p->p_flag & P_STOPPED) == 0)
 531                                 setrunnable(p);
 532                 } else {
 533                         unsleep_and_wakeup_thread(td);
 534                 }
 535         }
 536         crit_exit();
 537 }
 538
 539 /*
 540  * Unsleep and wakeup a thread.  This function runs without the MP lock
 541  * which means that it can only manipulate thread state on the owning cpu,
 542  * and cannot touch the process state at all.
 543  */
 544 static
 545 void
 546 unsleep_and_wakeup_thread(struct thread *td)
 547 {
 548         globaldata_t gd = mycpu;
 549         int id;
 550
 551 #ifdef SMP
 552         if (td->td_gd != gd) {
 553                 lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)unsleep_and_wakeup_thread, td);
 554                 return;
 555         }
 556 #endif
 557         crit_enter();
 558         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
 559                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
 560                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
 561                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_threadq);
 562                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
 563                         atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
 564                 lwkt_schedule(td);
 565         }
 566         crit_exit();
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
 571  * count may be zero or one only.
 572  *
 573  * The domain encodes the sleep/wakeup domain AND the first cpu to check
 574  * (which is always the current cpu).  As we iterate across cpus
 575  *
 576  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
 577  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
 578  * at all.
 579  */
 580 static void
 581 _wakeup(void *ident, int domain)
 582 {
 583         struct tslpque *qp;
 584         struct thread *td;
 585         struct thread *ntd;
 586         globaldata_t gd;
 587 #ifdef SMP
 588         cpumask_t mask;
 589         cpumask_t tmask;
 590         int startcpu;
 591         int nextcpu;
 592 #endif
 593         int id;
 594
 595         crit_enter();
 596         gd = mycpu;
 597         id = LOOKUP(ident);
 598         qp = &gd->gd_tsleep_hash[id];
 599 restart:
 600         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
 601                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_threadq);
 602                 if (td->td_wchan == ident &&
 603                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
 604                 ) {
 605                         KKASSERT(td->td_flags & TDF_TSLEEPQ);
 606                         td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
 607                         TAILQ_REMOVE(qp, td, td_threadq);
 608                         if (TAILQ_FIRST(qp) == NULL) {
 609                                 atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id],
 610                                                  gd->gd_cpumask);
 611                         }
 612                         lwkt_schedule(td);
 613                         if (domain & PWAKEUP_ONE)
 614                                 goto done;
 615                         goto restart;
 616                 }
 617         }
 618
 619 #ifdef SMP
 620         /*
 621          * We finished checking the current cpu but there still may be
 622          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
 623          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
 624          * to continue checking cpus.
 625          *
 626          * The cpu that started the wakeup sequence is encoded in the domain.
 627          * We use this information to determine which cpus still need to be
 628          * checked, locate a candidate cpu, and chain the wakeup
 629          * asynchronously with an IPI message.
 630          *
 631          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
 632          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send
 633          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
 634          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
 635          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
 636          * needed to be woken up.
 637          *
 638          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
 639          * should be ok since we are passing idents in the IPI rather then
 640          * thread pointers.
 641          */
 642         if ((mask = slpque_cpumasks[id]) != 0) {
 643                 /*
 644                  * Look for a cpu that might have work to do.  Mask out cpus
 645                  * which have already been processed.
 646                  *
 647                  * 31xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx0
 648                  *        ^        ^           ^
 649                  *      start   currentcpu    start
 650                  *      case2                 case1
 651                  *        *        *           *
 652                  * 11111111111111110000000000000111     case1
 653                  * 00000000111111110000000000000000     case2
 654                  *
 655                  * case1:  We started at start_case1 and processed through
 656                  *         to the current cpu.  We have to check any bits
 657                  *         after the current cpu, then check bits before
 658                  *         the starting cpu.
 659                  *
 660                  * case2:  We have already checked all the bits from
 661                  *         start_case2 to the end, and from 0 to the current
 662                  *         cpu.  We just have the bits from the current cpu
 663                  *         to start_case2 left to check.
 664                  */
 665                 startcpu = PWAKEUP_DECODE(domain);
 666                 if (gd->gd_cpuid >= startcpu) {
 667                         /*
 668                          * CASE1
 669                          */
 670                         tmask = mask & ~((gd->gd_cpumask << 1) - 1);
 671                         if (mask & tmask) {
 672                                 nextcpu = bsfl(mask & tmask);
 673                                 lwkt_send_ipiq2(globaldata_find(nextcpu),
 674                                                 _wakeup, ident, domain);
 675                         } else {
 676                                 tmask = (1 << startcpu) - 1;
 677                                 if (mask & tmask) {
 678                                         nextcpu = bsfl(mask & tmask);
 679                                         lwkt_send_ipiq2(
 680                                                     globaldata_find(nextcpu),
 681                                                     _wakeup, ident, domain);
 682                                 }
 683                         }
 684                 } else {
 685                         /*
 686                          * CASE2
 687                          */
 688                         tmask = ~((gd->gd_cpumask << 1) - 1) &
 689                                  ((1 << startcpu) - 1);
 690                         if (mask & tmask) {
 691                                 nextcpu = bsfl(mask & tmask);
 692                                 lwkt_send_ipiq2(globaldata_find(nextcpu),
 693                                                 _wakeup, ident, domain);
 694                         }
 695                 }
 696         }
 697 #endif
 698 done:
 699         crit_exit();
 700 }
 701
 702 void
 703 wakeup(void *ident)
 704 {
 705     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid));
 706 }
 707
 708 void
 709 wakeup_one(void *ident)
 710 {
 711     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
 712     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
 713 }
 714
 715 void
 716 wakeup_domain(void *ident, int domain)
 717 {
 718     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
 719 }
 720
 721 void
 722 wakeup_domain_one(void *ident, int domain)
 723 {
 724     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
 725     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
 726 }
 727
 728 /*
 729  * setrunnable()
 730  *
 731  * Make a process runnable.  The MP lock must be held on call.  This only
 732  * has an effect if we are in SSLEEP.  We only break out of the
 733  * tsleep if P_BREAKTSLEEP is set, otherwise we just fix-up the state.
 734  *
 735  * NOTE: With the MP lock held we can only safely manipulate the process
 736  * structure.  We cannot safely manipulate the thread structure.
 737  */
 738 void
 739 setrunnable(struct proc *p)
 740 {
 741         crit_enter();
 742         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
 743         p->p_flag &= ~P_STOPPED;
 744         if (p->p_stat == SSLEEP && (p->p_flag & P_BREAKTSLEEP)) {
 745                 unsleep_and_wakeup_thread(p->p_thread);
 746         }
 747         crit_exit();
 748 }
 749
 750 /*
 751  * The process is stopped due to some condition, usually because P_STOPPED
 752  * is set but also possibly due to being traced.
 753  *
 754  * NOTE!  If the caller sets P_STOPPED, the caller must also clear P_WAITED
 755  * because the parent may check the child's status before the child actually
 756  * gets to this routine.
 757  *
 758  * This routine is called with the current process only, typically just
 759  * before returning to userland.
 760  *
 761  * Setting P_BREAKTSLEEP before entering the tsleep will cause a passive
 762  * SIGCONT to break out of the tsleep.
 763  */
 764 void
 765 tstop(struct proc *p)
 766 {
 767         wakeup((caddr_t)p->p_pptr);
 768         p->p_flag |= P_BREAKTSLEEP;
 769         tsleep(p, 0, "stop", 0);
 770 }
 771
 772 /*
 773  * Yield / synchronous reschedule.  This is a bit tricky because the trap
 774  * code might have set a lazy release on the switch function.   Setting
 775  * P_PASSIVE_ACQ will ensure that the lazy release executes when we call
 776  * switch, and that we are given a greater chance of affinity with our
 777  * current cpu.
 778  *
 779  * We call lwkt_setpri_self() to rotate our thread to the end of the lwkt
 780  * run queue.  lwkt_switch() will also execute any assigned passive release
 781  * (which usually calls release_curproc()), allowing a same/higher priority
 782  * process to be designated as the current process.
 783  *
 784  * While it is possible for a lower priority process to be designated,
 785  * it's call to lwkt_maybe_switch() in acquire_curproc() will likely
 786  * round-robin back to us and we will be able to re-acquire the current
 787  * process designation.
 788  */
 789 void
 790 uio_yield(void)
 791 {
 792         struct thread *td = curthread;
 793         struct proc *p = td->td_proc;
 794
 795         lwkt_setpri_self(td->td_pri & TDPRI_MASK);
 796         if (p) {
 797                 p->p_flag |= P_PASSIVE_ACQ;
 798                 lwkt_switch();
 799                 p->p_flag &= ~P_PASSIVE_ACQ;
 800         } else {
 801                 lwkt_switch();
 802         }
 803 }
 804
 805 /*
 806  * Compute a tenex style load average of a quantity on
 807  * 1, 5 and 15 minute intervals.
 808  */
 809 static void
 810 loadav(void *arg)
 811 {
 812         int i, nrun;
 813         struct loadavg *avg;
 814         struct proc *p;
 815         thread_t td;
 816
 817         avg = &averunnable;
 818         nrun = 0;
 819         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 820                 switch (p->p_stat) {
 821                 case SRUN:
 822                         if ((td = p->p_thread) == NULL)
 823                                 break;
 824                         if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
 825                                 break;
 826                         /* fall through */
 827                 case SIDL:
 828                         nrun++;
 829                         break;
 830                 default:
 831                         break;
 832                 }
 833         }
 834         for (i = 0; i < 3; i++)
 835                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
 836                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
 837
 838         /*
 839          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
 840          * random variation to avoid synchronisation with processes that
 841          * run at regular intervals.
 842          */
 843         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(random() % (hz * 2 + 1)),
 844             loadav, NULL);
 845 }
 846
 847 /* ARGSUSED */
 848 static void
 849 sched_setup(void *dummy)
 850 {
 851         callout_init(&loadav_callout);
 852         callout_init(&schedcpu_callout);
 853
 854         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
 855         schedcpu(NULL);
 856         loadav(NULL);
 857 }
 858