Silence UP warning.
[dragonfly.git] / sys / kern / lwkt_thread.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  * 
34  * $DragonFly: src/sys/kern/lwkt_thread.c,v 1.120 2008/10/26 04:29:19 sephe Exp $
35  */
36
37 /*
38  * Each cpu in a system has its own self-contained light weight kernel
39  * thread scheduler, which means that generally speaking we only need
40  * to use a critical section to avoid problems.  Foreign thread 
41  * scheduling is queued via (async) IPIs.
42  */
43 #include "opt_ddb.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/kernel.h>
48 #include <sys/proc.h>
49 #include <sys/rtprio.h>
50 #include <sys/queue.h>
51 #include <sys/sysctl.h>
52 #include <sys/kthread.h>
53 #include <machine/cpu.h>
54 #include <sys/lock.h>
55 #include <sys/caps.h>
56 #include <sys/spinlock.h>
57 #include <sys/ktr.h>
58
59 #include <sys/thread2.h>
60 #include <sys/spinlock2.h>
61
62 #include <vm/vm.h>
63 #include <vm/vm_param.h>
64 #include <vm/vm_kern.h>
65 #include <vm/vm_object.h>
66 #include <vm/vm_page.h>
67 #include <vm/vm_map.h>
68 #include <vm/vm_pager.h>
69 #include <vm/vm_extern.h>
70
71 #include <machine/stdarg.h>
72 #include <machine/smp.h>
73
74 #ifdef DDB
75 #include <ddb/ddb.h>
76 #endif
77
78 static MALLOC_DEFINE(M_THREAD, "thread", "lwkt threads");
79
80 static int untimely_switch = 0;
81 #ifdef  INVARIANTS
82 static int panic_on_cscount = 0;
83 #endif
84 static __int64_t switch_count = 0;
85 static __int64_t preempt_hit = 0;
86 static __int64_t preempt_miss = 0;
87 static __int64_t preempt_weird = 0;
88 static __int64_t token_contention_count = 0;
89 static __int64_t mplock_contention_count = 0;
90 static int lwkt_use_spin_port;
91 #ifdef SMP
92 static int chain_mplock = 0;
93 #endif
94 static struct objcache *thread_cache;
95
96 volatile cpumask_t mp_lock_contention_mask;
97
98 /*
99  * We can make all thread ports use the spin backend instead of the thread
100  * backend.  This should only be set to debug the spin backend.
101  */
102 TUNABLE_INT("lwkt.use_spin_port", &lwkt_use_spin_port);
103
104 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, untimely_switch, CTLFLAG_RW, &untimely_switch, 0, "");
105 #ifdef  INVARIANTS
106 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_on_cscount, CTLFLAG_RW, &panic_on_cscount, 0, "");
107 #endif
108 #ifdef SMP
109 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, chain_mplock, CTLFLAG_RW, &chain_mplock, 0, "");
110 #endif
111 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, switch_count, CTLFLAG_RW, &switch_count, 0, "");
112 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_hit, CTLFLAG_RW, &preempt_hit, 0, "");
113 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_miss, CTLFLAG_RW, &preempt_miss, 0, "");
114 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_weird, CTLFLAG_RW, &preempt_weird, 0, "");
115 #ifdef  INVARIANTS
116 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, token_contention_count, CTLFLAG_RW,
117         &token_contention_count, 0, "spinning due to token contention");
118 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, mplock_contention_count, CTLFLAG_RW,
119         &mplock_contention_count, 0, "spinning due to MPLOCK contention");
120 #endif
121
122 /*
123  * Kernel Trace
124  */
125 #if !defined(KTR_GIANT_CONTENTION)
126 #define KTR_GIANT_CONTENTION    KTR_ALL
127 #endif
128
129 KTR_INFO_MASTER(giant);
130 KTR_INFO(KTR_GIANT_CONTENTION, giant, beg, 0, "thread=%p", sizeof(void *));
131 KTR_INFO(KTR_GIANT_CONTENTION, giant, end, 1, "thread=%p", sizeof(void *));
132
133 #define loggiant(name)  KTR_LOG(giant_ ## name, curthread)
134
135 /*
136  * These helper procedures handle the runq, they can only be called from
137  * within a critical section.
138  *
139  * WARNING!  Prior to SMP being brought up it is possible to enqueue and
140  * dequeue threads belonging to other cpus, so be sure to use td->td_gd
141  * instead of 'mycpu' when referencing the globaldata structure.   Once
142  * SMP live enqueuing and dequeueing only occurs on the current cpu.
143  */
144 static __inline
145 void
146 _lwkt_dequeue(thread_t td)
147 {
148     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
149         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
150         struct globaldata *gd = td->td_gd;
151
152         td->td_flags &= ~TDF_RUNQ;
153         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
154         /* runqmask is passively cleaned up by the switcher */
155     }
156 }
157
158 static __inline
159 void
160 _lwkt_enqueue(thread_t td)
161 {
162     if ((td->td_flags & (TDF_RUNQ|TDF_MIGRATING|TDF_TSLEEPQ|TDF_BLOCKQ)) == 0) {
163         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
164         struct globaldata *gd = td->td_gd;
165
166         td->td_flags |= TDF_RUNQ;
167         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
168         gd->gd_runqmask |= 1 << nq;
169     }
170 }
171
172 static __boolean_t
173 _lwkt_thread_ctor(void *obj, void *privdata, int ocflags)
174 {
175         struct thread *td = (struct thread *)obj;
176
177         td->td_kstack = NULL;
178         td->td_kstack_size = 0;
179         td->td_flags = TDF_ALLOCATED_THREAD;
180         return (1);
181 }
182
183 static void
184 _lwkt_thread_dtor(void *obj, void *privdata)
185 {
186         struct thread *td = (struct thread *)obj;
187
188         KASSERT(td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD,
189             ("_lwkt_thread_dtor: not allocated from objcache"));
190         KASSERT((td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) && td->td_kstack &&
191                 td->td_kstack_size > 0,
192             ("_lwkt_thread_dtor: corrupted stack"));
193         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
194 }
195
196 /*
197  * Initialize the lwkt s/system.
198  */
199 void
200 lwkt_init(void)
201 {
202     /* An objcache has 2 magazines per CPU so divide cache size by 2. */
203     thread_cache = objcache_create_mbacked(M_THREAD, sizeof(struct thread),
204                         NULL, CACHE_NTHREADS/2,
205                         _lwkt_thread_ctor, _lwkt_thread_dtor, NULL);
206 }
207
208 /*
209  * Schedule a thread to run.  As the current thread we can always safely
210  * schedule ourselves, and a shortcut procedure is provided for that
211  * function.
212  *
213  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
214  */
215 void
216 lwkt_schedule_self(thread_t td)
217 {
218     crit_enter_quick(td);
219     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule_self(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
220     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
221     _lwkt_enqueue(td);
222     crit_exit_quick(td);
223 }
224
225 /*
226  * Deschedule a thread.
227  *
228  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
229  */
230 void
231 lwkt_deschedule_self(thread_t td)
232 {
233     crit_enter_quick(td);
234     _lwkt_dequeue(td);
235     crit_exit_quick(td);
236 }
237
238 /*
239  * LWKTs operate on a per-cpu basis
240  *
241  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
242  */
243 void
244 lwkt_gdinit(struct globaldata *gd)
245 {
246     int i;
247
248     for (i = 0; i < sizeof(gd->gd_tdrunq)/sizeof(gd->gd_tdrunq[0]); ++i)
249         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdrunq[i]);
250     gd->gd_runqmask = 0;
251     TAILQ_INIT(&gd->gd_tdallq);
252 }
253
254 /*
255  * Create a new thread.  The thread must be associated with a process context
256  * or LWKT start address before it can be scheduled.  If the target cpu is
257  * -1 the thread will be created on the current cpu.
258  *
259  * If you intend to create a thread without a process context this function
260  * does everything except load the startup and switcher function.
261  */
262 thread_t
263 lwkt_alloc_thread(struct thread *td, int stksize, int cpu, int flags)
264 {
265     globaldata_t gd = mycpu;
266     void *stack;
267
268     /*
269      * If static thread storage is not supplied allocate a thread.  Reuse
270      * a cached free thread if possible.  gd_freetd is used to keep an exiting
271      * thread intact through the exit.
272      */
273     if (td == NULL) {
274         if ((td = gd->gd_freetd) != NULL)
275             gd->gd_freetd = NULL;
276         else
277             td = objcache_get(thread_cache, M_WAITOK);
278         KASSERT((td->td_flags &
279                  (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_RUNNING)) == TDF_ALLOCATED_THREAD,
280                 ("lwkt_alloc_thread: corrupted td flags 0x%X", td->td_flags));
281         flags |= td->td_flags & (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_ALLOCATED_STACK);
282     }
283
284     /*
285      * Try to reuse cached stack.
286      */
287     if ((stack = td->td_kstack) != NULL && td->td_kstack_size != stksize) {
288         if (flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
289             kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)stack, td->td_kstack_size);
290             stack = NULL;
291         }
292     }
293     if (stack == NULL) {
294         stack = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, stksize);
295         flags |= TDF_ALLOCATED_STACK;
296     }
297     if (cpu < 0)
298         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, gd);
299     else
300         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, globaldata_find(cpu));
301     return(td);
302 }
303
304 /*
305  * Initialize a preexisting thread structure.  This function is used by
306  * lwkt_alloc_thread() and also used to initialize the per-cpu idlethread.
307  *
308  * All threads start out in a critical section at a priority of
309  * TDPRI_KERN_DAEMON.  Higher level code will modify the priority as
310  * appropriate.  This function may send an IPI message when the 
311  * requested cpu is not the current cpu and consequently gd_tdallq may
312  * not be initialized synchronously from the point of view of the originating
313  * cpu.
314  *
315  * NOTE! we have to be careful in regards to creating threads for other cpus
316  * if SMP has not yet been activated.
317  */
318 #ifdef SMP
319
320 static void
321 lwkt_init_thread_remote(void *arg)
322 {
323     thread_t td = arg;
324
325     /*
326      * Protected by critical section held by IPI dispatch
327      */
328     TAILQ_INSERT_TAIL(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
329 }
330
331 #endif
332
333 void
334 lwkt_init_thread(thread_t td, void *stack, int stksize, int flags,
335                 struct globaldata *gd)
336 {
337     globaldata_t mygd = mycpu;
338
339     bzero(td, sizeof(struct thread));
340     td->td_kstack = stack;
341     td->td_kstack_size = stksize;
342     td->td_flags = flags;
343     td->td_gd = gd;
344     td->td_pri = TDPRI_KERN_DAEMON + TDPRI_CRIT;
345 #ifdef SMP
346     if ((flags & TDF_MPSAFE) == 0)
347         td->td_mpcount = 1;
348 #endif
349     if (lwkt_use_spin_port)
350         lwkt_initport_spin(&td->td_msgport);
351     else
352         lwkt_initport_thread(&td->td_msgport, td);
353     pmap_init_thread(td);
354 #ifdef SMP
355     /*
356      * Normally initializing a thread for a remote cpu requires sending an
357      * IPI.  However, the idlethread is setup before the other cpus are
358      * activated so we have to treat it as a special case.  XXX manipulation
359      * of gd_tdallq requires the BGL.
360      */
361     if (gd == mygd || td == &gd->gd_idlethread) {
362         crit_enter_gd(mygd);
363         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
364         crit_exit_gd(mygd);
365     } else {
366         lwkt_send_ipiq(gd, lwkt_init_thread_remote, td);
367     }
368 #else
369     crit_enter_gd(mygd);
370     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
371     crit_exit_gd(mygd);
372 #endif
373 }
374
375 void
376 lwkt_set_comm(thread_t td, const char *ctl, ...)
377 {
378     __va_list va;
379
380     __va_start(va, ctl);
381     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), ctl, va);
382     __va_end(va);
383 }
384
385 void
386 lwkt_hold(thread_t td)
387 {
388     ++td->td_refs;
389 }
390
391 void
392 lwkt_rele(thread_t td)
393 {
394     KKASSERT(td->td_refs > 0);
395     --td->td_refs;
396 }
397
398 void
399 lwkt_wait_free(thread_t td)
400 {
401     while (td->td_refs)
402         tsleep(td, 0, "tdreap", hz);
403 }
404
405 void
406 lwkt_free_thread(thread_t td)
407 {
408     KASSERT((td->td_flags & TDF_RUNNING) == 0,
409         ("lwkt_free_thread: did not exit! %p", td));
410
411     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD) {
412         objcache_put(thread_cache, td);
413     } else if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
414         /* client-allocated struct with internally allocated stack */
415         KASSERT(td->td_kstack && td->td_kstack_size > 0,
416             ("lwkt_free_thread: corrupted stack"));
417         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
418         td->td_kstack = NULL;
419         td->td_kstack_size = 0;
420     }
421 }
422
423
424 /*
425  * Switch to the next runnable lwkt.  If no LWKTs are runnable then 
426  * switch to the idlethread.  Switching must occur within a critical
427  * section to avoid races with the scheduling queue.
428  *
429  * We always have full control over our cpu's run queue.  Other cpus
430  * that wish to manipulate our queue must use the cpu_*msg() calls to
431  * talk to our cpu, so a critical section is all that is needed and
432  * the result is very, very fast thread switching.
433  *
434  * The LWKT scheduler uses a fixed priority model and round-robins at
435  * each priority level.  User process scheduling is a totally
436  * different beast and LWKT priorities should not be confused with
437  * user process priorities.
438  *
439  * The MP lock may be out of sync with the thread's td_mpcount.  lwkt_switch()
440  * cleans it up.  Note that the td_switch() function cannot do anything that
441  * requires the MP lock since the MP lock will have already been setup for
442  * the target thread (not the current thread).  It's nice to have a scheduler
443  * that does not need the MP lock to work because it allows us to do some
444  * really cool high-performance MP lock optimizations.
445  *
446  * PREEMPTION NOTE: Preemption occurs via lwkt_preempt().  lwkt_switch()
447  * is not called by the current thread in the preemption case, only when
448  * the preempting thread blocks (in order to return to the original thread).
449  */
450 void
451 lwkt_switch(void)
452 {
453     globaldata_t gd = mycpu;
454     thread_t td = gd->gd_curthread;
455     thread_t ntd;
456 #ifdef SMP
457     int mpheld;
458 #endif
459
460     /*
461      * Switching from within a 'fast' (non thread switched) interrupt or IPI
462      * is illegal.  However, we may have to do it anyway if we hit a fatal
463      * kernel trap or we have paniced.
464      *
465      * If this case occurs save and restore the interrupt nesting level.
466      */
467     if (gd->gd_intr_nesting_level) {
468         int savegdnest;
469         int savegdtrap;
470
471         if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
472             panic("lwkt_switch: cannot switch from within "
473                   "a fast interrupt, yet, td %p\n", td);
474         } else {
475             savegdnest = gd->gd_intr_nesting_level;
476             savegdtrap = gd->gd_trap_nesting_level;
477             gd->gd_intr_nesting_level = 0;
478             gd->gd_trap_nesting_level = 0;
479             if ((td->td_flags & TDF_PANICWARN) == 0) {
480                 td->td_flags |= TDF_PANICWARN;
481                 kprintf("Warning: thread switch from interrupt or IPI, "
482                         "thread %p (%s)\n", td, td->td_comm);
483 #ifdef DDB
484                 db_print_backtrace();
485 #endif
486             }
487             lwkt_switch();
488             gd->gd_intr_nesting_level = savegdnest;
489             gd->gd_trap_nesting_level = savegdtrap;
490             return;
491         }
492     }
493
494     /*
495      * Passive release (used to transition from user to kernel mode
496      * when we block or switch rather then when we enter the kernel).
497      * This function is NOT called if we are switching into a preemption
498      * or returning from a preemption.  Typically this causes us to lose
499      * our current process designation (if we have one) and become a true
500      * LWKT thread, and may also hand the current process designation to
501      * another process and schedule thread.
502      */
503     if (td->td_release)
504             td->td_release(td);
505
506     crit_enter_gd(gd);
507     if (td->td_toks)
508             lwkt_relalltokens(td);
509
510     /*
511      * We had better not be holding any spin locks, but don't get into an
512      * endless panic loop.
513      */
514     KASSERT(gd->gd_spinlock_rd == NULL || panicstr != NULL, 
515             ("lwkt_switch: still holding a shared spinlock %p!", 
516              gd->gd_spinlock_rd));
517     KASSERT(gd->gd_spinlocks_wr == 0 || panicstr != NULL, 
518             ("lwkt_switch: still holding %d exclusive spinlocks!",
519              gd->gd_spinlocks_wr));
520
521
522 #ifdef SMP
523     /*
524      * td_mpcount cannot be used to determine if we currently hold the
525      * MP lock because get_mplock() will increment it prior to attempting
526      * to get the lock, and switch out if it can't.  Our ownership of 
527      * the actual lock will remain stable while we are in a critical section
528      * (but, of course, another cpu may own or release the lock so the
529      * actual value of mp_lock is not stable).
530      */
531     mpheld = MP_LOCK_HELD();
532 #ifdef  INVARIANTS
533     if (td->td_cscount) {
534         kprintf("Diagnostic: attempt to switch while mastering cpusync: %p\n",
535                 td);
536         if (panic_on_cscount)
537             panic("switching while mastering cpusync");
538     }
539 #endif
540 #endif
541     if ((ntd = td->td_preempted) != NULL) {
542         /*
543          * We had preempted another thread on this cpu, resume the preempted
544          * thread.  This occurs transparently, whether the preempted thread
545          * was scheduled or not (it may have been preempted after descheduling
546          * itself). 
547          *
548          * We have to setup the MP lock for the original thread after backing
549          * out the adjustment that was made to curthread when the original
550          * was preempted.
551          */
552         KKASSERT(ntd->td_flags & TDF_PREEMPT_LOCK);
553 #ifdef SMP
554         if (ntd->td_mpcount && mpheld == 0) {
555             panic("MPLOCK NOT HELD ON RETURN: %p %p %d %d",
556                td, ntd, td->td_mpcount, ntd->td_mpcount);
557         }
558         if (ntd->td_mpcount) {
559             td->td_mpcount -= ntd->td_mpcount;
560             KKASSERT(td->td_mpcount >= 0);
561         }
562 #endif
563         ntd->td_flags |= TDF_PREEMPT_DONE;
564
565         /*
566          * The interrupt may have woken a thread up, we need to properly
567          * set the reschedule flag if the originally interrupted thread is
568          * at a lower priority.
569          */
570         if (gd->gd_runqmask > (2 << (ntd->td_pri & TDPRI_MASK)) - 1)
571             need_lwkt_resched();
572         /* YYY release mp lock on switchback if original doesn't need it */
573     } else {
574         /*
575          * Priority queue / round-robin at each priority.  Note that user
576          * processes run at a fixed, low priority and the user process
577          * scheduler deals with interactions between user processes
578          * by scheduling and descheduling them from the LWKT queue as
579          * necessary.
580          *
581          * We have to adjust the MP lock for the target thread.  If we 
582          * need the MP lock and cannot obtain it we try to locate a
583          * thread that does not need the MP lock.  If we cannot, we spin
584          * instead of HLT.
585          *
586          * A similar issue exists for the tokens held by the target thread.
587          * If we cannot obtain ownership of the tokens we cannot immediately
588          * schedule the thread.
589          */
590
591         /*
592          * If an LWKT reschedule was requested, well that is what we are
593          * doing now so clear it.
594          */
595         clear_lwkt_resched();
596 again:
597         if (gd->gd_runqmask) {
598             int nq = bsrl(gd->gd_runqmask);
599             if ((ntd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq[nq])) == NULL) {
600                 gd->gd_runqmask &= ~(1 << nq);
601                 goto again;
602             }
603 #ifdef SMP
604             /*
605              * THREAD SELECTION FOR AN SMP MACHINE BUILD
606              *
607              * If the target needs the MP lock and we couldn't get it,
608              * or if the target is holding tokens and we could not 
609              * gain ownership of the tokens, continue looking for a
610              * thread to schedule and spin instead of HLT if we can't.
611              *
612              * NOTE: the mpheld variable invalid after this conditional, it
613              * can change due to both cpu_try_mplock() returning success
614              * AND interactions in lwkt_getalltokens() due to the fact that
615              * we are trying to check the mpcount of a thread other then
616              * the current thread.  Because of this, if the current thread
617              * is not holding td_mpcount, an IPI indirectly run via
618              * lwkt_getalltokens() can obtain and release the MP lock and
619              * cause the core MP lock to be released. 
620              */
621             if ((ntd->td_mpcount && mpheld == 0 && !cpu_try_mplock()) ||
622                 (ntd->td_toks && lwkt_getalltokens(ntd) == 0)
623             ) {
624                 u_int32_t rqmask = gd->gd_runqmask;
625
626                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
627                 ntd = NULL;
628                 while (rqmask) {
629                     TAILQ_FOREACH(ntd, &gd->gd_tdrunq[nq], td_threadq) {
630                         if (ntd->td_mpcount && !mpheld && !cpu_try_mplock()) {
631                             /* spinning due to MP lock being held */
632 #ifdef  INVARIANTS
633                             ++mplock_contention_count;
634 #endif
635                             /* mplock still not held, 'mpheld' still valid */
636                             continue;
637                         }
638
639                         /*
640                          * mpheld state invalid after getalltokens call returns
641                          * failure, but the variable is only needed for
642                          * the loop.
643                          */
644                         if (ntd->td_toks && !lwkt_getalltokens(ntd)) {
645                             /* spinning due to token contention */
646 #ifdef  INVARIANTS
647                             ++token_contention_count;
648 #endif
649                             mpheld = MP_LOCK_HELD();
650                             continue;
651                         }
652                         break;
653                     }
654                     if (ntd)
655                         break;
656                     rqmask &= ~(1 << nq);
657                     nq = bsrl(rqmask);
658
659                     /*
660                      * We have two choices. We can either refuse to run a
661                      * user thread when a kernel thread needs the MP lock
662                      * but could not get it, or we can allow it to run but
663                      * then expect an IPI (hopefully) later on to force a
664                      * reschedule when the MP lock might become available.
665                      */
666                     if (nq < TDPRI_KERN_LPSCHED) {
667                         if (chain_mplock == 0)
668                                 break;
669                         atomic_set_int(&mp_lock_contention_mask,
670                                        gd->gd_cpumask);
671                         /* continue loop, allow user threads to be scheduled */
672                     }
673                 }
674                 if (ntd == NULL) {
675                     cpu_mplock_contested();
676                     ntd = &gd->gd_idlethread;
677                     ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
678                     goto using_idle_thread;
679                 } else {
680                     ++gd->gd_cnt.v_swtch;
681                     TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
682                     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
683                 }
684             } else {
685                 ++gd->gd_cnt.v_swtch;
686                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
687                 TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
688             }
689 #else
690             /*
691              * THREAD SELECTION FOR A UP MACHINE BUILD.  We don't have to
692              * worry about tokens or the BGL.  However, we still have
693              * to call lwkt_getalltokens() in order to properly detect
694              * stale tokens.  This call cannot fail for a UP build!
695              */
696             lwkt_getalltokens(ntd);
697             ++gd->gd_cnt.v_swtch;
698             TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
699             TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
700 #endif
701         } else {
702             /*
703              * We have nothing to run but only let the idle loop halt
704              * the cpu if there are no pending interrupts.
705              */
706             ntd = &gd->gd_idlethread;
707             if (gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK)
708                 ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
709 #ifdef SMP
710 using_idle_thread:
711             /*
712              * The idle thread should not be holding the MP lock unless we
713              * are trapping in the kernel or in a panic.  Since we select the
714              * idle thread unconditionally when no other thread is available,
715              * if the MP lock is desired during a panic or kernel trap, we
716              * have to loop in the scheduler until we get it.
717              */
718             if (ntd->td_mpcount) {
719                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
720                 if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
721                     panic("Idle thread %p was holding the BGL!", ntd);
722                 } else if (mpheld == 0) {
723                     cpu_mplock_contested();
724                     goto again;
725                 }
726             }
727 #endif
728         }
729     }
730     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT,
731         ("priority problem in lwkt_switch %d %d", td->td_pri, ntd->td_pri));
732
733     /*
734      * Do the actual switch.  If the new target does not need the MP lock
735      * and we are holding it, release the MP lock.  If the new target requires
736      * the MP lock we have already acquired it for the target.
737      */
738 #ifdef SMP
739     if (ntd->td_mpcount == 0 ) {
740         if (MP_LOCK_HELD())
741             cpu_rel_mplock();
742     } else {
743         ASSERT_MP_LOCK_HELD(ntd);
744     }
745 #endif
746     if (td != ntd) {
747         ++switch_count;
748         td->td_switch(ntd);
749     }
750     /* NOTE: current cpu may have changed after switch */
751     crit_exit_quick(td);
752 }
753
754 /*
755  * Request that the target thread preempt the current thread.  Preemption
756  * only works under a specific set of conditions:
757  *
758  *      - We are not preempting ourselves
759  *      - The target thread is owned by the current cpu
760  *      - We are not currently being preempted
761  *      - The target is not currently being preempted
762  *      - We are not holding any spin locks
763  *      - The target thread is not holding any tokens
764  *      - We are able to satisfy the target's MP lock requirements (if any).
765  *
766  * THE CALLER OF LWKT_PREEMPT() MUST BE IN A CRITICAL SECTION.  Typically
767  * this is called via lwkt_schedule() through the td_preemptable callback.
768  * critpri is the managed critical priority that we should ignore in order
769  * to determine whether preemption is possible (aka usually just the crit
770  * priority of lwkt_schedule() itself).
771  *
772  * XXX at the moment we run the target thread in a critical section during
773  * the preemption in order to prevent the target from taking interrupts
774  * that *WE* can't.  Preemption is strictly limited to interrupt threads
775  * and interrupt-like threads, outside of a critical section, and the
776  * preempted source thread will be resumed the instant the target blocks
777  * whether or not the source is scheduled (i.e. preemption is supposed to
778  * be as transparent as possible).
779  *
780  * The target thread inherits our MP count (added to its own) for the
781  * duration of the preemption in order to preserve the atomicy of the
782  * MP lock during the preemption.  Therefore, any preempting targets must be
783  * careful in regards to MP assertions.  Note that the MP count may be
784  * out of sync with the physical mp_lock, but we do not have to preserve
785  * the original ownership of the lock if it was out of synch (that is, we
786  * can leave it synchronized on return).
787  */
788 void
789 lwkt_preempt(thread_t ntd, int critpri)
790 {
791     struct globaldata *gd = mycpu;
792     thread_t td;
793 #ifdef SMP
794     int mpheld;
795     int savecnt;
796 #endif
797
798     /*
799      * The caller has put us in a critical section.  We can only preempt
800      * if the caller of the caller was not in a critical section (basically
801      * a local interrupt), as determined by the 'critpri' parameter.  We
802      * also can't preempt if the caller is holding any spinlocks (even if
803      * he isn't in a critical section).  This also handles the tokens test.
804      *
805      * YYY The target thread must be in a critical section (else it must
806      * inherit our critical section?  I dunno yet).
807      *
808      * Set need_lwkt_resched() unconditionally for now YYY.
809      */
810     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT, ("BADCRIT0 %d", ntd->td_pri));
811
812     td = gd->gd_curthread;
813     if ((ntd->td_pri & TDPRI_MASK) <= (td->td_pri & TDPRI_MASK)) {
814         ++preempt_miss;
815         return;
816     }
817     if ((td->td_pri & ~TDPRI_MASK) > critpri) {
818         ++preempt_miss;
819         need_lwkt_resched();
820         return;
821     }
822 #ifdef SMP
823     if (ntd->td_gd != gd) {
824         ++preempt_miss;
825         need_lwkt_resched();
826         return;
827     }
828 #endif
829     /*
830      * Take the easy way out and do not preempt if we are holding
831      * any spinlocks.  We could test whether the thread(s) being
832      * preempted interlock against the target thread's tokens and whether
833      * we can get all the target thread's tokens, but this situation 
834      * should not occur very often so its easier to simply not preempt.
835      * Also, plain spinlocks are impossible to figure out at this point so 
836      * just don't preempt.
837      *
838      * Do not try to preempt if the target thread is holding any tokens.
839      * We could try to acquire the tokens but this case is so rare there
840      * is no need to support it.
841      */
842     if (gd->gd_spinlock_rd || gd->gd_spinlocks_wr) {
843         ++preempt_miss;
844         need_lwkt_resched();
845         return;
846     }
847     if (ntd->td_toks) {
848         ++preempt_miss;
849         need_lwkt_resched();
850         return;
851     }
852     if (td == ntd || ((td->td_flags | ntd->td_flags) & TDF_PREEMPT_LOCK)) {
853         ++preempt_weird;
854         need_lwkt_resched();
855         return;
856     }
857     if (ntd->td_preempted) {
858         ++preempt_hit;
859         need_lwkt_resched();
860         return;
861     }
862 #ifdef SMP
863     /*
864      * note: an interrupt might have occured just as we were transitioning
865      * to or from the MP lock.  In this case td_mpcount will be pre-disposed
866      * (non-zero) but not actually synchronized with the actual state of the
867      * lock.  We can use it to imply an MP lock requirement for the
868      * preemption but we cannot use it to test whether we hold the MP lock
869      * or not.
870      */
871     savecnt = td->td_mpcount;
872     mpheld = MP_LOCK_HELD();
873     ntd->td_mpcount += td->td_mpcount;
874     if (mpheld == 0 && ntd->td_mpcount && !cpu_try_mplock()) {
875         ntd->td_mpcount -= td->td_mpcount;
876         ++preempt_miss;
877         need_lwkt_resched();
878         return;
879     }
880 #endif
881
882     /*
883      * Since we are able to preempt the current thread, there is no need to
884      * call need_lwkt_resched().
885      */
886     ++preempt_hit;
887     ntd->td_preempted = td;
888     td->td_flags |= TDF_PREEMPT_LOCK;
889     td->td_switch(ntd);
890
891     KKASSERT(ntd->td_preempted && (td->td_flags & TDF_PREEMPT_DONE));
892 #ifdef SMP
893     KKASSERT(savecnt == td->td_mpcount);
894     mpheld = MP_LOCK_HELD();
895     if (mpheld && td->td_mpcount == 0)
896         cpu_rel_mplock();
897     else if (mpheld == 0 && td->td_mpcount)
898         panic("lwkt_preempt(): MP lock was not held through");
899 #endif
900     ntd->td_preempted = NULL;
901     td->td_flags &= ~(TDF_PREEMPT_LOCK|TDF_PREEMPT_DONE);
902 }
903
904 /*
905  * Yield our thread while higher priority threads are pending.  This is
906  * typically called when we leave a critical section but it can be safely
907  * called while we are in a critical section.
908  *
909  * This function will not generally yield to equal priority threads but it
910  * can occur as a side effect.  Note that lwkt_switch() is called from
911  * inside the critical section to prevent its own crit_exit() from reentering
912  * lwkt_yield_quick().
913  *
914  * gd_reqflags indicates that *something* changed, e.g. an interrupt or softint
915  * came along but was blocked and made pending.
916  *
917  * (self contained on a per cpu basis)
918  */
919 void
920 lwkt_yield_quick(void)
921 {
922     globaldata_t gd = mycpu;
923     thread_t td = gd->gd_curthread;
924
925     /*
926      * gd_reqflags is cleared in splz if the cpl is 0.  If we were to clear
927      * it with a non-zero cpl then we might not wind up calling splz after
928      * a task switch when the critical section is exited even though the
929      * new task could accept the interrupt.
930      *
931      * XXX from crit_exit() only called after last crit section is released.
932      * If called directly will run splz() even if in a critical section.
933      *
934      * td_nest_count prevent deep nesting via splz() or doreti().  Note that
935      * except for this special case, we MUST call splz() here to handle any
936      * pending ints, particularly after we switch, or we might accidently
937      * halt the cpu with interrupts pending.
938      */
939     if (gd->gd_reqflags && td->td_nest_count < 2)
940         splz();
941
942     /*
943      * YYY enabling will cause wakeup() to task-switch, which really
944      * confused the old 4.x code.  This is a good way to simulate
945      * preemption and MP without actually doing preemption or MP, because a
946      * lot of code assumes that wakeup() does not block.
947      */
948     if (untimely_switch && td->td_nest_count == 0 &&
949         gd->gd_intr_nesting_level == 0
950     ) {
951         crit_enter_quick(td);
952         /*
953          * YYY temporary hacks until we disassociate the userland scheduler
954          * from the LWKT scheduler.
955          */
956         if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
957             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
958         } else {
959             lwkt_schedule_self(td);     /* make sure we are scheduled */
960             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
961             lwkt_deschedule_self(td);   /* make sure we are descheduled */
962         }
963         crit_exit_noyield(td);
964     }
965 }
966
967 /*
968  * This implements a normal yield which, unlike _quick, will yield to equal
969  * priority threads as well.  Note that gd_reqflags tests will be handled by
970  * the crit_exit() call in lwkt_switch().
971  *
972  * (self contained on a per cpu basis)
973  */
974 void
975 lwkt_yield(void)
976 {
977     lwkt_schedule_self(curthread);
978     lwkt_switch();
979 }
980
981 /*
982  * Return 0 if no runnable threads are pending at the same or higher
983  * priority as the passed thread.
984  *
985  * Return 1 if runnable threads are pending at the same priority.
986  *
987  * Return 2 if runnable threads are pending at a higher priority.
988  */
989 int
990 lwkt_check_resched(thread_t td)
991 {
992         int pri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
993
994         if (td->td_gd->gd_runqmask > (2 << pri) - 1)
995                 return(2);
996         if (TAILQ_NEXT(td, td_threadq))
997                 return(1);
998         return(0);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Generic schedule.  Possibly schedule threads belonging to other cpus and
1003  * deal with threads that might be blocked on a wait queue.
1004  *
1005  * We have a little helper inline function which does additional work after
1006  * the thread has been enqueued, including dealing with preemption and
1007  * setting need_lwkt_resched() (which prevents the kernel from returning
1008  * to userland until it has processed higher priority threads).
1009  *
1010  * It is possible for this routine to be called after a failed _enqueue
1011  * (due to the target thread migrating, sleeping, or otherwise blocked).
1012  * We have to check that the thread is actually on the run queue!
1013  *
1014  * reschedok is an optimized constant propagated from lwkt_schedule() or
1015  * lwkt_schedule_noresched().  By default it is non-zero, causing a
1016  * reschedule to be requested if the target thread has a higher priority.
1017  * The port messaging code will set MSG_NORESCHED and cause reschedok to
1018  * be 0, prevented undesired reschedules.
1019  */
1020 static __inline
1021 void
1022 _lwkt_schedule_post(globaldata_t gd, thread_t ntd, int cpri, int reschedok)
1023 {
1024     thread_t otd;
1025
1026     if (ntd->td_flags & TDF_RUNQ) {
1027         if (ntd->td_preemptable && reschedok) {
1028             ntd->td_preemptable(ntd, cpri);     /* YYY +token */
1029         } else if (reschedok) {
1030             otd = curthread;
1031             if ((ntd->td_pri & TDPRI_MASK) > (otd->td_pri & TDPRI_MASK))
1032                 need_lwkt_resched();
1033         }
1034     }
1035 }
1036
1037 static __inline
1038 void
1039 _lwkt_schedule(thread_t td, int reschedok)
1040 {
1041     globaldata_t mygd = mycpu;
1042
1043     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
1044     crit_enter_gd(mygd);
1045     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1046     if (td == mygd->gd_curthread) {
1047         _lwkt_enqueue(td);
1048     } else {
1049         /*
1050          * If we own the thread, there is no race (since we are in a
1051          * critical section).  If we do not own the thread there might
1052          * be a race but the target cpu will deal with it.
1053          */
1054 #ifdef SMP
1055         if (td->td_gd == mygd) {
1056             _lwkt_enqueue(td);
1057             _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT, reschedok);
1058         } else {
1059             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_schedule, td);
1060         }
1061 #else
1062         _lwkt_enqueue(td);
1063         _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT, reschedok);
1064 #endif
1065     }
1066     crit_exit_gd(mygd);
1067 }
1068
1069 void
1070 lwkt_schedule(thread_t td)
1071 {
1072     _lwkt_schedule(td, 1);
1073 }
1074
1075 void
1076 lwkt_schedule_noresched(thread_t td)
1077 {
1078     _lwkt_schedule(td, 0);
1079 }
1080
1081 #ifdef SMP
1082
1083 /*
1084  * Thread migration using a 'Pull' method.  The thread may or may not be
1085  * the current thread.  It MUST be descheduled and in a stable state.
1086  * lwkt_giveaway() must be called on the cpu owning the thread.
1087  *
1088  * At any point after lwkt_giveaway() is called, the target cpu may
1089  * 'pull' the thread by calling lwkt_acquire().
1090  *
1091  * MPSAFE - must be called under very specific conditions.
1092  */
1093 void
1094 lwkt_giveaway(thread_t td)
1095 {
1096         globaldata_t gd = mycpu;
1097
1098         crit_enter_gd(gd);
1099         KKASSERT(td->td_gd == gd);
1100         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1101         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1102         crit_exit_gd(gd);
1103 }
1104
1105 void
1106 lwkt_acquire(thread_t td)
1107 {
1108     globaldata_t gd;
1109     globaldata_t mygd;
1110
1111     KKASSERT(td->td_flags & TDF_MIGRATING);
1112     gd = td->td_gd;
1113     mygd = mycpu;
1114     if (gd != mycpu) {
1115         cpu_lfence();
1116         KKASSERT((td->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1117         crit_enter_gd(mygd);
1118         while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1119 #ifdef SMP
1120             lwkt_process_ipiq();
1121 #endif
1122             cpu_lfence();
1123         }
1124         td->td_gd = mygd;
1125         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1126         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1127         crit_exit_gd(mygd);
1128     } else {
1129         crit_enter_gd(mygd);
1130         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1131         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1132         crit_exit_gd(mygd);
1133     }
1134 }
1135
1136 #endif
1137
1138 /*
1139  * Generic deschedule.  Descheduling threads other then your own should be
1140  * done only in carefully controlled circumstances.  Descheduling is 
1141  * asynchronous.  
1142  *
1143  * This function may block if the cpu has run out of messages.
1144  */
1145 void
1146 lwkt_deschedule(thread_t td)
1147 {
1148     crit_enter();
1149 #ifdef SMP
1150     if (td == curthread) {
1151         _lwkt_dequeue(td);
1152     } else {
1153         if (td->td_gd == mycpu) {
1154             _lwkt_dequeue(td);
1155         } else {
1156             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_deschedule, td);
1157         }
1158     }
1159 #else
1160     _lwkt_dequeue(td);
1161 #endif
1162     crit_exit();
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Set the target thread's priority.  This routine does not automatically
1167  * switch to a higher priority thread, LWKT threads are not designed for
1168  * continuous priority changes.  Yield if you want to switch.
1169  *
1170  * We have to retain the critical section count which uses the high bits
1171  * of the td_pri field.  The specified priority may also indicate zero or
1172  * more critical sections by adding TDPRI_CRIT*N.
1173  *
1174  * Note that we requeue the thread whether it winds up on a different runq
1175  * or not.  uio_yield() depends on this and the routine is not normally
1176  * called with the same priority otherwise.
1177  */
1178 void
1179 lwkt_setpri(thread_t td, int pri)
1180 {
1181     KKASSERT(pri >= 0);
1182     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1183     crit_enter();
1184     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1185         _lwkt_dequeue(td);
1186         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1187         _lwkt_enqueue(td);
1188     } else {
1189         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1190     }
1191     crit_exit();
1192 }
1193
1194 void
1195 lwkt_setpri_self(int pri)
1196 {
1197     thread_t td = curthread;
1198
1199     KKASSERT(pri >= 0 && pri <= TDPRI_MAX);
1200     crit_enter();
1201     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1202         _lwkt_dequeue(td);
1203         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1204         _lwkt_enqueue(td);
1205     } else {
1206         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1207     }
1208     crit_exit();
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Migrate the current thread to the specified cpu. 
1213  *
1214  * This is accomplished by descheduling ourselves from the current cpu,
1215  * moving our thread to the tdallq of the target cpu, IPI messaging the
1216  * target cpu, and switching out.  TDF_MIGRATING prevents scheduling
1217  * races while the thread is being migrated.
1218  */
1219 #ifdef SMP
1220 static void lwkt_setcpu_remote(void *arg);
1221 #endif
1222
1223 void
1224 lwkt_setcpu_self(globaldata_t rgd)
1225 {
1226 #ifdef SMP
1227     thread_t td = curthread;
1228
1229     if (td->td_gd != rgd) {
1230         crit_enter_quick(td);
1231         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1232         lwkt_deschedule_self(td);
1233         TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1234         lwkt_send_ipiq(rgd, (ipifunc1_t)lwkt_setcpu_remote, td);
1235         lwkt_switch();
1236         /* we are now on the target cpu */
1237         TAILQ_INSERT_TAIL(&rgd->gd_tdallq, td, td_allq);
1238         crit_exit_quick(td);
1239     }
1240 #endif
1241 }
1242
1243 void
1244 lwkt_migratecpu(int cpuid)
1245 {
1246 #ifdef SMP
1247         globaldata_t rgd;
1248
1249         rgd = globaldata_find(cpuid);
1250         lwkt_setcpu_self(rgd);
1251 #endif
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Remote IPI for cpu migration (called while in a critical section so we
1256  * do not have to enter another one).  The thread has already been moved to
1257  * our cpu's allq, but we must wait for the thread to be completely switched
1258  * out on the originating cpu before we schedule it on ours or the stack
1259  * state may be corrupt.  We clear TDF_MIGRATING after flushing the GD
1260  * change to main memory.
1261  *
1262  * XXX The use of TDF_MIGRATING might not be sufficient to avoid races
1263  * against wakeups.  It is best if this interface is used only when there
1264  * are no pending events that might try to schedule the thread.
1265  */
1266 #ifdef SMP
1267 static void
1268 lwkt_setcpu_remote(void *arg)
1269 {
1270     thread_t td = arg;
1271     globaldata_t gd = mycpu;
1272
1273     while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1274 #ifdef SMP
1275         lwkt_process_ipiq();
1276 #endif
1277         cpu_lfence();
1278     }
1279     td->td_gd = gd;
1280     cpu_sfence();
1281     td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1282     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1283     _lwkt_enqueue(td);
1284 }
1285 #endif
1286
1287 struct lwp *
1288 lwkt_preempted_proc(void)
1289 {
1290     thread_t td = curthread;
1291     while (td->td_preempted)
1292         td = td->td_preempted;
1293     return(td->td_lwp);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Create a kernel process/thread/whatever.  It shares it's address space
1298  * with proc0 - ie: kernel only.
1299  *
1300  * NOTE!  By default new threads are created with the MP lock held.  A 
1301  * thread which does not require the MP lock should release it by calling
1302  * rel_mplock() at the start of the new thread.
1303  */
1304 int
1305 lwkt_create(void (*func)(void *), void *arg,
1306     struct thread **tdp, thread_t template, int tdflags, int cpu,
1307     const char *fmt, ...)
1308 {
1309     thread_t td;
1310     __va_list ap;
1311
1312     td = lwkt_alloc_thread(template, LWKT_THREAD_STACK, cpu,
1313                            tdflags);
1314     if (tdp)
1315         *tdp = td;
1316     cpu_set_thread_handler(td, lwkt_exit, func, arg);
1317
1318     /*
1319      * Set up arg0 for 'ps' etc
1320      */
1321     __va_start(ap, fmt);
1322     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), fmt, ap);
1323     __va_end(ap);
1324
1325     /*
1326      * Schedule the thread to run
1327      */
1328     if ((td->td_flags & TDF_STOPREQ) == 0)
1329         lwkt_schedule(td);
1330     else
1331         td->td_flags &= ~TDF_STOPREQ;
1332     return 0;
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Destroy an LWKT thread.   Warning!  This function is not called when
1337  * a process exits, cpu_proc_exit() directly calls cpu_thread_exit() and
1338  * uses a different reaping mechanism.
1339  */
1340 void
1341 lwkt_exit(void)
1342 {
1343     thread_t td = curthread;
1344     thread_t std;
1345     globaldata_t gd;
1346
1347     if (td->td_flags & TDF_VERBOSE)
1348         kprintf("kthread %p %s has exited\n", td, td->td_comm);
1349     caps_exit(td);
1350
1351     /*
1352      * Get us into a critical section to interlock gd_freetd and loop
1353      * until we can get it freed.
1354      *
1355      * We have to cache the current td in gd_freetd because objcache_put()ing
1356      * it would rip it out from under us while our thread is still active.
1357      */
1358     gd = mycpu;
1359     crit_enter_quick(td);
1360     while ((std = gd->gd_freetd) != NULL) {
1361         gd->gd_freetd = NULL;
1362         objcache_put(thread_cache, std);
1363     }
1364     lwkt_deschedule_self(td);
1365     lwkt_remove_tdallq(td);
1366     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD)
1367         gd->gd_freetd = td;
1368     cpu_thread_exit();
1369 }
1370
1371 void
1372 lwkt_remove_tdallq(thread_t td)
1373 {
1374     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1375     TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1376 }
1377
1378 void
1379 crit_panic(void)
1380 {
1381     thread_t td = curthread;
1382     int lpri = td->td_pri;
1383
1384     td->td_pri = 0;
1385     panic("td_pri is/would-go negative! %p %d", td, lpri);
1386 }
1387
1388 #ifdef SMP
1389
1390 /*
1391  * Called from debugger/panic on cpus which have been stopped.  We must still
1392  * process the IPIQ while stopped, even if we were stopped while in a critical
1393  * section (XXX).
1394  *
1395  * If we are dumping also try to process any pending interrupts.  This may
1396  * or may not work depending on the state of the cpu at the point it was
1397  * stopped.
1398  */
1399 void
1400 lwkt_smp_stopped(void)
1401 {
1402     globaldata_t gd = mycpu;
1403
1404     crit_enter_gd(gd);
1405     if (dumping) {
1406         lwkt_process_ipiq();
1407         splz();
1408     } else {
1409         lwkt_process_ipiq();
1410     }
1411     crit_exit_gd(gd);
1412 }
1413
1414 /*
1415  * get_mplock() calls this routine if it is unable to obtain the MP lock.
1416  * get_mplock() has already incremented td_mpcount.  We must block and
1417  * not return until giant is held.
1418  *
1419  * All we have to do is lwkt_switch() away.  The LWKT scheduler will not
1420  * reschedule the thread until it can obtain the giant lock for it.
1421  */
1422 void
1423 lwkt_mp_lock_contested(void)
1424 {
1425     loggiant(beg);
1426     lwkt_switch();
1427     loggiant(end);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * The rel_mplock() code will call this function after releasing the
1432  * last reference on the MP lock if mp_lock_contention_mask is non-zero.
1433  *
1434  * We then chain an IPI to a single other cpu potentially needing the
1435  * lock.  This is a bit heuristical and we can wind up with IPIs flying
1436  * all over the place.
1437  */
1438 static void lwkt_mp_lock_uncontested_remote(void *arg __unused);
1439
1440 void
1441 lwkt_mp_lock_uncontested(void)
1442 {
1443     globaldata_t gd;
1444     globaldata_t dgd;
1445     cpumask_t mask;
1446     cpumask_t tmpmask;
1447     int cpuid;
1448
1449     if (chain_mplock) {
1450         gd = mycpu;
1451         atomic_clear_int(&mp_lock_contention_mask, gd->gd_cpumask);
1452         mask = mp_lock_contention_mask;
1453         tmpmask = ~((1 << gd->gd_cpuid) - 1);
1454
1455         if (mask) {
1456             if (mask & tmpmask)
1457                     cpuid = bsfl(mask & tmpmask);
1458             else
1459                     cpuid = bsfl(mask);
1460             atomic_clear_int(&mp_lock_contention_mask, 1 << cpuid);
1461             dgd = globaldata_find(cpuid);
1462             lwkt_send_ipiq(dgd, lwkt_mp_lock_uncontested_remote, NULL);
1463         }
1464     }
1465 }
1466
1467 /*
1468  * The idea is for this IPI to interrupt a potentially lower priority
1469  * thread, such as a user thread, to allow the scheduler to reschedule
1470  * a higher priority kernel thread that needs the MP lock.
1471  *
1472  * For now we set the LWKT reschedule flag which generates an AST in
1473  * doreti, though theoretically it is also possible to possibly preempt
1474  * here if the underlying thread was operating in user mode.  Nah.
1475  */
1476 static void
1477 lwkt_mp_lock_uncontested_remote(void *arg __unused)
1478 {
1479         need_lwkt_resched();
1480 }
1481
1482 #endif