sys/kern/kern_synch.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   7  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   8  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   9  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
  10  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
  37  */
  38
  39 #include <sys/cdefs.h>
  40 #include "opt_ktrace.h"
  41 #include "opt_sched.h"
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/systm.h>
  45 #include <sys/blockcount.h>
  46 #include <sys/condvar.h>
  47 #include <sys/kdb.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/ktr.h>
  50 #include <sys/lock.h>
  51 #include <sys/mutex.h>
  52 #include <sys/proc.h>
  53 #include <sys/resourcevar.h>
  54 #include <sys/sched.h>
  55 #include <sys/sdt.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/sleepqueue.h>
  58 #include <sys/smp.h>
  59 #include <sys/sx.h>
  60 #include <sys/sysctl.h>
  61 #include <sys/sysproto.h>
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #ifdef KTRACE
  64 #include <sys/uio.h>
  65 #include <sys/ktrace.h>
  66 #endif
  67 #ifdef EPOCH_TRACE
  68 #include <sys/epoch.h>
  69 #endif
  70
  71 #include <machine/cpu.h>
  72
  73 static void synch_setup(void *dummy);
  74 SYSINIT(synch_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, synch_setup,
  75     NULL);
  76
  77 int     hogticks;
  78 static const char pause_wchan[MAXCPU];
  79
  80 static struct callout loadav_callout;
  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 uint64_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 /* kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale */
  95 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, SYSCTL_NULL_INT_PTR, FSCALE,
  96     "Fixed-point scale factor used for calculating load average values");
  97
  98 static void     loadav(void *arg);
  99
 100 SDT_PROVIDER_DECLARE(sched);
 101 SDT_PROBE_DEFINE(sched, , , preempt);
 102
 103 static void
 104 sleepinit(void *unused)
 105 {
 106
 107         hogticks = (hz / 10) * 2;       /* Default only. */
 108         init_sleepqueues();
 109 }
 110
 111 /*
 112  * vmem tries to lock the sleepq mutexes when free'ing kva, so make sure
 113  * it is available.
 114  */
 115 SYSINIT(sleepinit, SI_SUB_KMEM, SI_ORDER_ANY, sleepinit, NULL);
 116
 117 /*
 118  * General sleep call.  Suspends the current thread until a wakeup is
 119  * performed on the specified identifier.  The thread will then be made
 120  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most sbt units of time
 121  * (0 means no timeout).  If pri includes the PCATCH flag, let signals
 122  * interrupt the sleep, otherwise ignore them while sleeping.  Returns 0 if
 123  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
 124  * signal becomes pending, ERESTART is returned if the current system
 125  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
 126  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
 127  *
 128  * The lock argument is unlocked before the caller is suspended, and
 129  * re-locked before _sleep() returns.  If priority includes the PDROP
 130  * flag the lock is not re-locked before returning.
 131  */
 132 int
 133 _sleep(const void *ident, struct lock_object *lock, int priority,
 134     const char *wmesg, sbintime_t sbt, sbintime_t pr, int flags)
 135 {
 136         struct thread *td;
 137         struct lock_class *class;
 138         uintptr_t lock_state;
 139         int catch, pri, rval, sleepq_flags;
 140         WITNESS_SAVE_DECL(lock_witness);
 141
 142         TSENTER();
 143         td = curthread;
 144 #ifdef KTRACE
 145         if (KTRPOINT(td, KTR_CSW))
 146                 ktrcsw(1, 0, wmesg);
 147 #endif
 148         WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, lock,
 149             "Sleeping on \"%s\"", wmesg);
 150         KASSERT(sbt != 0 || mtx_owned(&Giant) || lock != NULL ||
 151             (priority & PNOLOCK) != 0,
 152             ("sleeping without a lock"));
 153         KASSERT(ident != NULL, ("_sleep: NULL ident"));
 154         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td), ("_sleep: curthread not running"));
 155         if (priority & PDROP)
 156                 KASSERT(lock != NULL && lock != &Giant.lock_object,
 157                     ("PDROP requires a non-Giant lock"));
 158         if (lock != NULL)
 159                 class = LOCK_CLASS(lock);
 160         else
 161                 class = NULL;
 162
 163         if (SCHEDULER_STOPPED_TD(td)) {
 164                 if (lock != NULL && priority & PDROP)
 165                         class->lc_unlock(lock);
 166                 return (0);
 167         }
 168         catch = priority & PCATCH;
 169         pri = priority & PRIMASK;
 170
 171         KASSERT(!TD_ON_SLEEPQ(td), ("recursive sleep"));
 172
 173         if ((uintptr_t)ident >= (uintptr_t)&pause_wchan[0] &&
 174             (uintptr_t)ident <= (uintptr_t)&pause_wchan[MAXCPU - 1])
 175                 sleepq_flags = SLEEPQ_PAUSE;
 176         else
 177                 sleepq_flags = SLEEPQ_SLEEP;
 178         if (catch)
 179                 sleepq_flags |= SLEEPQ_INTERRUPTIBLE;
 180
 181         sleepq_lock(ident);
 182         CTR5(KTR_PROC, "sleep: thread %ld (pid %ld, %s) on %s (%p)",
 183             td->td_tid, td->td_proc->p_pid, td->td_name, wmesg, ident);
 184
 185         if (lock == &Giant.lock_object)
 186                 mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
 187         DROP_GIANT();
 188         if (lock != NULL && lock != &Giant.lock_object &&
 189             !(class->lc_flags & LC_SLEEPABLE)) {
 190                 KASSERT(!(class->lc_flags & LC_SPINLOCK),
 191                     ("spin locks can only use msleep_spin"));
 192                 WITNESS_SAVE(lock, lock_witness);
 193                 lock_state = class->lc_unlock(lock);
 194         } else
 195                 /* GCC needs to follow the Yellow Brick Road */
 196                 lock_state = -1;
 197
 198         /*
 199          * We put ourselves on the sleep queue and start our timeout
 200          * before calling thread_suspend_check, as we could stop there,
 201          * and a wakeup or a SIGCONT (or both) could occur while we were
 202          * stopped without resuming us.  Thus, we must be ready for sleep
 203          * when cursig() is called.  If the wakeup happens while we're
 204          * stopped, then td will no longer be on a sleep queue upon
 205          * return from cursig().
 206          */
 207         sleepq_add(ident, lock, wmesg, sleepq_flags, 0);
 208         if (sbt != 0)
 209                 sleepq_set_timeout_sbt(ident, sbt, pr, flags);
 210         if (lock != NULL && class->lc_flags & LC_SLEEPABLE) {
 211                 sleepq_release(ident);
 212                 WITNESS_SAVE(lock, lock_witness);
 213                 lock_state = class->lc_unlock(lock);
 214                 sleepq_lock(ident);
 215         }
 216         if (sbt != 0 && catch)
 217                 rval = sleepq_timedwait_sig(ident, pri);
 218         else if (sbt != 0)
 219                 rval = sleepq_timedwait(ident, pri);
 220         else if (catch)
 221                 rval = sleepq_wait_sig(ident, pri);
 222         else {
 223                 sleepq_wait(ident, pri);
 224                 rval = 0;
 225         }
 226 #ifdef KTRACE
 227         if (KTRPOINT(td, KTR_CSW))
 228                 ktrcsw(0, 0, wmesg);
 229 #endif
 230         PICKUP_GIANT();
 231         if (lock != NULL && lock != &Giant.lock_object && !(priority & PDROP)) {
 232                 class->lc_lock(lock, lock_state);
 233                 WITNESS_RESTORE(lock, lock_witness);
 234         }
 235         TSEXIT();
 236         return (rval);
 237 }
 238
 239 int
 240 msleep_spin_sbt(const void *ident, struct mtx *mtx, const char *wmesg,
 241     sbintime_t sbt, sbintime_t pr, int flags)
 242 {
 243         struct thread *td;
 244         int rval;
 245         WITNESS_SAVE_DECL(mtx);
 246
 247         td = curthread;
 248         KASSERT(mtx != NULL, ("sleeping without a mutex"));
 249         KASSERT(ident != NULL, ("msleep_spin_sbt: NULL ident"));
 250         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td), ("msleep_spin_sbt: curthread not running"));
 251
 252         if (SCHEDULER_STOPPED_TD(td))
 253                 return (0);
 254
 255         sleepq_lock(ident);
 256         CTR5(KTR_PROC, "msleep_spin: thread %ld (pid %ld, %s) on %s (%p)",
 257             td->td_tid, td->td_proc->p_pid, td->td_name, wmesg, ident);
 258
 259         DROP_GIANT();
 260         mtx_assert(mtx, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
 261         WITNESS_SAVE(&mtx->lock_object, mtx);
 262         mtx_unlock_spin(mtx);
 263
 264         /*
 265          * We put ourselves on the sleep queue and start our timeout.
 266          */
 267         sleepq_add(ident, &mtx->lock_object, wmesg, SLEEPQ_SLEEP, 0);
 268         if (sbt != 0)
 269                 sleepq_set_timeout_sbt(ident, sbt, pr, flags);
 270
 271         /*
 272          * Can't call ktrace with any spin locks held so it can lock the
 273          * ktrace_mtx lock, and WITNESS_WARN considers it an error to hold
 274          * any spin lock.  Thus, we have to drop the sleepq spin lock while
 275          * we handle those requests.  This is safe since we have placed our
 276          * thread on the sleep queue already.
 277          */
 278 #ifdef KTRACE
 279         if (KTRPOINT(td, KTR_CSW)) {
 280                 sleepq_release(ident);
 281                 ktrcsw(1, 0, wmesg);
 282                 sleepq_lock(ident);
 283         }
 284 #endif
 285 #ifdef WITNESS
 286         sleepq_release(ident);
 287         WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, NULL, "Sleeping on \"%s\"",
 288             wmesg);
 289         sleepq_lock(ident);
 290 #endif
 291         if (sbt != 0)
 292                 rval = sleepq_timedwait(ident, 0);
 293         else {
 294                 sleepq_wait(ident, 0);
 295                 rval = 0;
 296         }
 297 #ifdef KTRACE
 298         if (KTRPOINT(td, KTR_CSW))
 299                 ktrcsw(0, 0, wmesg);
 300 #endif
 301         PICKUP_GIANT();
 302         mtx_lock_spin(mtx);
 303         WITNESS_RESTORE(&mtx->lock_object, mtx);
 304         return (rval);
 305 }
 306
 307 /*
 308  * pause_sbt() delays the calling thread by the given signed binary
 309  * time. During cold bootup, pause_sbt() uses the DELAY() function
 310  * instead of the _sleep() function to do the waiting. The "sbt"
 311  * argument must be greater than or equal to zero. A "sbt" value of
 312  * zero is equivalent to a "sbt" value of one tick.
 313  */
 314 int
 315 pause_sbt(const char *wmesg, sbintime_t sbt, sbintime_t pr, int flags)
 316 {
 317         KASSERT(sbt >= 0, ("pause_sbt: timeout must be >= 0"));
 318
 319         /* silently convert invalid timeouts */
 320         if (sbt == 0)
 321                 sbt = tick_sbt;
 322
 323         if ((cold && curthread == &thread0) || kdb_active ||
 324             SCHEDULER_STOPPED()) {
 325                 /*
 326                  * We delay one second at a time to avoid overflowing the
 327                  * system specific DELAY() function(s):
 328                  */
 329                 while (sbt >= SBT_1S) {
 330                         DELAY(1000000);
 331                         sbt -= SBT_1S;
 332                 }
 333                 /* Do the delay remainder, if any */
 334                 sbt = howmany(sbt, SBT_1US);
 335                 if (sbt > 0)
 336                         DELAY(sbt);
 337                 return (EWOULDBLOCK);
 338         }
 339         return (_sleep(&pause_wchan[curcpu], NULL,
 340             (flags & C_CATCH) ? PCATCH : 0, wmesg, sbt, pr, flags));
 341 }
 342
 343 /*
 344  * Make all threads sleeping on the specified identifier runnable.
 345  */
 346 void
 347 wakeup(const void *ident)
 348 {
 349         int wakeup_swapper;
 350
 351         sleepq_lock(ident);
 352         wakeup_swapper = sleepq_broadcast(ident, SLEEPQ_SLEEP, 0, 0);
 353         sleepq_release(ident);
 354         if (wakeup_swapper) {
 355                 KASSERT(ident != &proc0,
 356                     ("wakeup and wakeup_swapper and proc0"));
 357                 kick_proc0();
 358         }
 359 }
 360
 361 /*
 362  * Make a thread sleeping on the specified identifier runnable.
 363  * May wake more than one thread if a target thread is currently
 364  * swapped out.
 365  */
 366 void
 367 wakeup_one(const void *ident)
 368 {
 369         int wakeup_swapper;
 370
 371         sleepq_lock(ident);
 372         wakeup_swapper = sleepq_signal(ident, SLEEPQ_SLEEP | SLEEPQ_DROP, 0, 0);
 373         if (wakeup_swapper)
 374                 kick_proc0();
 375 }
 376
 377 void
 378 wakeup_any(const void *ident)
 379 {
 380         int wakeup_swapper;
 381
 382         sleepq_lock(ident);
 383         wakeup_swapper = sleepq_signal(ident, SLEEPQ_SLEEP | SLEEPQ_UNFAIR |
 384             SLEEPQ_DROP, 0, 0);
 385         if (wakeup_swapper)
 386                 kick_proc0();
 387 }
 388
 389 /*
 390  * Signal sleeping waiters after the counter has reached zero.
 391  */
 392 void
 393 _blockcount_wakeup(blockcount_t *bc, u_int old)
 394 {
 395
 396         KASSERT(_BLOCKCOUNT_WAITERS(old),
 397             ("%s: no waiters on %p", __func__, bc));
 398
 399         if (atomic_cmpset_int(&bc->__count, _BLOCKCOUNT_WAITERS_FLAG, 0))
 400                 wakeup(bc);
 401 }
 402
 403 /*
 404  * Wait for a wakeup or a signal.  This does not guarantee that the count is
 405  * still zero on return.  Callers wanting a precise answer should use
 406  * blockcount_wait() with an interlock.
 407  *
 408  * If there is no work to wait for, return 0.  If the sleep was interrupted by a
 409  * signal, return EINTR or ERESTART, and return EAGAIN otherwise.
 410  */
 411 int
 412 _blockcount_sleep(blockcount_t *bc, struct lock_object *lock, const char *wmesg,
 413     int prio)
 414 {
 415         void *wchan;
 416         uintptr_t lock_state;
 417         u_int old;
 418         int ret;
 419         bool catch, drop;
 420
 421         KASSERT(lock != &Giant.lock_object,
 422             ("%s: cannot use Giant as the interlock", __func__));
 423
 424         catch = (prio & PCATCH) != 0;
 425         drop = (prio & PDROP) != 0;
 426         prio &= PRIMASK;
 427
 428         /*
 429          * Synchronize with the fence in blockcount_release().  If we end up
 430          * waiting, the sleepqueue lock acquisition will provide the required
 431          * side effects.
 432          *
 433          * If there is no work to wait for, but waiters are present, try to put
 434          * ourselves to sleep to avoid jumping ahead.
 435          */
 436         if (atomic_load_acq_int(&bc->__count) == 0) {
 437                 if (lock != NULL && drop)
 438                         LOCK_CLASS(lock)->lc_unlock(lock);
 439                 return (0);
 440         }
 441         lock_state = 0;
 442         wchan = bc;
 443         sleepq_lock(wchan);
 444         DROP_GIANT();
 445         if (lock != NULL)
 446                 lock_state = LOCK_CLASS(lock)->lc_unlock(lock);
 447         old = blockcount_read(bc);
 448         ret = 0;
 449         do {
 450                 if (_BLOCKCOUNT_COUNT(old) == 0) {
 451                         sleepq_release(wchan);
 452                         goto out;
 453                 }
 454                 if (_BLOCKCOUNT_WAITERS(old))
 455                         break;
 456         } while (!atomic_fcmpset_int(&bc->__count, &old,
 457             old | _BLOCKCOUNT_WAITERS_FLAG));
 458         sleepq_add(wchan, NULL, wmesg, catch ? SLEEPQ_INTERRUPTIBLE : 0, 0);
 459         if (catch)
 460                 ret = sleepq_wait_sig(wchan, prio);
 461         else
 462                 sleepq_wait(wchan, prio);
 463         if (ret == 0)
 464                 ret = EAGAIN;
 465
 466 out:
 467         PICKUP_GIANT();
 468         if (lock != NULL && !drop)
 469                 LOCK_CLASS(lock)->lc_lock(lock, lock_state);
 470
 471         return (ret);
 472 }
 473
 474 static void
 475 kdb_switch(void)
 476 {
 477         thread_unlock(curthread);
 478         kdb_backtrace();
 479         kdb_reenter();
 480         panic("%s: did not reenter debugger", __func__);
 481 }
 482
 483 /*
 484  * mi_switch(9): The machine-independent parts of context switching.
 485  *
 486  * The thread lock is required on entry and is no longer held on return.
 487  */
 488 void
 489 mi_switch(int flags)
 490 {
 491         uint64_t runtime, new_switchtime;
 492         struct thread *td;
 493
 494         td = curthread;                 /* XXX */
 495         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
 496         KASSERT(!TD_ON_RUNQ(td), ("mi_switch: called by old code"));
 497 #ifdef INVARIANTS
 498         if (!TD_ON_LOCK(td) && !TD_IS_RUNNING(td))
 499                 mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 500 #endif
 501         /* thread_lock() performs spinlock_enter(). */
 502         KASSERT(td->td_critnest == 1 || KERNEL_PANICKED(),
 503             ("mi_switch: switch in a critical section"));
 504         KASSERT((flags & (SW_INVOL | SW_VOL)) != 0,
 505             ("mi_switch: switch must be voluntary or involuntary"));
 506         KASSERT((flags & SW_TYPE_MASK) != 0,
 507             ("mi_switch: a switch reason (type) must be specified"));
 508         KASSERT((flags & SW_TYPE_MASK) < SWT_COUNT,
 509             ("mi_switch: invalid switch reason %d", (flags & SW_TYPE_MASK)));
 510
 511         /*
 512          * Don't perform context switches from the debugger.
 513          */
 514         if (kdb_active)
 515                 kdb_switch();
 516         if (SCHEDULER_STOPPED_TD(td))
 517                 return;
 518         if (flags & SW_VOL) {
 519                 td->td_ru.ru_nvcsw++;
 520                 td->td_swvoltick = ticks;
 521         } else {
 522                 td->td_ru.ru_nivcsw++;
 523                 td->td_swinvoltick = ticks;
 524         }
 525 #ifdef SCHED_STATS
 526         SCHED_STAT_INC(sched_switch_stats[flags & SW_TYPE_MASK]);
 527 #endif
 528         /*
 529          * Compute the amount of time during which the current
 530          * thread was running, and add that to its total so far.
 531          */
 532         new_switchtime = cpu_ticks();
 533         runtime = new_switchtime - PCPU_GET(switchtime);
 534         td->td_runtime += runtime;
 535         td->td_incruntime += runtime;
 536         PCPU_SET(switchtime, new_switchtime);
 537         td->td_generation++;    /* bump preempt-detect counter */
 538         VM_CNT_INC(v_swtch);
 539         PCPU_SET(switchticks, ticks);
 540         CTR4(KTR_PROC, "mi_switch: old thread %ld (td_sched %p, pid %ld, %s)",
 541             td->td_tid, td_get_sched(td), td->td_proc->p_pid, td->td_name);
 542 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 543         if (SDT_PROBES_ENABLED() &&
 544             ((flags & SW_PREEMPT) != 0 || ((flags & SW_INVOL) != 0 &&
 545             (flags & SW_TYPE_MASK) == SWT_NEEDRESCHED)))
 546                 SDT_PROBE0(sched, , , preempt);
 547 #endif
 548         sched_switch(td, flags);
 549         CTR4(KTR_PROC, "mi_switch: new thread %ld (td_sched %p, pid %ld, %s)",
 550             td->td_tid, td_get_sched(td), td->td_proc->p_pid, td->td_name);
 551
 552         /*
 553          * If the last thread was exiting, finish cleaning it up.
 554          */
 555         if ((td = PCPU_GET(deadthread))) {
 556                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 557                 thread_stash(td);
 558         }
 559         spinlock_exit();
 560 }
 561
 562 /*
 563  * Change thread state to be runnable, placing it on the run queue if
 564  * it is in memory.  If it is swapped out, return true so our caller
 565  * will know to awaken the swapper.
 566  *
 567  * Requires the thread lock on entry, drops on exit.
 568  */
 569 int
 570 setrunnable(struct thread *td, int srqflags)
 571 {
 572         int swapin;
 573
 574         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 575         KASSERT(td->td_proc->p_state != PRS_ZOMBIE,
 576             ("setrunnable: pid %d is a zombie", td->td_proc->p_pid));
 577
 578         swapin = 0;
 579         switch (TD_GET_STATE(td)) {
 580         case TDS_RUNNING:
 581         case TDS_RUNQ:
 582                 break;
 583         case TDS_CAN_RUN:
 584                 KASSERT((td->td_flags & TDF_INMEM) != 0,
 585                     ("setrunnable: td %p not in mem, flags 0x%X inhibit 0x%X",
 586                     td, td->td_flags, td->td_inhibitors));
 587                 /* unlocks thread lock according to flags */
 588                 sched_wakeup(td, srqflags);
 589                 return (0);
 590         case TDS_INHIBITED:
 591                 /*
 592                  * If we are only inhibited because we are swapped out
 593                  * arrange to swap in this process.
 594                  */
 595                 if (td->td_inhibitors == TDI_SWAPPED &&
 596                     (td->td_flags & TDF_SWAPINREQ) == 0) {
 597                         td->td_flags |= TDF_SWAPINREQ;
 598                         swapin = 1;
 599                 }
 600                 break;
 601         default:
 602                 panic("setrunnable: state 0x%x", TD_GET_STATE(td));
 603         }
 604         if ((srqflags & (SRQ_HOLD | SRQ_HOLDTD)) == 0)
 605                 thread_unlock(td);
 606
 607         return (swapin);
 608 }
 609
 610 /*
 611  * Compute a tenex style load average of a quantity on
 612  * 1, 5 and 15 minute intervals.
 613  */
 614 static void
 615 loadav(void *arg)
 616 {
 617         int i;
 618         uint64_t nrun;
 619         struct loadavg *avg;
 620
 621         nrun = (uint64_t)sched_load();
 622         avg = &averunnable;
 623
 624         for (i = 0; i < 3; i++)
 625                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * (uint64_t)avg->ldavg[i] +
 626                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
 627
 628         /*
 629          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
 630          * random variation to avoid synchronisation with processes that
 631          * run at regular intervals.
 632          */
 633         callout_reset_sbt(&loadav_callout,
 634             SBT_1US * (4000000 + (int)(random() % 2000001)), SBT_1US,
 635             loadav, NULL, C_DIRECT_EXEC | C_PREL(32));
 636 }
 637
 638 static void
 639 ast_scheduler(struct thread *td, int tda __unused)
 640 {
 641 #ifdef KTRACE
 642         if (KTRPOINT(td, KTR_CSW))
 643                 ktrcsw(1, 1, __func__);
 644 #endif
 645         thread_lock(td);
 646         sched_prio(td, td->td_user_pri);
 647         mi_switch(SW_INVOL | SWT_NEEDRESCHED);
 648 #ifdef KTRACE
 649         if (KTRPOINT(td, KTR_CSW))
 650                 ktrcsw(0, 1, __func__);
 651 #endif
 652 }
 653
 654 static void
 655 synch_setup(void *dummy __unused)
 656 {
 657         callout_init(&loadav_callout, 1);
 658         ast_register(TDA_SCHED, ASTR_ASTF_REQUIRED, 0, ast_scheduler);
 659
 660         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
 661         loadav(NULL);
 662 }
 663
 664 bool
 665 should_yield(void)
 666 {
 667
 668         return ((u_int)ticks - (u_int)curthread->td_swvoltick >= hogticks);
 669 }
 670
 671 void
 672 maybe_yield(void)
 673 {
 674
 675         if (should_yield())
 676                 kern_yield(PRI_USER);
 677 }
 678
 679 void
 680 kern_yield(int prio)
 681 {
 682         struct thread *td;
 683
 684         td = curthread;
 685         DROP_GIANT();
 686         thread_lock(td);
 687         if (prio == PRI_USER)
 688                 prio = td->td_user_pri;
 689         if (prio >= 0)
 690                 sched_prio(td, prio);
 691         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH);
 692         PICKUP_GIANT();
 693 }
 694
 695 /*
 696  * General purpose yield system call.
 697  */
 698 int
 699 sys_yield(struct thread *td, struct yield_args *uap)
 700 {
 701
 702         thread_lock(td);
 703         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
 704                 sched_prio(td, PRI_MAX_TIMESHARE);
 705         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH);
 706         td->td_retval[0] = 0;
 707         return (0);
 708 }
 709
 710 int
 711 sys_sched_getcpu(struct thread *td, struct sched_getcpu_args *uap)
 712 {
 713         td->td_retval[0] = td->td_oncpu;
 714         return (0);
 715 }