sys/kern/kern_thread.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (C) 2001 Julian Elischer <julian@freebsd.org>.
   5  *  All rights reserved.
   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  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice(s), this list of conditions and the following disclaimer as
  12  *    the first lines of this file unmodified other than the possible
  13  *    addition of one or more copyright notices.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice(s), this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDER(S) ``AS IS'' AND ANY
  19  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  20  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  21  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER(S) BE LIABLE FOR ANY
  22  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  23  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  24  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
  25  * CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
  28  * DAMAGE.
  29  */
  30
  31 #include "opt_witness.h"
  32 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include <sys/param.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/lock.h>
  41 #include <sys/mutex.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/epoch.h>
  44 #include <sys/rangelock.h>
  45 #include <sys/resourcevar.h>
  46 #include <sys/sdt.h>
  47 #include <sys/smp.h>
  48 #include <sys/sched.h>
  49 #include <sys/sleepqueue.h>
  50 #include <sys/selinfo.h>
  51 #include <sys/syscallsubr.h>
  52 #include <sys/sysent.h>
  53 #include <sys/turnstile.h>
  54 #include <sys/ktr.h>
  55 #include <sys/rwlock.h>
  56 #include <sys/umtx.h>
  57 #include <sys/vmmeter.h>
  58 #include <sys/cpuset.h>
  59 #ifdef  HWPMC_HOOKS
  60 #include <sys/pmckern.h>
  61 #endif
  62 #include <sys/priv.h>
  63
  64 #include <security/audit/audit.h>
  65
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/vm_extern.h>
  68 #include <vm/uma.h>
  69 #include <sys/eventhandler.h>
  70
  71 /*
  72  * Asserts below verify the stability of struct thread and struct proc
  73  * layout, as exposed by KBI to modules.  On head, the KBI is allowed
  74  * to drift, change to the structures must be accompanied by the
  75  * assert update.
  76  *
  77  * On the stable branches after KBI freeze, conditions must not be
  78  * violated.  Typically new fields are moved to the end of the
  79  * structures.
  80  */
  81 #ifdef __amd64__
  82 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_flags) == 0xfc,
  83     "struct thread KBI td_flags");
  84 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_pflags) == 0x104,
  85     "struct thread KBI td_pflags");
  86 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_frame) == 0x4a0,
  87     "struct thread KBI td_frame");
  88 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_emuldata) == 0x6b0,
  89     "struct thread KBI td_emuldata");
  90 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_flag) == 0xb0,
  91     "struct proc KBI p_flag");
  92 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_pid) == 0xbc,
  93     "struct proc KBI p_pid");
  94 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_filemon) == 0x3b8,
  95     "struct proc KBI p_filemon");
  96 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_comm) == 0x3d0,
  97     "struct proc KBI p_comm");
  98 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_emuldata) == 0x4b0,
  99     "struct proc KBI p_emuldata");
 100 #endif
 101 #ifdef __i386__
 102 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_flags) == 0x98,
 103     "struct thread KBI td_flags");
 104 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_pflags) == 0xa0,
 105     "struct thread KBI td_pflags");
 106 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_frame) == 0x300,
 107     "struct thread KBI td_frame");
 108 _Static_assert(offsetof(struct thread, td_emuldata) == 0x344,
 109     "struct thread KBI td_emuldata");
 110 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_flag) == 0x68,
 111     "struct proc KBI p_flag");
 112 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_pid) == 0x74,
 113     "struct proc KBI p_pid");
 114 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_filemon) == 0x268,
 115     "struct proc KBI p_filemon");
 116 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_comm) == 0x27c,
 117     "struct proc KBI p_comm");
 118 _Static_assert(offsetof(struct proc, p_emuldata) == 0x308,
 119     "struct proc KBI p_emuldata");
 120 #endif
 121
 122 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
 123 SDT_PROBE_DEFINE(proc, , , lwp__exit);
 124
 125 /*
 126  * thread related storage.
 127  */
 128 static uma_zone_t thread_zone;
 129
 130 TAILQ_HEAD(, thread) zombie_threads = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(zombie_threads);
 131 static struct mtx zombie_lock;
 132 MTX_SYSINIT(zombie_lock, &zombie_lock, "zombie lock", MTX_SPIN);
 133
 134 static void thread_zombie(struct thread *);
 135 static int thread_unsuspend_one(struct thread *td, struct proc *p,
 136     bool boundary);
 137
 138 #define TID_BUFFER_SIZE 1024
 139
 140 struct mtx tid_lock;
 141 static struct unrhdr *tid_unrhdr;
 142 static lwpid_t tid_buffer[TID_BUFFER_SIZE];
 143 static int tid_head, tid_tail;
 144 static MALLOC_DEFINE(M_TIDHASH, "tidhash", "thread hash");
 145
 146 static int maxthread;
 147 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, maxthread, CTLFLAG_RDTUN,
 148     &maxthread, 0, "Maximum number of threads");
 149
 150 static int nthreads;
 151
 152 struct  tidhashhead *tidhashtbl;
 153 u_long  tidhash;
 154 struct  rwlock tidhash_lock;
 155
 156 EVENTHANDLER_LIST_DEFINE(thread_ctor);
 157 EVENTHANDLER_LIST_DEFINE(thread_dtor);
 158 EVENTHANDLER_LIST_DEFINE(thread_init);
 159 EVENTHANDLER_LIST_DEFINE(thread_fini);
 160
 161 static lwpid_t
 162 tid_alloc(void)
 163 {
 164         static struct timeval lastfail;
 165         static int curfail;
 166         int nthreads_new;
 167         lwpid_t tid;
 168
 169         nthreads_new = atomic_fetchadd_int(&nthreads, 1) + 1;
 170         if (nthreads_new >= maxthread - 100) {
 171                 if (priv_check_cred(curthread->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 172                     nthreads_new >= maxthread) {
 173                         atomic_subtract_int(&nthreads, 1);
 174                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 175                                 printf("maxthread limit exceeded by uid %u "
 176                                 "(pid %d); consider increasing kern.maxthread\n",
 177                                 curthread->td_ucred->cr_ruid, curproc->p_pid);
 178                         }
 179                         return (-1);
 180                 }
 181         }
 182
 183         tid = alloc_unr(tid_unrhdr);
 184         if (tid != -1)
 185                 return (tid);
 186         mtx_lock(&tid_lock);
 187         if (tid_head == tid_tail) {
 188                 mtx_unlock(&tid_lock);
 189                 return (-1);
 190         }
 191         tid = tid_buffer[tid_head];
 192         tid_head = (tid_head + 1) % TID_BUFFER_SIZE;
 193         mtx_unlock(&tid_lock);
 194         return (tid);
 195 }
 196
 197 static void
 198 tid_free(lwpid_t tid)
 199 {
 200         lwpid_t tmp_tid = -1;
 201
 202         mtx_lock(&tid_lock);
 203         if ((tid_tail + 1) % TID_BUFFER_SIZE == tid_head) {
 204                 tmp_tid = tid_buffer[tid_head];
 205                 tid_head = (tid_head + 1) % TID_BUFFER_SIZE;
 206         }
 207         tid_buffer[tid_tail] = tid;
 208         tid_tail = (tid_tail + 1) % TID_BUFFER_SIZE;
 209         mtx_unlock(&tid_lock);
 210         if (tmp_tid != -1)
 211                 free_unr(tid_unrhdr, tmp_tid);
 212         atomic_subtract_int(&nthreads, 1);
 213 }
 214
 215 /*
 216  * Prepare a thread for use.
 217  */
 218 static int
 219 thread_ctor(void *mem, int size, void *arg, int flags)
 220 {
 221         struct thread   *td;
 222
 223         td = (struct thread *)mem;
 224         td->td_state = TDS_INACTIVE;
 225         td->td_lastcpu = td->td_oncpu = NOCPU;
 226
 227         /*
 228          * Note that td_critnest begins life as 1 because the thread is not
 229          * running and is thereby implicitly waiting to be on the receiving
 230          * end of a context switch.
 231          */
 232         td->td_critnest = 1;
 233         td->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 234 #ifdef AUDIT
 235         audit_thread_alloc(td);
 236 #endif
 237         umtx_thread_alloc(td);
 238         return (0);
 239 }
 240
 241 /*
 242  * Reclaim a thread after use.
 243  */
 244 static void
 245 thread_dtor(void *mem, int size, void *arg)
 246 {
 247         struct thread *td;
 248
 249         td = (struct thread *)mem;
 250
 251 #ifdef INVARIANTS
 252         /* Verify that this thread is in a safe state to free. */
 253         switch (td->td_state) {
 254         case TDS_INHIBITED:
 255         case TDS_RUNNING:
 256         case TDS_CAN_RUN:
 257         case TDS_RUNQ:
 258                 /*
 259                  * We must never unlink a thread that is in one of
 260                  * these states, because it is currently active.
 261                  */
 262                 panic("bad state for thread unlinking");
 263                 /* NOTREACHED */
 264         case TDS_INACTIVE:
 265                 break;
 266         default:
 267                 panic("bad thread state");
 268                 /* NOTREACHED */
 269         }
 270 #endif
 271 #ifdef AUDIT
 272         audit_thread_free(td);
 273 #endif
 274         /* Free all OSD associated to this thread. */
 275         osd_thread_exit(td);
 276         td_softdep_cleanup(td);
 277         MPASS(td->td_su == NULL);
 278 }
 279
 280 /*
 281  * Initialize type-stable parts of a thread (when newly created).
 282  */
 283 static int
 284 thread_init(void *mem, int size, int flags)
 285 {
 286         struct thread *td;
 287
 288         td = (struct thread *)mem;
 289
 290         td->td_sleepqueue = sleepq_alloc();
 291         td->td_turnstile = turnstile_alloc();
 292         td->td_rlqe = NULL;
 293         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(thread_init, td);
 294         umtx_thread_init(td);
 295         td->td_kstack = 0;
 296         td->td_sel = NULL;
 297         return (0);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Tear down type-stable parts of a thread (just before being discarded).
 302  */
 303 static void
 304 thread_fini(void *mem, int size)
 305 {
 306         struct thread *td;
 307
 308         td = (struct thread *)mem;
 309         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(thread_fini, td);
 310         rlqentry_free(td->td_rlqe);
 311         turnstile_free(td->td_turnstile);
 312         sleepq_free(td->td_sleepqueue);
 313         umtx_thread_fini(td);
 314         seltdfini(td);
 315 }
 316
 317 /*
 318  * For a newly created process,
 319  * link up all the structures and its initial threads etc.
 320  * called from:
 321  * {arch}/{arch}/machdep.c   {arch}_init(), init386() etc.
 322  * proc_dtor() (should go away)
 323  * proc_init()
 324  */
 325 void
 326 proc_linkup0(struct proc *p, struct thread *td)
 327 {
 328         TAILQ_INIT(&p->p_threads);           /* all threads in proc */
 329         proc_linkup(p, td);
 330 }
 331
 332 void
 333 proc_linkup(struct proc *p, struct thread *td)
 334 {
 335
 336         sigqueue_init(&p->p_sigqueue, p);
 337         p->p_ksi = ksiginfo_alloc(1);
 338         if (p->p_ksi != NULL) {
 339                 /* XXX p_ksi may be null if ksiginfo zone is not ready */
 340                 p->p_ksi->ksi_flags = KSI_EXT | KSI_INS;
 341         }
 342         LIST_INIT(&p->p_mqnotifier);
 343         p->p_numthreads = 0;
 344         thread_link(td, p);
 345 }
 346
 347 extern int max_threads_per_proc;
 348
 349 /*
 350  * Initialize global thread allocation resources.
 351  */
 352 void
 353 threadinit(void)
 354 {
 355         uint32_t flags;
 356
 357         /*
 358          * Place an upper limit on threads which can be allocated.
 359          *
 360          * Note that other factors may make the de facto limit much lower.
 361          *
 362          * Platform limits are somewhat arbitrary but deemed "more than good
 363          * enough" for the foreseable future.
 364          */
 365         if (maxthread == 0) {
 366 #ifdef _LP64
 367                 maxthread = MIN(maxproc * max_threads_per_proc, 1000000);
 368 #else
 369                 maxthread = MIN(maxproc * max_threads_per_proc, 100000);
 370 #endif
 371         }
 372
 373         mtx_init(&tid_lock, "TID lock", NULL, MTX_DEF);
 374
 375         /*
 376          * pid_max cannot be greater than PID_MAX.
 377          * leave one number for thread0.
 378          */
 379         tid_unrhdr = new_unrhdr(PID_MAX + 2, INT_MAX, &tid_lock);
 380
 381         flags = UMA_ZONE_NOFREE;
 382 #ifdef __aarch64__
 383         /*
 384          * Force thread structures to be allocated from the direct map.
 385          * Otherwise, superpage promotions and demotions may temporarily
 386          * invalidate thread structure mappings.  For most dynamically allocated
 387          * structures this is not a problem, but translation faults cannot be
 388          * handled without accessing curthread.
 389          */
 390         flags |= UMA_ZONE_CONTIG;
 391 #endif
 392         thread_zone = uma_zcreate("THREAD", sched_sizeof_thread(),
 393             thread_ctor, thread_dtor, thread_init, thread_fini,
 394             32 - 1, flags);
 395         tidhashtbl = hashinit(maxproc / 2, M_TIDHASH, &tidhash);
 396         rw_init(&tidhash_lock, "tidhash");
 397 }
 398
 399 /*
 400  * Place an unused thread on the zombie list.
 401  * Use the slpq as that must be unused by now.
 402  */
 403 void
 404 thread_zombie(struct thread *td)
 405 {
 406         mtx_lock_spin(&zombie_lock);
 407         TAILQ_INSERT_HEAD(&zombie_threads, td, td_slpq);
 408         mtx_unlock_spin(&zombie_lock);
 409 }
 410
 411 /*
 412  * Release a thread that has exited after cpu_throw().
 413  */
 414 void
 415 thread_stash(struct thread *td)
 416 {
 417         atomic_subtract_rel_int(&td->td_proc->p_exitthreads, 1);
 418         thread_zombie(td);
 419 }
 420
 421 /*
 422  * Reap zombie resources.
 423  */
 424 void
 425 thread_reap(void)
 426 {
 427         struct thread *td_first, *td_next;
 428
 429         /*
 430          * Don't even bother to lock if none at this instant,
 431          * we really don't care about the next instant.
 432          */
 433         if (!TAILQ_EMPTY(&zombie_threads)) {
 434                 mtx_lock_spin(&zombie_lock);
 435                 td_first = TAILQ_FIRST(&zombie_threads);
 436                 if (td_first)
 437                         TAILQ_INIT(&zombie_threads);
 438                 mtx_unlock_spin(&zombie_lock);
 439                 while (td_first) {
 440                         td_next = TAILQ_NEXT(td_first, td_slpq);
 441                         thread_cow_free(td_first);
 442                         thread_free(td_first);
 443                         td_first = td_next;
 444                 }
 445         }
 446 }
 447
 448 /*
 449  * Allocate a thread.
 450  */
 451 struct thread *
 452 thread_alloc(int pages)
 453 {
 454         struct thread *td;
 455         lwpid_t tid;
 456
 457         thread_reap(); /* check if any zombies to get */
 458
 459         tid = tid_alloc();
 460         if (tid == -1) {
 461                 return (NULL);
 462         }
 463
 464         td = uma_zalloc(thread_zone, M_WAITOK);
 465         KASSERT(td->td_kstack == 0, ("thread_alloc got thread with kstack"));
 466         if (!vm_thread_new(td, pages)) {
 467                 uma_zfree(thread_zone, td);
 468                 tid_free(tid);
 469                 return (NULL);
 470         }
 471         td->td_tid = tid;
 472         cpu_thread_alloc(td);
 473         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(thread_ctor, td);
 474         return (td);
 475 }
 476
 477 int
 478 thread_alloc_stack(struct thread *td, int pages)
 479 {
 480
 481         KASSERT(td->td_kstack == 0,
 482             ("thread_alloc_stack called on a thread with kstack"));
 483         if (!vm_thread_new(td, pages))
 484                 return (0);
 485         cpu_thread_alloc(td);
 486         return (1);
 487 }
 488
 489 /*
 490  * Deallocate a thread.
 491  */
 492 void
 493 thread_free(struct thread *td)
 494 {
 495
 496         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(thread_dtor, td);
 497         lock_profile_thread_exit(td);
 498         if (td->td_cpuset)
 499                 cpuset_rel(td->td_cpuset);
 500         td->td_cpuset = NULL;
 501         cpu_thread_free(td);
 502         if (td->td_kstack != 0)
 503                 vm_thread_dispose(td);
 504         callout_drain(&td->td_slpcallout);
 505         tid_free(td->td_tid);
 506         td->td_tid = -1;
 507         uma_zfree(thread_zone, td);
 508 }
 509
 510 void
 511 thread_cow_get_proc(struct thread *newtd, struct proc *p)
 512 {
 513
 514         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 515         newtd->td_realucred = crcowget(p->p_ucred);
 516         newtd->td_ucred = newtd->td_realucred;
 517         newtd->td_limit = lim_hold(p->p_limit);
 518         newtd->td_cowgen = p->p_cowgen;
 519 }
 520
 521 void
 522 thread_cow_get(struct thread *newtd, struct thread *td)
 523 {
 524
 525         MPASS(td->td_realucred == td->td_ucred);
 526         newtd->td_realucred = crcowget(td->td_realucred);
 527         newtd->td_ucred = newtd->td_realucred;
 528         newtd->td_limit = lim_hold(td->td_limit);
 529         newtd->td_cowgen = td->td_cowgen;
 530 }
 531
 532 void
 533 thread_cow_free(struct thread *td)
 534 {
 535
 536         if (td->td_realucred != NULL)
 537                 crcowfree(td);
 538         if (td->td_limit != NULL)
 539                 lim_free(td->td_limit);
 540 }
 541
 542 void
 543 thread_cow_update(struct thread *td)
 544 {
 545         struct proc *p;
 546         struct ucred *oldcred;
 547         struct plimit *oldlimit;
 548
 549         p = td->td_proc;
 550         oldlimit = NULL;
 551         PROC_LOCK(p);
 552         oldcred = crcowsync();
 553         if (td->td_limit != p->p_limit) {
 554                 oldlimit = td->td_limit;
 555                 td->td_limit = lim_hold(p->p_limit);
 556         }
 557         td->td_cowgen = p->p_cowgen;
 558         PROC_UNLOCK(p);
 559         if (oldcred != NULL)
 560                 crfree(oldcred);
 561         if (oldlimit != NULL)
 562                 lim_free(oldlimit);
 563 }
 564
 565 /*
 566  * Discard the current thread and exit from its context.
 567  * Always called with scheduler locked.
 568  *
 569  * Because we can't free a thread while we're operating under its context,
 570  * push the current thread into our CPU's deadthread holder. This means
 571  * we needn't worry about someone else grabbing our context before we
 572  * do a cpu_throw().
 573  */
 574 void
 575 thread_exit(void)
 576 {
 577         uint64_t runtime, new_switchtime;
 578         struct thread *td;
 579         struct thread *td2;
 580         struct proc *p;
 581         int wakeup_swapper;
 582
 583         td = curthread;
 584         p = td->td_proc;
 585
 586         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 587         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 588
 589         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 590         KASSERT(p != NULL, ("thread exiting without a process"));
 591         CTR3(KTR_PROC, "thread_exit: thread %p (pid %ld, %s)", td,
 592             (long)p->p_pid, td->td_name);
 593         SDT_PROBE0(proc, , , lwp__exit);
 594         KASSERT(TAILQ_EMPTY(&td->td_sigqueue.sq_list), ("signal pending"));
 595         MPASS(td->td_realucred == td->td_ucred);
 596
 597         /*
 598          * drop FPU & debug register state storage, or any other
 599          * architecture specific resources that
 600          * would not be on a new untouched process.
 601          */
 602         cpu_thread_exit(td);
 603
 604         /*
 605          * The last thread is left attached to the process
 606          * So that the whole bundle gets recycled. Skip
 607          * all this stuff if we never had threads.
 608          * EXIT clears all sign of other threads when
 609          * it goes to single threading, so the last thread always
 610          * takes the short path.
 611          */
 612         if (p->p_flag & P_HADTHREADS) {
 613                 if (p->p_numthreads > 1) {
 614                         atomic_add_int(&td->td_proc->p_exitthreads, 1);
 615                         thread_unlink(td);
 616                         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
 617                         sched_exit_thread(td2, td);
 618
 619                         /*
 620                          * The test below is NOT true if we are the
 621                          * sole exiting thread. P_STOPPED_SINGLE is unset
 622                          * in exit1() after it is the only survivor.
 623                          */
 624                         if (P_SHOULDSTOP(p) == P_STOPPED_SINGLE) {
 625                                 if (p->p_numthreads == p->p_suspcount) {
 626                                         thread_lock(p->p_singlethread);
 627                                         wakeup_swapper = thread_unsuspend_one(
 628                                                 p->p_singlethread, p, false);
 629                                         if (wakeup_swapper)
 630                                                 kick_proc0();
 631                                 }
 632                         }
 633
 634                         PCPU_SET(deadthread, td);
 635                 } else {
 636                         /*
 637                          * The last thread is exiting.. but not through exit()
 638                          */
 639                         panic ("thread_exit: Last thread exiting on its own");
 640                 }
 641         }
 642 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 643         /*
 644          * If this thread is part of a process that is being tracked by hwpmc(4),
 645          * inform the module of the thread's impending exit.
 646          */
 647         if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc)) {
 648                 PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
 649                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(td, PMC_FN_THR_EXIT, NULL);
 650         } else if (PMC_SYSTEM_SAMPLING_ACTIVE())
 651                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(td, PMC_FN_THR_EXIT_LOG, NULL);
 652 #endif
 653         PROC_UNLOCK(p);
 654         PROC_STATLOCK(p);
 655         thread_lock(td);
 656         PROC_SUNLOCK(p);
 657
 658         /* Do the same timestamp bookkeeping that mi_switch() would do. */
 659         new_switchtime = cpu_ticks();
 660         runtime = new_switchtime - PCPU_GET(switchtime);
 661         td->td_runtime += runtime;
 662         td->td_incruntime += runtime;
 663         PCPU_SET(switchtime, new_switchtime);
 664         PCPU_SET(switchticks, ticks);
 665         VM_CNT_INC(v_swtch);
 666
 667         /* Save our resource usage in our process. */
 668         td->td_ru.ru_nvcsw++;
 669         ruxagg_locked(p, td);
 670         rucollect(&p->p_ru, &td->td_ru);
 671         PROC_STATUNLOCK(p);
 672
 673         td->td_state = TDS_INACTIVE;
 674 #ifdef WITNESS
 675         witness_thread_exit(td);
 676 #endif
 677         CTR1(KTR_PROC, "thread_exit: cpu_throw() thread %p", td);
 678         sched_throw(td);
 679         panic("I'm a teapot!");
 680         /* NOTREACHED */
 681 }
 682
 683 /*
 684  * Do any thread specific cleanups that may be needed in wait()
 685  * called with Giant, proc and schedlock not held.
 686  */
 687 void
 688 thread_wait(struct proc *p)
 689 {
 690         struct thread *td;
 691
 692         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 693         KASSERT(p->p_numthreads == 1, ("multiple threads in thread_wait()"));
 694         KASSERT(p->p_exitthreads == 0, ("p_exitthreads leaking"));
 695         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
 696         /* Lock the last thread so we spin until it exits cpu_throw(). */
 697         thread_lock(td);
 698         thread_unlock(td);
 699         lock_profile_thread_exit(td);
 700         cpuset_rel(td->td_cpuset);
 701         td->td_cpuset = NULL;
 702         cpu_thread_clean(td);
 703         thread_cow_free(td);
 704         callout_drain(&td->td_slpcallout);
 705         thread_reap();  /* check for zombie threads etc. */
 706 }
 707
 708 /*
 709  * Link a thread to a process.
 710  * set up anything that needs to be initialized for it to
 711  * be used by the process.
 712  */
 713 void
 714 thread_link(struct thread *td, struct proc *p)
 715 {
 716
 717         /*
 718          * XXX This can't be enabled because it's called for proc0 before
 719          * its lock has been created.
 720          * PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 721          */
 722         td->td_state    = TDS_INACTIVE;
 723         td->td_proc     = p;
 724         td->td_flags    = TDF_INMEM;
 725
 726         LIST_INIT(&td->td_contested);
 727         LIST_INIT(&td->td_lprof[0]);
 728         LIST_INIT(&td->td_lprof[1]);
 729 #ifdef EPOCH_TRACE
 730         SLIST_INIT(&td->td_epochs);
 731 #endif
 732         sigqueue_init(&td->td_sigqueue, p);
 733         callout_init(&td->td_slpcallout, 1);
 734         TAILQ_INSERT_TAIL(&p->p_threads, td, td_plist);
 735         p->p_numthreads++;
 736 }
 737
 738 /*
 739  * Called from:
 740  *  thread_exit()
 741  */
 742 void
 743 thread_unlink(struct thread *td)
 744 {
 745         struct proc *p = td->td_proc;
 746
 747         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 748 #ifdef EPOCH_TRACE
 749         MPASS(SLIST_EMPTY(&td->td_epochs));
 750 #endif
 751
 752         TAILQ_REMOVE(&p->p_threads, td, td_plist);
 753         p->p_numthreads--;
 754         /* could clear a few other things here */
 755         /* Must  NOT clear links to proc! */
 756 }
 757
 758 static int
 759 calc_remaining(struct proc *p, int mode)
 760 {
 761         int remaining;
 762
 763         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 764         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 765         if (mode == SINGLE_EXIT)
 766                 remaining = p->p_numthreads;
 767         else if (mode == SINGLE_BOUNDARY)
 768                 remaining = p->p_numthreads - p->p_boundary_count;
 769         else if (mode == SINGLE_NO_EXIT || mode == SINGLE_ALLPROC)
 770                 remaining = p->p_numthreads - p->p_suspcount;
 771         else
 772                 panic("calc_remaining: wrong mode %d", mode);
 773         return (remaining);
 774 }
 775
 776 static int
 777 remain_for_mode(int mode)
 778 {
 779
 780         return (mode == SINGLE_ALLPROC ? 0 : 1);
 781 }
 782
 783 static int
 784 weed_inhib(int mode, struct thread *td2, struct proc *p)
 785 {
 786         int wakeup_swapper;
 787
 788         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 789         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 790         THREAD_LOCK_ASSERT(td2, MA_OWNED);
 791
 792         wakeup_swapper = 0;
 793
 794         /*
 795          * Since the thread lock is dropped by the scheduler we have
 796          * to retry to check for races.
 797          */
 798 restart:
 799         switch (mode) {
 800         case SINGLE_EXIT:
 801                 if (TD_IS_SUSPENDED(td2)) {
 802                         wakeup_swapper |= thread_unsuspend_one(td2, p, true);
 803                         thread_lock(td2);
 804                         goto restart;
 805                 }
 806                 if (TD_CAN_ABORT(td2)) {
 807                         wakeup_swapper |= sleepq_abort(td2, EINTR);
 808                         return (wakeup_swapper);
 809                 }
 810                 break;
 811         case SINGLE_BOUNDARY:
 812         case SINGLE_NO_EXIT:
 813                 if (TD_IS_SUSPENDED(td2) &&
 814                     (td2->td_flags & TDF_BOUNDARY) == 0) {
 815                         wakeup_swapper |= thread_unsuspend_one(td2, p, false);
 816                         thread_lock(td2);
 817                         goto restart;
 818                 }
 819                 if (TD_CAN_ABORT(td2)) {
 820                         wakeup_swapper |= sleepq_abort(td2, ERESTART);
 821                         return (wakeup_swapper);
 822                 }
 823                 break;
 824         case SINGLE_ALLPROC:
 825                 /*
 826                  * ALLPROC suspend tries to avoid spurious EINTR for
 827                  * threads sleeping interruptable, by suspending the
 828                  * thread directly, similarly to sig_suspend_threads().
 829                  * Since such sleep is not performed at the user
 830                  * boundary, TDF_BOUNDARY flag is not set, and TDF_ALLPROCSUSP
 831                  * is used to avoid immediate un-suspend.
 832                  */
 833                 if (TD_IS_SUSPENDED(td2) && (td2->td_flags & (TDF_BOUNDARY |
 834                     TDF_ALLPROCSUSP)) == 0) {
 835                         wakeup_swapper |= thread_unsuspend_one(td2, p, false);
 836                         thread_lock(td2);
 837                         goto restart;
 838                 }
 839                 if (TD_CAN_ABORT(td2)) {
 840                         if ((td2->td_flags & TDF_SBDRY) == 0) {
 841                                 thread_suspend_one(td2);
 842                                 td2->td_flags |= TDF_ALLPROCSUSP;
 843                         } else {
 844                                 wakeup_swapper |= sleepq_abort(td2, ERESTART);
 845                                 return (wakeup_swapper);
 846                         }
 847                 }
 848                 break;
 849         default:
 850                 break;
 851         }
 852         thread_unlock(td2);
 853         return (wakeup_swapper);
 854 }
 855
 856 /*
 857  * Enforce single-threading.
 858  *
 859  * Returns 1 if the caller must abort (another thread is waiting to
 860  * exit the process or similar). Process is locked!
 861  * Returns 0 when you are successfully the only thread running.
 862  * A process has successfully single threaded in the suspend mode when
 863  * There are no threads in user mode. Threads in the kernel must be
 864  * allowed to continue until they get to the user boundary. They may even
 865  * copy out their return values and data before suspending. They may however be
 866  * accelerated in reaching the user boundary as we will wake up
 867  * any sleeping threads that are interruptable. (PCATCH).
 868  */
 869 int
 870 thread_single(struct proc *p, int mode)
 871 {
 872         struct thread *td;
 873         struct thread *td2;
 874         int remaining, wakeup_swapper;
 875
 876         td = curthread;
 877         KASSERT(mode == SINGLE_EXIT || mode == SINGLE_BOUNDARY ||
 878             mode == SINGLE_ALLPROC || mode == SINGLE_NO_EXIT,
 879             ("invalid mode %d", mode));
 880         /*
 881          * If allowing non-ALLPROC singlethreading for non-curproc
 882          * callers, calc_remaining() and remain_for_mode() should be
 883          * adjusted to also account for td->td_proc != p.  For now
 884          * this is not implemented because it is not used.
 885          */
 886         KASSERT((mode == SINGLE_ALLPROC && td->td_proc != p) ||
 887             (mode != SINGLE_ALLPROC && td->td_proc == p),
 888             ("mode %d proc %p curproc %p", mode, p, td->td_proc));
 889         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 890         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 891
 892         if ((p->p_flag & P_HADTHREADS) == 0 && mode != SINGLE_ALLPROC)
 893                 return (0);
 894
 895         /* Is someone already single threading? */
 896         if (p->p_singlethread != NULL && p->p_singlethread != td)
 897                 return (1);
 898
 899         if (mode == SINGLE_EXIT) {
 900                 p->p_flag |= P_SINGLE_EXIT;
 901                 p->p_flag &= ~P_SINGLE_BOUNDARY;
 902         } else {
 903                 p->p_flag &= ~P_SINGLE_EXIT;
 904                 if (mode == SINGLE_BOUNDARY)
 905                         p->p_flag |= P_SINGLE_BOUNDARY;
 906                 else
 907                         p->p_flag &= ~P_SINGLE_BOUNDARY;
 908         }
 909         if (mode == SINGLE_ALLPROC)
 910                 p->p_flag |= P_TOTAL_STOP;
 911         p->p_flag |= P_STOPPED_SINGLE;
 912         PROC_SLOCK(p);
 913         p->p_singlethread = td;
 914         remaining = calc_remaining(p, mode);
 915         while (remaining != remain_for_mode(mode)) {
 916                 if (P_SHOULDSTOP(p) != P_STOPPED_SINGLE)
 917                         goto stopme;
 918                 wakeup_swapper = 0;
 919                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td2) {
 920                         if (td2 == td)
 921                                 continue;
 922                         thread_lock(td2);
 923                         td2->td_flags |= TDF_ASTPENDING | TDF_NEEDSUSPCHK;
 924                         if (TD_IS_INHIBITED(td2)) {
 925                                 wakeup_swapper |= weed_inhib(mode, td2, p);
 926 #ifdef SMP
 927                         } else if (TD_IS_RUNNING(td2) && td != td2) {
 928                                 forward_signal(td2);
 929                                 thread_unlock(td2);
 930 #endif
 931                         } else
 932                                 thread_unlock(td2);
 933                 }
 934                 if (wakeup_swapper)
 935                         kick_proc0();
 936                 remaining = calc_remaining(p, mode);
 937
 938                 /*
 939                  * Maybe we suspended some threads.. was it enough?
 940                  */
 941                 if (remaining == remain_for_mode(mode))
 942                         break;
 943
 944 stopme:
 945                 /*
 946                  * Wake us up when everyone else has suspended.
 947                  * In the mean time we suspend as well.
 948                  */
 949                 thread_suspend_switch(td, p);
 950                 remaining = calc_remaining(p, mode);
 951         }
 952         if (mode == SINGLE_EXIT) {
 953                 /*
 954                  * Convert the process to an unthreaded process.  The
 955                  * SINGLE_EXIT is called by exit1() or execve(), in
 956                  * both cases other threads must be retired.
 957                  */
 958                 KASSERT(p->p_numthreads == 1, ("Unthreading with >1 threads"));
 959                 p->p_singlethread = NULL;
 960                 p->p_flag &= ~(P_STOPPED_SINGLE | P_SINGLE_EXIT | P_HADTHREADS);
 961
 962                 /*
 963                  * Wait for any remaining threads to exit cpu_throw().
 964                  */
 965                 while (p->p_exitthreads != 0) {
 966                         PROC_SUNLOCK(p);
 967                         PROC_UNLOCK(p);
 968                         sched_relinquish(td);
 969                         PROC_LOCK(p);
 970                         PROC_SLOCK(p);
 971                 }
 972         } else if (mode == SINGLE_BOUNDARY) {
 973                 /*
 974                  * Wait until all suspended threads are removed from
 975                  * the processors.  The thread_suspend_check()
 976                  * increments p_boundary_count while it is still
 977                  * running, which makes it possible for the execve()
 978                  * to destroy vmspace while our other threads are
 979                  * still using the address space.
 980                  *
 981                  * We lock the thread, which is only allowed to
 982                  * succeed after context switch code finished using
 983                  * the address space.
 984                  */
 985                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td2) {
 986                         if (td2 == td)
 987                                 continue;
 988                         thread_lock(td2);
 989                         KASSERT((td2->td_flags & TDF_BOUNDARY) != 0,
 990                             ("td %p not on boundary", td2));
 991                         KASSERT(TD_IS_SUSPENDED(td2),
 992                             ("td %p is not suspended", td2));
 993                         thread_unlock(td2);
 994                 }
 995         }
 996         PROC_SUNLOCK(p);
 997         return (0);
 998 }
 999
1000 bool
1001 thread_suspend_check_needed(void)
1002 {
1003         struct proc *p;
1004         struct thread *td;
1005
1006         td = curthread;
1007         p = td->td_proc;
1008         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1009         return (P_SHOULDSTOP(p) || ((p->p_flag & P_TRACED) != 0 &&
1010             (td->td_dbgflags & TDB_SUSPEND) != 0));
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Called in from locations that can safely check to see
1015  * whether we have to suspend or at least throttle for a
1016  * single-thread event (e.g. fork).
1017  *
1018  * Such locations include userret().
1019  * If the "return_instead" argument is non zero, the thread must be able to
1020  * accept 0 (caller may continue), or 1 (caller must abort) as a result.
1021  *
1022  * The 'return_instead' argument tells the function if it may do a
1023  * thread_exit() or suspend, or whether the caller must abort and back
1024  * out instead.
1025  *
1026  * If the thread that set the single_threading request has set the
1027  * P_SINGLE_EXIT bit in the process flags then this call will never return
1028  * if 'return_instead' is false, but will exit.
1029  *
1030  * P_SINGLE_EXIT | return_instead == 0| return_instead != 0
1031  *---------------+--------------------+---------------------
1032  *       0       | returns 0          |   returns 0 or 1
1033  *               | when ST ends       |   immediately
1034  *---------------+--------------------+---------------------
1035  *       1       | thread exits       |   returns 1
1036  *               |                    |  immediately
1037  * 0 = thread_exit() or suspension ok,
1038  * other = return error instead of stopping the thread.
1039  *
1040  * While a full suspension is under effect, even a single threading
1041  * thread would be suspended if it made this call (but it shouldn't).
1042  * This call should only be made from places where
1043  * thread_exit() would be safe as that may be the outcome unless
1044  * return_instead is set.
1045  */
1046 int
1047 thread_suspend_check(int return_instead)
1048 {
1049         struct thread *td;
1050         struct proc *p;
1051         int wakeup_swapper;
1052
1053         td = curthread;
1054         p = td->td_proc;
1055         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1056         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1057         while (thread_suspend_check_needed()) {
1058                 if (P_SHOULDSTOP(p) == P_STOPPED_SINGLE) {
1059                         KASSERT(p->p_singlethread != NULL,
1060                             ("singlethread not set"));
1061                         /*
1062                          * The only suspension in action is a
1063                          * single-threading. Single threader need not stop.
1064                          * It is safe to access p->p_singlethread unlocked
1065                          * because it can only be set to our address by us.
1066                          */
1067                         if (p->p_singlethread == td)
1068                                 return (0);     /* Exempt from stopping. */
1069                 }
1070                 if ((p->p_flag & P_SINGLE_EXIT) && return_instead)
1071                         return (EINTR);
1072
1073                 /* Should we goto user boundary if we didn't come from there? */
1074                 if (P_SHOULDSTOP(p) == P_STOPPED_SINGLE &&
1075                     (p->p_flag & P_SINGLE_BOUNDARY) && return_instead)
1076                         return (ERESTART);
1077
1078                 /*
1079                  * Ignore suspend requests if they are deferred.
1080                  */
1081                 if ((td->td_flags & TDF_SBDRY) != 0) {
1082                         KASSERT(return_instead,
1083                             ("TDF_SBDRY set for unsafe thread_suspend_check"));
1084                         KASSERT((td->td_flags & (TDF_SEINTR | TDF_SERESTART)) !=
1085                             (TDF_SEINTR | TDF_SERESTART),
1086                             ("both TDF_SEINTR and TDF_SERESTART"));
1087                         return (TD_SBDRY_INTR(td) ? TD_SBDRY_ERRNO(td) : 0);
1088                 }
1089
1090                 /*
1091                  * If the process is waiting for us to exit,
1092                  * this thread should just suicide.
1093                  * Assumes that P_SINGLE_EXIT implies P_STOPPED_SINGLE.
1094                  */
1095                 if ((p->p_flag & P_SINGLE_EXIT) && (p->p_singlethread != td)) {
1096                         PROC_UNLOCK(p);
1097
1098                         /*
1099                          * Allow Linux emulation layer to do some work
1100                          * before thread suicide.
1101                          */
1102                         if (__predict_false(p->p_sysent->sv_thread_detach != NULL))
1103                                 (p->p_sysent->sv_thread_detach)(td);
1104                         umtx_thread_exit(td);
1105                         kern_thr_exit(td);
1106                         panic("stopped thread did not exit");
1107                 }
1108
1109                 PROC_SLOCK(p);
1110                 thread_stopped(p);
1111                 if (P_SHOULDSTOP(p) == P_STOPPED_SINGLE) {
1112                         if (p->p_numthreads == p->p_suspcount + 1) {
1113                                 thread_lock(p->p_singlethread);
1114                                 wakeup_swapper = thread_unsuspend_one(
1115                                     p->p_singlethread, p, false);
1116                                 if (wakeup_swapper)
1117                                         kick_proc0();
1118                         }
1119                 }
1120                 PROC_UNLOCK(p);
1121                 thread_lock(td);
1122                 /*
1123                  * When a thread suspends, it just
1124                  * gets taken off all queues.
1125                  */
1126                 thread_suspend_one(td);
1127                 if (return_instead == 0) {
1128                         p->p_boundary_count++;
1129                         td->td_flags |= TDF_BOUNDARY;
1130                 }
1131                 PROC_SUNLOCK(p);
1132                 mi_switch(SW_INVOL | SWT_SUSPEND);
1133                 PROC_LOCK(p);
1134         }
1135         return (0);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Check for possible stops and suspensions while executing a
1140  * casueword or similar transiently failing operation.
1141  *
1142  * The sleep argument controls whether the function can handle a stop
1143  * request itself or it should return ERESTART and the request is
1144  * proceed at the kernel/user boundary in ast.
1145  *
1146  * Typically, when retrying due to casueword(9) failure (rv == 1), we
1147  * should handle the stop requests there, with exception of cases when
1148  * the thread owns a kernel resource, for instance busied the umtx
1149  * key, or when functions return immediately if thread_check_susp()
1150  * returned non-zero.  On the other hand, retrying the whole lock
1151  * operation, we better not stop there but delegate the handling to
1152  * ast.
1153  *
1154  * If the request is for thread termination P_SINGLE_EXIT, we cannot
1155  * handle it at all, and simply return EINTR.
1156  */
1157 int
1158 thread_check_susp(struct thread *td, bool sleep)
1159 {
1160         struct proc *p;
1161         int error;
1162
1163         /*
1164          * The check for TDF_NEEDSUSPCHK is racy, but it is enough to
1165          * eventually break the lockstep loop.
1166          */
1167         if ((td->td_flags & TDF_NEEDSUSPCHK) == 0)
1168                 return (0);
1169         error = 0;
1170         p = td->td_proc;
1171         PROC_LOCK(p);
1172         if (p->p_flag & P_SINGLE_EXIT)
1173                 error = EINTR;
1174         else if (P_SHOULDSTOP(p) ||
1175             ((p->p_flag & P_TRACED) && (td->td_dbgflags & TDB_SUSPEND)))
1176                 error = sleep ? thread_suspend_check(0) : ERESTART;
1177         PROC_UNLOCK(p);
1178         return (error);
1179 }
1180
1181 void
1182 thread_suspend_switch(struct thread *td, struct proc *p)
1183 {
1184
1185         KASSERT(!TD_IS_SUSPENDED(td), ("already suspended"));
1186         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1187         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1188         /*
1189          * We implement thread_suspend_one in stages here to avoid
1190          * dropping the proc lock while the thread lock is owned.
1191          */
1192         if (p == td->td_proc) {
1193                 thread_stopped(p);
1194                 p->p_suspcount++;
1195         }
1196         PROC_UNLOCK(p);
1197         thread_lock(td);
1198         td->td_flags &= ~TDF_NEEDSUSPCHK;
1199         TD_SET_SUSPENDED(td);
1200         sched_sleep(td, 0);
1201         PROC_SUNLOCK(p);
1202         DROP_GIANT();
1203         mi_switch(SW_VOL | SWT_SUSPEND);
1204         PICKUP_GIANT();
1205         PROC_LOCK(p);
1206         PROC_SLOCK(p);
1207 }
1208
1209 void
1210 thread_suspend_one(struct thread *td)
1211 {
1212         struct proc *p;
1213
1214         p = td->td_proc;
1215         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1216         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1217         KASSERT(!TD_IS_SUSPENDED(td), ("already suspended"));
1218         p->p_suspcount++;
1219         td->td_flags &= ~TDF_NEEDSUSPCHK;
1220         TD_SET_SUSPENDED(td);
1221         sched_sleep(td, 0);
1222 }
1223
1224 static int
1225 thread_unsuspend_one(struct thread *td, struct proc *p, bool boundary)
1226 {
1227
1228         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1229         KASSERT(TD_IS_SUSPENDED(td), ("Thread not suspended"));
1230         TD_CLR_SUSPENDED(td);
1231         td->td_flags &= ~TDF_ALLPROCSUSP;
1232         if (td->td_proc == p) {
1233                 PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1234                 p->p_suspcount--;
1235                 if (boundary && (td->td_flags & TDF_BOUNDARY) != 0) {
1236                         td->td_flags &= ~TDF_BOUNDARY;
1237                         p->p_boundary_count--;
1238                 }
1239         }
1240         return (setrunnable(td, 0));
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Allow all threads blocked by single threading to continue running.
1245  */
1246 void
1247 thread_unsuspend(struct proc *p)
1248 {
1249         struct thread *td;
1250         int wakeup_swapper;
1251
1252         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1253         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1254         wakeup_swapper = 0;
1255         if (!P_SHOULDSTOP(p)) {
1256                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1257                         thread_lock(td);
1258                         if (TD_IS_SUSPENDED(td)) {
1259                                 wakeup_swapper |= thread_unsuspend_one(td, p,
1260                                     true);
1261                         } else
1262                                 thread_unlock(td);
1263                 }
1264         } else if (P_SHOULDSTOP(p) == P_STOPPED_SINGLE &&
1265             p->p_numthreads == p->p_suspcount) {
1266                 /*
1267                  * Stopping everything also did the job for the single
1268                  * threading request. Now we've downgraded to single-threaded,
1269                  * let it continue.
1270                  */
1271                 if (p->p_singlethread->td_proc == p) {
1272                         thread_lock(p->p_singlethread);
1273                         wakeup_swapper = thread_unsuspend_one(
1274                             p->p_singlethread, p, false);
1275                 }
1276         }
1277         if (wakeup_swapper)
1278                 kick_proc0();
1279 }
1280
1281 /*
1282  * End the single threading mode..
1283  */
1284 void
1285 thread_single_end(struct proc *p, int mode)
1286 {
1287         struct thread *td;
1288         int wakeup_swapper;
1289
1290         KASSERT(mode == SINGLE_EXIT || mode == SINGLE_BOUNDARY ||
1291             mode == SINGLE_ALLPROC || mode == SINGLE_NO_EXIT,
1292             ("invalid mode %d", mode));
1293         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1294         KASSERT((mode == SINGLE_ALLPROC && (p->p_flag & P_TOTAL_STOP) != 0) ||
1295             (mode != SINGLE_ALLPROC && (p->p_flag & P_TOTAL_STOP) == 0),
1296             ("mode %d does not match P_TOTAL_STOP", mode));
1297         KASSERT(mode == SINGLE_ALLPROC || p->p_singlethread == curthread,
1298             ("thread_single_end from other thread %p %p",
1299             curthread, p->p_singlethread));
1300         KASSERT(mode != SINGLE_BOUNDARY ||
1301             (p->p_flag & P_SINGLE_BOUNDARY) != 0,
1302             ("mis-matched SINGLE_BOUNDARY flags %x", p->p_flag));
1303         p->p_flag &= ~(P_STOPPED_SINGLE | P_SINGLE_EXIT | P_SINGLE_BOUNDARY |
1304             P_TOTAL_STOP);
1305         PROC_SLOCK(p);
1306         p->p_singlethread = NULL;
1307         wakeup_swapper = 0;
1308         /*
1309          * If there are other threads they may now run,
1310          * unless of course there is a blanket 'stop order'
1311          * on the process. The single threader must be allowed
1312          * to continue however as this is a bad place to stop.
1313          */
1314         if (p->p_numthreads != remain_for_mode(mode) && !P_SHOULDSTOP(p)) {
1315                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1316                         thread_lock(td);
1317                         if (TD_IS_SUSPENDED(td)) {
1318                                 wakeup_swapper |= thread_unsuspend_one(td, p,
1319                                     mode == SINGLE_BOUNDARY);
1320                         } else
1321                                 thread_unlock(td);
1322                 }
1323         }
1324         KASSERT(mode != SINGLE_BOUNDARY || p->p_boundary_count == 0,
1325             ("inconsistent boundary count %d", p->p_boundary_count));
1326         PROC_SUNLOCK(p);
1327         if (wakeup_swapper)
1328                 kick_proc0();
1329 }
1330
1331 struct thread *
1332 thread_find(struct proc *p, lwpid_t tid)
1333 {
1334         struct thread *td;
1335
1336         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1337         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1338                 if (td->td_tid == tid)
1339                         break;
1340         }
1341         return (td);
1342 }
1343
1344 /* Locate a thread by number; return with proc lock held. */
1345 struct thread *
1346 tdfind(lwpid_t tid, pid_t pid)
1347 {
1348 #define RUN_THRESH      16
1349         struct thread *td;
1350         int run = 0;
1351
1352         td = curthread;
1353         if (td->td_tid == tid) {
1354                 if (pid != -1 && td->td_proc->p_pid != pid)
1355                         return (NULL);
1356                 PROC_LOCK(td->td_proc);
1357                 return (td);
1358         }
1359
1360         rw_rlock(&tidhash_lock);
1361         LIST_FOREACH(td, TIDHASH(tid), td_hash) {
1362                 if (td->td_tid == tid) {
1363                         if (pid != -1 && td->td_proc->p_pid != pid) {
1364                                 td = NULL;
1365                                 break;
1366                         }
1367                         PROC_LOCK(td->td_proc);
1368                         if (td->td_proc->p_state == PRS_NEW) {
1369                                 PROC_UNLOCK(td->td_proc);
1370                                 td = NULL;
1371                                 break;
1372                         }
1373                         if (run > RUN_THRESH) {
1374                                 if (rw_try_upgrade(&tidhash_lock)) {
1375                                         LIST_REMOVE(td, td_hash);
1376                                         LIST_INSERT_HEAD(TIDHASH(td->td_tid),
1377                                                 td, td_hash);
1378                                         rw_wunlock(&tidhash_lock);
1379                                         return (td);
1380                                 }
1381                         }
1382                         break;
1383                 }
1384                 run++;
1385         }
1386         rw_runlock(&tidhash_lock);
1387         return (td);
1388 }
1389
1390 void
1391 tidhash_add(struct thread *td)
1392 {
1393         rw_wlock(&tidhash_lock);
1394         LIST_INSERT_HEAD(TIDHASH(td->td_tid), td, td_hash);
1395         rw_wunlock(&tidhash_lock);
1396 }
1397
1398 void
1399 tidhash_remove(struct thread *td)
1400 {
1401         rw_wlock(&tidhash_lock);
1402         LIST_REMOVE(td, td_hash);
1403         rw_wunlock(&tidhash_lock);
1404 }