sys/kern/sched_4bsd.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  */
  34
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 __FBSDID("$FreeBSD$");
  37
  38 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/kernel.h>
  43 #include <sys/ktr.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/kthread.h>
  46 #include <sys/mutex.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/resourcevar.h>
  49 #include <sys/sched.h>
  50 #include <sys/smp.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52 #include <sys/sx.h>
  53 #include <sys/turnstile.h>
  54 #include <sys/umtx.h>
  55 #include <machine/pcb.h>
  56 #include <machine/smp.h>
  57
  58 #ifdef HWPMC_HOOKS
  59 #include <sys/pmckern.h>
  60 #endif
  61
  62 /*
  63  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT is only suitable for statclock() frequencies in
  64  * the range 100-256 Hz (approximately).
  65  */
  66 #define ESTCPULIM(e) \
  67     min((e), INVERSE_ESTCPU_WEIGHT * (NICE_WEIGHT * (PRIO_MAX - PRIO_MIN) - \
  68     RQ_PPQ) + INVERSE_ESTCPU_WEIGHT - 1)
  69 #ifdef SMP
  70 #define INVERSE_ESTCPU_WEIGHT   (8 * smp_cpus)
  71 #else
  72 #define INVERSE_ESTCPU_WEIGHT   8       /* 1 / (priorities per estcpu level). */
  73 #endif
  74 #define NICE_WEIGHT             1       /* Priorities per nice level. */
  75
  76 /*
  77  * The schedulable entity that runs a context.
  78  * This is  an extension to the thread structure and is tailored to
  79  * the requirements of this scheduler
  80  */
  81 struct td_sched {
  82         TAILQ_ENTRY(td_sched) ts_procq; /* (j/z) Run queue. */
  83         struct thread   *ts_thread;     /* (*) Active associated thread. */
  84         fixpt_t         ts_pctcpu;      /* (j) %cpu during p_swtime. */
  85         u_char          ts_rqindex;     /* (j) Run queue index. */
  86         int             ts_cpticks;     /* (j) Ticks of cpu time. */
  87         int             ts_slptime;     /* (j) Seconds !RUNNING. */
  88         struct runq     *ts_runq;       /* runq the thread is currently on */
  89 };
  90
  91 /* flags kept in td_flags */
  92 #define TDF_DIDRUN      TDF_SCHED0      /* thread actually ran. */
  93 #define TDF_EXIT        TDF_SCHED1      /* thread is being killed. */
  94 #define TDF_BOUND       TDF_SCHED2
  95
  96 #define ts_flags        ts_thread->td_flags
  97 #define TSF_DIDRUN      TDF_DIDRUN /* thread actually ran. */
  98 #define TSF_EXIT        TDF_EXIT /* thread is being killed. */
  99 #define TSF_BOUND       TDF_BOUND /* stuck to one CPU */
 100
 101 #define SKE_RUNQ_PCPU(ts)                                               \
 102     ((ts)->ts_runq != 0 && (ts)->ts_runq != &runq)
 103
 104 static struct td_sched td_sched0;
 105 struct mtx sched_lock;
 106
 107 static int      sched_tdcnt;    /* Total runnable threads in the system. */
 108 static int      sched_quantum;  /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
 109 #define SCHED_QUANTUM   (hz / 10)       /* Default sched quantum */
 110
 111 static struct callout roundrobin_callout;
 112
 113 static void     setup_runqs(void);
 114 static void     roundrobin(void *arg);
 115 static void     schedcpu(void);
 116 static void     schedcpu_thread(void);
 117 static void     sched_priority(struct thread *td, u_char prio);
 118 static void     sched_setup(void *dummy);
 119 static void     maybe_resched(struct thread *td);
 120 static void     updatepri(struct thread *td);
 121 static void     resetpriority(struct thread *td);
 122 static void     resetpriority_thread(struct thread *td);
 123 #ifdef SMP
 124 static int      forward_wakeup(int  cpunum);
 125 #endif
 126
 127 static struct kproc_desc sched_kp = {
 128         "schedcpu",
 129         schedcpu_thread,
 130         NULL
 131 };
 132 SYSINIT(schedcpu, SI_SUB_RUN_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &sched_kp)
 133 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
 134
 135 /*
 136  * Global run queue.
 137  */
 138 static struct runq runq;
 139
 140 #ifdef SMP
 141 /*
 142  * Per-CPU run queues
 143  */
 144 static struct runq runq_pcpu[MAXCPU];
 145 #endif
 146
 147 static void
 148 setup_runqs(void)
 149 {
 150 #ifdef SMP
 151         int i;
 152
 153         for (i = 0; i < MAXCPU; ++i)
 154                 runq_init(&runq_pcpu[i]);
 155 #endif
 156
 157         runq_init(&runq);
 158 }
 159
 160 static int
 161 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 162 {
 163         int error, new_val;
 164
 165         new_val = sched_quantum * tick;
 166         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
 167         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 168                 return (error);
 169         if (new_val < tick)
 170                 return (EINVAL);
 171         sched_quantum = new_val / tick;
 172         hogticks = 2 * sched_quantum;
 173         return (0);
 174 }
 175
 176 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RD, 0, "Scheduler");
 177
 178 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "4BSD", 0,
 179     "Scheduler name");
 180
 181 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 182     0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I",
 183     "Roundrobin scheduling quantum in microseconds");
 184
 185 #ifdef SMP
 186 /* Enable forwarding of wakeups to all other cpus */
 187 SYSCTL_NODE(_kern_sched, OID_AUTO, ipiwakeup, CTLFLAG_RD, NULL, "Kernel SMP");
 188
 189 static int forward_wakeup_enabled = 1;
 190 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, enabled, CTLFLAG_RW,
 191            &forward_wakeup_enabled, 0,
 192            "Forwarding of wakeup to idle CPUs");
 193
 194 static int forward_wakeups_requested = 0;
 195 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, requested, CTLFLAG_RD,
 196            &forward_wakeups_requested, 0,
 197            "Requests for Forwarding of wakeup to idle CPUs");
 198
 199 static int forward_wakeups_delivered = 0;
 200 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, delivered, CTLFLAG_RD,
 201            &forward_wakeups_delivered, 0,
 202            "Completed Forwarding of wakeup to idle CPUs");
 203
 204 static int forward_wakeup_use_mask = 1;
 205 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, usemask, CTLFLAG_RW,
 206            &forward_wakeup_use_mask, 0,
 207            "Use the mask of idle cpus");
 208
 209 static int forward_wakeup_use_loop = 0;
 210 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, useloop, CTLFLAG_RW,
 211            &forward_wakeup_use_loop, 0,
 212            "Use a loop to find idle cpus");
 213
 214 static int forward_wakeup_use_single = 0;
 215 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, onecpu, CTLFLAG_RW,
 216            &forward_wakeup_use_single, 0,
 217            "Only signal one idle cpu");
 218
 219 static int forward_wakeup_use_htt = 0;
 220 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, htt2, CTLFLAG_RW,
 221            &forward_wakeup_use_htt, 0,
 222            "account for htt");
 223
 224 #endif
 225 #if 0
 226 static int sched_followon = 0;
 227 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, followon, CTLFLAG_RW,
 228            &sched_followon, 0,
 229            "allow threads to share a quantum");
 230 #endif
 231
 232 static __inline void
 233 sched_load_add(void)
 234 {
 235         sched_tdcnt++;
 236         CTR1(KTR_SCHED, "global load: %d", sched_tdcnt);
 237 }
 238
 239 static __inline void
 240 sched_load_rem(void)
 241 {
 242         sched_tdcnt--;
 243         CTR1(KTR_SCHED, "global load: %d", sched_tdcnt);
 244 }
 245 /*
 246  * Arrange to reschedule if necessary, taking the priorities and
 247  * schedulers into account.
 248  */
 249 static void
 250 maybe_resched(struct thread *td)
 251 {
 252
 253         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 254         if (td->td_priority < curthread->td_priority)
 255                 curthread->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
 256 }
 257
 258 /*
 259  * Force switch among equal priority processes every 100ms.
 260  * We don't actually need to force a context switch of the current process.
 261  * The act of firing the event triggers a context switch to softclock() and
 262  * then switching back out again which is equivalent to a preemption, thus
 263  * no further work is needed on the local CPU.
 264  */
 265 /* ARGSUSED */
 266 static void
 267 roundrobin(void *arg)
 268 {
 269
 270 #ifdef SMP
 271         mtx_lock_spin(&sched_lock);
 272         forward_roundrobin();
 273         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
 274 #endif
 275
 276         callout_reset(&roundrobin_callout, sched_quantum, roundrobin, NULL);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Constants for digital decay and forget:
 281  *      90% of (td_estcpu) usage in 5 * loadav time
 282  *      95% of (ts_pctcpu) usage in 60 seconds (load insensitive)
 283  *          Note that, as ps(1) mentions, this can let percentages
 284  *          total over 100% (I've seen 137.9% for 3 processes).
 285  *
 286  * Note that schedclock() updates td_estcpu and p_cpticks asynchronously.
 287  *
 288  * We wish to decay away 90% of td_estcpu in (5 * loadavg) seconds.
 289  * That is, the system wants to compute a value of decay such
 290  * that the following for loop:
 291  *      for (i = 0; i < (5 * loadavg); i++)
 292  *              td_estcpu *= decay;
 293  * will compute
 294  *      td_estcpu *= 0.1;
 295  * for all values of loadavg:
 296  *
 297  * Mathematically this loop can be expressed by saying:
 298  *      decay ** (5 * loadavg) ~= .1
 299  *
 300  * The system computes decay as:
 301  *      decay = (2 * loadavg) / (2 * loadavg + 1)
 302  *
 303  * We wish to prove that the system's computation of decay
 304  * will always fulfill the equation:
 305  *      decay ** (5 * loadavg) ~= .1
 306  *
 307  * If we compute b as:
 308  *      b = 2 * loadavg
 309  * then
 310  *      decay = b / (b + 1)
 311  *
 312  * We now need to prove two things:
 313  *      1) Given factor ** (5 * loadavg) ~= .1, prove factor == b/(b+1)
 314  *      2) Given b/(b+1) ** power ~= .1, prove power == (5 * loadavg)
 315  *
 316  * Facts:
 317  *         For x close to zero, exp(x) =~ 1 + x, since
 318  *              exp(x) = 0! + x**1/1! + x**2/2! + ... .
 319  *              therefore exp(-1/b) =~ 1 - (1/b) = (b-1)/b.
 320  *         For x close to zero, ln(1+x) =~ x, since
 321  *              ln(1+x) = x - x**2/2 + x**3/3 - ...     -1 < x < 1
 322  *              therefore ln(b/(b+1)) = ln(1 - 1/(b+1)) =~ -1/(b+1).
 323  *         ln(.1) =~ -2.30
 324  *
 325  * Proof of (1):
 326  *    Solve (factor)**(power) =~ .1 given power (5*loadav):
 327  *      solving for factor,
 328  *      ln(factor) =~ (-2.30/5*loadav), or
 329  *      factor =~ exp(-1/((5/2.30)*loadav)) =~ exp(-1/(2*loadav)) =
 330  *          exp(-1/b) =~ (b-1)/b =~ b/(b+1).                    QED
 331  *
 332  * Proof of (2):
 333  *    Solve (factor)**(power) =~ .1 given factor == (b/(b+1)):
 334  *      solving for power,
 335  *      power*ln(b/(b+1)) =~ -2.30, or
 336  *      power =~ 2.3 * (b + 1) = 4.6*loadav + 2.3 =~ 5*loadav.  QED
 337  *
 338  * Actual power values for the implemented algorithm are as follows:
 339  *      loadav: 1       2       3       4
 340  *      power:  5.68    10.32   14.94   19.55
 341  */
 342
 343 /* calculations for digital decay to forget 90% of usage in 5*loadav sec */
 344 #define loadfactor(loadav)      (2 * (loadav))
 345 #define decay_cpu(loadfac, cpu) (((loadfac) * (cpu)) / ((loadfac) + FSCALE))
 346
 347 /* decay 95% of `ts_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing */
 348 static fixpt_t  ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
 349 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
 350
 351 /*
 352  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
 353  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
 354  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
 355  *
 356  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
 357  *      1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
 358  *
 359  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
 360  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
 361  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
 362  */
 363 #define CCPU_SHIFT      11
 364
 365 /*
 366  * Recompute process priorities, every hz ticks.
 367  * MP-safe, called without the Giant mutex.
 368  */
 369 /* ARGSUSED */
 370 static void
 371 schedcpu(void)
 372 {
 373         register fixpt_t loadfac = loadfactor(averunnable.ldavg[0]);
 374         struct thread *td;
 375         struct proc *p;
 376         struct td_sched *ts;
 377         int awake, realstathz;
 378
 379         realstathz = stathz ? stathz : hz;
 380         sx_slock(&allproc_lock);
 381         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 382                 PROC_SLOCK(p);
 383                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 384                         awake = 0;
 385                         thread_lock(td);
 386                         ts = td->td_sched;
 387                         /*
 388                          * Increment sleep time (if sleeping).  We
 389                          * ignore overflow, as above.
 390                          */
 391                         /*
 392                          * The td_sched slptimes are not touched in wakeup
 393                          * because the thread may not HAVE everything in
 394                          * memory? XXX I think this is out of date.
 395                          */
 396                         if (TD_ON_RUNQ(td)) {
 397                                 awake = 1;
 398                                 ts->ts_flags &= ~TSF_DIDRUN;
 399                         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
 400                                 awake = 1;
 401                                 /* Do not clear TSF_DIDRUN */
 402                         } else if (ts->ts_flags & TSF_DIDRUN) {
 403                                 awake = 1;
 404                                 ts->ts_flags &= ~TSF_DIDRUN;
 405                         }
 406
 407                         /*
 408                          * ts_pctcpu is only for ps and ttyinfo().
 409                          * Do it per td_sched, and add them up at the end?
 410                          * XXXKSE
 411                          */
 412                         ts->ts_pctcpu = (ts->ts_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
 413                         /*
 414                          * If the td_sched has been idle the entire second,
 415                          * stop recalculating its priority until
 416                          * it wakes up.
 417                          */
 418                         if (ts->ts_cpticks != 0) {
 419 #if     (FSHIFT >= CCPU_SHIFT)
 420                                 ts->ts_pctcpu += (realstathz == 100)
 421                                     ? ((fixpt_t) ts->ts_cpticks) <<
 422                                     (FSHIFT - CCPU_SHIFT) :
 423                                     100 * (((fixpt_t) ts->ts_cpticks)
 424                                     << (FSHIFT - CCPU_SHIFT)) / realstathz;
 425 #else
 426                                 ts->ts_pctcpu += ((FSCALE - ccpu) *
 427                                     (ts->ts_cpticks *
 428                                     FSCALE / realstathz)) >> FSHIFT;
 429 #endif
 430                                 ts->ts_cpticks = 0;
 431                         }
 432                         /*
 433                          * If there are ANY running threads in this process,
 434                          * then don't count it as sleeping.
 435 XXX  this is broken
 436
 437                          */
 438                         if (awake) {
 439                                 if (ts->ts_slptime > 1) {
 440                                         /*
 441                                          * In an ideal world, this should not
 442                                          * happen, because whoever woke us
 443                                          * up from the long sleep should have
 444                                          * unwound the slptime and reset our
 445                                          * priority before we run at the stale
 446                                          * priority.  Should KASSERT at some
 447                                          * point when all the cases are fixed.
 448                                          */
 449                                         updatepri(td);
 450                                 }
 451                                 ts->ts_slptime = 0;
 452                         } else
 453                                 ts->ts_slptime++;
 454                         if (ts->ts_slptime > 1) {
 455                                 thread_unlock(td);
 456                                 continue;
 457                         }
 458                         td->td_estcpu = decay_cpu(loadfac, td->td_estcpu);
 459                         resetpriority(td);
 460                         resetpriority_thread(td);
 461                         thread_unlock(td);
 462                 } /* end of thread loop */
 463                 PROC_SUNLOCK(p);
 464         } /* end of process loop */
 465         sx_sunlock(&allproc_lock);
 466 }
 467
 468 /*
 469  * Main loop for a kthread that executes schedcpu once a second.
 470  */
 471 static void
 472 schedcpu_thread(void)
 473 {
 474
 475         for (;;) {
 476                 schedcpu();
 477                 pause("-", hz);
 478         }
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Recalculate the priority of a process after it has slept for a while.
 483  * For all load averages >= 1 and max td_estcpu of 255, sleeping for at
 484  * least six times the loadfactor will decay td_estcpu to zero.
 485  */
 486 static void
 487 updatepri(struct thread *td)
 488 {
 489         struct td_sched *ts;
 490         fixpt_t loadfac;
 491         unsigned int newcpu;
 492
 493         ts = td->td_sched;
 494         loadfac = loadfactor(averunnable.ldavg[0]);
 495         if (ts->ts_slptime > 5 * loadfac)
 496                 td->td_estcpu = 0;
 497         else {
 498                 newcpu = td->td_estcpu;
 499                 ts->ts_slptime--;       /* was incremented in schedcpu() */
 500                 while (newcpu && --ts->ts_slptime)
 501                         newcpu = decay_cpu(loadfac, newcpu);
 502                 td->td_estcpu = newcpu;
 503         }
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Compute the priority of a process when running in user mode.
 508  * Arrange to reschedule if the resulting priority is better
 509  * than that of the current process.
 510  */
 511 static void
 512 resetpriority(struct thread *td)
 513 {
 514         register unsigned int newpriority;
 515
 516         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE) {
 517                 newpriority = PUSER + td->td_estcpu / INVERSE_ESTCPU_WEIGHT +
 518                     NICE_WEIGHT * (td->td_proc->p_nice - PRIO_MIN);
 519                 newpriority = min(max(newpriority, PRI_MIN_TIMESHARE),
 520                     PRI_MAX_TIMESHARE);
 521                 sched_user_prio(td, newpriority);
 522         }
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Update the thread's priority when the associated process's user
 527  * priority changes.
 528  */
 529 static void
 530 resetpriority_thread(struct thread *td)
 531 {
 532
 533         /* Only change threads with a time sharing user priority. */
 534         if (td->td_priority < PRI_MIN_TIMESHARE ||
 535             td->td_priority > PRI_MAX_TIMESHARE)
 536                 return;
 537
 538         /* XXX the whole needresched thing is broken, but not silly. */
 539         maybe_resched(td);
 540
 541         sched_prio(td, td->td_user_pri);
 542 }
 543
 544 /* ARGSUSED */
 545 static void
 546 sched_setup(void *dummy)
 547 {
 548         setup_runqs();
 549
 550         if (sched_quantum == 0)
 551                 sched_quantum = SCHED_QUANTUM;
 552         hogticks = 2 * sched_quantum;
 553
 554         callout_init(&roundrobin_callout, CALLOUT_MPSAFE);
 555
 556         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
 557         roundrobin(NULL);
 558
 559         /* Account for thread0. */
 560         sched_load_add();
 561 }
 562
 563 /* External interfaces start here */
 564 /*
 565  * Very early in the boot some setup of scheduler-specific
 566  * parts of proc0 and of some scheduler resources needs to be done.
 567  * Called from:
 568  *  proc0_init()
 569  */
 570 void
 571 schedinit(void)
 572 {
 573         /*
 574          * Set up the scheduler specific parts of proc0.
 575          */
 576         proc0.p_sched = NULL; /* XXX */
 577         thread0.td_sched = &td_sched0;
 578         thread0.td_lock = &sched_lock;
 579         td_sched0.ts_thread = &thread0;
 580         mtx_init(&sched_lock, "sched lock", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
 581 }
 582
 583 int
 584 sched_runnable(void)
 585 {
 586 #ifdef SMP
 587         return runq_check(&runq) + runq_check(&runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)]);
 588 #else
 589         return runq_check(&runq);
 590 #endif
 591 }
 592
 593 int
 594 sched_rr_interval(void)
 595 {
 596         if (sched_quantum == 0)
 597                 sched_quantum = SCHED_QUANTUM;
 598         return (sched_quantum);
 599 }
 600
 601 /*
 602  * We adjust the priority of the current process.  The priority of
 603  * a process gets worse as it accumulates CPU time.  The cpu usage
 604  * estimator (td_estcpu) is increased here.  resetpriority() will
 605  * compute a different priority each time td_estcpu increases by
 606  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT
 607  * (until MAXPRI is reached).  The cpu usage estimator ramps up
 608  * quite quickly when the process is running (linearly), and decays
 609  * away exponentially, at a rate which is proportionally slower when
 610  * the system is busy.  The basic principle is that the system will
 611  * 90% forget that the process used a lot of CPU time in 5 * loadav
 612  * seconds.  This causes the system to favor processes which haven't
 613  * run much recently, and to round-robin among other processes.
 614  */
 615 void
 616 sched_clock(struct thread *td)
 617 {
 618         struct td_sched *ts;
 619
 620         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 621         ts = td->td_sched;
 622
 623         ts->ts_cpticks++;
 624         td->td_estcpu = ESTCPULIM(td->td_estcpu + 1);
 625         if ((td->td_estcpu % INVERSE_ESTCPU_WEIGHT) == 0) {
 626                 resetpriority(td);
 627                 resetpriority_thread(td);
 628         }
 629 }
 630
 631 /*
 632  * charge childs scheduling cpu usage to parent.
 633  */
 634 void
 635 sched_exit(struct proc *p, struct thread *td)
 636 {
 637
 638         CTR3(KTR_SCHED, "sched_exit: %p(%s) prio %d",
 639             td, td->td_proc->p_comm, td->td_priority);
 640         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 641         sched_exit_thread(FIRST_THREAD_IN_PROC(p), td);
 642 }
 643
 644 void
 645 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
 646 {
 647
 648         CTR3(KTR_SCHED, "sched_exit_thread: %p(%s) prio %d",
 649             child, child->td_proc->p_comm, child->td_priority);
 650         thread_lock(td);
 651         td->td_estcpu = ESTCPULIM(td->td_estcpu + child->td_estcpu);
 652         thread_unlock(td);
 653         mtx_lock_spin(&sched_lock);
 654         if ((child->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
 655                 sched_load_rem();
 656         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
 657 }
 658
 659 void
 660 sched_fork(struct thread *td, struct thread *childtd)
 661 {
 662         sched_fork_thread(td, childtd);
 663 }
 664
 665 void
 666 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *childtd)
 667 {
 668         childtd->td_estcpu = td->td_estcpu;
 669         childtd->td_lock = &sched_lock;
 670         sched_newthread(childtd);
 671 }
 672
 673 void
 674 sched_nice(struct proc *p, int nice)
 675 {
 676         struct thread *td;
 677
 678         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 679         PROC_SLOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 680         p->p_nice = nice;
 681         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 682                 thread_lock(td);
 683                 resetpriority(td);
 684                 resetpriority_thread(td);
 685                 thread_unlock(td);
 686         }
 687 }
 688
 689 void
 690 sched_class(struct thread *td, int class)
 691 {
 692         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 693         td->td_pri_class = class;
 694 }
 695
 696 /*
 697  * Adjust the priority of a thread.
 698  */
 699 static void
 700 sched_priority(struct thread *td, u_char prio)
 701 {
 702         CTR6(KTR_SCHED, "sched_prio: %p(%s) prio %d newprio %d by %p(%s)",
 703             td, td->td_proc->p_comm, td->td_priority, prio, curthread,
 704             curthread->td_proc->p_comm);
 705
 706         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 707         if (td->td_priority == prio)
 708                 return;
 709         td->td_priority = prio;
 710         if (TD_ON_RUNQ(td) &&
 711             td->td_sched->ts_rqindex != (prio / RQ_PPQ)) {
 712                 sched_rem(td);
 713                 sched_add(td, SRQ_BORING);
 714         }
 715 }
 716
 717 /*
 718  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
 719  * priority.
 720  */
 721 void
 722 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
 723 {
 724
 725         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
 726         sched_priority(td, prio);
 727 }
 728
 729 /*
 730  * Restore a thread's priority when priority propagation is
 731  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
 732  * needs to have to satisfy other possible priority lending
 733  * requests.  If the thread's regulary priority is less
 734  * important than prio the thread will keep a priority boost
 735  * of prio.
 736  */
 737 void
 738 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
 739 {
 740         u_char base_pri;
 741
 742         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
 743             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
 744                 base_pri = td->td_user_pri;
 745         else
 746                 base_pri = td->td_base_pri;
 747         if (prio >= base_pri) {
 748                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
 749                 sched_prio(td, base_pri);
 750         } else
 751                 sched_lend_prio(td, prio);
 752 }
 753
 754 void
 755 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
 756 {
 757         u_char oldprio;
 758
 759         /* First, update the base priority. */
 760         td->td_base_pri = prio;
 761
 762         /*
 763          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't ever
 764          * lower the priority.
 765          */
 766         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
 767                 return;
 768
 769         /* Change the real priority. */
 770         oldprio = td->td_priority;
 771         sched_priority(td, prio);
 772
 773         /*
 774          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
 775          * its state.
 776          */
 777         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
 778                 turnstile_adjust(td, oldprio);
 779 }
 780
 781 void
 782 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
 783 {
 784         u_char oldprio;
 785
 786         td->td_base_user_pri = prio;
 787         if (td->td_flags & TDF_UBORROWING && td->td_user_pri <= prio)
 788                 return;
 789         oldprio = td->td_user_pri;
 790         td->td_user_pri = prio;
 791
 792         if (TD_ON_UPILOCK(td) && oldprio != prio)
 793                 umtx_pi_adjust(td, oldprio);
 794 }
 795
 796 void
 797 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
 798 {
 799         u_char oldprio;
 800
 801         td->td_flags |= TDF_UBORROWING;
 802
 803         oldprio = td->td_user_pri;
 804         td->td_user_pri = prio;
 805
 806         if (TD_ON_UPILOCK(td) && oldprio != prio)
 807                 umtx_pi_adjust(td, oldprio);
 808 }
 809
 810 void
 811 sched_unlend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
 812 {
 813         u_char base_pri;
 814
 815         base_pri = td->td_base_user_pri;
 816         if (prio >= base_pri) {
 817                 td->td_flags &= ~TDF_UBORROWING;
 818                 sched_user_prio(td, base_pri);
 819         } else
 820                 sched_lend_user_prio(td, prio);
 821 }
 822
 823 void
 824 sched_sleep(struct thread *td)
 825 {
 826
 827         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 828         td->td_slptick = ticks;
 829         td->td_sched->ts_slptime = 0;
 830 }
 831
 832 void
 833 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
 834 {
 835         struct td_sched *ts;
 836         struct proc *p;
 837
 838         ts = td->td_sched;
 839         p = td->td_proc;
 840
 841         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 842         /*
 843          * Switch to the sched lock to fix things up and pick
 844          * a new thread.
 845          */
 846         if (td->td_lock != &sched_lock) {
 847                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
 848                 thread_unlock(td);
 849         }
 850
 851         if ((p->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
 852                 sched_load_rem();
 853
 854         if (newtd)
 855                 newtd->td_flags |= (td->td_flags & TDF_NEEDRESCHED);
 856
 857         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
 858         td->td_flags &= ~TDF_NEEDRESCHED;
 859         td->td_owepreempt = 0;
 860         td->td_oncpu = NOCPU;
 861         /*
 862          * At the last moment, if this thread is still marked RUNNING,
 863          * then put it back on the run queue as it has not been suspended
 864          * or stopped or any thing else similar.  We never put the idle
 865          * threads on the run queue, however.
 866          */
 867         if (td->td_flags & TDF_IDLETD) {
 868                 TD_SET_CAN_RUN(td);
 869 #ifdef SMP
 870                 idle_cpus_mask &= ~PCPU_GET(cpumask);
 871 #endif
 872         } else {
 873                 if (TD_IS_RUNNING(td)) {
 874                         /* Put us back on the run queue. */
 875                         sched_add(td, (flags & SW_PREEMPT) ?
 876                             SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
 877                             SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING);
 878                 }
 879         }
 880         if (newtd) {
 881                 /*
 882                  * The thread we are about to run needs to be counted
 883                  * as if it had been added to the run queue and selected.
 884                  * It came from:
 885                  * * A preemption
 886                  * * An upcall
 887                  * * A followon
 888                  */
 889                 KASSERT((newtd->td_inhibitors == 0),
 890                         ("trying to run inhibited thread"));
 891                 newtd->td_sched->ts_flags |= TSF_DIDRUN;
 892                 TD_SET_RUNNING(newtd);
 893                 if ((newtd->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
 894                         sched_load_add();
 895         } else {
 896                 newtd = choosethread();
 897         }
 898         MPASS(newtd->td_lock == &sched_lock);
 899
 900         if (td != newtd) {
 901 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 902                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
 903                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
 904 #endif
 905
 906                 /* I feel sleepy */
 907                 cpu_switch(td, newtd, td->td_lock);
 908                 /*
 909                  * Where am I?  What year is it?
 910                  * We are in the same thread that went to sleep above,
 911                  * but any amount of time may have passed. All out context
 912                  * will still be available as will local variables.
 913                  * PCPU values however may have changed as we may have
 914                  * changed CPU so don't trust cached values of them.
 915                  * New threads will go to fork_exit() instead of here
 916                  * so if you change things here you may need to change
 917                  * things there too.
 918                  * If the thread above was exiting it will never wake
 919                  * up again here, so either it has saved everything it
 920                  * needed to, or the thread_wait() or wait() will
 921                  * need to reap it.
 922                  */
 923 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 924                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
 925                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
 926 #endif
 927         }
 928
 929 #ifdef SMP
 930         if (td->td_flags & TDF_IDLETD)
 931                 idle_cpus_mask |= PCPU_GET(cpumask);
 932 #endif
 933         sched_lock.mtx_lock = (uintptr_t)td;
 934         td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
 935         MPASS(td->td_lock == &sched_lock);
 936 }
 937
 938 void
 939 sched_wakeup(struct thread *td)
 940 {
 941         struct td_sched *ts;
 942
 943         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 944         ts = td->td_sched;
 945         if (ts->ts_slptime > 1) {
 946                 updatepri(td);
 947                 resetpriority(td);
 948         }
 949         td->td_slptick = ticks;
 950         ts->ts_slptime = 0;
 951         sched_add(td, SRQ_BORING);
 952 }
 953
 954 #ifdef SMP
 955 /* enable HTT_2 if you have a 2-way HTT cpu.*/
 956 static int
 957 forward_wakeup(int  cpunum)
 958 {
 959         cpumask_t map, me, dontuse;
 960         cpumask_t map2;
 961         struct pcpu *pc;
 962         cpumask_t id, map3;
 963
 964         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
 965
 966         CTR0(KTR_RUNQ, "forward_wakeup()");
 967
 968         if ((!forward_wakeup_enabled) ||
 969              (forward_wakeup_use_mask == 0 && forward_wakeup_use_loop == 0))
 970                 return (0);
 971         if (!smp_started || cold || panicstr)
 972                 return (0);
 973
 974         forward_wakeups_requested++;
 975
 976 /*
 977  * check the idle mask we received against what we calculated before
 978  * in the old version.
 979  */
 980         me = PCPU_GET(cpumask);
 981         /*
 982          * don't bother if we should be doing it ourself..
 983          */
 984         if ((me & idle_cpus_mask) && (cpunum == NOCPU || me == (1 << cpunum)))
 985                 return (0);
 986
 987         dontuse = me | stopped_cpus | hlt_cpus_mask;
 988         map3 = 0;
 989         if (forward_wakeup_use_loop) {
 990                 SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 991                         id = pc->pc_cpumask;
 992                         if ( (id & dontuse) == 0 &&
 993                             pc->pc_curthread == pc->pc_idlethread) {
 994                                 map3 |= id;
 995                         }
 996                 }
 997         }
 998
 999         if (forward_wakeup_use_mask) {
1000                 map = 0;
1001                 map = idle_cpus_mask & ~dontuse;
1002
1003                 /* If they are both on, compare and use loop if different */
1004                 if (forward_wakeup_use_loop) {
1005                         if (map != map3) {
1006                                 printf("map (%02X) != map3 (%02X)\n",
1007                                                 map, map3);
1008                                 map = map3;
1009                         }
1010                 }
1011         } else {
1012                 map = map3;
1013         }
1014         /* If we only allow a specific CPU, then mask off all the others */
1015         if (cpunum != NOCPU) {
1016                 KASSERT((cpunum <= mp_maxcpus),("forward_wakeup: bad cpunum."));
1017                 map &= (1 << cpunum);
1018         } else {
1019                 /* Try choose an idle die. */
1020                 if (forward_wakeup_use_htt) {
1021                         map2 =  (map & (map >> 1)) & 0x5555;
1022                         if (map2) {
1023                                 map = map2;
1024                         }
1025                 }
1026
1027                 /* set only one bit */
1028                 if (forward_wakeup_use_single) {
1029                         map = map & ((~map) + 1);
1030                 }
1031         }
1032         if (map) {
1033                 forward_wakeups_delivered++;
1034                 ipi_selected(map, IPI_AST);
1035                 return (1);
1036         }
1037         if (cpunum == NOCPU)
1038                 printf("forward_wakeup: Idle processor not found\n");
1039         return (0);
1040 }
1041 #endif
1042
1043 #ifdef SMP
1044 static void kick_other_cpu(int pri,int cpuid);
1045
1046 static void
1047 kick_other_cpu(int pri,int cpuid)
1048 {
1049         struct pcpu * pcpu = pcpu_find(cpuid);
1050         int cpri = pcpu->pc_curthread->td_priority;
1051
1052         if (idle_cpus_mask & pcpu->pc_cpumask) {
1053                 forward_wakeups_delivered++;
1054                 ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_AST);
1055                 return;
1056         }
1057
1058         if (pri >= cpri)
1059                 return;
1060
1061 #if defined(IPI_PREEMPTION) && defined(PREEMPTION)
1062 #if !defined(FULL_PREEMPTION)
1063         if (pri <= PRI_MAX_ITHD)
1064 #endif /* ! FULL_PREEMPTION */
1065         {
1066                 ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_PREEMPT);
1067                 return;
1068         }
1069 #endif /* defined(IPI_PREEMPTION) && defined(PREEMPTION) */
1070
1071         pcpu->pc_curthread->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
1072         ipi_selected( pcpu->pc_cpumask , IPI_AST);
1073         return;
1074 }
1075 #endif /* SMP */
1076
1077 void
1078 sched_add(struct thread *td, int flags)
1079 #ifdef SMP
1080 {
1081         struct td_sched *ts;
1082         int forwarded = 0;
1083         int cpu;
1084         int single_cpu = 0;
1085
1086         ts = td->td_sched;
1087         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1088         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
1089             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
1090         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
1091             ("sched_add: bad thread state"));
1092         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1093             ("sched_add: thread swapped out"));
1094         CTR5(KTR_SCHED, "sched_add: %p(%s) prio %d by %p(%s)",
1095             td, td->td_proc->p_comm, td->td_priority, curthread,
1096             curthread->td_proc->p_comm);
1097         /*
1098          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
1099          * to the scheduler's lock.
1100          */
1101         if (td->td_lock != &sched_lock) {
1102                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1103                 thread_lock_set(td, &sched_lock);
1104         }
1105         TD_SET_RUNQ(td);
1106
1107         if (td->td_pinned != 0) {
1108                 cpu = td->td_lastcpu;
1109                 ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1110                 single_cpu = 1;
1111                 CTR3(KTR_RUNQ,
1112                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td, cpu);
1113         } else if ((ts)->ts_flags & TSF_BOUND) {
1114                 /* Find CPU from bound runq */
1115                 KASSERT(SKE_RUNQ_PCPU(ts),("sched_add: bound td_sched not on cpu runq"));
1116                 cpu = ts->ts_runq - &runq_pcpu[0];
1117                 single_cpu = 1;
1118                 CTR3(KTR_RUNQ,
1119                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td, cpu);
1120         } else {
1121                 CTR2(KTR_RUNQ,
1122                     "sched_add: adding td_sched:%p (td:%p) to gbl runq", ts, td);
1123                 cpu = NOCPU;
1124                 ts->ts_runq = &runq;
1125         }
1126
1127         if (single_cpu && (cpu != PCPU_GET(cpuid))) {
1128                 kick_other_cpu(td->td_priority,cpu);
1129         } else {
1130
1131                 if (!single_cpu) {
1132                         cpumask_t me = PCPU_GET(cpumask);
1133                         int idle = idle_cpus_mask & me;
1134
1135                         if (!idle && ((flags & SRQ_INTR) == 0) &&
1136                             (idle_cpus_mask & ~(hlt_cpus_mask | me)))
1137                                 forwarded = forward_wakeup(cpu);
1138                 }
1139
1140                 if (!forwarded) {
1141                         if ((flags & SRQ_YIELDING) == 0 && maybe_preempt(td))
1142                                 return;
1143                         else
1144                                 maybe_resched(td);
1145                 }
1146         }
1147
1148         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
1149                 sched_load_add();
1150         runq_add(ts->ts_runq, ts, flags);
1151 }
1152 #else /* SMP */
1153 {
1154         struct td_sched *ts;
1155         ts = td->td_sched;
1156         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1157         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
1158             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
1159         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
1160             ("sched_add: bad thread state"));
1161         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1162             ("sched_add: thread swapped out"));
1163         CTR5(KTR_SCHED, "sched_add: %p(%s) prio %d by %p(%s)",
1164             td, td->td_proc->p_comm, td->td_priority, curthread,
1165             curthread->td_proc->p_comm);
1166         /*
1167          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
1168          * to the scheduler's lock.
1169          */
1170         if (td->td_lock != &sched_lock) {
1171                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1172                 thread_lock_set(td, &sched_lock);
1173         }
1174         TD_SET_RUNQ(td);
1175         CTR2(KTR_RUNQ, "sched_add: adding td_sched:%p (td:%p) to runq", ts, td);
1176         ts->ts_runq = &runq;
1177
1178         /*
1179          * If we are yielding (on the way out anyhow)
1180          * or the thread being saved is US,
1181          * then don't try be smart about preemption
1182          * or kicking off another CPU
1183          * as it won't help and may hinder.
1184          * In the YIEDLING case, we are about to run whoever is
1185          * being put in the queue anyhow, and in the
1186          * OURSELF case, we are puting ourself on the run queue
1187          * which also only happens when we are about to yield.
1188          */
1189         if((flags & SRQ_YIELDING) == 0) {
1190                 if (maybe_preempt(td))
1191                         return;
1192         }
1193         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
1194                 sched_load_add();
1195         runq_add(ts->ts_runq, ts, flags);
1196         maybe_resched(td);
1197 }
1198 #endif /* SMP */
1199
1200 void
1201 sched_rem(struct thread *td)
1202 {
1203         struct td_sched *ts;
1204
1205         ts = td->td_sched;
1206         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1207             ("sched_rem: thread swapped out"));
1208         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
1209             ("sched_rem: thread not on run queue"));
1210         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1211         CTR5(KTR_SCHED, "sched_rem: %p(%s) prio %d by %p(%s)",
1212             td, td->td_proc->p_comm, td->td_priority, curthread,
1213             curthread->td_proc->p_comm);
1214
1215         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
1216                 sched_load_rem();
1217         runq_remove(ts->ts_runq, ts);
1218         TD_SET_CAN_RUN(td);
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Select threads to run.
1223  * Notice that the running threads still consume a slot.
1224  */
1225 struct thread *
1226 sched_choose(void)
1227 {
1228         struct td_sched *ts;
1229         struct runq *rq;
1230
1231         mtx_assert(&sched_lock,  MA_OWNED);
1232 #ifdef SMP
1233         struct td_sched *kecpu;
1234
1235         rq = &runq;
1236         ts = runq_choose(&runq);
1237         kecpu = runq_choose(&runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)]);
1238
1239         if (ts == NULL ||
1240             (kecpu != NULL &&
1241              kecpu->ts_thread->td_priority < ts->ts_thread->td_priority)) {
1242                 CTR2(KTR_RUNQ, "choosing td_sched %p from pcpu runq %d", kecpu,
1243                      PCPU_GET(cpuid));
1244                 ts = kecpu;
1245                 rq = &runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
1246         } else {
1247                 CTR1(KTR_RUNQ, "choosing td_sched %p from main runq", ts);
1248         }
1249
1250 #else
1251         rq = &runq;
1252         ts = runq_choose(&runq);
1253 #endif
1254
1255         if (ts) {
1256                 runq_remove(rq, ts);
1257                 ts->ts_flags |= TSF_DIDRUN;
1258
1259                 KASSERT(ts->ts_thread->td_flags & TDF_INMEM,
1260                     ("sched_choose: thread swapped out"));
1261                 return (ts->ts_thread);
1262         }
1263         return (PCPU_GET(idlethread));
1264 }
1265
1266 void
1267 sched_userret(struct thread *td)
1268 {
1269         /*
1270          * XXX we cheat slightly on the locking here to avoid locking in
1271          * the usual case.  Setting td_priority here is essentially an
1272          * incomplete workaround for not setting it properly elsewhere.
1273          * Now that some interrupt handlers are threads, not setting it
1274          * properly elsewhere can clobber it in the window between setting
1275          * it here and returning to user mode, so don't waste time setting
1276          * it perfectly here.
1277          */
1278         KASSERT((td->td_flags & TDF_BORROWING) == 0,
1279             ("thread with borrowed priority returning to userland"));
1280         if (td->td_priority != td->td_user_pri) {
1281                 thread_lock(td);
1282                 td->td_priority = td->td_user_pri;
1283                 td->td_base_pri = td->td_user_pri;
1284                 thread_unlock(td);
1285         }
1286 }
1287
1288 void
1289 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
1290 {
1291         struct td_sched *ts;
1292
1293         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1294         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td),
1295             ("sched_bind: cannot bind non-running thread"));
1296
1297         ts = td->td_sched;
1298
1299         ts->ts_flags |= TSF_BOUND;
1300 #ifdef SMP
1301         ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1302         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
1303                 return;
1304
1305         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1306 #endif
1307 }
1308
1309 void
1310 sched_unbind(struct thread* td)
1311 {
1312         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1313         td->td_sched->ts_flags &= ~TSF_BOUND;
1314 }
1315
1316 int
1317 sched_is_bound(struct thread *td)
1318 {
1319         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1320         return (td->td_sched->ts_flags & TSF_BOUND);
1321 }
1322
1323 void
1324 sched_relinquish(struct thread *td)
1325 {
1326         thread_lock(td);
1327         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE)
1328                 sched_prio(td, PRI_MAX_TIMESHARE);
1329         SCHED_STAT_INC(switch_relinquish);
1330         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1331         thread_unlock(td);
1332 }
1333
1334 int
1335 sched_load(void)
1336 {
1337         return (sched_tdcnt);
1338 }
1339
1340 int
1341 sched_sizeof_proc(void)
1342 {
1343         return (sizeof(struct proc));
1344 }
1345
1346 int
1347 sched_sizeof_thread(void)
1348 {
1349         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
1350 }
1351
1352 fixpt_t
1353 sched_pctcpu(struct thread *td)
1354 {
1355         struct td_sched *ts;
1356
1357         ts = td->td_sched;
1358         return (ts->ts_pctcpu);
1359 }
1360
1361 void
1362 sched_tick(void)
1363 {
1364 }
1365
1366 /*
1367  * The actual idle process.
1368  */
1369 void
1370 sched_idletd(void *dummy)
1371 {
1372         struct proc *p;
1373         struct thread *td;
1374
1375         td = curthread;
1376         p = td->td_proc;
1377         for (;;) {
1378                 mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1379
1380                 while (sched_runnable() == 0)
1381                         cpu_idle();
1382
1383                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1384                 mi_switch(SW_VOL, NULL);
1385                 mtx_unlock_spin(&sched_lock);
1386         }
1387 }
1388
1389 /*
1390  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
1391  */
1392 void
1393 sched_throw(struct thread *td)
1394 {
1395         /*
1396          * Correct spinlock nesting.  The idle thread context that we are
1397          * borrowing was created so that it would start out with a single
1398          * spin lock (sched_lock) held in fork_trampoline().  Since we've
1399          * explicitly acquired locks in this function, the nesting count
1400          * is now 2 rather than 1.  Since we are nested, calling
1401          * spinlock_exit() will simply adjust the counts without allowing
1402          * spin lock using code to interrupt us.
1403          */
1404         if (td == NULL) {
1405                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1406                 spinlock_exit();
1407         } else {
1408                 MPASS(td->td_lock == &sched_lock);
1409         }
1410         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1411         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
1412         PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
1413         PCPU_SET(switchticks, ticks);
1414         cpu_throw(td, choosethread());  /* doesn't return */
1415 }
1416
1417 void
1418 sched_fork_exit(struct thread *td)
1419 {
1420
1421         /*
1422          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
1423          * non-nested critical section with sched_lock held but not recursed.
1424          */
1425         td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
1426         sched_lock.mtx_lock = (uintptr_t)td;
1427         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
1428 }
1429
1430 #define KERN_SWITCH_INCLUDE 1
1431 #include "kern/kern_switch.c"