]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/sched_4bsd.c
- Fix a race in sched_switch() of sched_4bsd.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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 #include "opt_sched.h"
40 #include "opt_kdtrace.h"
41
42 #include <sys/param.h>
43 #include <sys/systm.h>
44 #include <sys/cpuset.h>
45 #include <sys/kernel.h>
46 #include <sys/ktr.h>
47 #include <sys/lock.h>
48 #include <sys/kthread.h>
49 #include <sys/mutex.h>
50 #include <sys/proc.h>
51 #include <sys/resourcevar.h>
52 #include <sys/sched.h>
53 #include <sys/smp.h>
54 #include <sys/sysctl.h>
55 #include <sys/sx.h>
56 #include <sys/turnstile.h>
57 #include <sys/umtx.h>
58 #include <machine/pcb.h>
59 #include <machine/smp.h>
60
61 #ifdef HWPMC_HOOKS
62 #include <sys/pmckern.h>
63 #endif
64
65 #ifdef KDTRACE_HOOKS
66 #include <sys/dtrace_bsd.h>
67 int                             dtrace_vtime_active;
68 dtrace_vtime_switch_func_t      dtrace_vtime_switch_func;
69 #endif
70
71 /*
72  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT is only suitable for statclock() frequencies in
73  * the range 100-256 Hz (approximately).
74  */
75 #define ESTCPULIM(e) \
76     min((e), INVERSE_ESTCPU_WEIGHT * (NICE_WEIGHT * (PRIO_MAX - PRIO_MIN) - \
77     RQ_PPQ) + INVERSE_ESTCPU_WEIGHT - 1)
78 #ifdef SMP
79 #define INVERSE_ESTCPU_WEIGHT   (8 * smp_cpus)
80 #else
81 #define INVERSE_ESTCPU_WEIGHT   8       /* 1 / (priorities per estcpu level). */
82 #endif
83 #define NICE_WEIGHT             1       /* Priorities per nice level. */
84
85 #define TS_NAME_LEN (MAXCOMLEN + sizeof(" td ") + sizeof(__XSTRING(UINT_MAX)))
86
87 /*
88  * The schedulable entity that runs a context.
89  * This is  an extension to the thread structure and is tailored to
90  * the requirements of this scheduler
91  */
92 struct td_sched {
93         fixpt_t         ts_pctcpu;      /* (j) %cpu during p_swtime. */
94         int             ts_cpticks;     /* (j) Ticks of cpu time. */
95         int             ts_slptime;     /* (j) Seconds !RUNNING. */
96         int             ts_flags;
97         struct runq     *ts_runq;       /* runq the thread is currently on */
98 #ifdef KTR
99         char            ts_name[TS_NAME_LEN];
100 #endif
101 };
102
103 /* flags kept in td_flags */
104 #define TDF_DIDRUN      TDF_SCHED0      /* thread actually ran. */
105 #define TDF_BOUND       TDF_SCHED1      /* Bound to one CPU. */
106
107 /* flags kept in ts_flags */
108 #define TSF_AFFINITY    0x0001          /* Has a non-"full" CPU set. */
109
110 #define SKE_RUNQ_PCPU(ts)                                               \
111     ((ts)->ts_runq != 0 && (ts)->ts_runq != &runq)
112
113 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
114     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
115
116 static struct td_sched td_sched0;
117 struct mtx sched_lock;
118
119 static int      sched_tdcnt;    /* Total runnable threads in the system. */
120 static int      sched_quantum;  /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
121 #define SCHED_QUANTUM   (hz / 10)       /* Default sched quantum */
122
123 static void     setup_runqs(void);
124 static void     schedcpu(void);
125 static void     schedcpu_thread(void);
126 static void     sched_priority(struct thread *td, u_char prio);
127 static void     sched_setup(void *dummy);
128 static void     maybe_resched(struct thread *td);
129 static void     updatepri(struct thread *td);
130 static void     resetpriority(struct thread *td);
131 static void     resetpriority_thread(struct thread *td);
132 #ifdef SMP
133 static int      sched_pickcpu(struct thread *td);
134 static int      forward_wakeup(int cpunum);
135 static void     kick_other_cpu(int pri, int cpuid);
136 #endif
137
138 static struct kproc_desc sched_kp = {
139         "schedcpu",
140         schedcpu_thread,
141         NULL
142 };
143 SYSINIT(schedcpu, SI_SUB_RUN_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, kproc_start,
144     &sched_kp);
145 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
146
147 /*
148  * Global run queue.
149  */
150 static struct runq runq;
151
152 #ifdef SMP
153 /*
154  * Per-CPU run queues
155  */
156 static struct runq runq_pcpu[MAXCPU];
157 long runq_length[MAXCPU];
158 #endif
159
160 static void
161 setup_runqs(void)
162 {
163 #ifdef SMP
164         int i;
165
166         for (i = 0; i < MAXCPU; ++i)
167                 runq_init(&runq_pcpu[i]);
168 #endif
169
170         runq_init(&runq);
171 }
172
173 static int
174 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
175 {
176         int error, new_val;
177
178         new_val = sched_quantum * tick;
179         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
180         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
181                 return (error);
182         if (new_val < tick)
183                 return (EINVAL);
184         sched_quantum = new_val / tick;
185         hogticks = 2 * sched_quantum;
186         return (0);
187 }
188
189 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RD, 0, "Scheduler");
190
191 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "4BSD", 0,
192     "Scheduler name");
193
194 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
195     0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I",
196     "Roundrobin scheduling quantum in microseconds");
197
198 #ifdef SMP
199 /* Enable forwarding of wakeups to all other cpus */
200 SYSCTL_NODE(_kern_sched, OID_AUTO, ipiwakeup, CTLFLAG_RD, NULL, "Kernel SMP");
201
202 static int runq_fuzz = 1;
203 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, runq_fuzz, CTLFLAG_RW, &runq_fuzz, 0, "");
204
205 static int forward_wakeup_enabled = 1;
206 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, enabled, CTLFLAG_RW,
207            &forward_wakeup_enabled, 0,
208            "Forwarding of wakeup to idle CPUs");
209
210 static int forward_wakeups_requested = 0;
211 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, requested, CTLFLAG_RD,
212            &forward_wakeups_requested, 0,
213            "Requests for Forwarding of wakeup to idle CPUs");
214
215 static int forward_wakeups_delivered = 0;
216 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, delivered, CTLFLAG_RD,
217            &forward_wakeups_delivered, 0,
218            "Completed Forwarding of wakeup to idle CPUs");
219
220 static int forward_wakeup_use_mask = 1;
221 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, usemask, CTLFLAG_RW,
222            &forward_wakeup_use_mask, 0,
223            "Use the mask of idle cpus");
224
225 static int forward_wakeup_use_loop = 0;
226 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, useloop, CTLFLAG_RW,
227            &forward_wakeup_use_loop, 0,
228            "Use a loop to find idle cpus");
229
230 static int forward_wakeup_use_single = 0;
231 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, onecpu, CTLFLAG_RW,
232            &forward_wakeup_use_single, 0,
233            "Only signal one idle cpu");
234
235 static int forward_wakeup_use_htt = 0;
236 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, htt2, CTLFLAG_RW,
237            &forward_wakeup_use_htt, 0,
238            "account for htt");
239
240 #endif
241 #if 0
242 static int sched_followon = 0;
243 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, followon, CTLFLAG_RW,
244            &sched_followon, 0,
245            "allow threads to share a quantum");
246 #endif
247
248 static __inline void
249 sched_load_add(void)
250 {
251
252         sched_tdcnt++;
253         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", "global load", sched_tdcnt);
254 }
255
256 static __inline void
257 sched_load_rem(void)
258 {
259
260         sched_tdcnt--;
261         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", "global load", sched_tdcnt);
262 }
263 /*
264  * Arrange to reschedule if necessary, taking the priorities and
265  * schedulers into account.
266  */
267 static void
268 maybe_resched(struct thread *td)
269 {
270
271         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
272         if (td->td_priority < curthread->td_priority)
273                 curthread->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
274 }
275
276 /*
277  * This function is called when a thread is about to be put on run queue
278  * because it has been made runnable or its priority has been adjusted.  It
279  * determines if the new thread should be immediately preempted to.  If so,
280  * it switches to it and eventually returns true.  If not, it returns false
281  * so that the caller may place the thread on an appropriate run queue.
282  */
283 int
284 maybe_preempt(struct thread *td)
285 {
286 #ifdef PREEMPTION
287         struct thread *ctd;
288         int cpri, pri;
289
290         /*
291          * The new thread should not preempt the current thread if any of the
292          * following conditions are true:
293          *
294          *  - The kernel is in the throes of crashing (panicstr).
295          *  - The current thread has a higher (numerically lower) or
296          *    equivalent priority.  Note that this prevents curthread from
297          *    trying to preempt to itself.
298          *  - It is too early in the boot for context switches (cold is set).
299          *  - The current thread has an inhibitor set or is in the process of
300          *    exiting.  In this case, the current thread is about to switch
301          *    out anyways, so there's no point in preempting.  If we did,
302          *    the current thread would not be properly resumed as well, so
303          *    just avoid that whole landmine.
304          *  - If the new thread's priority is not a realtime priority and
305          *    the current thread's priority is not an idle priority and
306          *    FULL_PREEMPTION is disabled.
307          *
308          * If all of these conditions are false, but the current thread is in
309          * a nested critical section, then we have to defer the preemption
310          * until we exit the critical section.  Otherwise, switch immediately
311          * to the new thread.
312          */
313         ctd = curthread;
314         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
315         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
316                         ("maybe_preempt: trying to run inhibited thread"));
317         pri = td->td_priority;
318         cpri = ctd->td_priority;
319         if (panicstr != NULL || pri >= cpri || cold /* || dumping */ ||
320             TD_IS_INHIBITED(ctd))
321                 return (0);
322 #ifndef FULL_PREEMPTION
323         if (pri > PRI_MAX_ITHD && cpri < PRI_MIN_IDLE)
324                 return (0);
325 #endif
326
327         if (ctd->td_critnest > 1) {
328                 CTR1(KTR_PROC, "maybe_preempt: in critical section %d",
329                     ctd->td_critnest);
330                 ctd->td_owepreempt = 1;
331                 return (0);
332         }
333         /*
334          * Thread is runnable but not yet put on system run queue.
335          */
336         MPASS(ctd->td_lock == td->td_lock);
337         MPASS(TD_ON_RUNQ(td));
338         TD_SET_RUNNING(td);
339         CTR3(KTR_PROC, "preempting to thread %p (pid %d, %s)\n", td,
340             td->td_proc->p_pid, td->td_name);
341         mi_switch(SW_INVOL | SW_PREEMPT | SWT_PREEMPT, td);
342         /*
343          * td's lock pointer may have changed.  We have to return with it
344          * locked.
345          */
346         spinlock_enter();
347         thread_unlock(ctd);
348         thread_lock(td);
349         spinlock_exit();
350         return (1);
351 #else
352         return (0);
353 #endif
354 }
355
356 /*
357  * Constants for digital decay and forget:
358  *      90% of (td_estcpu) usage in 5 * loadav time
359  *      95% of (ts_pctcpu) usage in 60 seconds (load insensitive)
360  *          Note that, as ps(1) mentions, this can let percentages
361  *          total over 100% (I've seen 137.9% for 3 processes).
362  *
363  * Note that schedclock() updates td_estcpu and p_cpticks asynchronously.
364  *
365  * We wish to decay away 90% of td_estcpu in (5 * loadavg) seconds.
366  * That is, the system wants to compute a value of decay such
367  * that the following for loop:
368  *      for (i = 0; i < (5 * loadavg); i++)
369  *              td_estcpu *= decay;
370  * will compute
371  *      td_estcpu *= 0.1;
372  * for all values of loadavg:
373  *
374  * Mathematically this loop can be expressed by saying:
375  *      decay ** (5 * loadavg) ~= .1
376  *
377  * The system computes decay as:
378  *      decay = (2 * loadavg) / (2 * loadavg + 1)
379  *
380  * We wish to prove that the system's computation of decay
381  * will always fulfill the equation:
382  *      decay ** (5 * loadavg) ~= .1
383  *
384  * If we compute b as:
385  *      b = 2 * loadavg
386  * then
387  *      decay = b / (b + 1)
388  *
389  * We now need to prove two things:
390  *      1) Given factor ** (5 * loadavg) ~= .1, prove factor == b/(b+1)
391  *      2) Given b/(b+1) ** power ~= .1, prove power == (5 * loadavg)
392  *
393  * Facts:
394  *         For x close to zero, exp(x) =~ 1 + x, since
395  *              exp(x) = 0! + x**1/1! + x**2/2! + ... .
396  *              therefore exp(-1/b) =~ 1 - (1/b) = (b-1)/b.
397  *         For x close to zero, ln(1+x) =~ x, since
398  *              ln(1+x) = x - x**2/2 + x**3/3 - ...     -1 < x < 1
399  *              therefore ln(b/(b+1)) = ln(1 - 1/(b+1)) =~ -1/(b+1).
400  *         ln(.1) =~ -2.30
401  *
402  * Proof of (1):
403  *    Solve (factor)**(power) =~ .1 given power (5*loadav):
404  *      solving for factor,
405  *      ln(factor) =~ (-2.30/5*loadav), or
406  *      factor =~ exp(-1/((5/2.30)*loadav)) =~ exp(-1/(2*loadav)) =
407  *          exp(-1/b) =~ (b-1)/b =~ b/(b+1).                    QED
408  *
409  * Proof of (2):
410  *    Solve (factor)**(power) =~ .1 given factor == (b/(b+1)):
411  *      solving for power,
412  *      power*ln(b/(b+1)) =~ -2.30, or
413  *      power =~ 2.3 * (b + 1) = 4.6*loadav + 2.3 =~ 5*loadav.  QED
414  *
415  * Actual power values for the implemented algorithm are as follows:
416  *      loadav: 1       2       3       4
417  *      power:  5.68    10.32   14.94   19.55
418  */
419
420 /* calculations for digital decay to forget 90% of usage in 5*loadav sec */
421 #define loadfactor(loadav)      (2 * (loadav))
422 #define decay_cpu(loadfac, cpu) (((loadfac) * (cpu)) / ((loadfac) + FSCALE))
423
424 /* decay 95% of `ts_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing */
425 static fixpt_t  ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
426 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
427
428 /*
429  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
430  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
431  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
432  *
433  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
434  *      1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
435  *
436  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
437  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
438  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
439  */
440 #define CCPU_SHIFT      11
441
442 /*
443  * Recompute process priorities, every hz ticks.
444  * MP-safe, called without the Giant mutex.
445  */
446 /* ARGSUSED */
447 static void
448 schedcpu(void)
449 {
450         register fixpt_t loadfac = loadfactor(averunnable.ldavg[0]);
451         struct thread *td;
452         struct proc *p;
453         struct td_sched *ts;
454         int awake, realstathz;
455
456         realstathz = stathz ? stathz : hz;
457         sx_slock(&allproc_lock);
458         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
459                 PROC_LOCK(p);
460                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
461                         awake = 0;
462                         thread_lock(td);
463                         ts = td->td_sched;
464                         /*
465                          * Increment sleep time (if sleeping).  We
466                          * ignore overflow, as above.
467                          */
468                         /*
469                          * The td_sched slptimes are not touched in wakeup
470                          * because the thread may not HAVE everything in
471                          * memory? XXX I think this is out of date.
472                          */
473                         if (TD_ON_RUNQ(td)) {
474                                 awake = 1;
475                                 td->td_flags &= ~TDF_DIDRUN;
476                         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
477                                 awake = 1;
478                                 /* Do not clear TDF_DIDRUN */
479                         } else if (td->td_flags & TDF_DIDRUN) {
480                                 awake = 1;
481                                 td->td_flags &= ~TDF_DIDRUN;
482                         }
483
484                         /*
485                          * ts_pctcpu is only for ps and ttyinfo().
486                          */
487                         ts->ts_pctcpu = (ts->ts_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
488                         /*
489                          * If the td_sched has been idle the entire second,
490                          * stop recalculating its priority until
491                          * it wakes up.
492                          */
493                         if (ts->ts_cpticks != 0) {
494 #if     (FSHIFT >= CCPU_SHIFT)
495                                 ts->ts_pctcpu += (realstathz == 100)
496                                     ? ((fixpt_t) ts->ts_cpticks) <<
497                                     (FSHIFT - CCPU_SHIFT) :
498                                     100 * (((fixpt_t) ts->ts_cpticks)
499                                     << (FSHIFT - CCPU_SHIFT)) / realstathz;
500 #else
501                                 ts->ts_pctcpu += ((FSCALE - ccpu) *
502                                     (ts->ts_cpticks *
503                                     FSCALE / realstathz)) >> FSHIFT;
504 #endif
505                                 ts->ts_cpticks = 0;
506                         }
507                         /*
508                          * If there are ANY running threads in this process,
509                          * then don't count it as sleeping.
510                          * XXX: this is broken.
511                          */
512                         if (awake) {
513                                 if (ts->ts_slptime > 1) {
514                                         /*
515                                          * In an ideal world, this should not
516                                          * happen, because whoever woke us
517                                          * up from the long sleep should have
518                                          * unwound the slptime and reset our
519                                          * priority before we run at the stale
520                                          * priority.  Should KASSERT at some
521                                          * point when all the cases are fixed.
522                                          */
523                                         updatepri(td);
524                                 }
525                                 ts->ts_slptime = 0;
526                         } else
527                                 ts->ts_slptime++;
528                         if (ts->ts_slptime > 1) {
529                                 thread_unlock(td);
530                                 continue;
531                         }
532                         td->td_estcpu = decay_cpu(loadfac, td->td_estcpu);
533                         resetpriority(td);
534                         resetpriority_thread(td);
535                         thread_unlock(td);
536                 }
537                 PROC_UNLOCK(p);
538         }
539         sx_sunlock(&allproc_lock);
540 }
541
542 /*
543  * Main loop for a kthread that executes schedcpu once a second.
544  */
545 static void
546 schedcpu_thread(void)
547 {
548
549         for (;;) {
550                 schedcpu();
551                 pause("-", hz);
552         }
553 }
554
555 /*
556  * Recalculate the priority of a process after it has slept for a while.
557  * For all load averages >= 1 and max td_estcpu of 255, sleeping for at
558  * least six times the loadfactor will decay td_estcpu to zero.
559  */
560 static void
561 updatepri(struct thread *td)
562 {
563         struct td_sched *ts;
564         fixpt_t loadfac;
565         unsigned int newcpu;
566
567         ts = td->td_sched;
568         loadfac = loadfactor(averunnable.ldavg[0]);
569         if (ts->ts_slptime > 5 * loadfac)
570                 td->td_estcpu = 0;
571         else {
572                 newcpu = td->td_estcpu;
573                 ts->ts_slptime--;       /* was incremented in schedcpu() */
574                 while (newcpu && --ts->ts_slptime)
575                         newcpu = decay_cpu(loadfac, newcpu);
576                 td->td_estcpu = newcpu;
577         }
578 }
579
580 /*
581  * Compute the priority of a process when running in user mode.
582  * Arrange to reschedule if the resulting priority is better
583  * than that of the current process.
584  */
585 static void
586 resetpriority(struct thread *td)
587 {
588         register unsigned int newpriority;
589
590         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE) {
591                 newpriority = PUSER + td->td_estcpu / INVERSE_ESTCPU_WEIGHT +
592                     NICE_WEIGHT * (td->td_proc->p_nice - PRIO_MIN);
593                 newpriority = min(max(newpriority, PRI_MIN_TIMESHARE),
594                     PRI_MAX_TIMESHARE);
595                 sched_user_prio(td, newpriority);
596         }
597 }
598
599 /*
600  * Update the thread's priority when the associated process's user
601  * priority changes.
602  */
603 static void
604 resetpriority_thread(struct thread *td)
605 {
606
607         /* Only change threads with a time sharing user priority. */
608         if (td->td_priority < PRI_MIN_TIMESHARE ||
609             td->td_priority > PRI_MAX_TIMESHARE)
610                 return;
611
612         /* XXX the whole needresched thing is broken, but not silly. */
613         maybe_resched(td);
614
615         sched_prio(td, td->td_user_pri);
616 }
617
618 /* ARGSUSED */
619 static void
620 sched_setup(void *dummy)
621 {
622         setup_runqs();
623
624         if (sched_quantum == 0)
625                 sched_quantum = SCHED_QUANTUM;
626         hogticks = 2 * sched_quantum;
627
628         /* Account for thread0. */
629         sched_load_add();
630 }
631
632 /* External interfaces start here */
633
634 /*
635  * Very early in the boot some setup of scheduler-specific
636  * parts of proc0 and of some scheduler resources needs to be done.
637  * Called from:
638  *  proc0_init()
639  */
640 void
641 schedinit(void)
642 {
643         /*
644          * Set up the scheduler specific parts of proc0.
645          */
646         proc0.p_sched = NULL; /* XXX */
647         thread0.td_sched = &td_sched0;
648         thread0.td_lock = &sched_lock;
649         mtx_init(&sched_lock, "sched lock", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
650 }
651
652 int
653 sched_runnable(void)
654 {
655 #ifdef SMP
656         return runq_check(&runq) + runq_check(&runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)]);
657 #else
658         return runq_check(&runq);
659 #endif
660 }
661
662 int
663 sched_rr_interval(void)
664 {
665         if (sched_quantum == 0)
666                 sched_quantum = SCHED_QUANTUM;
667         return (sched_quantum);
668 }
669
670 /*
671  * We adjust the priority of the current process.  The priority of
672  * a process gets worse as it accumulates CPU time.  The cpu usage
673  * estimator (td_estcpu) is increased here.  resetpriority() will
674  * compute a different priority each time td_estcpu increases by
675  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT
676  * (until MAXPRI is reached).  The cpu usage estimator ramps up
677  * quite quickly when the process is running (linearly), and decays
678  * away exponentially, at a rate which is proportionally slower when
679  * the system is busy.  The basic principle is that the system will
680  * 90% forget that the process used a lot of CPU time in 5 * loadav
681  * seconds.  This causes the system to favor processes which haven't
682  * run much recently, and to round-robin among other processes.
683  */
684 void
685 sched_clock(struct thread *td)
686 {
687         struct td_sched *ts;
688
689         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
690         ts = td->td_sched;
691
692         ts->ts_cpticks++;
693         td->td_estcpu = ESTCPULIM(td->td_estcpu + 1);
694         if ((td->td_estcpu % INVERSE_ESTCPU_WEIGHT) == 0) {
695                 resetpriority(td);
696                 resetpriority_thread(td);
697         }
698
699         /*
700          * Force a context switch if the current thread has used up a full
701          * quantum (default quantum is 100ms).
702          */
703         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td) &&
704             ticks - PCPU_GET(switchticks) >= sched_quantum)
705                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
706 }
707
708 /*
709  * Charge child's scheduling CPU usage to parent.
710  */
711 void
712 sched_exit(struct proc *p, struct thread *td)
713 {
714
715         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "proc exit",
716             "prio:td", td->td_priority);
717
718         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
719         sched_exit_thread(FIRST_THREAD_IN_PROC(p), td);
720 }
721
722 void
723 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
724 {
725
726         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "exit",
727             "prio:td", child->td_priority);
728         thread_lock(td);
729         td->td_estcpu = ESTCPULIM(td->td_estcpu + child->td_estcpu);
730         thread_unlock(td);
731         thread_lock(child);
732         if ((child->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
733                 sched_load_rem();
734         thread_unlock(child);
735 }
736
737 void
738 sched_fork(struct thread *td, struct thread *childtd)
739 {
740         sched_fork_thread(td, childtd);
741 }
742
743 void
744 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *childtd)
745 {
746         struct td_sched *ts;
747
748         childtd->td_estcpu = td->td_estcpu;
749         childtd->td_lock = &sched_lock;
750         childtd->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
751         ts = childtd->td_sched;
752         bzero(ts, sizeof(*ts));
753         ts->ts_flags |= (td->td_sched->ts_flags & TSF_AFFINITY);
754 }
755
756 void
757 sched_nice(struct proc *p, int nice)
758 {
759         struct thread *td;
760
761         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
762         p->p_nice = nice;
763         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
764                 thread_lock(td);
765                 resetpriority(td);
766                 resetpriority_thread(td);
767                 thread_unlock(td);
768         }
769 }
770
771 void
772 sched_class(struct thread *td, int class)
773 {
774         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
775         td->td_pri_class = class;
776 }
777
778 /*
779  * Adjust the priority of a thread.
780  */
781 static void
782 sched_priority(struct thread *td, u_char prio)
783 {
784
785
786         KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "priority change",
787             "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d", prio, KTR_ATTR_LINKED,
788             sched_tdname(curthread));
789         if (td != curthread && prio > td->td_priority) {
790                 KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread),
791                     "lend prio", "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d",
792                     prio, KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
793         }
794         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
795         if (td->td_priority == prio)
796                 return;
797         td->td_priority = prio;
798         if (TD_ON_RUNQ(td) && td->td_rqindex != (prio / RQ_PPQ)) {
799                 sched_rem(td);
800                 sched_add(td, SRQ_BORING);
801         }
802 }
803
804 /*
805  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
806  * priority.
807  */
808 void
809 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
810 {
811
812         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
813         sched_priority(td, prio);
814 }
815
816 /*
817  * Restore a thread's priority when priority propagation is
818  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
819  * needs to have to satisfy other possible priority lending
820  * requests.  If the thread's regulary priority is less
821  * important than prio the thread will keep a priority boost
822  * of prio.
823  */
824 void
825 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
826 {
827         u_char base_pri;
828
829         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
830             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
831                 base_pri = td->td_user_pri;
832         else
833                 base_pri = td->td_base_pri;
834         if (prio >= base_pri) {
835                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
836                 sched_prio(td, base_pri);
837         } else
838                 sched_lend_prio(td, prio);
839 }
840
841 void
842 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
843 {
844         u_char oldprio;
845
846         /* First, update the base priority. */
847         td->td_base_pri = prio;
848
849         /*
850          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't ever
851          * lower the priority.
852          */
853         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
854                 return;
855
856         /* Change the real priority. */
857         oldprio = td->td_priority;
858         sched_priority(td, prio);
859
860         /*
861          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
862          * its state.
863          */
864         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
865                 turnstile_adjust(td, oldprio);
866 }
867
868 void
869 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
870 {
871         u_char oldprio;
872
873         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
874         td->td_base_user_pri = prio;
875         if (td->td_flags & TDF_UBORROWING && td->td_user_pri <= prio)
876                 return;
877         oldprio = td->td_user_pri;
878         td->td_user_pri = prio;
879 }
880
881 void
882 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
883 {
884         u_char oldprio;
885
886         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
887         td->td_flags |= TDF_UBORROWING;
888         oldprio = td->td_user_pri;
889         td->td_user_pri = prio;
890 }
891
892 void
893 sched_unlend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
894 {
895         u_char base_pri;
896
897         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
898         base_pri = td->td_base_user_pri;
899         if (prio >= base_pri) {
900                 td->td_flags &= ~TDF_UBORROWING;
901                 sched_user_prio(td, base_pri);
902         } else {
903                 sched_lend_user_prio(td, prio);
904         }
905 }
906
907 void
908 sched_sleep(struct thread *td, int pri)
909 {
910
911         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
912         td->td_slptick = ticks;
913         td->td_sched->ts_slptime = 0;
914         if (pri)
915                 sched_prio(td, pri);
916         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || pri >= PSOCK)
917                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
918 }
919
920 void
921 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
922 {
923         struct mtx *tmtx;
924         struct td_sched *ts;
925         struct proc *p;
926
927         tmtx = NULL;
928         ts = td->td_sched;
929         p = td->td_proc;
930
931         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
932
933         /* 
934          * Switch to the sched lock to fix things up and pick
935          * a new thread.
936          * Block the td_lock in order to avoid breaking the critical path.
937          */
938         if (td->td_lock != &sched_lock) {
939                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
940                 tmtx = thread_lock_block(td);
941         }
942
943         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
944                 sched_load_rem();
945
946         if (newtd)
947                 newtd->td_flags |= (td->td_flags & TDF_NEEDRESCHED);
948
949         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
950         td->td_flags &= ~TDF_NEEDRESCHED;
951         td->td_owepreempt = 0;
952         td->td_oncpu = NOCPU;
953
954         /*
955          * At the last moment, if this thread is still marked RUNNING,
956          * then put it back on the run queue as it has not been suspended
957          * or stopped or any thing else similar.  We never put the idle
958          * threads on the run queue, however.
959          */
960         if (td->td_flags & TDF_IDLETD) {
961                 TD_SET_CAN_RUN(td);
962 #ifdef SMP
963                 idle_cpus_mask &= ~PCPU_GET(cpumask);
964 #endif
965         } else {
966                 if (TD_IS_RUNNING(td)) {
967                         /* Put us back on the run queue. */
968                         sched_add(td, (flags & SW_PREEMPT) ?
969                             SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
970                             SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING);
971                 }
972         }
973         if (newtd) {
974                 /*
975                  * The thread we are about to run needs to be counted
976                  * as if it had been added to the run queue and selected.
977                  * It came from:
978                  * * A preemption
979                  * * An upcall
980                  * * A followon
981                  */
982                 KASSERT((newtd->td_inhibitors == 0),
983                         ("trying to run inhibited thread"));
984                 newtd->td_flags |= TDF_DIDRUN;
985                 TD_SET_RUNNING(newtd);
986                 if ((newtd->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
987                         sched_load_add();
988         } else {
989                 newtd = choosethread();
990         }
991         MPASS(newtd->td_lock == &sched_lock);
992
993         if (td != newtd) {
994 #ifdef  HWPMC_HOOKS
995                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
996                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
997 #endif
998                 /* I feel sleepy */
999                 lock_profile_release_lock(&sched_lock.lock_object);
1000 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1001                 /*
1002                  * If DTrace has set the active vtime enum to anything
1003                  * other than INACTIVE (0), then it should have set the
1004                  * function to call.
1005                  */
1006                 if (dtrace_vtime_active)
1007                         (*dtrace_vtime_switch_func)(newtd);
1008 #endif
1009
1010                 cpu_switch(td, newtd, tmtx != NULL ? tmtx : td->td_lock);
1011                 lock_profile_obtain_lock_success(&sched_lock.lock_object,
1012                     0, 0, __FILE__, __LINE__);
1013                 /*
1014                  * Where am I?  What year is it?
1015                  * We are in the same thread that went to sleep above,
1016                  * but any amount of time may have passed. All our context
1017                  * will still be available as will local variables.
1018                  * PCPU values however may have changed as we may have
1019                  * changed CPU so don't trust cached values of them.
1020                  * New threads will go to fork_exit() instead of here
1021                  * so if you change things here you may need to change
1022                  * things there too.
1023                  *
1024                  * If the thread above was exiting it will never wake
1025                  * up again here, so either it has saved everything it
1026                  * needed to, or the thread_wait() or wait() will
1027                  * need to reap it.
1028                  */
1029 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1030                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1031                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
1032 #endif
1033         }
1034
1035 #ifdef SMP
1036         if (td->td_flags & TDF_IDLETD)
1037                 idle_cpus_mask |= PCPU_GET(cpumask);
1038 #endif
1039         sched_lock.mtx_lock = (uintptr_t)td;
1040         td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
1041         MPASS(td->td_lock == &sched_lock);
1042 }
1043
1044 void
1045 sched_wakeup(struct thread *td)
1046 {
1047         struct td_sched *ts;
1048
1049         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1050         ts = td->td_sched;
1051         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
1052         if (ts->ts_slptime > 1) {
1053                 updatepri(td);
1054                 resetpriority(td);
1055         }
1056         td->td_slptick = 0;
1057         ts->ts_slptime = 0;
1058         sched_add(td, SRQ_BORING);
1059 }
1060
1061 #ifdef SMP
1062 static int
1063 forward_wakeup(int cpunum)
1064 {
1065         struct pcpu *pc;
1066         cpumask_t dontuse, id, map, map2, map3, me;
1067
1068         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1069
1070         CTR0(KTR_RUNQ, "forward_wakeup()");
1071
1072         if ((!forward_wakeup_enabled) ||
1073              (forward_wakeup_use_mask == 0 && forward_wakeup_use_loop == 0))
1074                 return (0);
1075         if (!smp_started || cold || panicstr)
1076                 return (0);
1077
1078         forward_wakeups_requested++;
1079
1080         /*
1081          * Check the idle mask we received against what we calculated
1082          * before in the old version.
1083          */
1084         me = PCPU_GET(cpumask);
1085
1086         /* Don't bother if we should be doing it ourself. */
1087         if ((me & idle_cpus_mask) && (cpunum == NOCPU || me == (1 << cpunum)))
1088                 return (0);
1089
1090         dontuse = me | stopped_cpus | hlt_cpus_mask;
1091         map3 = 0;
1092         if (forward_wakeup_use_loop) {
1093                 SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
1094                         id = pc->pc_cpumask;
1095                         if ((id & dontuse) == 0 &&
1096                             pc->pc_curthread == pc->pc_idlethread) {
1097                                 map3 |= id;
1098                         }
1099                 }
1100         }
1101
1102         if (forward_wakeup_use_mask) {
1103                 map = 0;
1104                 map = idle_cpus_mask & ~dontuse;
1105
1106                 /* If they are both on, compare and use loop if different. */
1107                 if (forward_wakeup_use_loop) {
1108                         if (map != map3) {
1109                                 printf("map (%02X) != map3 (%02X)\n", map,
1110                                     map3);
1111                                 map = map3;
1112                         }
1113                 }
1114         } else {
1115                 map = map3;
1116         }
1117
1118         /* If we only allow a specific CPU, then mask off all the others. */
1119         if (cpunum != NOCPU) {
1120                 KASSERT((cpunum <= mp_maxcpus),("forward_wakeup: bad cpunum."));
1121                 map &= (1 << cpunum);
1122         } else {
1123                 /* Try choose an idle die. */
1124                 if (forward_wakeup_use_htt) {
1125                         map2 =  (map & (map >> 1)) & 0x5555;
1126                         if (map2) {
1127                                 map = map2;
1128                         }
1129                 }
1130
1131                 /* Set only one bit. */
1132                 if (forward_wakeup_use_single) {
1133                         map = map & ((~map) + 1);
1134                 }
1135         }
1136         if (map) {
1137                 forward_wakeups_delivered++;
1138                 ipi_selected(map, IPI_AST);
1139                 return (1);
1140         }
1141         if (cpunum == NOCPU)
1142                 printf("forward_wakeup: Idle processor not found\n");
1143         return (0);
1144 }
1145
1146 static void
1147 kick_other_cpu(int pri, int cpuid)
1148 {
1149         struct pcpu *pcpu;
1150         int cpri;
1151
1152         pcpu = pcpu_find(cpuid);
1153         if (idle_cpus_mask & pcpu->pc_cpumask) {
1154                 forward_wakeups_delivered++;
1155                 ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_AST);
1156                 return;
1157         }
1158
1159         cpri = pcpu->pc_curthread->td_priority;
1160         if (pri >= cpri)
1161                 return;
1162
1163 #if defined(IPI_PREEMPTION) && defined(PREEMPTION)
1164 #if !defined(FULL_PREEMPTION)
1165         if (pri <= PRI_MAX_ITHD)
1166 #endif /* ! FULL_PREEMPTION */
1167         {
1168                 ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_PREEMPT);
1169                 return;
1170         }
1171 #endif /* defined(IPI_PREEMPTION) && defined(PREEMPTION) */
1172
1173         pcpu->pc_curthread->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
1174         ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_AST);
1175         return;
1176 }
1177 #endif /* SMP */
1178
1179 #ifdef SMP
1180 static int
1181 sched_pickcpu(struct thread *td)
1182 {
1183         int best, cpu;
1184
1185         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1186
1187         if (THREAD_CAN_SCHED(td, td->td_lastcpu))
1188                 best = td->td_lastcpu;
1189         else
1190                 best = NOCPU;
1191         for (cpu = 0; cpu <= mp_maxid; cpu++) {
1192                 if (CPU_ABSENT(cpu))
1193                         continue;
1194                 if (!THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1195                         continue;
1196         
1197                 if (best == NOCPU)
1198                         best = cpu;
1199                 else if (runq_length[cpu] < runq_length[best])
1200                         best = cpu;
1201         }
1202         KASSERT(best != NOCPU, ("no valid CPUs"));
1203
1204         return (best);
1205 }
1206 #endif
1207
1208 void
1209 sched_add(struct thread *td, int flags)
1210 #ifdef SMP
1211 {
1212         struct td_sched *ts;
1213         int forwarded = 0;
1214         int cpu;
1215         int single_cpu = 0;
1216
1217         ts = td->td_sched;
1218         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1219         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
1220             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
1221         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
1222             ("sched_add: bad thread state"));
1223         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1224             ("sched_add: thread swapped out"));
1225
1226         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
1227             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
1228             sched_tdname(curthread));
1229         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
1230             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1231
1232
1233         /*
1234          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
1235          * to the scheduler's lock.
1236          */
1237         if (td->td_lock != &sched_lock) {
1238                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1239                 thread_lock_set(td, &sched_lock);
1240         }
1241         TD_SET_RUNQ(td);
1242
1243         if (td->td_pinned != 0) {
1244                 cpu = td->td_lastcpu;
1245                 ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1246                 single_cpu = 1;
1247                 CTR3(KTR_RUNQ,
1248                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td,
1249                     cpu);
1250         } else if (td->td_flags & TDF_BOUND) {
1251                 /* Find CPU from bound runq. */
1252                 KASSERT(SKE_RUNQ_PCPU(ts),
1253                     ("sched_add: bound td_sched not on cpu runq"));
1254                 cpu = ts->ts_runq - &runq_pcpu[0];
1255                 single_cpu = 1;
1256                 CTR3(KTR_RUNQ,
1257                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td,
1258                     cpu);
1259         } else if (ts->ts_flags & TSF_AFFINITY) {
1260                 /* Find a valid CPU for our cpuset */
1261                 cpu = sched_pickcpu(td);
1262                 ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1263                 single_cpu = 1;
1264                 CTR3(KTR_RUNQ,
1265                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td,
1266                     cpu);
1267         } else {
1268                 CTR2(KTR_RUNQ,
1269                     "sched_add: adding td_sched:%p (td:%p) to gbl runq", ts,
1270                     td);
1271                 cpu = NOCPU;
1272                 ts->ts_runq = &runq;
1273         }
1274
1275         if (single_cpu && (cpu != PCPU_GET(cpuid))) {
1276                 kick_other_cpu(td->td_priority, cpu);
1277         } else {
1278                 if (!single_cpu) {
1279                         cpumask_t me = PCPU_GET(cpumask);
1280                         cpumask_t idle = idle_cpus_mask & me;
1281
1282                         if (!idle && ((flags & SRQ_INTR) == 0) &&
1283                             (idle_cpus_mask & ~(hlt_cpus_mask | me)))
1284                                 forwarded = forward_wakeup(cpu);
1285                 }
1286
1287                 if (!forwarded) {
1288                         if ((flags & SRQ_YIELDING) == 0 && maybe_preempt(td))
1289                                 return;
1290                         else
1291                                 maybe_resched(td);
1292                 }
1293         }
1294
1295         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
1296                 sched_load_add();
1297         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
1298         if (cpu != NOCPU)
1299                 runq_length[cpu]++;
1300 }
1301 #else /* SMP */
1302 {
1303         struct td_sched *ts;
1304
1305         ts = td->td_sched;
1306         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1307         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
1308             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
1309         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
1310             ("sched_add: bad thread state"));
1311         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1312             ("sched_add: thread swapped out"));
1313         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
1314             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
1315             sched_tdname(curthread));
1316         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
1317             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1318
1319         /*
1320          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
1321          * to the scheduler's lock.
1322          */
1323         if (td->td_lock != &sched_lock) {
1324                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1325                 thread_lock_set(td, &sched_lock);
1326         }
1327         TD_SET_RUNQ(td);
1328         CTR2(KTR_RUNQ, "sched_add: adding td_sched:%p (td:%p) to runq", ts, td);
1329         ts->ts_runq = &runq;
1330
1331         /*
1332          * If we are yielding (on the way out anyhow) or the thread
1333          * being saved is US, then don't try be smart about preemption
1334          * or kicking off another CPU as it won't help and may hinder.
1335          * In the YIEDLING case, we are about to run whoever is being
1336          * put in the queue anyhow, and in the OURSELF case, we are
1337          * puting ourself on the run queue which also only happens
1338          * when we are about to yield.
1339          */
1340         if ((flags & SRQ_YIELDING) == 0) {
1341                 if (maybe_preempt(td))
1342                         return;
1343         }
1344         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
1345                 sched_load_add();
1346         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
1347         maybe_resched(td);
1348 }
1349 #endif /* SMP */
1350
1351 void
1352 sched_rem(struct thread *td)
1353 {
1354         struct td_sched *ts;
1355
1356         ts = td->td_sched;
1357         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1358             ("sched_rem: thread swapped out"));
1359         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
1360             ("sched_rem: thread not on run queue"));
1361         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1362         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq rem",
1363             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
1364             sched_tdname(curthread));
1365
1366         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
1367                 sched_load_rem();
1368 #ifdef SMP
1369         if (ts->ts_runq != &runq)
1370                 runq_length[ts->ts_runq - runq_pcpu]--;
1371 #endif
1372         runq_remove(ts->ts_runq, td);
1373         TD_SET_CAN_RUN(td);
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Select threads to run.  Note that running threads still consume a
1378  * slot.
1379  */
1380 struct thread *
1381 sched_choose(void)
1382 {
1383         struct thread *td;
1384         struct runq *rq;
1385
1386         mtx_assert(&sched_lock,  MA_OWNED);
1387 #ifdef SMP
1388         struct thread *tdcpu;
1389
1390         rq = &runq;
1391         td = runq_choose_fuzz(&runq, runq_fuzz);
1392         tdcpu = runq_choose(&runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)]);
1393
1394         if (td == NULL ||
1395             (tdcpu != NULL &&
1396              tdcpu->td_priority < td->td_priority)) {
1397                 CTR2(KTR_RUNQ, "choosing td %p from pcpu runq %d", tdcpu,
1398                      PCPU_GET(cpuid));
1399                 td = tdcpu;
1400                 rq = &runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
1401         } else {
1402                 CTR1(KTR_RUNQ, "choosing td_sched %p from main runq", td);
1403         }
1404
1405 #else
1406         rq = &runq;
1407         td = runq_choose(&runq);
1408 #endif
1409
1410         if (td) {
1411 #ifdef SMP
1412                 if (td == tdcpu)
1413                         runq_length[PCPU_GET(cpuid)]--;
1414 #endif
1415                 runq_remove(rq, td);
1416                 td->td_flags |= TDF_DIDRUN;
1417
1418                 KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1419                     ("sched_choose: thread swapped out"));
1420                 return (td);
1421         }
1422         return (PCPU_GET(idlethread));
1423 }
1424
1425 void
1426 sched_preempt(struct thread *td)
1427 {
1428         thread_lock(td);
1429         if (td->td_critnest > 1)
1430                 td->td_owepreempt = 1;
1431         else
1432                 mi_switch(SW_INVOL | SW_PREEMPT | SWT_PREEMPT, NULL);
1433         thread_unlock(td);
1434 }
1435
1436 void
1437 sched_userret(struct thread *td)
1438 {
1439         /*
1440          * XXX we cheat slightly on the locking here to avoid locking in
1441          * the usual case.  Setting td_priority here is essentially an
1442          * incomplete workaround for not setting it properly elsewhere.
1443          * Now that some interrupt handlers are threads, not setting it
1444          * properly elsewhere can clobber it in the window between setting
1445          * it here and returning to user mode, so don't waste time setting
1446          * it perfectly here.
1447          */
1448         KASSERT((td->td_flags & TDF_BORROWING) == 0,
1449             ("thread with borrowed priority returning to userland"));
1450         if (td->td_priority != td->td_user_pri) {
1451                 thread_lock(td);
1452                 td->td_priority = td->td_user_pri;
1453                 td->td_base_pri = td->td_user_pri;
1454                 thread_unlock(td);
1455         }
1456 }
1457
1458 void
1459 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
1460 {
1461         struct td_sched *ts;
1462
1463         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1464         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td),
1465             ("sched_bind: cannot bind non-running thread"));
1466
1467         ts = td->td_sched;
1468
1469         td->td_flags |= TDF_BOUND;
1470 #ifdef SMP
1471         ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1472         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
1473                 return;
1474
1475         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1476 #endif
1477 }
1478
1479 void
1480 sched_unbind(struct thread* td)
1481 {
1482         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1483         td->td_flags &= ~TDF_BOUND;
1484 }
1485
1486 int
1487 sched_is_bound(struct thread *td)
1488 {
1489         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1490         return (td->td_flags & TDF_BOUND);
1491 }
1492
1493 void
1494 sched_relinquish(struct thread *td)
1495 {
1496         thread_lock(td);
1497         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH, NULL);
1498         thread_unlock(td);
1499 }
1500
1501 int
1502 sched_load(void)
1503 {
1504         return (sched_tdcnt);
1505 }
1506
1507 int
1508 sched_sizeof_proc(void)
1509 {
1510         return (sizeof(struct proc));
1511 }
1512
1513 int
1514 sched_sizeof_thread(void)
1515 {
1516         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
1517 }
1518
1519 fixpt_t
1520 sched_pctcpu(struct thread *td)
1521 {
1522         struct td_sched *ts;
1523
1524         ts = td->td_sched;
1525         return (ts->ts_pctcpu);
1526 }
1527
1528 void
1529 sched_tick(void)
1530 {
1531 }
1532
1533 /*
1534  * The actual idle process.
1535  */
1536 void
1537 sched_idletd(void *dummy)
1538 {
1539
1540         for (;;) {
1541                 mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1542
1543                 while (sched_runnable() == 0)
1544                         cpu_idle(0);
1545
1546                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1547                 mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
1548                 mtx_unlock_spin(&sched_lock);
1549         }
1550 }
1551
1552 /*
1553  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
1554  */
1555 void
1556 sched_throw(struct thread *td)
1557 {
1558         /*
1559          * Correct spinlock nesting.  The idle thread context that we are
1560          * borrowing was created so that it would start out with a single
1561          * spin lock (sched_lock) held in fork_trampoline().  Since we've
1562          * explicitly acquired locks in this function, the nesting count
1563          * is now 2 rather than 1.  Since we are nested, calling
1564          * spinlock_exit() will simply adjust the counts without allowing
1565          * spin lock using code to interrupt us.
1566          */
1567         if (td == NULL) {
1568                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1569                 spinlock_exit();
1570         } else {
1571                 lock_profile_release_lock(&sched_lock.lock_object);
1572                 MPASS(td->td_lock == &sched_lock);
1573         }
1574         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1575         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
1576         PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
1577         PCPU_SET(switchticks, ticks);
1578         cpu_throw(td, choosethread());  /* doesn't return */
1579 }
1580
1581 void
1582 sched_fork_exit(struct thread *td)
1583 {
1584
1585         /*
1586          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
1587          * non-nested critical section with sched_lock held but not recursed.
1588          */
1589         td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
1590         sched_lock.mtx_lock = (uintptr_t)td;
1591         lock_profile_obtain_lock_success(&sched_lock.lock_object,
1592             0, 0, __FILE__, __LINE__);
1593         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
1594 }
1595
1596 char *
1597 sched_tdname(struct thread *td)
1598 {
1599 #ifdef KTR
1600         struct td_sched *ts;
1601
1602         ts = td->td_sched;
1603         if (ts->ts_name[0] == '\0')
1604                 snprintf(ts->ts_name, sizeof(ts->ts_name),
1605                     "%s tid %d", td->td_name, td->td_tid);
1606         return (ts->ts_name);
1607 #else   
1608         return (td->td_name);
1609 #endif
1610 }
1611
1612 void
1613 sched_affinity(struct thread *td)
1614 {
1615 #ifdef SMP
1616         struct td_sched *ts;
1617         int cpu;
1618
1619         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);       
1620
1621         /*
1622          * Set the TSF_AFFINITY flag if there is at least one CPU this
1623          * thread can't run on.
1624          */
1625         ts = td->td_sched;
1626         ts->ts_flags &= ~TSF_AFFINITY;
1627         for (cpu = 0; cpu <= mp_maxid; cpu++) {
1628                 if (CPU_ABSENT(cpu))
1629                         continue;
1630                 if (!THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)) {
1631                         ts->ts_flags |= TSF_AFFINITY;
1632                         break;
1633                 }
1634         }
1635
1636         /*
1637          * If this thread can run on all CPUs, nothing else to do.
1638          */
1639         if (!(ts->ts_flags & TSF_AFFINITY))
1640                 return;
1641
1642         /* Pinned threads and bound threads should be left alone. */
1643         if (td->td_pinned != 0 || td->td_flags & TDF_BOUND)
1644                 return;
1645
1646         switch (td->td_state) {
1647         case TDS_RUNQ:
1648                 /*
1649                  * If we are on a per-CPU runqueue that is in the set,
1650                  * then nothing needs to be done.
1651                  */
1652                 if (ts->ts_runq != &runq &&
1653                     THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_runq - runq_pcpu))
1654                         return;
1655
1656                 /* Put this thread on a valid per-CPU runqueue. */
1657                 sched_rem(td);
1658                 sched_add(td, SRQ_BORING);
1659                 break;
1660         case TDS_RUNNING:
1661                 /*
1662                  * See if our current CPU is in the set.  If not, force a
1663                  * context switch.
1664                  */
1665                 if (THREAD_CAN_SCHED(td, td->td_oncpu))
1666                         return;
1667
1668                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
1669                 if (td != curthread)
1670                         ipi_selected(1 << cpu, IPI_AST);
1671                 break;
1672         default:
1673                 break;
1674         }
1675 #endif
1676 }