]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/sched_ule.c
rtld-elf: link udivmoddi4 from compiler_rt
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / sched_ule.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2002-2007, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
12  *    disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
27  */
28
29 /*
30  * This file implements the ULE scheduler.  ULE supports independent CPU
31  * run queues and fine grain locking.  It has superior interactive
32  * performance under load even on uni-processor systems.
33  *
34  * etymology:
35  *   ULE is the last three letters in schedule.  It owes its name to a
36  * generic user created for a scheduling system by Paul Mikesell at
37  * Isilon Systems and a general lack of creativity on the part of the author.
38  */
39
40 #include <sys/cdefs.h>
41 __FBSDID("$FreeBSD$");
42
43 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
44 #include "opt_sched.h"
45
46 #include <sys/param.h>
47 #include <sys/systm.h>
48 #include <sys/kdb.h>
49 #include <sys/kernel.h>
50 #include <sys/ktr.h>
51 #include <sys/limits.h>
52 #include <sys/lock.h>
53 #include <sys/mutex.h>
54 #include <sys/proc.h>
55 #include <sys/resource.h>
56 #include <sys/resourcevar.h>
57 #include <sys/sched.h>
58 #include <sys/sdt.h>
59 #include <sys/smp.h>
60 #include <sys/sx.h>
61 #include <sys/sysctl.h>
62 #include <sys/sysproto.h>
63 #include <sys/turnstile.h>
64 #include <sys/umtx.h>
65 #include <sys/vmmeter.h>
66 #include <sys/cpuset.h>
67 #include <sys/sbuf.h>
68
69 #ifdef HWPMC_HOOKS
70 #include <sys/pmckern.h>
71 #endif
72
73 #ifdef KDTRACE_HOOKS
74 #include <sys/dtrace_bsd.h>
75 int __read_mostly               dtrace_vtime_active;
76 dtrace_vtime_switch_func_t      dtrace_vtime_switch_func;
77 #endif
78
79 #include <machine/cpu.h>
80 #include <machine/smp.h>
81
82 #define KTR_ULE 0
83
84 #define TS_NAME_LEN (MAXCOMLEN + sizeof(" td ") + sizeof(__XSTRING(UINT_MAX)))
85 #define TDQ_NAME_LEN    (sizeof("sched lock ") + sizeof(__XSTRING(MAXCPU)))
86 #define TDQ_LOADNAME_LEN        (sizeof("CPU ") + sizeof(__XSTRING(MAXCPU)) - 1 + sizeof(" load"))
87
88 /*
89  * Thread scheduler specific section.  All fields are protected
90  * by the thread lock.
91  */
92 struct td_sched {       
93         struct runq     *ts_runq;       /* Run-queue we're queued on. */
94         short           ts_flags;       /* TSF_* flags. */
95         int             ts_cpu;         /* CPU that we have affinity for. */
96         int             ts_rltick;      /* Real last tick, for affinity. */
97         int             ts_slice;       /* Ticks of slice remaining. */
98         u_int           ts_slptime;     /* Number of ticks we vol. slept */
99         u_int           ts_runtime;     /* Number of ticks we were running */
100         int             ts_ltick;       /* Last tick that we were running on */
101         int             ts_ftick;       /* First tick that we were running on */
102         int             ts_ticks;       /* Tick count */
103 #ifdef KTR
104         char            ts_name[TS_NAME_LEN];
105 #endif
106 };
107 /* flags kept in ts_flags */
108 #define TSF_BOUND       0x0001          /* Thread can not migrate. */
109 #define TSF_XFERABLE    0x0002          /* Thread was added as transferable. */
110
111 #define THREAD_CAN_MIGRATE(td)  ((td)->td_pinned == 0)
112 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
113     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
114
115 _Static_assert(sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched) <=
116     sizeof(struct thread0_storage),
117     "increase struct thread0_storage.t0st_sched size");
118
119 /*
120  * Priority ranges used for interactive and non-interactive timeshare
121  * threads.  The timeshare priorities are split up into four ranges.
122  * The first range handles interactive threads.  The last three ranges
123  * (NHALF, x, and NHALF) handle non-interactive threads with the outer
124  * ranges supporting nice values.
125  */
126 #define PRI_TIMESHARE_RANGE     (PRI_MAX_TIMESHARE - PRI_MIN_TIMESHARE + 1)
127 #define PRI_INTERACT_RANGE      ((PRI_TIMESHARE_RANGE - SCHED_PRI_NRESV) / 2)
128 #define PRI_BATCH_RANGE         (PRI_TIMESHARE_RANGE - PRI_INTERACT_RANGE)
129
130 #define PRI_MIN_INTERACT        PRI_MIN_TIMESHARE
131 #define PRI_MAX_INTERACT        (PRI_MIN_TIMESHARE + PRI_INTERACT_RANGE - 1)
132 #define PRI_MIN_BATCH           (PRI_MIN_TIMESHARE + PRI_INTERACT_RANGE)
133 #define PRI_MAX_BATCH           PRI_MAX_TIMESHARE
134
135 /*
136  * Cpu percentage computation macros and defines.
137  *
138  * SCHED_TICK_SECS:     Number of seconds to average the cpu usage across.
139  * SCHED_TICK_TARG:     Number of hz ticks to average the cpu usage across.
140  * SCHED_TICK_MAX:      Maximum number of ticks before scaling back.
141  * SCHED_TICK_SHIFT:    Shift factor to avoid rounding away results.
142  * SCHED_TICK_HZ:       Compute the number of hz ticks for a given ticks count.
143  * SCHED_TICK_TOTAL:    Gives the amount of time we've been recording ticks.
144  */
145 #define SCHED_TICK_SECS         10
146 #define SCHED_TICK_TARG         (hz * SCHED_TICK_SECS)
147 #define SCHED_TICK_MAX          (SCHED_TICK_TARG + hz)
148 #define SCHED_TICK_SHIFT        10
149 #define SCHED_TICK_HZ(ts)       ((ts)->ts_ticks >> SCHED_TICK_SHIFT)
150 #define SCHED_TICK_TOTAL(ts)    (max((ts)->ts_ltick - (ts)->ts_ftick, hz))
151
152 /*
153  * These macros determine priorities for non-interactive threads.  They are
154  * assigned a priority based on their recent cpu utilization as expressed
155  * by the ratio of ticks to the tick total.  NHALF priorities at the start
156  * and end of the MIN to MAX timeshare range are only reachable with negative
157  * or positive nice respectively.
158  *
159  * PRI_RANGE:   Priority range for utilization dependent priorities.
160  * PRI_NRESV:   Number of nice values.
161  * PRI_TICKS:   Compute a priority in PRI_RANGE from the ticks count and total.
162  * PRI_NICE:    Determines the part of the priority inherited from nice.
163  */
164 #define SCHED_PRI_NRESV         (PRIO_MAX - PRIO_MIN)
165 #define SCHED_PRI_NHALF         (SCHED_PRI_NRESV / 2)
166 #define SCHED_PRI_MIN           (PRI_MIN_BATCH + SCHED_PRI_NHALF)
167 #define SCHED_PRI_MAX           (PRI_MAX_BATCH - SCHED_PRI_NHALF)
168 #define SCHED_PRI_RANGE         (SCHED_PRI_MAX - SCHED_PRI_MIN + 1)
169 #define SCHED_PRI_TICKS(ts)                                             \
170     (SCHED_TICK_HZ((ts)) /                                              \
171     (roundup(SCHED_TICK_TOTAL((ts)), SCHED_PRI_RANGE) / SCHED_PRI_RANGE))
172 #define SCHED_PRI_NICE(nice)    (nice)
173
174 /*
175  * These determine the interactivity of a process.  Interactivity differs from
176  * cpu utilization in that it expresses the voluntary time slept vs time ran
177  * while cpu utilization includes all time not running.  This more accurately
178  * models the intent of the thread.
179  *
180  * SLP_RUN_MAX: Maximum amount of sleep time + run time we'll accumulate
181  *              before throttling back.
182  * SLP_RUN_FORK:        Maximum slp+run time to inherit at fork time.
183  * INTERACT_MAX:        Maximum interactivity value.  Smaller is better.
184  * INTERACT_THRESH:     Threshold for placement on the current runq.
185  */
186 #define SCHED_SLP_RUN_MAX       ((hz * 5) << SCHED_TICK_SHIFT)
187 #define SCHED_SLP_RUN_FORK      ((hz / 2) << SCHED_TICK_SHIFT)
188 #define SCHED_INTERACT_MAX      (100)
189 #define SCHED_INTERACT_HALF     (SCHED_INTERACT_MAX / 2)
190 #define SCHED_INTERACT_THRESH   (30)
191
192 /*
193  * These parameters determine the slice behavior for batch work.
194  */
195 #define SCHED_SLICE_DEFAULT_DIVISOR     10      /* ~94 ms, 12 stathz ticks. */
196 #define SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR         6       /* DEFAULT/MIN = ~16 ms. */
197
198 /* Flags kept in td_flags. */
199 #define TDF_SLICEEND    TDF_SCHED2      /* Thread time slice is over. */
200
201 /*
202  * tickincr:            Converts a stathz tick into a hz domain scaled by
203  *                      the shift factor.  Without the shift the error rate
204  *                      due to rounding would be unacceptably high.
205  * realstathz:          stathz is sometimes 0 and run off of hz.
206  * sched_slice:         Runtime of each thread before rescheduling.
207  * preempt_thresh:      Priority threshold for preemption and remote IPIs.
208  */
209 static int __read_mostly sched_interact = SCHED_INTERACT_THRESH;
210 static int __read_mostly tickincr = 8 << SCHED_TICK_SHIFT;
211 static int __read_mostly realstathz = 127;      /* reset during boot. */
212 static int __read_mostly sched_slice = 10;      /* reset during boot. */
213 static int __read_mostly sched_slice_min = 1;   /* reset during boot. */
214 #ifdef PREEMPTION
215 #ifdef FULL_PREEMPTION
216 static int __read_mostly preempt_thresh = PRI_MAX_IDLE;
217 #else
218 static int __read_mostly preempt_thresh = PRI_MIN_KERN;
219 #endif
220 #else 
221 static int __read_mostly preempt_thresh = 0;
222 #endif
223 static int __read_mostly static_boost = PRI_MIN_BATCH;
224 static int __read_mostly sched_idlespins = 10000;
225 static int __read_mostly sched_idlespinthresh = -1;
226
227 /*
228  * tdq - per processor runqs and statistics.  All fields are protected by the
229  * tdq_lock.  The load and lowpri may be accessed without to avoid excess
230  * locking in sched_pickcpu();
231  */
232 struct tdq {
233         /* 
234          * Ordered to improve efficiency of cpu_search() and switch().
235          * tdq_lock is padded to avoid false sharing with tdq_load and
236          * tdq_cpu_idle.
237          */
238         struct mtx_padalign tdq_lock;           /* run queue lock. */
239         struct cpu_group *tdq_cg;               /* Pointer to cpu topology. */
240         volatile int    tdq_load;               /* Aggregate load. */
241         volatile int    tdq_cpu_idle;           /* cpu_idle() is active. */
242         int             tdq_sysload;            /* For loadavg, !ITHD load. */
243         volatile int    tdq_transferable;       /* Transferable thread count. */
244         volatile short  tdq_switchcnt;          /* Switches this tick. */
245         volatile short  tdq_oldswitchcnt;       /* Switches last tick. */
246         u_char          tdq_lowpri;             /* Lowest priority thread. */
247         u_char          tdq_owepreempt;         /* Remote preemption pending. */
248         u_char          tdq_idx;                /* Current insert index. */
249         u_char          tdq_ridx;               /* Current removal index. */
250         int             tdq_id;                 /* cpuid. */
251         struct runq     tdq_realtime;           /* real-time run queue. */
252         struct runq     tdq_timeshare;          /* timeshare run queue. */
253         struct runq     tdq_idle;               /* Queue of IDLE threads. */
254         char            tdq_name[TDQ_NAME_LEN];
255 #ifdef KTR
256         char            tdq_loadname[TDQ_LOADNAME_LEN];
257 #endif
258 } __aligned(64);
259
260 /* Idle thread states and config. */
261 #define TDQ_RUNNING     1
262 #define TDQ_IDLE        2
263
264 #ifdef SMP
265 struct cpu_group __read_mostly *cpu_top;                /* CPU topology */
266
267 #define SCHED_AFFINITY_DEFAULT  (max(1, hz / 1000))
268 #define SCHED_AFFINITY(ts, t)   ((ts)->ts_rltick > ticks - ((t) * affinity))
269
270 /*
271  * Run-time tunables.
272  */
273 static int rebalance = 1;
274 static int balance_interval = 128;      /* Default set in sched_initticks(). */
275 static int __read_mostly affinity;
276 static int __read_mostly steal_idle = 1;
277 static int __read_mostly steal_thresh = 2;
278 static int __read_mostly always_steal = 0;
279 static int __read_mostly trysteal_limit = 2;
280
281 /*
282  * One thread queue per processor.
283  */
284 static struct tdq __read_mostly *balance_tdq;
285 static int balance_ticks;
286 DPCPU_DEFINE_STATIC(struct tdq, tdq);
287 DPCPU_DEFINE_STATIC(uint32_t, randomval);
288
289 #define TDQ_SELF()      ((struct tdq *)PCPU_GET(sched))
290 #define TDQ_CPU(x)      (DPCPU_ID_PTR((x), tdq))
291 #define TDQ_ID(x)       ((x)->tdq_id)
292 #else   /* !SMP */
293 static struct tdq       tdq_cpu;
294
295 #define TDQ_ID(x)       (0)
296 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu)
297 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu)
298 #endif
299
300 #define TDQ_LOCK_ASSERT(t, type)        mtx_assert(TDQ_LOCKPTR((t)), (type))
301 #define TDQ_LOCK(t)             mtx_lock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
302 #define TDQ_LOCK_FLAGS(t, f)    mtx_lock_spin_flags(TDQ_LOCKPTR((t)), (f))
303 #define TDQ_UNLOCK(t)           mtx_unlock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
304 #define TDQ_LOCKPTR(t)          ((struct mtx *)(&(t)->tdq_lock))
305
306 static void sched_priority(struct thread *);
307 static void sched_thread_priority(struct thread *, u_char);
308 static int sched_interact_score(struct thread *);
309 static void sched_interact_update(struct thread *);
310 static void sched_interact_fork(struct thread *);
311 static void sched_pctcpu_update(struct td_sched *, int);
312
313 /* Operations on per processor queues */
314 static struct thread *tdq_choose(struct tdq *);
315 static void tdq_setup(struct tdq *, int i);
316 static void tdq_load_add(struct tdq *, struct thread *);
317 static void tdq_load_rem(struct tdq *, struct thread *);
318 static __inline void tdq_runq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
319 static __inline void tdq_runq_rem(struct tdq *, struct thread *);
320 static inline int sched_shouldpreempt(int, int, int);
321 void tdq_print(int cpu);
322 static void runq_print(struct runq *rq);
323 static void tdq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
324 #ifdef SMP
325 static struct thread *tdq_move(struct tdq *, struct tdq *);
326 static int tdq_idled(struct tdq *);
327 static void tdq_notify(struct tdq *, struct thread *);
328 static struct thread *tdq_steal(struct tdq *, int);
329 static struct thread *runq_steal(struct runq *, int);
330 static int sched_pickcpu(struct thread *, int);
331 static void sched_balance(void);
332 static int sched_balance_pair(struct tdq *, struct tdq *);
333 static inline struct tdq *sched_setcpu(struct thread *, int, int);
334 static inline void thread_unblock_switch(struct thread *, struct mtx *);
335 static int sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
336 static int sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, 
337     struct cpu_group *cg, int indent);
338 #endif
339
340 static void sched_setup(void *dummy);
341 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
342
343 static void sched_initticks(void *dummy);
344 SYSINIT(sched_initticks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_THIRD, sched_initticks,
345     NULL);
346
347 SDT_PROVIDER_DEFINE(sched);
348
349 SDT_PROBE_DEFINE3(sched, , , change__pri, "struct thread *", 
350     "struct proc *", "uint8_t");
351 SDT_PROBE_DEFINE3(sched, , , dequeue, "struct thread *", 
352     "struct proc *", "void *");
353 SDT_PROBE_DEFINE4(sched, , , enqueue, "struct thread *", 
354     "struct proc *", "void *", "int");
355 SDT_PROBE_DEFINE4(sched, , , lend__pri, "struct thread *", 
356     "struct proc *", "uint8_t", "struct thread *");
357 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , load__change, "int", "int");
358 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , off__cpu, "struct thread *", 
359     "struct proc *");
360 SDT_PROBE_DEFINE(sched, , , on__cpu);
361 SDT_PROBE_DEFINE(sched, , , remain__cpu);
362 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , surrender, "struct thread *", 
363     "struct proc *");
364
365 /*
366  * Print the threads waiting on a run-queue.
367  */
368 static void
369 runq_print(struct runq *rq)
370 {
371         struct rqhead *rqh;
372         struct thread *td;
373         int pri;
374         int j;
375         int i;
376
377         for (i = 0; i < RQB_LEN; i++) {
378                 printf("\t\trunq bits %d 0x%zx\n",
379                     i, rq->rq_status.rqb_bits[i]);
380                 for (j = 0; j < RQB_BPW; j++)
381                         if (rq->rq_status.rqb_bits[i] & (1ul << j)) {
382                                 pri = j + (i << RQB_L2BPW);
383                                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
384                                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
385                                         printf("\t\t\ttd %p(%s) priority %d rqindex %d pri %d\n",
386                                             td, td->td_name, td->td_priority,
387                                             td->td_rqindex, pri);
388                                 }
389                         }
390         }
391 }
392
393 /*
394  * Print the status of a per-cpu thread queue.  Should be a ddb show cmd.
395  */
396 void
397 tdq_print(int cpu)
398 {
399         struct tdq *tdq;
400
401         tdq = TDQ_CPU(cpu);
402
403         printf("tdq %d:\n", TDQ_ID(tdq));
404         printf("\tlock            %p\n", TDQ_LOCKPTR(tdq));
405         printf("\tLock name:      %s\n", tdq->tdq_name);
406         printf("\tload:           %d\n", tdq->tdq_load);
407         printf("\tswitch cnt:     %d\n", tdq->tdq_switchcnt);
408         printf("\told switch cnt: %d\n", tdq->tdq_oldswitchcnt);
409         printf("\ttimeshare idx:  %d\n", tdq->tdq_idx);
410         printf("\ttimeshare ridx: %d\n", tdq->tdq_ridx);
411         printf("\tload transferable: %d\n", tdq->tdq_transferable);
412         printf("\tlowest priority:   %d\n", tdq->tdq_lowpri);
413         printf("\trealtime runq:\n");
414         runq_print(&tdq->tdq_realtime);
415         printf("\ttimeshare runq:\n");
416         runq_print(&tdq->tdq_timeshare);
417         printf("\tidle runq:\n");
418         runq_print(&tdq->tdq_idle);
419 }
420
421 static inline int
422 sched_shouldpreempt(int pri, int cpri, int remote)
423 {
424         /*
425          * If the new priority is not better than the current priority there is
426          * nothing to do.
427          */
428         if (pri >= cpri)
429                 return (0);
430         /*
431          * Always preempt idle.
432          */
433         if (cpri >= PRI_MIN_IDLE)
434                 return (1);
435         /*
436          * If preemption is disabled don't preempt others.
437          */
438         if (preempt_thresh == 0)
439                 return (0);
440         /*
441          * Preempt if we exceed the threshold.
442          */
443         if (pri <= preempt_thresh)
444                 return (1);
445         /*
446          * If we're interactive or better and there is non-interactive
447          * or worse running preempt only remote processors.
448          */
449         if (remote && pri <= PRI_MAX_INTERACT && cpri > PRI_MAX_INTERACT)
450                 return (1);
451         return (0);
452 }
453
454 /*
455  * Add a thread to the actual run-queue.  Keeps transferable counts up to
456  * date with what is actually on the run-queue.  Selects the correct
457  * queue position for timeshare threads.
458  */
459 static __inline void
460 tdq_runq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
461 {
462         struct td_sched *ts;
463         u_char pri;
464
465         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
466         THREAD_LOCK_BLOCKED_ASSERT(td, MA_OWNED);
467
468         pri = td->td_priority;
469         ts = td_get_sched(td);
470         TD_SET_RUNQ(td);
471         if (THREAD_CAN_MIGRATE(td)) {
472                 tdq->tdq_transferable++;
473                 ts->ts_flags |= TSF_XFERABLE;
474         }
475         if (pri < PRI_MIN_BATCH) {
476                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_realtime;
477         } else if (pri <= PRI_MAX_BATCH) {
478                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_timeshare;
479                 KASSERT(pri <= PRI_MAX_BATCH && pri >= PRI_MIN_BATCH,
480                         ("Invalid priority %d on timeshare runq", pri));
481                 /*
482                  * This queue contains only priorities between MIN and MAX
483                  * realtime.  Use the whole queue to represent these values.
484                  */
485                 if ((flags & (SRQ_BORROWING|SRQ_PREEMPTED)) == 0) {
486                         pri = RQ_NQS * (pri - PRI_MIN_BATCH) / PRI_BATCH_RANGE;
487                         pri = (pri + tdq->tdq_idx) % RQ_NQS;
488                         /*
489                          * This effectively shortens the queue by one so we
490                          * can have a one slot difference between idx and
491                          * ridx while we wait for threads to drain.
492                          */
493                         if (tdq->tdq_ridx != tdq->tdq_idx &&
494                             pri == tdq->tdq_ridx)
495                                 pri = (unsigned char)(pri - 1) % RQ_NQS;
496                 } else
497                         pri = tdq->tdq_ridx;
498                 runq_add_pri(ts->ts_runq, td, pri, flags);
499                 return;
500         } else
501                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_idle;
502         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
503 }
504
505 /* 
506  * Remove a thread from a run-queue.  This typically happens when a thread
507  * is selected to run.  Running threads are not on the queue and the
508  * transferable count does not reflect them.
509  */
510 static __inline void
511 tdq_runq_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
512 {
513         struct td_sched *ts;
514
515         ts = td_get_sched(td);
516         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
517         THREAD_LOCK_BLOCKED_ASSERT(td, MA_OWNED);
518         KASSERT(ts->ts_runq != NULL,
519             ("tdq_runq_remove: thread %p null ts_runq", td));
520         if (ts->ts_flags & TSF_XFERABLE) {
521                 tdq->tdq_transferable--;
522                 ts->ts_flags &= ~TSF_XFERABLE;
523         }
524         if (ts->ts_runq == &tdq->tdq_timeshare) {
525                 if (tdq->tdq_idx != tdq->tdq_ridx)
526                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, &tdq->tdq_ridx);
527                 else
528                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, NULL);
529         } else
530                 runq_remove(ts->ts_runq, td);
531 }
532
533 /*
534  * Load is maintained for all threads RUNNING and ON_RUNQ.  Add the load
535  * for this thread to the referenced thread queue.
536  */
537 static void
538 tdq_load_add(struct tdq *tdq, struct thread *td)
539 {
540
541         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
542         THREAD_LOCK_BLOCKED_ASSERT(td, MA_OWNED);
543
544         tdq->tdq_load++;
545         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
546                 tdq->tdq_sysload++;
547         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
548         SDT_PROBE2(sched, , , load__change, (int)TDQ_ID(tdq), tdq->tdq_load);
549 }
550
551 /*
552  * Remove the load from a thread that is transitioning to a sleep state or
553  * exiting.
554  */
555 static void
556 tdq_load_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
557 {
558
559         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
560         THREAD_LOCK_BLOCKED_ASSERT(td, MA_OWNED);
561         KASSERT(tdq->tdq_load != 0,
562             ("tdq_load_rem: Removing with 0 load on queue %d", TDQ_ID(tdq)));
563
564         tdq->tdq_load--;
565         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
566                 tdq->tdq_sysload--;
567         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
568         SDT_PROBE2(sched, , , load__change, (int)TDQ_ID(tdq), tdq->tdq_load);
569 }
570
571 /*
572  * Bound timeshare latency by decreasing slice size as load increases.  We
573  * consider the maximum latency as the sum of the threads waiting to run
574  * aside from curthread and target no more than sched_slice latency but
575  * no less than sched_slice_min runtime.
576  */
577 static inline int
578 tdq_slice(struct tdq *tdq)
579 {
580         int load;
581
582         /*
583          * It is safe to use sys_load here because this is called from
584          * contexts where timeshare threads are running and so there
585          * cannot be higher priority load in the system.
586          */
587         load = tdq->tdq_sysload - 1;
588         if (load >= SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR)
589                 return (sched_slice_min);
590         if (load <= 1)
591                 return (sched_slice);
592         return (sched_slice / load);
593 }
594
595 /*
596  * Set lowpri to its exact value by searching the run-queue and
597  * evaluating curthread.  curthread may be passed as an optimization.
598  */
599 static void
600 tdq_setlowpri(struct tdq *tdq, struct thread *ctd)
601 {
602         struct thread *td;
603
604         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
605         if (ctd == NULL)
606                 ctd = pcpu_find(TDQ_ID(tdq))->pc_curthread;
607         td = tdq_choose(tdq);
608         if (td == NULL || td->td_priority > ctd->td_priority)
609                 tdq->tdq_lowpri = ctd->td_priority;
610         else
611                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
612 }
613
614 #ifdef SMP
615 /*
616  * We need some randomness. Implement a classic Linear Congruential
617  * Generator X_{n+1}=(aX_n+c) mod m. These values are optimized for
618  * m = 2^32, a = 69069 and c = 5. We only return the upper 16 bits
619  * of the random state (in the low bits of our answer) to keep
620  * the maximum randomness.
621  */
622 static uint32_t
623 sched_random(void)
624 {
625         uint32_t *rndptr;
626
627         rndptr = DPCPU_PTR(randomval);
628         *rndptr = *rndptr * 69069 + 5;
629
630         return (*rndptr >> 16);
631 }
632
633 struct cpu_search {
634         cpuset_t cs_mask;
635         u_int   cs_prefer;
636         int     cs_pri;         /* Min priority for low. */
637         int     cs_limit;       /* Max load for low, min load for high. */
638         int     cs_cpu;
639         int     cs_load;
640 };
641
642 #define CPU_SEARCH_LOWEST       0x1
643 #define CPU_SEARCH_HIGHEST      0x2
644 #define CPU_SEARCH_BOTH         (CPU_SEARCH_LOWEST|CPU_SEARCH_HIGHEST)
645
646 static __always_inline int cpu_search(const struct cpu_group *cg,
647     struct cpu_search *low, struct cpu_search *high, const int match);
648 int __noinline cpu_search_lowest(const struct cpu_group *cg,
649     struct cpu_search *low);
650 int __noinline cpu_search_highest(const struct cpu_group *cg,
651     struct cpu_search *high);
652 int __noinline cpu_search_both(const struct cpu_group *cg,
653     struct cpu_search *low, struct cpu_search *high);
654
655 /*
656  * Search the tree of cpu_groups for the lowest or highest loaded cpu
657  * according to the match argument.  This routine actually compares the
658  * load on all paths through the tree and finds the least loaded cpu on
659  * the least loaded path, which may differ from the least loaded cpu in
660  * the system.  This balances work among caches and buses.
661  *
662  * This inline is instantiated in three forms below using constants for the
663  * match argument.  It is reduced to the minimum set for each case.  It is
664  * also recursive to the depth of the tree.
665  */
666 static __always_inline int
667 cpu_search(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
668     struct cpu_search *high, const int match)
669 {
670         struct cpu_search lgroup;
671         struct cpu_search hgroup;
672         cpuset_t cpumask;
673         struct cpu_group *child;
674         struct tdq *tdq;
675         int cpu, i, hload, lload, load, total, rnd;
676
677         total = 0;
678         cpumask = cg->cg_mask;
679         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
680                 lload = INT_MAX;
681                 lgroup = *low;
682         }
683         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) {
684                 hload = INT_MIN;
685                 hgroup = *high;
686         }
687
688         /* Iterate through the child CPU groups and then remaining CPUs. */
689         for (i = cg->cg_children, cpu = mp_maxid; ; ) {
690                 if (i == 0) {
691 #ifdef HAVE_INLINE_FFSL
692                         cpu = CPU_FFS(&cpumask) - 1;
693 #else
694                         while (cpu >= 0 && !CPU_ISSET(cpu, &cpumask))
695                                 cpu--;
696 #endif
697                         if (cpu < 0)
698                                 break;
699                         child = NULL;
700                 } else
701                         child = &cg->cg_child[i - 1];
702
703                 if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
704                         lgroup.cs_cpu = -1;
705                 if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
706                         hgroup.cs_cpu = -1;
707                 if (child) {                    /* Handle child CPU group. */
708                         CPU_ANDNOT(&cpumask, &child->cg_mask);
709                         switch (match) {
710                         case CPU_SEARCH_LOWEST:
711                                 load = cpu_search_lowest(child, &lgroup);
712                                 break;
713                         case CPU_SEARCH_HIGHEST:
714                                 load = cpu_search_highest(child, &hgroup);
715                                 break;
716                         case CPU_SEARCH_BOTH:
717                                 load = cpu_search_both(child, &lgroup, &hgroup);
718                                 break;
719                         }
720                 } else {                        /* Handle child CPU. */
721                         CPU_CLR(cpu, &cpumask);
722                         tdq = TDQ_CPU(cpu);
723                         load = tdq->tdq_load * 256;
724                         rnd = sched_random() % 32;
725                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
726                                 if (cpu == low->cs_prefer)
727                                         load -= 64;
728                                 /* If that CPU is allowed and get data. */
729                                 if (tdq->tdq_lowpri > lgroup.cs_pri &&
730                                     tdq->tdq_load <= lgroup.cs_limit &&
731                                     CPU_ISSET(cpu, &lgroup.cs_mask)) {
732                                         lgroup.cs_cpu = cpu;
733                                         lgroup.cs_load = load - rnd;
734                                 }
735                         }
736                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
737                                 if (tdq->tdq_load >= hgroup.cs_limit &&
738                                     tdq->tdq_transferable &&
739                                     CPU_ISSET(cpu, &hgroup.cs_mask)) {
740                                         hgroup.cs_cpu = cpu;
741                                         hgroup.cs_load = load - rnd;
742                                 }
743                 }
744                 total += load;
745
746                 /* We have info about child item. Compare it. */
747                 if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
748                         if (lgroup.cs_cpu >= 0 &&
749                             (load < lload ||
750                              (load == lload && lgroup.cs_load < low->cs_load))) {
751                                 lload = load;
752                                 low->cs_cpu = lgroup.cs_cpu;
753                                 low->cs_load = lgroup.cs_load;
754                         }
755                 }
756                 if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
757                         if (hgroup.cs_cpu >= 0 &&
758                             (load > hload ||
759                              (load == hload && hgroup.cs_load > high->cs_load))) {
760                                 hload = load;
761                                 high->cs_cpu = hgroup.cs_cpu;
762                                 high->cs_load = hgroup.cs_load;
763                         }
764                 if (child) {
765                         i--;
766                         if (i == 0 && CPU_EMPTY(&cpumask))
767                                 break;
768                 }
769 #ifndef HAVE_INLINE_FFSL
770                 else
771                         cpu--;
772 #endif
773         }
774         return (total);
775 }
776
777 /*
778  * cpu_search instantiations must pass constants to maintain the inline
779  * optimization.
780  */
781 int
782 cpu_search_lowest(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low)
783 {
784         return cpu_search(cg, low, NULL, CPU_SEARCH_LOWEST);
785 }
786
787 int
788 cpu_search_highest(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high)
789 {
790         return cpu_search(cg, NULL, high, CPU_SEARCH_HIGHEST);
791 }
792
793 int
794 cpu_search_both(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
795     struct cpu_search *high)
796 {
797         return cpu_search(cg, low, high, CPU_SEARCH_BOTH);
798 }
799
800 /*
801  * Find the cpu with the least load via the least loaded path that has a
802  * lowpri greater than pri  pri.  A pri of -1 indicates any priority is
803  * acceptable.
804  */
805 static inline int
806 sched_lowest(const struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int pri, int maxload,
807     int prefer)
808 {
809         struct cpu_search low;
810
811         low.cs_cpu = -1;
812         low.cs_prefer = prefer;
813         low.cs_mask = mask;
814         low.cs_pri = pri;
815         low.cs_limit = maxload;
816         cpu_search_lowest(cg, &low);
817         return low.cs_cpu;
818 }
819
820 /*
821  * Find the cpu with the highest load via the highest loaded path.
822  */
823 static inline int
824 sched_highest(const struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int minload)
825 {
826         struct cpu_search high;
827
828         high.cs_cpu = -1;
829         high.cs_mask = mask;
830         high.cs_limit = minload;
831         cpu_search_highest(cg, &high);
832         return high.cs_cpu;
833 }
834
835 static void
836 sched_balance_group(struct cpu_group *cg)
837 {
838         struct tdq *tdq;
839         cpuset_t hmask, lmask;
840         int high, low, anylow;
841
842         CPU_FILL(&hmask);
843         for (;;) {
844                 high = sched_highest(cg, hmask, 2);
845                 /* Stop if there is no more CPU with transferrable threads. */
846                 if (high == -1)
847                         break;
848                 CPU_CLR(high, &hmask);
849                 CPU_COPY(&hmask, &lmask);
850                 /* Stop if there is no more CPU left for low. */
851                 if (CPU_EMPTY(&lmask))
852                         break;
853                 anylow = 1;
854                 tdq = TDQ_CPU(high);
855 nextlow:
856                 low = sched_lowest(cg, lmask, -1, tdq->tdq_load - 1, high);
857                 /* Stop if we looked well and found no less loaded CPU. */
858                 if (anylow && low == -1)
859                         break;
860                 /* Go to next high if we found no less loaded CPU. */
861                 if (low == -1)
862                         continue;
863                 /* Transfer thread from high to low. */
864                 if (sched_balance_pair(tdq, TDQ_CPU(low))) {
865                         /* CPU that got thread can no longer be a donor. */
866                         CPU_CLR(low, &hmask);
867                 } else {
868                         /*
869                          * If failed, then there is no threads on high
870                          * that can run on this low. Drop low from low
871                          * mask and look for different one.
872                          */
873                         CPU_CLR(low, &lmask);
874                         anylow = 0;
875                         goto nextlow;
876                 }
877         }
878 }
879
880 static void
881 sched_balance(void)
882 {
883         struct tdq *tdq;
884
885         balance_ticks = max(balance_interval / 2, 1) +
886             (sched_random() % balance_interval);
887         tdq = TDQ_SELF();
888         TDQ_UNLOCK(tdq);
889         sched_balance_group(cpu_top);
890         TDQ_LOCK(tdq);
891 }
892
893 /*
894  * Lock two thread queues using their address to maintain lock order.
895  */
896 static void
897 tdq_lock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
898 {
899         if (one < two) {
900                 TDQ_LOCK(one);
901                 TDQ_LOCK_FLAGS(two, MTX_DUPOK);
902         } else {
903                 TDQ_LOCK(two);
904                 TDQ_LOCK_FLAGS(one, MTX_DUPOK);
905         }
906 }
907
908 /*
909  * Unlock two thread queues.  Order is not important here.
910  */
911 static void
912 tdq_unlock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
913 {
914         TDQ_UNLOCK(one);
915         TDQ_UNLOCK(two);
916 }
917
918 /*
919  * Transfer load between two imbalanced thread queues.
920  */
921 static int
922 sched_balance_pair(struct tdq *high, struct tdq *low)
923 {
924         struct thread *td;
925         int cpu;
926
927         tdq_lock_pair(high, low);
928         td = NULL;
929         /*
930          * Transfer a thread from high to low.
931          */
932         if (high->tdq_transferable != 0 && high->tdq_load > low->tdq_load &&
933             (td = tdq_move(high, low)) != NULL) {
934                 /*
935                  * In case the target isn't the current cpu notify it of the
936                  * new load, possibly sending an IPI to force it to reschedule.
937                  */
938                 cpu = TDQ_ID(low);
939                 if (cpu != PCPU_GET(cpuid))
940                         tdq_notify(low, td);
941         }
942         tdq_unlock_pair(high, low);
943         return (td != NULL);
944 }
945
946 /*
947  * Move a thread from one thread queue to another.
948  */
949 static struct thread *
950 tdq_move(struct tdq *from, struct tdq *to)
951 {
952         struct thread *td;
953         struct tdq *tdq;
954         int cpu;
955
956         TDQ_LOCK_ASSERT(from, MA_OWNED);
957         TDQ_LOCK_ASSERT(to, MA_OWNED);
958
959         tdq = from;
960         cpu = TDQ_ID(to);
961         td = tdq_steal(tdq, cpu);
962         if (td == NULL)
963                 return (NULL);
964
965         /*
966          * Although the run queue is locked the thread may be
967          * blocked.  We can not set the lock until it is unblocked.
968          */
969         thread_lock_block_wait(td);
970         sched_rem(td);
971         THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, TDQ_LOCKPTR(from));
972         td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(to);
973         td_get_sched(td)->ts_cpu = cpu;
974         tdq_add(to, td, SRQ_YIELDING);
975
976         return (td);
977 }
978
979 /*
980  * This tdq has idled.  Try to steal a thread from another cpu and switch
981  * to it.
982  */
983 static int
984 tdq_idled(struct tdq *tdq)
985 {
986         struct cpu_group *cg;
987         struct tdq *steal;
988         cpuset_t mask;
989         int cpu, switchcnt;
990
991         if (smp_started == 0 || steal_idle == 0 || tdq->tdq_cg == NULL)
992                 return (1);
993         CPU_FILL(&mask);
994         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
995     restart:
996         switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
997         for (cg = tdq->tdq_cg; ; ) {
998                 cpu = sched_highest(cg, mask, steal_thresh);
999                 /*
1000                  * We were assigned a thread but not preempted.  Returning
1001                  * 0 here will cause our caller to switch to it.
1002                  */
1003                 if (tdq->tdq_load)
1004                         return (0);
1005                 if (cpu == -1) {
1006                         cg = cg->cg_parent;
1007                         if (cg == NULL)
1008                                 return (1);
1009                         continue;
1010                 }
1011                 steal = TDQ_CPU(cpu);
1012                 /*
1013                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1014                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread.
1015                  *
1016                  * Testing this ahead of tdq_lock_pair() only catches
1017                  * this situation about 20% of the time on an 8 core
1018                  * 16 thread Ryzen 7, but it still helps performance.
1019                  */
1020                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1021                     steal->tdq_transferable == 0)
1022                         goto restart;
1023                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
1024                 /*
1025                  * We were assigned a thread while waiting for the locks.
1026                  * Switch to it now instead of stealing a thread.
1027                  */
1028                 if (tdq->tdq_load)
1029                         break;
1030                 /*
1031                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1032                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread, or
1033                  * we were preempted and the CPU loading info may be out
1034                  * of date.  The latter is rare.  In either case restart
1035                  * the search.
1036                  */
1037                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1038                     steal->tdq_transferable == 0 ||
1039                     switchcnt != tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt) {
1040                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
1041                         goto restart;
1042                 }
1043                 /*
1044                  * Steal the thread and switch to it.
1045                  */
1046                 if (tdq_move(steal, tdq) != NULL)
1047                         break;
1048                 /*
1049                  * We failed to acquire a thread even though it looked
1050                  * like one was available.  This could be due to affinity
1051                  * restrictions or for other reasons.  Loop again after
1052                  * removing this CPU from the set.  The restart logic
1053                  * above does not restore this CPU to the set due to the
1054                  * likelyhood of failing here again.
1055                  */
1056                 CPU_CLR(cpu, &mask);
1057                 tdq_unlock_pair(tdq, steal);
1058         }
1059         TDQ_UNLOCK(steal);
1060         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE);
1061         return (0);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Notify a remote cpu of new work.  Sends an IPI if criteria are met.
1066  */
1067 static void
1068 tdq_notify(struct tdq *tdq, struct thread *td)
1069 {
1070         struct thread *ctd;
1071         int pri;
1072         int cpu;
1073
1074         if (tdq->tdq_owepreempt)
1075                 return;
1076         cpu = td_get_sched(td)->ts_cpu;
1077         pri = td->td_priority;
1078         ctd = pcpu_find(cpu)->pc_curthread;
1079         if (!sched_shouldpreempt(pri, ctd->td_priority, 1))
1080                 return;
1081
1082         /*
1083          * Make sure that our caller's earlier update to tdq_load is
1084          * globally visible before we read tdq_cpu_idle.  Idle thread
1085          * accesses both of them without locks, and the order is important.
1086          */
1087         atomic_thread_fence_seq_cst();
1088
1089         if (TD_IS_IDLETHREAD(ctd)) {
1090                 /*
1091                  * If the MD code has an idle wakeup routine try that before
1092                  * falling back to IPI.
1093                  */
1094                 if (!tdq->tdq_cpu_idle || cpu_idle_wakeup(cpu))
1095                         return;
1096         }
1097
1098         /*
1099          * The run queues have been updated, so any switch on the remote CPU
1100          * will satisfy the preemption request.
1101          */
1102         tdq->tdq_owepreempt = 1;
1103         ipi_cpu(cpu, IPI_PREEMPT);
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Steals load from a timeshare queue.  Honors the rotating queue head
1108  * index.
1109  */
1110 static struct thread *
1111 runq_steal_from(struct runq *rq, int cpu, u_char start)
1112 {
1113         struct rqbits *rqb;
1114         struct rqhead *rqh;
1115         struct thread *td, *first;
1116         int bit;
1117         int i;
1118
1119         rqb = &rq->rq_status;
1120         bit = start & (RQB_BPW -1);
1121         first = NULL;
1122 again:
1123         for (i = RQB_WORD(start); i < RQB_LEN; bit = 0, i++) {
1124                 if (rqb->rqb_bits[i] == 0)
1125                         continue;
1126                 if (bit == 0)
1127                         bit = RQB_FFS(rqb->rqb_bits[i]);
1128                 for (; bit < RQB_BPW; bit++) {
1129                         if ((rqb->rqb_bits[i] & (1ul << bit)) == 0)
1130                                 continue;
1131                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (i << RQB_L2BPW)];
1132                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
1133                                 if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1134                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1135                                         return (td);
1136                                 first = td;
1137                         }
1138                 }
1139         }
1140         if (start != 0) {
1141                 start = 0;
1142                 goto again;
1143         }
1144
1145         if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(first) &&
1146             THREAD_CAN_SCHED(first, cpu))
1147                 return (first);
1148         return (NULL);
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Steals load from a standard linear queue.
1153  */
1154 static struct thread *
1155 runq_steal(struct runq *rq, int cpu)
1156 {
1157         struct rqhead *rqh;
1158         struct rqbits *rqb;
1159         struct thread *td;
1160         int word;
1161         int bit;
1162
1163         rqb = &rq->rq_status;
1164         for (word = 0; word < RQB_LEN; word++) {
1165                 if (rqb->rqb_bits[word] == 0)
1166                         continue;
1167                 for (bit = 0; bit < RQB_BPW; bit++) {
1168                         if ((rqb->rqb_bits[word] & (1ul << bit)) == 0)
1169                                 continue;
1170                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (word << RQB_L2BPW)];
1171                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq)
1172                                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1173                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1174                                         return (td);
1175                 }
1176         }
1177         return (NULL);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Attempt to steal a thread in priority order from a thread queue.
1182  */
1183 static struct thread *
1184 tdq_steal(struct tdq *tdq, int cpu)
1185 {
1186         struct thread *td;
1187
1188         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1189         if ((td = runq_steal(&tdq->tdq_realtime, cpu)) != NULL)
1190                 return (td);
1191         if ((td = runq_steal_from(&tdq->tdq_timeshare,
1192             cpu, tdq->tdq_ridx)) != NULL)
1193                 return (td);
1194         return (runq_steal(&tdq->tdq_idle, cpu));
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Sets the thread lock and ts_cpu to match the requested cpu.  Unlocks the
1199  * current lock and returns with the assigned queue locked.
1200  */
1201 static inline struct tdq *
1202 sched_setcpu(struct thread *td, int cpu, int flags)
1203 {
1204
1205         struct tdq *tdq;
1206         struct mtx *mtx;
1207
1208         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1209         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1210         td_get_sched(td)->ts_cpu = cpu;
1211         /*
1212          * If the lock matches just return the queue.
1213          */
1214         if (td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq)) {
1215                 KASSERT((flags & SRQ_HOLD) == 0,
1216                     ("sched_setcpu: Invalid lock for SRQ_HOLD"));
1217                 return (tdq);
1218         }
1219
1220         /*
1221          * The hard case, migration, we need to block the thread first to
1222          * prevent order reversals with other cpus locks.
1223          */
1224         spinlock_enter();
1225         mtx = thread_lock_block(td);
1226         if ((flags & SRQ_HOLD) == 0)
1227                 mtx_unlock_spin(mtx);
1228         TDQ_LOCK(tdq);
1229         thread_lock_unblock(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1230         spinlock_exit();
1231         return (tdq);
1232 }
1233
1234 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_intrbind, "Soft interrupt binding");
1235 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_idle_affinity, "Picked idle cpu based on affinity");
1236 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_affinity, "Picked cpu based on affinity");
1237 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_lowest, "Selected lowest load");
1238 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_local, "Migrated to current cpu");
1239 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_migration, "Selection may have caused migration");
1240
1241 static int
1242 sched_pickcpu(struct thread *td, int flags)
1243 {
1244         struct cpu_group *cg, *ccg;
1245         struct td_sched *ts;
1246         struct tdq *tdq;
1247         cpuset_t mask;
1248         int cpu, pri, self, intr;
1249
1250         self = PCPU_GET(cpuid);
1251         ts = td_get_sched(td);
1252         KASSERT(!CPU_ABSENT(ts->ts_cpu), ("sched_pickcpu: Start scheduler on "
1253             "absent CPU %d for thread %s.", ts->ts_cpu, td->td_name));
1254         if (smp_started == 0)
1255                 return (self);
1256         /*
1257          * Don't migrate a running thread from sched_switch().
1258          */
1259         if ((flags & SRQ_OURSELF) || !THREAD_CAN_MIGRATE(td))
1260                 return (ts->ts_cpu);
1261         /*
1262          * Prefer to run interrupt threads on the processors that generate
1263          * the interrupt.
1264          */
1265         if (td->td_priority <= PRI_MAX_ITHD && THREAD_CAN_SCHED(td, self) &&
1266             curthread->td_intr_nesting_level) {
1267                 tdq = TDQ_SELF();
1268                 if (tdq->tdq_lowpri >= PRI_MIN_IDLE) {
1269                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1270                         return (self);
1271                 }
1272                 ts->ts_cpu = self;
1273                 intr = 1;
1274                 cg = tdq->tdq_cg;
1275                 goto llc;
1276         } else {
1277                 intr = 0;
1278                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1279                 cg = tdq->tdq_cg;
1280         }
1281         /*
1282          * If the thread can run on the last cpu and the affinity has not
1283          * expired and it is idle, run it there.
1284          */
1285         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu) &&
1286             tdq->tdq_lowpri >= PRI_MIN_IDLE &&
1287             SCHED_AFFINITY(ts, CG_SHARE_L2)) {
1288                 if (cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) {
1289                         /* Check all SMT threads for being idle. */
1290                         for (cpu = CPU_FFS(&cg->cg_mask) - 1; ; cpu++) {
1291                                 if (CPU_ISSET(cpu, &cg->cg_mask) &&
1292                                     TDQ_CPU(cpu)->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE)
1293                                         break;
1294                                 if (cpu >= mp_maxid) {
1295                                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1296                                         return (ts->ts_cpu);
1297                                 }
1298                         }
1299                 } else {
1300                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1301                         return (ts->ts_cpu);
1302                 }
1303         }
1304 llc:
1305         /*
1306          * Search for the last level cache CPU group in the tree.
1307          * Skip SMT, identical groups and caches with expired affinity.
1308          * Interrupt threads affinity is explicit and never expires.
1309          */
1310         for (ccg = NULL; cg != NULL; cg = cg->cg_parent) {
1311                 if (cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD)
1312                         continue;
1313                 if (cg->cg_children == 1 || cg->cg_count == 1)
1314                         continue;
1315                 if (cg->cg_level == CG_SHARE_NONE ||
1316                     (!intr && !SCHED_AFFINITY(ts, cg->cg_level)))
1317                         continue;
1318                 ccg = cg;
1319         }
1320         /* Found LLC shared by all CPUs, so do a global search. */
1321         if (ccg == cpu_top)
1322                 ccg = NULL;
1323         cpu = -1;
1324         mask = td->td_cpuset->cs_mask;
1325         pri = td->td_priority;
1326         /*
1327          * Try hard to keep interrupts within found LLC.  Search the LLC for
1328          * the least loaded CPU we can run now.  For NUMA systems it should
1329          * be within target domain, and it also reduces scheduling overhead.
1330          */
1331         if (ccg != NULL && intr) {
1332                 cpu = sched_lowest(ccg, mask, pri, INT_MAX, ts->ts_cpu);
1333                 if (cpu >= 0)
1334                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_intrbind);
1335         } else
1336         /* Search the LLC for the least loaded idle CPU we can run now. */
1337         if (ccg != NULL) {
1338                 cpu = sched_lowest(ccg, mask, max(pri, PRI_MAX_TIMESHARE),
1339                     INT_MAX, ts->ts_cpu);
1340                 if (cpu >= 0)
1341                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_affinity);
1342         }
1343         /* Search globally for the least loaded CPU we can run now. */
1344         if (cpu < 0) {
1345                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, pri, INT_MAX, ts->ts_cpu);
1346                 if (cpu >= 0)
1347                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1348         }
1349         /* Search globally for the least loaded CPU. */
1350         if (cpu < 0) {
1351                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, -1, INT_MAX, ts->ts_cpu);
1352                 if (cpu >= 0)
1353                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1354         }
1355         KASSERT(cpu >= 0, ("sched_pickcpu: Failed to find a cpu."));
1356         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpu), ("sched_pickcpu: Picked absent CPU %d.", cpu));
1357         /*
1358          * Compare the lowest loaded cpu to current cpu.
1359          */
1360         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1361         if (THREAD_CAN_SCHED(td, self) && TDQ_SELF()->tdq_lowpri > pri &&
1362             tdq->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE &&
1363             TDQ_SELF()->tdq_load <= tdq->tdq_load + 1) {
1364                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_local);
1365                 cpu = self;
1366         }
1367         if (cpu != ts->ts_cpu)
1368                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_migration);
1369         return (cpu);
1370 }
1371 #endif
1372
1373 /*
1374  * Pick the highest priority task we have and return it.
1375  */
1376 static struct thread *
1377 tdq_choose(struct tdq *tdq)
1378 {
1379         struct thread *td;
1380
1381         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1382         td = runq_choose(&tdq->tdq_realtime);
1383         if (td != NULL)
1384                 return (td);
1385         td = runq_choose_from(&tdq->tdq_timeshare, tdq->tdq_ridx);
1386         if (td != NULL) {
1387                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_BATCH,
1388                     ("tdq_choose: Invalid priority on timeshare queue %d",
1389                     td->td_priority));
1390                 return (td);
1391         }
1392         td = runq_choose(&tdq->tdq_idle);
1393         if (td != NULL) {
1394                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_IDLE,
1395                     ("tdq_choose: Invalid priority on idle queue %d",
1396                     td->td_priority));
1397                 return (td);
1398         }
1399
1400         return (NULL);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Initialize a thread queue.
1405  */
1406 static void
1407 tdq_setup(struct tdq *tdq, int id)
1408 {
1409
1410         if (bootverbose)
1411                 printf("ULE: setup cpu %d\n", id);
1412         runq_init(&tdq->tdq_realtime);
1413         runq_init(&tdq->tdq_timeshare);
1414         runq_init(&tdq->tdq_idle);
1415         tdq->tdq_id = id;
1416         snprintf(tdq->tdq_name, sizeof(tdq->tdq_name),
1417             "sched lock %d", (int)TDQ_ID(tdq));
1418         mtx_init(&tdq->tdq_lock, tdq->tdq_name, "sched lock", MTX_SPIN);
1419 #ifdef KTR
1420         snprintf(tdq->tdq_loadname, sizeof(tdq->tdq_loadname),
1421             "CPU %d load", (int)TDQ_ID(tdq));
1422 #endif
1423 }
1424
1425 #ifdef SMP
1426 static void
1427 sched_setup_smp(void)
1428 {
1429         struct tdq *tdq;
1430         int i;
1431
1432         cpu_top = smp_topo();
1433         CPU_FOREACH(i) {
1434                 tdq = DPCPU_ID_PTR(i, tdq);
1435                 tdq_setup(tdq, i);
1436                 tdq->tdq_cg = smp_topo_find(cpu_top, i);
1437                 if (tdq->tdq_cg == NULL)
1438                         panic("Can't find cpu group for %d\n", i);
1439         }
1440         PCPU_SET(sched, DPCPU_PTR(tdq));
1441         balance_tdq = TDQ_SELF();
1442 }
1443 #endif
1444
1445 /*
1446  * Setup the thread queues and initialize the topology based on MD
1447  * information.
1448  */
1449 static void
1450 sched_setup(void *dummy)
1451 {
1452         struct tdq *tdq;
1453
1454 #ifdef SMP
1455         sched_setup_smp();
1456 #else
1457         tdq_setup(TDQ_SELF(), 0);
1458 #endif
1459         tdq = TDQ_SELF();
1460
1461         /* Add thread0's load since it's running. */
1462         TDQ_LOCK(tdq);
1463         thread0.td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
1464         tdq_load_add(tdq, &thread0);
1465         tdq->tdq_lowpri = thread0.td_priority;
1466         TDQ_UNLOCK(tdq);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * This routine determines time constants after stathz and hz are setup.
1471  */
1472 /* ARGSUSED */
1473 static void
1474 sched_initticks(void *dummy)
1475 {
1476         int incr;
1477
1478         realstathz = stathz ? stathz : hz;
1479         sched_slice = realstathz / SCHED_SLICE_DEFAULT_DIVISOR;
1480         sched_slice_min = sched_slice / SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR;
1481         hogticks = imax(1, (2 * hz * sched_slice + realstathz / 2) /
1482             realstathz);
1483
1484         /*
1485          * tickincr is shifted out by 10 to avoid rounding errors due to
1486          * hz not being evenly divisible by stathz on all platforms.
1487          */
1488         incr = (hz << SCHED_TICK_SHIFT) / realstathz;
1489         /*
1490          * This does not work for values of stathz that are more than
1491          * 1 << SCHED_TICK_SHIFT * hz.  In practice this does not happen.
1492          */
1493         if (incr == 0)
1494                 incr = 1;
1495         tickincr = incr;
1496 #ifdef SMP
1497         /*
1498          * Set the default balance interval now that we know
1499          * what realstathz is.
1500          */
1501         balance_interval = realstathz;
1502         balance_ticks = balance_interval;
1503         affinity = SCHED_AFFINITY_DEFAULT;
1504 #endif
1505         if (sched_idlespinthresh < 0)
1506                 sched_idlespinthresh = 2 * max(10000, 6 * hz) / realstathz;
1507 }
1508
1509 /*
1510  * This is the core of the interactivity algorithm.  Determines a score based
1511  * on past behavior.  It is the ratio of sleep time to run time scaled to
1512  * a [0, 100] integer.  This is the voluntary sleep time of a process, which
1513  * differs from the cpu usage because it does not account for time spent
1514  * waiting on a run-queue.  Would be prettier if we had floating point.
1515  *
1516  * When a thread's sleep time is greater than its run time the
1517  * calculation is:
1518  *
1519  *                           scaling factor 
1520  * interactivity score =  ---------------------
1521  *                        sleep time / run time
1522  *
1523  *
1524  * When a thread's run time is greater than its sleep time the
1525  * calculation is:
1526  *
1527  *                           scaling factor 
1528  * interactivity score =  ---------------------    + scaling factor
1529  *                        run time / sleep time
1530  */
1531 static int
1532 sched_interact_score(struct thread *td)
1533 {
1534         struct td_sched *ts;
1535         int div;
1536
1537         ts = td_get_sched(td);
1538         /*
1539          * The score is only needed if this is likely to be an interactive
1540          * task.  Don't go through the expense of computing it if there's
1541          * no chance.
1542          */
1543         if (sched_interact <= SCHED_INTERACT_HALF &&
1544                 ts->ts_runtime >= ts->ts_slptime)
1545                         return (SCHED_INTERACT_HALF);
1546
1547         if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1548                 div = max(1, ts->ts_runtime / SCHED_INTERACT_HALF);
1549                 return (SCHED_INTERACT_HALF +
1550                     (SCHED_INTERACT_HALF - (ts->ts_slptime / div)));
1551         }
1552         if (ts->ts_slptime > ts->ts_runtime) {
1553                 div = max(1, ts->ts_slptime / SCHED_INTERACT_HALF);
1554                 return (ts->ts_runtime / div);
1555         }
1556         /* runtime == slptime */
1557         if (ts->ts_runtime)
1558                 return (SCHED_INTERACT_HALF);
1559
1560         /*
1561          * This can happen if slptime and runtime are 0.
1562          */
1563         return (0);
1564
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Scale the scheduling priority according to the "interactivity" of this
1569  * process.
1570  */
1571 static void
1572 sched_priority(struct thread *td)
1573 {
1574         int score;
1575         int pri;
1576
1577         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) != PRI_TIMESHARE)
1578                 return;
1579         /*
1580          * If the score is interactive we place the thread in the realtime
1581          * queue with a priority that is less than kernel and interrupt
1582          * priorities.  These threads are not subject to nice restrictions.
1583          *
1584          * Scores greater than this are placed on the normal timeshare queue
1585          * where the priority is partially decided by the most recent cpu
1586          * utilization and the rest is decided by nice value.
1587          *
1588          * The nice value of the process has a linear effect on the calculated
1589          * score.  Negative nice values make it easier for a thread to be
1590          * considered interactive.
1591          */
1592         score = imax(0, sched_interact_score(td) + td->td_proc->p_nice);
1593         if (score < sched_interact) {
1594                 pri = PRI_MIN_INTERACT;
1595                 pri += ((PRI_MAX_INTERACT - PRI_MIN_INTERACT + 1) /
1596                     sched_interact) * score;
1597                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_INTERACT && pri <= PRI_MAX_INTERACT,
1598                     ("sched_priority: invalid interactive priority %d score %d",
1599                     pri, score));
1600         } else {
1601                 pri = SCHED_PRI_MIN;
1602                 if (td_get_sched(td)->ts_ticks)
1603                         pri += min(SCHED_PRI_TICKS(td_get_sched(td)),
1604                             SCHED_PRI_RANGE - 1);
1605                 pri += SCHED_PRI_NICE(td->td_proc->p_nice);
1606                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_BATCH && pri <= PRI_MAX_BATCH,
1607                     ("sched_priority: invalid priority %d: nice %d, " 
1608                     "ticks %d ftick %d ltick %d tick pri %d",
1609                     pri, td->td_proc->p_nice, td_get_sched(td)->ts_ticks,
1610                     td_get_sched(td)->ts_ftick, td_get_sched(td)->ts_ltick,
1611                     SCHED_PRI_TICKS(td_get_sched(td))));
1612         }
1613         sched_user_prio(td, pri);
1614
1615         return;
1616 }
1617
1618 /*
1619  * This routine enforces a maximum limit on the amount of scheduling history
1620  * kept.  It is called after either the slptime or runtime is adjusted.  This
1621  * function is ugly due to integer math.
1622  */
1623 static void
1624 sched_interact_update(struct thread *td)
1625 {
1626         struct td_sched *ts;
1627         u_int sum;
1628
1629         ts = td_get_sched(td);
1630         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1631         if (sum < SCHED_SLP_RUN_MAX)
1632                 return;
1633         /*
1634          * This only happens from two places:
1635          * 1) We have added an unusual amount of run time from fork_exit.
1636          * 2) We have added an unusual amount of sleep time from sched_sleep().
1637          */
1638         if (sum > SCHED_SLP_RUN_MAX * 2) {
1639                 if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1640                         ts->ts_runtime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1641                         ts->ts_slptime = 1;
1642                 } else {
1643                         ts->ts_slptime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1644                         ts->ts_runtime = 1;
1645                 }
1646                 return;
1647         }
1648         /*
1649          * If we have exceeded by more than 1/5th then the algorithm below
1650          * will not bring us back into range.  Dividing by two here forces
1651          * us into the range of [4/5 * SCHED_INTERACT_MAX, SCHED_INTERACT_MAX]
1652          */
1653         if (sum > (SCHED_SLP_RUN_MAX / 5) * 6) {
1654                 ts->ts_runtime /= 2;
1655                 ts->ts_slptime /= 2;
1656                 return;
1657         }
1658         ts->ts_runtime = (ts->ts_runtime / 5) * 4;
1659         ts->ts_slptime = (ts->ts_slptime / 5) * 4;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Scale back the interactivity history when a child thread is created.  The
1664  * history is inherited from the parent but the thread may behave totally
1665  * differently.  For example, a shell spawning a compiler process.  We want
1666  * to learn that the compiler is behaving badly very quickly.
1667  */
1668 static void
1669 sched_interact_fork(struct thread *td)
1670 {
1671         struct td_sched *ts;
1672         int ratio;
1673         int sum;
1674
1675         ts = td_get_sched(td);
1676         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1677         if (sum > SCHED_SLP_RUN_FORK) {
1678                 ratio = sum / SCHED_SLP_RUN_FORK;
1679                 ts->ts_runtime /= ratio;
1680                 ts->ts_slptime /= ratio;
1681         }
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Called from proc0_init() to setup the scheduler fields.
1686  */
1687 void
1688 schedinit(void)
1689 {
1690         struct td_sched *ts0;
1691
1692         /*
1693          * Set up the scheduler specific parts of thread0.
1694          */
1695         ts0 = td_get_sched(&thread0);
1696         ts0->ts_ltick = ticks;
1697         ts0->ts_ftick = ticks;
1698         ts0->ts_slice = 0;
1699         ts0->ts_cpu = curcpu;   /* set valid CPU number */
1700 }
1701
1702 /*
1703  * This is only somewhat accurate since given many processes of the same
1704  * priority they will switch when their slices run out, which will be
1705  * at most sched_slice stathz ticks.
1706  */
1707 int
1708 sched_rr_interval(void)
1709 {
1710
1711         /* Convert sched_slice from stathz to hz. */
1712         return (imax(1, (sched_slice * hz + realstathz / 2) / realstathz));
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Update the percent cpu tracking information when it is requested or
1717  * the total history exceeds the maximum.  We keep a sliding history of
1718  * tick counts that slowly decays.  This is less precise than the 4BSD
1719  * mechanism since it happens with less regular and frequent events.
1720  */
1721 static void
1722 sched_pctcpu_update(struct td_sched *ts, int run)
1723 {
1724         int t = ticks;
1725
1726         /*
1727          * The signed difference may be negative if the thread hasn't run for
1728          * over half of the ticks rollover period.
1729          */
1730         if ((u_int)(t - ts->ts_ltick) >= SCHED_TICK_TARG) {
1731                 ts->ts_ticks = 0;
1732                 ts->ts_ftick = t - SCHED_TICK_TARG;
1733         } else if (t - ts->ts_ftick >= SCHED_TICK_MAX) {
1734                 ts->ts_ticks = (ts->ts_ticks / (ts->ts_ltick - ts->ts_ftick)) *
1735                     (ts->ts_ltick - (t - SCHED_TICK_TARG));
1736                 ts->ts_ftick = t - SCHED_TICK_TARG;
1737         }
1738         if (run)
1739                 ts->ts_ticks += (t - ts->ts_ltick) << SCHED_TICK_SHIFT;
1740         ts->ts_ltick = t;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Adjust the priority of a thread.  Move it to the appropriate run-queue
1745  * if necessary.  This is the back-end for several priority related
1746  * functions.
1747  */
1748 static void
1749 sched_thread_priority(struct thread *td, u_char prio)
1750 {
1751         struct td_sched *ts;
1752         struct tdq *tdq;
1753         int oldpri;
1754
1755         KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "prio",
1756             "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d", prio,
1757             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(curthread));
1758         SDT_PROBE3(sched, , , change__pri, td, td->td_proc, prio);
1759         if (td != curthread && prio < td->td_priority) {
1760                 KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread),
1761                     "lend prio", "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d",
1762                     prio, KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1763                 SDT_PROBE4(sched, , , lend__pri, td, td->td_proc, prio, 
1764                     curthread);
1765         } 
1766         ts = td_get_sched(td);
1767         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1768         if (td->td_priority == prio)
1769                 return;
1770         /*
1771          * If the priority has been elevated due to priority
1772          * propagation, we may have to move ourselves to a new
1773          * queue.  This could be optimized to not re-add in some
1774          * cases.
1775          */
1776         if (TD_ON_RUNQ(td) && prio < td->td_priority) {
1777                 sched_rem(td);
1778                 td->td_priority = prio;
1779                 sched_add(td, SRQ_BORROWING | SRQ_HOLDTD);
1780                 return;
1781         }
1782         /*
1783          * If the thread is currently running we may have to adjust the lowpri
1784          * information so other cpus are aware of our current priority.
1785          */
1786         if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1787                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1788                 oldpri = td->td_priority;
1789                 td->td_priority = prio;
1790                 if (prio < tdq->tdq_lowpri)
1791                         tdq->tdq_lowpri = prio;
1792                 else if (tdq->tdq_lowpri == oldpri)
1793                         tdq_setlowpri(tdq, td);
1794                 return;
1795         }
1796         td->td_priority = prio;
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
1801  * priority.
1802  */
1803 void
1804 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1805 {
1806
1807         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
1808         sched_thread_priority(td, prio);
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Restore a thread's priority when priority propagation is
1813  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
1814  * needs to have to satisfy other possible priority lending
1815  * requests.  If the thread's regular priority is less
1816  * important than prio, the thread will keep a priority boost
1817  * of prio.
1818  */
1819 void
1820 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1821 {
1822         u_char base_pri;
1823
1824         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
1825             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
1826                 base_pri = td->td_user_pri;
1827         else
1828                 base_pri = td->td_base_pri;
1829         if (prio >= base_pri) {
1830                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
1831                 sched_thread_priority(td, base_pri);
1832         } else
1833                 sched_lend_prio(td, prio);
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Standard entry for setting the priority to an absolute value.
1838  */
1839 void
1840 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
1841 {
1842         u_char oldprio;
1843
1844         /* First, update the base priority. */
1845         td->td_base_pri = prio;
1846
1847         /*
1848          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't
1849          * ever lower the priority.
1850          */
1851         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
1852                 return;
1853
1854         /* Change the real priority. */
1855         oldprio = td->td_priority;
1856         sched_thread_priority(td, prio);
1857
1858         /*
1859          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
1860          * its state.
1861          */
1862         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
1863                 turnstile_adjust(td, oldprio);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Set the base user priority, does not effect current running priority.
1868  */
1869 void
1870 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1871 {
1872
1873         td->td_base_user_pri = prio;
1874         if (td->td_lend_user_pri <= prio)
1875                 return;
1876         td->td_user_pri = prio;
1877 }
1878
1879 void
1880 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1881 {
1882
1883         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1884         td->td_lend_user_pri = prio;
1885         td->td_user_pri = min(prio, td->td_base_user_pri);
1886         if (td->td_priority > td->td_user_pri)
1887                 sched_prio(td, td->td_user_pri);
1888         else if (td->td_priority != td->td_user_pri)
1889                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Like the above but first check if there is anything to do.
1894  */
1895 void
1896 sched_lend_user_prio_cond(struct thread *td, u_char prio)
1897 {
1898
1899         if (td->td_lend_user_pri != prio)
1900                 goto lend;
1901         if (td->td_user_pri != min(prio, td->td_base_user_pri))
1902                 goto lend;
1903         if (td->td_priority != td->td_user_pri)
1904                 goto lend;
1905         return;
1906
1907 lend:
1908         thread_lock(td);
1909         sched_lend_user_prio(td, prio);
1910         thread_unlock(td);
1911 }
1912
1913 #ifdef SMP
1914 /*
1915  * This tdq is about to idle.  Try to steal a thread from another CPU before
1916  * choosing the idle thread.
1917  */
1918 static void
1919 tdq_trysteal(struct tdq *tdq)
1920 {
1921         struct cpu_group *cg;
1922         struct tdq *steal;
1923         cpuset_t mask;
1924         int cpu, i;
1925
1926         if (smp_started == 0 || trysteal_limit == 0 || tdq->tdq_cg == NULL)
1927                 return;
1928         CPU_FILL(&mask);
1929         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
1930         /* We don't want to be preempted while we're iterating. */
1931         spinlock_enter();
1932         TDQ_UNLOCK(tdq);
1933         for (i = 1, cg = tdq->tdq_cg; ; ) {
1934                 cpu = sched_highest(cg, mask, steal_thresh);
1935                 /*
1936                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
1937                  * steal one here.
1938                  */
1939                 if (tdq->tdq_load > 0) {
1940                         TDQ_LOCK(tdq);
1941                         break;
1942                 }
1943                 if (cpu == -1) {
1944                         i++;
1945                         cg = cg->cg_parent;
1946                         if (cg == NULL || i > trysteal_limit) {
1947                                 TDQ_LOCK(tdq);
1948                                 break;
1949                         }
1950                         continue;
1951                 }
1952                 steal = TDQ_CPU(cpu);
1953                 /*
1954                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1955                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread.
1956                  */
1957                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1958                     steal->tdq_transferable == 0)
1959                         continue;
1960                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
1961                 /*
1962                  * If we get to this point, unconditonally exit the loop
1963                  * to bound the time spent in the critcal section.
1964                  *
1965                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
1966                  * steal one here.
1967                  */
1968                 if (tdq->tdq_load > 0) {
1969                         TDQ_UNLOCK(steal);
1970                         break;
1971                 }
1972                 /*
1973                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1974                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread.
1975                  */
1976                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1977                     steal->tdq_transferable == 0) {
1978                         TDQ_UNLOCK(steal);
1979                         break;
1980                 }
1981                 /*
1982                  * If we fail to acquire one due to affinity restrictions,
1983                  * bail out and let the idle thread to a more complete search
1984                  * outside of a critical section.
1985                  */
1986                 if (tdq_move(steal, tdq) == NULL) {
1987                         TDQ_UNLOCK(steal);
1988                         break;
1989                 }
1990                 TDQ_UNLOCK(steal);
1991                 break;
1992         }
1993         spinlock_exit();
1994 }
1995 #endif
1996
1997 /*
1998  * Handle migration from sched_switch().  This happens only for
1999  * cpu binding.
2000  */
2001 static struct mtx *
2002 sched_switch_migrate(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2003 {
2004         struct tdq *tdn;
2005
2006         KASSERT(THREAD_CAN_MIGRATE(td) ||
2007             (td_get_sched(td)->ts_flags & TSF_BOUND) != 0,
2008             ("Thread %p shouldn't migrate", td));
2009         KASSERT(!CPU_ABSENT(td_get_sched(td)->ts_cpu), ("sched_switch_migrate: "
2010             "thread %s queued on absent CPU %d.", td->td_name,
2011             td_get_sched(td)->ts_cpu));
2012         tdn = TDQ_CPU(td_get_sched(td)->ts_cpu);
2013 #ifdef SMP
2014         tdq_load_rem(tdq, td);
2015         /*
2016          * Do the lock dance required to avoid LOR.  We have an 
2017          * extra spinlock nesting from sched_switch() which will
2018          * prevent preemption while we're holding neither run-queue lock.
2019          */
2020         TDQ_UNLOCK(tdq);
2021         TDQ_LOCK(tdn);
2022         tdq_add(tdn, td, flags);
2023         tdq_notify(tdn, td);
2024         TDQ_UNLOCK(tdn);
2025         TDQ_LOCK(tdq);
2026 #endif
2027         return (TDQ_LOCKPTR(tdn));
2028 }
2029
2030 /*
2031  * thread_lock_unblock() that does not assume td_lock is blocked.
2032  */
2033 static inline void
2034 thread_unblock_switch(struct thread *td, struct mtx *mtx)
2035 {
2036         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&td->td_lock,
2037             (uintptr_t)mtx);
2038 }
2039
2040 /*
2041  * Switch threads.  This function has to handle threads coming in while
2042  * blocked for some reason, running, or idle.  It also must deal with
2043  * migrating a thread from one queue to another as running threads may
2044  * be assigned elsewhere via binding.
2045  */
2046 void
2047 sched_switch(struct thread *td, int flags)
2048 {
2049         struct thread *newtd;
2050         struct tdq *tdq;
2051         struct td_sched *ts;
2052         struct mtx *mtx;
2053         int srqflag;
2054         int cpuid, preempted;
2055
2056         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2057
2058         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2059         tdq = TDQ_SELF();
2060         ts = td_get_sched(td);
2061         sched_pctcpu_update(ts, 1);
2062         ts->ts_rltick = ticks;
2063         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
2064         preempted = (td->td_flags & TDF_SLICEEND) == 0 &&
2065             (flags & SW_PREEMPT) != 0;
2066         td->td_flags &= ~(TDF_NEEDRESCHED | TDF_SLICEEND);
2067         td->td_owepreempt = 0;
2068         tdq->tdq_owepreempt = 0;
2069         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
2070                 tdq->tdq_switchcnt++;
2071
2072         /*
2073          * Always block the thread lock so we can drop the tdq lock early.
2074          */
2075         mtx = thread_lock_block(td);
2076         spinlock_enter();
2077         if (TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
2078                 MPASS(mtx == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2079                 TD_SET_CAN_RUN(td);
2080         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
2081                 MPASS(mtx == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2082                 srqflag = preempted ?
2083                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
2084                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING;
2085 #ifdef SMP
2086                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) && !THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2087                         ts->ts_cpu = sched_pickcpu(td, 0);
2088 #endif
2089                 if (ts->ts_cpu == cpuid)
2090                         tdq_runq_add(tdq, td, srqflag);
2091                 else
2092                         mtx = sched_switch_migrate(tdq, td, srqflag);
2093         } else {
2094                 /* This thread must be going to sleep. */
2095                 if (mtx != TDQ_LOCKPTR(tdq)) {
2096                         mtx_unlock_spin(mtx);
2097                         TDQ_LOCK(tdq);
2098                 }
2099                 tdq_load_rem(tdq, td);
2100 #ifdef SMP
2101                 if (tdq->tdq_load == 0)
2102                         tdq_trysteal(tdq);
2103 #endif
2104         }
2105
2106 #if (KTR_COMPILE & KTR_SCHED) != 0
2107         if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2108                 KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "idle",
2109                     "prio:%d", td->td_priority);
2110         else
2111                 KTR_STATE3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), KTDSTATE(td),
2112                     "prio:%d", td->td_priority, "wmesg:\"%s\"", td->td_wmesg,
2113                     "lockname:\"%s\"", td->td_lockname);
2114 #endif
2115
2116         /*
2117          * We enter here with the thread blocked and assigned to the
2118          * appropriate cpu run-queue or sleep-queue and with the current
2119          * thread-queue locked.
2120          */
2121         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
2122         newtd = choosethread();
2123         sched_pctcpu_update(td_get_sched(newtd), 0);
2124         TDQ_UNLOCK(tdq);
2125
2126         /*
2127          * Call the MD code to switch contexts if necessary.
2128          */
2129         if (td != newtd) {
2130 #ifdef  HWPMC_HOOKS
2131                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
2132                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
2133 #endif
2134                 SDT_PROBE2(sched, , , off__cpu, newtd, newtd->td_proc);
2135
2136 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2137                 /*
2138                  * If DTrace has set the active vtime enum to anything
2139                  * other than INACTIVE (0), then it should have set the
2140                  * function to call.
2141                  */
2142                 if (dtrace_vtime_active)
2143                         (*dtrace_vtime_switch_func)(newtd);
2144 #endif
2145                 td->td_oncpu = NOCPU;
2146                 cpu_switch(td, newtd, mtx);
2147                 cpuid = td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
2148
2149                 SDT_PROBE0(sched, , , on__cpu);
2150 #ifdef  HWPMC_HOOKS
2151                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
2152                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
2153 #endif
2154         } else {
2155                 thread_unblock_switch(td, mtx);
2156                 SDT_PROBE0(sched, , , remain__cpu);
2157         }
2158         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1,
2159             ("invalid count %d", curthread->td_md.md_spinlock_count));
2160
2161         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "running",
2162             "prio:%d", td->td_priority);
2163 }
2164
2165 /*
2166  * Adjust thread priorities as a result of a nice request.
2167  */
2168 void
2169 sched_nice(struct proc *p, int nice)
2170 {
2171         struct thread *td;
2172
2173         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
2174
2175         p->p_nice = nice;
2176         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
2177                 thread_lock(td);
2178                 sched_priority(td);
2179                 sched_prio(td, td->td_base_user_pri);
2180                 thread_unlock(td);
2181         }
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Record the sleep time for the interactivity scorer.
2186  */
2187 void
2188 sched_sleep(struct thread *td, int prio)
2189 {
2190
2191         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2192
2193         td->td_slptick = ticks;
2194         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || prio >= PSOCK)
2195                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
2196         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) != PRI_TIMESHARE)
2197                 return;
2198         if (static_boost == 1 && prio)
2199                 sched_prio(td, prio);
2200         else if (static_boost && td->td_priority > static_boost)
2201                 sched_prio(td, static_boost);
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Schedule a thread to resume execution and record how long it voluntarily
2206  * slept.  We also update the pctcpu, interactivity, and priority.
2207  *
2208  * Requires the thread lock on entry, drops on exit.
2209  */
2210 void
2211 sched_wakeup(struct thread *td, int srqflags)
2212 {
2213         struct td_sched *ts;
2214         int slptick;
2215
2216         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2217         ts = td_get_sched(td);
2218         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
2219
2220         /*
2221          * If we slept for more than a tick update our interactivity and
2222          * priority.
2223          */
2224         slptick = td->td_slptick;
2225         td->td_slptick = 0;
2226         if (slptick && slptick != ticks) {
2227                 ts->ts_slptime += (ticks - slptick) << SCHED_TICK_SHIFT;
2228                 sched_interact_update(td);
2229                 sched_pctcpu_update(ts, 0);
2230         }
2231         /*
2232          * Reset the slice value since we slept and advanced the round-robin.
2233          */
2234         ts->ts_slice = 0;
2235         sched_add(td, SRQ_BORING | srqflags);
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Penalize the parent for creating a new child and initialize the child's
2240  * priority.
2241  */
2242 void
2243 sched_fork(struct thread *td, struct thread *child)
2244 {
2245         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2246         sched_pctcpu_update(td_get_sched(td), 1);
2247         sched_fork_thread(td, child);
2248         /*
2249          * Penalize the parent and child for forking.
2250          */
2251         sched_interact_fork(child);
2252         sched_priority(child);
2253         td_get_sched(td)->ts_runtime += tickincr;
2254         sched_interact_update(td);
2255         sched_priority(td);
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Fork a new thread, may be within the same process.
2260  */
2261 void
2262 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2263 {
2264         struct td_sched *ts;
2265         struct td_sched *ts2;
2266         struct tdq *tdq;
2267
2268         tdq = TDQ_SELF();
2269         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2270         /*
2271          * Initialize child.
2272          */
2273         ts = td_get_sched(td);
2274         ts2 = td_get_sched(child);
2275         child->td_oncpu = NOCPU;
2276         child->td_lastcpu = NOCPU;
2277         child->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2278         child->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
2279         child->td_domain.dr_policy = td->td_cpuset->cs_domain;
2280         ts2->ts_cpu = ts->ts_cpu;
2281         ts2->ts_flags = 0;
2282         /*
2283          * Grab our parents cpu estimation information.
2284          */
2285         ts2->ts_ticks = ts->ts_ticks;
2286         ts2->ts_ltick = ts->ts_ltick;
2287         ts2->ts_ftick = ts->ts_ftick;
2288         /*
2289          * Do not inherit any borrowed priority from the parent.
2290          */
2291         child->td_priority = child->td_base_pri;
2292         /*
2293          * And update interactivity score.
2294          */
2295         ts2->ts_slptime = ts->ts_slptime;
2296         ts2->ts_runtime = ts->ts_runtime;
2297         /* Attempt to quickly learn interactivity. */
2298         ts2->ts_slice = tdq_slice(tdq) - sched_slice_min;
2299 #ifdef KTR
2300         bzero(ts2->ts_name, sizeof(ts2->ts_name));
2301 #endif
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Adjust the priority class of a thread.
2306  */
2307 void
2308 sched_class(struct thread *td, int class)
2309 {
2310
2311         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2312         if (td->td_pri_class == class)
2313                 return;
2314         td->td_pri_class = class;
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Return some of the child's priority and interactivity to the parent.
2319  */
2320 void
2321 sched_exit(struct proc *p, struct thread *child)
2322 {
2323         struct thread *td;
2324
2325         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "proc exit",
2326             "prio:%d", child->td_priority);
2327         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
2328         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
2329         sched_exit_thread(td, child);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Penalize another thread for the time spent on this one.  This helps to
2334  * worsen the priority and interactivity of processes which schedule batch
2335  * jobs such as make.  This has little effect on the make process itself but
2336  * causes new processes spawned by it to receive worse scores immediately.
2337  */
2338 void
2339 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2340 {
2341
2342         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "thread exit",
2343             "prio:%d", child->td_priority);
2344         /*
2345          * Give the child's runtime to the parent without returning the
2346          * sleep time as a penalty to the parent.  This causes shells that
2347          * launch expensive things to mark their children as expensive.
2348          */
2349         thread_lock(td);
2350         td_get_sched(td)->ts_runtime += td_get_sched(child)->ts_runtime;
2351         sched_interact_update(td);
2352         sched_priority(td);
2353         thread_unlock(td);
2354 }
2355
2356 void
2357 sched_preempt(struct thread *td)
2358 {
2359         struct tdq *tdq;
2360         int flags;
2361
2362         SDT_PROBE2(sched, , , surrender, td, td->td_proc);
2363
2364         thread_lock(td);
2365         tdq = TDQ_SELF();
2366         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2367         if (td->td_priority > tdq->tdq_lowpri) {
2368                 if (td->td_critnest == 1) {
2369                         flags = SW_INVOL | SW_PREEMPT;
2370                         flags |= TD_IS_IDLETHREAD(td) ? SWT_REMOTEWAKEIDLE :
2371                             SWT_REMOTEPREEMPT;
2372                         mi_switch(flags);
2373                         /* Switch dropped thread lock. */
2374                         return;
2375                 }
2376                 td->td_owepreempt = 1;
2377         } else {
2378                 tdq->tdq_owepreempt = 0;
2379         }
2380         thread_unlock(td);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Fix priorities on return to user-space.  Priorities may be elevated due
2385  * to static priorities in msleep() or similar.
2386  */
2387 void
2388 sched_userret_slowpath(struct thread *td)
2389 {
2390
2391         thread_lock(td);
2392         td->td_priority = td->td_user_pri;
2393         td->td_base_pri = td->td_user_pri;
2394         tdq_setlowpri(TDQ_SELF(), td);
2395         thread_unlock(td);
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Handle a stathz tick.  This is really only relevant for timeshare
2400  * threads.
2401  */
2402 void
2403 sched_clock(struct thread *td, int cnt)
2404 {
2405         struct tdq *tdq;
2406         struct td_sched *ts;
2407
2408         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2409         tdq = TDQ_SELF();
2410 #ifdef SMP
2411         /*
2412          * We run the long term load balancer infrequently on the first cpu.
2413          */
2414         if (balance_tdq == tdq && smp_started != 0 && rebalance != 0 &&
2415             balance_ticks != 0) {
2416                 balance_ticks -= cnt;
2417                 if (balance_ticks <= 0)
2418                         sched_balance();
2419         }
2420 #endif
2421         /*
2422          * Save the old switch count so we have a record of the last ticks
2423          * activity.   Initialize the new switch count based on our load.
2424          * If there is some activity seed it to reflect that.
2425          */
2426         tdq->tdq_oldswitchcnt = tdq->tdq_switchcnt;
2427         tdq->tdq_switchcnt = tdq->tdq_load;
2428         /*
2429          * Advance the insert index once for each tick to ensure that all
2430          * threads get a chance to run.
2431          */
2432         if (tdq->tdq_idx == tdq->tdq_ridx) {
2433                 tdq->tdq_idx = (tdq->tdq_idx + 1) % RQ_NQS;
2434                 if (TAILQ_EMPTY(&tdq->tdq_timeshare.rq_queues[tdq->tdq_ridx]))
2435                         tdq->tdq_ridx = tdq->tdq_idx;
2436         }
2437         ts = td_get_sched(td);
2438         sched_pctcpu_update(ts, 1);
2439         if ((td->td_pri_class & PRI_FIFO_BIT) || TD_IS_IDLETHREAD(td))
2440                 return;
2441
2442         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE) {
2443                 /*
2444                  * We used a tick; charge it to the thread so
2445                  * that we can compute our interactivity.
2446                  */
2447                 td_get_sched(td)->ts_runtime += tickincr * cnt;
2448                 sched_interact_update(td);
2449                 sched_priority(td);
2450         }
2451
2452         /*
2453          * Force a context switch if the current thread has used up a full
2454          * time slice (default is 100ms).
2455          */
2456         ts->ts_slice += cnt;
2457         if (ts->ts_slice >= tdq_slice(tdq)) {
2458                 ts->ts_slice = 0;
2459                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED | TDF_SLICEEND;
2460         }
2461 }
2462
2463 u_int
2464 sched_estcpu(struct thread *td __unused)
2465 {
2466
2467         return (0);
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Return whether the current CPU has runnable tasks.  Used for in-kernel
2472  * cooperative idle threads.
2473  */
2474 int
2475 sched_runnable(void)
2476 {
2477         struct tdq *tdq;
2478         int load;
2479
2480         load = 1;
2481
2482         tdq = TDQ_SELF();
2483         if ((curthread->td_flags & TDF_IDLETD) != 0) {
2484                 if (tdq->tdq_load > 0)
2485                         goto out;
2486         } else
2487                 if (tdq->tdq_load - 1 > 0)
2488                         goto out;
2489         load = 0;
2490 out:
2491         return (load);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Choose the highest priority thread to run.  The thread is removed from
2496  * the run-queue while running however the load remains.  For SMP we set
2497  * the tdq in the global idle bitmask if it idles here.
2498  */
2499 struct thread *
2500 sched_choose(void)
2501 {
2502         struct thread *td;
2503         struct tdq *tdq;
2504
2505         tdq = TDQ_SELF();
2506         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2507         td = tdq_choose(tdq);
2508         if (td) {
2509                 tdq_runq_rem(tdq, td);
2510                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2511                 return (td);
2512         }
2513         tdq->tdq_lowpri = PRI_MAX_IDLE;
2514         return (PCPU_GET(idlethread));
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Set owepreempt if necessary.  Preemption never happens directly in ULE,
2519  * we always request it once we exit a critical section.
2520  */
2521 static inline void
2522 sched_setpreempt(struct thread *td)
2523 {
2524         struct thread *ctd;
2525         int cpri;
2526         int pri;
2527
2528         THREAD_LOCK_ASSERT(curthread, MA_OWNED);
2529
2530         ctd = curthread;
2531         pri = td->td_priority;
2532         cpri = ctd->td_priority;
2533         if (pri < cpri)
2534                 ctd->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2535         if (KERNEL_PANICKED() || pri >= cpri || cold || TD_IS_INHIBITED(ctd))
2536                 return;
2537         if (!sched_shouldpreempt(pri, cpri, 0))
2538                 return;
2539         ctd->td_owepreempt = 1;
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Add a thread to a thread queue.  Select the appropriate runq and add the
2544  * thread to it.  This is the internal function called when the tdq is
2545  * predetermined.
2546  */
2547 void
2548 tdq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2549 {
2550
2551         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2552         THREAD_LOCK_BLOCKED_ASSERT(td, MA_OWNED);
2553         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
2554             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
2555         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
2556             ("sched_add: bad thread state"));
2557         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
2558             ("sched_add: thread swapped out"));
2559
2560         if (td->td_priority < tdq->tdq_lowpri)
2561                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2562         tdq_runq_add(tdq, td, flags);
2563         tdq_load_add(tdq, td);
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Select the target thread queue and add a thread to it.  Request
2568  * preemption or IPI a remote processor if required.
2569  *
2570  * Requires the thread lock on entry, drops on exit.
2571  */
2572 void
2573 sched_add(struct thread *td, int flags)
2574 {
2575         struct tdq *tdq;
2576 #ifdef SMP
2577         int cpu;
2578 #endif
2579
2580         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
2581             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
2582             sched_tdname(curthread));
2583         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
2584             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
2585         SDT_PROBE4(sched, , , enqueue, td, td->td_proc, NULL, 
2586             flags & SRQ_PREEMPTED);
2587         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2588         /*
2589          * Recalculate the priority before we select the target cpu or
2590          * run-queue.
2591          */
2592         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
2593                 sched_priority(td);
2594 #ifdef SMP
2595         /*
2596          * Pick the destination cpu and if it isn't ours transfer to the
2597          * target cpu.
2598          */
2599         cpu = sched_pickcpu(td, flags);
2600         tdq = sched_setcpu(td, cpu, flags);
2601         tdq_add(tdq, td, flags);
2602         if (cpu != PCPU_GET(cpuid))
2603                 tdq_notify(tdq, td);
2604         else if (!(flags & SRQ_YIELDING))
2605                 sched_setpreempt(td);
2606 #else
2607         tdq = TDQ_SELF();
2608         /*
2609          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
2610          * to the scheduler's lock.
2611          */
2612         if (td->td_lock != TDQ_LOCKPTR(tdq)) {
2613                 TDQ_LOCK(tdq);
2614                 if ((flags & SRQ_HOLD) != 0)
2615                         td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2616                 else
2617                         thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2618         }
2619         tdq_add(tdq, td, flags);
2620         if (!(flags & SRQ_YIELDING))
2621                 sched_setpreempt(td);
2622 #endif
2623         if (!(flags & SRQ_HOLDTD))
2624                 thread_unlock(td);
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Remove a thread from a run-queue without running it.  This is used
2629  * when we're stealing a thread from a remote queue.  Otherwise all threads
2630  * exit by calling sched_exit_thread() and sched_throw() themselves.
2631  */
2632 void
2633 sched_rem(struct thread *td)
2634 {
2635         struct tdq *tdq;
2636
2637         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq rem",
2638             "prio:%d", td->td_priority);
2639         SDT_PROBE3(sched, , , dequeue, td, td->td_proc, NULL);
2640         tdq = TDQ_CPU(td_get_sched(td)->ts_cpu);
2641         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2642         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2643         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
2644             ("sched_rem: thread not on run queue"));
2645         tdq_runq_rem(tdq, td);
2646         tdq_load_rem(tdq, td);
2647         TD_SET_CAN_RUN(td);
2648         if (td->td_priority == tdq->tdq_lowpri)
2649                 tdq_setlowpri(tdq, NULL);
2650 }
2651
2652 /*
2653  * Fetch cpu utilization information.  Updates on demand.
2654  */
2655 fixpt_t
2656 sched_pctcpu(struct thread *td)
2657 {
2658         fixpt_t pctcpu;
2659         struct td_sched *ts;
2660
2661         pctcpu = 0;
2662         ts = td_get_sched(td);
2663
2664         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2665         sched_pctcpu_update(ts, TD_IS_RUNNING(td));
2666         if (ts->ts_ticks) {
2667                 int rtick;
2668
2669                 /* How many rtick per second ? */
2670                 rtick = min(SCHED_TICK_HZ(ts) / SCHED_TICK_SECS, hz);
2671                 pctcpu = (FSCALE * ((FSCALE * rtick)/hz)) >> FSHIFT;
2672         }
2673
2674         return (pctcpu);
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Enforce affinity settings for a thread.  Called after adjustments to
2679  * cpumask.
2680  */
2681 void
2682 sched_affinity(struct thread *td)
2683 {
2684 #ifdef SMP
2685         struct td_sched *ts;
2686
2687         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2688         ts = td_get_sched(td);
2689         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2690                 return;
2691         if (TD_ON_RUNQ(td)) {
2692                 sched_rem(td);
2693                 sched_add(td, SRQ_BORING | SRQ_HOLDTD);
2694                 return;
2695         }
2696         if (!TD_IS_RUNNING(td))
2697                 return;
2698         /*
2699          * Force a switch before returning to userspace.  If the
2700          * target thread is not running locally send an ipi to force
2701          * the issue.
2702          */
2703         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2704         if (td != curthread)
2705                 ipi_cpu(ts->ts_cpu, IPI_PREEMPT);
2706 #endif
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Bind a thread to a target cpu.
2711  */
2712 void
2713 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
2714 {
2715         struct td_sched *ts;
2716
2717         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
2718         KASSERT(td == curthread, ("sched_bind: can only bind curthread"));
2719         ts = td_get_sched(td);
2720         if (ts->ts_flags & TSF_BOUND)
2721                 sched_unbind(td);
2722         KASSERT(THREAD_CAN_MIGRATE(td), ("%p must be migratable", td));
2723         ts->ts_flags |= TSF_BOUND;
2724         sched_pin();
2725         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
2726                 return;
2727         ts->ts_cpu = cpu;
2728         /* When we return from mi_switch we'll be on the correct cpu. */
2729         mi_switch(SW_VOL);
2730         thread_lock(td);
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Release a bound thread.
2735  */
2736 void
2737 sched_unbind(struct thread *td)
2738 {
2739         struct td_sched *ts;
2740
2741         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2742         KASSERT(td == curthread, ("sched_unbind: can only bind curthread"));
2743         ts = td_get_sched(td);
2744         if ((ts->ts_flags & TSF_BOUND) == 0)
2745                 return;
2746         ts->ts_flags &= ~TSF_BOUND;
2747         sched_unpin();
2748 }
2749
2750 int
2751 sched_is_bound(struct thread *td)
2752 {
2753         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2754         return (td_get_sched(td)->ts_flags & TSF_BOUND);
2755 }
2756
2757 /*
2758  * Basic yield call.
2759  */
2760 void
2761 sched_relinquish(struct thread *td)
2762 {
2763         thread_lock(td);
2764         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH);
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Return the total system load.
2769  */
2770 int
2771 sched_load(void)
2772 {
2773 #ifdef SMP
2774         int total;
2775         int i;
2776
2777         total = 0;
2778         CPU_FOREACH(i)
2779                 total += TDQ_CPU(i)->tdq_sysload;
2780         return (total);
2781 #else
2782         return (TDQ_SELF()->tdq_sysload);
2783 #endif
2784 }
2785
2786 int
2787 sched_sizeof_proc(void)
2788 {
2789         return (sizeof(struct proc));
2790 }
2791
2792 int
2793 sched_sizeof_thread(void)
2794 {
2795         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
2796 }
2797
2798 #ifdef SMP
2799 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)                                               \
2800     ((tdq)->tdq_cg != NULL && ((tdq)->tdq_cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) == 0)
2801 #else
2802 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)       1
2803 #endif
2804
2805 /*
2806  * The actual idle process.
2807  */
2808 void
2809 sched_idletd(void *dummy)
2810 {
2811         struct thread *td;
2812         struct tdq *tdq;
2813         int oldswitchcnt, switchcnt;
2814         int i;
2815
2816         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
2817         td = curthread;
2818         tdq = TDQ_SELF();
2819         THREAD_NO_SLEEPING();
2820         oldswitchcnt = -1;
2821         for (;;) {
2822                 if (tdq->tdq_load) {
2823                         thread_lock(td);
2824                         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE);
2825                 }
2826                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2827 #ifdef SMP
2828                 if (always_steal || switchcnt != oldswitchcnt) {
2829                         oldswitchcnt = switchcnt;
2830                         if (tdq_idled(tdq) == 0)
2831                                 continue;
2832                 }
2833                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2834 #else
2835                 oldswitchcnt = switchcnt;
2836 #endif
2837                 /*
2838                  * If we're switching very frequently, spin while checking
2839                  * for load rather than entering a low power state that 
2840                  * may require an IPI.  However, don't do any busy
2841                  * loops while on SMT machines as this simply steals
2842                  * cycles from cores doing useful work.
2843                  */
2844                 if (TDQ_IDLESPIN(tdq) && switchcnt > sched_idlespinthresh) {
2845                         for (i = 0; i < sched_idlespins; i++) {
2846                                 if (tdq->tdq_load)
2847                                         break;
2848                                 cpu_spinwait();
2849                         }
2850                 }
2851
2852                 /* If there was context switch during spin, restart it. */
2853                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2854                 if (tdq->tdq_load != 0 || switchcnt != oldswitchcnt)
2855                         continue;
2856
2857                 /* Run main MD idle handler. */
2858                 tdq->tdq_cpu_idle = 1;
2859                 /*
2860                  * Make sure that tdq_cpu_idle update is globally visible
2861                  * before cpu_idle() read tdq_load.  The order is important
2862                  * to avoid race with tdq_notify.
2863                  */
2864                 atomic_thread_fence_seq_cst();
2865                 /*
2866                  * Checking for again after the fence picks up assigned
2867                  * threads often enough to make it worthwhile to do so in
2868                  * order to avoid calling cpu_idle().
2869                  */
2870                 if (tdq->tdq_load != 0) {
2871                         tdq->tdq_cpu_idle = 0;
2872                         continue;
2873                 }
2874                 cpu_idle(switchcnt * 4 > sched_idlespinthresh);
2875                 tdq->tdq_cpu_idle = 0;
2876
2877                 /*
2878                  * Account thread-less hardware interrupts and
2879                  * other wakeup reasons equal to context switches.
2880                  */
2881                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2882                 if (switchcnt != oldswitchcnt)
2883                         continue;
2884                 tdq->tdq_switchcnt++;
2885                 oldswitchcnt++;
2886         }
2887 }
2888
2889 /*
2890  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
2891  */
2892 void
2893 sched_throw(struct thread *td)
2894 {
2895         struct thread *newtd;
2896         struct tdq *tdq;
2897
2898         if (__predict_false(td == NULL)) {
2899 #ifdef SMP
2900                 PCPU_SET(sched, DPCPU_PTR(tdq));
2901 #endif
2902                 /* Correct spinlock nesting and acquire the correct lock. */
2903                 tdq = TDQ_SELF();
2904                 TDQ_LOCK(tdq);
2905                 spinlock_exit();
2906                 PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
2907                 PCPU_SET(switchticks, ticks);
2908                 PCPU_GET(idlethread)->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2909         } else {
2910                 tdq = TDQ_SELF();
2911                 THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2912                 THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2913                 tdq_load_rem(tdq, td);
2914                 td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
2915                 td->td_oncpu = NOCPU;
2916                 thread_lock_block(td);
2917         }
2918         newtd = choosethread();
2919         spinlock_enter();
2920         TDQ_UNLOCK(tdq);
2921         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1,
2922             ("invalid count %d", curthread->td_md.md_spinlock_count));
2923         /* doesn't return */
2924         if (__predict_false(td == NULL))
2925                 cpu_throw(td, newtd);           /* doesn't return */
2926         else
2927                 cpu_switch(td, newtd, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2928 }
2929
2930 /*
2931  * This is called from fork_exit().  Just acquire the correct locks and
2932  * let fork do the rest of the work.
2933  */
2934 void
2935 sched_fork_exit(struct thread *td)
2936 {
2937         struct tdq *tdq;
2938         int cpuid;
2939
2940         /*
2941          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
2942          * non-nested critical section with the scheduler lock held.
2943          */
2944         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1,
2945             ("invalid count %d", curthread->td_md.md_spinlock_count));
2946         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2947         tdq = TDQ_SELF();
2948         TDQ_LOCK(tdq);
2949         spinlock_exit();
2950         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2951         td->td_oncpu = cpuid;
2952         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "running",
2953             "prio:%d", td->td_priority);
2954         SDT_PROBE0(sched, , , on__cpu);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Create on first use to catch odd startup conditons.
2959  */
2960 char *
2961 sched_tdname(struct thread *td)
2962 {
2963 #ifdef KTR
2964         struct td_sched *ts;
2965
2966         ts = td_get_sched(td);
2967         if (ts->ts_name[0] == '\0')
2968                 snprintf(ts->ts_name, sizeof(ts->ts_name),
2969                     "%s tid %d", td->td_name, td->td_tid);
2970         return (ts->ts_name);
2971 #else
2972         return (td->td_name);
2973 #endif
2974 }
2975
2976 #ifdef KTR
2977 void
2978 sched_clear_tdname(struct thread *td)
2979 {
2980         struct td_sched *ts;
2981
2982         ts = td_get_sched(td);
2983         ts->ts_name[0] = '\0';
2984 }
2985 #endif
2986
2987 #ifdef SMP
2988
2989 /*
2990  * Build the CPU topology dump string. Is recursively called to collect
2991  * the topology tree.
2992  */
2993 static int
2994 sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, struct cpu_group *cg,
2995     int indent)
2996 {
2997         char cpusetbuf[CPUSETBUFSIZ];
2998         int i, first;
2999
3000         sbuf_printf(sb, "%*s<group level=\"%d\" cache-level=\"%d\">\n", indent,
3001             "", 1 + indent / 2, cg->cg_level);
3002         sbuf_printf(sb, "%*s <cpu count=\"%d\" mask=\"%s\">", indent, "",
3003             cg->cg_count, cpusetobj_strprint(cpusetbuf, &cg->cg_mask));
3004         first = TRUE;
3005         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
3006                 if (CPU_ISSET(i, &cg->cg_mask)) {
3007                         if (!first)
3008                                 sbuf_printf(sb, ", ");
3009                         else
3010                                 first = FALSE;
3011                         sbuf_printf(sb, "%d", i);
3012                 }
3013         }
3014         sbuf_printf(sb, "</cpu>\n");
3015
3016         if (cg->cg_flags != 0) {
3017                 sbuf_printf(sb, "%*s <flags>", indent, "");
3018                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_HTT) != 0)
3019                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"HTT\">HTT group</flag>");
3020                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) != 0)
3021                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"THREAD\">THREAD group</flag>");
3022                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_SMT) != 0)
3023                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"SMT\">SMT group</flag>");
3024                 sbuf_printf(sb, "</flags>\n");
3025         }
3026
3027         if (cg->cg_children > 0) {
3028                 sbuf_printf(sb, "%*s <children>\n", indent, "");
3029                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
3030                         sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(sb, 
3031                             &cg->cg_child[i], indent+2);
3032                 sbuf_printf(sb, "%*s </children>\n", indent, "");
3033         }
3034         sbuf_printf(sb, "%*s</group>\n", indent, "");
3035         return (0);
3036 }
3037
3038 /*
3039  * Sysctl handler for retrieving topology dump. It's a wrapper for
3040  * the recursive sysctl_kern_smp_topology_spec_internal().
3041  */
3042 static int
3043 sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3044 {
3045         struct sbuf *topo;
3046         int err;
3047
3048         KASSERT(cpu_top != NULL, ("cpu_top isn't initialized"));
3049
3050         topo = sbuf_new_for_sysctl(NULL, NULL, 512, req);
3051         if (topo == NULL)
3052                 return (ENOMEM);
3053
3054         sbuf_printf(topo, "<groups>\n");
3055         err = sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(topo, cpu_top, 1);
3056         sbuf_printf(topo, "</groups>\n");
3057
3058         if (err == 0) {
3059                 err = sbuf_finish(topo);
3060         }
3061         sbuf_delete(topo);
3062         return (err);
3063 }
3064
3065 #endif
3066
3067 static int
3068 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3069 {
3070         int error, new_val, period;
3071
3072         period = 1000000 / realstathz;
3073         new_val = period * sched_slice;
3074         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
3075         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3076                 return (error);
3077         if (new_val <= 0)
3078                 return (EINVAL);
3079         sched_slice = imax(1, (new_val + period / 2) / period);
3080         sched_slice_min = sched_slice / SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR;
3081         hogticks = imax(1, (2 * hz * sched_slice + realstathz / 2) /
3082             realstathz);
3083         return (0);
3084 }
3085
3086 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
3087     "Scheduler");
3088 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "ULE", 0,
3089     "Scheduler name");
3090 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, quantum,
3091     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
3092     sysctl_kern_quantum, "I",
3093     "Quantum for timeshare threads in microseconds");
3094 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, slice, CTLFLAG_RW, &sched_slice, 0,
3095     "Quantum for timeshare threads in stathz ticks");
3096 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, interact, CTLFLAG_RW, &sched_interact, 0,
3097     "Interactivity score threshold");
3098 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, preempt_thresh, CTLFLAG_RW,
3099     &preempt_thresh, 0,
3100     "Maximal (lowest) priority for preemption");
3101 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, static_boost, CTLFLAG_RW, &static_boost, 0,
3102     "Assign static kernel priorities to sleeping threads");
3103 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespins, CTLFLAG_RW, &sched_idlespins, 0,
3104     "Number of times idle thread will spin waiting for new work");
3105 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespinthresh, CTLFLAG_RW,
3106     &sched_idlespinthresh, 0,
3107     "Threshold before we will permit idle thread spinning");
3108 #ifdef SMP
3109 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, affinity, CTLFLAG_RW, &affinity, 0,
3110     "Number of hz ticks to keep thread affinity for");
3111 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance, CTLFLAG_RW, &rebalance, 0,
3112     "Enables the long-term load balancer");
3113 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance_interval, CTLFLAG_RW,
3114     &balance_interval, 0,
3115     "Average period in stathz ticks to run the long-term balancer");
3116 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_idle, CTLFLAG_RW, &steal_idle, 0,
3117     "Attempts to steal work from other cores before idling");
3118 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_thresh, CTLFLAG_RW, &steal_thresh, 0,
3119     "Minimum load on remote CPU before we'll steal");
3120 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, trysteal_limit, CTLFLAG_RW, &trysteal_limit,
3121     0, "Topological distance limit for stealing threads in sched_switch()");
3122 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, always_steal, CTLFLAG_RW, &always_steal, 0,
3123     "Always run the stealer from the idle thread");
3124 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, topology_spec, CTLTYPE_STRING |
3125     CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_kern_sched_topology_spec, "A",
3126     "XML dump of detected CPU topology");
3127 #endif
3128
3129 /* ps compat.  All cpu percentages from ULE are weighted. */
3130 static int ccpu = 0;
3131 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0,
3132     "Decay factor used for updating %CPU in 4BSD scheduler");