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