]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/sched_ule.c
Add hooks for the Compact C Type Format (CTF) data to be attached to
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / sched_ule.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2002-2007, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
10  *    disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
25  */
26
27 /*
28  * This file implements the ULE scheduler.  ULE supports independent CPU
29  * run queues and fine grain locking.  It has superior interactive
30  * performance under load even on uni-processor systems.
31  *
32  * etymology:
33  *   ULE is the last three letters in schedule.  It owes its name to a
34  * generic user created for a scheduling system by Paul Mikesell at
35  * Isilon Systems and a general lack of creativity on the part of the author.
36  */
37
38 #include <sys/cdefs.h>
39 __FBSDID("$FreeBSD$");
40
41 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
42 #include "opt_sched.h"
43
44 #include <sys/param.h>
45 #include <sys/systm.h>
46 #include <sys/kdb.h>
47 #include <sys/kernel.h>
48 #include <sys/ktr.h>
49 #include <sys/lock.h>
50 #include <sys/mutex.h>
51 #include <sys/proc.h>
52 #include <sys/resource.h>
53 #include <sys/resourcevar.h>
54 #include <sys/sched.h>
55 #include <sys/smp.h>
56 #include <sys/sx.h>
57 #include <sys/sysctl.h>
58 #include <sys/sysproto.h>
59 #include <sys/turnstile.h>
60 #include <sys/umtx.h>
61 #include <sys/vmmeter.h>
62 #include <sys/cpuset.h>
63 #ifdef KTRACE
64 #include <sys/uio.h>
65 #include <sys/ktrace.h>
66 #endif
67
68 #ifdef HWPMC_HOOKS
69 #include <sys/pmckern.h>
70 #endif
71
72 #include <machine/cpu.h>
73 #include <machine/smp.h>
74
75 #if defined(__sparc64__) || defined(__mips__)
76 #error "This architecture is not currently compatible with ULE"
77 #endif
78
79 #define KTR_ULE 0
80
81 /*
82  * Thread scheduler specific section.  All fields are protected
83  * by the thread lock.
84  */
85 struct td_sched {       
86         struct runq     *ts_runq;       /* Run-queue we're queued on. */
87         short           ts_flags;       /* TSF_* flags. */
88         u_char          ts_cpu;         /* CPU that we have affinity for. */
89         int             ts_rltick;      /* Real last tick, for affinity. */
90         int             ts_slice;       /* Ticks of slice remaining. */
91         u_int           ts_slptime;     /* Number of ticks we vol. slept */
92         u_int           ts_runtime;     /* Number of ticks we were running */
93         int             ts_ltick;       /* Last tick that we were running on */
94         int             ts_ftick;       /* First tick that we were running on */
95         int             ts_ticks;       /* Tick count */
96 };
97 /* flags kept in ts_flags */
98 #define TSF_BOUND       0x0001          /* Thread can not migrate. */
99 #define TSF_XFERABLE    0x0002          /* Thread was added as transferable. */
100
101 static struct td_sched td_sched0;
102
103 #define THREAD_CAN_MIGRATE(td)  ((td)->td_pinned == 0)
104 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
105     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
106
107 /*
108  * Cpu percentage computation macros and defines.
109  *
110  * SCHED_TICK_SECS:     Number of seconds to average the cpu usage across.
111  * SCHED_TICK_TARG:     Number of hz ticks to average the cpu usage across.
112  * SCHED_TICK_MAX:      Maximum number of ticks before scaling back.
113  * SCHED_TICK_SHIFT:    Shift factor to avoid rounding away results.
114  * SCHED_TICK_HZ:       Compute the number of hz ticks for a given ticks count.
115  * SCHED_TICK_TOTAL:    Gives the amount of time we've been recording ticks.
116  */
117 #define SCHED_TICK_SECS         10
118 #define SCHED_TICK_TARG         (hz * SCHED_TICK_SECS)
119 #define SCHED_TICK_MAX          (SCHED_TICK_TARG + hz)
120 #define SCHED_TICK_SHIFT        10
121 #define SCHED_TICK_HZ(ts)       ((ts)->ts_ticks >> SCHED_TICK_SHIFT)
122 #define SCHED_TICK_TOTAL(ts)    (max((ts)->ts_ltick - (ts)->ts_ftick, hz))
123
124 /*
125  * These macros determine priorities for non-interactive threads.  They are
126  * assigned a priority based on their recent cpu utilization as expressed
127  * by the ratio of ticks to the tick total.  NHALF priorities at the start
128  * and end of the MIN to MAX timeshare range are only reachable with negative
129  * or positive nice respectively.
130  *
131  * PRI_RANGE:   Priority range for utilization dependent priorities.
132  * PRI_NRESV:   Number of nice values.
133  * PRI_TICKS:   Compute a priority in PRI_RANGE from the ticks count and total.
134  * PRI_NICE:    Determines the part of the priority inherited from nice.
135  */
136 #define SCHED_PRI_NRESV         (PRIO_MAX - PRIO_MIN)
137 #define SCHED_PRI_NHALF         (SCHED_PRI_NRESV / 2)
138 #define SCHED_PRI_MIN           (PRI_MIN_TIMESHARE + SCHED_PRI_NHALF)
139 #define SCHED_PRI_MAX           (PRI_MAX_TIMESHARE - SCHED_PRI_NHALF)
140 #define SCHED_PRI_RANGE         (SCHED_PRI_MAX - SCHED_PRI_MIN)
141 #define SCHED_PRI_TICKS(ts)                                             \
142     (SCHED_TICK_HZ((ts)) /                                              \
143     (roundup(SCHED_TICK_TOTAL((ts)), SCHED_PRI_RANGE) / SCHED_PRI_RANGE))
144 #define SCHED_PRI_NICE(nice)    (nice)
145
146 /*
147  * These determine the interactivity of a process.  Interactivity differs from
148  * cpu utilization in that it expresses the voluntary time slept vs time ran
149  * while cpu utilization includes all time not running.  This more accurately
150  * models the intent of the thread.
151  *
152  * SLP_RUN_MAX: Maximum amount of sleep time + run time we'll accumulate
153  *              before throttling back.
154  * SLP_RUN_FORK:        Maximum slp+run time to inherit at fork time.
155  * INTERACT_MAX:        Maximum interactivity value.  Smaller is better.
156  * INTERACT_THRESH:     Threshhold for placement on the current runq.
157  */
158 #define SCHED_SLP_RUN_MAX       ((hz * 5) << SCHED_TICK_SHIFT)
159 #define SCHED_SLP_RUN_FORK      ((hz / 2) << SCHED_TICK_SHIFT)
160 #define SCHED_INTERACT_MAX      (100)
161 #define SCHED_INTERACT_HALF     (SCHED_INTERACT_MAX / 2)
162 #define SCHED_INTERACT_THRESH   (30)
163
164 /*
165  * tickincr:            Converts a stathz tick into a hz domain scaled by
166  *                      the shift factor.  Without the shift the error rate
167  *                      due to rounding would be unacceptably high.
168  * realstathz:          stathz is sometimes 0 and run off of hz.
169  * sched_slice:         Runtime of each thread before rescheduling.
170  * preempt_thresh:      Priority threshold for preemption and remote IPIs.
171  */
172 static int sched_interact = SCHED_INTERACT_THRESH;
173 static int realstathz;
174 static int tickincr;
175 static int sched_slice = 1;
176 #ifdef PREEMPTION
177 #ifdef FULL_PREEMPTION
178 static int preempt_thresh = PRI_MAX_IDLE;
179 #else
180 static int preempt_thresh = PRI_MIN_KERN;
181 #endif
182 #else 
183 static int preempt_thresh = 0;
184 #endif
185 static int static_boost = PRI_MIN_TIMESHARE;
186 static int sched_idlespins = 10000;
187 static int sched_idlespinthresh = 4;
188
189 /*
190  * tdq - per processor runqs and statistics.  All fields are protected by the
191  * tdq_lock.  The load and lowpri may be accessed without to avoid excess
192  * locking in sched_pickcpu();
193  */
194 struct tdq {
195         /* Ordered to improve efficiency of cpu_search() and switch(). */
196         struct mtx      tdq_lock;               /* run queue lock. */
197         struct cpu_group *tdq_cg;               /* Pointer to cpu topology. */
198         volatile int    tdq_load;               /* Aggregate load. */
199         int             tdq_sysload;            /* For loadavg, !ITHD load. */
200         int             tdq_transferable;       /* Transferable thread count. */
201         volatile int    tdq_idlestate;          /* State of the idle thread. */
202         short           tdq_switchcnt;          /* Switches this tick. */
203         short           tdq_oldswitchcnt;       /* Switches last tick. */
204         u_char          tdq_lowpri;             /* Lowest priority thread. */
205         u_char          tdq_ipipending;         /* IPI pending. */
206         u_char          tdq_idx;                /* Current insert index. */
207         u_char          tdq_ridx;               /* Current removal index. */
208         struct runq     tdq_realtime;           /* real-time run queue. */
209         struct runq     tdq_timeshare;          /* timeshare run queue. */
210         struct runq     tdq_idle;               /* Queue of IDLE threads. */
211         char            tdq_name[sizeof("sched lock") + 6];
212 } __aligned(64);
213
214 /* Idle thread states and config. */
215 #define TDQ_RUNNING     1
216 #define TDQ_IDLE        2
217
218 #ifdef SMP
219 struct cpu_group *cpu_top;
220
221 #define SCHED_AFFINITY_DEFAULT  (max(1, hz / 1000))
222 #define SCHED_AFFINITY(ts, t)   ((ts)->ts_rltick > ticks - ((t) * affinity))
223
224 /*
225  * Run-time tunables.
226  */
227 static int rebalance = 1;
228 static int balance_interval = 128;      /* Default set in sched_initticks(). */
229 static int affinity;
230 static int steal_htt = 1;
231 static int steal_idle = 1;
232 static int steal_thresh = 2;
233
234 /*
235  * One thread queue per processor.
236  */
237 static struct tdq       tdq_cpu[MAXCPU];
238 static struct tdq       *balance_tdq;
239 static int balance_ticks;
240
241 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu[PCPU_GET(cpuid)])
242 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu[(x)])
243 #define TDQ_ID(x)       ((int)((x) - tdq_cpu))
244 #else   /* !SMP */
245 static struct tdq       tdq_cpu;
246
247 #define TDQ_ID(x)       (0)
248 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu)
249 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu)
250 #endif
251
252 #define TDQ_LOCK_ASSERT(t, type)        mtx_assert(TDQ_LOCKPTR((t)), (type))
253 #define TDQ_LOCK(t)             mtx_lock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
254 #define TDQ_LOCK_FLAGS(t, f)    mtx_lock_spin_flags(TDQ_LOCKPTR((t)), (f))
255 #define TDQ_UNLOCK(t)           mtx_unlock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
256 #define TDQ_LOCKPTR(t)          (&(t)->tdq_lock)
257
258 static void sched_priority(struct thread *);
259 static void sched_thread_priority(struct thread *, u_char);
260 static int sched_interact_score(struct thread *);
261 static void sched_interact_update(struct thread *);
262 static void sched_interact_fork(struct thread *);
263 static void sched_pctcpu_update(struct td_sched *);
264
265 /* Operations on per processor queues */
266 static struct thread *tdq_choose(struct tdq *);
267 static void tdq_setup(struct tdq *);
268 static void tdq_load_add(struct tdq *, struct thread *);
269 static void tdq_load_rem(struct tdq *, struct thread *);
270 static __inline void tdq_runq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
271 static __inline void tdq_runq_rem(struct tdq *, struct thread *);
272 static inline int sched_shouldpreempt(int, int, int);
273 void tdq_print(int cpu);
274 static void runq_print(struct runq *rq);
275 static void tdq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
276 #ifdef SMP
277 static int tdq_move(struct tdq *, struct tdq *);
278 static int tdq_idled(struct tdq *);
279 static void tdq_notify(struct tdq *, struct thread *);
280 static struct thread *tdq_steal(struct tdq *, int);
281 static struct thread *runq_steal(struct runq *, int);
282 static int sched_pickcpu(struct thread *, int);
283 static void sched_balance(void);
284 static int sched_balance_pair(struct tdq *, struct tdq *);
285 static inline struct tdq *sched_setcpu(struct thread *, int, int);
286 static inline struct mtx *thread_block_switch(struct thread *);
287 static inline void thread_unblock_switch(struct thread *, struct mtx *);
288 static struct mtx *sched_switch_migrate(struct tdq *, struct thread *, int);
289 #endif
290
291 static void sched_setup(void *dummy);
292 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
293
294 static void sched_initticks(void *dummy);
295 SYSINIT(sched_initticks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_THIRD, sched_initticks,
296     NULL);
297
298 /*
299  * Print the threads waiting on a run-queue.
300  */
301 static void
302 runq_print(struct runq *rq)
303 {
304         struct rqhead *rqh;
305         struct thread *td;
306         int pri;
307         int j;
308         int i;
309
310         for (i = 0; i < RQB_LEN; i++) {
311                 printf("\t\trunq bits %d 0x%zx\n",
312                     i, rq->rq_status.rqb_bits[i]);
313                 for (j = 0; j < RQB_BPW; j++)
314                         if (rq->rq_status.rqb_bits[i] & (1ul << j)) {
315                                 pri = j + (i << RQB_L2BPW);
316                                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
317                                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
318                                         printf("\t\t\ttd %p(%s) priority %d rqindex %d pri %d\n",
319                                             td, td->td_name, td->td_priority,
320                                             td->td_rqindex, pri);
321                                 }
322                         }
323         }
324 }
325
326 /*
327  * Print the status of a per-cpu thread queue.  Should be a ddb show cmd.
328  */
329 void
330 tdq_print(int cpu)
331 {
332         struct tdq *tdq;
333
334         tdq = TDQ_CPU(cpu);
335
336         printf("tdq %d:\n", TDQ_ID(tdq));
337         printf("\tlock            %p\n", TDQ_LOCKPTR(tdq));
338         printf("\tLock name:      %s\n", tdq->tdq_name);
339         printf("\tload:           %d\n", tdq->tdq_load);
340         printf("\tswitch cnt:     %d\n", tdq->tdq_switchcnt);
341         printf("\told switch cnt: %d\n", tdq->tdq_oldswitchcnt);
342         printf("\tidle state:     %d\n", tdq->tdq_idlestate);
343         printf("\ttimeshare idx:  %d\n", tdq->tdq_idx);
344         printf("\ttimeshare ridx: %d\n", tdq->tdq_ridx);
345         printf("\tload transferable: %d\n", tdq->tdq_transferable);
346         printf("\tlowest priority:   %d\n", tdq->tdq_lowpri);
347         printf("\trealtime runq:\n");
348         runq_print(&tdq->tdq_realtime);
349         printf("\ttimeshare runq:\n");
350         runq_print(&tdq->tdq_timeshare);
351         printf("\tidle runq:\n");
352         runq_print(&tdq->tdq_idle);
353 }
354
355 static inline int
356 sched_shouldpreempt(int pri, int cpri, int remote)
357 {
358         /*
359          * If the new priority is not better than the current priority there is
360          * nothing to do.
361          */
362         if (pri >= cpri)
363                 return (0);
364         /*
365          * Always preempt idle.
366          */
367         if (cpri >= PRI_MIN_IDLE)
368                 return (1);
369         /*
370          * If preemption is disabled don't preempt others.
371          */
372         if (preempt_thresh == 0)
373                 return (0);
374         /*
375          * Preempt if we exceed the threshold.
376          */
377         if (pri <= preempt_thresh)
378                 return (1);
379         /*
380          * If we're realtime or better and there is timeshare or worse running
381          * preempt only remote processors.
382          */
383         if (remote && pri <= PRI_MAX_REALTIME && cpri > PRI_MAX_REALTIME)
384                 return (1);
385         return (0);
386 }
387
388 #define TS_RQ_PPQ       (((PRI_MAX_TIMESHARE - PRI_MIN_TIMESHARE) + 1) / RQ_NQS)
389 /*
390  * Add a thread to the actual run-queue.  Keeps transferable counts up to
391  * date with what is actually on the run-queue.  Selects the correct
392  * queue position for timeshare threads.
393  */
394 static __inline void
395 tdq_runq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
396 {
397         struct td_sched *ts;
398         u_char pri;
399
400         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
401         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
402
403         pri = td->td_priority;
404         ts = td->td_sched;
405         TD_SET_RUNQ(td);
406         if (THREAD_CAN_MIGRATE(td)) {
407                 tdq->tdq_transferable++;
408                 ts->ts_flags |= TSF_XFERABLE;
409         }
410         if (pri <= PRI_MAX_REALTIME) {
411                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_realtime;
412         } else if (pri <= PRI_MAX_TIMESHARE) {
413                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_timeshare;
414                 KASSERT(pri <= PRI_MAX_TIMESHARE && pri >= PRI_MIN_TIMESHARE,
415                         ("Invalid priority %d on timeshare runq", pri));
416                 /*
417                  * This queue contains only priorities between MIN and MAX
418                  * realtime.  Use the whole queue to represent these values.
419                  */
420                 if ((flags & (SRQ_BORROWING|SRQ_PREEMPTED)) == 0) {
421                         pri = (pri - PRI_MIN_TIMESHARE) / TS_RQ_PPQ;
422                         pri = (pri + tdq->tdq_idx) % RQ_NQS;
423                         /*
424                          * This effectively shortens the queue by one so we
425                          * can have a one slot difference between idx and
426                          * ridx while we wait for threads to drain.
427                          */
428                         if (tdq->tdq_ridx != tdq->tdq_idx &&
429                             pri == tdq->tdq_ridx)
430                                 pri = (unsigned char)(pri - 1) % RQ_NQS;
431                 } else
432                         pri = tdq->tdq_ridx;
433                 runq_add_pri(ts->ts_runq, td, pri, flags);
434                 return;
435         } else
436                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_idle;
437         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
438 }
439
440 /* 
441  * Remove a thread from a run-queue.  This typically happens when a thread
442  * is selected to run.  Running threads are not on the queue and the
443  * transferable count does not reflect them.
444  */
445 static __inline void
446 tdq_runq_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
447 {
448         struct td_sched *ts;
449
450         ts = td->td_sched;
451         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
452         KASSERT(ts->ts_runq != NULL,
453             ("tdq_runq_remove: thread %p null ts_runq", td));
454         if (ts->ts_flags & TSF_XFERABLE) {
455                 tdq->tdq_transferable--;
456                 ts->ts_flags &= ~TSF_XFERABLE;
457         }
458         if (ts->ts_runq == &tdq->tdq_timeshare) {
459                 if (tdq->tdq_idx != tdq->tdq_ridx)
460                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, &tdq->tdq_ridx);
461                 else
462                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, NULL);
463         } else
464                 runq_remove(ts->ts_runq, td);
465 }
466
467 /*
468  * Load is maintained for all threads RUNNING and ON_RUNQ.  Add the load
469  * for this thread to the referenced thread queue.
470  */
471 static void
472 tdq_load_add(struct tdq *tdq, struct thread *td)
473 {
474
475         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
476         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
477
478         tdq->tdq_load++;
479         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
480                 tdq->tdq_sysload++;
481         CTR2(KTR_SCHED, "cpu %d load: %d", TDQ_ID(tdq), tdq->tdq_load);
482 }
483
484 /*
485  * Remove the load from a thread that is transitioning to a sleep state or
486  * exiting.
487  */
488 static void
489 tdq_load_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
490 {
491
492         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
493         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
494         KASSERT(tdq->tdq_load != 0,
495             ("tdq_load_rem: Removing with 0 load on queue %d", TDQ_ID(tdq)));
496
497         tdq->tdq_load--;
498         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
499                 tdq->tdq_sysload--;
500         CTR1(KTR_SCHED, "load: %d", tdq->tdq_load);
501 }
502
503 /*
504  * Set lowpri to its exact value by searching the run-queue and
505  * evaluating curthread.  curthread may be passed as an optimization.
506  */
507 static void
508 tdq_setlowpri(struct tdq *tdq, struct thread *ctd)
509 {
510         struct thread *td;
511
512         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
513         if (ctd == NULL)
514                 ctd = pcpu_find(TDQ_ID(tdq))->pc_curthread;
515         td = tdq_choose(tdq);
516         if (td == NULL || td->td_priority > ctd->td_priority)
517                 tdq->tdq_lowpri = ctd->td_priority;
518         else
519                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
520 }
521
522 #ifdef SMP
523 struct cpu_search {
524         cpumask_t cs_mask;      /* Mask of valid cpus. */
525         u_int   cs_load;
526         u_int   cs_cpu;
527         int     cs_limit;       /* Min priority for low min load for high. */
528 };
529
530 #define CPU_SEARCH_LOWEST       0x1
531 #define CPU_SEARCH_HIGHEST      0x2
532 #define CPU_SEARCH_BOTH         (CPU_SEARCH_LOWEST|CPU_SEARCH_HIGHEST)
533
534 #define CPUMASK_FOREACH(cpu, mask)                              \
535         for ((cpu) = 0; (cpu) < sizeof((mask)) * 8; (cpu)++)    \
536                 if ((mask) & 1 << (cpu))
537
538 static __inline int cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
539     struct cpu_search *high, const int match);
540 int cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low);
541 int cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high);
542 int cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
543     struct cpu_search *high);
544
545 /*
546  * This routine compares according to the match argument and should be
547  * reduced in actual instantiations via constant propagation and dead code
548  * elimination.
549  */ 
550 static __inline int
551 cpu_compare(int cpu, struct cpu_search *low, struct cpu_search *high,
552     const int match)
553 {
554         struct tdq *tdq;
555
556         tdq = TDQ_CPU(cpu);
557         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
558                 if (low->cs_mask & (1 << cpu) &&
559                     tdq->tdq_load < low->cs_load &&
560                     tdq->tdq_lowpri > low->cs_limit) {
561                         low->cs_cpu = cpu;
562                         low->cs_load = tdq->tdq_load;
563                 }
564         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
565                 if (high->cs_mask & (1 << cpu) &&
566                     tdq->tdq_load >= high->cs_limit && 
567                     tdq->tdq_load > high->cs_load &&
568                     tdq->tdq_transferable) {
569                         high->cs_cpu = cpu;
570                         high->cs_load = tdq->tdq_load;
571                 }
572         return (tdq->tdq_load);
573 }
574
575 /*
576  * Search the tree of cpu_groups for the lowest or highest loaded cpu
577  * according to the match argument.  This routine actually compares the
578  * load on all paths through the tree and finds the least loaded cpu on
579  * the least loaded path, which may differ from the least loaded cpu in
580  * the system.  This balances work among caches and busses.
581  *
582  * This inline is instantiated in three forms below using constants for the
583  * match argument.  It is reduced to the minimum set for each case.  It is
584  * also recursive to the depth of the tree.
585  */
586 static __inline int
587 cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
588     struct cpu_search *high, const int match)
589 {
590         int total;
591
592         total = 0;
593         if (cg->cg_children) {
594                 struct cpu_search lgroup;
595                 struct cpu_search hgroup;
596                 struct cpu_group *child;
597                 u_int lload;
598                 int hload;
599                 int load;
600                 int i;
601
602                 lload = -1;
603                 hload = -1;
604                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++) {
605                         child = &cg->cg_child[i];
606                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
607                                 lgroup = *low;
608                                 lgroup.cs_load = -1;
609                         }
610                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) {
611                                 hgroup = *high;
612                                 lgroup.cs_load = 0;
613                         }
614                         switch (match) {
615                         case CPU_SEARCH_LOWEST:
616                                 load = cpu_search_lowest(child, &lgroup);
617                                 break;
618                         case CPU_SEARCH_HIGHEST:
619                                 load = cpu_search_highest(child, &hgroup);
620                                 break;
621                         case CPU_SEARCH_BOTH:
622                                 load = cpu_search_both(child, &lgroup, &hgroup);
623                                 break;
624                         }
625                         total += load;
626                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
627                                 if (load < lload || low->cs_cpu == -1) {
628                                         *low = lgroup;
629                                         lload = load;
630                                 }
631                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) 
632                                 if (load > hload || high->cs_cpu == -1) {
633                                         hload = load;
634                                         *high = hgroup;
635                                 }
636                 }
637         } else {
638                 int cpu;
639
640                 CPUMASK_FOREACH(cpu, cg->cg_mask)
641                         total += cpu_compare(cpu, low, high, match);
642         }
643         return (total);
644 }
645
646 /*
647  * cpu_search instantiations must pass constants to maintain the inline
648  * optimization.
649  */
650 int
651 cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low)
652 {
653         return cpu_search(cg, low, NULL, CPU_SEARCH_LOWEST);
654 }
655
656 int
657 cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high)
658 {
659         return cpu_search(cg, NULL, high, CPU_SEARCH_HIGHEST);
660 }
661
662 int
663 cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
664     struct cpu_search *high)
665 {
666         return cpu_search(cg, low, high, CPU_SEARCH_BOTH);
667 }
668
669 /*
670  * Find the cpu with the least load via the least loaded path that has a
671  * lowpri greater than pri  pri.  A pri of -1 indicates any priority is
672  * acceptable.
673  */
674 static inline int
675 sched_lowest(struct cpu_group *cg, cpumask_t mask, int pri)
676 {
677         struct cpu_search low;
678
679         low.cs_cpu = -1;
680         low.cs_load = -1;
681         low.cs_mask = mask;
682         low.cs_limit = pri;
683         cpu_search_lowest(cg, &low);
684         return low.cs_cpu;
685 }
686
687 /*
688  * Find the cpu with the highest load via the highest loaded path.
689  */
690 static inline int
691 sched_highest(struct cpu_group *cg, cpumask_t mask, int minload)
692 {
693         struct cpu_search high;
694
695         high.cs_cpu = -1;
696         high.cs_load = 0;
697         high.cs_mask = mask;
698         high.cs_limit = minload;
699         cpu_search_highest(cg, &high);
700         return high.cs_cpu;
701 }
702
703 /*
704  * Simultaneously find the highest and lowest loaded cpu reachable via
705  * cg.
706  */
707 static inline void 
708 sched_both(struct cpu_group *cg, cpumask_t mask, int *lowcpu, int *highcpu)
709 {
710         struct cpu_search high;
711         struct cpu_search low;
712
713         low.cs_cpu = -1;
714         low.cs_limit = -1;
715         low.cs_load = -1;
716         low.cs_mask = mask;
717         high.cs_load = 0;
718         high.cs_cpu = -1;
719         high.cs_limit = -1;
720         high.cs_mask = mask;
721         cpu_search_both(cg, &low, &high);
722         *lowcpu = low.cs_cpu;
723         *highcpu = high.cs_cpu;
724         return;
725 }
726
727 static void
728 sched_balance_group(struct cpu_group *cg)
729 {
730         cpumask_t mask;
731         int high;
732         int low;
733         int i;
734
735         mask = -1;
736         for (;;) {
737                 sched_both(cg, mask, &low, &high);
738                 if (low == high || low == -1 || high == -1)
739                         break;
740                 if (sched_balance_pair(TDQ_CPU(high), TDQ_CPU(low)))
741                         break;
742                 /*
743                  * If we failed to move any threads determine which cpu
744                  * to kick out of the set and try again.
745                  */
746                 if (TDQ_CPU(high)->tdq_transferable == 0)
747                         mask &= ~(1 << high);
748                 else
749                         mask &= ~(1 << low);
750         }
751
752         for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
753                 sched_balance_group(&cg->cg_child[i]);
754 }
755
756 static void
757 sched_balance()
758 {
759         struct tdq *tdq;
760
761         /*
762          * Select a random time between .5 * balance_interval and
763          * 1.5 * balance_interval.
764          */
765         balance_ticks = max(balance_interval / 2, 1);
766         balance_ticks += random() % balance_interval;
767         if (smp_started == 0 || rebalance == 0)
768                 return;
769         tdq = TDQ_SELF();
770         TDQ_UNLOCK(tdq);
771         sched_balance_group(cpu_top);
772         TDQ_LOCK(tdq);
773 }
774
775 /*
776  * Lock two thread queues using their address to maintain lock order.
777  */
778 static void
779 tdq_lock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
780 {
781         if (one < two) {
782                 TDQ_LOCK(one);
783                 TDQ_LOCK_FLAGS(two, MTX_DUPOK);
784         } else {
785                 TDQ_LOCK(two);
786                 TDQ_LOCK_FLAGS(one, MTX_DUPOK);
787         }
788 }
789
790 /*
791  * Unlock two thread queues.  Order is not important here.
792  */
793 static void
794 tdq_unlock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
795 {
796         TDQ_UNLOCK(one);
797         TDQ_UNLOCK(two);
798 }
799
800 /*
801  * Transfer load between two imbalanced thread queues.
802  */
803 static int
804 sched_balance_pair(struct tdq *high, struct tdq *low)
805 {
806         int transferable;
807         int high_load;
808         int low_load;
809         int moved;
810         int move;
811         int diff;
812         int i;
813
814         tdq_lock_pair(high, low);
815         transferable = high->tdq_transferable;
816         high_load = high->tdq_load;
817         low_load = low->tdq_load;
818         moved = 0;
819         /*
820          * Determine what the imbalance is and then adjust that to how many
821          * threads we actually have to give up (transferable).
822          */
823         if (transferable != 0) {
824                 diff = high_load - low_load;
825                 move = diff / 2;
826                 if (diff & 0x1)
827                         move++;
828                 move = min(move, transferable);
829                 for (i = 0; i < move; i++)
830                         moved += tdq_move(high, low);
831                 /*
832                  * IPI the target cpu to force it to reschedule with the new
833                  * workload.
834                  */
835                 ipi_selected(1 << TDQ_ID(low), IPI_PREEMPT);
836         }
837         tdq_unlock_pair(high, low);
838         return (moved);
839 }
840
841 /*
842  * Move a thread from one thread queue to another.
843  */
844 static int
845 tdq_move(struct tdq *from, struct tdq *to)
846 {
847         struct td_sched *ts;
848         struct thread *td;
849         struct tdq *tdq;
850         int cpu;
851
852         TDQ_LOCK_ASSERT(from, MA_OWNED);
853         TDQ_LOCK_ASSERT(to, MA_OWNED);
854
855         tdq = from;
856         cpu = TDQ_ID(to);
857         td = tdq_steal(tdq, cpu);
858         if (td == NULL)
859                 return (0);
860         ts = td->td_sched;
861         /*
862          * Although the run queue is locked the thread may be blocked.  Lock
863          * it to clear this and acquire the run-queue lock.
864          */
865         thread_lock(td);
866         /* Drop recursive lock on from acquired via thread_lock(). */
867         TDQ_UNLOCK(from);
868         sched_rem(td);
869         ts->ts_cpu = cpu;
870         td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(to);
871         tdq_add(to, td, SRQ_YIELDING);
872         return (1);
873 }
874
875 /*
876  * This tdq has idled.  Try to steal a thread from another cpu and switch
877  * to it.
878  */
879 static int
880 tdq_idled(struct tdq *tdq)
881 {
882         struct cpu_group *cg;
883         struct tdq *steal;
884         cpumask_t mask;
885         int thresh;
886         int cpu;
887
888         if (smp_started == 0 || steal_idle == 0)
889                 return (1);
890         mask = -1;
891         mask &= ~PCPU_GET(cpumask);
892         /* We don't want to be preempted while we're iterating. */
893         spinlock_enter();
894         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; ) {
895                 if ((cg->cg_flags & (CG_FLAG_HTT | CG_FLAG_THREAD)) == 0)
896                         thresh = steal_thresh;
897                 else
898                         thresh = 1;
899                 cpu = sched_highest(cg, mask, thresh);
900                 if (cpu == -1) {
901                         cg = cg->cg_parent;
902                         continue;
903                 }
904                 steal = TDQ_CPU(cpu);
905                 mask &= ~(1 << cpu);
906                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
907                 if (steal->tdq_load < thresh || steal->tdq_transferable == 0) {
908                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
909                         continue;
910                 }
911                 /*
912                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
913                  * steal one here.  If we fail to acquire one due to affinity
914                  * restrictions loop again with this cpu removed from the
915                  * set.
916                  */
917                 if (tdq->tdq_load == 0 && tdq_move(steal, tdq) == 0) {
918                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
919                         continue;
920                 }
921                 spinlock_exit();
922                 TDQ_UNLOCK(steal);
923                 mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
924                 thread_unlock(curthread);
925
926                 return (0);
927         }
928         spinlock_exit();
929         return (1);
930 }
931
932 /*
933  * Notify a remote cpu of new work.  Sends an IPI if criteria are met.
934  */
935 static void
936 tdq_notify(struct tdq *tdq, struct thread *td)
937 {
938         int cpri;
939         int pri;
940         int cpu;
941
942         if (tdq->tdq_ipipending)
943                 return;
944         cpu = td->td_sched->ts_cpu;
945         pri = td->td_priority;
946         cpri = pcpu_find(cpu)->pc_curthread->td_priority;
947         if (!sched_shouldpreempt(pri, cpri, 1))
948                 return;
949         if (TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
950                 /*
951                  * If the idle thread is still 'running' it's probably
952                  * waiting on us to release the tdq spinlock already.  No
953                  * need to ipi.
954                  */
955                 if (tdq->tdq_idlestate == TDQ_RUNNING)
956                         return;
957                 /*
958                  * If the MD code has an idle wakeup routine try that before
959                  * falling back to IPI.
960                  */
961                 if (cpu_idle_wakeup(cpu))
962                         return;
963         }
964         tdq->tdq_ipipending = 1;
965         ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
966 }
967
968 /*
969  * Steals load from a timeshare queue.  Honors the rotating queue head
970  * index.
971  */
972 static struct thread *
973 runq_steal_from(struct runq *rq, int cpu, u_char start)
974 {
975         struct rqbits *rqb;
976         struct rqhead *rqh;
977         struct thread *td;
978         int first;
979         int bit;
980         int pri;
981         int i;
982
983         rqb = &rq->rq_status;
984         bit = start & (RQB_BPW -1);
985         pri = 0;
986         first = 0;
987 again:
988         for (i = RQB_WORD(start); i < RQB_LEN; bit = 0, i++) {
989                 if (rqb->rqb_bits[i] == 0)
990                         continue;
991                 if (bit != 0) {
992                         for (pri = bit; pri < RQB_BPW; pri++)
993                                 if (rqb->rqb_bits[i] & (1ul << pri))
994                                         break;
995                         if (pri >= RQB_BPW)
996                                 continue;
997                 } else
998                         pri = RQB_FFS(rqb->rqb_bits[i]);
999                 pri += (i << RQB_L2BPW);
1000                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
1001                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
1002                         if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1003                             THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1004                                 return (td);
1005                         first = 1;
1006                 }
1007         }
1008         if (start != 0) {
1009                 start = 0;
1010                 goto again;
1011         }
1012
1013         return (NULL);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Steals load from a standard linear queue.
1018  */
1019 static struct thread *
1020 runq_steal(struct runq *rq, int cpu)
1021 {
1022         struct rqhead *rqh;
1023         struct rqbits *rqb;
1024         struct thread *td;
1025         int word;
1026         int bit;
1027
1028         rqb = &rq->rq_status;
1029         for (word = 0; word < RQB_LEN; word++) {
1030                 if (rqb->rqb_bits[word] == 0)
1031                         continue;
1032                 for (bit = 0; bit < RQB_BPW; bit++) {
1033                         if ((rqb->rqb_bits[word] & (1ul << bit)) == 0)
1034                                 continue;
1035                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (word << RQB_L2BPW)];
1036                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq)
1037                                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1038                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1039                                         return (td);
1040                 }
1041         }
1042         return (NULL);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Attempt to steal a thread in priority order from a thread queue.
1047  */
1048 static struct thread *
1049 tdq_steal(struct tdq *tdq, int cpu)
1050 {
1051         struct thread *td;
1052
1053         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1054         if ((td = runq_steal(&tdq->tdq_realtime, cpu)) != NULL)
1055                 return (td);
1056         if ((td = runq_steal_from(&tdq->tdq_timeshare,
1057             cpu, tdq->tdq_ridx)) != NULL)
1058                 return (td);
1059         return (runq_steal(&tdq->tdq_idle, cpu));
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Sets the thread lock and ts_cpu to match the requested cpu.  Unlocks the
1064  * current lock and returns with the assigned queue locked.
1065  */
1066 static inline struct tdq *
1067 sched_setcpu(struct thread *td, int cpu, int flags)
1068 {
1069
1070         struct tdq *tdq;
1071
1072         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1073         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1074         td->td_sched->ts_cpu = cpu;
1075         /*
1076          * If the lock matches just return the queue.
1077          */
1078         if (td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq))
1079                 return (tdq);
1080 #ifdef notyet
1081         /*
1082          * If the thread isn't running its lockptr is a
1083          * turnstile or a sleepqueue.  We can just lock_set without
1084          * blocking.
1085          */
1086         if (TD_CAN_RUN(td)) {
1087                 TDQ_LOCK(tdq);
1088                 thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1089                 return (tdq);
1090         }
1091 #endif
1092         /*
1093          * The hard case, migration, we need to block the thread first to
1094          * prevent order reversals with other cpus locks.
1095          */
1096         thread_lock_block(td);
1097         TDQ_LOCK(tdq);
1098         thread_lock_unblock(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1099         return (tdq);
1100 }
1101
1102 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_intrbind, "Soft interrupt binding");
1103 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_idle_affinity, "Picked idle cpu based on affinity");
1104 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_affinity, "Picked cpu based on affinity");
1105 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_lowest, "Selected lowest load");
1106 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_local, "Migrated to current cpu");
1107 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_migration, "Selection may have caused migration");
1108
1109 static int
1110 sched_pickcpu(struct thread *td, int flags)
1111 {
1112         struct cpu_group *cg;
1113         struct td_sched *ts;
1114         struct tdq *tdq;
1115         cpumask_t mask;
1116         int self;
1117         int pri;
1118         int cpu;
1119
1120         self = PCPU_GET(cpuid);
1121         ts = td->td_sched;
1122         if (smp_started == 0)
1123                 return (self);
1124         /*
1125          * Don't migrate a running thread from sched_switch().
1126          */
1127         if ((flags & SRQ_OURSELF) || !THREAD_CAN_MIGRATE(td))
1128                 return (ts->ts_cpu);
1129         /*
1130          * Prefer to run interrupt threads on the processors that generate
1131          * the interrupt.
1132          */
1133         if (td->td_priority <= PRI_MAX_ITHD && THREAD_CAN_SCHED(td, self) &&
1134             curthread->td_intr_nesting_level && ts->ts_cpu != self) {
1135                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_intrbind);
1136                 ts->ts_cpu = self;
1137         }
1138         /*
1139          * If the thread can run on the last cpu and the affinity has not
1140          * expired or it is idle run it there.
1141          */
1142         pri = td->td_priority;
1143         tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1144         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu)) {
1145                 if (tdq->tdq_lowpri > PRI_MIN_IDLE) {
1146                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1147                         return (ts->ts_cpu);
1148                 }
1149                 if (SCHED_AFFINITY(ts, CG_SHARE_L2) && tdq->tdq_lowpri > pri) {
1150                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_affinity);
1151                         return (ts->ts_cpu);
1152                 }
1153         }
1154         /*
1155          * Search for the highest level in the tree that still has affinity.
1156          */
1157         cg = NULL;
1158         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; cg = cg->cg_parent)
1159                 if (SCHED_AFFINITY(ts, cg->cg_level))
1160                         break;
1161         cpu = -1;
1162         mask = td->td_cpuset->cs_mask.__bits[0];
1163         if (cg)
1164                 cpu = sched_lowest(cg, mask, pri);
1165         if (cpu == -1)
1166                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, -1);
1167         /*
1168          * Compare the lowest loaded cpu to current cpu.
1169          */
1170         if (THREAD_CAN_SCHED(td, self) && TDQ_CPU(self)->tdq_lowpri > pri &&
1171             TDQ_CPU(cpu)->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE) {
1172                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_local);
1173                 cpu = self;
1174         } else
1175                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1176         if (cpu != ts->ts_cpu)
1177                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_migration);
1178         KASSERT(cpu != -1, ("sched_pickcpu: Failed to find a cpu."));
1179         return (cpu);
1180 }
1181 #endif
1182
1183 /*
1184  * Pick the highest priority task we have and return it.
1185  */
1186 static struct thread *
1187 tdq_choose(struct tdq *tdq)
1188 {
1189         struct thread *td;
1190
1191         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1192         td = runq_choose(&tdq->tdq_realtime);
1193         if (td != NULL)
1194                 return (td);
1195         td = runq_choose_from(&tdq->tdq_timeshare, tdq->tdq_ridx);
1196         if (td != NULL) {
1197                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_TIMESHARE,
1198                     ("tdq_choose: Invalid priority on timeshare queue %d",
1199                     td->td_priority));
1200                 return (td);
1201         }
1202         td = runq_choose(&tdq->tdq_idle);
1203         if (td != NULL) {
1204                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_IDLE,
1205                     ("tdq_choose: Invalid priority on idle queue %d",
1206                     td->td_priority));
1207                 return (td);
1208         }
1209
1210         return (NULL);
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Initialize a thread queue.
1215  */
1216 static void
1217 tdq_setup(struct tdq *tdq)
1218 {
1219
1220         if (bootverbose)
1221                 printf("ULE: setup cpu %d\n", TDQ_ID(tdq));
1222         runq_init(&tdq->tdq_realtime);
1223         runq_init(&tdq->tdq_timeshare);
1224         runq_init(&tdq->tdq_idle);
1225         snprintf(tdq->tdq_name, sizeof(tdq->tdq_name),
1226             "sched lock %d", (int)TDQ_ID(tdq));
1227         mtx_init(&tdq->tdq_lock, tdq->tdq_name, "sched lock",
1228             MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
1229 }
1230
1231 #ifdef SMP
1232 static void
1233 sched_setup_smp(void)
1234 {
1235         struct tdq *tdq;
1236         int i;
1237
1238         cpu_top = smp_topo();
1239         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1240                 if (CPU_ABSENT(i))
1241                         continue;
1242                 tdq = TDQ_CPU(i);
1243                 tdq_setup(tdq);
1244                 tdq->tdq_cg = smp_topo_find(cpu_top, i);
1245                 if (tdq->tdq_cg == NULL)
1246                         panic("Can't find cpu group for %d\n", i);
1247         }
1248         balance_tdq = TDQ_SELF();
1249         sched_balance();
1250 }
1251 #endif
1252
1253 /*
1254  * Setup the thread queues and initialize the topology based on MD
1255  * information.
1256  */
1257 static void
1258 sched_setup(void *dummy)
1259 {
1260         struct tdq *tdq;
1261
1262         tdq = TDQ_SELF();
1263 #ifdef SMP
1264         sched_setup_smp();
1265 #else
1266         tdq_setup(tdq);
1267 #endif
1268         /*
1269          * To avoid divide-by-zero, we set realstathz a dummy value
1270          * in case which sched_clock() called before sched_initticks().
1271          */
1272         realstathz = hz;
1273         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1274         tickincr = 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
1275
1276         /* Add thread0's load since it's running. */
1277         TDQ_LOCK(tdq);
1278         thread0.td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1279         tdq_load_add(tdq, &thread0);
1280         tdq->tdq_lowpri = thread0.td_priority;
1281         TDQ_UNLOCK(tdq);
1282 }
1283
1284 /*
1285  * This routine determines the tickincr after stathz and hz are setup.
1286  */
1287 /* ARGSUSED */
1288 static void
1289 sched_initticks(void *dummy)
1290 {
1291         int incr;
1292
1293         realstathz = stathz ? stathz : hz;
1294         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1295
1296         /*
1297          * tickincr is shifted out by 10 to avoid rounding errors due to
1298          * hz not being evenly divisible by stathz on all platforms.
1299          */
1300         incr = (hz << SCHED_TICK_SHIFT) / realstathz;
1301         /*
1302          * This does not work for values of stathz that are more than
1303          * 1 << SCHED_TICK_SHIFT * hz.  In practice this does not happen.
1304          */
1305         if (incr == 0)
1306                 incr = 1;
1307         tickincr = incr;
1308 #ifdef SMP
1309         /*
1310          * Set the default balance interval now that we know
1311          * what realstathz is.
1312          */
1313         balance_interval = realstathz;
1314         /*
1315          * Set steal thresh to log2(mp_ncpu) but no greater than 4.  This
1316          * prevents excess thrashing on large machines and excess idle on
1317          * smaller machines.
1318          */
1319         steal_thresh = min(ffs(mp_ncpus) - 1, 3);
1320         affinity = SCHED_AFFINITY_DEFAULT;
1321 #endif
1322 }
1323
1324
1325 /*
1326  * This is the core of the interactivity algorithm.  Determines a score based
1327  * on past behavior.  It is the ratio of sleep time to run time scaled to
1328  * a [0, 100] integer.  This is the voluntary sleep time of a process, which
1329  * differs from the cpu usage because it does not account for time spent
1330  * waiting on a run-queue.  Would be prettier if we had floating point.
1331  */
1332 static int
1333 sched_interact_score(struct thread *td)
1334 {
1335         struct td_sched *ts;
1336         int div;
1337
1338         ts = td->td_sched;
1339         /*
1340          * The score is only needed if this is likely to be an interactive
1341          * task.  Don't go through the expense of computing it if there's
1342          * no chance.
1343          */
1344         if (sched_interact <= SCHED_INTERACT_HALF &&
1345                 ts->ts_runtime >= ts->ts_slptime)
1346                         return (SCHED_INTERACT_HALF);
1347
1348         if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1349                 div = max(1, ts->ts_runtime / SCHED_INTERACT_HALF);
1350                 return (SCHED_INTERACT_HALF +
1351                     (SCHED_INTERACT_HALF - (ts->ts_slptime / div)));
1352         }
1353         if (ts->ts_slptime > ts->ts_runtime) {
1354                 div = max(1, ts->ts_slptime / SCHED_INTERACT_HALF);
1355                 return (ts->ts_runtime / div);
1356         }
1357         /* runtime == slptime */
1358         if (ts->ts_runtime)
1359                 return (SCHED_INTERACT_HALF);
1360
1361         /*
1362          * This can happen if slptime and runtime are 0.
1363          */
1364         return (0);
1365
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Scale the scheduling priority according to the "interactivity" of this
1370  * process.
1371  */
1372 static void
1373 sched_priority(struct thread *td)
1374 {
1375         int score;
1376         int pri;
1377
1378         if (td->td_pri_class != PRI_TIMESHARE)
1379                 return;
1380         /*
1381          * If the score is interactive we place the thread in the realtime
1382          * queue with a priority that is less than kernel and interrupt
1383          * priorities.  These threads are not subject to nice restrictions.
1384          *
1385          * Scores greater than this are placed on the normal timeshare queue
1386          * where the priority is partially decided by the most recent cpu
1387          * utilization and the rest is decided by nice value.
1388          *
1389          * The nice value of the process has a linear effect on the calculated
1390          * score.  Negative nice values make it easier for a thread to be
1391          * considered interactive.
1392          */
1393         score = imax(0, sched_interact_score(td) - td->td_proc->p_nice);
1394         if (score < sched_interact) {
1395                 pri = PRI_MIN_REALTIME;
1396                 pri += ((PRI_MAX_REALTIME - PRI_MIN_REALTIME) / sched_interact)
1397                     * score;
1398                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_REALTIME && pri <= PRI_MAX_REALTIME,
1399                     ("sched_priority: invalid interactive priority %d score %d",
1400                     pri, score));
1401         } else {
1402                 pri = SCHED_PRI_MIN;
1403                 if (td->td_sched->ts_ticks)
1404                         pri += SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched);
1405                 pri += SCHED_PRI_NICE(td->td_proc->p_nice);
1406                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_TIMESHARE && pri <= PRI_MAX_TIMESHARE,
1407                     ("sched_priority: invalid priority %d: nice %d, " 
1408                     "ticks %d ftick %d ltick %d tick pri %d",
1409                     pri, td->td_proc->p_nice, td->td_sched->ts_ticks,
1410                     td->td_sched->ts_ftick, td->td_sched->ts_ltick,
1411                     SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched)));
1412         }
1413         sched_user_prio(td, pri);
1414
1415         return;
1416 }
1417
1418 /*
1419  * This routine enforces a maximum limit on the amount of scheduling history
1420  * kept.  It is called after either the slptime or runtime is adjusted.  This
1421  * function is ugly due to integer math.
1422  */
1423 static void
1424 sched_interact_update(struct thread *td)
1425 {
1426         struct td_sched *ts;
1427         u_int sum;
1428
1429         ts = td->td_sched;
1430         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1431         if (sum < SCHED_SLP_RUN_MAX)
1432                 return;
1433         /*
1434          * This only happens from two places:
1435          * 1) We have added an unusual amount of run time from fork_exit.
1436          * 2) We have added an unusual amount of sleep time from sched_sleep().
1437          */
1438         if (sum > SCHED_SLP_RUN_MAX * 2) {
1439                 if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1440                         ts->ts_runtime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1441                         ts->ts_slptime = 1;
1442                 } else {
1443                         ts->ts_slptime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1444                         ts->ts_runtime = 1;
1445                 }
1446                 return;
1447         }
1448         /*
1449          * If we have exceeded by more than 1/5th then the algorithm below
1450          * will not bring us back into range.  Dividing by two here forces
1451          * us into the range of [4/5 * SCHED_INTERACT_MAX, SCHED_INTERACT_MAX]
1452          */
1453         if (sum > (SCHED_SLP_RUN_MAX / 5) * 6) {
1454                 ts->ts_runtime /= 2;
1455                 ts->ts_slptime /= 2;
1456                 return;
1457         }
1458         ts->ts_runtime = (ts->ts_runtime / 5) * 4;
1459         ts->ts_slptime = (ts->ts_slptime / 5) * 4;
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Scale back the interactivity history when a child thread is created.  The
1464  * history is inherited from the parent but the thread may behave totally
1465  * differently.  For example, a shell spawning a compiler process.  We want
1466  * to learn that the compiler is behaving badly very quickly.
1467  */
1468 static void
1469 sched_interact_fork(struct thread *td)
1470 {
1471         int ratio;
1472         int sum;
1473
1474         sum = td->td_sched->ts_runtime + td->td_sched->ts_slptime;
1475         if (sum > SCHED_SLP_RUN_FORK) {
1476                 ratio = sum / SCHED_SLP_RUN_FORK;
1477                 td->td_sched->ts_runtime /= ratio;
1478                 td->td_sched->ts_slptime /= ratio;
1479         }
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Called from proc0_init() to setup the scheduler fields.
1484  */
1485 void
1486 schedinit(void)
1487 {
1488
1489         /*
1490          * Set up the scheduler specific parts of proc0.
1491          */
1492         proc0.p_sched = NULL; /* XXX */
1493         thread0.td_sched = &td_sched0;
1494         td_sched0.ts_ltick = ticks;
1495         td_sched0.ts_ftick = ticks;
1496         td_sched0.ts_slice = sched_slice;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * This is only somewhat accurate since given many processes of the same
1501  * priority they will switch when their slices run out, which will be
1502  * at most sched_slice stathz ticks.
1503  */
1504 int
1505 sched_rr_interval(void)
1506 {
1507
1508         /* Convert sched_slice to hz */
1509         return (hz/(realstathz/sched_slice));
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Update the percent cpu tracking information when it is requested or
1514  * the total history exceeds the maximum.  We keep a sliding history of
1515  * tick counts that slowly decays.  This is less precise than the 4BSD
1516  * mechanism since it happens with less regular and frequent events.
1517  */
1518 static void
1519 sched_pctcpu_update(struct td_sched *ts)
1520 {
1521
1522         if (ts->ts_ticks == 0)
1523                 return;
1524         if (ticks - (hz / 10) < ts->ts_ltick &&
1525             SCHED_TICK_TOTAL(ts) < SCHED_TICK_MAX)
1526                 return;
1527         /*
1528          * Adjust counters and watermark for pctcpu calc.
1529          */
1530         if (ts->ts_ltick > ticks - SCHED_TICK_TARG)
1531                 ts->ts_ticks = (ts->ts_ticks / (ticks - ts->ts_ftick)) *
1532                             SCHED_TICK_TARG;
1533         else
1534                 ts->ts_ticks = 0;
1535         ts->ts_ltick = ticks;
1536         ts->ts_ftick = ts->ts_ltick - SCHED_TICK_TARG;
1537 }
1538
1539 /*
1540  * Adjust the priority of a thread.  Move it to the appropriate run-queue
1541  * if necessary.  This is the back-end for several priority related
1542  * functions.
1543  */
1544 static void
1545 sched_thread_priority(struct thread *td, u_char prio)
1546 {
1547         struct td_sched *ts;
1548         struct tdq *tdq;
1549         int oldpri;
1550
1551         CTR6(KTR_SCHED, "sched_prio: %p(%s) prio %d newprio %d by %p(%s)",
1552             td, td->td_name, td->td_priority, prio, curthread,
1553             curthread->td_name);
1554         ts = td->td_sched;
1555         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1556         if (td->td_priority == prio)
1557                 return;
1558         /*
1559          * If the priority has been elevated due to priority
1560          * propagation, we may have to move ourselves to a new
1561          * queue.  This could be optimized to not re-add in some
1562          * cases.
1563          */
1564         if (TD_ON_RUNQ(td) && prio < td->td_priority) {
1565                 sched_rem(td);
1566                 td->td_priority = prio;
1567                 sched_add(td, SRQ_BORROWING);
1568                 return;
1569         }
1570         /*
1571          * If the thread is currently running we may have to adjust the lowpri
1572          * information so other cpus are aware of our current priority.
1573          */
1574         if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1575                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1576                 oldpri = td->td_priority;
1577                 td->td_priority = prio;
1578                 if (prio < tdq->tdq_lowpri)
1579                         tdq->tdq_lowpri = prio;
1580                 else if (tdq->tdq_lowpri == oldpri)
1581                         tdq_setlowpri(tdq, td);
1582                 return;
1583         }
1584         td->td_priority = prio;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
1589  * priority.
1590  */
1591 void
1592 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1593 {
1594
1595         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
1596         sched_thread_priority(td, prio);
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Restore a thread's priority when priority propagation is
1601  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
1602  * needs to have to satisfy other possible priority lending
1603  * requests.  If the thread's regular priority is less
1604  * important than prio, the thread will keep a priority boost
1605  * of prio.
1606  */
1607 void
1608 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1609 {
1610         u_char base_pri;
1611
1612         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
1613             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
1614                 base_pri = td->td_user_pri;
1615         else
1616                 base_pri = td->td_base_pri;
1617         if (prio >= base_pri) {
1618                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
1619                 sched_thread_priority(td, base_pri);
1620         } else
1621                 sched_lend_prio(td, prio);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Standard entry for setting the priority to an absolute value.
1626  */
1627 void
1628 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
1629 {
1630         u_char oldprio;
1631
1632         /* First, update the base priority. */
1633         td->td_base_pri = prio;
1634
1635         /*
1636          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't
1637          * ever lower the priority.
1638          */
1639         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
1640                 return;
1641
1642         /* Change the real priority. */
1643         oldprio = td->td_priority;
1644         sched_thread_priority(td, prio);
1645
1646         /*
1647          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
1648          * its state.
1649          */
1650         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
1651                 turnstile_adjust(td, oldprio);
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Set the base user priority, does not effect current running priority.
1656  */
1657 void
1658 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1659 {
1660         u_char oldprio;
1661
1662         td->td_base_user_pri = prio;
1663         if (td->td_flags & TDF_UBORROWING && td->td_user_pri <= prio)
1664                 return;
1665         oldprio = td->td_user_pri;
1666         td->td_user_pri = prio;
1667 }
1668
1669 void
1670 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1671 {
1672         u_char oldprio;
1673
1674         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1675         td->td_flags |= TDF_UBORROWING;
1676         oldprio = td->td_user_pri;
1677         td->td_user_pri = prio;
1678 }
1679
1680 void
1681 sched_unlend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1682 {
1683         u_char base_pri;
1684
1685         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1686         base_pri = td->td_base_user_pri;
1687         if (prio >= base_pri) {
1688                 td->td_flags &= ~TDF_UBORROWING;
1689                 sched_user_prio(td, base_pri);
1690         } else {
1691                 sched_lend_user_prio(td, prio);
1692         }
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Block a thread for switching.  Similar to thread_block() but does not
1697  * bump the spin count.
1698  */
1699 static inline struct mtx *
1700 thread_block_switch(struct thread *td)
1701 {
1702         struct mtx *lock;
1703
1704         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1705         lock = td->td_lock;
1706         td->td_lock = &blocked_lock;
1707         mtx_unlock_spin(lock);
1708
1709         return (lock);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Handle migration from sched_switch().  This happens only for
1714  * cpu binding.
1715  */
1716 static struct mtx *
1717 sched_switch_migrate(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
1718 {
1719         struct tdq *tdn;
1720
1721         tdn = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
1722 #ifdef SMP
1723         tdq_load_rem(tdq, td);
1724         /*
1725          * Do the lock dance required to avoid LOR.  We grab an extra
1726          * spinlock nesting to prevent preemption while we're
1727          * not holding either run-queue lock.
1728          */
1729         spinlock_enter();
1730         thread_block_switch(td);        /* This releases the lock on tdq. */
1731         TDQ_LOCK(tdn);
1732         tdq_add(tdn, td, flags);
1733         tdq_notify(tdn, td);
1734         /*
1735          * After we unlock tdn the new cpu still can't switch into this
1736          * thread until we've unblocked it in cpu_switch().  The lock
1737          * pointers may match in the case of HTT cores.  Don't unlock here
1738          * or we can deadlock when the other CPU runs the IPI handler.
1739          */
1740         if (TDQ_LOCKPTR(tdn) != TDQ_LOCKPTR(tdq)) {
1741                 TDQ_UNLOCK(tdn);
1742                 TDQ_LOCK(tdq);
1743         }
1744         spinlock_exit();
1745 #endif
1746         return (TDQ_LOCKPTR(tdn));
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Release a thread that was blocked with thread_block_switch().
1751  */
1752 static inline void
1753 thread_unblock_switch(struct thread *td, struct mtx *mtx)
1754 {
1755         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&td->td_lock,
1756             (uintptr_t)mtx);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Switch threads.  This function has to handle threads coming in while
1761  * blocked for some reason, running, or idle.  It also must deal with
1762  * migrating a thread from one queue to another as running threads may
1763  * be assigned elsewhere via binding.
1764  */
1765 void
1766 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
1767 {
1768         struct tdq *tdq;
1769         struct td_sched *ts;
1770         struct mtx *mtx;
1771         int srqflag;
1772         int cpuid;
1773
1774         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1775         KASSERT(newtd == NULL, ("sched_switch: Unsupported newtd argument"));
1776
1777         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1778         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1779         ts = td->td_sched;
1780         mtx = td->td_lock;
1781         ts->ts_rltick = ticks;
1782         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
1783         td->td_oncpu = NOCPU;
1784         td->td_flags &= ~TDF_NEEDRESCHED;
1785         td->td_owepreempt = 0;
1786         tdq->tdq_switchcnt++;
1787         /*
1788          * The lock pointer in an idle thread should never change.  Reset it
1789          * to CAN_RUN as well.
1790          */
1791         if (TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
1792                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1793                 TD_SET_CAN_RUN(td);
1794         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1795                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1796                 srqflag = (flags & SW_PREEMPT) ?
1797                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
1798                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING;
1799                 if (ts->ts_cpu == cpuid)
1800                         tdq_runq_add(tdq, td, srqflag);
1801                 else
1802                         mtx = sched_switch_migrate(tdq, td, srqflag);
1803         } else {
1804                 /* This thread must be going to sleep. */
1805                 TDQ_LOCK(tdq);
1806                 mtx = thread_block_switch(td);
1807                 tdq_load_rem(tdq, td);
1808         }
1809         /*
1810          * We enter here with the thread blocked and assigned to the
1811          * appropriate cpu run-queue or sleep-queue and with the current
1812          * thread-queue locked.
1813          */
1814         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
1815         newtd = choosethread();
1816         /*
1817          * Call the MD code to switch contexts if necessary.
1818          */
1819         if (td != newtd) {
1820 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1821                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1822                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
1823 #endif
1824                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
1825                 TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
1826                 cpu_switch(td, newtd, mtx);
1827                 /*
1828                  * We may return from cpu_switch on a different cpu.  However,
1829                  * we always return with td_lock pointing to the current cpu's
1830                  * run queue lock.
1831                  */
1832                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1833                 tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1834                 lock_profile_obtain_lock_success(
1835                     &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
1836 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1837                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1838                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
1839 #endif
1840         } else
1841                 thread_unblock_switch(td, mtx);
1842         /*
1843          * Assert that all went well and return.
1844          */
1845         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
1846         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1847         td->td_oncpu = cpuid;
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Adjust thread priorities as a result of a nice request.
1852  */
1853 void
1854 sched_nice(struct proc *p, int nice)
1855 {
1856         struct thread *td;
1857
1858         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1859
1860         p->p_nice = nice;
1861         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1862                 thread_lock(td);
1863                 sched_priority(td);
1864                 sched_prio(td, td->td_base_user_pri);
1865                 thread_unlock(td);
1866         }
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Record the sleep time for the interactivity scorer.
1871  */
1872 void
1873 sched_sleep(struct thread *td, int prio)
1874 {
1875
1876         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1877
1878         td->td_slptick = ticks;
1879         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || prio <= PSOCK)
1880                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
1881         if (static_boost == 1 && prio)
1882                 sched_prio(td, prio);
1883         else if (static_boost && td->td_priority > static_boost)
1884                 sched_prio(td, static_boost);
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Schedule a thread to resume execution and record how long it voluntarily
1889  * slept.  We also update the pctcpu, interactivity, and priority.
1890  */
1891 void
1892 sched_wakeup(struct thread *td)
1893 {
1894         struct td_sched *ts;
1895         int slptick;
1896
1897         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1898         ts = td->td_sched;
1899         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
1900         /*
1901          * If we slept for more than a tick update our interactivity and
1902          * priority.
1903          */
1904         slptick = td->td_slptick;
1905         td->td_slptick = 0;
1906         if (slptick && slptick != ticks) {
1907                 u_int hzticks;
1908
1909                 hzticks = (ticks - slptick) << SCHED_TICK_SHIFT;
1910                 ts->ts_slptime += hzticks;
1911                 sched_interact_update(td);
1912                 sched_pctcpu_update(ts);
1913         }
1914         /* Reset the slice value after we sleep. */
1915         ts->ts_slice = sched_slice;
1916         sched_add(td, SRQ_BORING);
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Penalize the parent for creating a new child and initialize the child's
1921  * priority.
1922  */
1923 void
1924 sched_fork(struct thread *td, struct thread *child)
1925 {
1926         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1927         sched_fork_thread(td, child);
1928         /*
1929          * Penalize the parent and child for forking.
1930          */
1931         sched_interact_fork(child);
1932         sched_priority(child);
1933         td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
1934         sched_interact_update(td);
1935         sched_priority(td);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Fork a new thread, may be within the same process.
1940  */
1941 void
1942 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *child)
1943 {
1944         struct td_sched *ts;
1945         struct td_sched *ts2;
1946
1947         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1948         /*
1949          * Initialize child.
1950          */
1951         ts = td->td_sched;
1952         ts2 = child->td_sched;
1953         child->td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1954         child->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
1955         ts2->ts_cpu = ts->ts_cpu;
1956         ts2->ts_flags = 0;
1957         /*
1958          * Grab our parents cpu estimation information and priority.
1959          */
1960         ts2->ts_ticks = ts->ts_ticks;
1961         ts2->ts_ltick = ts->ts_ltick;
1962         ts2->ts_ftick = ts->ts_ftick;
1963         child->td_user_pri = td->td_user_pri;
1964         child->td_base_user_pri = td->td_base_user_pri;
1965         /*
1966          * And update interactivity score.
1967          */
1968         ts2->ts_slptime = ts->ts_slptime;
1969         ts2->ts_runtime = ts->ts_runtime;
1970         ts2->ts_slice = 1;      /* Attempt to quickly learn interactivity. */
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Adjust the priority class of a thread.
1975  */
1976 void
1977 sched_class(struct thread *td, int class)
1978 {
1979
1980         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1981         if (td->td_pri_class == class)
1982                 return;
1983         td->td_pri_class = class;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Return some of the child's priority and interactivity to the parent.
1988  */
1989 void
1990 sched_exit(struct proc *p, struct thread *child)
1991 {
1992         struct thread *td;
1993         
1994         CTR3(KTR_SCHED, "sched_exit: %p(%s) prio %d",
1995             child, child->td_name, child->td_priority);
1996
1997         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1998         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
1999         sched_exit_thread(td, child);
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Penalize another thread for the time spent on this one.  This helps to
2004  * worsen the priority and interactivity of processes which schedule batch
2005  * jobs such as make.  This has little effect on the make process itself but
2006  * causes new processes spawned by it to receive worse scores immediately.
2007  */
2008 void
2009 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2010 {
2011
2012         CTR3(KTR_SCHED, "sched_exit_thread: %p(%s) prio %d",
2013             child, child->td_name, child->td_priority);
2014
2015         /*
2016          * Give the child's runtime to the parent without returning the
2017          * sleep time as a penalty to the parent.  This causes shells that
2018          * launch expensive things to mark their children as expensive.
2019          */
2020         thread_lock(td);
2021         td->td_sched->ts_runtime += child->td_sched->ts_runtime;
2022         sched_interact_update(td);
2023         sched_priority(td);
2024         thread_unlock(td);
2025 }
2026
2027 void
2028 sched_preempt(struct thread *td)
2029 {
2030         struct tdq *tdq;
2031
2032         thread_lock(td);
2033         tdq = TDQ_SELF();
2034         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2035         tdq->tdq_ipipending = 0;
2036         if (td->td_priority > tdq->tdq_lowpri) {
2037                 int flags;
2038
2039                 flags = SW_INVOL | SW_PREEMPT;
2040                 if (td->td_critnest > 1)
2041                         td->td_owepreempt = 1;
2042                 else if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2043                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEWAKEIDLE, NULL);
2044                 else
2045                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEPREEMPT, NULL);
2046         }
2047         thread_unlock(td);
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Fix priorities on return to user-space.  Priorities may be elevated due
2052  * to static priorities in msleep() or similar.
2053  */
2054 void
2055 sched_userret(struct thread *td)
2056 {
2057         /*
2058          * XXX we cheat slightly on the locking here to avoid locking in  
2059          * the usual case.  Setting td_priority here is essentially an
2060          * incomplete workaround for not setting it properly elsewhere.
2061          * Now that some interrupt handlers are threads, not setting it
2062          * properly elsewhere can clobber it in the window between setting
2063          * it here and returning to user mode, so don't waste time setting
2064          * it perfectly here.
2065          */
2066         KASSERT((td->td_flags & TDF_BORROWING) == 0,
2067             ("thread with borrowed priority returning to userland"));
2068         if (td->td_priority != td->td_user_pri) {
2069                 thread_lock(td);
2070                 td->td_priority = td->td_user_pri;
2071                 td->td_base_pri = td->td_user_pri;
2072                 tdq_setlowpri(TDQ_SELF(), td);
2073                 thread_unlock(td);
2074         }
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Handle a stathz tick.  This is really only relevant for timeshare
2079  * threads.
2080  */
2081 void
2082 sched_clock(struct thread *td)
2083 {
2084         struct tdq *tdq;
2085         struct td_sched *ts;
2086
2087         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2088         tdq = TDQ_SELF();
2089 #ifdef SMP
2090         /*
2091          * We run the long term load balancer infrequently on the first cpu.
2092          */
2093         if (balance_tdq == tdq) {
2094                 if (balance_ticks && --balance_ticks == 0)
2095                         sched_balance();
2096         }
2097 #endif
2098         /*
2099          * Save the old switch count so we have a record of the last ticks
2100          * activity.   Initialize the new switch count based on our load.
2101          * If there is some activity seed it to reflect that.
2102          */
2103         tdq->tdq_oldswitchcnt = tdq->tdq_switchcnt;
2104         tdq->tdq_switchcnt = tdq->tdq_load;
2105         /*
2106          * Advance the insert index once for each tick to ensure that all
2107          * threads get a chance to run.
2108          */
2109         if (tdq->tdq_idx == tdq->tdq_ridx) {
2110                 tdq->tdq_idx = (tdq->tdq_idx + 1) % RQ_NQS;
2111                 if (TAILQ_EMPTY(&tdq->tdq_timeshare.rq_queues[tdq->tdq_ridx]))
2112                         tdq->tdq_ridx = tdq->tdq_idx;
2113         }
2114         ts = td->td_sched;
2115         if (td->td_pri_class & PRI_FIFO_BIT)
2116                 return;
2117         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE) {
2118                 /*
2119                  * We used a tick; charge it to the thread so
2120                  * that we can compute our interactivity.
2121                  */
2122                 td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
2123                 sched_interact_update(td);
2124                 sched_priority(td);
2125         }
2126         /*
2127          * We used up one time slice.
2128          */
2129         if (--ts->ts_slice > 0)
2130                 return;
2131         /*
2132          * We're out of time, force a requeue at userret().
2133          */
2134         ts->ts_slice = sched_slice;
2135         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Called once per hz tick.  Used for cpu utilization information.  This
2140  * is easier than trying to scale based on stathz.
2141  */
2142 void
2143 sched_tick(void)
2144 {
2145         struct td_sched *ts;
2146
2147         ts = curthread->td_sched;
2148         /* Adjust ticks for pctcpu */
2149         ts->ts_ticks += 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
2150         ts->ts_ltick = ticks;
2151         /*
2152          * Update if we've exceeded our desired tick threshhold by over one
2153          * second.
2154          */
2155         if (ts->ts_ftick + SCHED_TICK_MAX < ts->ts_ltick)
2156                 sched_pctcpu_update(ts);
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Return whether the current CPU has runnable tasks.  Used for in-kernel
2161  * cooperative idle threads.
2162  */
2163 int
2164 sched_runnable(void)
2165 {
2166         struct tdq *tdq;
2167         int load;
2168
2169         load = 1;
2170
2171         tdq = TDQ_SELF();
2172         if ((curthread->td_flags & TDF_IDLETD) != 0) {
2173                 if (tdq->tdq_load > 0)
2174                         goto out;
2175         } else
2176                 if (tdq->tdq_load - 1 > 0)
2177                         goto out;
2178         load = 0;
2179 out:
2180         return (load);
2181 }
2182
2183 /*
2184  * Choose the highest priority thread to run.  The thread is removed from
2185  * the run-queue while running however the load remains.  For SMP we set
2186  * the tdq in the global idle bitmask if it idles here.
2187  */
2188 struct thread *
2189 sched_choose(void)
2190 {
2191         struct thread *td;
2192         struct tdq *tdq;
2193
2194         tdq = TDQ_SELF();
2195         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2196         td = tdq_choose(tdq);
2197         if (td) {
2198                 td->td_sched->ts_ltick = ticks;
2199                 tdq_runq_rem(tdq, td);
2200                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2201                 return (td);
2202         }
2203         tdq->tdq_lowpri = PRI_MAX_IDLE;
2204         return (PCPU_GET(idlethread));
2205 }
2206
2207 /*
2208  * Set owepreempt if necessary.  Preemption never happens directly in ULE,
2209  * we always request it once we exit a critical section.
2210  */
2211 static inline void
2212 sched_setpreempt(struct thread *td)
2213 {
2214         struct thread *ctd;
2215         int cpri;
2216         int pri;
2217
2218         THREAD_LOCK_ASSERT(curthread, MA_OWNED);
2219
2220         ctd = curthread;
2221         pri = td->td_priority;
2222         cpri = ctd->td_priority;
2223         if (pri < cpri)
2224                 ctd->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2225         if (panicstr != NULL || pri >= cpri || cold || TD_IS_INHIBITED(ctd))
2226                 return;
2227         if (!sched_shouldpreempt(pri, cpri, 0))
2228                 return;
2229         ctd->td_owepreempt = 1;
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Add a thread to a thread queue.  Select the appropriate runq and add the
2234  * thread to it.  This is the internal function called when the tdq is
2235  * predetermined.
2236  */
2237 void
2238 tdq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2239 {
2240
2241         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2242         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
2243             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
2244         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
2245             ("sched_add: bad thread state"));
2246         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
2247             ("sched_add: thread swapped out"));
2248
2249         if (td->td_priority < tdq->tdq_lowpri)
2250                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2251         tdq_runq_add(tdq, td, flags);
2252         tdq_load_add(tdq, td);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Select the target thread queue and add a thread to it.  Request
2257  * preemption or IPI a remote processor if required.
2258  */
2259 void
2260 sched_add(struct thread *td, int flags)
2261 {
2262         struct tdq *tdq;
2263 #ifdef SMP
2264         int cpu;
2265 #endif
2266         CTR5(KTR_SCHED, "sched_add: %p(%s) prio %d by %p(%s)",
2267             td, td->td_name, td->td_priority, curthread,
2268             curthread->td_name);
2269         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2270         /*
2271          * Recalculate the priority before we select the target cpu or
2272          * run-queue.
2273          */
2274         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
2275                 sched_priority(td);
2276 #ifdef SMP
2277         /*
2278          * Pick the destination cpu and if it isn't ours transfer to the
2279          * target cpu.
2280          */
2281         cpu = sched_pickcpu(td, flags);
2282         tdq = sched_setcpu(td, cpu, flags);
2283         tdq_add(tdq, td, flags);
2284         if (cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
2285                 tdq_notify(tdq, td);
2286                 return;
2287         }
2288 #else
2289         tdq = TDQ_SELF();
2290         TDQ_LOCK(tdq);
2291         /*
2292          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
2293          * to the scheduler's lock.
2294          */
2295         thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2296         tdq_add(tdq, td, flags);
2297 #endif
2298         if (!(flags & SRQ_YIELDING))
2299                 sched_setpreempt(td);
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Remove a thread from a run-queue without running it.  This is used
2304  * when we're stealing a thread from a remote queue.  Otherwise all threads
2305  * exit by calling sched_exit_thread() and sched_throw() themselves.
2306  */
2307 void
2308 sched_rem(struct thread *td)
2309 {
2310         struct tdq *tdq;
2311
2312         CTR5(KTR_SCHED, "sched_rem: %p(%s) prio %d by %p(%s)",
2313             td, td->td_name, td->td_priority, curthread,
2314             curthread->td_name);
2315         tdq = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
2316         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2317         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2318         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
2319             ("sched_rem: thread not on run queue"));
2320         tdq_runq_rem(tdq, td);
2321         tdq_load_rem(tdq, td);
2322         TD_SET_CAN_RUN(td);
2323         if (td->td_priority == tdq->tdq_lowpri)
2324                 tdq_setlowpri(tdq, NULL);
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Fetch cpu utilization information.  Updates on demand.
2329  */
2330 fixpt_t
2331 sched_pctcpu(struct thread *td)
2332 {
2333         fixpt_t pctcpu;
2334         struct td_sched *ts;
2335
2336         pctcpu = 0;
2337         ts = td->td_sched;
2338         if (ts == NULL)
2339                 return (0);
2340
2341         thread_lock(td);
2342         if (ts->ts_ticks) {
2343                 int rtick;
2344
2345                 sched_pctcpu_update(ts);
2346                 /* How many rtick per second ? */
2347                 rtick = min(SCHED_TICK_HZ(ts) / SCHED_TICK_SECS, hz);
2348                 pctcpu = (FSCALE * ((FSCALE * rtick)/hz)) >> FSHIFT;
2349         }
2350         thread_unlock(td);
2351
2352         return (pctcpu);
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Enforce affinity settings for a thread.  Called after adjustments to
2357  * cpumask.
2358  */
2359 void
2360 sched_affinity(struct thread *td)
2361 {
2362 #ifdef SMP
2363         struct td_sched *ts;
2364         int cpu;
2365
2366         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2367         ts = td->td_sched;
2368         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2369                 return;
2370         if (!TD_IS_RUNNING(td))
2371                 return;
2372         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2373         if (!THREAD_CAN_MIGRATE(td))
2374                 return;
2375         /*
2376          * Assign the new cpu and force a switch before returning to
2377          * userspace.  If the target thread is not running locally send
2378          * an ipi to force the issue.
2379          */
2380         cpu = ts->ts_cpu;
2381         ts->ts_cpu = sched_pickcpu(td, 0);
2382         if (cpu != PCPU_GET(cpuid))
2383                 ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
2384 #endif
2385 }
2386
2387 /*
2388  * Bind a thread to a target cpu.
2389  */
2390 void
2391 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
2392 {
2393         struct td_sched *ts;
2394
2395         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
2396         ts = td->td_sched;
2397         if (ts->ts_flags & TSF_BOUND)
2398                 sched_unbind(td);
2399         ts->ts_flags |= TSF_BOUND;
2400         sched_pin();
2401         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
2402                 return;
2403         ts->ts_cpu = cpu;
2404         /* When we return from mi_switch we'll be on the correct cpu. */
2405         mi_switch(SW_VOL, NULL);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Release a bound thread.
2410  */
2411 void
2412 sched_unbind(struct thread *td)
2413 {
2414         struct td_sched *ts;
2415
2416         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2417         ts = td->td_sched;
2418         if ((ts->ts_flags & TSF_BOUND) == 0)
2419                 return;
2420         ts->ts_flags &= ~TSF_BOUND;
2421         sched_unpin();
2422 }
2423
2424 int
2425 sched_is_bound(struct thread *td)
2426 {
2427         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2428         return (td->td_sched->ts_flags & TSF_BOUND);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Basic yield call.
2433  */
2434 void
2435 sched_relinquish(struct thread *td)
2436 {
2437         thread_lock(td);
2438         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH, NULL);
2439         thread_unlock(td);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Return the total system load.
2444  */
2445 int
2446 sched_load(void)
2447 {
2448 #ifdef SMP
2449         int total;
2450         int i;
2451
2452         total = 0;
2453         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
2454                 total += TDQ_CPU(i)->tdq_sysload;
2455         return (total);
2456 #else
2457         return (TDQ_SELF()->tdq_sysload);
2458 #endif
2459 }
2460
2461 int
2462 sched_sizeof_proc(void)
2463 {
2464         return (sizeof(struct proc));
2465 }
2466
2467 int
2468 sched_sizeof_thread(void)
2469 {
2470         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
2471 }
2472
2473 /*
2474  * The actual idle process.
2475  */
2476 void
2477 sched_idletd(void *dummy)
2478 {
2479         struct thread *td;
2480         struct tdq *tdq;
2481         int switchcnt;
2482         int i;
2483
2484         td = curthread;
2485         tdq = TDQ_SELF();
2486         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
2487         /* ULE relies on preemption for idle interruption. */
2488         for (;;) {
2489                 tdq->tdq_idlestate = TDQ_RUNNING;
2490 #ifdef SMP
2491                 if (tdq_idled(tdq) == 0)
2492                         continue;
2493 #endif
2494                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2495                 /*
2496                  * If we're switching very frequently, spin while checking
2497                  * for load rather than entering a low power state that 
2498                  * requires an IPI.
2499                  */
2500                 if (switchcnt > sched_idlespinthresh) {
2501                         for (i = 0; i < sched_idlespins; i++) {
2502                                 if (tdq->tdq_load)
2503                                         break;
2504                                 cpu_spinwait();
2505                         }
2506                 }
2507                 /*
2508                  * We must set our state to IDLE before checking
2509                  * tdq_load for the last time to avoid a race with
2510                  * tdq_notify().
2511                  */
2512                 if (tdq->tdq_load == 0) {
2513                         switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2514                         tdq->tdq_idlestate = TDQ_IDLE;
2515                         if (tdq->tdq_load == 0)
2516                                 cpu_idle(switchcnt > 1);
2517                 }
2518                 if (tdq->tdq_load) {
2519                         thread_lock(td);
2520                         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
2521                         thread_unlock(td);
2522                 }
2523         }
2524 }
2525
2526 /*
2527  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
2528  */
2529 void
2530 sched_throw(struct thread *td)
2531 {
2532         struct thread *newtd;
2533         struct tdq *tdq;
2534
2535         tdq = TDQ_SELF();
2536         if (td == NULL) {
2537                 /* Correct spinlock nesting and acquire the correct lock. */
2538                 TDQ_LOCK(tdq);
2539                 spinlock_exit();
2540         } else {
2541                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2542                 tdq_load_rem(tdq, td);
2543                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
2544         }
2545         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
2546         newtd = choosethread();
2547         TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
2548         PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
2549         PCPU_SET(switchticks, ticks);
2550         cpu_throw(td, newtd);           /* doesn't return */
2551 }
2552
2553 /*
2554  * This is called from fork_exit().  Just acquire the correct locks and
2555  * let fork do the rest of the work.
2556  */
2557 void
2558 sched_fork_exit(struct thread *td)
2559 {
2560         struct td_sched *ts;
2561         struct tdq *tdq;
2562         int cpuid;
2563
2564         /*
2565          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
2566          * non-nested critical section with the scheduler lock held.
2567          */
2568         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2569         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
2570         ts = td->td_sched;
2571         if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2572                 td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2573         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2574         td->td_oncpu = cpuid;
2575         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
2576         lock_profile_obtain_lock_success(
2577             &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
2578 }
2579
2580 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RW, 0, "Scheduler");
2581 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "ULE", 0,
2582     "Scheduler name");
2583 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, slice, CTLFLAG_RW, &sched_slice, 0,
2584     "Slice size for timeshare threads");
2585 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, interact, CTLFLAG_RW, &sched_interact, 0,
2586      "Interactivity score threshold");
2587 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, preempt_thresh, CTLFLAG_RW, &preempt_thresh,
2588      0,"Min priority for preemption, lower priorities have greater precedence");
2589 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, static_boost, CTLFLAG_RW, &static_boost,
2590      0,"Controls whether static kernel priorities are assigned to sleeping threads.");
2591 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespins, CTLFLAG_RW, &sched_idlespins,
2592      0,"Number of times idle will spin waiting for new work.");
2593 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespinthresh, CTLFLAG_RW, &sched_idlespinthresh,
2594      0,"Threshold before we will permit idle spinning.");
2595 #ifdef SMP
2596 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, affinity, CTLFLAG_RW, &affinity, 0,
2597     "Number of hz ticks to keep thread affinity for");
2598 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance, CTLFLAG_RW, &rebalance, 0,
2599     "Enables the long-term load balancer");
2600 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance_interval, CTLFLAG_RW,
2601     &balance_interval, 0,
2602     "Average frequency in stathz ticks to run the long-term balancer");
2603 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_htt, CTLFLAG_RW, &steal_htt, 0,
2604     "Steals work from another hyper-threaded core on idle");
2605 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_idle, CTLFLAG_RW, &steal_idle, 0,
2606     "Attempts to steal work from other cores before idling");
2607 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_thresh, CTLFLAG_RW, &steal_thresh, 0,
2608     "Minimum load on remote cpu before we'll steal");
2609 #endif
2610
2611 /* ps compat.  All cpu percentages from ULE are weighted. */
2612 static int ccpu = 0;
2613 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");