]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/sched_ule.c
bitset: rename confusing macro NAND to ANDNOT
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / sched_ule.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2002-2007, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
12  *    disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
27  */
28
29 /*
30  * This file implements the ULE scheduler.  ULE supports independent CPU
31  * run queues and fine grain locking.  It has superior interactive
32  * performance under load even on uni-processor systems.
33  *
34  * etymology:
35  *   ULE is the last three letters in schedule.  It owes its name to a
36  * generic user created for a scheduling system by Paul Mikesell at
37  * Isilon Systems and a general lack of creativity on the part of the author.
38  */
39
40 #include <sys/cdefs.h>
41 __FBSDID("$FreeBSD$");
42
43 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
44 #include "opt_sched.h"
45
46 #include <sys/param.h>
47 #include <sys/systm.h>
48 #include <sys/kdb.h>
49 #include <sys/kernel.h>
50 #include <sys/ktr.h>
51 #include <sys/limits.h>
52 #include <sys/lock.h>
53 #include <sys/mutex.h>
54 #include <sys/proc.h>
55 #include <sys/resource.h>
56 #include <sys/resourcevar.h>
57 #include <sys/sched.h>
58 #include <sys/sdt.h>
59 #include <sys/smp.h>
60 #include <sys/sx.h>
61 #include <sys/sysctl.h>
62 #include <sys/sysproto.h>
63 #include <sys/turnstile.h>
64 #include <sys/umtx.h>
65 #include <sys/vmmeter.h>
66 #include <sys/cpuset.h>
67 #include <sys/sbuf.h>
68
69 #ifdef HWPMC_HOOKS
70 #include <sys/pmckern.h>
71 #endif
72
73 #ifdef KDTRACE_HOOKS
74 #include <sys/dtrace_bsd.h>
75 int __read_mostly               dtrace_vtime_active;
76 dtrace_vtime_switch_func_t      dtrace_vtime_switch_func;
77 #endif
78
79 #include <machine/cpu.h>
80 #include <machine/smp.h>
81
82 #define KTR_ULE 0
83
84 #define TS_NAME_LEN (MAXCOMLEN + sizeof(" td ") + sizeof(__XSTRING(UINT_MAX)))
85 #define TDQ_NAME_LEN    (sizeof("sched lock ") + sizeof(__XSTRING(MAXCPU)))
86 #define TDQ_LOADNAME_LEN        (sizeof("CPU ") + sizeof(__XSTRING(MAXCPU)) - 1 + sizeof(" load"))
87
88 /*
89  * Thread scheduler specific section.  All fields are protected
90  * by the thread lock.
91  */
92 struct td_sched {       
93         struct runq     *ts_runq;       /* Run-queue we're queued on. */
94         short           ts_flags;       /* TSF_* flags. */
95         int             ts_cpu;         /* CPU that we have affinity for. */
96         int             ts_rltick;      /* Real last tick, for affinity. */
97         int             ts_slice;       /* Ticks of slice remaining. */
98         u_int           ts_slptime;     /* Number of ticks we vol. slept */
99         u_int           ts_runtime;     /* Number of ticks we were running */
100         int             ts_ltick;       /* Last tick that we were running on */
101         int             ts_ftick;       /* First tick that we were running on */
102         int             ts_ticks;       /* Tick count */
103 #ifdef KTR
104         char            ts_name[TS_NAME_LEN];
105 #endif
106 };
107 /* flags kept in ts_flags */
108 #define TSF_BOUND       0x0001          /* Thread can not migrate. */
109 #define TSF_XFERABLE    0x0002          /* Thread was added as transferable. */
110
111 #define THREAD_CAN_MIGRATE(td)  ((td)->td_pinned == 0)
112 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
113     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
114
115 _Static_assert(sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched) <=
116     sizeof(struct thread0_storage),
117     "increase struct thread0_storage.t0st_sched size");
118
119 /*
120  * Priority ranges used for interactive and non-interactive timeshare
121  * threads.  The timeshare priorities are split up into four ranges.
122  * The first range handles interactive threads.  The last three ranges
123  * (NHALF, x, and NHALF) handle non-interactive threads with the outer
124  * ranges supporting nice values.
125  */
126 #define PRI_TIMESHARE_RANGE     (PRI_MAX_TIMESHARE - PRI_MIN_TIMESHARE + 1)
127 #define PRI_INTERACT_RANGE      ((PRI_TIMESHARE_RANGE - SCHED_PRI_NRESV) / 2)
128 #define PRI_BATCH_RANGE         (PRI_TIMESHARE_RANGE - PRI_INTERACT_RANGE)
129
130 #define PRI_MIN_INTERACT        PRI_MIN_TIMESHARE
131 #define PRI_MAX_INTERACT        (PRI_MIN_TIMESHARE + PRI_INTERACT_RANGE - 1)
132 #define PRI_MIN_BATCH           (PRI_MIN_TIMESHARE + PRI_INTERACT_RANGE)
133 #define PRI_MAX_BATCH           PRI_MAX_TIMESHARE
134
135 /*
136  * Cpu percentage computation macros and defines.
137  *
138  * SCHED_TICK_SECS:     Number of seconds to average the cpu usage across.
139  * SCHED_TICK_TARG:     Number of hz ticks to average the cpu usage across.
140  * SCHED_TICK_MAX:      Maximum number of ticks before scaling back.
141  * SCHED_TICK_SHIFT:    Shift factor to avoid rounding away results.
142  * SCHED_TICK_HZ:       Compute the number of hz ticks for a given ticks count.
143  * SCHED_TICK_TOTAL:    Gives the amount of time we've been recording ticks.
144  */
145 #define SCHED_TICK_SECS         10
146 #define SCHED_TICK_TARG         (hz * SCHED_TICK_SECS)
147 #define SCHED_TICK_MAX          (SCHED_TICK_TARG + hz)
148 #define SCHED_TICK_SHIFT        10
149 #define SCHED_TICK_HZ(ts)       ((ts)->ts_ticks >> SCHED_TICK_SHIFT)
150 #define SCHED_TICK_TOTAL(ts)    (max((ts)->ts_ltick - (ts)->ts_ftick, hz))
151
152 /*
153  * These macros determine priorities for non-interactive threads.  They are
154  * assigned a priority based on their recent cpu utilization as expressed
155  * by the ratio of ticks to the tick total.  NHALF priorities at the start
156  * and end of the MIN to MAX timeshare range are only reachable with negative
157  * or positive nice respectively.
158  *
159  * PRI_RANGE:   Priority range for utilization dependent priorities.
160  * PRI_NRESV:   Number of nice values.
161  * PRI_TICKS:   Compute a priority in PRI_RANGE from the ticks count and total.
162  * PRI_NICE:    Determines the part of the priority inherited from nice.
163  */
164 #define SCHED_PRI_NRESV         (PRIO_MAX - PRIO_MIN)
165 #define SCHED_PRI_NHALF         (SCHED_PRI_NRESV / 2)
166 #define SCHED_PRI_MIN           (PRI_MIN_BATCH + SCHED_PRI_NHALF)
167 #define SCHED_PRI_MAX           (PRI_MAX_BATCH - SCHED_PRI_NHALF)
168 #define SCHED_PRI_RANGE         (SCHED_PRI_MAX - SCHED_PRI_MIN + 1)
169 #define SCHED_PRI_TICKS(ts)                                             \
170     (SCHED_TICK_HZ((ts)) /                                              \
171     (roundup(SCHED_TICK_TOTAL((ts)), SCHED_PRI_RANGE) / SCHED_PRI_RANGE))
172 #define SCHED_PRI_NICE(nice)    (nice)
173
174 /*
175  * These determine the interactivity of a process.  Interactivity differs from
176  * cpu utilization in that it expresses the voluntary time slept vs time ran
177  * while cpu utilization includes all time not running.  This more accurately
178  * models the intent of the thread.
179  *
180  * SLP_RUN_MAX: Maximum amount of sleep time + run time we'll accumulate
181  *              before throttling back.
182  * SLP_RUN_FORK:        Maximum slp+run time to inherit at fork time.
183  * INTERACT_MAX:        Maximum interactivity value.  Smaller is better.
184  * INTERACT_THRESH:     Threshold for placement on the current runq.
185  */
186 #define SCHED_SLP_RUN_MAX       ((hz * 5) << SCHED_TICK_SHIFT)
187 #define SCHED_SLP_RUN_FORK      ((hz / 2) << SCHED_TICK_SHIFT)
188 #define SCHED_INTERACT_MAX      (100)
189 #define SCHED_INTERACT_HALF     (SCHED_INTERACT_MAX / 2)
190 #define SCHED_INTERACT_THRESH   (30)
191
192 /*
193  * These parameters determine the slice behavior for batch work.
194  */
195 #define SCHED_SLICE_DEFAULT_DIVISOR     10      /* ~94 ms, 12 stathz ticks. */
196 #define SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR         6       /* DEFAULT/MIN = ~16 ms. */
197
198 /* Flags kept in td_flags. */
199 #define TDF_SLICEEND    TDF_SCHED2      /* Thread time slice is over. */
200
201 /*
202  * tickincr:            Converts a stathz tick into a hz domain scaled by
203  *                      the shift factor.  Without the shift the error rate
204  *                      due to rounding would be unacceptably high.
205  * realstathz:          stathz is sometimes 0 and run off of hz.
206  * sched_slice:         Runtime of each thread before rescheduling.
207  * preempt_thresh:      Priority threshold for preemption and remote IPIs.
208  */
209 static int __read_mostly sched_interact = SCHED_INTERACT_THRESH;
210 static int __read_mostly tickincr = 8 << SCHED_TICK_SHIFT;
211 static int __read_mostly realstathz = 127;      /* reset during boot. */
212 static int __read_mostly sched_slice = 10;      /* reset during boot. */
213 static int __read_mostly sched_slice_min = 1;   /* reset during boot. */
214 #ifdef PREEMPTION
215 #ifdef FULL_PREEMPTION
216 static int __read_mostly preempt_thresh = PRI_MAX_IDLE;
217 #else
218 static int __read_mostly preempt_thresh = PRI_MIN_KERN;
219 #endif
220 #else 
221 static int __read_mostly preempt_thresh = 0;
222 #endif
223 static int __read_mostly static_boost = PRI_MIN_BATCH;
224 static int __read_mostly sched_idlespins = 10000;
225 static int __read_mostly sched_idlespinthresh = -1;
226
227 /*
228  * tdq - per processor runqs and statistics.  All fields are protected by the
229  * tdq_lock.  The load and lowpri may be accessed without to avoid excess
230  * locking in sched_pickcpu();
231  */
232 struct tdq {
233         /* 
234          * Ordered to improve efficiency of cpu_search() and switch().
235          * tdq_lock is padded to avoid false sharing with tdq_load and
236          * tdq_cpu_idle.
237          */
238         struct mtx_padalign tdq_lock;           /* run queue lock. */
239         struct cpu_group *tdq_cg;               /* Pointer to cpu topology. */
240         volatile int    tdq_load;               /* Aggregate load. */
241         volatile int    tdq_cpu_idle;           /* cpu_idle() is active. */
242         int             tdq_sysload;            /* For loadavg, !ITHD load. */
243         volatile int    tdq_transferable;       /* Transferable thread count. */
244         volatile short  tdq_switchcnt;          /* Switches this tick. */
245         volatile short  tdq_oldswitchcnt;       /* Switches last tick. */
246         u_char          tdq_lowpri;             /* Lowest priority thread. */
247         u_char          tdq_owepreempt;         /* Remote preemption pending. */
248         u_char          tdq_idx;                /* Current insert index. */
249         u_char          tdq_ridx;               /* Current removal index. */
250         int             tdq_id;                 /* cpuid. */
251         struct runq     tdq_realtime;           /* real-time run queue. */
252         struct runq     tdq_timeshare;          /* timeshare run queue. */
253         struct runq     tdq_idle;               /* Queue of IDLE threads. */
254         char            tdq_name[TDQ_NAME_LEN];
255 #ifdef KTR
256         char            tdq_loadname[TDQ_LOADNAME_LEN];
257 #endif
258 } __aligned(64);
259
260 /* Idle thread states and config. */
261 #define TDQ_RUNNING     1
262 #define TDQ_IDLE        2
263
264 #ifdef SMP
265 struct cpu_group __read_mostly *cpu_top;                /* CPU topology */
266
267 #define SCHED_AFFINITY_DEFAULT  (max(1, hz / 1000))
268 #define SCHED_AFFINITY(ts, t)   ((ts)->ts_rltick > ticks - ((t) * affinity))
269
270 /*
271  * Run-time tunables.
272  */
273 static int rebalance = 1;
274 static int balance_interval = 128;      /* Default set in sched_initticks(). */
275 static int __read_mostly affinity;
276 static int __read_mostly steal_idle = 1;
277 static int __read_mostly steal_thresh = 2;
278 static int __read_mostly always_steal = 0;
279 static int __read_mostly trysteal_limit = 2;
280
281 /*
282  * One thread queue per processor.
283  */
284 static struct tdq __read_mostly *balance_tdq;
285 static int balance_ticks;
286 DPCPU_DEFINE_STATIC(struct tdq, tdq);
287 DPCPU_DEFINE_STATIC(uint32_t, randomval);
288
289 #define TDQ_SELF()      ((struct tdq *)PCPU_GET(sched))
290 #define TDQ_CPU(x)      (DPCPU_ID_PTR((x), tdq))
291 #define TDQ_ID(x)       ((x)->tdq_id)
292 #else   /* !SMP */
293 static struct tdq       tdq_cpu;
294
295 #define TDQ_ID(x)       (0)
296 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu)
297 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu)
298 #endif
299
300 #define TDQ_LOCK_ASSERT(t, type)        mtx_assert(TDQ_LOCKPTR((t)), (type))
301 #define TDQ_LOCK(t)             mtx_lock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
302 #define TDQ_LOCK_FLAGS(t, f)    mtx_lock_spin_flags(TDQ_LOCKPTR((t)), (f))
303 #define TDQ_UNLOCK(t)           mtx_unlock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
304 #define TDQ_LOCKPTR(t)          ((struct mtx *)(&(t)->tdq_lock))
305
306 static void sched_priority(struct thread *);
307 static void sched_thread_priority(struct thread *, u_char);
308 static int sched_interact_score(struct thread *);
309 static void sched_interact_update(struct thread *);
310 static void sched_interact_fork(struct thread *);
311 static void sched_pctcpu_update(struct td_sched *, int);
312
313 /* Operations on per processor queues */
314 static struct thread *tdq_choose(struct tdq *);
315 static void tdq_setup(struct tdq *, int i);
316 static void tdq_load_add(struct tdq *, struct thread *);
317 static void tdq_load_rem(struct tdq *, struct thread *);
318 static __inline void tdq_runq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
319 static __inline void tdq_runq_rem(struct tdq *, struct thread *);
320 static inline int sched_shouldpreempt(int, int, int);
321 void tdq_print(int cpu);
322 static void runq_print(struct runq *rq);
323 static void tdq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
324 #ifdef SMP
325 static struct thread *tdq_move(struct tdq *, struct tdq *);
326 static int tdq_idled(struct tdq *);
327 static void tdq_notify(struct tdq *, struct thread *);
328 static struct thread *tdq_steal(struct tdq *, int);
329 static struct thread *runq_steal(struct runq *, int);
330 static int sched_pickcpu(struct thread *, int);
331 static void sched_balance(void);
332 static int sched_balance_pair(struct tdq *, struct tdq *);
333 static inline struct tdq *sched_setcpu(struct thread *, int, int);
334 static inline void thread_unblock_switch(struct thread *, struct mtx *);
335 static struct mtx *sched_switch_migrate(struct tdq *, struct thread *, int);
336 static int sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
337 static int sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, 
338     struct cpu_group *cg, int indent);
339 #endif
340
341 static void sched_setup(void *dummy);
342 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
343
344 static void sched_initticks(void *dummy);
345 SYSINIT(sched_initticks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_THIRD, sched_initticks,
346     NULL);
347
348 SDT_PROVIDER_DEFINE(sched);
349
350 SDT_PROBE_DEFINE3(sched, , , change__pri, "struct thread *", 
351     "struct proc *", "uint8_t");
352 SDT_PROBE_DEFINE3(sched, , , dequeue, "struct thread *", 
353     "struct proc *", "void *");
354 SDT_PROBE_DEFINE4(sched, , , enqueue, "struct thread *", 
355     "struct proc *", "void *", "int");
356 SDT_PROBE_DEFINE4(sched, , , lend__pri, "struct thread *", 
357     "struct proc *", "uint8_t", "struct thread *");
358 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , load__change, "int", "int");
359 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , off__cpu, "struct thread *", 
360     "struct proc *");
361 SDT_PROBE_DEFINE(sched, , , on__cpu);
362 SDT_PROBE_DEFINE(sched, , , remain__cpu);
363 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , surrender, "struct thread *", 
364     "struct proc *");
365
366 /*
367  * Print the threads waiting on a run-queue.
368  */
369 static void
370 runq_print(struct runq *rq)
371 {
372         struct rqhead *rqh;
373         struct thread *td;
374         int pri;
375         int j;
376         int i;
377
378         for (i = 0; i < RQB_LEN; i++) {
379                 printf("\t\trunq bits %d 0x%zx\n",
380                     i, rq->rq_status.rqb_bits[i]);
381                 for (j = 0; j < RQB_BPW; j++)
382                         if (rq->rq_status.rqb_bits[i] & (1ul << j)) {
383                                 pri = j + (i << RQB_L2BPW);
384                                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
385                                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
386                                         printf("\t\t\ttd %p(%s) priority %d rqindex %d pri %d\n",
387                                             td, td->td_name, td->td_priority,
388                                             td->td_rqindex, pri);
389                                 }
390                         }
391         }
392 }
393
394 /*
395  * Print the status of a per-cpu thread queue.  Should be a ddb show cmd.
396  */
397 void
398 tdq_print(int cpu)
399 {
400         struct tdq *tdq;
401
402         tdq = TDQ_CPU(cpu);
403
404         printf("tdq %d:\n", TDQ_ID(tdq));
405         printf("\tlock            %p\n", TDQ_LOCKPTR(tdq));
406         printf("\tLock name:      %s\n", tdq->tdq_name);
407         printf("\tload:           %d\n", tdq->tdq_load);
408         printf("\tswitch cnt:     %d\n", tdq->tdq_switchcnt);
409         printf("\told switch cnt: %d\n", tdq->tdq_oldswitchcnt);
410         printf("\ttimeshare idx:  %d\n", tdq->tdq_idx);
411         printf("\ttimeshare ridx: %d\n", tdq->tdq_ridx);
412         printf("\tload transferable: %d\n", tdq->tdq_transferable);
413         printf("\tlowest priority:   %d\n", tdq->tdq_lowpri);
414         printf("\trealtime runq:\n");
415         runq_print(&tdq->tdq_realtime);
416         printf("\ttimeshare runq:\n");
417         runq_print(&tdq->tdq_timeshare);
418         printf("\tidle runq:\n");
419         runq_print(&tdq->tdq_idle);
420 }
421
422 static inline int
423 sched_shouldpreempt(int pri, int cpri, int remote)
424 {
425         /*
426          * If the new priority is not better than the current priority there is
427          * nothing to do.
428          */
429         if (pri >= cpri)
430                 return (0);
431         /*
432          * Always preempt idle.
433          */
434         if (cpri >= PRI_MIN_IDLE)
435                 return (1);
436         /*
437          * If preemption is disabled don't preempt others.
438          */
439         if (preempt_thresh == 0)
440                 return (0);
441         /*
442          * Preempt if we exceed the threshold.
443          */
444         if (pri <= preempt_thresh)
445                 return (1);
446         /*
447          * If we're interactive or better and there is non-interactive
448          * or worse running preempt only remote processors.
449          */
450         if (remote && pri <= PRI_MAX_INTERACT && cpri > PRI_MAX_INTERACT)
451                 return (1);
452         return (0);
453 }
454
455 /*
456  * Add a thread to the actual run-queue.  Keeps transferable counts up to
457  * date with what is actually on the run-queue.  Selects the correct
458  * queue position for timeshare threads.
459  */
460 static __inline void
461 tdq_runq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
462 {
463         struct td_sched *ts;
464         u_char pri;
465
466         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
467         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
468
469         pri = td->td_priority;
470         ts = td_get_sched(td);
471         TD_SET_RUNQ(td);
472         if (THREAD_CAN_MIGRATE(td)) {
473                 tdq->tdq_transferable++;
474                 ts->ts_flags |= TSF_XFERABLE;
475         }
476         if (pri < PRI_MIN_BATCH) {
477                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_realtime;
478         } else if (pri <= PRI_MAX_BATCH) {
479                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_timeshare;
480                 KASSERT(pri <= PRI_MAX_BATCH && pri >= PRI_MIN_BATCH,
481                         ("Invalid priority %d on timeshare runq", pri));
482                 /*
483                  * This queue contains only priorities between MIN and MAX
484                  * realtime.  Use the whole queue to represent these values.
485                  */
486                 if ((flags & (SRQ_BORROWING|SRQ_PREEMPTED)) == 0) {
487                         pri = RQ_NQS * (pri - PRI_MIN_BATCH) / PRI_BATCH_RANGE;
488                         pri = (pri + tdq->tdq_idx) % RQ_NQS;
489                         /*
490                          * This effectively shortens the queue by one so we
491                          * can have a one slot difference between idx and
492                          * ridx while we wait for threads to drain.
493                          */
494                         if (tdq->tdq_ridx != tdq->tdq_idx &&
495                             pri == tdq->tdq_ridx)
496                                 pri = (unsigned char)(pri - 1) % RQ_NQS;
497                 } else
498                         pri = tdq->tdq_ridx;
499                 runq_add_pri(ts->ts_runq, td, pri, flags);
500                 return;
501         } else
502                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_idle;
503         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
504 }
505
506 /* 
507  * Remove a thread from a run-queue.  This typically happens when a thread
508  * is selected to run.  Running threads are not on the queue and the
509  * transferable count does not reflect them.
510  */
511 static __inline void
512 tdq_runq_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
513 {
514         struct td_sched *ts;
515
516         ts = td_get_sched(td);
517         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
518         KASSERT(ts->ts_runq != NULL,
519             ("tdq_runq_remove: thread %p null ts_runq", td));
520         if (ts->ts_flags & TSF_XFERABLE) {
521                 tdq->tdq_transferable--;
522                 ts->ts_flags &= ~TSF_XFERABLE;
523         }
524         if (ts->ts_runq == &tdq->tdq_timeshare) {
525                 if (tdq->tdq_idx != tdq->tdq_ridx)
526                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, &tdq->tdq_ridx);
527                 else
528                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, NULL);
529         } else
530                 runq_remove(ts->ts_runq, td);
531 }
532
533 /*
534  * Load is maintained for all threads RUNNING and ON_RUNQ.  Add the load
535  * for this thread to the referenced thread queue.
536  */
537 static void
538 tdq_load_add(struct tdq *tdq, struct thread *td)
539 {
540
541         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
542         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
543
544         tdq->tdq_load++;
545         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
546                 tdq->tdq_sysload++;
547         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
548         SDT_PROBE2(sched, , , load__change, (int)TDQ_ID(tdq), tdq->tdq_load);
549 }
550
551 /*
552  * Remove the load from a thread that is transitioning to a sleep state or
553  * exiting.
554  */
555 static void
556 tdq_load_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
557 {
558
559         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
560         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
561         KASSERT(tdq->tdq_load != 0,
562             ("tdq_load_rem: Removing with 0 load on queue %d", TDQ_ID(tdq)));
563
564         tdq->tdq_load--;
565         if ((td->td_flags & TDF_NOLOAD) == 0)
566                 tdq->tdq_sysload--;
567         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
568         SDT_PROBE2(sched, , , load__change, (int)TDQ_ID(tdq), tdq->tdq_load);
569 }
570
571 /*
572  * Bound timeshare latency by decreasing slice size as load increases.  We
573  * consider the maximum latency as the sum of the threads waiting to run
574  * aside from curthread and target no more than sched_slice latency but
575  * no less than sched_slice_min runtime.
576  */
577 static inline int
578 tdq_slice(struct tdq *tdq)
579 {
580         int load;
581
582         /*
583          * It is safe to use sys_load here because this is called from
584          * contexts where timeshare threads are running and so there
585          * cannot be higher priority load in the system.
586          */
587         load = tdq->tdq_sysload - 1;
588         if (load >= SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR)
589                 return (sched_slice_min);
590         if (load <= 1)
591                 return (sched_slice);
592         return (sched_slice / load);
593 }
594
595 /*
596  * Set lowpri to its exact value by searching the run-queue and
597  * evaluating curthread.  curthread may be passed as an optimization.
598  */
599 static void
600 tdq_setlowpri(struct tdq *tdq, struct thread *ctd)
601 {
602         struct thread *td;
603
604         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
605         if (ctd == NULL)
606                 ctd = pcpu_find(TDQ_ID(tdq))->pc_curthread;
607         td = tdq_choose(tdq);
608         if (td == NULL || td->td_priority > ctd->td_priority)
609                 tdq->tdq_lowpri = ctd->td_priority;
610         else
611                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
612 }
613
614 #ifdef SMP
615 /*
616  * We need some randomness. Implement a classic Linear Congruential
617  * Generator X_{n+1}=(aX_n+c) mod m. These values are optimized for
618  * m = 2^32, a = 69069 and c = 5. We only return the upper 16 bits
619  * of the random state (in the low bits of our answer) to keep
620  * the maximum randomness.
621  */
622 static uint32_t
623 sched_random(void)
624 {
625         uint32_t *rndptr;
626
627         rndptr = DPCPU_PTR(randomval);
628         *rndptr = *rndptr * 69069 + 5;
629
630         return (*rndptr >> 16);
631 }
632
633 struct cpu_search {
634         cpuset_t cs_mask;
635         u_int   cs_prefer;
636         int     cs_pri;         /* Min priority for low. */
637         int     cs_limit;       /* Max load for low, min load for high. */
638         int     cs_cpu;
639         int     cs_load;
640 };
641
642 #define CPU_SEARCH_LOWEST       0x1
643 #define CPU_SEARCH_HIGHEST      0x2
644 #define CPU_SEARCH_BOTH         (CPU_SEARCH_LOWEST|CPU_SEARCH_HIGHEST)
645
646 static __always_inline int cpu_search(const struct cpu_group *cg,
647     struct cpu_search *low, struct cpu_search *high, const int match);
648 int __noinline cpu_search_lowest(const struct cpu_group *cg,
649     struct cpu_search *low);
650 int __noinline cpu_search_highest(const struct cpu_group *cg,
651     struct cpu_search *high);
652 int __noinline cpu_search_both(const struct cpu_group *cg,
653     struct cpu_search *low, struct cpu_search *high);
654
655 /*
656  * Search the tree of cpu_groups for the lowest or highest loaded cpu
657  * according to the match argument.  This routine actually compares the
658  * load on all paths through the tree and finds the least loaded cpu on
659  * the least loaded path, which may differ from the least loaded cpu in
660  * the system.  This balances work among caches and buses.
661  *
662  * This inline is instantiated in three forms below using constants for the
663  * match argument.  It is reduced to the minimum set for each case.  It is
664  * also recursive to the depth of the tree.
665  */
666 static __always_inline int
667 cpu_search(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
668     struct cpu_search *high, const int match)
669 {
670         struct cpu_search lgroup;
671         struct cpu_search hgroup;
672         cpuset_t cpumask;
673         struct cpu_group *child;
674         struct tdq *tdq;
675         int cpu, i, hload, lload, load, total, rnd;
676
677         total = 0;
678         cpumask = cg->cg_mask;
679         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
680                 lload = INT_MAX;
681                 lgroup = *low;
682         }
683         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) {
684                 hload = INT_MIN;
685                 hgroup = *high;
686         }
687
688         /* Iterate through the child CPU groups and then remaining CPUs. */
689         for (i = cg->cg_children, cpu = mp_maxid; ; ) {
690                 if (i == 0) {
691 #ifdef HAVE_INLINE_FFSL
692                         cpu = CPU_FFS(&cpumask) - 1;
693 #else
694                         while (cpu >= 0 && !CPU_ISSET(cpu, &cpumask))
695                                 cpu--;
696 #endif
697                         if (cpu < 0)
698                                 break;
699                         child = NULL;
700                 } else
701                         child = &cg->cg_child[i - 1];
702
703                 if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
704                         lgroup.cs_cpu = -1;
705                 if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
706                         hgroup.cs_cpu = -1;
707                 if (child) {                    /* Handle child CPU group. */
708                         CPU_ANDNOT(&cpumask, &child->cg_mask);
709                         switch (match) {
710                         case CPU_SEARCH_LOWEST:
711                                 load = cpu_search_lowest(child, &lgroup);
712                                 break;
713                         case CPU_SEARCH_HIGHEST:
714                                 load = cpu_search_highest(child, &hgroup);
715                                 break;
716                         case CPU_SEARCH_BOTH:
717                                 load = cpu_search_both(child, &lgroup, &hgroup);
718                                 break;
719                         }
720                 } else {                        /* Handle child CPU. */
721                         CPU_CLR(cpu, &cpumask);
722                         tdq = TDQ_CPU(cpu);
723                         load = tdq->tdq_load * 256;
724                         rnd = sched_random() % 32;
725                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
726                                 if (cpu == low->cs_prefer)
727                                         load -= 64;
728                                 /* If that CPU is allowed and get data. */
729                                 if (tdq->tdq_lowpri > lgroup.cs_pri &&
730                                     tdq->tdq_load <= lgroup.cs_limit &&
731                                     CPU_ISSET(cpu, &lgroup.cs_mask)) {
732                                         lgroup.cs_cpu = cpu;
733                                         lgroup.cs_load = load - rnd;
734                                 }
735                         }
736                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
737                                 if (tdq->tdq_load >= hgroup.cs_limit &&
738                                     tdq->tdq_transferable &&
739                                     CPU_ISSET(cpu, &hgroup.cs_mask)) {
740                                         hgroup.cs_cpu = cpu;
741                                         hgroup.cs_load = load - rnd;
742                                 }
743                 }
744                 total += load;
745
746                 /* We have info about child item. Compare it. */
747                 if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
748                         if (lgroup.cs_cpu >= 0 &&
749                             (load < lload ||
750                              (load == lload && lgroup.cs_load < low->cs_load))) {
751                                 lload = load;
752                                 low->cs_cpu = lgroup.cs_cpu;
753                                 low->cs_load = lgroup.cs_load;
754                         }
755                 }
756                 if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
757                         if (hgroup.cs_cpu >= 0 &&
758                             (load > hload ||
759                              (load == hload && hgroup.cs_load > high->cs_load))) {
760                                 hload = load;
761                                 high->cs_cpu = hgroup.cs_cpu;
762                                 high->cs_load = hgroup.cs_load;
763                         }
764                 if (child) {
765                         i--;
766                         if (i == 0 && CPU_EMPTY(&cpumask))
767                                 break;
768                 }
769 #ifndef HAVE_INLINE_FFSL
770                 else
771                         cpu--;
772 #endif
773         }
774         return (total);
775 }
776
777 /*
778  * cpu_search instantiations must pass constants to maintain the inline
779  * optimization.
780  */
781 int
782 cpu_search_lowest(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low)
783 {
784         return cpu_search(cg, low, NULL, CPU_SEARCH_LOWEST);
785 }
786
787 int
788 cpu_search_highest(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high)
789 {
790         return cpu_search(cg, NULL, high, CPU_SEARCH_HIGHEST);
791 }
792
793 int
794 cpu_search_both(const struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
795     struct cpu_search *high)
796 {
797         return cpu_search(cg, low, high, CPU_SEARCH_BOTH);
798 }
799
800 /*
801  * Find the cpu with the least load via the least loaded path that has a
802  * lowpri greater than pri  pri.  A pri of -1 indicates any priority is
803  * acceptable.
804  */
805 static inline int
806 sched_lowest(const struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int pri, int maxload,
807     int prefer)
808 {
809         struct cpu_search low;
810
811         low.cs_cpu = -1;
812         low.cs_prefer = prefer;
813         low.cs_mask = mask;
814         low.cs_pri = pri;
815         low.cs_limit = maxload;
816         cpu_search_lowest(cg, &low);
817         return low.cs_cpu;
818 }
819
820 /*
821  * Find the cpu with the highest load via the highest loaded path.
822  */
823 static inline int
824 sched_highest(const struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int minload)
825 {
826         struct cpu_search high;
827
828         high.cs_cpu = -1;
829         high.cs_mask = mask;
830         high.cs_limit = minload;
831         cpu_search_highest(cg, &high);
832         return high.cs_cpu;
833 }
834
835 static void
836 sched_balance_group(struct cpu_group *cg)
837 {
838         struct tdq *tdq;
839         cpuset_t hmask, lmask;
840         int high, low, anylow;
841
842         CPU_FILL(&hmask);
843         for (;;) {
844                 high = sched_highest(cg, hmask, 2);
845                 /* Stop if there is no more CPU with transferrable threads. */
846                 if (high == -1)
847                         break;
848                 CPU_CLR(high, &hmask);
849                 CPU_COPY(&hmask, &lmask);
850                 /* Stop if there is no more CPU left for low. */
851                 if (CPU_EMPTY(&lmask))
852                         break;
853                 anylow = 1;
854                 tdq = TDQ_CPU(high);
855 nextlow:
856                 low = sched_lowest(cg, lmask, -1, tdq->tdq_load - 1, high);
857                 /* Stop if we looked well and found no less loaded CPU. */
858                 if (anylow && low == -1)
859                         break;
860                 /* Go to next high if we found no less loaded CPU. */
861                 if (low == -1)
862                         continue;
863                 /* Transfer thread from high to low. */
864                 if (sched_balance_pair(tdq, TDQ_CPU(low))) {
865                         /* CPU that got thread can no longer be a donor. */
866                         CPU_CLR(low, &hmask);
867                 } else {
868                         /*
869                          * If failed, then there is no threads on high
870                          * that can run on this low. Drop low from low
871                          * mask and look for different one.
872                          */
873                         CPU_CLR(low, &lmask);
874                         anylow = 0;
875                         goto nextlow;
876                 }
877         }
878 }
879
880 static void
881 sched_balance(void)
882 {
883         struct tdq *tdq;
884
885         balance_ticks = max(balance_interval / 2, 1) +
886             (sched_random() % balance_interval);
887         tdq = TDQ_SELF();
888         TDQ_UNLOCK(tdq);
889         sched_balance_group(cpu_top);
890         TDQ_LOCK(tdq);
891 }
892
893 /*
894  * Lock two thread queues using their address to maintain lock order.
895  */
896 static void
897 tdq_lock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
898 {
899         if (one < two) {
900                 TDQ_LOCK(one);
901                 TDQ_LOCK_FLAGS(two, MTX_DUPOK);
902         } else {
903                 TDQ_LOCK(two);
904                 TDQ_LOCK_FLAGS(one, MTX_DUPOK);
905         }
906 }
907
908 /*
909  * Unlock two thread queues.  Order is not important here.
910  */
911 static void
912 tdq_unlock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
913 {
914         TDQ_UNLOCK(one);
915         TDQ_UNLOCK(two);
916 }
917
918 /*
919  * Transfer load between two imbalanced thread queues.
920  */
921 static int
922 sched_balance_pair(struct tdq *high, struct tdq *low)
923 {
924         struct thread *td;
925         int cpu;
926
927         tdq_lock_pair(high, low);
928         td = NULL;
929         /*
930          * Transfer a thread from high to low.
931          */
932         if (high->tdq_transferable != 0 && high->tdq_load > low->tdq_load &&
933             (td = tdq_move(high, low)) != NULL) {
934                 /*
935                  * In case the target isn't the current cpu notify it of the
936                  * new load, possibly sending an IPI to force it to reschedule.
937                  */
938                 cpu = TDQ_ID(low);
939                 if (cpu != PCPU_GET(cpuid))
940                         tdq_notify(low, td);
941         }
942         tdq_unlock_pair(high, low);
943         return (td != NULL);
944 }
945
946 /*
947  * Move a thread from one thread queue to another.
948  */
949 static struct thread *
950 tdq_move(struct tdq *from, struct tdq *to)
951 {
952         struct td_sched *ts;
953         struct thread *td;
954         struct tdq *tdq;
955         int cpu;
956
957         TDQ_LOCK_ASSERT(from, MA_OWNED);
958         TDQ_LOCK_ASSERT(to, MA_OWNED);
959
960         tdq = from;
961         cpu = TDQ_ID(to);
962         td = tdq_steal(tdq, cpu);
963         if (td == NULL)
964                 return (NULL);
965         ts = td_get_sched(td);
966         /*
967          * Although the run queue is locked the thread may be blocked.  Lock
968          * it to clear this and acquire the run-queue lock.
969          */
970         thread_lock(td);
971         /* Drop recursive lock on from acquired via thread_lock(). */
972         TDQ_UNLOCK(from);
973         sched_rem(td);
974         ts->ts_cpu = cpu;
975         td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(to);
976         tdq_add(to, td, SRQ_YIELDING);
977         return (td);
978 }
979
980 /*
981  * This tdq has idled.  Try to steal a thread from another cpu and switch
982  * to it.
983  */
984 static int
985 tdq_idled(struct tdq *tdq)
986 {
987         struct cpu_group *cg;
988         struct tdq *steal;
989         cpuset_t mask;
990         int cpu, switchcnt;
991
992         if (smp_started == 0 || steal_idle == 0 || tdq->tdq_cg == NULL)
993                 return (1);
994         CPU_FILL(&mask);
995         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
996     restart:
997         switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
998         for (cg = tdq->tdq_cg; ; ) {
999                 cpu = sched_highest(cg, mask, steal_thresh);
1000                 /*
1001                  * We were assigned a thread but not preempted.  Returning
1002                  * 0 here will cause our caller to switch to it.
1003                  */
1004                 if (tdq->tdq_load)
1005                         return (0);
1006                 if (cpu == -1) {
1007                         cg = cg->cg_parent;
1008                         if (cg == NULL)
1009                                 return (1);
1010                         continue;
1011                 }
1012                 steal = TDQ_CPU(cpu);
1013                 /*
1014                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1015                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread.
1016                  *
1017                  * Testing this ahead of tdq_lock_pair() only catches
1018                  * this situation about 20% of the time on an 8 core
1019                  * 16 thread Ryzen 7, but it still helps performance.
1020                  */
1021                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1022                     steal->tdq_transferable == 0)
1023                         goto restart;
1024                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
1025                 /*
1026                  * We were assigned a thread while waiting for the locks.
1027                  * Switch to it now instead of stealing a thread.
1028                  */
1029                 if (tdq->tdq_load)
1030                         break;
1031                 /*
1032                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1033                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread, or
1034                  * we were preempted and the CPU loading info may be out
1035                  * of date.  The latter is rare.  In either case restart
1036                  * the search.
1037                  */
1038                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1039                     steal->tdq_transferable == 0 ||
1040                     switchcnt != tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt) {
1041                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
1042                         goto restart;
1043                 }
1044                 /*
1045                  * Steal the thread and switch to it.
1046                  */
1047                 if (tdq_move(steal, tdq) != NULL)
1048                         break;
1049                 /*
1050                  * We failed to acquire a thread even though it looked
1051                  * like one was available.  This could be due to affinity
1052                  * restrictions or for other reasons.  Loop again after
1053                  * removing this CPU from the set.  The restart logic
1054                  * above does not restore this CPU to the set due to the
1055                  * likelyhood of failing here again.
1056                  */
1057                 CPU_CLR(cpu, &mask);
1058                 tdq_unlock_pair(tdq, steal);
1059         }
1060         TDQ_UNLOCK(steal);
1061         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
1062         thread_unlock(curthread);
1063         return (0);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Notify a remote cpu of new work.  Sends an IPI if criteria are met.
1068  */
1069 static void
1070 tdq_notify(struct tdq *tdq, struct thread *td)
1071 {
1072         struct thread *ctd;
1073         int pri;
1074         int cpu;
1075
1076         if (tdq->tdq_owepreempt)
1077                 return;
1078         cpu = td_get_sched(td)->ts_cpu;
1079         pri = td->td_priority;
1080         ctd = pcpu_find(cpu)->pc_curthread;
1081         if (!sched_shouldpreempt(pri, ctd->td_priority, 1))
1082                 return;
1083
1084         /*
1085          * Make sure that our caller's earlier update to tdq_load is
1086          * globally visible before we read tdq_cpu_idle.  Idle thread
1087          * accesses both of them without locks, and the order is important.
1088          */
1089         atomic_thread_fence_seq_cst();
1090
1091         if (TD_IS_IDLETHREAD(ctd)) {
1092                 /*
1093                  * If the MD code has an idle wakeup routine try that before
1094                  * falling back to IPI.
1095                  */
1096                 if (!tdq->tdq_cpu_idle || cpu_idle_wakeup(cpu))
1097                         return;
1098         }
1099
1100         /*
1101          * The run queues have been updated, so any switch on the remote CPU
1102          * will satisfy the preemption request.
1103          */
1104         tdq->tdq_owepreempt = 1;
1105         ipi_cpu(cpu, IPI_PREEMPT);
1106 }
1107
1108 /*
1109  * Steals load from a timeshare queue.  Honors the rotating queue head
1110  * index.
1111  */
1112 static struct thread *
1113 runq_steal_from(struct runq *rq, int cpu, u_char start)
1114 {
1115         struct rqbits *rqb;
1116         struct rqhead *rqh;
1117         struct thread *td, *first;
1118         int bit;
1119         int i;
1120
1121         rqb = &rq->rq_status;
1122         bit = start & (RQB_BPW -1);
1123         first = NULL;
1124 again:
1125         for (i = RQB_WORD(start); i < RQB_LEN; bit = 0, i++) {
1126                 if (rqb->rqb_bits[i] == 0)
1127                         continue;
1128                 if (bit == 0)
1129                         bit = RQB_FFS(rqb->rqb_bits[i]);
1130                 for (; bit < RQB_BPW; bit++) {
1131                         if ((rqb->rqb_bits[i] & (1ul << bit)) == 0)
1132                                 continue;
1133                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (i << RQB_L2BPW)];
1134                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
1135                                 if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1136                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1137                                         return (td);
1138                                 first = td;
1139                         }
1140                 }
1141         }
1142         if (start != 0) {
1143                 start = 0;
1144                 goto again;
1145         }
1146
1147         if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(first) &&
1148             THREAD_CAN_SCHED(first, cpu))
1149                 return (first);
1150         return (NULL);
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Steals load from a standard linear queue.
1155  */
1156 static struct thread *
1157 runq_steal(struct runq *rq, int cpu)
1158 {
1159         struct rqhead *rqh;
1160         struct rqbits *rqb;
1161         struct thread *td;
1162         int word;
1163         int bit;
1164
1165         rqb = &rq->rq_status;
1166         for (word = 0; word < RQB_LEN; word++) {
1167                 if (rqb->rqb_bits[word] == 0)
1168                         continue;
1169                 for (bit = 0; bit < RQB_BPW; bit++) {
1170                         if ((rqb->rqb_bits[word] & (1ul << bit)) == 0)
1171                                 continue;
1172                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (word << RQB_L2BPW)];
1173                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq)
1174                                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1175                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1176                                         return (td);
1177                 }
1178         }
1179         return (NULL);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Attempt to steal a thread in priority order from a thread queue.
1184  */
1185 static struct thread *
1186 tdq_steal(struct tdq *tdq, int cpu)
1187 {
1188         struct thread *td;
1189
1190         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1191         if ((td = runq_steal(&tdq->tdq_realtime, cpu)) != NULL)
1192                 return (td);
1193         if ((td = runq_steal_from(&tdq->tdq_timeshare,
1194             cpu, tdq->tdq_ridx)) != NULL)
1195                 return (td);
1196         return (runq_steal(&tdq->tdq_idle, cpu));
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Sets the thread lock and ts_cpu to match the requested cpu.  Unlocks the
1201  * current lock and returns with the assigned queue locked.
1202  */
1203 static inline struct tdq *
1204 sched_setcpu(struct thread *td, int cpu, int flags)
1205 {
1206
1207         struct tdq *tdq;
1208
1209         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1210         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1211         td_get_sched(td)->ts_cpu = cpu;
1212         /*
1213          * If the lock matches just return the queue.
1214          */
1215         if (td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq))
1216                 return (tdq);
1217 #ifdef notyet
1218         /*
1219          * If the thread isn't running its lockptr is a
1220          * turnstile or a sleepqueue.  We can just lock_set without
1221          * blocking.
1222          */
1223         if (TD_CAN_RUN(td)) {
1224                 TDQ_LOCK(tdq);
1225                 thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1226                 return (tdq);
1227         }
1228 #endif
1229         /*
1230          * The hard case, migration, we need to block the thread first to
1231          * prevent order reversals with other cpus locks.
1232          */
1233         spinlock_enter();
1234         thread_lock_block(td);
1235         TDQ_LOCK(tdq);
1236         thread_lock_unblock(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1237         spinlock_exit();
1238         return (tdq);
1239 }
1240
1241 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_intrbind, "Soft interrupt binding");
1242 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_idle_affinity, "Picked idle cpu based on affinity");
1243 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_affinity, "Picked cpu based on affinity");
1244 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_lowest, "Selected lowest load");
1245 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_local, "Migrated to current cpu");
1246 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_migration, "Selection may have caused migration");
1247
1248 static int
1249 sched_pickcpu(struct thread *td, int flags)
1250 {
1251         struct cpu_group *cg, *ccg;
1252         struct td_sched *ts;
1253         struct tdq *tdq;
1254         cpuset_t mask;
1255         int cpu, pri, self, intr;
1256
1257         self = PCPU_GET(cpuid);
1258         ts = td_get_sched(td);
1259         KASSERT(!CPU_ABSENT(ts->ts_cpu), ("sched_pickcpu: Start scheduler on "
1260             "absent CPU %d for thread %s.", ts->ts_cpu, td->td_name));
1261         if (smp_started == 0)
1262                 return (self);
1263         /*
1264          * Don't migrate a running thread from sched_switch().
1265          */
1266         if ((flags & SRQ_OURSELF) || !THREAD_CAN_MIGRATE(td))
1267                 return (ts->ts_cpu);
1268         /*
1269          * Prefer to run interrupt threads on the processors that generate
1270          * the interrupt.
1271          */
1272         if (td->td_priority <= PRI_MAX_ITHD && THREAD_CAN_SCHED(td, self) &&
1273             curthread->td_intr_nesting_level) {
1274                 tdq = TDQ_SELF();
1275                 if (tdq->tdq_lowpri >= PRI_MIN_IDLE) {
1276                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1277                         return (self);
1278                 }
1279                 ts->ts_cpu = self;
1280                 intr = 1;
1281                 cg = tdq->tdq_cg;
1282                 goto llc;
1283         } else {
1284                 intr = 0;
1285                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1286                 cg = tdq->tdq_cg;
1287         }
1288         /*
1289          * If the thread can run on the last cpu and the affinity has not
1290          * expired and it is idle, run it there.
1291          */
1292         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu) &&
1293             tdq->tdq_lowpri >= PRI_MIN_IDLE &&
1294             SCHED_AFFINITY(ts, CG_SHARE_L2)) {
1295                 if (cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) {
1296                         /* Check all SMT threads for being idle. */
1297                         for (cpu = CPU_FFS(&cg->cg_mask) - 1; ; cpu++) {
1298                                 if (CPU_ISSET(cpu, &cg->cg_mask) &&
1299                                     TDQ_CPU(cpu)->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE)
1300                                         break;
1301                                 if (cpu >= mp_maxid) {
1302                                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1303                                         return (ts->ts_cpu);
1304                                 }
1305                         }
1306                 } else {
1307                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1308                         return (ts->ts_cpu);
1309                 }
1310         }
1311 llc:
1312         /*
1313          * Search for the last level cache CPU group in the tree.
1314          * Skip SMT, identical groups and caches with expired affinity.
1315          * Interrupt threads affinity is explicit and never expires.
1316          */
1317         for (ccg = NULL; cg != NULL; cg = cg->cg_parent) {
1318                 if (cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD)
1319                         continue;
1320                 if (cg->cg_children == 1 || cg->cg_count == 1)
1321                         continue;
1322                 if (cg->cg_level == CG_SHARE_NONE ||
1323                     (!intr && !SCHED_AFFINITY(ts, cg->cg_level)))
1324                         continue;
1325                 ccg = cg;
1326         }
1327         /* Found LLC shared by all CPUs, so do a global search. */
1328         if (ccg == cpu_top)
1329                 ccg = NULL;
1330         cpu = -1;
1331         mask = td->td_cpuset->cs_mask;
1332         pri = td->td_priority;
1333         /*
1334          * Try hard to keep interrupts within found LLC.  Search the LLC for
1335          * the least loaded CPU we can run now.  For NUMA systems it should
1336          * be within target domain, and it also reduces scheduling overhead.
1337          */
1338         if (ccg != NULL && intr) {
1339                 cpu = sched_lowest(ccg, mask, pri, INT_MAX, ts->ts_cpu);
1340                 if (cpu >= 0)
1341                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_intrbind);
1342         } else
1343         /* Search the LLC for the least loaded idle CPU we can run now. */
1344         if (ccg != NULL) {
1345                 cpu = sched_lowest(ccg, mask, max(pri, PRI_MAX_TIMESHARE),
1346                     INT_MAX, ts->ts_cpu);
1347                 if (cpu >= 0)
1348                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_affinity);
1349         }
1350         /* Search globally for the least loaded CPU we can run now. */
1351         if (cpu < 0) {
1352                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, pri, INT_MAX, ts->ts_cpu);
1353                 if (cpu >= 0)
1354                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1355         }
1356         /* Search globally for the least loaded CPU. */
1357         if (cpu < 0) {
1358                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, -1, INT_MAX, ts->ts_cpu);
1359                 if (cpu >= 0)
1360                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1361         }
1362         KASSERT(cpu >= 0, ("sched_pickcpu: Failed to find a cpu."));
1363         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpu), ("sched_pickcpu: Picked absent CPU %d.", cpu));
1364         /*
1365          * Compare the lowest loaded cpu to current cpu.
1366          */
1367         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1368         if (THREAD_CAN_SCHED(td, self) && TDQ_SELF()->tdq_lowpri > pri &&
1369             tdq->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE &&
1370             TDQ_SELF()->tdq_load <= tdq->tdq_load + 1) {
1371                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_local);
1372                 cpu = self;
1373         }
1374         if (cpu != ts->ts_cpu)
1375                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_migration);
1376         return (cpu);
1377 }
1378 #endif
1379
1380 /*
1381  * Pick the highest priority task we have and return it.
1382  */
1383 static struct thread *
1384 tdq_choose(struct tdq *tdq)
1385 {
1386         struct thread *td;
1387
1388         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1389         td = runq_choose(&tdq->tdq_realtime);
1390         if (td != NULL)
1391                 return (td);
1392         td = runq_choose_from(&tdq->tdq_timeshare, tdq->tdq_ridx);
1393         if (td != NULL) {
1394                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_BATCH,
1395                     ("tdq_choose: Invalid priority on timeshare queue %d",
1396                     td->td_priority));
1397                 return (td);
1398         }
1399         td = runq_choose(&tdq->tdq_idle);
1400         if (td != NULL) {
1401                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_IDLE,
1402                     ("tdq_choose: Invalid priority on idle queue %d",
1403                     td->td_priority));
1404                 return (td);
1405         }
1406
1407         return (NULL);
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Initialize a thread queue.
1412  */
1413 static void
1414 tdq_setup(struct tdq *tdq, int id)
1415 {
1416
1417         if (bootverbose)
1418                 printf("ULE: setup cpu %d\n", id);
1419         runq_init(&tdq->tdq_realtime);
1420         runq_init(&tdq->tdq_timeshare);
1421         runq_init(&tdq->tdq_idle);
1422         tdq->tdq_id = id;
1423         snprintf(tdq->tdq_name, sizeof(tdq->tdq_name),
1424             "sched lock %d", (int)TDQ_ID(tdq));
1425         mtx_init(&tdq->tdq_lock, tdq->tdq_name, "sched lock",
1426             MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
1427 #ifdef KTR
1428         snprintf(tdq->tdq_loadname, sizeof(tdq->tdq_loadname),
1429             "CPU %d load", (int)TDQ_ID(tdq));
1430 #endif
1431 }
1432
1433 #ifdef SMP
1434 static void
1435 sched_setup_smp(void)
1436 {
1437         struct tdq *tdq;
1438         int i;
1439
1440         cpu_top = smp_topo();
1441         CPU_FOREACH(i) {
1442                 tdq = DPCPU_ID_PTR(i, tdq);
1443                 tdq_setup(tdq, i);
1444                 tdq->tdq_cg = smp_topo_find(cpu_top, i);
1445                 if (tdq->tdq_cg == NULL)
1446                         panic("Can't find cpu group for %d\n", i);
1447         }
1448         PCPU_SET(sched, DPCPU_PTR(tdq));
1449         balance_tdq = TDQ_SELF();
1450 }
1451 #endif
1452
1453 /*
1454  * Setup the thread queues and initialize the topology based on MD
1455  * information.
1456  */
1457 static void
1458 sched_setup(void *dummy)
1459 {
1460         struct tdq *tdq;
1461
1462 #ifdef SMP
1463         sched_setup_smp();
1464 #else
1465         tdq_setup(TDQ_SELF(), 0);
1466 #endif
1467         tdq = TDQ_SELF();
1468
1469         /* Add thread0's load since it's running. */
1470         TDQ_LOCK(tdq);
1471         thread0.td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
1472         tdq_load_add(tdq, &thread0);
1473         tdq->tdq_lowpri = thread0.td_priority;
1474         TDQ_UNLOCK(tdq);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * This routine determines time constants after stathz and hz are setup.
1479  */
1480 /* ARGSUSED */
1481 static void
1482 sched_initticks(void *dummy)
1483 {
1484         int incr;
1485
1486         realstathz = stathz ? stathz : hz;
1487         sched_slice = realstathz / SCHED_SLICE_DEFAULT_DIVISOR;
1488         sched_slice_min = sched_slice / SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR;
1489         hogticks = imax(1, (2 * hz * sched_slice + realstathz / 2) /
1490             realstathz);
1491
1492         /*
1493          * tickincr is shifted out by 10 to avoid rounding errors due to
1494          * hz not being evenly divisible by stathz on all platforms.
1495          */
1496         incr = (hz << SCHED_TICK_SHIFT) / realstathz;
1497         /*
1498          * This does not work for values of stathz that are more than
1499          * 1 << SCHED_TICK_SHIFT * hz.  In practice this does not happen.
1500          */
1501         if (incr == 0)
1502                 incr = 1;
1503         tickincr = incr;
1504 #ifdef SMP
1505         /*
1506          * Set the default balance interval now that we know
1507          * what realstathz is.
1508          */
1509         balance_interval = realstathz;
1510         balance_ticks = balance_interval;
1511         affinity = SCHED_AFFINITY_DEFAULT;
1512 #endif
1513         if (sched_idlespinthresh < 0)
1514                 sched_idlespinthresh = 2 * max(10000, 6 * hz) / realstathz;
1515 }
1516
1517
1518 /*
1519  * This is the core of the interactivity algorithm.  Determines a score based
1520  * on past behavior.  It is the ratio of sleep time to run time scaled to
1521  * a [0, 100] integer.  This is the voluntary sleep time of a process, which
1522  * differs from the cpu usage because it does not account for time spent
1523  * waiting on a run-queue.  Would be prettier if we had floating point.
1524  *
1525  * When a thread's sleep time is greater than its run time the
1526  * calculation is:
1527  *
1528  *                           scaling factor 
1529  * interactivity score =  ---------------------
1530  *                        sleep time / run time
1531  *
1532  *
1533  * When a thread's run time is greater than its sleep time the
1534  * calculation is:
1535  *
1536  *                           scaling factor 
1537  * interactivity score =  ---------------------    + scaling factor
1538  *                        run time / sleep time
1539  */
1540 static int
1541 sched_interact_score(struct thread *td)
1542 {
1543         struct td_sched *ts;
1544         int div;
1545
1546         ts = td_get_sched(td);
1547         /*
1548          * The score is only needed if this is likely to be an interactive
1549          * task.  Don't go through the expense of computing it if there's
1550          * no chance.
1551          */
1552         if (sched_interact <= SCHED_INTERACT_HALF &&
1553                 ts->ts_runtime >= ts->ts_slptime)
1554                         return (SCHED_INTERACT_HALF);
1555
1556         if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1557                 div = max(1, ts->ts_runtime / SCHED_INTERACT_HALF);
1558                 return (SCHED_INTERACT_HALF +
1559                     (SCHED_INTERACT_HALF - (ts->ts_slptime / div)));
1560         }
1561         if (ts->ts_slptime > ts->ts_runtime) {
1562                 div = max(1, ts->ts_slptime / SCHED_INTERACT_HALF);
1563                 return (ts->ts_runtime / div);
1564         }
1565         /* runtime == slptime */
1566         if (ts->ts_runtime)
1567                 return (SCHED_INTERACT_HALF);
1568
1569         /*
1570          * This can happen if slptime and runtime are 0.
1571          */
1572         return (0);
1573
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Scale the scheduling priority according to the "interactivity" of this
1578  * process.
1579  */
1580 static void
1581 sched_priority(struct thread *td)
1582 {
1583         int score;
1584         int pri;
1585
1586         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) != PRI_TIMESHARE)
1587                 return;
1588         /*
1589          * If the score is interactive we place the thread in the realtime
1590          * queue with a priority that is less than kernel and interrupt
1591          * priorities.  These threads are not subject to nice restrictions.
1592          *
1593          * Scores greater than this are placed on the normal timeshare queue
1594          * where the priority is partially decided by the most recent cpu
1595          * utilization and the rest is decided by nice value.
1596          *
1597          * The nice value of the process has a linear effect on the calculated
1598          * score.  Negative nice values make it easier for a thread to be
1599          * considered interactive.
1600          */
1601         score = imax(0, sched_interact_score(td) + td->td_proc->p_nice);
1602         if (score < sched_interact) {
1603                 pri = PRI_MIN_INTERACT;
1604                 pri += ((PRI_MAX_INTERACT - PRI_MIN_INTERACT + 1) /
1605                     sched_interact) * score;
1606                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_INTERACT && pri <= PRI_MAX_INTERACT,
1607                     ("sched_priority: invalid interactive priority %d score %d",
1608                     pri, score));
1609         } else {
1610                 pri = SCHED_PRI_MIN;
1611                 if (td_get_sched(td)->ts_ticks)
1612                         pri += min(SCHED_PRI_TICKS(td_get_sched(td)),
1613                             SCHED_PRI_RANGE - 1);
1614                 pri += SCHED_PRI_NICE(td->td_proc->p_nice);
1615                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_BATCH && pri <= PRI_MAX_BATCH,
1616                     ("sched_priority: invalid priority %d: nice %d, " 
1617                     "ticks %d ftick %d ltick %d tick pri %d",
1618                     pri, td->td_proc->p_nice, td_get_sched(td)->ts_ticks,
1619                     td_get_sched(td)->ts_ftick, td_get_sched(td)->ts_ltick,
1620                     SCHED_PRI_TICKS(td_get_sched(td))));
1621         }
1622         sched_user_prio(td, pri);
1623
1624         return;
1625 }
1626
1627 /*
1628  * This routine enforces a maximum limit on the amount of scheduling history
1629  * kept.  It is called after either the slptime or runtime is adjusted.  This
1630  * function is ugly due to integer math.
1631  */
1632 static void
1633 sched_interact_update(struct thread *td)
1634 {
1635         struct td_sched *ts;
1636         u_int sum;
1637
1638         ts = td_get_sched(td);
1639         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1640         if (sum < SCHED_SLP_RUN_MAX)
1641                 return;
1642         /*
1643          * This only happens from two places:
1644          * 1) We have added an unusual amount of run time from fork_exit.
1645          * 2) We have added an unusual amount of sleep time from sched_sleep().
1646          */
1647         if (sum > SCHED_SLP_RUN_MAX * 2) {
1648                 if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1649                         ts->ts_runtime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1650                         ts->ts_slptime = 1;
1651                 } else {
1652                         ts->ts_slptime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1653                         ts->ts_runtime = 1;
1654                 }
1655                 return;
1656         }
1657         /*
1658          * If we have exceeded by more than 1/5th then the algorithm below
1659          * will not bring us back into range.  Dividing by two here forces
1660          * us into the range of [4/5 * SCHED_INTERACT_MAX, SCHED_INTERACT_MAX]
1661          */
1662         if (sum > (SCHED_SLP_RUN_MAX / 5) * 6) {
1663                 ts->ts_runtime /= 2;
1664                 ts->ts_slptime /= 2;
1665                 return;
1666         }
1667         ts->ts_runtime = (ts->ts_runtime / 5) * 4;
1668         ts->ts_slptime = (ts->ts_slptime / 5) * 4;
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Scale back the interactivity history when a child thread is created.  The
1673  * history is inherited from the parent but the thread may behave totally
1674  * differently.  For example, a shell spawning a compiler process.  We want
1675  * to learn that the compiler is behaving badly very quickly.
1676  */
1677 static void
1678 sched_interact_fork(struct thread *td)
1679 {
1680         struct td_sched *ts;
1681         int ratio;
1682         int sum;
1683
1684         ts = td_get_sched(td);
1685         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1686         if (sum > SCHED_SLP_RUN_FORK) {
1687                 ratio = sum / SCHED_SLP_RUN_FORK;
1688                 ts->ts_runtime /= ratio;
1689                 ts->ts_slptime /= ratio;
1690         }
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Called from proc0_init() to setup the scheduler fields.
1695  */
1696 void
1697 schedinit(void)
1698 {
1699         struct td_sched *ts0;
1700
1701         /*
1702          * Set up the scheduler specific parts of thread0.
1703          */
1704         ts0 = td_get_sched(&thread0);
1705         ts0->ts_ltick = ticks;
1706         ts0->ts_ftick = ticks;
1707         ts0->ts_slice = 0;
1708         ts0->ts_cpu = curcpu;   /* set valid CPU number */
1709 }
1710
1711 /*
1712  * This is only somewhat accurate since given many processes of the same
1713  * priority they will switch when their slices run out, which will be
1714  * at most sched_slice stathz ticks.
1715  */
1716 int
1717 sched_rr_interval(void)
1718 {
1719
1720         /* Convert sched_slice from stathz to hz. */
1721         return (imax(1, (sched_slice * hz + realstathz / 2) / realstathz));
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Update the percent cpu tracking information when it is requested or
1726  * the total history exceeds the maximum.  We keep a sliding history of
1727  * tick counts that slowly decays.  This is less precise than the 4BSD
1728  * mechanism since it happens with less regular and frequent events.
1729  */
1730 static void
1731 sched_pctcpu_update(struct td_sched *ts, int run)
1732 {
1733         int t = ticks;
1734
1735         /*
1736          * The signed difference may be negative if the thread hasn't run for
1737          * over half of the ticks rollover period.
1738          */
1739         if ((u_int)(t - ts->ts_ltick) >= SCHED_TICK_TARG) {
1740                 ts->ts_ticks = 0;
1741                 ts->ts_ftick = t - SCHED_TICK_TARG;
1742         } else if (t - ts->ts_ftick >= SCHED_TICK_MAX) {
1743                 ts->ts_ticks = (ts->ts_ticks / (ts->ts_ltick - ts->ts_ftick)) *
1744                     (ts->ts_ltick - (t - SCHED_TICK_TARG));
1745                 ts->ts_ftick = t - SCHED_TICK_TARG;
1746         }
1747         if (run)
1748                 ts->ts_ticks += (t - ts->ts_ltick) << SCHED_TICK_SHIFT;
1749         ts->ts_ltick = t;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Adjust the priority of a thread.  Move it to the appropriate run-queue
1754  * if necessary.  This is the back-end for several priority related
1755  * functions.
1756  */
1757 static void
1758 sched_thread_priority(struct thread *td, u_char prio)
1759 {
1760         struct td_sched *ts;
1761         struct tdq *tdq;
1762         int oldpri;
1763
1764         KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "prio",
1765             "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d", prio,
1766             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(curthread));
1767         SDT_PROBE3(sched, , , change__pri, td, td->td_proc, prio);
1768         if (td != curthread && prio < td->td_priority) {
1769                 KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread),
1770                     "lend prio", "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d",
1771                     prio, KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1772                 SDT_PROBE4(sched, , , lend__pri, td, td->td_proc, prio, 
1773                     curthread);
1774         } 
1775         ts = td_get_sched(td);
1776         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1777         if (td->td_priority == prio)
1778                 return;
1779         /*
1780          * If the priority has been elevated due to priority
1781          * propagation, we may have to move ourselves to a new
1782          * queue.  This could be optimized to not re-add in some
1783          * cases.
1784          */
1785         if (TD_ON_RUNQ(td) && prio < td->td_priority) {
1786                 sched_rem(td);
1787                 td->td_priority = prio;
1788                 sched_add(td, SRQ_BORROWING);
1789                 return;
1790         }
1791         /*
1792          * If the thread is currently running we may have to adjust the lowpri
1793          * information so other cpus are aware of our current priority.
1794          */
1795         if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1796                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1797                 oldpri = td->td_priority;
1798                 td->td_priority = prio;
1799                 if (prio < tdq->tdq_lowpri)
1800                         tdq->tdq_lowpri = prio;
1801                 else if (tdq->tdq_lowpri == oldpri)
1802                         tdq_setlowpri(tdq, td);
1803                 return;
1804         }
1805         td->td_priority = prio;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
1810  * priority.
1811  */
1812 void
1813 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1814 {
1815
1816         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
1817         sched_thread_priority(td, prio);
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Restore a thread's priority when priority propagation is
1822  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
1823  * needs to have to satisfy other possible priority lending
1824  * requests.  If the thread's regular priority is less
1825  * important than prio, the thread will keep a priority boost
1826  * of prio.
1827  */
1828 void
1829 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1830 {
1831         u_char base_pri;
1832
1833         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
1834             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
1835                 base_pri = td->td_user_pri;
1836         else
1837                 base_pri = td->td_base_pri;
1838         if (prio >= base_pri) {
1839                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
1840                 sched_thread_priority(td, base_pri);
1841         } else
1842                 sched_lend_prio(td, prio);
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Standard entry for setting the priority to an absolute value.
1847  */
1848 void
1849 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
1850 {
1851         u_char oldprio;
1852
1853         /* First, update the base priority. */
1854         td->td_base_pri = prio;
1855
1856         /*
1857          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't
1858          * ever lower the priority.
1859          */
1860         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
1861                 return;
1862
1863         /* Change the real priority. */
1864         oldprio = td->td_priority;
1865         sched_thread_priority(td, prio);
1866
1867         /*
1868          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
1869          * its state.
1870          */
1871         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
1872                 turnstile_adjust(td, oldprio);
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Set the base user priority, does not effect current running priority.
1877  */
1878 void
1879 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1880 {
1881
1882         td->td_base_user_pri = prio;
1883         if (td->td_lend_user_pri <= prio)
1884                 return;
1885         td->td_user_pri = prio;
1886 }
1887
1888 void
1889 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1890 {
1891
1892         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1893         td->td_lend_user_pri = prio;
1894         td->td_user_pri = min(prio, td->td_base_user_pri);
1895         if (td->td_priority > td->td_user_pri)
1896                 sched_prio(td, td->td_user_pri);
1897         else if (td->td_priority != td->td_user_pri)
1898                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Like the above but first check if there is anything to do.
1903  */
1904 void
1905 sched_lend_user_prio_cond(struct thread *td, u_char prio)
1906 {
1907
1908         if (td->td_lend_user_pri != prio)
1909                 goto lend;
1910         if (td->td_user_pri != min(prio, td->td_base_user_pri))
1911                 goto lend;
1912         if (td->td_priority >= td->td_user_pri)
1913                 goto lend;
1914         return;
1915
1916 lend:
1917         thread_lock(td);
1918         sched_lend_user_prio(td, prio);
1919         thread_unlock(td);
1920 }
1921
1922 #ifdef SMP
1923 /*
1924  * This tdq is about to idle.  Try to steal a thread from another CPU before
1925  * choosing the idle thread.
1926  */
1927 static void
1928 tdq_trysteal(struct tdq *tdq)
1929 {
1930         struct cpu_group *cg;
1931         struct tdq *steal;
1932         cpuset_t mask;
1933         int cpu, i;
1934
1935         if (smp_started == 0 || trysteal_limit == 0 || tdq->tdq_cg == NULL)
1936                 return;
1937         CPU_FILL(&mask);
1938         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
1939         /* We don't want to be preempted while we're iterating. */
1940         spinlock_enter();
1941         TDQ_UNLOCK(tdq);
1942         for (i = 1, cg = tdq->tdq_cg; ; ) {
1943                 cpu = sched_highest(cg, mask, steal_thresh);
1944                 /*
1945                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
1946                  * steal one here.
1947                  */
1948                 if (tdq->tdq_load > 0) {
1949                         TDQ_LOCK(tdq);
1950                         break;
1951                 }
1952                 if (cpu == -1) {
1953                         i++;
1954                         cg = cg->cg_parent;
1955                         if (cg == NULL || i > trysteal_limit) {
1956                                 TDQ_LOCK(tdq);
1957                                 break;
1958                         }
1959                         continue;
1960                 }
1961                 steal = TDQ_CPU(cpu);
1962                 /*
1963                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1964                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread.
1965                  */
1966                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1967                     steal->tdq_transferable == 0)
1968                         continue;
1969                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
1970                 /*
1971                  * If we get to this point, unconditonally exit the loop
1972                  * to bound the time spent in the critcal section.
1973                  *
1974                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
1975                  * steal one here.
1976                  */
1977                 if (tdq->tdq_load > 0) {
1978                         TDQ_UNLOCK(steal);
1979                         break;
1980                 }
1981                 /*
1982                  * The data returned by sched_highest() is stale and
1983                  * the chosen CPU no longer has an eligible thread.
1984                  */
1985                 if (steal->tdq_load < steal_thresh ||
1986                     steal->tdq_transferable == 0) {
1987                         TDQ_UNLOCK(steal);
1988                         break;
1989                 }
1990                 /*
1991                  * If we fail to acquire one due to affinity restrictions,
1992                  * bail out and let the idle thread to a more complete search
1993                  * outside of a critical section.
1994                  */
1995                 if (tdq_move(steal, tdq) == NULL) {
1996                         TDQ_UNLOCK(steal);
1997                         break;
1998                 }
1999                 TDQ_UNLOCK(steal);
2000                 break;
2001         }
2002         spinlock_exit();
2003 }
2004 #endif
2005
2006 /*
2007  * Handle migration from sched_switch().  This happens only for
2008  * cpu binding.
2009  */
2010 static struct mtx *
2011 sched_switch_migrate(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2012 {
2013         struct tdq *tdn;
2014
2015         KASSERT(!CPU_ABSENT(td_get_sched(td)->ts_cpu), ("sched_switch_migrate: "
2016             "thread %s queued on absent CPU %d.", td->td_name,
2017             td_get_sched(td)->ts_cpu));
2018         tdn = TDQ_CPU(td_get_sched(td)->ts_cpu);
2019 #ifdef SMP
2020         tdq_load_rem(tdq, td);
2021         /*
2022          * Do the lock dance required to avoid LOR.  We grab an extra
2023          * spinlock nesting to prevent preemption while we're
2024          * not holding either run-queue lock.
2025          */
2026         spinlock_enter();
2027         thread_lock_block(td);  /* This releases the lock on tdq. */
2028
2029         /*
2030          * Acquire both run-queue locks before placing the thread on the new
2031          * run-queue to avoid deadlocks created by placing a thread with a
2032          * blocked lock on the run-queue of a remote processor.  The deadlock
2033          * occurs when a third processor attempts to lock the two queues in
2034          * question while the target processor is spinning with its own
2035          * run-queue lock held while waiting for the blocked lock to clear.
2036          */
2037         tdq_lock_pair(tdn, tdq);
2038         tdq_add(tdn, td, flags);
2039         tdq_notify(tdn, td);
2040         TDQ_UNLOCK(tdn);
2041         spinlock_exit();
2042 #endif
2043         return (TDQ_LOCKPTR(tdn));
2044 }
2045
2046 /*
2047  * Variadic version of thread_lock_unblock() that does not assume td_lock
2048  * is blocked.
2049  */
2050 static inline void
2051 thread_unblock_switch(struct thread *td, struct mtx *mtx)
2052 {
2053         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&td->td_lock,
2054             (uintptr_t)mtx);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Switch threads.  This function has to handle threads coming in while
2059  * blocked for some reason, running, or idle.  It also must deal with
2060  * migrating a thread from one queue to another as running threads may
2061  * be assigned elsewhere via binding.
2062  */
2063 void
2064 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
2065 {
2066         struct tdq *tdq;
2067         struct td_sched *ts;
2068         struct mtx *mtx;
2069         int srqflag;
2070         int cpuid, preempted;
2071
2072         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2073         KASSERT(newtd == NULL, ("sched_switch: Unsupported newtd argument"));
2074
2075         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2076         tdq = TDQ_SELF();
2077         ts = td_get_sched(td);
2078         mtx = td->td_lock;
2079         sched_pctcpu_update(ts, 1);
2080         ts->ts_rltick = ticks;
2081         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
2082         td->td_oncpu = NOCPU;
2083         preempted = (td->td_flags & TDF_SLICEEND) == 0 &&
2084             (flags & SW_PREEMPT) != 0;
2085         td->td_flags &= ~(TDF_NEEDRESCHED | TDF_SLICEEND);
2086         td->td_owepreempt = 0;
2087         tdq->tdq_owepreempt = 0;
2088         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
2089                 tdq->tdq_switchcnt++;
2090
2091         /*
2092          * The lock pointer in an idle thread should never change.  Reset it
2093          * to CAN_RUN as well.
2094          */
2095         if (TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
2096                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2097                 TD_SET_CAN_RUN(td);
2098         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
2099                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2100                 srqflag = preempted ?
2101                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
2102                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING;
2103 #ifdef SMP
2104                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) && !THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2105                         ts->ts_cpu = sched_pickcpu(td, 0);
2106 #endif
2107                 if (ts->ts_cpu == cpuid)
2108                         tdq_runq_add(tdq, td, srqflag);
2109                 else {
2110                         KASSERT(THREAD_CAN_MIGRATE(td) ||
2111                             (ts->ts_flags & TSF_BOUND) != 0,
2112                             ("Thread %p shouldn't migrate", td));
2113                         mtx = sched_switch_migrate(tdq, td, srqflag);
2114                 }
2115         } else {
2116                 /* This thread must be going to sleep. */
2117                 TDQ_LOCK(tdq);
2118                 mtx = thread_lock_block(td);
2119                 tdq_load_rem(tdq, td);
2120 #ifdef SMP
2121                 if (tdq->tdq_load == 0)
2122                         tdq_trysteal(tdq);
2123 #endif
2124         }
2125
2126 #if (KTR_COMPILE & KTR_SCHED) != 0
2127         if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2128                 KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "idle",
2129                     "prio:%d", td->td_priority);
2130         else
2131                 KTR_STATE3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), KTDSTATE(td),
2132                     "prio:%d", td->td_priority, "wmesg:\"%s\"", td->td_wmesg,
2133                     "lockname:\"%s\"", td->td_lockname);
2134 #endif
2135
2136         /*
2137          * We enter here with the thread blocked and assigned to the
2138          * appropriate cpu run-queue or sleep-queue and with the current
2139          * thread-queue locked.
2140          */
2141         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
2142         newtd = choosethread();
2143         /*
2144          * Call the MD code to switch contexts if necessary.
2145          */
2146         if (td != newtd) {
2147 #ifdef  HWPMC_HOOKS
2148                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
2149                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
2150 #endif
2151                 SDT_PROBE2(sched, , , off__cpu, newtd, newtd->td_proc);
2152                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
2153                 TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
2154                 sched_pctcpu_update(td_get_sched(newtd), 0);
2155
2156 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2157                 /*
2158                  * If DTrace has set the active vtime enum to anything
2159                  * other than INACTIVE (0), then it should have set the
2160                  * function to call.
2161                  */
2162                 if (dtrace_vtime_active)
2163                         (*dtrace_vtime_switch_func)(newtd);
2164 #endif
2165
2166                 cpu_switch(td, newtd, mtx);
2167                 /*
2168                  * We may return from cpu_switch on a different cpu.  However,
2169                  * we always return with td_lock pointing to the current cpu's
2170                  * run queue lock.
2171                  */
2172                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2173                 tdq = TDQ_SELF();
2174                 lock_profile_obtain_lock_success(
2175                     &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
2176
2177                 SDT_PROBE0(sched, , , on__cpu);
2178 #ifdef  HWPMC_HOOKS
2179                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
2180                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
2181 #endif
2182         } else {
2183                 thread_unblock_switch(td, mtx);
2184                 SDT_PROBE0(sched, , , remain__cpu);
2185         }
2186
2187         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "running",
2188             "prio:%d", td->td_priority);
2189
2190         /*
2191          * Assert that all went well and return.
2192          */
2193         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
2194         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2195         td->td_oncpu = cpuid;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Adjust thread priorities as a result of a nice request.
2200  */
2201 void
2202 sched_nice(struct proc *p, int nice)
2203 {
2204         struct thread *td;
2205
2206         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
2207
2208         p->p_nice = nice;
2209         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
2210                 thread_lock(td);
2211                 sched_priority(td);
2212                 sched_prio(td, td->td_base_user_pri);
2213                 thread_unlock(td);
2214         }
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Record the sleep time for the interactivity scorer.
2219  */
2220 void
2221 sched_sleep(struct thread *td, int prio)
2222 {
2223
2224         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2225
2226         td->td_slptick = ticks;
2227         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || prio >= PSOCK)
2228                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
2229         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) != PRI_TIMESHARE)
2230                 return;
2231         if (static_boost == 1 && prio)
2232                 sched_prio(td, prio);
2233         else if (static_boost && td->td_priority > static_boost)
2234                 sched_prio(td, static_boost);
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Schedule a thread to resume execution and record how long it voluntarily
2239  * slept.  We also update the pctcpu, interactivity, and priority.
2240  */
2241 void
2242 sched_wakeup(struct thread *td)
2243 {
2244         struct td_sched *ts;
2245         int slptick;
2246
2247         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2248         ts = td_get_sched(td);
2249         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
2250         /*
2251          * If we slept for more than a tick update our interactivity and
2252          * priority.
2253          */
2254         slptick = td->td_slptick;
2255         td->td_slptick = 0;
2256         if (slptick && slptick != ticks) {
2257                 ts->ts_slptime += (ticks - slptick) << SCHED_TICK_SHIFT;
2258                 sched_interact_update(td);
2259                 sched_pctcpu_update(ts, 0);
2260         }
2261         /*
2262          * Reset the slice value since we slept and advanced the round-robin.
2263          */
2264         ts->ts_slice = 0;
2265         sched_add(td, SRQ_BORING);
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Penalize the parent for creating a new child and initialize the child's
2270  * priority.
2271  */
2272 void
2273 sched_fork(struct thread *td, struct thread *child)
2274 {
2275         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2276         sched_pctcpu_update(td_get_sched(td), 1);
2277         sched_fork_thread(td, child);
2278         /*
2279          * Penalize the parent and child for forking.
2280          */
2281         sched_interact_fork(child);
2282         sched_priority(child);
2283         td_get_sched(td)->ts_runtime += tickincr;
2284         sched_interact_update(td);
2285         sched_priority(td);
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Fork a new thread, may be within the same process.
2290  */
2291 void
2292 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2293 {
2294         struct td_sched *ts;
2295         struct td_sched *ts2;
2296         struct tdq *tdq;
2297
2298         tdq = TDQ_SELF();
2299         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2300         /*
2301          * Initialize child.
2302          */
2303         ts = td_get_sched(td);
2304         ts2 = td_get_sched(child);
2305         child->td_oncpu = NOCPU;
2306         child->td_lastcpu = NOCPU;
2307         child->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2308         child->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
2309         child->td_domain.dr_policy = td->td_cpuset->cs_domain;
2310         ts2->ts_cpu = ts->ts_cpu;
2311         ts2->ts_flags = 0;
2312         /*
2313          * Grab our parents cpu estimation information.
2314          */
2315         ts2->ts_ticks = ts->ts_ticks;
2316         ts2->ts_ltick = ts->ts_ltick;
2317         ts2->ts_ftick = ts->ts_ftick;
2318         /*
2319          * Do not inherit any borrowed priority from the parent.
2320          */
2321         child->td_priority = child->td_base_pri;
2322         /*
2323          * And update interactivity score.
2324          */
2325         ts2->ts_slptime = ts->ts_slptime;
2326         ts2->ts_runtime = ts->ts_runtime;
2327         /* Attempt to quickly learn interactivity. */
2328         ts2->ts_slice = tdq_slice(tdq) - sched_slice_min;
2329 #ifdef KTR
2330         bzero(ts2->ts_name, sizeof(ts2->ts_name));
2331 #endif
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Adjust the priority class of a thread.
2336  */
2337 void
2338 sched_class(struct thread *td, int class)
2339 {
2340
2341         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2342         if (td->td_pri_class == class)
2343                 return;
2344         td->td_pri_class = class;
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Return some of the child's priority and interactivity to the parent.
2349  */
2350 void
2351 sched_exit(struct proc *p, struct thread *child)
2352 {
2353         struct thread *td;
2354
2355         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "proc exit",
2356             "prio:%d", child->td_priority);
2357         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
2358         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
2359         sched_exit_thread(td, child);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Penalize another thread for the time spent on this one.  This helps to
2364  * worsen the priority and interactivity of processes which schedule batch
2365  * jobs such as make.  This has little effect on the make process itself but
2366  * causes new processes spawned by it to receive worse scores immediately.
2367  */
2368 void
2369 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2370 {
2371
2372         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "thread exit",
2373             "prio:%d", child->td_priority);
2374         /*
2375          * Give the child's runtime to the parent without returning the
2376          * sleep time as a penalty to the parent.  This causes shells that
2377          * launch expensive things to mark their children as expensive.
2378          */
2379         thread_lock(td);
2380         td_get_sched(td)->ts_runtime += td_get_sched(child)->ts_runtime;
2381         sched_interact_update(td);
2382         sched_priority(td);
2383         thread_unlock(td);
2384 }
2385
2386 void
2387 sched_preempt(struct thread *td)
2388 {
2389         struct tdq *tdq;
2390
2391         SDT_PROBE2(sched, , , surrender, td, td->td_proc);
2392
2393         thread_lock(td);
2394         tdq = TDQ_SELF();
2395         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2396         if (td->td_priority > tdq->tdq_lowpri) {
2397                 int flags;
2398
2399                 flags = SW_INVOL | SW_PREEMPT;
2400                 if (td->td_critnest > 1)
2401                         td->td_owepreempt = 1;
2402                 else if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2403                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEWAKEIDLE, NULL);
2404                 else
2405                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEPREEMPT, NULL);
2406         } else {
2407                 tdq->tdq_owepreempt = 0;
2408         }
2409         thread_unlock(td);
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Fix priorities on return to user-space.  Priorities may be elevated due
2414  * to static priorities in msleep() or similar.
2415  */
2416 void
2417 sched_userret_slowpath(struct thread *td)
2418 {
2419
2420         thread_lock(td);
2421         td->td_priority = td->td_user_pri;
2422         td->td_base_pri = td->td_user_pri;
2423         tdq_setlowpri(TDQ_SELF(), td);
2424         thread_unlock(td);
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Handle a stathz tick.  This is really only relevant for timeshare
2429  * threads.
2430  */
2431 void
2432 sched_clock(struct thread *td, int cnt)
2433 {
2434         struct tdq *tdq;
2435         struct td_sched *ts;
2436
2437         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2438         tdq = TDQ_SELF();
2439 #ifdef SMP
2440         /*
2441          * We run the long term load balancer infrequently on the first cpu.
2442          */
2443         if (balance_tdq == tdq && smp_started != 0 && rebalance != 0 &&
2444             balance_ticks != 0) {
2445                 balance_ticks -= cnt;
2446                 if (balance_ticks <= 0)
2447                         sched_balance();
2448         }
2449 #endif
2450         /*
2451          * Save the old switch count so we have a record of the last ticks
2452          * activity.   Initialize the new switch count based on our load.
2453          * If there is some activity seed it to reflect that.
2454          */
2455         tdq->tdq_oldswitchcnt = tdq->tdq_switchcnt;
2456         tdq->tdq_switchcnt = tdq->tdq_load;
2457         /*
2458          * Advance the insert index once for each tick to ensure that all
2459          * threads get a chance to run.
2460          */
2461         if (tdq->tdq_idx == tdq->tdq_ridx) {
2462                 tdq->tdq_idx = (tdq->tdq_idx + 1) % RQ_NQS;
2463                 if (TAILQ_EMPTY(&tdq->tdq_timeshare.rq_queues[tdq->tdq_ridx]))
2464                         tdq->tdq_ridx = tdq->tdq_idx;
2465         }
2466         ts = td_get_sched(td);
2467         sched_pctcpu_update(ts, 1);
2468         if ((td->td_pri_class & PRI_FIFO_BIT) || TD_IS_IDLETHREAD(td))
2469                 return;
2470
2471         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE) {
2472                 /*
2473                  * We used a tick; charge it to the thread so
2474                  * that we can compute our interactivity.
2475                  */
2476                 td_get_sched(td)->ts_runtime += tickincr * cnt;
2477                 sched_interact_update(td);
2478                 sched_priority(td);
2479         }
2480
2481         /*
2482          * Force a context switch if the current thread has used up a full
2483          * time slice (default is 100ms).
2484          */
2485         ts->ts_slice += cnt;
2486         if (ts->ts_slice >= tdq_slice(tdq)) {
2487                 ts->ts_slice = 0;
2488                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED | TDF_SLICEEND;
2489         }
2490 }
2491
2492 u_int
2493 sched_estcpu(struct thread *td __unused)
2494 {
2495
2496         return (0);
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Return whether the current CPU has runnable tasks.  Used for in-kernel
2501  * cooperative idle threads.
2502  */
2503 int
2504 sched_runnable(void)
2505 {
2506         struct tdq *tdq;
2507         int load;
2508
2509         load = 1;
2510
2511         tdq = TDQ_SELF();
2512         if ((curthread->td_flags & TDF_IDLETD) != 0) {
2513                 if (tdq->tdq_load > 0)
2514                         goto out;
2515         } else
2516                 if (tdq->tdq_load - 1 > 0)
2517                         goto out;
2518         load = 0;
2519 out:
2520         return (load);
2521 }
2522
2523 /*
2524  * Choose the highest priority thread to run.  The thread is removed from
2525  * the run-queue while running however the load remains.  For SMP we set
2526  * the tdq in the global idle bitmask if it idles here.
2527  */
2528 struct thread *
2529 sched_choose(void)
2530 {
2531         struct thread *td;
2532         struct tdq *tdq;
2533
2534         tdq = TDQ_SELF();
2535         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2536         td = tdq_choose(tdq);
2537         if (td) {
2538                 tdq_runq_rem(tdq, td);
2539                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2540                 return (td);
2541         }
2542         tdq->tdq_lowpri = PRI_MAX_IDLE;
2543         return (PCPU_GET(idlethread));
2544 }
2545
2546 /*
2547  * Set owepreempt if necessary.  Preemption never happens directly in ULE,
2548  * we always request it once we exit a critical section.
2549  */
2550 static inline void
2551 sched_setpreempt(struct thread *td)
2552 {
2553         struct thread *ctd;
2554         int cpri;
2555         int pri;
2556
2557         THREAD_LOCK_ASSERT(curthread, MA_OWNED);
2558
2559         ctd = curthread;
2560         pri = td->td_priority;
2561         cpri = ctd->td_priority;
2562         if (pri < cpri)
2563                 ctd->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2564         if (panicstr != NULL || pri >= cpri || cold || TD_IS_INHIBITED(ctd))
2565                 return;
2566         if (!sched_shouldpreempt(pri, cpri, 0))
2567                 return;
2568         ctd->td_owepreempt = 1;
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Add a thread to a thread queue.  Select the appropriate runq and add the
2573  * thread to it.  This is the internal function called when the tdq is
2574  * predetermined.
2575  */
2576 void
2577 tdq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2578 {
2579
2580         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2581         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
2582             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
2583         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
2584             ("sched_add: bad thread state"));
2585         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
2586             ("sched_add: thread swapped out"));
2587
2588         if (td->td_priority < tdq->tdq_lowpri)
2589                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2590         tdq_runq_add(tdq, td, flags);
2591         tdq_load_add(tdq, td);
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Select the target thread queue and add a thread to it.  Request
2596  * preemption or IPI a remote processor if required.
2597  */
2598 void
2599 sched_add(struct thread *td, int flags)
2600 {
2601         struct tdq *tdq;
2602 #ifdef SMP
2603         int cpu;
2604 #endif
2605
2606         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
2607             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
2608             sched_tdname(curthread));
2609         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
2610             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
2611         SDT_PROBE4(sched, , , enqueue, td, td->td_proc, NULL, 
2612             flags & SRQ_PREEMPTED);
2613         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2614         /*
2615          * Recalculate the priority before we select the target cpu or
2616          * run-queue.
2617          */
2618         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
2619                 sched_priority(td);
2620 #ifdef SMP
2621         /*
2622          * Pick the destination cpu and if it isn't ours transfer to the
2623          * target cpu.
2624          */
2625         cpu = sched_pickcpu(td, flags);
2626         tdq = sched_setcpu(td, cpu, flags);
2627         tdq_add(tdq, td, flags);
2628         if (cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
2629                 tdq_notify(tdq, td);
2630                 return;
2631         }
2632 #else
2633         tdq = TDQ_SELF();
2634         TDQ_LOCK(tdq);
2635         /*
2636          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
2637          * to the scheduler's lock.
2638          */
2639         thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2640         tdq_add(tdq, td, flags);
2641 #endif
2642         if (!(flags & SRQ_YIELDING))
2643                 sched_setpreempt(td);
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Remove a thread from a run-queue without running it.  This is used
2648  * when we're stealing a thread from a remote queue.  Otherwise all threads
2649  * exit by calling sched_exit_thread() and sched_throw() themselves.
2650  */
2651 void
2652 sched_rem(struct thread *td)
2653 {
2654         struct tdq *tdq;
2655
2656         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq rem",
2657             "prio:%d", td->td_priority);
2658         SDT_PROBE3(sched, , , dequeue, td, td->td_proc, NULL);
2659         tdq = TDQ_CPU(td_get_sched(td)->ts_cpu);
2660         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2661         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2662         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
2663             ("sched_rem: thread not on run queue"));
2664         tdq_runq_rem(tdq, td);
2665         tdq_load_rem(tdq, td);
2666         TD_SET_CAN_RUN(td);
2667         if (td->td_priority == tdq->tdq_lowpri)
2668                 tdq_setlowpri(tdq, NULL);
2669 }
2670
2671 /*
2672  * Fetch cpu utilization information.  Updates on demand.
2673  */
2674 fixpt_t
2675 sched_pctcpu(struct thread *td)
2676 {
2677         fixpt_t pctcpu;
2678         struct td_sched *ts;
2679
2680         pctcpu = 0;
2681         ts = td_get_sched(td);
2682
2683         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2684         sched_pctcpu_update(ts, TD_IS_RUNNING(td));
2685         if (ts->ts_ticks) {
2686                 int rtick;
2687
2688                 /* How many rtick per second ? */
2689                 rtick = min(SCHED_TICK_HZ(ts) / SCHED_TICK_SECS, hz);
2690                 pctcpu = (FSCALE * ((FSCALE * rtick)/hz)) >> FSHIFT;
2691         }
2692
2693         return (pctcpu);
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Enforce affinity settings for a thread.  Called after adjustments to
2698  * cpumask.
2699  */
2700 void
2701 sched_affinity(struct thread *td)
2702 {
2703 #ifdef SMP
2704         struct td_sched *ts;
2705
2706         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2707         ts = td_get_sched(td);
2708         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2709                 return;
2710         if (TD_ON_RUNQ(td)) {
2711                 sched_rem(td);
2712                 sched_add(td, SRQ_BORING);
2713                 return;
2714         }
2715         if (!TD_IS_RUNNING(td))
2716                 return;
2717         /*
2718          * Force a switch before returning to userspace.  If the
2719          * target thread is not running locally send an ipi to force
2720          * the issue.
2721          */
2722         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2723         if (td != curthread)
2724                 ipi_cpu(ts->ts_cpu, IPI_PREEMPT);
2725 #endif
2726 }
2727
2728 /*
2729  * Bind a thread to a target cpu.
2730  */
2731 void
2732 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
2733 {
2734         struct td_sched *ts;
2735
2736         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
2737         KASSERT(td == curthread, ("sched_bind: can only bind curthread"));
2738         ts = td_get_sched(td);
2739         if (ts->ts_flags & TSF_BOUND)
2740                 sched_unbind(td);
2741         KASSERT(THREAD_CAN_MIGRATE(td), ("%p must be migratable", td));
2742         ts->ts_flags |= TSF_BOUND;
2743         sched_pin();
2744         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
2745                 return;
2746         ts->ts_cpu = cpu;
2747         /* When we return from mi_switch we'll be on the correct cpu. */
2748         mi_switch(SW_VOL, NULL);
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Release a bound thread.
2753  */
2754 void
2755 sched_unbind(struct thread *td)
2756 {
2757         struct td_sched *ts;
2758
2759         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2760         KASSERT(td == curthread, ("sched_unbind: can only bind curthread"));
2761         ts = td_get_sched(td);
2762         if ((ts->ts_flags & TSF_BOUND) == 0)
2763                 return;
2764         ts->ts_flags &= ~TSF_BOUND;
2765         sched_unpin();
2766 }
2767
2768 int
2769 sched_is_bound(struct thread *td)
2770 {
2771         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2772         return (td_get_sched(td)->ts_flags & TSF_BOUND);
2773 }
2774
2775 /*
2776  * Basic yield call.
2777  */
2778 void
2779 sched_relinquish(struct thread *td)
2780 {
2781         thread_lock(td);
2782         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH, NULL);
2783         thread_unlock(td);
2784 }
2785
2786 /*
2787  * Return the total system load.
2788  */
2789 int
2790 sched_load(void)
2791 {
2792 #ifdef SMP
2793         int total;
2794         int i;
2795
2796         total = 0;
2797         CPU_FOREACH(i)
2798                 total += TDQ_CPU(i)->tdq_sysload;
2799         return (total);
2800 #else
2801         return (TDQ_SELF()->tdq_sysload);
2802 #endif
2803 }
2804
2805 int
2806 sched_sizeof_proc(void)
2807 {
2808         return (sizeof(struct proc));
2809 }
2810
2811 int
2812 sched_sizeof_thread(void)
2813 {
2814         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
2815 }
2816
2817 #ifdef SMP
2818 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)                                               \
2819     ((tdq)->tdq_cg != NULL && ((tdq)->tdq_cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) == 0)
2820 #else
2821 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)       1
2822 #endif
2823
2824 /*
2825  * The actual idle process.
2826  */
2827 void
2828 sched_idletd(void *dummy)
2829 {
2830         struct thread *td;
2831         struct tdq *tdq;
2832         int oldswitchcnt, switchcnt;
2833         int i;
2834
2835         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
2836         td = curthread;
2837         tdq = TDQ_SELF();
2838         THREAD_NO_SLEEPING();
2839         oldswitchcnt = -1;
2840         for (;;) {
2841                 if (tdq->tdq_load) {
2842                         thread_lock(td);
2843                         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
2844                         thread_unlock(td);
2845                 }
2846                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2847 #ifdef SMP
2848                 if (always_steal || switchcnt != oldswitchcnt) {
2849                         oldswitchcnt = switchcnt;
2850                         if (tdq_idled(tdq) == 0)
2851                                 continue;
2852                 }
2853                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2854 #else
2855                 oldswitchcnt = switchcnt;
2856 #endif
2857                 /*
2858                  * If we're switching very frequently, spin while checking
2859                  * for load rather than entering a low power state that 
2860                  * may require an IPI.  However, don't do any busy
2861                  * loops while on SMT machines as this simply steals
2862                  * cycles from cores doing useful work.
2863                  */
2864                 if (TDQ_IDLESPIN(tdq) && switchcnt > sched_idlespinthresh) {
2865                         for (i = 0; i < sched_idlespins; i++) {
2866                                 if (tdq->tdq_load)
2867                                         break;
2868                                 cpu_spinwait();
2869                         }
2870                 }
2871
2872                 /* If there was context switch during spin, restart it. */
2873                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2874                 if (tdq->tdq_load != 0 || switchcnt != oldswitchcnt)
2875                         continue;
2876
2877                 /* Run main MD idle handler. */
2878                 tdq->tdq_cpu_idle = 1;
2879                 /*
2880                  * Make sure that tdq_cpu_idle update is globally visible
2881                  * before cpu_idle() read tdq_load.  The order is important
2882                  * to avoid race with tdq_notify.
2883                  */
2884                 atomic_thread_fence_seq_cst();
2885                 /*
2886                  * Checking for again after the fence picks up assigned
2887                  * threads often enough to make it worthwhile to do so in
2888                  * order to avoid calling cpu_idle().
2889                  */
2890                 if (tdq->tdq_load != 0) {
2891                         tdq->tdq_cpu_idle = 0;
2892                         continue;
2893                 }
2894                 cpu_idle(switchcnt * 4 > sched_idlespinthresh);
2895                 tdq->tdq_cpu_idle = 0;
2896
2897                 /*
2898                  * Account thread-less hardware interrupts and
2899                  * other wakeup reasons equal to context switches.
2900                  */
2901                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2902                 if (switchcnt != oldswitchcnt)
2903                         continue;
2904                 tdq->tdq_switchcnt++;
2905                 oldswitchcnt++;
2906         }
2907 }
2908
2909 /*
2910  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
2911  */
2912 void
2913 sched_throw(struct thread *td)
2914 {
2915         struct thread *newtd;
2916         struct tdq *tdq;
2917
2918         if (td == NULL) {
2919 #ifdef SMP
2920                 PCPU_SET(sched, DPCPU_PTR(tdq));
2921 #endif
2922                 /* Correct spinlock nesting and acquire the correct lock. */
2923                 tdq = TDQ_SELF();
2924                 TDQ_LOCK(tdq);
2925                 spinlock_exit();
2926                 PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
2927                 PCPU_SET(switchticks, ticks);
2928                 PCPU_GET(idlethread)->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2929         } else {
2930                 tdq = TDQ_SELF();
2931                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2932                 tdq_load_rem(tdq, td);
2933                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
2934                 td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
2935                 td->td_oncpu = NOCPU;
2936         }
2937         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
2938         newtd = choosethread();
2939         TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
2940         cpu_throw(td, newtd);           /* doesn't return */
2941 }
2942
2943 /*
2944  * This is called from fork_exit().  Just acquire the correct locks and
2945  * let fork do the rest of the work.
2946  */
2947 void
2948 sched_fork_exit(struct thread *td)
2949 {
2950         struct tdq *tdq;
2951         int cpuid;
2952
2953         /*
2954          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
2955          * non-nested critical section with the scheduler lock held.
2956          */
2957         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2958         tdq = TDQ_SELF();
2959         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2960         td->td_oncpu = cpuid;
2961         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
2962         lock_profile_obtain_lock_success(
2963             &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
2964
2965         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "running",
2966             "prio:%d", td->td_priority);
2967         SDT_PROBE0(sched, , , on__cpu);
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Create on first use to catch odd startup conditons.
2972  */
2973 char *
2974 sched_tdname(struct thread *td)
2975 {
2976 #ifdef KTR
2977         struct td_sched *ts;
2978
2979         ts = td_get_sched(td);
2980         if (ts->ts_name[0] == '\0')
2981                 snprintf(ts->ts_name, sizeof(ts->ts_name),
2982                     "%s tid %d", td->td_name, td->td_tid);
2983         return (ts->ts_name);
2984 #else
2985         return (td->td_name);
2986 #endif
2987 }
2988
2989 #ifdef KTR
2990 void
2991 sched_clear_tdname(struct thread *td)
2992 {
2993         struct td_sched *ts;
2994
2995         ts = td_get_sched(td);
2996         ts->ts_name[0] = '\0';
2997 }
2998 #endif
2999
3000 #ifdef SMP
3001
3002 /*
3003  * Build the CPU topology dump string. Is recursively called to collect
3004  * the topology tree.
3005  */
3006 static int
3007 sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, struct cpu_group *cg,
3008     int indent)
3009 {
3010         char cpusetbuf[CPUSETBUFSIZ];
3011         int i, first;
3012
3013         sbuf_printf(sb, "%*s<group level=\"%d\" cache-level=\"%d\">\n", indent,
3014             "", 1 + indent / 2, cg->cg_level);
3015         sbuf_printf(sb, "%*s <cpu count=\"%d\" mask=\"%s\">", indent, "",
3016             cg->cg_count, cpusetobj_strprint(cpusetbuf, &cg->cg_mask));
3017         first = TRUE;
3018         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
3019                 if (CPU_ISSET(i, &cg->cg_mask)) {
3020                         if (!first)
3021                                 sbuf_printf(sb, ", ");
3022                         else
3023                                 first = FALSE;
3024                         sbuf_printf(sb, "%d", i);
3025                 }
3026         }
3027         sbuf_printf(sb, "</cpu>\n");
3028
3029         if (cg->cg_flags != 0) {
3030                 sbuf_printf(sb, "%*s <flags>", indent, "");
3031                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_HTT) != 0)
3032                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"HTT\">HTT group</flag>");
3033                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) != 0)
3034                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"THREAD\">THREAD group</flag>");
3035                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_SMT) != 0)
3036                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"SMT\">SMT group</flag>");
3037                 sbuf_printf(sb, "</flags>\n");
3038         }
3039
3040         if (cg->cg_children > 0) {
3041                 sbuf_printf(sb, "%*s <children>\n", indent, "");
3042                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
3043                         sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(sb, 
3044                             &cg->cg_child[i], indent+2);
3045                 sbuf_printf(sb, "%*s </children>\n", indent, "");
3046         }
3047         sbuf_printf(sb, "%*s</group>\n", indent, "");
3048         return (0);
3049 }
3050
3051 /*
3052  * Sysctl handler for retrieving topology dump. It's a wrapper for
3053  * the recursive sysctl_kern_smp_topology_spec_internal().
3054  */
3055 static int
3056 sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3057 {
3058         struct sbuf *topo;
3059         int err;
3060
3061         KASSERT(cpu_top != NULL, ("cpu_top isn't initialized"));
3062
3063         topo = sbuf_new_for_sysctl(NULL, NULL, 512, req);
3064         if (topo == NULL)
3065                 return (ENOMEM);
3066
3067         sbuf_printf(topo, "<groups>\n");
3068         err = sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(topo, cpu_top, 1);
3069         sbuf_printf(topo, "</groups>\n");
3070
3071         if (err == 0) {
3072                 err = sbuf_finish(topo);
3073         }
3074         sbuf_delete(topo);
3075         return (err);
3076 }
3077
3078 #endif
3079
3080 static int
3081 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3082 {
3083         int error, new_val, period;
3084
3085         period = 1000000 / realstathz;
3086         new_val = period * sched_slice;
3087         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
3088         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3089                 return (error);
3090         if (new_val <= 0)
3091                 return (EINVAL);
3092         sched_slice = imax(1, (new_val + period / 2) / period);
3093         sched_slice_min = sched_slice / SCHED_SLICE_MIN_DIVISOR;
3094         hogticks = imax(1, (2 * hz * sched_slice + realstathz / 2) /
3095             realstathz);
3096         return (0);
3097 }
3098
3099 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RW, 0, "Scheduler");
3100 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "ULE", 0,
3101     "Scheduler name");
3102 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
3103     NULL, 0, sysctl_kern_quantum, "I",
3104     "Quantum for timeshare threads in microseconds");
3105 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, slice, CTLFLAG_RW, &sched_slice, 0,
3106     "Quantum for timeshare threads in stathz ticks");
3107 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, interact, CTLFLAG_RW, &sched_interact, 0,
3108     "Interactivity score threshold");
3109 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, preempt_thresh, CTLFLAG_RW,
3110     &preempt_thresh, 0,
3111     "Maximal (lowest) priority for preemption");
3112 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, static_boost, CTLFLAG_RW, &static_boost, 0,
3113     "Assign static kernel priorities to sleeping threads");
3114 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespins, CTLFLAG_RW, &sched_idlespins, 0,
3115     "Number of times idle thread will spin waiting for new work");
3116 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespinthresh, CTLFLAG_RW,
3117     &sched_idlespinthresh, 0,
3118     "Threshold before we will permit idle thread spinning");
3119 #ifdef SMP
3120 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, affinity, CTLFLAG_RW, &affinity, 0,
3121     "Number of hz ticks to keep thread affinity for");
3122 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance, CTLFLAG_RW, &rebalance, 0,
3123     "Enables the long-term load balancer");
3124 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance_interval, CTLFLAG_RW,
3125     &balance_interval, 0,
3126     "Average period in stathz ticks to run the long-term balancer");
3127 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_idle, CTLFLAG_RW, &steal_idle, 0,
3128     "Attempts to steal work from other cores before idling");
3129 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_thresh, CTLFLAG_RW, &steal_thresh, 0,
3130     "Minimum load on remote CPU before we'll steal");
3131 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, trysteal_limit, CTLFLAG_RW, &trysteal_limit,
3132     0, "Topological distance limit for stealing threads in sched_switch()");
3133 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, always_steal, CTLFLAG_RW, &always_steal, 0,
3134     "Always run the stealer from the idle thread");
3135 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, topology_spec, CTLTYPE_STRING |
3136     CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_kern_sched_topology_spec, "A",
3137     "XML dump of detected CPU topology");
3138 #endif
3139
3140 /* ps compat.  All cpu percentages from ULE are weighted. */
3141 static int ccpu = 0;
3142 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");