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