]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/sched_ule.c
connect vendor wpa area to contrib
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / sched_ule.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2002-2007, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
10  *    disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
25  */
26
27 /*
28  * This file implements the ULE scheduler.  ULE supports independent CPU
29  * run queues and fine grain locking.  It has superior interactive
30  * performance under load even on uni-processor systems.
31  *
32  * etymology:
33  *   ULE is the last three letters in schedule.  It owes its name to a
34  * generic user created for a scheduling system by Paul Mikesell at
35  * Isilon Systems and a general lack of creativity on the part of the author.
36  */
37
38 #include <sys/cdefs.h>
39 __FBSDID("$FreeBSD$");
40
41 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
42 #include "opt_kdtrace.h"
43 #include "opt_sched.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/kdb.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/ktr.h>
50 #include <sys/lock.h>
51 #include <sys/mutex.h>
52 #include <sys/proc.h>
53 #include <sys/resource.h>
54 #include <sys/resourcevar.h>
55 #include <sys/sched.h>
56 #include <sys/smp.h>
57 #include <sys/sx.h>
58 #include <sys/sysctl.h>
59 #include <sys/sysproto.h>
60 #include <sys/turnstile.h>
61 #include <sys/umtx.h>
62 #include <sys/vmmeter.h>
63 #include <sys/cpuset.h>
64 #include <sys/sbuf.h>
65 #ifdef KTRACE
66 #include <sys/uio.h>
67 #include <sys/ktrace.h>
68 #endif
69
70 #ifdef HWPMC_HOOKS
71 #include <sys/pmckern.h>
72 #endif
73
74 #ifdef KDTRACE_HOOKS
75 #include <sys/dtrace_bsd.h>
76 int                             dtrace_vtime_active;
77 dtrace_vtime_switch_func_t      dtrace_vtime_switch_func;
78 #endif
79
80 #include <machine/cpu.h>
81 #include <machine/smp.h>
82
83 #if defined(__sparc64__) || defined(__mips__)
84 #error "This architecture is not currently compatible with ULE"
85 #endif
86
87 #define KTR_ULE 0
88
89 #define TS_NAME_LEN (MAXCOMLEN + sizeof(" td ") + sizeof(__XSTRING(UINT_MAX)))
90 #define TDQ_NAME_LEN    (sizeof("sched lock ") + sizeof(__XSTRING(MAXCPU)))
91 #define TDQ_LOADNAME_LEN        (PCPU_NAME_LEN + sizeof(" load"))
92
93 /*
94  * Thread scheduler specific section.  All fields are protected
95  * by the thread lock.
96  */
97 struct td_sched {       
98         struct runq     *ts_runq;       /* Run-queue we're queued on. */
99         short           ts_flags;       /* TSF_* flags. */
100         u_char          ts_cpu;         /* CPU that we have affinity for. */
101         int             ts_rltick;      /* Real last tick, for affinity. */
102         int             ts_slice;       /* Ticks of slice remaining. */
103         u_int           ts_slptime;     /* Number of ticks we vol. slept */
104         u_int           ts_runtime;     /* Number of ticks we were running */
105         int             ts_ltick;       /* Last tick that we were running on */
106         int             ts_ftick;       /* First tick that we were running on */
107         int             ts_ticks;       /* Tick count */
108 #ifdef KTR
109         char            ts_name[TS_NAME_LEN];
110 #endif
111 };
112 /* flags kept in ts_flags */
113 #define TSF_BOUND       0x0001          /* Thread can not migrate. */
114 #define TSF_XFERABLE    0x0002          /* Thread was added as transferable. */
115
116 static struct td_sched td_sched0;
117
118 #define THREAD_CAN_MIGRATE(td)  ((td)->td_pinned == 0)
119 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
120     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
121
122 /*
123  * Cpu percentage computation macros and defines.
124  *
125  * SCHED_TICK_SECS:     Number of seconds to average the cpu usage across.
126  * SCHED_TICK_TARG:     Number of hz ticks to average the cpu usage across.
127  * SCHED_TICK_MAX:      Maximum number of ticks before scaling back.
128  * SCHED_TICK_SHIFT:    Shift factor to avoid rounding away results.
129  * SCHED_TICK_HZ:       Compute the number of hz ticks for a given ticks count.
130  * SCHED_TICK_TOTAL:    Gives the amount of time we've been recording ticks.
131  */
132 #define SCHED_TICK_SECS         10
133 #define SCHED_TICK_TARG         (hz * SCHED_TICK_SECS)
134 #define SCHED_TICK_MAX          (SCHED_TICK_TARG + hz)
135 #define SCHED_TICK_SHIFT        10
136 #define SCHED_TICK_HZ(ts)       ((ts)->ts_ticks >> SCHED_TICK_SHIFT)
137 #define SCHED_TICK_TOTAL(ts)    (max((ts)->ts_ltick - (ts)->ts_ftick, hz))
138
139 /*
140  * These macros determine priorities for non-interactive threads.  They are
141  * assigned a priority based on their recent cpu utilization as expressed
142  * by the ratio of ticks to the tick total.  NHALF priorities at the start
143  * and end of the MIN to MAX timeshare range are only reachable with negative
144  * or positive nice respectively.
145  *
146  * PRI_RANGE:   Priority range for utilization dependent priorities.
147  * PRI_NRESV:   Number of nice values.
148  * PRI_TICKS:   Compute a priority in PRI_RANGE from the ticks count and total.
149  * PRI_NICE:    Determines the part of the priority inherited from nice.
150  */
151 #define SCHED_PRI_NRESV         (PRIO_MAX - PRIO_MIN)
152 #define SCHED_PRI_NHALF         (SCHED_PRI_NRESV / 2)
153 #define SCHED_PRI_MIN           (PRI_MIN_TIMESHARE + SCHED_PRI_NHALF)
154 #define SCHED_PRI_MAX           (PRI_MAX_TIMESHARE - SCHED_PRI_NHALF)
155 #define SCHED_PRI_RANGE         (SCHED_PRI_MAX - SCHED_PRI_MIN)
156 #define SCHED_PRI_TICKS(ts)                                             \
157     (SCHED_TICK_HZ((ts)) /                                              \
158     (roundup(SCHED_TICK_TOTAL((ts)), SCHED_PRI_RANGE) / SCHED_PRI_RANGE))
159 #define SCHED_PRI_NICE(nice)    (nice)
160
161 /*
162  * These determine the interactivity of a process.  Interactivity differs from
163  * cpu utilization in that it expresses the voluntary time slept vs time ran
164  * while cpu utilization includes all time not running.  This more accurately
165  * models the intent of the thread.
166  *
167  * SLP_RUN_MAX: Maximum amount of sleep time + run time we'll accumulate
168  *              before throttling back.
169  * SLP_RUN_FORK:        Maximum slp+run time to inherit at fork time.
170  * INTERACT_MAX:        Maximum interactivity value.  Smaller is better.
171  * INTERACT_THRESH:     Threshhold for placement on the current runq.
172  */
173 #define SCHED_SLP_RUN_MAX       ((hz * 5) << SCHED_TICK_SHIFT)
174 #define SCHED_SLP_RUN_FORK      ((hz / 2) << SCHED_TICK_SHIFT)
175 #define SCHED_INTERACT_MAX      (100)
176 #define SCHED_INTERACT_HALF     (SCHED_INTERACT_MAX / 2)
177 #define SCHED_INTERACT_THRESH   (30)
178
179 /*
180  * tickincr:            Converts a stathz tick into a hz domain scaled by
181  *                      the shift factor.  Without the shift the error rate
182  *                      due to rounding would be unacceptably high.
183  * realstathz:          stathz is sometimes 0 and run off of hz.
184  * sched_slice:         Runtime of each thread before rescheduling.
185  * preempt_thresh:      Priority threshold for preemption and remote IPIs.
186  */
187 static int sched_interact = SCHED_INTERACT_THRESH;
188 static int realstathz;
189 static int tickincr;
190 static int sched_slice = 1;
191 #ifdef PREEMPTION
192 #ifdef FULL_PREEMPTION
193 static int preempt_thresh = PRI_MAX_IDLE;
194 #else
195 static int preempt_thresh = PRI_MIN_KERN;
196 #endif
197 #else 
198 static int preempt_thresh = 0;
199 #endif
200 static int static_boost = PRI_MIN_TIMESHARE;
201 static int sched_idlespins = 10000;
202 static int sched_idlespinthresh = 4;
203
204 /*
205  * tdq - per processor runqs and statistics.  All fields are protected by the
206  * tdq_lock.  The load and lowpri may be accessed without to avoid excess
207  * locking in sched_pickcpu();
208  */
209 struct tdq {
210         /* Ordered to improve efficiency of cpu_search() and switch(). */
211         struct mtx      tdq_lock;               /* run queue lock. */
212         struct cpu_group *tdq_cg;               /* Pointer to cpu topology. */
213         volatile int    tdq_load;               /* Aggregate load. */
214         int             tdq_sysload;            /* For loadavg, !ITHD load. */
215         int             tdq_transferable;       /* Transferable thread count. */
216         volatile int    tdq_idlestate;          /* State of the idle thread. */
217         short           tdq_switchcnt;          /* Switches this tick. */
218         short           tdq_oldswitchcnt;       /* Switches last tick. */
219         u_char          tdq_lowpri;             /* Lowest priority thread. */
220         u_char          tdq_ipipending;         /* IPI pending. */
221         u_char          tdq_idx;                /* Current insert index. */
222         u_char          tdq_ridx;               /* Current removal index. */
223         struct runq     tdq_realtime;           /* real-time run queue. */
224         struct runq     tdq_timeshare;          /* timeshare run queue. */
225         struct runq     tdq_idle;               /* Queue of IDLE threads. */
226         char            tdq_name[TDQ_NAME_LEN];
227 #ifdef KTR
228         char            tdq_loadname[TDQ_LOADNAME_LEN];
229 #endif
230 } __aligned(64);
231
232 /* Idle thread states and config. */
233 #define TDQ_RUNNING     1
234 #define TDQ_IDLE        2
235
236 #ifdef SMP
237 struct cpu_group *cpu_top;              /* CPU topology */
238
239 #define SCHED_AFFINITY_DEFAULT  (max(1, hz / 1000))
240 #define SCHED_AFFINITY(ts, t)   ((ts)->ts_rltick > ticks - ((t) * affinity))
241
242 /*
243  * Run-time tunables.
244  */
245 static int rebalance = 1;
246 static int balance_interval = 128;      /* Default set in sched_initticks(). */
247 static int affinity;
248 static int steal_htt = 1;
249 static int steal_idle = 1;
250 static int steal_thresh = 2;
251
252 /*
253  * One thread queue per processor.
254  */
255 static struct tdq       tdq_cpu[MAXCPU];
256 static struct tdq       *balance_tdq;
257 static int balance_ticks;
258
259 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu[PCPU_GET(cpuid)])
260 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu[(x)])
261 #define TDQ_ID(x)       ((int)((x) - tdq_cpu))
262 #else   /* !SMP */
263 static struct tdq       tdq_cpu;
264
265 #define TDQ_ID(x)       (0)
266 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu)
267 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu)
268 #endif
269
270 #define TDQ_LOCK_ASSERT(t, type)        mtx_assert(TDQ_LOCKPTR((t)), (type))
271 #define TDQ_LOCK(t)             mtx_lock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
272 #define TDQ_LOCK_FLAGS(t, f)    mtx_lock_spin_flags(TDQ_LOCKPTR((t)), (f))
273 #define TDQ_UNLOCK(t)           mtx_unlock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
274 #define TDQ_LOCKPTR(t)          (&(t)->tdq_lock)
275
276 static void sched_priority(struct thread *);
277 static void sched_thread_priority(struct thread *, u_char);
278 static int sched_interact_score(struct thread *);
279 static void sched_interact_update(struct thread *);
280 static void sched_interact_fork(struct thread *);
281 static void sched_pctcpu_update(struct td_sched *);
282
283 /* Operations on per processor queues */
284 static struct thread *tdq_choose(struct tdq *);
285 static void tdq_setup(struct tdq *);
286 static void tdq_load_add(struct tdq *, struct thread *);
287 static void tdq_load_rem(struct tdq *, struct thread *);
288 static __inline void tdq_runq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
289 static __inline void tdq_runq_rem(struct tdq *, struct thread *);
290 static inline int sched_shouldpreempt(int, int, int);
291 void tdq_print(int cpu);
292 static void runq_print(struct runq *rq);
293 static void tdq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
294 #ifdef SMP
295 static int tdq_move(struct tdq *, struct tdq *);
296 static int tdq_idled(struct tdq *);
297 static void tdq_notify(struct tdq *, struct thread *);
298 static struct thread *tdq_steal(struct tdq *, int);
299 static struct thread *runq_steal(struct runq *, int);
300 static int sched_pickcpu(struct thread *, int);
301 static void sched_balance(void);
302 static int sched_balance_pair(struct tdq *, struct tdq *);
303 static inline struct tdq *sched_setcpu(struct thread *, int, int);
304 static inline struct mtx *thread_block_switch(struct thread *);
305 static inline void thread_unblock_switch(struct thread *, struct mtx *);
306 static struct mtx *sched_switch_migrate(struct tdq *, struct thread *, int);
307 static int sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
308 static int sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, 
309     struct cpu_group *cg, int indent);
310 #endif
311
312 static void sched_setup(void *dummy);
313 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
314
315 static void sched_initticks(void *dummy);
316 SYSINIT(sched_initticks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_THIRD, sched_initticks,
317     NULL);
318
319 /*
320  * Print the threads waiting on a run-queue.
321  */
322 static void
323 runq_print(struct runq *rq)
324 {
325         struct rqhead *rqh;
326         struct thread *td;
327         int pri;
328         int j;
329         int i;
330
331         for (i = 0; i < RQB_LEN; i++) {
332                 printf("\t\trunq bits %d 0x%zx\n",
333                     i, rq->rq_status.rqb_bits[i]);
334                 for (j = 0; j < RQB_BPW; j++)
335                         if (rq->rq_status.rqb_bits[i] & (1ul << j)) {
336                                 pri = j + (i << RQB_L2BPW);
337                                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
338                                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
339                                         printf("\t\t\ttd %p(%s) priority %d rqindex %d pri %d\n",
340                                             td, td->td_name, td->td_priority,
341                                             td->td_rqindex, pri);
342                                 }
343                         }
344         }
345 }
346
347 /*
348  * Print the status of a per-cpu thread queue.  Should be a ddb show cmd.
349  */
350 void
351 tdq_print(int cpu)
352 {
353         struct tdq *tdq;
354
355         tdq = TDQ_CPU(cpu);
356
357         printf("tdq %d:\n", TDQ_ID(tdq));
358         printf("\tlock            %p\n", TDQ_LOCKPTR(tdq));
359         printf("\tLock name:      %s\n", tdq->tdq_name);
360         printf("\tload:           %d\n", tdq->tdq_load);
361         printf("\tswitch cnt:     %d\n", tdq->tdq_switchcnt);
362         printf("\told switch cnt: %d\n", tdq->tdq_oldswitchcnt);
363         printf("\tidle state:     %d\n", tdq->tdq_idlestate);
364         printf("\ttimeshare idx:  %d\n", tdq->tdq_idx);
365         printf("\ttimeshare ridx: %d\n", tdq->tdq_ridx);
366         printf("\tload transferable: %d\n", tdq->tdq_transferable);
367         printf("\tlowest priority:   %d\n", tdq->tdq_lowpri);
368         printf("\trealtime runq:\n");
369         runq_print(&tdq->tdq_realtime);
370         printf("\ttimeshare runq:\n");
371         runq_print(&tdq->tdq_timeshare);
372         printf("\tidle runq:\n");
373         runq_print(&tdq->tdq_idle);
374 }
375
376 static inline int
377 sched_shouldpreempt(int pri, int cpri, int remote)
378 {
379         /*
380          * If the new priority is not better than the current priority there is
381          * nothing to do.
382          */
383         if (pri >= cpri)
384                 return (0);
385         /*
386          * Always preempt idle.
387          */
388         if (cpri >= PRI_MIN_IDLE)
389                 return (1);
390         /*
391          * If preemption is disabled don't preempt others.
392          */
393         if (preempt_thresh == 0)
394                 return (0);
395         /*
396          * Preempt if we exceed the threshold.
397          */
398         if (pri <= preempt_thresh)
399                 return (1);
400         /*
401          * If we're realtime or better and there is timeshare or worse running
402          * preempt only remote processors.
403          */
404         if (remote && pri <= PRI_MAX_REALTIME && cpri > PRI_MAX_REALTIME)
405                 return (1);
406         return (0);
407 }
408
409 #define TS_RQ_PPQ       (((PRI_MAX_TIMESHARE - PRI_MIN_TIMESHARE) + 1) / RQ_NQS)
410 /*
411  * Add a thread to the actual run-queue.  Keeps transferable counts up to
412  * date with what is actually on the run-queue.  Selects the correct
413  * queue position for timeshare threads.
414  */
415 static __inline void
416 tdq_runq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
417 {
418         struct td_sched *ts;
419         u_char pri;
420
421         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
422         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
423
424         pri = td->td_priority;
425         ts = td->td_sched;
426         TD_SET_RUNQ(td);
427         if (THREAD_CAN_MIGRATE(td)) {
428                 tdq->tdq_transferable++;
429                 ts->ts_flags |= TSF_XFERABLE;
430         }
431         if (pri <= PRI_MAX_REALTIME) {
432                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_realtime;
433         } else if (pri <= PRI_MAX_TIMESHARE) {
434                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_timeshare;
435                 KASSERT(pri <= PRI_MAX_TIMESHARE && pri >= PRI_MIN_TIMESHARE,
436                         ("Invalid priority %d on timeshare runq", pri));
437                 /*
438                  * This queue contains only priorities between MIN and MAX
439                  * realtime.  Use the whole queue to represent these values.
440                  */
441                 if ((flags & (SRQ_BORROWING|SRQ_PREEMPTED)) == 0) {
442                         pri = (pri - PRI_MIN_TIMESHARE) / TS_RQ_PPQ;
443                         pri = (pri + tdq->tdq_idx) % RQ_NQS;
444                         /*
445                          * This effectively shortens the queue by one so we
446                          * can have a one slot difference between idx and
447                          * ridx while we wait for threads to drain.
448                          */
449                         if (tdq->tdq_ridx != tdq->tdq_idx &&
450                             pri == tdq->tdq_ridx)
451                                 pri = (unsigned char)(pri - 1) % RQ_NQS;
452                 } else
453                         pri = tdq->tdq_ridx;
454                 runq_add_pri(ts->ts_runq, td, pri, flags);
455                 return;
456         } else
457                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_idle;
458         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
459 }
460
461 /* 
462  * Remove a thread from a run-queue.  This typically happens when a thread
463  * is selected to run.  Running threads are not on the queue and the
464  * transferable count does not reflect them.
465  */
466 static __inline void
467 tdq_runq_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
468 {
469         struct td_sched *ts;
470
471         ts = td->td_sched;
472         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
473         KASSERT(ts->ts_runq != NULL,
474             ("tdq_runq_remove: thread %p null ts_runq", td));
475         if (ts->ts_flags & TSF_XFERABLE) {
476                 tdq->tdq_transferable--;
477                 ts->ts_flags &= ~TSF_XFERABLE;
478         }
479         if (ts->ts_runq == &tdq->tdq_timeshare) {
480                 if (tdq->tdq_idx != tdq->tdq_ridx)
481                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, &tdq->tdq_ridx);
482                 else
483                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, NULL);
484         } else
485                 runq_remove(ts->ts_runq, td);
486 }
487
488 /*
489  * Load is maintained for all threads RUNNING and ON_RUNQ.  Add the load
490  * for this thread to the referenced thread queue.
491  */
492 static void
493 tdq_load_add(struct tdq *tdq, struct thread *td)
494 {
495
496         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
497         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
498
499         tdq->tdq_load++;
500         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
501                 tdq->tdq_sysload++;
502         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
503 }
504
505 /*
506  * Remove the load from a thread that is transitioning to a sleep state or
507  * exiting.
508  */
509 static void
510 tdq_load_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
511 {
512
513         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
514         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
515         KASSERT(tdq->tdq_load != 0,
516             ("tdq_load_rem: Removing with 0 load on queue %d", TDQ_ID(tdq)));
517
518         tdq->tdq_load--;
519         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
520                 tdq->tdq_sysload--;
521         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
522 }
523
524 /*
525  * Set lowpri to its exact value by searching the run-queue and
526  * evaluating curthread.  curthread may be passed as an optimization.
527  */
528 static void
529 tdq_setlowpri(struct tdq *tdq, struct thread *ctd)
530 {
531         struct thread *td;
532
533         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
534         if (ctd == NULL)
535                 ctd = pcpu_find(TDQ_ID(tdq))->pc_curthread;
536         td = tdq_choose(tdq);
537         if (td == NULL || td->td_priority > ctd->td_priority)
538                 tdq->tdq_lowpri = ctd->td_priority;
539         else
540                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
541 }
542
543 #ifdef SMP
544 struct cpu_search {
545         cpumask_t cs_mask;      /* Mask of valid cpus. */
546         u_int   cs_load;
547         u_int   cs_cpu;
548         int     cs_limit;       /* Min priority for low min load for high. */
549 };
550
551 #define CPU_SEARCH_LOWEST       0x1
552 #define CPU_SEARCH_HIGHEST      0x2
553 #define CPU_SEARCH_BOTH         (CPU_SEARCH_LOWEST|CPU_SEARCH_HIGHEST)
554
555 #define CPUMASK_FOREACH(cpu, mask)                              \
556         for ((cpu) = 0; (cpu) < sizeof((mask)) * 8; (cpu)++)    \
557                 if ((mask) & 1 << (cpu))
558
559 static __inline int cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
560     struct cpu_search *high, const int match);
561 int cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low);
562 int cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high);
563 int cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
564     struct cpu_search *high);
565
566 /*
567  * This routine compares according to the match argument and should be
568  * reduced in actual instantiations via constant propagation and dead code
569  * elimination.
570  */ 
571 static __inline int
572 cpu_compare(int cpu, struct cpu_search *low, struct cpu_search *high,
573     const int match)
574 {
575         struct tdq *tdq;
576
577         tdq = TDQ_CPU(cpu);
578         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
579                 if (low->cs_mask & (1 << cpu) &&
580                     tdq->tdq_load < low->cs_load &&
581                     tdq->tdq_lowpri > low->cs_limit) {
582                         low->cs_cpu = cpu;
583                         low->cs_load = tdq->tdq_load;
584                 }
585         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
586                 if (high->cs_mask & (1 << cpu) &&
587                     tdq->tdq_load >= high->cs_limit && 
588                     tdq->tdq_load > high->cs_load &&
589                     tdq->tdq_transferable) {
590                         high->cs_cpu = cpu;
591                         high->cs_load = tdq->tdq_load;
592                 }
593         return (tdq->tdq_load);
594 }
595
596 /*
597  * Search the tree of cpu_groups for the lowest or highest loaded cpu
598  * according to the match argument.  This routine actually compares the
599  * load on all paths through the tree and finds the least loaded cpu on
600  * the least loaded path, which may differ from the least loaded cpu in
601  * the system.  This balances work among caches and busses.
602  *
603  * This inline is instantiated in three forms below using constants for the
604  * match argument.  It is reduced to the minimum set for each case.  It is
605  * also recursive to the depth of the tree.
606  */
607 static __inline int
608 cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
609     struct cpu_search *high, const int match)
610 {
611         int total;
612
613         total = 0;
614         if (cg->cg_children) {
615                 struct cpu_search lgroup;
616                 struct cpu_search hgroup;
617                 struct cpu_group *child;
618                 u_int lload;
619                 int hload;
620                 int load;
621                 int i;
622
623                 lload = -1;
624                 hload = -1;
625                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++) {
626                         child = &cg->cg_child[i];
627                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
628                                 lgroup = *low;
629                                 lgroup.cs_load = -1;
630                         }
631                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) {
632                                 hgroup = *high;
633                                 lgroup.cs_load = 0;
634                         }
635                         switch (match) {
636                         case CPU_SEARCH_LOWEST:
637                                 load = cpu_search_lowest(child, &lgroup);
638                                 break;
639                         case CPU_SEARCH_HIGHEST:
640                                 load = cpu_search_highest(child, &hgroup);
641                                 break;
642                         case CPU_SEARCH_BOTH:
643                                 load = cpu_search_both(child, &lgroup, &hgroup);
644                                 break;
645                         }
646                         total += load;
647                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
648                                 if (load < lload || low->cs_cpu == -1) {
649                                         *low = lgroup;
650                                         lload = load;
651                                 }
652                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) 
653                                 if (load > hload || high->cs_cpu == -1) {
654                                         hload = load;
655                                         *high = hgroup;
656                                 }
657                 }
658         } else {
659                 int cpu;
660
661                 CPUMASK_FOREACH(cpu, cg->cg_mask)
662                         total += cpu_compare(cpu, low, high, match);
663         }
664         return (total);
665 }
666
667 /*
668  * cpu_search instantiations must pass constants to maintain the inline
669  * optimization.
670  */
671 int
672 cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low)
673 {
674         return cpu_search(cg, low, NULL, CPU_SEARCH_LOWEST);
675 }
676
677 int
678 cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high)
679 {
680         return cpu_search(cg, NULL, high, CPU_SEARCH_HIGHEST);
681 }
682
683 int
684 cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
685     struct cpu_search *high)
686 {
687         return cpu_search(cg, low, high, CPU_SEARCH_BOTH);
688 }
689
690 /*
691  * Find the cpu with the least load via the least loaded path that has a
692  * lowpri greater than pri  pri.  A pri of -1 indicates any priority is
693  * acceptable.
694  */
695 static inline int
696 sched_lowest(struct cpu_group *cg, cpumask_t mask, int pri)
697 {
698         struct cpu_search low;
699
700         low.cs_cpu = -1;
701         low.cs_load = -1;
702         low.cs_mask = mask;
703         low.cs_limit = pri;
704         cpu_search_lowest(cg, &low);
705         return low.cs_cpu;
706 }
707
708 /*
709  * Find the cpu with the highest load via the highest loaded path.
710  */
711 static inline int
712 sched_highest(struct cpu_group *cg, cpumask_t mask, int minload)
713 {
714         struct cpu_search high;
715
716         high.cs_cpu = -1;
717         high.cs_load = 0;
718         high.cs_mask = mask;
719         high.cs_limit = minload;
720         cpu_search_highest(cg, &high);
721         return high.cs_cpu;
722 }
723
724 /*
725  * Simultaneously find the highest and lowest loaded cpu reachable via
726  * cg.
727  */
728 static inline void 
729 sched_both(struct cpu_group *cg, cpumask_t mask, int *lowcpu, int *highcpu)
730 {
731         struct cpu_search high;
732         struct cpu_search low;
733
734         low.cs_cpu = -1;
735         low.cs_limit = -1;
736         low.cs_load = -1;
737         low.cs_mask = mask;
738         high.cs_load = 0;
739         high.cs_cpu = -1;
740         high.cs_limit = -1;
741         high.cs_mask = mask;
742         cpu_search_both(cg, &low, &high);
743         *lowcpu = low.cs_cpu;
744         *highcpu = high.cs_cpu;
745         return;
746 }
747
748 static void
749 sched_balance_group(struct cpu_group *cg)
750 {
751         cpumask_t mask;
752         int high;
753         int low;
754         int i;
755
756         mask = -1;
757         for (;;) {
758                 sched_both(cg, mask, &low, &high);
759                 if (low == high || low == -1 || high == -1)
760                         break;
761                 if (sched_balance_pair(TDQ_CPU(high), TDQ_CPU(low)))
762                         break;
763                 /*
764                  * If we failed to move any threads determine which cpu
765                  * to kick out of the set and try again.
766                  */
767                 if (TDQ_CPU(high)->tdq_transferable == 0)
768                         mask &= ~(1 << high);
769                 else
770                         mask &= ~(1 << low);
771         }
772
773         for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
774                 sched_balance_group(&cg->cg_child[i]);
775 }
776
777 static void
778 sched_balance()
779 {
780         struct tdq *tdq;
781
782         /*
783          * Select a random time between .5 * balance_interval and
784          * 1.5 * balance_interval.
785          */
786         balance_ticks = max(balance_interval / 2, 1);
787         balance_ticks += random() % balance_interval;
788         if (smp_started == 0 || rebalance == 0)
789                 return;
790         tdq = TDQ_SELF();
791         TDQ_UNLOCK(tdq);
792         sched_balance_group(cpu_top);
793         TDQ_LOCK(tdq);
794 }
795
796 /*
797  * Lock two thread queues using their address to maintain lock order.
798  */
799 static void
800 tdq_lock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
801 {
802         if (one < two) {
803                 TDQ_LOCK(one);
804                 TDQ_LOCK_FLAGS(two, MTX_DUPOK);
805         } else {
806                 TDQ_LOCK(two);
807                 TDQ_LOCK_FLAGS(one, MTX_DUPOK);
808         }
809 }
810
811 /*
812  * Unlock two thread queues.  Order is not important here.
813  */
814 static void
815 tdq_unlock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
816 {
817         TDQ_UNLOCK(one);
818         TDQ_UNLOCK(two);
819 }
820
821 /*
822  * Transfer load between two imbalanced thread queues.
823  */
824 static int
825 sched_balance_pair(struct tdq *high, struct tdq *low)
826 {
827         int transferable;
828         int high_load;
829         int low_load;
830         int moved;
831         int move;
832         int diff;
833         int i;
834
835         tdq_lock_pair(high, low);
836         transferable = high->tdq_transferable;
837         high_load = high->tdq_load;
838         low_load = low->tdq_load;
839         moved = 0;
840         /*
841          * Determine what the imbalance is and then adjust that to how many
842          * threads we actually have to give up (transferable).
843          */
844         if (transferable != 0) {
845                 diff = high_load - low_load;
846                 move = diff / 2;
847                 if (diff & 0x1)
848                         move++;
849                 move = min(move, transferable);
850                 for (i = 0; i < move; i++)
851                         moved += tdq_move(high, low);
852                 /*
853                  * IPI the target cpu to force it to reschedule with the new
854                  * workload.
855                  */
856                 ipi_selected(1 << TDQ_ID(low), IPI_PREEMPT);
857         }
858         tdq_unlock_pair(high, low);
859         return (moved);
860 }
861
862 /*
863  * Move a thread from one thread queue to another.
864  */
865 static int
866 tdq_move(struct tdq *from, struct tdq *to)
867 {
868         struct td_sched *ts;
869         struct thread *td;
870         struct tdq *tdq;
871         int cpu;
872
873         TDQ_LOCK_ASSERT(from, MA_OWNED);
874         TDQ_LOCK_ASSERT(to, MA_OWNED);
875
876         tdq = from;
877         cpu = TDQ_ID(to);
878         td = tdq_steal(tdq, cpu);
879         if (td == NULL)
880                 return (0);
881         ts = td->td_sched;
882         /*
883          * Although the run queue is locked the thread may be blocked.  Lock
884          * it to clear this and acquire the run-queue lock.
885          */
886         thread_lock(td);
887         /* Drop recursive lock on from acquired via thread_lock(). */
888         TDQ_UNLOCK(from);
889         sched_rem(td);
890         ts->ts_cpu = cpu;
891         td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(to);
892         tdq_add(to, td, SRQ_YIELDING);
893         return (1);
894 }
895
896 /*
897  * This tdq has idled.  Try to steal a thread from another cpu and switch
898  * to it.
899  */
900 static int
901 tdq_idled(struct tdq *tdq)
902 {
903         struct cpu_group *cg;
904         struct tdq *steal;
905         cpumask_t mask;
906         int thresh;
907         int cpu;
908
909         if (smp_started == 0 || steal_idle == 0)
910                 return (1);
911         mask = -1;
912         mask &= ~PCPU_GET(cpumask);
913         /* We don't want to be preempted while we're iterating. */
914         spinlock_enter();
915         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; ) {
916                 if ((cg->cg_flags & (CG_FLAG_HTT | CG_FLAG_THREAD)) == 0)
917                         thresh = steal_thresh;
918                 else
919                         thresh = 1;
920                 cpu = sched_highest(cg, mask, thresh);
921                 if (cpu == -1) {
922                         cg = cg->cg_parent;
923                         continue;
924                 }
925                 steal = TDQ_CPU(cpu);
926                 mask &= ~(1 << cpu);
927                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
928                 if (steal->tdq_load < thresh || steal->tdq_transferable == 0) {
929                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
930                         continue;
931                 }
932                 /*
933                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
934                  * steal one here.  If we fail to acquire one due to affinity
935                  * restrictions loop again with this cpu removed from the
936                  * set.
937                  */
938                 if (tdq->tdq_load == 0 && tdq_move(steal, tdq) == 0) {
939                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
940                         continue;
941                 }
942                 spinlock_exit();
943                 TDQ_UNLOCK(steal);
944                 mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
945                 thread_unlock(curthread);
946
947                 return (0);
948         }
949         spinlock_exit();
950         return (1);
951 }
952
953 /*
954  * Notify a remote cpu of new work.  Sends an IPI if criteria are met.
955  */
956 static void
957 tdq_notify(struct tdq *tdq, struct thread *td)
958 {
959         struct thread *ctd;
960         int pri;
961         int cpu;
962
963         if (tdq->tdq_ipipending)
964                 return;
965         cpu = td->td_sched->ts_cpu;
966         pri = td->td_priority;
967         ctd = pcpu_find(cpu)->pc_curthread;
968         if (!sched_shouldpreempt(pri, ctd->td_priority, 1))
969                 return;
970         if (TD_IS_IDLETHREAD(ctd)) {
971                 /*
972                  * If the idle thread is still 'running' it's probably
973                  * waiting on us to release the tdq spinlock already.  No
974                  * need to ipi.
975                  */
976                 if (tdq->tdq_idlestate == TDQ_RUNNING)
977                         return;
978                 /*
979                  * If the MD code has an idle wakeup routine try that before
980                  * falling back to IPI.
981                  */
982                 if (cpu_idle_wakeup(cpu))
983                         return;
984         }
985         tdq->tdq_ipipending = 1;
986         ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
987 }
988
989 /*
990  * Steals load from a timeshare queue.  Honors the rotating queue head
991  * index.
992  */
993 static struct thread *
994 runq_steal_from(struct runq *rq, int cpu, u_char start)
995 {
996         struct rqbits *rqb;
997         struct rqhead *rqh;
998         struct thread *td;
999         int first;
1000         int bit;
1001         int pri;
1002         int i;
1003
1004         rqb = &rq->rq_status;
1005         bit = start & (RQB_BPW -1);
1006         pri = 0;
1007         first = 0;
1008 again:
1009         for (i = RQB_WORD(start); i < RQB_LEN; bit = 0, i++) {
1010                 if (rqb->rqb_bits[i] == 0)
1011                         continue;
1012                 if (bit != 0) {
1013                         for (pri = bit; pri < RQB_BPW; pri++)
1014                                 if (rqb->rqb_bits[i] & (1ul << pri))
1015                                         break;
1016                         if (pri >= RQB_BPW)
1017                                 continue;
1018                 } else
1019                         pri = RQB_FFS(rqb->rqb_bits[i]);
1020                 pri += (i << RQB_L2BPW);
1021                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
1022                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
1023                         if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1024                             THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1025                                 return (td);
1026                         first = 1;
1027                 }
1028         }
1029         if (start != 0) {
1030                 start = 0;
1031                 goto again;
1032         }
1033
1034         return (NULL);
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Steals load from a standard linear queue.
1039  */
1040 static struct thread *
1041 runq_steal(struct runq *rq, int cpu)
1042 {
1043         struct rqhead *rqh;
1044         struct rqbits *rqb;
1045         struct thread *td;
1046         int word;
1047         int bit;
1048
1049         rqb = &rq->rq_status;
1050         for (word = 0; word < RQB_LEN; word++) {
1051                 if (rqb->rqb_bits[word] == 0)
1052                         continue;
1053                 for (bit = 0; bit < RQB_BPW; bit++) {
1054                         if ((rqb->rqb_bits[word] & (1ul << bit)) == 0)
1055                                 continue;
1056                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (word << RQB_L2BPW)];
1057                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq)
1058                                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1059                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1060                                         return (td);
1061                 }
1062         }
1063         return (NULL);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Attempt to steal a thread in priority order from a thread queue.
1068  */
1069 static struct thread *
1070 tdq_steal(struct tdq *tdq, int cpu)
1071 {
1072         struct thread *td;
1073
1074         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1075         if ((td = runq_steal(&tdq->tdq_realtime, cpu)) != NULL)
1076                 return (td);
1077         if ((td = runq_steal_from(&tdq->tdq_timeshare,
1078             cpu, tdq->tdq_ridx)) != NULL)
1079                 return (td);
1080         return (runq_steal(&tdq->tdq_idle, cpu));
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Sets the thread lock and ts_cpu to match the requested cpu.  Unlocks the
1085  * current lock and returns with the assigned queue locked.
1086  */
1087 static inline struct tdq *
1088 sched_setcpu(struct thread *td, int cpu, int flags)
1089 {
1090
1091         struct tdq *tdq;
1092
1093         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1094         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1095         td->td_sched->ts_cpu = cpu;
1096         /*
1097          * If the lock matches just return the queue.
1098          */
1099         if (td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq))
1100                 return (tdq);
1101 #ifdef notyet
1102         /*
1103          * If the thread isn't running its lockptr is a
1104          * turnstile or a sleepqueue.  We can just lock_set without
1105          * blocking.
1106          */
1107         if (TD_CAN_RUN(td)) {
1108                 TDQ_LOCK(tdq);
1109                 thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1110                 return (tdq);
1111         }
1112 #endif
1113         /*
1114          * The hard case, migration, we need to block the thread first to
1115          * prevent order reversals with other cpus locks.
1116          */
1117         thread_lock_block(td);
1118         TDQ_LOCK(tdq);
1119         thread_lock_unblock(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1120         return (tdq);
1121 }
1122
1123 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_intrbind, "Soft interrupt binding");
1124 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_idle_affinity, "Picked idle cpu based on affinity");
1125 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_affinity, "Picked cpu based on affinity");
1126 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_lowest, "Selected lowest load");
1127 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_local, "Migrated to current cpu");
1128 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_migration, "Selection may have caused migration");
1129
1130 static int
1131 sched_pickcpu(struct thread *td, int flags)
1132 {
1133         struct cpu_group *cg;
1134         struct td_sched *ts;
1135         struct tdq *tdq;
1136         cpumask_t mask;
1137         int self;
1138         int pri;
1139         int cpu;
1140
1141         self = PCPU_GET(cpuid);
1142         ts = td->td_sched;
1143         if (smp_started == 0)
1144                 return (self);
1145         /*
1146          * Don't migrate a running thread from sched_switch().
1147          */
1148         if ((flags & SRQ_OURSELF) || !THREAD_CAN_MIGRATE(td))
1149                 return (ts->ts_cpu);
1150         /*
1151          * Prefer to run interrupt threads on the processors that generate
1152          * the interrupt.
1153          */
1154         if (td->td_priority <= PRI_MAX_ITHD && THREAD_CAN_SCHED(td, self) &&
1155             curthread->td_intr_nesting_level && ts->ts_cpu != self) {
1156                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_intrbind);
1157                 ts->ts_cpu = self;
1158         }
1159         /*
1160          * If the thread can run on the last cpu and the affinity has not
1161          * expired or it is idle run it there.
1162          */
1163         pri = td->td_priority;
1164         tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1165         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu)) {
1166                 if (tdq->tdq_lowpri > PRI_MIN_IDLE) {
1167                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1168                         return (ts->ts_cpu);
1169                 }
1170                 if (SCHED_AFFINITY(ts, CG_SHARE_L2) && tdq->tdq_lowpri > pri) {
1171                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_affinity);
1172                         return (ts->ts_cpu);
1173                 }
1174         }
1175         /*
1176          * Search for the highest level in the tree that still has affinity.
1177          */
1178         cg = NULL;
1179         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; cg = cg->cg_parent)
1180                 if (SCHED_AFFINITY(ts, cg->cg_level))
1181                         break;
1182         cpu = -1;
1183         mask = td->td_cpuset->cs_mask.__bits[0];
1184         if (cg)
1185                 cpu = sched_lowest(cg, mask, pri);
1186         if (cpu == -1)
1187                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, -1);
1188         /*
1189          * Compare the lowest loaded cpu to current cpu.
1190          */
1191         if (THREAD_CAN_SCHED(td, self) && TDQ_CPU(self)->tdq_lowpri > pri &&
1192             TDQ_CPU(cpu)->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE) {
1193                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_local);
1194                 cpu = self;
1195         } else
1196                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1197         if (cpu != ts->ts_cpu)
1198                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_migration);
1199         KASSERT(cpu != -1, ("sched_pickcpu: Failed to find a cpu."));
1200         return (cpu);
1201 }
1202 #endif
1203
1204 /*
1205  * Pick the highest priority task we have and return it.
1206  */
1207 static struct thread *
1208 tdq_choose(struct tdq *tdq)
1209 {
1210         struct thread *td;
1211
1212         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1213         td = runq_choose(&tdq->tdq_realtime);
1214         if (td != NULL)
1215                 return (td);
1216         td = runq_choose_from(&tdq->tdq_timeshare, tdq->tdq_ridx);
1217         if (td != NULL) {
1218                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_TIMESHARE,
1219                     ("tdq_choose: Invalid priority on timeshare queue %d",
1220                     td->td_priority));
1221                 return (td);
1222         }
1223         td = runq_choose(&tdq->tdq_idle);
1224         if (td != NULL) {
1225                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_IDLE,
1226                     ("tdq_choose: Invalid priority on idle queue %d",
1227                     td->td_priority));
1228                 return (td);
1229         }
1230
1231         return (NULL);
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Initialize a thread queue.
1236  */
1237 static void
1238 tdq_setup(struct tdq *tdq)
1239 {
1240
1241         if (bootverbose)
1242                 printf("ULE: setup cpu %d\n", TDQ_ID(tdq));
1243         runq_init(&tdq->tdq_realtime);
1244         runq_init(&tdq->tdq_timeshare);
1245         runq_init(&tdq->tdq_idle);
1246         snprintf(tdq->tdq_name, sizeof(tdq->tdq_name),
1247             "sched lock %d", (int)TDQ_ID(tdq));
1248         mtx_init(&tdq->tdq_lock, tdq->tdq_name, "sched lock",
1249             MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
1250 #ifdef KTR
1251         snprintf(tdq->tdq_loadname, sizeof(tdq->tdq_loadname),
1252             "CPU %d load", (int)TDQ_ID(tdq));
1253 #endif
1254 }
1255
1256 #ifdef SMP
1257 static void
1258 sched_setup_smp(void)
1259 {
1260         struct tdq *tdq;
1261         int i;
1262
1263         cpu_top = smp_topo();
1264         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1265                 if (CPU_ABSENT(i))
1266                         continue;
1267                 tdq = TDQ_CPU(i);
1268                 tdq_setup(tdq);
1269                 tdq->tdq_cg = smp_topo_find(cpu_top, i);
1270                 if (tdq->tdq_cg == NULL)
1271                         panic("Can't find cpu group for %d\n", i);
1272         }
1273         balance_tdq = TDQ_SELF();
1274         sched_balance();
1275 }
1276 #endif
1277
1278 /*
1279  * Setup the thread queues and initialize the topology based on MD
1280  * information.
1281  */
1282 static void
1283 sched_setup(void *dummy)
1284 {
1285         struct tdq *tdq;
1286
1287         tdq = TDQ_SELF();
1288 #ifdef SMP
1289         sched_setup_smp();
1290 #else
1291         tdq_setup(tdq);
1292 #endif
1293         /*
1294          * To avoid divide-by-zero, we set realstathz a dummy value
1295          * in case which sched_clock() called before sched_initticks().
1296          */
1297         realstathz = hz;
1298         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1299         tickincr = 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
1300
1301         /* Add thread0's load since it's running. */
1302         TDQ_LOCK(tdq);
1303         thread0.td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1304         tdq_load_add(tdq, &thread0);
1305         tdq->tdq_lowpri = thread0.td_priority;
1306         TDQ_UNLOCK(tdq);
1307 }
1308
1309 /*
1310  * This routine determines the tickincr after stathz and hz are setup.
1311  */
1312 /* ARGSUSED */
1313 static void
1314 sched_initticks(void *dummy)
1315 {
1316         int incr;
1317
1318         realstathz = stathz ? stathz : hz;
1319         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1320
1321         /*
1322          * tickincr is shifted out by 10 to avoid rounding errors due to
1323          * hz not being evenly divisible by stathz on all platforms.
1324          */
1325         incr = (hz << SCHED_TICK_SHIFT) / realstathz;
1326         /*
1327          * This does not work for values of stathz that are more than
1328          * 1 << SCHED_TICK_SHIFT * hz.  In practice this does not happen.
1329          */
1330         if (incr == 0)
1331                 incr = 1;
1332         tickincr = incr;
1333 #ifdef SMP
1334         /*
1335          * Set the default balance interval now that we know
1336          * what realstathz is.
1337          */
1338         balance_interval = realstathz;
1339         /*
1340          * Set steal thresh to log2(mp_ncpu) but no greater than 4.  This
1341          * prevents excess thrashing on large machines and excess idle on
1342          * smaller machines.
1343          */
1344         steal_thresh = min(ffs(mp_ncpus) - 1, 3);
1345         affinity = SCHED_AFFINITY_DEFAULT;
1346 #endif
1347 }
1348
1349
1350 /*
1351  * This is the core of the interactivity algorithm.  Determines a score based
1352  * on past behavior.  It is the ratio of sleep time to run time scaled to
1353  * a [0, 100] integer.  This is the voluntary sleep time of a process, which
1354  * differs from the cpu usage because it does not account for time spent
1355  * waiting on a run-queue.  Would be prettier if we had floating point.
1356  */
1357 static int
1358 sched_interact_score(struct thread *td)
1359 {
1360         struct td_sched *ts;
1361         int div;
1362
1363         ts = td->td_sched;
1364         /*
1365          * The score is only needed if this is likely to be an interactive
1366          * task.  Don't go through the expense of computing it if there's
1367          * no chance.
1368          */
1369         if (sched_interact <= SCHED_INTERACT_HALF &&
1370                 ts->ts_runtime >= ts->ts_slptime)
1371                         return (SCHED_INTERACT_HALF);
1372
1373         if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1374                 div = max(1, ts->ts_runtime / SCHED_INTERACT_HALF);
1375                 return (SCHED_INTERACT_HALF +
1376                     (SCHED_INTERACT_HALF - (ts->ts_slptime / div)));
1377         }
1378         if (ts->ts_slptime > ts->ts_runtime) {
1379                 div = max(1, ts->ts_slptime / SCHED_INTERACT_HALF);
1380                 return (ts->ts_runtime / div);
1381         }
1382         /* runtime == slptime */
1383         if (ts->ts_runtime)
1384                 return (SCHED_INTERACT_HALF);
1385
1386         /*
1387          * This can happen if slptime and runtime are 0.
1388          */
1389         return (0);
1390
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Scale the scheduling priority according to the "interactivity" of this
1395  * process.
1396  */
1397 static void
1398 sched_priority(struct thread *td)
1399 {
1400         int score;
1401         int pri;
1402
1403         if (td->td_pri_class != PRI_TIMESHARE)
1404                 return;
1405         /*
1406          * If the score is interactive we place the thread in the realtime
1407          * queue with a priority that is less than kernel and interrupt
1408          * priorities.  These threads are not subject to nice restrictions.
1409          *
1410          * Scores greater than this are placed on the normal timeshare queue
1411          * where the priority is partially decided by the most recent cpu
1412          * utilization and the rest is decided by nice value.
1413          *
1414          * The nice value of the process has a linear effect on the calculated
1415          * score.  Negative nice values make it easier for a thread to be
1416          * considered interactive.
1417          */
1418         score = imax(0, sched_interact_score(td) - td->td_proc->p_nice);
1419         if (score < sched_interact) {
1420                 pri = PRI_MIN_REALTIME;
1421                 pri += ((PRI_MAX_REALTIME - PRI_MIN_REALTIME) / sched_interact)
1422                     * score;
1423                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_REALTIME && pri <= PRI_MAX_REALTIME,
1424                     ("sched_priority: invalid interactive priority %d score %d",
1425                     pri, score));
1426         } else {
1427                 pri = SCHED_PRI_MIN;
1428                 if (td->td_sched->ts_ticks)
1429                         pri += SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched);
1430                 pri += SCHED_PRI_NICE(td->td_proc->p_nice);
1431                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_TIMESHARE && pri <= PRI_MAX_TIMESHARE,
1432                     ("sched_priority: invalid priority %d: nice %d, " 
1433                     "ticks %d ftick %d ltick %d tick pri %d",
1434                     pri, td->td_proc->p_nice, td->td_sched->ts_ticks,
1435                     td->td_sched->ts_ftick, td->td_sched->ts_ltick,
1436                     SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched)));
1437         }
1438         sched_user_prio(td, pri);
1439
1440         return;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * This routine enforces a maximum limit on the amount of scheduling history
1445  * kept.  It is called after either the slptime or runtime is adjusted.  This
1446  * function is ugly due to integer math.
1447  */
1448 static void
1449 sched_interact_update(struct thread *td)
1450 {
1451         struct td_sched *ts;
1452         u_int sum;
1453
1454         ts = td->td_sched;
1455         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1456         if (sum < SCHED_SLP_RUN_MAX)
1457                 return;
1458         /*
1459          * This only happens from two places:
1460          * 1) We have added an unusual amount of run time from fork_exit.
1461          * 2) We have added an unusual amount of sleep time from sched_sleep().
1462          */
1463         if (sum > SCHED_SLP_RUN_MAX * 2) {
1464                 if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1465                         ts->ts_runtime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1466                         ts->ts_slptime = 1;
1467                 } else {
1468                         ts->ts_slptime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1469                         ts->ts_runtime = 1;
1470                 }
1471                 return;
1472         }
1473         /*
1474          * If we have exceeded by more than 1/5th then the algorithm below
1475          * will not bring us back into range.  Dividing by two here forces
1476          * us into the range of [4/5 * SCHED_INTERACT_MAX, SCHED_INTERACT_MAX]
1477          */
1478         if (sum > (SCHED_SLP_RUN_MAX / 5) * 6) {
1479                 ts->ts_runtime /= 2;
1480                 ts->ts_slptime /= 2;
1481                 return;
1482         }
1483         ts->ts_runtime = (ts->ts_runtime / 5) * 4;
1484         ts->ts_slptime = (ts->ts_slptime / 5) * 4;
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Scale back the interactivity history when a child thread is created.  The
1489  * history is inherited from the parent but the thread may behave totally
1490  * differently.  For example, a shell spawning a compiler process.  We want
1491  * to learn that the compiler is behaving badly very quickly.
1492  */
1493 static void
1494 sched_interact_fork(struct thread *td)
1495 {
1496         int ratio;
1497         int sum;
1498
1499         sum = td->td_sched->ts_runtime + td->td_sched->ts_slptime;
1500         if (sum > SCHED_SLP_RUN_FORK) {
1501                 ratio = sum / SCHED_SLP_RUN_FORK;
1502                 td->td_sched->ts_runtime /= ratio;
1503                 td->td_sched->ts_slptime /= ratio;
1504         }
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Called from proc0_init() to setup the scheduler fields.
1509  */
1510 void
1511 schedinit(void)
1512 {
1513
1514         /*
1515          * Set up the scheduler specific parts of proc0.
1516          */
1517         proc0.p_sched = NULL; /* XXX */
1518         thread0.td_sched = &td_sched0;
1519         td_sched0.ts_ltick = ticks;
1520         td_sched0.ts_ftick = ticks;
1521         td_sched0.ts_slice = sched_slice;
1522 }
1523
1524 /*
1525  * This is only somewhat accurate since given many processes of the same
1526  * priority they will switch when their slices run out, which will be
1527  * at most sched_slice stathz ticks.
1528  */
1529 int
1530 sched_rr_interval(void)
1531 {
1532
1533         /* Convert sched_slice to hz */
1534         return (hz/(realstathz/sched_slice));
1535 }
1536
1537 /*
1538  * Update the percent cpu tracking information when it is requested or
1539  * the total history exceeds the maximum.  We keep a sliding history of
1540  * tick counts that slowly decays.  This is less precise than the 4BSD
1541  * mechanism since it happens with less regular and frequent events.
1542  */
1543 static void
1544 sched_pctcpu_update(struct td_sched *ts)
1545 {
1546
1547         if (ts->ts_ticks == 0)
1548                 return;
1549         if (ticks - (hz / 10) < ts->ts_ltick &&
1550             SCHED_TICK_TOTAL(ts) < SCHED_TICK_MAX)
1551                 return;
1552         /*
1553          * Adjust counters and watermark for pctcpu calc.
1554          */
1555         if (ts->ts_ltick > ticks - SCHED_TICK_TARG)
1556                 ts->ts_ticks = (ts->ts_ticks / (ticks - ts->ts_ftick)) *
1557                             SCHED_TICK_TARG;
1558         else
1559                 ts->ts_ticks = 0;
1560         ts->ts_ltick = ticks;
1561         ts->ts_ftick = ts->ts_ltick - SCHED_TICK_TARG;
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Adjust the priority of a thread.  Move it to the appropriate run-queue
1566  * if necessary.  This is the back-end for several priority related
1567  * functions.
1568  */
1569 static void
1570 sched_thread_priority(struct thread *td, u_char prio)
1571 {
1572         struct td_sched *ts;
1573         struct tdq *tdq;
1574         int oldpri;
1575
1576         KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "prio",
1577             "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d", prio,
1578             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(curthread));
1579         if (td != curthread && prio > td->td_priority) {
1580                 KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread),
1581                     "lend prio", "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d",
1582                     prio, KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1583         } 
1584         ts = td->td_sched;
1585         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1586         if (td->td_priority == prio)
1587                 return;
1588         /*
1589          * If the priority has been elevated due to priority
1590          * propagation, we may have to move ourselves to a new
1591          * queue.  This could be optimized to not re-add in some
1592          * cases.
1593          */
1594         if (TD_ON_RUNQ(td) && prio < td->td_priority) {
1595                 sched_rem(td);
1596                 td->td_priority = prio;
1597                 sched_add(td, SRQ_BORROWING);
1598                 return;
1599         }
1600         /*
1601          * If the thread is currently running we may have to adjust the lowpri
1602          * information so other cpus are aware of our current priority.
1603          */
1604         if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1605                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1606                 oldpri = td->td_priority;
1607                 td->td_priority = prio;
1608                 if (prio < tdq->tdq_lowpri)
1609                         tdq->tdq_lowpri = prio;
1610                 else if (tdq->tdq_lowpri == oldpri)
1611                         tdq_setlowpri(tdq, td);
1612                 return;
1613         }
1614         td->td_priority = prio;
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
1619  * priority.
1620  */
1621 void
1622 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1623 {
1624
1625         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
1626         sched_thread_priority(td, prio);
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Restore a thread's priority when priority propagation is
1631  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
1632  * needs to have to satisfy other possible priority lending
1633  * requests.  If the thread's regular priority is less
1634  * important than prio, the thread will keep a priority boost
1635  * of prio.
1636  */
1637 void
1638 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1639 {
1640         u_char base_pri;
1641
1642         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
1643             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
1644                 base_pri = td->td_user_pri;
1645         else
1646                 base_pri = td->td_base_pri;
1647         if (prio >= base_pri) {
1648                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
1649                 sched_thread_priority(td, base_pri);
1650         } else
1651                 sched_lend_prio(td, prio);
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Standard entry for setting the priority to an absolute value.
1656  */
1657 void
1658 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
1659 {
1660         u_char oldprio;
1661
1662         /* First, update the base priority. */
1663         td->td_base_pri = prio;
1664
1665         /*
1666          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't
1667          * ever lower the priority.
1668          */
1669         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
1670                 return;
1671
1672         /* Change the real priority. */
1673         oldprio = td->td_priority;
1674         sched_thread_priority(td, prio);
1675
1676         /*
1677          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
1678          * its state.
1679          */
1680         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
1681                 turnstile_adjust(td, oldprio);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Set the base user priority, does not effect current running priority.
1686  */
1687 void
1688 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1689 {
1690         u_char oldprio;
1691
1692         td->td_base_user_pri = prio;
1693         if (td->td_flags & TDF_UBORROWING && td->td_user_pri <= prio)
1694                 return;
1695         oldprio = td->td_user_pri;
1696         td->td_user_pri = prio;
1697 }
1698
1699 void
1700 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1701 {
1702         u_char oldprio;
1703
1704         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1705         td->td_flags |= TDF_UBORROWING;
1706         oldprio = td->td_user_pri;
1707         td->td_user_pri = prio;
1708 }
1709
1710 void
1711 sched_unlend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1712 {
1713         u_char base_pri;
1714
1715         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1716         base_pri = td->td_base_user_pri;
1717         if (prio >= base_pri) {
1718                 td->td_flags &= ~TDF_UBORROWING;
1719                 sched_user_prio(td, base_pri);
1720         } else {
1721                 sched_lend_user_prio(td, prio);
1722         }
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Block a thread for switching.  Similar to thread_block() but does not
1727  * bump the spin count.
1728  */
1729 static inline struct mtx *
1730 thread_block_switch(struct thread *td)
1731 {
1732         struct mtx *lock;
1733
1734         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1735         lock = td->td_lock;
1736         td->td_lock = &blocked_lock;
1737         mtx_unlock_spin(lock);
1738
1739         return (lock);
1740 }
1741
1742 /*
1743  * Handle migration from sched_switch().  This happens only for
1744  * cpu binding.
1745  */
1746 static struct mtx *
1747 sched_switch_migrate(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
1748 {
1749         struct tdq *tdn;
1750
1751         tdn = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
1752 #ifdef SMP
1753         tdq_load_rem(tdq, td);
1754         /*
1755          * Do the lock dance required to avoid LOR.  We grab an extra
1756          * spinlock nesting to prevent preemption while we're
1757          * not holding either run-queue lock.
1758          */
1759         spinlock_enter();
1760         thread_block_switch(td);        /* This releases the lock on tdq. */
1761         TDQ_LOCK(tdn);
1762         tdq_add(tdn, td, flags);
1763         tdq_notify(tdn, td);
1764         /*
1765          * After we unlock tdn the new cpu still can't switch into this
1766          * thread until we've unblocked it in cpu_switch().  The lock
1767          * pointers may match in the case of HTT cores.  Don't unlock here
1768          * or we can deadlock when the other CPU runs the IPI handler.
1769          */
1770         if (TDQ_LOCKPTR(tdn) != TDQ_LOCKPTR(tdq)) {
1771                 TDQ_UNLOCK(tdn);
1772                 TDQ_LOCK(tdq);
1773         }
1774         spinlock_exit();
1775 #endif
1776         return (TDQ_LOCKPTR(tdn));
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Release a thread that was blocked with thread_block_switch().
1781  */
1782 static inline void
1783 thread_unblock_switch(struct thread *td, struct mtx *mtx)
1784 {
1785         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&td->td_lock,
1786             (uintptr_t)mtx);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Switch threads.  This function has to handle threads coming in while
1791  * blocked for some reason, running, or idle.  It also must deal with
1792  * migrating a thread from one queue to another as running threads may
1793  * be assigned elsewhere via binding.
1794  */
1795 void
1796 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
1797 {
1798         struct tdq *tdq;
1799         struct td_sched *ts;
1800         struct mtx *mtx;
1801         int srqflag;
1802         int cpuid;
1803
1804         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1805         KASSERT(newtd == NULL, ("sched_switch: Unsupported newtd argument"));
1806
1807         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1808         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1809         ts = td->td_sched;
1810         mtx = td->td_lock;
1811         ts->ts_rltick = ticks;
1812         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
1813         td->td_oncpu = NOCPU;
1814         td->td_flags &= ~TDF_NEEDRESCHED;
1815         td->td_owepreempt = 0;
1816         tdq->tdq_switchcnt++;
1817         /*
1818          * The lock pointer in an idle thread should never change.  Reset it
1819          * to CAN_RUN as well.
1820          */
1821         if (TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
1822                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1823                 TD_SET_CAN_RUN(td);
1824         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1825                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1826                 srqflag = (flags & SW_PREEMPT) ?
1827                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
1828                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING;
1829                 if (ts->ts_cpu == cpuid)
1830                         tdq_runq_add(tdq, td, srqflag);
1831                 else
1832                         mtx = sched_switch_migrate(tdq, td, srqflag);
1833         } else {
1834                 /* This thread must be going to sleep. */
1835                 TDQ_LOCK(tdq);
1836                 mtx = thread_block_switch(td);
1837                 tdq_load_rem(tdq, td);
1838         }
1839         /*
1840          * We enter here with the thread blocked and assigned to the
1841          * appropriate cpu run-queue or sleep-queue and with the current
1842          * thread-queue locked.
1843          */
1844         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
1845         newtd = choosethread();
1846         /*
1847          * Call the MD code to switch contexts if necessary.
1848          */
1849         if (td != newtd) {
1850 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1851                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1852                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
1853 #endif
1854                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
1855                 TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
1856
1857 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1858                 /*
1859                  * If DTrace has set the active vtime enum to anything
1860                  * other than INACTIVE (0), then it should have set the
1861                  * function to call.
1862                  */
1863                 if (dtrace_vtime_active)
1864                         (*dtrace_vtime_switch_func)(newtd);
1865 #endif
1866
1867                 cpu_switch(td, newtd, mtx);
1868                 /*
1869                  * We may return from cpu_switch on a different cpu.  However,
1870                  * we always return with td_lock pointing to the current cpu's
1871                  * run queue lock.
1872                  */
1873                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1874                 tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1875                 lock_profile_obtain_lock_success(
1876                     &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
1877 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1878                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1879                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
1880 #endif
1881         } else
1882                 thread_unblock_switch(td, mtx);
1883         /*
1884          * Assert that all went well and return.
1885          */
1886         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
1887         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1888         td->td_oncpu = cpuid;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Adjust thread priorities as a result of a nice request.
1893  */
1894 void
1895 sched_nice(struct proc *p, int nice)
1896 {
1897         struct thread *td;
1898
1899         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1900
1901         p->p_nice = nice;
1902         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1903                 thread_lock(td);
1904                 sched_priority(td);
1905                 sched_prio(td, td->td_base_user_pri);
1906                 thread_unlock(td);
1907         }
1908 }
1909
1910 /*
1911  * Record the sleep time for the interactivity scorer.
1912  */
1913 void
1914 sched_sleep(struct thread *td, int prio)
1915 {
1916
1917         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1918
1919         td->td_slptick = ticks;
1920         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || prio <= PSOCK)
1921                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
1922         if (static_boost == 1 && prio)
1923                 sched_prio(td, prio);
1924         else if (static_boost && td->td_priority > static_boost)
1925                 sched_prio(td, static_boost);
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Schedule a thread to resume execution and record how long it voluntarily
1930  * slept.  We also update the pctcpu, interactivity, and priority.
1931  */
1932 void
1933 sched_wakeup(struct thread *td)
1934 {
1935         struct td_sched *ts;
1936         int slptick;
1937
1938         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1939         ts = td->td_sched;
1940         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
1941         /*
1942          * If we slept for more than a tick update our interactivity and
1943          * priority.
1944          */
1945         slptick = td->td_slptick;
1946         td->td_slptick = 0;
1947         if (slptick && slptick != ticks) {
1948                 u_int hzticks;
1949
1950                 hzticks = (ticks - slptick) << SCHED_TICK_SHIFT;
1951                 ts->ts_slptime += hzticks;
1952                 sched_interact_update(td);
1953                 sched_pctcpu_update(ts);
1954         }
1955         /* Reset the slice value after we sleep. */
1956         ts->ts_slice = sched_slice;
1957         sched_add(td, SRQ_BORING);
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Penalize the parent for creating a new child and initialize the child's
1962  * priority.
1963  */
1964 void
1965 sched_fork(struct thread *td, struct thread *child)
1966 {
1967         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1968         sched_fork_thread(td, child);
1969         /*
1970          * Penalize the parent and child for forking.
1971          */
1972         sched_interact_fork(child);
1973         sched_priority(child);
1974         td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
1975         sched_interact_update(td);
1976         sched_priority(td);
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Fork a new thread, may be within the same process.
1981  */
1982 void
1983 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *child)
1984 {
1985         struct td_sched *ts;
1986         struct td_sched *ts2;
1987
1988         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1989         /*
1990          * Initialize child.
1991          */
1992         ts = td->td_sched;
1993         ts2 = child->td_sched;
1994         child->td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1995         child->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
1996         ts2->ts_cpu = ts->ts_cpu;
1997         ts2->ts_flags = 0;
1998         /*
1999          * Grab our parents cpu estimation information and priority.
2000          */
2001         ts2->ts_ticks = ts->ts_ticks;
2002         ts2->ts_ltick = ts->ts_ltick;
2003         ts2->ts_ftick = ts->ts_ftick;
2004         child->td_user_pri = td->td_user_pri;
2005         child->td_base_user_pri = td->td_base_user_pri;
2006         /*
2007          * And update interactivity score.
2008          */
2009         ts2->ts_slptime = ts->ts_slptime;
2010         ts2->ts_runtime = ts->ts_runtime;
2011         ts2->ts_slice = 1;      /* Attempt to quickly learn interactivity. */
2012 #ifdef KTR
2013         bzero(ts2->ts_name, sizeof(ts2->ts_name));
2014 #endif
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Adjust the priority class of a thread.
2019  */
2020 void
2021 sched_class(struct thread *td, int class)
2022 {
2023
2024         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2025         if (td->td_pri_class == class)
2026                 return;
2027         td->td_pri_class = class;
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Return some of the child's priority and interactivity to the parent.
2032  */
2033 void
2034 sched_exit(struct proc *p, struct thread *child)
2035 {
2036         struct thread *td;
2037
2038         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "proc exit",
2039             "prio:td", child->td_priority);
2040         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
2041         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
2042         sched_exit_thread(td, child);
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Penalize another thread for the time spent on this one.  This helps to
2047  * worsen the priority and interactivity of processes which schedule batch
2048  * jobs such as make.  This has little effect on the make process itself but
2049  * causes new processes spawned by it to receive worse scores immediately.
2050  */
2051 void
2052 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2053 {
2054
2055         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "thread exit",
2056             "prio:td", child->td_priority);
2057         /*
2058          * Give the child's runtime to the parent without returning the
2059          * sleep time as a penalty to the parent.  This causes shells that
2060          * launch expensive things to mark their children as expensive.
2061          */
2062         thread_lock(td);
2063         td->td_sched->ts_runtime += child->td_sched->ts_runtime;
2064         sched_interact_update(td);
2065         sched_priority(td);
2066         thread_unlock(td);
2067 }
2068
2069 void
2070 sched_preempt(struct thread *td)
2071 {
2072         struct tdq *tdq;
2073
2074         thread_lock(td);
2075         tdq = TDQ_SELF();
2076         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2077         tdq->tdq_ipipending = 0;
2078         if (td->td_priority > tdq->tdq_lowpri) {
2079                 int flags;
2080
2081                 flags = SW_INVOL | SW_PREEMPT;
2082                 if (td->td_critnest > 1)
2083                         td->td_owepreempt = 1;
2084                 else if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2085                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEWAKEIDLE, NULL);
2086                 else
2087                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEPREEMPT, NULL);
2088         }
2089         thread_unlock(td);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Fix priorities on return to user-space.  Priorities may be elevated due
2094  * to static priorities in msleep() or similar.
2095  */
2096 void
2097 sched_userret(struct thread *td)
2098 {
2099         /*
2100          * XXX we cheat slightly on the locking here to avoid locking in  
2101          * the usual case.  Setting td_priority here is essentially an
2102          * incomplete workaround for not setting it properly elsewhere.
2103          * Now that some interrupt handlers are threads, not setting it
2104          * properly elsewhere can clobber it in the window between setting
2105          * it here and returning to user mode, so don't waste time setting
2106          * it perfectly here.
2107          */
2108         KASSERT((td->td_flags & TDF_BORROWING) == 0,
2109             ("thread with borrowed priority returning to userland"));
2110         if (td->td_priority != td->td_user_pri) {
2111                 thread_lock(td);
2112                 td->td_priority = td->td_user_pri;
2113                 td->td_base_pri = td->td_user_pri;
2114                 tdq_setlowpri(TDQ_SELF(), td);
2115                 thread_unlock(td);
2116         }
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Handle a stathz tick.  This is really only relevant for timeshare
2121  * threads.
2122  */
2123 void
2124 sched_clock(struct thread *td)
2125 {
2126         struct tdq *tdq;
2127         struct td_sched *ts;
2128
2129         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2130         tdq = TDQ_SELF();
2131 #ifdef SMP
2132         /*
2133          * We run the long term load balancer infrequently on the first cpu.
2134          */
2135         if (balance_tdq == tdq) {
2136                 if (balance_ticks && --balance_ticks == 0)
2137                         sched_balance();
2138         }
2139 #endif
2140         /*
2141          * Save the old switch count so we have a record of the last ticks
2142          * activity.   Initialize the new switch count based on our load.
2143          * If there is some activity seed it to reflect that.
2144          */
2145         tdq->tdq_oldswitchcnt = tdq->tdq_switchcnt;
2146         tdq->tdq_switchcnt = tdq->tdq_load;
2147         /*
2148          * Advance the insert index once for each tick to ensure that all
2149          * threads get a chance to run.
2150          */
2151         if (tdq->tdq_idx == tdq->tdq_ridx) {
2152                 tdq->tdq_idx = (tdq->tdq_idx + 1) % RQ_NQS;
2153                 if (TAILQ_EMPTY(&tdq->tdq_timeshare.rq_queues[tdq->tdq_ridx]))
2154                         tdq->tdq_ridx = tdq->tdq_idx;
2155         }
2156         ts = td->td_sched;
2157         if (td->td_pri_class & PRI_FIFO_BIT)
2158                 return;
2159         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE) {
2160                 /*
2161                  * We used a tick; charge it to the thread so
2162                  * that we can compute our interactivity.
2163                  */
2164                 td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
2165                 sched_interact_update(td);
2166                 sched_priority(td);
2167         }
2168         /*
2169          * We used up one time slice.
2170          */
2171         if (--ts->ts_slice > 0)
2172                 return;
2173         /*
2174          * We're out of time, force a requeue at userret().
2175          */
2176         ts->ts_slice = sched_slice;
2177         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Called once per hz tick.  Used for cpu utilization information.  This
2182  * is easier than trying to scale based on stathz.
2183  */
2184 void
2185 sched_tick(void)
2186 {
2187         struct td_sched *ts;
2188
2189         ts = curthread->td_sched;
2190         /*
2191          * Ticks is updated asynchronously on a single cpu.  Check here to
2192          * avoid incrementing ts_ticks multiple times in a single tick.
2193          */
2194         if (ts->ts_ltick == ticks)
2195                 return;
2196         /* Adjust ticks for pctcpu */
2197         ts->ts_ticks += 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
2198         ts->ts_ltick = ticks;
2199         /*
2200          * Update if we've exceeded our desired tick threshhold by over one
2201          * second.
2202          */
2203         if (ts->ts_ftick + SCHED_TICK_MAX < ts->ts_ltick)
2204                 sched_pctcpu_update(ts);
2205 }
2206
2207 /*
2208  * Return whether the current CPU has runnable tasks.  Used for in-kernel
2209  * cooperative idle threads.
2210  */
2211 int
2212 sched_runnable(void)
2213 {
2214         struct tdq *tdq;
2215         int load;
2216
2217         load = 1;
2218
2219         tdq = TDQ_SELF();
2220         if ((curthread->td_flags & TDF_IDLETD) != 0) {
2221                 if (tdq->tdq_load > 0)
2222                         goto out;
2223         } else
2224                 if (tdq->tdq_load - 1 > 0)
2225                         goto out;
2226         load = 0;
2227 out:
2228         return (load);
2229 }
2230
2231 /*
2232  * Choose the highest priority thread to run.  The thread is removed from
2233  * the run-queue while running however the load remains.  For SMP we set
2234  * the tdq in the global idle bitmask if it idles here.
2235  */
2236 struct thread *
2237 sched_choose(void)
2238 {
2239         struct thread *td;
2240         struct tdq *tdq;
2241
2242         tdq = TDQ_SELF();
2243         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2244         td = tdq_choose(tdq);
2245         if (td) {
2246                 td->td_sched->ts_ltick = ticks;
2247                 tdq_runq_rem(tdq, td);
2248                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2249                 return (td);
2250         }
2251         tdq->tdq_lowpri = PRI_MAX_IDLE;
2252         return (PCPU_GET(idlethread));
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Set owepreempt if necessary.  Preemption never happens directly in ULE,
2257  * we always request it once we exit a critical section.
2258  */
2259 static inline void
2260 sched_setpreempt(struct thread *td)
2261 {
2262         struct thread *ctd;
2263         int cpri;
2264         int pri;
2265
2266         THREAD_LOCK_ASSERT(curthread, MA_OWNED);
2267
2268         ctd = curthread;
2269         pri = td->td_priority;
2270         cpri = ctd->td_priority;
2271         if (pri < cpri)
2272                 ctd->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2273         if (panicstr != NULL || pri >= cpri || cold || TD_IS_INHIBITED(ctd))
2274                 return;
2275         if (!sched_shouldpreempt(pri, cpri, 0))
2276                 return;
2277         ctd->td_owepreempt = 1;
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Add a thread to a thread queue.  Select the appropriate runq and add the
2282  * thread to it.  This is the internal function called when the tdq is
2283  * predetermined.
2284  */
2285 void
2286 tdq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2287 {
2288
2289         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2290         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
2291             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
2292         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
2293             ("sched_add: bad thread state"));
2294         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
2295             ("sched_add: thread swapped out"));
2296
2297         if (td->td_priority < tdq->tdq_lowpri)
2298                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2299         tdq_runq_add(tdq, td, flags);
2300         tdq_load_add(tdq, td);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Select the target thread queue and add a thread to it.  Request
2305  * preemption or IPI a remote processor if required.
2306  */
2307 void
2308 sched_add(struct thread *td, int flags)
2309 {
2310         struct tdq *tdq;
2311 #ifdef SMP
2312         int cpu;
2313 #endif
2314
2315         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
2316             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
2317             sched_tdname(curthread));
2318         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
2319             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
2320         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2321         /*
2322          * Recalculate the priority before we select the target cpu or
2323          * run-queue.
2324          */
2325         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
2326                 sched_priority(td);
2327 #ifdef SMP
2328         /*
2329          * Pick the destination cpu and if it isn't ours transfer to the
2330          * target cpu.
2331          */
2332         cpu = sched_pickcpu(td, flags);
2333         tdq = sched_setcpu(td, cpu, flags);
2334         tdq_add(tdq, td, flags);
2335         if (cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
2336                 tdq_notify(tdq, td);
2337                 return;
2338         }
2339 #else
2340         tdq = TDQ_SELF();
2341         TDQ_LOCK(tdq);
2342         /*
2343          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
2344          * to the scheduler's lock.
2345          */
2346         thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2347         tdq_add(tdq, td, flags);
2348 #endif
2349         if (!(flags & SRQ_YIELDING))
2350                 sched_setpreempt(td);
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Remove a thread from a run-queue without running it.  This is used
2355  * when we're stealing a thread from a remote queue.  Otherwise all threads
2356  * exit by calling sched_exit_thread() and sched_throw() themselves.
2357  */
2358 void
2359 sched_rem(struct thread *td)
2360 {
2361         struct tdq *tdq;
2362
2363         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq rem",
2364             "prio:%d", td->td_priority);
2365         tdq = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
2366         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2367         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2368         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
2369             ("sched_rem: thread not on run queue"));
2370         tdq_runq_rem(tdq, td);
2371         tdq_load_rem(tdq, td);
2372         TD_SET_CAN_RUN(td);
2373         if (td->td_priority == tdq->tdq_lowpri)
2374                 tdq_setlowpri(tdq, NULL);
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Fetch cpu utilization information.  Updates on demand.
2379  */
2380 fixpt_t
2381 sched_pctcpu(struct thread *td)
2382 {
2383         fixpt_t pctcpu;
2384         struct td_sched *ts;
2385
2386         pctcpu = 0;
2387         ts = td->td_sched;
2388         if (ts == NULL)
2389                 return (0);
2390
2391         thread_lock(td);
2392         if (ts->ts_ticks) {
2393                 int rtick;
2394
2395                 sched_pctcpu_update(ts);
2396                 /* How many rtick per second ? */
2397                 rtick = min(SCHED_TICK_HZ(ts) / SCHED_TICK_SECS, hz);
2398                 pctcpu = (FSCALE * ((FSCALE * rtick)/hz)) >> FSHIFT;
2399         }
2400         thread_unlock(td);
2401
2402         return (pctcpu);
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Enforce affinity settings for a thread.  Called after adjustments to
2407  * cpumask.
2408  */
2409 void
2410 sched_affinity(struct thread *td)
2411 {
2412 #ifdef SMP
2413         struct td_sched *ts;
2414         int cpu;
2415
2416         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2417         ts = td->td_sched;
2418         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2419                 return;
2420         if (!TD_IS_RUNNING(td))
2421                 return;
2422         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2423         if (!THREAD_CAN_MIGRATE(td))
2424                 return;
2425         /*
2426          * Assign the new cpu and force a switch before returning to
2427          * userspace.  If the target thread is not running locally send
2428          * an ipi to force the issue.
2429          */
2430         cpu = ts->ts_cpu;
2431         ts->ts_cpu = sched_pickcpu(td, 0);
2432         if (cpu != PCPU_GET(cpuid))
2433                 ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
2434 #endif
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Bind a thread to a target cpu.
2439  */
2440 void
2441 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
2442 {
2443         struct td_sched *ts;
2444
2445         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
2446         ts = td->td_sched;
2447         if (ts->ts_flags & TSF_BOUND)
2448                 sched_unbind(td);
2449         ts->ts_flags |= TSF_BOUND;
2450         sched_pin();
2451         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
2452                 return;
2453         ts->ts_cpu = cpu;
2454         /* When we return from mi_switch we'll be on the correct cpu. */
2455         mi_switch(SW_VOL, NULL);
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Release a bound thread.
2460  */
2461 void
2462 sched_unbind(struct thread *td)
2463 {
2464         struct td_sched *ts;
2465
2466         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2467         ts = td->td_sched;
2468         if ((ts->ts_flags & TSF_BOUND) == 0)
2469                 return;
2470         ts->ts_flags &= ~TSF_BOUND;
2471         sched_unpin();
2472 }
2473
2474 int
2475 sched_is_bound(struct thread *td)
2476 {
2477         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2478         return (td->td_sched->ts_flags & TSF_BOUND);
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Basic yield call.
2483  */
2484 void
2485 sched_relinquish(struct thread *td)
2486 {
2487         thread_lock(td);
2488         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH, NULL);
2489         thread_unlock(td);
2490 }
2491
2492 /*
2493  * Return the total system load.
2494  */
2495 int
2496 sched_load(void)
2497 {
2498 #ifdef SMP
2499         int total;
2500         int i;
2501
2502         total = 0;
2503         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
2504                 total += TDQ_CPU(i)->tdq_sysload;
2505         return (total);
2506 #else
2507         return (TDQ_SELF()->tdq_sysload);
2508 #endif
2509 }
2510
2511 int
2512 sched_sizeof_proc(void)
2513 {
2514         return (sizeof(struct proc));
2515 }
2516
2517 int
2518 sched_sizeof_thread(void)
2519 {
2520         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
2521 }
2522
2523 /*
2524  * The actual idle process.
2525  */
2526 void
2527 sched_idletd(void *dummy)
2528 {
2529         struct thread *td;
2530         struct tdq *tdq;
2531         int switchcnt;
2532         int i;
2533
2534         td = curthread;
2535         tdq = TDQ_SELF();
2536         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
2537         /* ULE relies on preemption for idle interruption. */
2538         for (;;) {
2539                 tdq->tdq_idlestate = TDQ_RUNNING;
2540 #ifdef SMP
2541                 if (tdq_idled(tdq) == 0)
2542                         continue;
2543 #endif
2544                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2545                 /*
2546                  * If we're switching very frequently, spin while checking
2547                  * for load rather than entering a low power state that 
2548                  * requires an IPI.
2549                  */
2550                 if (switchcnt > sched_idlespinthresh) {
2551                         for (i = 0; i < sched_idlespins; i++) {
2552                                 if (tdq->tdq_load)
2553                                         break;
2554                                 cpu_spinwait();
2555                         }
2556                 }
2557                 /*
2558                  * We must set our state to IDLE before checking
2559                  * tdq_load for the last time to avoid a race with
2560                  * tdq_notify().
2561                  */
2562                 if (tdq->tdq_load == 0) {
2563                         switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2564                         tdq->tdq_idlestate = TDQ_IDLE;
2565                         if (tdq->tdq_load == 0)
2566                                 cpu_idle(switchcnt > 1);
2567                 }
2568                 if (tdq->tdq_load) {
2569                         thread_lock(td);
2570                         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
2571                         thread_unlock(td);
2572                 }
2573         }
2574 }
2575
2576 /*
2577  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
2578  */
2579 void
2580 sched_throw(struct thread *td)
2581 {
2582         struct thread *newtd;
2583         struct tdq *tdq;
2584
2585         tdq = TDQ_SELF();
2586         if (td == NULL) {
2587                 /* Correct spinlock nesting and acquire the correct lock. */
2588                 TDQ_LOCK(tdq);
2589                 spinlock_exit();
2590         } else {
2591                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2592                 tdq_load_rem(tdq, td);
2593                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
2594         }
2595         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
2596         newtd = choosethread();
2597         TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
2598         PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
2599         PCPU_SET(switchticks, ticks);
2600         cpu_throw(td, newtd);           /* doesn't return */
2601 }
2602
2603 /*
2604  * This is called from fork_exit().  Just acquire the correct locks and
2605  * let fork do the rest of the work.
2606  */
2607 void
2608 sched_fork_exit(struct thread *td)
2609 {
2610         struct td_sched *ts;
2611         struct tdq *tdq;
2612         int cpuid;
2613
2614         /*
2615          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
2616          * non-nested critical section with the scheduler lock held.
2617          */
2618         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2619         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
2620         ts = td->td_sched;
2621         if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2622                 td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2623         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2624         td->td_oncpu = cpuid;
2625         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
2626         lock_profile_obtain_lock_success(
2627             &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Create on first use to catch odd startup conditons.
2632  */
2633 char *
2634 sched_tdname(struct thread *td)
2635 {
2636 #ifdef KTR
2637         struct td_sched *ts;
2638
2639         ts = td->td_sched;
2640         if (ts->ts_name[0] == '\0')
2641                 snprintf(ts->ts_name, sizeof(ts->ts_name),
2642                     "%s tid %d", td->td_name, td->td_tid);
2643         return (ts->ts_name);
2644 #else
2645         return (td->td_name);
2646 #endif
2647 }
2648
2649 #ifdef SMP
2650
2651 /*
2652  * Build the CPU topology dump string. Is recursively called to collect
2653  * the topology tree.
2654  */
2655 static int
2656 sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, struct cpu_group *cg,
2657     int indent)
2658 {
2659         int i, first;
2660
2661         sbuf_printf(sb, "%*s<group level=\"%d\" cache-level=\"%d\">\n", indent,
2662             "", indent, cg->cg_level);
2663         sbuf_printf(sb, "%*s <cpu count=\"%d\" mask=\"0x%x\">", indent, "",
2664             cg->cg_count, cg->cg_mask);
2665         first = TRUE;
2666         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
2667                 if ((cg->cg_mask & (1 << i)) != 0) {
2668                         if (!first)
2669                                 sbuf_printf(sb, ", ");
2670                         else
2671                                 first = FALSE;
2672                         sbuf_printf(sb, "%d", i);
2673                 }
2674         }
2675         sbuf_printf(sb, "</cpu>\n");
2676
2677         sbuf_printf(sb, "%*s <flags>", indent, "");
2678         if (cg->cg_flags != 0) {
2679                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_HTT) != 0)
2680                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"HTT\">HTT group</flag>\n");
2681                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) != 0)
2682                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"THREAD\">SMT group</flag>\n");
2683         }
2684         sbuf_printf(sb, "</flags>\n");
2685
2686         if (cg->cg_children > 0) {
2687                 sbuf_printf(sb, "%*s <children>\n", indent, "");
2688                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
2689                         sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(sb, 
2690                             &cg->cg_child[i], indent+2);
2691                 sbuf_printf(sb, "%*s </children>\n", indent, "");
2692         }
2693         sbuf_printf(sb, "%*s</group>\n", indent, "");
2694         return (0);
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Sysctl handler for retrieving topology dump. It's a wrapper for
2699  * the recursive sysctl_kern_smp_topology_spec_internal().
2700  */
2701 static int
2702 sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2703 {
2704         struct sbuf *topo;
2705         int err;
2706
2707         KASSERT(cpu_top != NULL, ("cpu_top isn't initialized"));
2708
2709         topo = sbuf_new(NULL, NULL, 500, SBUF_AUTOEXTEND);
2710         if (topo == NULL)
2711                 return (ENOMEM);
2712
2713         sbuf_printf(topo, "<groups>\n");
2714         err = sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(topo, cpu_top, 1);
2715         sbuf_printf(topo, "</groups>\n");
2716
2717         if (err == 0) {
2718                 sbuf_finish(topo);
2719                 err = SYSCTL_OUT(req, sbuf_data(topo), sbuf_len(topo));
2720         }
2721         sbuf_delete(topo);
2722         return (err);
2723 }
2724 #endif
2725
2726 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RW, 0, "Scheduler");
2727 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "ULE", 0,
2728     "Scheduler name");
2729 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, slice, CTLFLAG_RW, &sched_slice, 0,
2730     "Slice size for timeshare threads");
2731 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, interact, CTLFLAG_RW, &sched_interact, 0,
2732      "Interactivity score threshold");
2733 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, preempt_thresh, CTLFLAG_RW, &preempt_thresh,
2734      0,"Min priority for preemption, lower priorities have greater precedence");
2735 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, static_boost, CTLFLAG_RW, &static_boost,
2736      0,"Controls whether static kernel priorities are assigned to sleeping threads.");
2737 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespins, CTLFLAG_RW, &sched_idlespins,
2738      0,"Number of times idle will spin waiting for new work.");
2739 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespinthresh, CTLFLAG_RW, &sched_idlespinthresh,
2740      0,"Threshold before we will permit idle spinning.");
2741 #ifdef SMP
2742 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, affinity, CTLFLAG_RW, &affinity, 0,
2743     "Number of hz ticks to keep thread affinity for");
2744 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance, CTLFLAG_RW, &rebalance, 0,
2745     "Enables the long-term load balancer");
2746 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance_interval, CTLFLAG_RW,
2747     &balance_interval, 0,
2748     "Average frequency in stathz ticks to run the long-term balancer");
2749 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_htt, CTLFLAG_RW, &steal_htt, 0,
2750     "Steals work from another hyper-threaded core on idle");
2751 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_idle, CTLFLAG_RW, &steal_idle, 0,
2752     "Attempts to steal work from other cores before idling");
2753 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_thresh, CTLFLAG_RW, &steal_thresh, 0,
2754     "Minimum load on remote cpu before we'll steal");
2755
2756 /* Retrieve SMP topology */
2757 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, topology_spec, CTLTYPE_STRING |
2758     CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_kern_sched_topology_spec, "A", 
2759     "XML dump of detected CPU topology");
2760 #endif
2761
2762 /* ps compat.  All cpu percentages from ULE are weighted. */
2763 static int ccpu = 0;
2764 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");