]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/8.git/blob - sys/kern/sched_ule.c
MFC r201347:
[FreeBSD/stable/8.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_incrtick;    /* Last tick that we incremented on */
107         int             ts_ftick;       /* First tick that we were running on */
108         int             ts_ticks;       /* Tick count */
109 #ifdef KTR
110         char            ts_name[TS_NAME_LEN];
111 #endif
112 };
113 /* flags kept in ts_flags */
114 #define TSF_BOUND       0x0001          /* Thread can not migrate. */
115 #define TSF_XFERABLE    0x0002          /* Thread was added as transferable. */
116
117 static struct td_sched td_sched0;
118
119 #define THREAD_CAN_MIGRATE(td)  ((td)->td_pinned == 0)
120 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
121     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
122
123 /*
124  * Cpu percentage computation macros and defines.
125  *
126  * SCHED_TICK_SECS:     Number of seconds to average the cpu usage across.
127  * SCHED_TICK_TARG:     Number of hz ticks to average the cpu usage across.
128  * SCHED_TICK_MAX:      Maximum number of ticks before scaling back.
129  * SCHED_TICK_SHIFT:    Shift factor to avoid rounding away results.
130  * SCHED_TICK_HZ:       Compute the number of hz ticks for a given ticks count.
131  * SCHED_TICK_TOTAL:    Gives the amount of time we've been recording ticks.
132  */
133 #define SCHED_TICK_SECS         10
134 #define SCHED_TICK_TARG         (hz * SCHED_TICK_SECS)
135 #define SCHED_TICK_MAX          (SCHED_TICK_TARG + hz)
136 #define SCHED_TICK_SHIFT        10
137 #define SCHED_TICK_HZ(ts)       ((ts)->ts_ticks >> SCHED_TICK_SHIFT)
138 #define SCHED_TICK_TOTAL(ts)    (max((ts)->ts_ltick - (ts)->ts_ftick, hz))
139
140 /*
141  * These macros determine priorities for non-interactive threads.  They are
142  * assigned a priority based on their recent cpu utilization as expressed
143  * by the ratio of ticks to the tick total.  NHALF priorities at the start
144  * and end of the MIN to MAX timeshare range are only reachable with negative
145  * or positive nice respectively.
146  *
147  * PRI_RANGE:   Priority range for utilization dependent priorities.
148  * PRI_NRESV:   Number of nice values.
149  * PRI_TICKS:   Compute a priority in PRI_RANGE from the ticks count and total.
150  * PRI_NICE:    Determines the part of the priority inherited from nice.
151  */
152 #define SCHED_PRI_NRESV         (PRIO_MAX - PRIO_MIN)
153 #define SCHED_PRI_NHALF         (SCHED_PRI_NRESV / 2)
154 #define SCHED_PRI_MIN           (PRI_MIN_TIMESHARE + SCHED_PRI_NHALF)
155 #define SCHED_PRI_MAX           (PRI_MAX_TIMESHARE - SCHED_PRI_NHALF)
156 #define SCHED_PRI_RANGE         (SCHED_PRI_MAX - SCHED_PRI_MIN)
157 #define SCHED_PRI_TICKS(ts)                                             \
158     (SCHED_TICK_HZ((ts)) /                                              \
159     (roundup(SCHED_TICK_TOTAL((ts)), SCHED_PRI_RANGE) / SCHED_PRI_RANGE))
160 #define SCHED_PRI_NICE(nice)    (nice)
161
162 /*
163  * These determine the interactivity of a process.  Interactivity differs from
164  * cpu utilization in that it expresses the voluntary time slept vs time ran
165  * while cpu utilization includes all time not running.  This more accurately
166  * models the intent of the thread.
167  *
168  * SLP_RUN_MAX: Maximum amount of sleep time + run time we'll accumulate
169  *              before throttling back.
170  * SLP_RUN_FORK:        Maximum slp+run time to inherit at fork time.
171  * INTERACT_MAX:        Maximum interactivity value.  Smaller is better.
172  * INTERACT_THRESH:     Threshhold for placement on the current runq.
173  */
174 #define SCHED_SLP_RUN_MAX       ((hz * 5) << SCHED_TICK_SHIFT)
175 #define SCHED_SLP_RUN_FORK      ((hz / 2) << SCHED_TICK_SHIFT)
176 #define SCHED_INTERACT_MAX      (100)
177 #define SCHED_INTERACT_HALF     (SCHED_INTERACT_MAX / 2)
178 #define SCHED_INTERACT_THRESH   (30)
179
180 /*
181  * tickincr:            Converts a stathz tick into a hz domain scaled by
182  *                      the shift factor.  Without the shift the error rate
183  *                      due to rounding would be unacceptably high.
184  * realstathz:          stathz is sometimes 0 and run off of hz.
185  * sched_slice:         Runtime of each thread before rescheduling.
186  * preempt_thresh:      Priority threshold for preemption and remote IPIs.
187  */
188 static int sched_interact = SCHED_INTERACT_THRESH;
189 static int realstathz;
190 static int tickincr;
191 static int sched_slice = 1;
192 #ifdef PREEMPTION
193 #ifdef FULL_PREEMPTION
194 static int preempt_thresh = PRI_MAX_IDLE;
195 #else
196 static int preempt_thresh = PRI_MIN_KERN;
197 #endif
198 #else 
199 static int preempt_thresh = 0;
200 #endif
201 static int static_boost = PRI_MIN_TIMESHARE;
202 static int sched_idlespins = 10000;
203 static int sched_idlespinthresh = 4;
204
205 /*
206  * tdq - per processor runqs and statistics.  All fields are protected by the
207  * tdq_lock.  The load and lowpri may be accessed without to avoid excess
208  * locking in sched_pickcpu();
209  */
210 struct tdq {
211         /* Ordered to improve efficiency of cpu_search() and switch(). */
212         struct mtx      tdq_lock;               /* run queue lock. */
213         struct cpu_group *tdq_cg;               /* Pointer to cpu topology. */
214         volatile int    tdq_load;               /* Aggregate load. */
215         int             tdq_sysload;            /* For loadavg, !ITHD load. */
216         int             tdq_transferable;       /* Transferable thread count. */
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("\ttimeshare idx:  %d\n", tdq->tdq_idx);
364         printf("\ttimeshare ridx: %d\n", tdq->tdq_ridx);
365         printf("\tload transferable: %d\n", tdq->tdq_transferable);
366         printf("\tlowest priority:   %d\n", tdq->tdq_lowpri);
367         printf("\trealtime runq:\n");
368         runq_print(&tdq->tdq_realtime);
369         printf("\ttimeshare runq:\n");
370         runq_print(&tdq->tdq_timeshare);
371         printf("\tidle runq:\n");
372         runq_print(&tdq->tdq_idle);
373 }
374
375 static inline int
376 sched_shouldpreempt(int pri, int cpri, int remote)
377 {
378         /*
379          * If the new priority is not better than the current priority there is
380          * nothing to do.
381          */
382         if (pri >= cpri)
383                 return (0);
384         /*
385          * Always preempt idle.
386          */
387         if (cpri >= PRI_MIN_IDLE)
388                 return (1);
389         /*
390          * If preemption is disabled don't preempt others.
391          */
392         if (preempt_thresh == 0)
393                 return (0);
394         /*
395          * Preempt if we exceed the threshold.
396          */
397         if (pri <= preempt_thresh)
398                 return (1);
399         /*
400          * If we're realtime or better and there is timeshare or worse running
401          * preempt only remote processors.
402          */
403         if (remote && pri <= PRI_MAX_REALTIME && cpri > PRI_MAX_REALTIME)
404                 return (1);
405         return (0);
406 }
407
408 #define TS_RQ_PPQ       (((PRI_MAX_TIMESHARE - PRI_MIN_TIMESHARE) + 1) / RQ_NQS)
409 /*
410  * Add a thread to the actual run-queue.  Keeps transferable counts up to
411  * date with what is actually on the run-queue.  Selects the correct
412  * queue position for timeshare threads.
413  */
414 static __inline void
415 tdq_runq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
416 {
417         struct td_sched *ts;
418         u_char pri;
419
420         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
421         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
422
423         pri = td->td_priority;
424         ts = td->td_sched;
425         TD_SET_RUNQ(td);
426         if (THREAD_CAN_MIGRATE(td)) {
427                 tdq->tdq_transferable++;
428                 ts->ts_flags |= TSF_XFERABLE;
429         }
430         if (pri <= PRI_MAX_REALTIME) {
431                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_realtime;
432         } else if (pri <= PRI_MAX_TIMESHARE) {
433                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_timeshare;
434                 KASSERT(pri <= PRI_MAX_TIMESHARE && pri >= PRI_MIN_TIMESHARE,
435                         ("Invalid priority %d on timeshare runq", pri));
436                 /*
437                  * This queue contains only priorities between MIN and MAX
438                  * realtime.  Use the whole queue to represent these values.
439                  */
440                 if ((flags & (SRQ_BORROWING|SRQ_PREEMPTED)) == 0) {
441                         pri = (pri - PRI_MIN_TIMESHARE) / TS_RQ_PPQ;
442                         pri = (pri + tdq->tdq_idx) % RQ_NQS;
443                         /*
444                          * This effectively shortens the queue by one so we
445                          * can have a one slot difference between idx and
446                          * ridx while we wait for threads to drain.
447                          */
448                         if (tdq->tdq_ridx != tdq->tdq_idx &&
449                             pri == tdq->tdq_ridx)
450                                 pri = (unsigned char)(pri - 1) % RQ_NQS;
451                 } else
452                         pri = tdq->tdq_ridx;
453                 runq_add_pri(ts->ts_runq, td, pri, flags);
454                 return;
455         } else
456                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_idle;
457         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
458 }
459
460 /* 
461  * Remove a thread from a run-queue.  This typically happens when a thread
462  * is selected to run.  Running threads are not on the queue and the
463  * transferable count does not reflect them.
464  */
465 static __inline void
466 tdq_runq_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
467 {
468         struct td_sched *ts;
469
470         ts = td->td_sched;
471         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
472         KASSERT(ts->ts_runq != NULL,
473             ("tdq_runq_remove: thread %p null ts_runq", td));
474         if (ts->ts_flags & TSF_XFERABLE) {
475                 tdq->tdq_transferable--;
476                 ts->ts_flags &= ~TSF_XFERABLE;
477         }
478         if (ts->ts_runq == &tdq->tdq_timeshare) {
479                 if (tdq->tdq_idx != tdq->tdq_ridx)
480                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, &tdq->tdq_ridx);
481                 else
482                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, NULL);
483         } else
484                 runq_remove(ts->ts_runq, td);
485 }
486
487 /*
488  * Load is maintained for all threads RUNNING and ON_RUNQ.  Add the load
489  * for this thread to the referenced thread queue.
490  */
491 static void
492 tdq_load_add(struct tdq *tdq, struct thread *td)
493 {
494
495         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
496         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
497
498         tdq->tdq_load++;
499         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
500                 tdq->tdq_sysload++;
501         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
502 }
503
504 /*
505  * Remove the load from a thread that is transitioning to a sleep state or
506  * exiting.
507  */
508 static void
509 tdq_load_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
510 {
511
512         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
513         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
514         KASSERT(tdq->tdq_load != 0,
515             ("tdq_load_rem: Removing with 0 load on queue %d", TDQ_ID(tdq)));
516
517         tdq->tdq_load--;
518         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
519                 tdq->tdq_sysload--;
520         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
521 }
522
523 /*
524  * Set lowpri to its exact value by searching the run-queue and
525  * evaluating curthread.  curthread may be passed as an optimization.
526  */
527 static void
528 tdq_setlowpri(struct tdq *tdq, struct thread *ctd)
529 {
530         struct thread *td;
531
532         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
533         if (ctd == NULL)
534                 ctd = pcpu_find(TDQ_ID(tdq))->pc_curthread;
535         td = tdq_choose(tdq);
536         if (td == NULL || td->td_priority > ctd->td_priority)
537                 tdq->tdq_lowpri = ctd->td_priority;
538         else
539                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
540 }
541
542 #ifdef SMP
543 struct cpu_search {
544         cpuset_t cs_mask;
545         u_int   cs_load;
546         u_int   cs_cpu;
547         int     cs_limit;       /* Min priority for low min load for high. */
548 };
549
550 #define CPU_SEARCH_LOWEST       0x1
551 #define CPU_SEARCH_HIGHEST      0x2
552 #define CPU_SEARCH_BOTH         (CPU_SEARCH_LOWEST|CPU_SEARCH_HIGHEST)
553
554 #define CPUSET_FOREACH(cpu, mask)                               \
555         for ((cpu) = 0; (cpu) <= mp_maxid; (cpu)++)             \
556                 if ((mask) & 1 << (cpu))
557
558 static __inline int cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
559     struct cpu_search *high, const int match);
560 int cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low);
561 int cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high);
562 int cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
563     struct cpu_search *high);
564
565 /*
566  * This routine compares according to the match argument and should be
567  * reduced in actual instantiations via constant propagation and dead code
568  * elimination.
569  */ 
570 static __inline int
571 cpu_compare(int cpu, struct cpu_search *low, struct cpu_search *high,
572     const int match)
573 {
574         struct tdq *tdq;
575
576         tdq = TDQ_CPU(cpu);
577         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
578                 if (CPU_ISSET(cpu, &low->cs_mask) &&
579                     tdq->tdq_load < low->cs_load &&
580                     tdq->tdq_lowpri > low->cs_limit) {
581                         low->cs_cpu = cpu;
582                         low->cs_load = tdq->tdq_load;
583                 }
584         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
585                 if (CPU_ISSET(cpu, &high->cs_mask) &&
586                     tdq->tdq_load >= high->cs_limit && 
587                     tdq->tdq_load > high->cs_load &&
588                     tdq->tdq_transferable) {
589                         high->cs_cpu = cpu;
590                         high->cs_load = tdq->tdq_load;
591                 }
592         return (tdq->tdq_load);
593 }
594
595 /*
596  * Search the tree of cpu_groups for the lowest or highest loaded cpu
597  * according to the match argument.  This routine actually compares the
598  * load on all paths through the tree and finds the least loaded cpu on
599  * the least loaded path, which may differ from the least loaded cpu in
600  * the system.  This balances work among caches and busses.
601  *
602  * This inline is instantiated in three forms below using constants for the
603  * match argument.  It is reduced to the minimum set for each case.  It is
604  * also recursive to the depth of the tree.
605  */
606 static __inline int
607 cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
608     struct cpu_search *high, const int match)
609 {
610         int total;
611
612         total = 0;
613         if (cg->cg_children) {
614                 struct cpu_search lgroup;
615                 struct cpu_search hgroup;
616                 struct cpu_group *child;
617                 u_int lload;
618                 int hload;
619                 int load;
620                 int i;
621
622                 lload = -1;
623                 hload = -1;
624                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++) {
625                         child = &cg->cg_child[i];
626                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
627                                 lgroup = *low;
628                                 lgroup.cs_load = -1;
629                         }
630                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) {
631                                 hgroup = *high;
632                                 lgroup.cs_load = 0;
633                         }
634                         switch (match) {
635                         case CPU_SEARCH_LOWEST:
636                                 load = cpu_search_lowest(child, &lgroup);
637                                 break;
638                         case CPU_SEARCH_HIGHEST:
639                                 load = cpu_search_highest(child, &hgroup);
640                                 break;
641                         case CPU_SEARCH_BOTH:
642                                 load = cpu_search_both(child, &lgroup, &hgroup);
643                                 break;
644                         }
645                         total += load;
646                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
647                                 if (load < lload || low->cs_cpu == -1) {
648                                         *low = lgroup;
649                                         lload = load;
650                                 }
651                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) 
652                                 if (load > hload || high->cs_cpu == -1) {
653                                         hload = load;
654                                         *high = hgroup;
655                                 }
656                 }
657         } else {
658                 int cpu;
659
660                 CPUSET_FOREACH(cpu, cg->cg_mask)
661                         total += cpu_compare(cpu, low, high, match);
662         }
663         return (total);
664 }
665
666 /*
667  * cpu_search instantiations must pass constants to maintain the inline
668  * optimization.
669  */
670 int
671 cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low)
672 {
673         return cpu_search(cg, low, NULL, CPU_SEARCH_LOWEST);
674 }
675
676 int
677 cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high)
678 {
679         return cpu_search(cg, NULL, high, CPU_SEARCH_HIGHEST);
680 }
681
682 int
683 cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
684     struct cpu_search *high)
685 {
686         return cpu_search(cg, low, high, CPU_SEARCH_BOTH);
687 }
688
689 /*
690  * Find the cpu with the least load via the least loaded path that has a
691  * lowpri greater than pri  pri.  A pri of -1 indicates any priority is
692  * acceptable.
693  */
694 static inline int
695 sched_lowest(struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int pri)
696 {
697         struct cpu_search low;
698
699         low.cs_cpu = -1;
700         low.cs_load = -1;
701         low.cs_mask = mask;
702         low.cs_limit = pri;
703         cpu_search_lowest(cg, &low);
704         return low.cs_cpu;
705 }
706
707 /*
708  * Find the cpu with the highest load via the highest loaded path.
709  */
710 static inline int
711 sched_highest(struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int minload)
712 {
713         struct cpu_search high;
714
715         high.cs_cpu = -1;
716         high.cs_load = 0;
717         high.cs_mask = mask;
718         high.cs_limit = minload;
719         cpu_search_highest(cg, &high);
720         return high.cs_cpu;
721 }
722
723 /*
724  * Simultaneously find the highest and lowest loaded cpu reachable via
725  * cg.
726  */
727 static inline void 
728 sched_both(struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int *lowcpu, int *highcpu)
729 {
730         struct cpu_search high;
731         struct cpu_search low;
732
733         low.cs_cpu = -1;
734         low.cs_limit = -1;
735         low.cs_load = -1;
736         low.cs_mask = mask;
737         high.cs_load = 0;
738         high.cs_cpu = -1;
739         high.cs_limit = -1;
740         high.cs_mask = mask;
741         cpu_search_both(cg, &low, &high);
742         *lowcpu = low.cs_cpu;
743         *highcpu = high.cs_cpu;
744         return;
745 }
746
747 static void
748 sched_balance_group(struct cpu_group *cg)
749 {
750         cpuset_t mask;
751         int high;
752         int low;
753         int i;
754
755         CPU_FILL(&mask);
756         for (;;) {
757                 sched_both(cg, mask, &low, &high);
758                 if (low == high || low == -1 || high == -1)
759                         break;
760                 if (sched_balance_pair(TDQ_CPU(high), TDQ_CPU(low)))
761                         break;
762                 /*
763                  * If we failed to move any threads determine which cpu
764                  * to kick out of the set and try again.
765                  */
766                 if (TDQ_CPU(high)->tdq_transferable == 0)
767                         CPU_CLR(high, &mask);
768                 else
769                         CPU_CLR(low, &mask);
770         }
771
772         for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
773                 sched_balance_group(&cg->cg_child[i]);
774 }
775
776 static void
777 sched_balance()
778 {
779         struct tdq *tdq;
780
781         /*
782          * Select a random time between .5 * balance_interval and
783          * 1.5 * balance_interval.
784          */
785         balance_ticks = max(balance_interval / 2, 1);
786         balance_ticks += random() % balance_interval;
787         if (smp_started == 0 || rebalance == 0)
788                 return;
789         tdq = TDQ_SELF();
790         TDQ_UNLOCK(tdq);
791         sched_balance_group(cpu_top);
792         TDQ_LOCK(tdq);
793 }
794
795 /*
796  * Lock two thread queues using their address to maintain lock order.
797  */
798 static void
799 tdq_lock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
800 {
801         if (one < two) {
802                 TDQ_LOCK(one);
803                 TDQ_LOCK_FLAGS(two, MTX_DUPOK);
804         } else {
805                 TDQ_LOCK(two);
806                 TDQ_LOCK_FLAGS(one, MTX_DUPOK);
807         }
808 }
809
810 /*
811  * Unlock two thread queues.  Order is not important here.
812  */
813 static void
814 tdq_unlock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
815 {
816         TDQ_UNLOCK(one);
817         TDQ_UNLOCK(two);
818 }
819
820 /*
821  * Transfer load between two imbalanced thread queues.
822  */
823 static int
824 sched_balance_pair(struct tdq *high, struct tdq *low)
825 {
826         int transferable;
827         int high_load;
828         int low_load;
829         int moved;
830         int move;
831         int diff;
832         int i;
833
834         tdq_lock_pair(high, low);
835         transferable = high->tdq_transferable;
836         high_load = high->tdq_load;
837         low_load = low->tdq_load;
838         moved = 0;
839         /*
840          * Determine what the imbalance is and then adjust that to how many
841          * threads we actually have to give up (transferable).
842          */
843         if (transferable != 0) {
844                 diff = high_load - low_load;
845                 move = diff / 2;
846                 if (diff & 0x1)
847                         move++;
848                 move = min(move, transferable);
849                 for (i = 0; i < move; i++)
850                         moved += tdq_move(high, low);
851                 /*
852                  * IPI the target cpu to force it to reschedule with the new
853                  * workload.
854                  */
855                 ipi_selected(1 << TDQ_ID(low), IPI_PREEMPT);
856         }
857         tdq_unlock_pair(high, low);
858         return (moved);
859 }
860
861 /*
862  * Move a thread from one thread queue to another.
863  */
864 static int
865 tdq_move(struct tdq *from, struct tdq *to)
866 {
867         struct td_sched *ts;
868         struct thread *td;
869         struct tdq *tdq;
870         int cpu;
871
872         TDQ_LOCK_ASSERT(from, MA_OWNED);
873         TDQ_LOCK_ASSERT(to, MA_OWNED);
874
875         tdq = from;
876         cpu = TDQ_ID(to);
877         td = tdq_steal(tdq, cpu);
878         if (td == NULL)
879                 return (0);
880         ts = td->td_sched;
881         /*
882          * Although the run queue is locked the thread may be blocked.  Lock
883          * it to clear this and acquire the run-queue lock.
884          */
885         thread_lock(td);
886         /* Drop recursive lock on from acquired via thread_lock(). */
887         TDQ_UNLOCK(from);
888         sched_rem(td);
889         ts->ts_cpu = cpu;
890         td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(to);
891         tdq_add(to, td, SRQ_YIELDING);
892         return (1);
893 }
894
895 /*
896  * This tdq has idled.  Try to steal a thread from another cpu and switch
897  * to it.
898  */
899 static int
900 tdq_idled(struct tdq *tdq)
901 {
902         struct cpu_group *cg;
903         struct tdq *steal;
904         cpuset_t mask;
905         int thresh;
906         int cpu;
907
908         if (smp_started == 0 || steal_idle == 0)
909                 return (1);
910         CPU_FILL(&mask);
911         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
912         /* We don't want to be preempted while we're iterating. */
913         spinlock_enter();
914         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; ) {
915                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) == 0)
916                         thresh = steal_thresh;
917                 else
918                         thresh = 1;
919                 cpu = sched_highest(cg, mask, thresh);
920                 if (cpu == -1) {
921                         cg = cg->cg_parent;
922                         continue;
923                 }
924                 steal = TDQ_CPU(cpu);
925                 CPU_CLR(cpu, &mask);
926                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
927                 if (steal->tdq_load < thresh || steal->tdq_transferable == 0) {
928                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
929                         continue;
930                 }
931                 /*
932                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
933                  * steal one here.  If we fail to acquire one due to affinity
934                  * restrictions loop again with this cpu removed from the
935                  * set.
936                  */
937                 if (tdq->tdq_load == 0 && tdq_move(steal, tdq) == 0) {
938                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
939                         continue;
940                 }
941                 spinlock_exit();
942                 TDQ_UNLOCK(steal);
943                 mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
944                 thread_unlock(curthread);
945
946                 return (0);
947         }
948         spinlock_exit();
949         return (1);
950 }
951
952 /*
953  * Notify a remote cpu of new work.  Sends an IPI if criteria are met.
954  */
955 static void
956 tdq_notify(struct tdq *tdq, struct thread *td)
957 {
958         struct thread *ctd;
959         int pri;
960         int cpu;
961
962         if (tdq->tdq_ipipending)
963                 return;
964         cpu = td->td_sched->ts_cpu;
965         pri = td->td_priority;
966         ctd = pcpu_find(cpu)->pc_curthread;
967         if (!sched_shouldpreempt(pri, ctd->td_priority, 1))
968                 return;
969         if (TD_IS_IDLETHREAD(ctd)) {
970                 /*
971                  * If the MD code has an idle wakeup routine try that before
972                  * falling back to IPI.
973                  */
974                 if (cpu_idle_wakeup(cpu))
975                         return;
976         }
977         tdq->tdq_ipipending = 1;
978         ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
979 }
980
981 /*
982  * Steals load from a timeshare queue.  Honors the rotating queue head
983  * index.
984  */
985 static struct thread *
986 runq_steal_from(struct runq *rq, int cpu, u_char start)
987 {
988         struct rqbits *rqb;
989         struct rqhead *rqh;
990         struct thread *td;
991         int first;
992         int bit;
993         int pri;
994         int i;
995
996         rqb = &rq->rq_status;
997         bit = start & (RQB_BPW -1);
998         pri = 0;
999         first = 0;
1000 again:
1001         for (i = RQB_WORD(start); i < RQB_LEN; bit = 0, i++) {
1002                 if (rqb->rqb_bits[i] == 0)
1003                         continue;
1004                 if (bit != 0) {
1005                         for (pri = bit; pri < RQB_BPW; pri++)
1006                                 if (rqb->rqb_bits[i] & (1ul << pri))
1007                                         break;
1008                         if (pri >= RQB_BPW)
1009                                 continue;
1010                 } else
1011                         pri = RQB_FFS(rqb->rqb_bits[i]);
1012                 pri += (i << RQB_L2BPW);
1013                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
1014                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
1015                         if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1016                             THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1017                                 return (td);
1018                         first = 1;
1019                 }
1020         }
1021         if (start != 0) {
1022                 start = 0;
1023                 goto again;
1024         }
1025
1026         return (NULL);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Steals load from a standard linear queue.
1031  */
1032 static struct thread *
1033 runq_steal(struct runq *rq, int cpu)
1034 {
1035         struct rqhead *rqh;
1036         struct rqbits *rqb;
1037         struct thread *td;
1038         int word;
1039         int bit;
1040
1041         rqb = &rq->rq_status;
1042         for (word = 0; word < RQB_LEN; word++) {
1043                 if (rqb->rqb_bits[word] == 0)
1044                         continue;
1045                 for (bit = 0; bit < RQB_BPW; bit++) {
1046                         if ((rqb->rqb_bits[word] & (1ul << bit)) == 0)
1047                                 continue;
1048                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (word << RQB_L2BPW)];
1049                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq)
1050                                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1051                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1052                                         return (td);
1053                 }
1054         }
1055         return (NULL);
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Attempt to steal a thread in priority order from a thread queue.
1060  */
1061 static struct thread *
1062 tdq_steal(struct tdq *tdq, int cpu)
1063 {
1064         struct thread *td;
1065
1066         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1067         if ((td = runq_steal(&tdq->tdq_realtime, cpu)) != NULL)
1068                 return (td);
1069         if ((td = runq_steal_from(&tdq->tdq_timeshare,
1070             cpu, tdq->tdq_ridx)) != NULL)
1071                 return (td);
1072         return (runq_steal(&tdq->tdq_idle, cpu));
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Sets the thread lock and ts_cpu to match the requested cpu.  Unlocks the
1077  * current lock and returns with the assigned queue locked.
1078  */
1079 static inline struct tdq *
1080 sched_setcpu(struct thread *td, int cpu, int flags)
1081 {
1082
1083         struct tdq *tdq;
1084
1085         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1086         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1087         td->td_sched->ts_cpu = cpu;
1088         /*
1089          * If the lock matches just return the queue.
1090          */
1091         if (td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq))
1092                 return (tdq);
1093 #ifdef notyet
1094         /*
1095          * If the thread isn't running its lockptr is a
1096          * turnstile or a sleepqueue.  We can just lock_set without
1097          * blocking.
1098          */
1099         if (TD_CAN_RUN(td)) {
1100                 TDQ_LOCK(tdq);
1101                 thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1102                 return (tdq);
1103         }
1104 #endif
1105         /*
1106          * The hard case, migration, we need to block the thread first to
1107          * prevent order reversals with other cpus locks.
1108          */
1109         thread_lock_block(td);
1110         TDQ_LOCK(tdq);
1111         thread_lock_unblock(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1112         return (tdq);
1113 }
1114
1115 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_intrbind, "Soft interrupt binding");
1116 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_idle_affinity, "Picked idle cpu based on affinity");
1117 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_affinity, "Picked cpu based on affinity");
1118 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_lowest, "Selected lowest load");
1119 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_local, "Migrated to current cpu");
1120 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_migration, "Selection may have caused migration");
1121
1122 static int
1123 sched_pickcpu(struct thread *td, int flags)
1124 {
1125         struct cpu_group *cg;
1126         struct td_sched *ts;
1127         struct tdq *tdq;
1128         cpuset_t mask;
1129         int self;
1130         int pri;
1131         int cpu;
1132
1133         self = PCPU_GET(cpuid);
1134         ts = td->td_sched;
1135         if (smp_started == 0)
1136                 return (self);
1137         /*
1138          * Don't migrate a running thread from sched_switch().
1139          */
1140         if ((flags & SRQ_OURSELF) || !THREAD_CAN_MIGRATE(td))
1141                 return (ts->ts_cpu);
1142         /*
1143          * Prefer to run interrupt threads on the processors that generate
1144          * the interrupt.
1145          */
1146         if (td->td_priority <= PRI_MAX_ITHD && THREAD_CAN_SCHED(td, self) &&
1147             curthread->td_intr_nesting_level && ts->ts_cpu != self) {
1148                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_intrbind);
1149                 ts->ts_cpu = self;
1150         }
1151         /*
1152          * If the thread can run on the last cpu and the affinity has not
1153          * expired or it is idle run it there.
1154          */
1155         pri = td->td_priority;
1156         tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1157         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu)) {
1158                 if (tdq->tdq_lowpri > PRI_MIN_IDLE) {
1159                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1160                         return (ts->ts_cpu);
1161                 }
1162                 if (SCHED_AFFINITY(ts, CG_SHARE_L2) && tdq->tdq_lowpri > pri) {
1163                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_affinity);
1164                         return (ts->ts_cpu);
1165                 }
1166         }
1167         /*
1168          * Search for the highest level in the tree that still has affinity.
1169          */
1170         cg = NULL;
1171         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; cg = cg->cg_parent)
1172                 if (SCHED_AFFINITY(ts, cg->cg_level))
1173                         break;
1174         cpu = -1;
1175         mask = td->td_cpuset->cs_mask;
1176         if (cg)
1177                 cpu = sched_lowest(cg, mask, pri);
1178         if (cpu == -1)
1179                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, -1);
1180         /*
1181          * Compare the lowest loaded cpu to current cpu.
1182          */
1183         if (THREAD_CAN_SCHED(td, self) && TDQ_CPU(self)->tdq_lowpri > pri &&
1184             TDQ_CPU(cpu)->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE) {
1185                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_local);
1186                 cpu = self;
1187         } else
1188                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1189         if (cpu != ts->ts_cpu)
1190                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_migration);
1191         KASSERT(cpu != -1, ("sched_pickcpu: Failed to find a cpu."));
1192         return (cpu);
1193 }
1194 #endif
1195
1196 /*
1197  * Pick the highest priority task we have and return it.
1198  */
1199 static struct thread *
1200 tdq_choose(struct tdq *tdq)
1201 {
1202         struct thread *td;
1203
1204         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1205         td = runq_choose(&tdq->tdq_realtime);
1206         if (td != NULL)
1207                 return (td);
1208         td = runq_choose_from(&tdq->tdq_timeshare, tdq->tdq_ridx);
1209         if (td != NULL) {
1210                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_TIMESHARE,
1211                     ("tdq_choose: Invalid priority on timeshare queue %d",
1212                     td->td_priority));
1213                 return (td);
1214         }
1215         td = runq_choose(&tdq->tdq_idle);
1216         if (td != NULL) {
1217                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_IDLE,
1218                     ("tdq_choose: Invalid priority on idle queue %d",
1219                     td->td_priority));
1220                 return (td);
1221         }
1222
1223         return (NULL);
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Initialize a thread queue.
1228  */
1229 static void
1230 tdq_setup(struct tdq *tdq)
1231 {
1232
1233         if (bootverbose)
1234                 printf("ULE: setup cpu %d\n", TDQ_ID(tdq));
1235         runq_init(&tdq->tdq_realtime);
1236         runq_init(&tdq->tdq_timeshare);
1237         runq_init(&tdq->tdq_idle);
1238         snprintf(tdq->tdq_name, sizeof(tdq->tdq_name),
1239             "sched lock %d", (int)TDQ_ID(tdq));
1240         mtx_init(&tdq->tdq_lock, tdq->tdq_name, "sched lock",
1241             MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
1242 #ifdef KTR
1243         snprintf(tdq->tdq_loadname, sizeof(tdq->tdq_loadname),
1244             "CPU %d load", (int)TDQ_ID(tdq));
1245 #endif
1246 }
1247
1248 #ifdef SMP
1249 static void
1250 sched_setup_smp(void)
1251 {
1252         struct tdq *tdq;
1253         int i;
1254
1255         cpu_top = smp_topo();
1256         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1257                 if (CPU_ABSENT(i))
1258                         continue;
1259                 tdq = TDQ_CPU(i);
1260                 tdq_setup(tdq);
1261                 tdq->tdq_cg = smp_topo_find(cpu_top, i);
1262                 if (tdq->tdq_cg == NULL)
1263                         panic("Can't find cpu group for %d\n", i);
1264         }
1265         balance_tdq = TDQ_SELF();
1266         sched_balance();
1267 }
1268 #endif
1269
1270 /*
1271  * Setup the thread queues and initialize the topology based on MD
1272  * information.
1273  */
1274 static void
1275 sched_setup(void *dummy)
1276 {
1277         struct tdq *tdq;
1278
1279         tdq = TDQ_SELF();
1280 #ifdef SMP
1281         sched_setup_smp();
1282 #else
1283         tdq_setup(tdq);
1284 #endif
1285         /*
1286          * To avoid divide-by-zero, we set realstathz a dummy value
1287          * in case which sched_clock() called before sched_initticks().
1288          */
1289         realstathz = hz;
1290         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1291         tickincr = 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
1292
1293         /* Add thread0's load since it's running. */
1294         TDQ_LOCK(tdq);
1295         thread0.td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1296         tdq_load_add(tdq, &thread0);
1297         tdq->tdq_lowpri = thread0.td_priority;
1298         TDQ_UNLOCK(tdq);
1299 }
1300
1301 /*
1302  * This routine determines the tickincr after stathz and hz are setup.
1303  */
1304 /* ARGSUSED */
1305 static void
1306 sched_initticks(void *dummy)
1307 {
1308         int incr;
1309
1310         realstathz = stathz ? stathz : hz;
1311         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1312
1313         /*
1314          * tickincr is shifted out by 10 to avoid rounding errors due to
1315          * hz not being evenly divisible by stathz on all platforms.
1316          */
1317         incr = (hz << SCHED_TICK_SHIFT) / realstathz;
1318         /*
1319          * This does not work for values of stathz that are more than
1320          * 1 << SCHED_TICK_SHIFT * hz.  In practice this does not happen.
1321          */
1322         if (incr == 0)
1323                 incr = 1;
1324         tickincr = incr;
1325 #ifdef SMP
1326         /*
1327          * Set the default balance interval now that we know
1328          * what realstathz is.
1329          */
1330         balance_interval = realstathz;
1331         /*
1332          * Set steal thresh to roughly log2(mp_ncpu) but no greater than 4. 
1333          * This prevents excess thrashing on large machines and excess idle 
1334          * on smaller machines.
1335          */
1336         steal_thresh = min(fls(mp_ncpus) - 1, 3);
1337         affinity = SCHED_AFFINITY_DEFAULT;
1338 #endif
1339 }
1340
1341
1342 /*
1343  * This is the core of the interactivity algorithm.  Determines a score based
1344  * on past behavior.  It is the ratio of sleep time to run time scaled to
1345  * a [0, 100] integer.  This is the voluntary sleep time of a process, which
1346  * differs from the cpu usage because it does not account for time spent
1347  * waiting on a run-queue.  Would be prettier if we had floating point.
1348  */
1349 static int
1350 sched_interact_score(struct thread *td)
1351 {
1352         struct td_sched *ts;
1353         int div;
1354
1355         ts = td->td_sched;
1356         /*
1357          * The score is only needed if this is likely to be an interactive
1358          * task.  Don't go through the expense of computing it if there's
1359          * no chance.
1360          */
1361         if (sched_interact <= SCHED_INTERACT_HALF &&
1362                 ts->ts_runtime >= ts->ts_slptime)
1363                         return (SCHED_INTERACT_HALF);
1364
1365         if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1366                 div = max(1, ts->ts_runtime / SCHED_INTERACT_HALF);
1367                 return (SCHED_INTERACT_HALF +
1368                     (SCHED_INTERACT_HALF - (ts->ts_slptime / div)));
1369         }
1370         if (ts->ts_slptime > ts->ts_runtime) {
1371                 div = max(1, ts->ts_slptime / SCHED_INTERACT_HALF);
1372                 return (ts->ts_runtime / div);
1373         }
1374         /* runtime == slptime */
1375         if (ts->ts_runtime)
1376                 return (SCHED_INTERACT_HALF);
1377
1378         /*
1379          * This can happen if slptime and runtime are 0.
1380          */
1381         return (0);
1382
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Scale the scheduling priority according to the "interactivity" of this
1387  * process.
1388  */
1389 static void
1390 sched_priority(struct thread *td)
1391 {
1392         int score;
1393         int pri;
1394
1395         if (td->td_pri_class != PRI_TIMESHARE)
1396                 return;
1397         /*
1398          * If the score is interactive we place the thread in the realtime
1399          * queue with a priority that is less than kernel and interrupt
1400          * priorities.  These threads are not subject to nice restrictions.
1401          *
1402          * Scores greater than this are placed on the normal timeshare queue
1403          * where the priority is partially decided by the most recent cpu
1404          * utilization and the rest is decided by nice value.
1405          *
1406          * The nice value of the process has a linear effect on the calculated
1407          * score.  Negative nice values make it easier for a thread to be
1408          * considered interactive.
1409          */
1410         score = imax(0, sched_interact_score(td) + td->td_proc->p_nice);
1411         if (score < sched_interact) {
1412                 pri = PRI_MIN_REALTIME;
1413                 pri += ((PRI_MAX_REALTIME - PRI_MIN_REALTIME) / sched_interact)
1414                     * score;
1415                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_REALTIME && pri <= PRI_MAX_REALTIME,
1416                     ("sched_priority: invalid interactive priority %d score %d",
1417                     pri, score));
1418         } else {
1419                 pri = SCHED_PRI_MIN;
1420                 if (td->td_sched->ts_ticks)
1421                         pri += SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched);
1422                 pri += SCHED_PRI_NICE(td->td_proc->p_nice);
1423                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_TIMESHARE && pri <= PRI_MAX_TIMESHARE,
1424                     ("sched_priority: invalid priority %d: nice %d, " 
1425                     "ticks %d ftick %d ltick %d tick pri %d",
1426                     pri, td->td_proc->p_nice, td->td_sched->ts_ticks,
1427                     td->td_sched->ts_ftick, td->td_sched->ts_ltick,
1428                     SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched)));
1429         }
1430         sched_user_prio(td, pri);
1431
1432         return;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * This routine enforces a maximum limit on the amount of scheduling history
1437  * kept.  It is called after either the slptime or runtime is adjusted.  This
1438  * function is ugly due to integer math.
1439  */
1440 static void
1441 sched_interact_update(struct thread *td)
1442 {
1443         struct td_sched *ts;
1444         u_int sum;
1445
1446         ts = td->td_sched;
1447         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1448         if (sum < SCHED_SLP_RUN_MAX)
1449                 return;
1450         /*
1451          * This only happens from two places:
1452          * 1) We have added an unusual amount of run time from fork_exit.
1453          * 2) We have added an unusual amount of sleep time from sched_sleep().
1454          */
1455         if (sum > SCHED_SLP_RUN_MAX * 2) {
1456                 if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1457                         ts->ts_runtime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1458                         ts->ts_slptime = 1;
1459                 } else {
1460                         ts->ts_slptime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1461                         ts->ts_runtime = 1;
1462                 }
1463                 return;
1464         }
1465         /*
1466          * If we have exceeded by more than 1/5th then the algorithm below
1467          * will not bring us back into range.  Dividing by two here forces
1468          * us into the range of [4/5 * SCHED_INTERACT_MAX, SCHED_INTERACT_MAX]
1469          */
1470         if (sum > (SCHED_SLP_RUN_MAX / 5) * 6) {
1471                 ts->ts_runtime /= 2;
1472                 ts->ts_slptime /= 2;
1473                 return;
1474         }
1475         ts->ts_runtime = (ts->ts_runtime / 5) * 4;
1476         ts->ts_slptime = (ts->ts_slptime / 5) * 4;
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Scale back the interactivity history when a child thread is created.  The
1481  * history is inherited from the parent but the thread may behave totally
1482  * differently.  For example, a shell spawning a compiler process.  We want
1483  * to learn that the compiler is behaving badly very quickly.
1484  */
1485 static void
1486 sched_interact_fork(struct thread *td)
1487 {
1488         int ratio;
1489         int sum;
1490
1491         sum = td->td_sched->ts_runtime + td->td_sched->ts_slptime;
1492         if (sum > SCHED_SLP_RUN_FORK) {
1493                 ratio = sum / SCHED_SLP_RUN_FORK;
1494                 td->td_sched->ts_runtime /= ratio;
1495                 td->td_sched->ts_slptime /= ratio;
1496         }
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Called from proc0_init() to setup the scheduler fields.
1501  */
1502 void
1503 schedinit(void)
1504 {
1505
1506         /*
1507          * Set up the scheduler specific parts of proc0.
1508          */
1509         proc0.p_sched = NULL; /* XXX */
1510         thread0.td_sched = &td_sched0;
1511         td_sched0.ts_ltick = ticks;
1512         td_sched0.ts_ftick = ticks;
1513         td_sched0.ts_slice = sched_slice;
1514 }
1515
1516 /*
1517  * This is only somewhat accurate since given many processes of the same
1518  * priority they will switch when their slices run out, which will be
1519  * at most sched_slice stathz ticks.
1520  */
1521 int
1522 sched_rr_interval(void)
1523 {
1524
1525         /* Convert sched_slice to hz */
1526         return (hz/(realstathz/sched_slice));
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Update the percent cpu tracking information when it is requested or
1531  * the total history exceeds the maximum.  We keep a sliding history of
1532  * tick counts that slowly decays.  This is less precise than the 4BSD
1533  * mechanism since it happens with less regular and frequent events.
1534  */
1535 static void
1536 sched_pctcpu_update(struct td_sched *ts)
1537 {
1538
1539         if (ts->ts_ticks == 0)
1540                 return;
1541         if (ticks - (hz / 10) < ts->ts_ltick &&
1542             SCHED_TICK_TOTAL(ts) < SCHED_TICK_MAX)
1543                 return;
1544         /*
1545          * Adjust counters and watermark for pctcpu calc.
1546          */
1547         if (ts->ts_ltick > ticks - SCHED_TICK_TARG)
1548                 ts->ts_ticks = (ts->ts_ticks / (ticks - ts->ts_ftick)) *
1549                             SCHED_TICK_TARG;
1550         else
1551                 ts->ts_ticks = 0;
1552         ts->ts_ltick = ticks;
1553         ts->ts_ftick = ts->ts_ltick - SCHED_TICK_TARG;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Adjust the priority of a thread.  Move it to the appropriate run-queue
1558  * if necessary.  This is the back-end for several priority related
1559  * functions.
1560  */
1561 static void
1562 sched_thread_priority(struct thread *td, u_char prio)
1563 {
1564         struct td_sched *ts;
1565         struct tdq *tdq;
1566         int oldpri;
1567
1568         KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "prio",
1569             "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d", prio,
1570             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(curthread));
1571         if (td != curthread && prio > td->td_priority) {
1572                 KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread),
1573                     "lend prio", "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d",
1574                     prio, KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1575         } 
1576         ts = td->td_sched;
1577         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1578         if (td->td_priority == prio)
1579                 return;
1580         /*
1581          * If the priority has been elevated due to priority
1582          * propagation, we may have to move ourselves to a new
1583          * queue.  This could be optimized to not re-add in some
1584          * cases.
1585          */
1586         if (TD_ON_RUNQ(td) && prio < td->td_priority) {
1587                 sched_rem(td);
1588                 td->td_priority = prio;
1589                 sched_add(td, SRQ_BORROWING);
1590                 return;
1591         }
1592         /*
1593          * If the thread is currently running we may have to adjust the lowpri
1594          * information so other cpus are aware of our current priority.
1595          */
1596         if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1597                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1598                 oldpri = td->td_priority;
1599                 td->td_priority = prio;
1600                 if (prio < tdq->tdq_lowpri)
1601                         tdq->tdq_lowpri = prio;
1602                 else if (tdq->tdq_lowpri == oldpri)
1603                         tdq_setlowpri(tdq, td);
1604                 return;
1605         }
1606         td->td_priority = prio;
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
1611  * priority.
1612  */
1613 void
1614 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1615 {
1616
1617         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
1618         sched_thread_priority(td, prio);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Restore a thread's priority when priority propagation is
1623  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
1624  * needs to have to satisfy other possible priority lending
1625  * requests.  If the thread's regular priority is less
1626  * important than prio, the thread will keep a priority boost
1627  * of prio.
1628  */
1629 void
1630 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1631 {
1632         u_char base_pri;
1633
1634         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
1635             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
1636                 base_pri = td->td_user_pri;
1637         else
1638                 base_pri = td->td_base_pri;
1639         if (prio >= base_pri) {
1640                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
1641                 sched_thread_priority(td, base_pri);
1642         } else
1643                 sched_lend_prio(td, prio);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Standard entry for setting the priority to an absolute value.
1648  */
1649 void
1650 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
1651 {
1652         u_char oldprio;
1653
1654         /* First, update the base priority. */
1655         td->td_base_pri = prio;
1656
1657         /*
1658          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't
1659          * ever lower the priority.
1660          */
1661         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
1662                 return;
1663
1664         /* Change the real priority. */
1665         oldprio = td->td_priority;
1666         sched_thread_priority(td, prio);
1667
1668         /*
1669          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
1670          * its state.
1671          */
1672         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
1673                 turnstile_adjust(td, oldprio);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Set the base user priority, does not effect current running priority.
1678  */
1679 void
1680 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1681 {
1682         u_char oldprio;
1683
1684         td->td_base_user_pri = prio;
1685         if (td->td_flags & TDF_UBORROWING && td->td_user_pri <= prio)
1686                 return;
1687         oldprio = td->td_user_pri;
1688         td->td_user_pri = prio;
1689 }
1690
1691 void
1692 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1693 {
1694         u_char oldprio;
1695
1696         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1697         td->td_flags |= TDF_UBORROWING;
1698         oldprio = td->td_user_pri;
1699         td->td_user_pri = prio;
1700 }
1701
1702 void
1703 sched_unlend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1704 {
1705         u_char base_pri;
1706
1707         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1708         base_pri = td->td_base_user_pri;
1709         if (prio >= base_pri) {
1710                 td->td_flags &= ~TDF_UBORROWING;
1711                 sched_user_prio(td, base_pri);
1712         } else {
1713                 sched_lend_user_prio(td, prio);
1714         }
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Block a thread for switching.  Similar to thread_block() but does not
1719  * bump the spin count.
1720  */
1721 static inline struct mtx *
1722 thread_block_switch(struct thread *td)
1723 {
1724         struct mtx *lock;
1725
1726         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1727         lock = td->td_lock;
1728         td->td_lock = &blocked_lock;
1729         mtx_unlock_spin(lock);
1730
1731         return (lock);
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Handle migration from sched_switch().  This happens only for
1736  * cpu binding.
1737  */
1738 static struct mtx *
1739 sched_switch_migrate(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
1740 {
1741         struct tdq *tdn;
1742
1743         tdn = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
1744 #ifdef SMP
1745         tdq_load_rem(tdq, td);
1746         /*
1747          * Do the lock dance required to avoid LOR.  We grab an extra
1748          * spinlock nesting to prevent preemption while we're
1749          * not holding either run-queue lock.
1750          */
1751         spinlock_enter();
1752         thread_block_switch(td);        /* This releases the lock on tdq. */
1753
1754         /*
1755          * Acquire both run-queue locks before placing the thread on the new
1756          * run-queue to avoid deadlocks created by placing a thread with a
1757          * blocked lock on the run-queue of a remote processor.  The deadlock
1758          * occurs when a third processor attempts to lock the two queues in
1759          * question while the target processor is spinning with its own
1760          * run-queue lock held while waiting for the blocked lock to clear.
1761          */
1762         tdq_lock_pair(tdn, tdq);
1763         tdq_add(tdn, td, flags);
1764         tdq_notify(tdn, td);
1765         TDQ_UNLOCK(tdn);
1766         spinlock_exit();
1767 #endif
1768         return (TDQ_LOCKPTR(tdn));
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Release a thread that was blocked with thread_block_switch().
1773  */
1774 static inline void
1775 thread_unblock_switch(struct thread *td, struct mtx *mtx)
1776 {
1777         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&td->td_lock,
1778             (uintptr_t)mtx);
1779 }
1780
1781 /*
1782  * Switch threads.  This function has to handle threads coming in while
1783  * blocked for some reason, running, or idle.  It also must deal with
1784  * migrating a thread from one queue to another as running threads may
1785  * be assigned elsewhere via binding.
1786  */
1787 void
1788 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
1789 {
1790         struct tdq *tdq;
1791         struct td_sched *ts;
1792         struct mtx *mtx;
1793         int srqflag;
1794         int cpuid;
1795
1796         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1797         KASSERT(newtd == NULL, ("sched_switch: Unsupported newtd argument"));
1798
1799         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1800         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1801         ts = td->td_sched;
1802         mtx = td->td_lock;
1803         ts->ts_rltick = ticks;
1804         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
1805         td->td_oncpu = NOCPU;
1806         td->td_flags &= ~TDF_NEEDRESCHED;
1807         td->td_owepreempt = 0;
1808         tdq->tdq_switchcnt++;
1809         /*
1810          * The lock pointer in an idle thread should never change.  Reset it
1811          * to CAN_RUN as well.
1812          */
1813         if (TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
1814                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1815                 TD_SET_CAN_RUN(td);
1816         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1817                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1818                 srqflag = (flags & SW_PREEMPT) ?
1819                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
1820                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING;
1821                 if (ts->ts_cpu == cpuid)
1822                         tdq_runq_add(tdq, td, srqflag);
1823                 else
1824                         mtx = sched_switch_migrate(tdq, td, srqflag);
1825         } else {
1826                 /* This thread must be going to sleep. */
1827                 TDQ_LOCK(tdq);
1828                 mtx = thread_block_switch(td);
1829                 tdq_load_rem(tdq, td);
1830         }
1831         /*
1832          * We enter here with the thread blocked and assigned to the
1833          * appropriate cpu run-queue or sleep-queue and with the current
1834          * thread-queue locked.
1835          */
1836         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
1837         newtd = choosethread();
1838         /*
1839          * Call the MD code to switch contexts if necessary.
1840          */
1841         if (td != newtd) {
1842 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1843                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1844                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
1845 #endif
1846                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
1847                 TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
1848
1849 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1850                 /*
1851                  * If DTrace has set the active vtime enum to anything
1852                  * other than INACTIVE (0), then it should have set the
1853                  * function to call.
1854                  */
1855                 if (dtrace_vtime_active)
1856                         (*dtrace_vtime_switch_func)(newtd);
1857 #endif
1858
1859                 cpu_switch(td, newtd, mtx);
1860                 /*
1861                  * We may return from cpu_switch on a different cpu.  However,
1862                  * we always return with td_lock pointing to the current cpu's
1863                  * run queue lock.
1864                  */
1865                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1866                 tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1867                 lock_profile_obtain_lock_success(
1868                     &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
1869 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1870                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1871                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
1872 #endif
1873         } else
1874                 thread_unblock_switch(td, mtx);
1875         /*
1876          * Assert that all went well and return.
1877          */
1878         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
1879         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1880         td->td_oncpu = cpuid;
1881 }
1882
1883 /*
1884  * Adjust thread priorities as a result of a nice request.
1885  */
1886 void
1887 sched_nice(struct proc *p, int nice)
1888 {
1889         struct thread *td;
1890
1891         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1892
1893         p->p_nice = nice;
1894         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1895                 thread_lock(td);
1896                 sched_priority(td);
1897                 sched_prio(td, td->td_base_user_pri);
1898                 thread_unlock(td);
1899         }
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Record the sleep time for the interactivity scorer.
1904  */
1905 void
1906 sched_sleep(struct thread *td, int prio)
1907 {
1908
1909         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1910
1911         td->td_slptick = ticks;
1912         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || prio >= PSOCK)
1913                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
1914         if (static_boost == 1 && prio)
1915                 sched_prio(td, prio);
1916         else if (static_boost && td->td_priority > static_boost)
1917                 sched_prio(td, static_boost);
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Schedule a thread to resume execution and record how long it voluntarily
1922  * slept.  We also update the pctcpu, interactivity, and priority.
1923  */
1924 void
1925 sched_wakeup(struct thread *td)
1926 {
1927         struct td_sched *ts;
1928         int slptick;
1929
1930         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1931         ts = td->td_sched;
1932         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
1933         /*
1934          * If we slept for more than a tick update our interactivity and
1935          * priority.
1936          */
1937         slptick = td->td_slptick;
1938         td->td_slptick = 0;
1939         if (slptick && slptick != ticks) {
1940                 u_int hzticks;
1941
1942                 hzticks = (ticks - slptick) << SCHED_TICK_SHIFT;
1943                 ts->ts_slptime += hzticks;
1944                 sched_interact_update(td);
1945                 sched_pctcpu_update(ts);
1946         }
1947         /* Reset the slice value after we sleep. */
1948         ts->ts_slice = sched_slice;
1949         sched_add(td, SRQ_BORING);
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Penalize the parent for creating a new child and initialize the child's
1954  * priority.
1955  */
1956 void
1957 sched_fork(struct thread *td, struct thread *child)
1958 {
1959         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1960         sched_fork_thread(td, child);
1961         /*
1962          * Penalize the parent and child for forking.
1963          */
1964         sched_interact_fork(child);
1965         sched_priority(child);
1966         td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
1967         sched_interact_update(td);
1968         sched_priority(td);
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Fork a new thread, may be within the same process.
1973  */
1974 void
1975 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *child)
1976 {
1977         struct td_sched *ts;
1978         struct td_sched *ts2;
1979
1980         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1981         /*
1982          * Initialize child.
1983          */
1984         ts = td->td_sched;
1985         ts2 = child->td_sched;
1986         child->td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1987         child->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
1988         ts2->ts_cpu = ts->ts_cpu;
1989         ts2->ts_flags = 0;
1990         /*
1991          * Grab our parents cpu estimation information and priority.
1992          */
1993         ts2->ts_ticks = ts->ts_ticks;
1994         ts2->ts_ltick = ts->ts_ltick;
1995         ts2->ts_incrtick = ts->ts_incrtick;
1996         ts2->ts_ftick = ts->ts_ftick;
1997         child->td_user_pri = td->td_user_pri;
1998         child->td_base_user_pri = td->td_base_user_pri;
1999         /*
2000          * And update interactivity score.
2001          */
2002         ts2->ts_slptime = ts->ts_slptime;
2003         ts2->ts_runtime = ts->ts_runtime;
2004         ts2->ts_slice = 1;      /* Attempt to quickly learn interactivity. */
2005 #ifdef KTR
2006         bzero(ts2->ts_name, sizeof(ts2->ts_name));
2007 #endif
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Adjust the priority class of a thread.
2012  */
2013 void
2014 sched_class(struct thread *td, int class)
2015 {
2016
2017         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2018         if (td->td_pri_class == class)
2019                 return;
2020         td->td_pri_class = class;
2021 }
2022
2023 /*
2024  * Return some of the child's priority and interactivity to the parent.
2025  */
2026 void
2027 sched_exit(struct proc *p, struct thread *child)
2028 {
2029         struct thread *td;
2030
2031         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "proc exit",
2032             "prio:td", child->td_priority);
2033         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
2034         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
2035         sched_exit_thread(td, child);
2036 }
2037
2038 /*
2039  * Penalize another thread for the time spent on this one.  This helps to
2040  * worsen the priority and interactivity of processes which schedule batch
2041  * jobs such as make.  This has little effect on the make process itself but
2042  * causes new processes spawned by it to receive worse scores immediately.
2043  */
2044 void
2045 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2046 {
2047
2048         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "thread exit",
2049             "prio:td", child->td_priority);
2050         /*
2051          * Give the child's runtime to the parent without returning the
2052          * sleep time as a penalty to the parent.  This causes shells that
2053          * launch expensive things to mark their children as expensive.
2054          */
2055         thread_lock(td);
2056         td->td_sched->ts_runtime += child->td_sched->ts_runtime;
2057         sched_interact_update(td);
2058         sched_priority(td);
2059         thread_unlock(td);
2060 }
2061
2062 void
2063 sched_preempt(struct thread *td)
2064 {
2065         struct tdq *tdq;
2066
2067         thread_lock(td);
2068         tdq = TDQ_SELF();
2069         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2070         tdq->tdq_ipipending = 0;
2071         if (td->td_priority > tdq->tdq_lowpri) {
2072                 int flags;
2073
2074                 flags = SW_INVOL | SW_PREEMPT;
2075                 if (td->td_critnest > 1)
2076                         td->td_owepreempt = 1;
2077                 else if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2078                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEWAKEIDLE, NULL);
2079                 else
2080                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEPREEMPT, NULL);
2081         }
2082         thread_unlock(td);
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Fix priorities on return to user-space.  Priorities may be elevated due
2087  * to static priorities in msleep() or similar.
2088  */
2089 void
2090 sched_userret(struct thread *td)
2091 {
2092         /*
2093          * XXX we cheat slightly on the locking here to avoid locking in  
2094          * the usual case.  Setting td_priority here is essentially an
2095          * incomplete workaround for not setting it properly elsewhere.
2096          * Now that some interrupt handlers are threads, not setting it
2097          * properly elsewhere can clobber it in the window between setting
2098          * it here and returning to user mode, so don't waste time setting
2099          * it perfectly here.
2100          */
2101         KASSERT((td->td_flags & TDF_BORROWING) == 0,
2102             ("thread with borrowed priority returning to userland"));
2103         if (td->td_priority != td->td_user_pri) {
2104                 thread_lock(td);
2105                 td->td_priority = td->td_user_pri;
2106                 td->td_base_pri = td->td_user_pri;
2107                 tdq_setlowpri(TDQ_SELF(), td);
2108                 thread_unlock(td);
2109         }
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Handle a stathz tick.  This is really only relevant for timeshare
2114  * threads.
2115  */
2116 void
2117 sched_clock(struct thread *td)
2118 {
2119         struct tdq *tdq;
2120         struct td_sched *ts;
2121
2122         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2123         tdq = TDQ_SELF();
2124 #ifdef SMP
2125         /*
2126          * We run the long term load balancer infrequently on the first cpu.
2127          */
2128         if (balance_tdq == tdq) {
2129                 if (balance_ticks && --balance_ticks == 0)
2130                         sched_balance();
2131         }
2132 #endif
2133         /*
2134          * Save the old switch count so we have a record of the last ticks
2135          * activity.   Initialize the new switch count based on our load.
2136          * If there is some activity seed it to reflect that.
2137          */
2138         tdq->tdq_oldswitchcnt = tdq->tdq_switchcnt;
2139         tdq->tdq_switchcnt = tdq->tdq_load;
2140         /*
2141          * Advance the insert index once for each tick to ensure that all
2142          * threads get a chance to run.
2143          */
2144         if (tdq->tdq_idx == tdq->tdq_ridx) {
2145                 tdq->tdq_idx = (tdq->tdq_idx + 1) % RQ_NQS;
2146                 if (TAILQ_EMPTY(&tdq->tdq_timeshare.rq_queues[tdq->tdq_ridx]))
2147                         tdq->tdq_ridx = tdq->tdq_idx;
2148         }
2149         ts = td->td_sched;
2150         if (td->td_pri_class & PRI_FIFO_BIT)
2151                 return;
2152         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE) {
2153                 /*
2154                  * We used a tick; charge it to the thread so
2155                  * that we can compute our interactivity.
2156                  */
2157                 td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
2158                 sched_interact_update(td);
2159                 sched_priority(td);
2160         }
2161         /*
2162          * We used up one time slice.
2163          */
2164         if (--ts->ts_slice > 0)
2165                 return;
2166         /*
2167          * We're out of time, force a requeue at userret().
2168          */
2169         ts->ts_slice = sched_slice;
2170         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Called once per hz tick.  Used for cpu utilization information.  This
2175  * is easier than trying to scale based on stathz.
2176  */
2177 void
2178 sched_tick(void)
2179 {
2180         struct td_sched *ts;
2181
2182         ts = curthread->td_sched;
2183         /*
2184          * Ticks is updated asynchronously on a single cpu.  Check here to
2185          * avoid incrementing ts_ticks multiple times in a single tick.
2186          */
2187         if (ts->ts_incrtick == ticks)
2188                 return;
2189         /* Adjust ticks for pctcpu */
2190         ts->ts_ticks += 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
2191         ts->ts_ltick = ticks;
2192         ts->ts_incrtick = ticks;
2193         /*
2194          * Update if we've exceeded our desired tick threshhold by over one
2195          * second.
2196          */
2197         if (ts->ts_ftick + SCHED_TICK_MAX < ts->ts_ltick)
2198                 sched_pctcpu_update(ts);
2199 }
2200
2201 /*
2202  * Return whether the current CPU has runnable tasks.  Used for in-kernel
2203  * cooperative idle threads.
2204  */
2205 int
2206 sched_runnable(void)
2207 {
2208         struct tdq *tdq;
2209         int load;
2210
2211         load = 1;
2212
2213         tdq = TDQ_SELF();
2214         if ((curthread->td_flags & TDF_IDLETD) != 0) {
2215                 if (tdq->tdq_load > 0)
2216                         goto out;
2217         } else
2218                 if (tdq->tdq_load - 1 > 0)
2219                         goto out;
2220         load = 0;
2221 out:
2222         return (load);
2223 }
2224
2225 /*
2226  * Choose the highest priority thread to run.  The thread is removed from
2227  * the run-queue while running however the load remains.  For SMP we set
2228  * the tdq in the global idle bitmask if it idles here.
2229  */
2230 struct thread *
2231 sched_choose(void)
2232 {
2233         struct thread *td;
2234         struct tdq *tdq;
2235
2236         tdq = TDQ_SELF();
2237         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2238         td = tdq_choose(tdq);
2239         if (td) {
2240                 td->td_sched->ts_ltick = ticks;
2241                 tdq_runq_rem(tdq, td);
2242                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2243                 return (td);
2244         }
2245         tdq->tdq_lowpri = PRI_MAX_IDLE;
2246         return (PCPU_GET(idlethread));
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Set owepreempt if necessary.  Preemption never happens directly in ULE,
2251  * we always request it once we exit a critical section.
2252  */
2253 static inline void
2254 sched_setpreempt(struct thread *td)
2255 {
2256         struct thread *ctd;
2257         int cpri;
2258         int pri;
2259
2260         THREAD_LOCK_ASSERT(curthread, MA_OWNED);
2261
2262         ctd = curthread;
2263         pri = td->td_priority;
2264         cpri = ctd->td_priority;
2265         if (pri < cpri)
2266                 ctd->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2267         if (panicstr != NULL || pri >= cpri || cold || TD_IS_INHIBITED(ctd))
2268                 return;
2269         if (!sched_shouldpreempt(pri, cpri, 0))
2270                 return;
2271         ctd->td_owepreempt = 1;
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Add a thread to a thread queue.  Select the appropriate runq and add the
2276  * thread to it.  This is the internal function called when the tdq is
2277  * predetermined.
2278  */
2279 void
2280 tdq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2281 {
2282
2283         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2284         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
2285             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
2286         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
2287             ("sched_add: bad thread state"));
2288         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
2289             ("sched_add: thread swapped out"));
2290
2291         if (td->td_priority < tdq->tdq_lowpri)
2292                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2293         tdq_runq_add(tdq, td, flags);
2294         tdq_load_add(tdq, td);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Select the target thread queue and add a thread to it.  Request
2299  * preemption or IPI a remote processor if required.
2300  */
2301 void
2302 sched_add(struct thread *td, int flags)
2303 {
2304         struct tdq *tdq;
2305 #ifdef SMP
2306         int cpu;
2307 #endif
2308
2309         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
2310             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
2311             sched_tdname(curthread));
2312         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
2313             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
2314         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2315         /*
2316          * Recalculate the priority before we select the target cpu or
2317          * run-queue.
2318          */
2319         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
2320                 sched_priority(td);
2321 #ifdef SMP
2322         /*
2323          * Pick the destination cpu and if it isn't ours transfer to the
2324          * target cpu.
2325          */
2326         cpu = sched_pickcpu(td, flags);
2327         tdq = sched_setcpu(td, cpu, flags);
2328         tdq_add(tdq, td, flags);
2329         if (cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
2330                 tdq_notify(tdq, td);
2331                 return;
2332         }
2333 #else
2334         tdq = TDQ_SELF();
2335         TDQ_LOCK(tdq);
2336         /*
2337          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
2338          * to the scheduler's lock.
2339          */
2340         thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2341         tdq_add(tdq, td, flags);
2342 #endif
2343         if (!(flags & SRQ_YIELDING))
2344                 sched_setpreempt(td);
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Remove a thread from a run-queue without running it.  This is used
2349  * when we're stealing a thread from a remote queue.  Otherwise all threads
2350  * exit by calling sched_exit_thread() and sched_throw() themselves.
2351  */
2352 void
2353 sched_rem(struct thread *td)
2354 {
2355         struct tdq *tdq;
2356
2357         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq rem",
2358             "prio:%d", td->td_priority);
2359         tdq = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
2360         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2361         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2362         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
2363             ("sched_rem: thread not on run queue"));
2364         tdq_runq_rem(tdq, td);
2365         tdq_load_rem(tdq, td);
2366         TD_SET_CAN_RUN(td);
2367         if (td->td_priority == tdq->tdq_lowpri)
2368                 tdq_setlowpri(tdq, NULL);
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Fetch cpu utilization information.  Updates on demand.
2373  */
2374 fixpt_t
2375 sched_pctcpu(struct thread *td)
2376 {
2377         fixpt_t pctcpu;
2378         struct td_sched *ts;
2379
2380         pctcpu = 0;
2381         ts = td->td_sched;
2382         if (ts == NULL)
2383                 return (0);
2384
2385         thread_lock(td);
2386         if (ts->ts_ticks) {
2387                 int rtick;
2388
2389                 sched_pctcpu_update(ts);
2390                 /* How many rtick per second ? */
2391                 rtick = min(SCHED_TICK_HZ(ts) / SCHED_TICK_SECS, hz);
2392                 pctcpu = (FSCALE * ((FSCALE * rtick)/hz)) >> FSHIFT;
2393         }
2394         thread_unlock(td);
2395
2396         return (pctcpu);
2397 }
2398
2399 /*
2400  * Enforce affinity settings for a thread.  Called after adjustments to
2401  * cpumask.
2402  */
2403 void
2404 sched_affinity(struct thread *td)
2405 {
2406 #ifdef SMP
2407         struct td_sched *ts;
2408         int cpu;
2409
2410         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2411         ts = td->td_sched;
2412         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2413                 return;
2414         if (TD_ON_RUNQ(td)) {
2415                 sched_rem(td);
2416                 sched_add(td, SRQ_BORING);
2417                 return;
2418         }
2419         if (!TD_IS_RUNNING(td))
2420                 return;
2421         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2422         if (!THREAD_CAN_MIGRATE(td))
2423                 return;
2424         /*
2425          * Assign the new cpu and force a switch before returning to
2426          * userspace.  If the target thread is not running locally send
2427          * an ipi to force the issue.
2428          */
2429         cpu = ts->ts_cpu;
2430         ts->ts_cpu = sched_pickcpu(td, 0);
2431         if (cpu != PCPU_GET(cpuid))
2432                 ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
2433 #endif
2434 }
2435
2436 /*
2437  * Bind a thread to a target cpu.
2438  */
2439 void
2440 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
2441 {
2442         struct td_sched *ts;
2443
2444         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
2445         ts = td->td_sched;
2446         if (ts->ts_flags & TSF_BOUND)
2447                 sched_unbind(td);
2448         ts->ts_flags |= TSF_BOUND;
2449         sched_pin();
2450         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
2451                 return;
2452         ts->ts_cpu = cpu;
2453         /* When we return from mi_switch we'll be on the correct cpu. */
2454         mi_switch(SW_VOL, NULL);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Release a bound thread.
2459  */
2460 void
2461 sched_unbind(struct thread *td)
2462 {
2463         struct td_sched *ts;
2464
2465         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2466         ts = td->td_sched;
2467         if ((ts->ts_flags & TSF_BOUND) == 0)
2468                 return;
2469         ts->ts_flags &= ~TSF_BOUND;
2470         sched_unpin();
2471 }
2472
2473 int
2474 sched_is_bound(struct thread *td)
2475 {
2476         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2477         return (td->td_sched->ts_flags & TSF_BOUND);
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Basic yield call.
2482  */
2483 void
2484 sched_relinquish(struct thread *td)
2485 {
2486         thread_lock(td);
2487         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH, NULL);
2488         thread_unlock(td);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Return the total system load.
2493  */
2494 int
2495 sched_load(void)
2496 {
2497 #ifdef SMP
2498         int total;
2499         int i;
2500
2501         total = 0;
2502         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
2503                 total += TDQ_CPU(i)->tdq_sysload;
2504         return (total);
2505 #else
2506         return (TDQ_SELF()->tdq_sysload);
2507 #endif
2508 }
2509
2510 int
2511 sched_sizeof_proc(void)
2512 {
2513         return (sizeof(struct proc));
2514 }
2515
2516 int
2517 sched_sizeof_thread(void)
2518 {
2519         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
2520 }
2521
2522 #ifdef SMP
2523 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)                                               \
2524     ((tdq)->tdq_cg != NULL && ((tdq)->tdq_cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) == 0)
2525 #else
2526 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)       1
2527 #endif
2528
2529 /*
2530  * The actual idle process.
2531  */
2532 void
2533 sched_idletd(void *dummy)
2534 {
2535         struct thread *td;
2536         struct tdq *tdq;
2537         int switchcnt;
2538         int i;
2539
2540         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
2541         td = curthread;
2542         tdq = TDQ_SELF();
2543         for (;;) {
2544 #ifdef SMP
2545                 if (tdq_idled(tdq) == 0)
2546                         continue;
2547 #endif
2548                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2549                 /*
2550                  * If we're switching very frequently, spin while checking
2551                  * for load rather than entering a low power state that 
2552                  * may require an IPI.  However, don't do any busy
2553                  * loops while on SMT machines as this simply steals
2554                  * cycles from cores doing useful work.
2555                  */
2556                 if (TDQ_IDLESPIN(tdq) && switchcnt > sched_idlespinthresh) {
2557                         for (i = 0; i < sched_idlespins; i++) {
2558                                 if (tdq->tdq_load)
2559                                         break;
2560                                 cpu_spinwait();
2561                         }
2562                 }
2563                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2564                 if (tdq->tdq_load == 0)
2565                         cpu_idle(switchcnt > 1);
2566                 if (tdq->tdq_load) {
2567                         thread_lock(td);
2568                         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
2569                         thread_unlock(td);
2570                 }
2571         }
2572 }
2573
2574 /*
2575  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
2576  */
2577 void
2578 sched_throw(struct thread *td)
2579 {
2580         struct thread *newtd;
2581         struct tdq *tdq;
2582
2583         tdq = TDQ_SELF();
2584         if (td == NULL) {
2585                 /* Correct spinlock nesting and acquire the correct lock. */
2586                 TDQ_LOCK(tdq);
2587                 spinlock_exit();
2588         } else {
2589                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2590                 tdq_load_rem(tdq, td);
2591                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
2592         }
2593         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
2594         newtd = choosethread();
2595         TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
2596         PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
2597         PCPU_SET(switchticks, ticks);
2598         cpu_throw(td, newtd);           /* doesn't return */
2599 }
2600
2601 /*
2602  * This is called from fork_exit().  Just acquire the correct locks and
2603  * let fork do the rest of the work.
2604  */
2605 void
2606 sched_fork_exit(struct thread *td)
2607 {
2608         struct td_sched *ts;
2609         struct tdq *tdq;
2610         int cpuid;
2611
2612         /*
2613          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
2614          * non-nested critical section with the scheduler lock held.
2615          */
2616         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2617         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
2618         ts = td->td_sched;
2619         if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2620                 td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2621         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2622         td->td_oncpu = cpuid;
2623         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
2624         lock_profile_obtain_lock_success(
2625             &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Create on first use to catch odd startup conditons.
2630  */
2631 char *
2632 sched_tdname(struct thread *td)
2633 {
2634 #ifdef KTR
2635         struct td_sched *ts;
2636
2637         ts = td->td_sched;
2638         if (ts->ts_name[0] == '\0')
2639                 snprintf(ts->ts_name, sizeof(ts->ts_name),
2640                     "%s tid %d", td->td_name, td->td_tid);
2641         return (ts->ts_name);
2642 #else
2643         return (td->td_name);
2644 #endif
2645 }
2646
2647 #ifdef SMP
2648
2649 /*
2650  * Build the CPU topology dump string. Is recursively called to collect
2651  * the topology tree.
2652  */
2653 static int
2654 sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, struct cpu_group *cg,
2655     int indent)
2656 {
2657         int i, first;
2658
2659         sbuf_printf(sb, "%*s<group level=\"%d\" cache-level=\"%d\">\n", indent,
2660             "", indent, cg->cg_level);
2661         sbuf_printf(sb, "%*s <cpu count=\"%d\" mask=\"0x%x\">", indent, "",
2662             cg->cg_count, cg->cg_mask);
2663         first = TRUE;
2664         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
2665                 if ((cg->cg_mask & (1 << i)) != 0) {
2666                         if (!first)
2667                                 sbuf_printf(sb, ", ");
2668                         else
2669                                 first = FALSE;
2670                         sbuf_printf(sb, "%d", i);
2671                 }
2672         }
2673         sbuf_printf(sb, "</cpu>\n");
2674
2675         sbuf_printf(sb, "%*s <flags>", indent, "");
2676         if (cg->cg_flags != 0) {
2677                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_HTT) != 0)
2678                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"HTT\">HTT group</flag>\n");
2679                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_SMT) != 0)
2680                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"THREAD\">SMT group</flag>\n");
2681         }
2682         sbuf_printf(sb, "</flags>\n");
2683
2684         if (cg->cg_children > 0) {
2685                 sbuf_printf(sb, "%*s <children>\n", indent, "");
2686                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
2687                         sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(sb, 
2688                             &cg->cg_child[i], indent+2);
2689                 sbuf_printf(sb, "%*s </children>\n", indent, "");
2690         }
2691         sbuf_printf(sb, "%*s</group>\n", indent, "");
2692         return (0);
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Sysctl handler for retrieving topology dump. It's a wrapper for
2697  * the recursive sysctl_kern_smp_topology_spec_internal().
2698  */
2699 static int
2700 sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2701 {
2702         struct sbuf *topo;
2703         int err;
2704
2705         KASSERT(cpu_top != NULL, ("cpu_top isn't initialized"));
2706
2707         topo = sbuf_new(NULL, NULL, 500, SBUF_AUTOEXTEND);
2708         if (topo == NULL)
2709                 return (ENOMEM);
2710
2711         sbuf_printf(topo, "<groups>\n");
2712         err = sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(topo, cpu_top, 1);
2713         sbuf_printf(topo, "</groups>\n");
2714
2715         if (err == 0) {
2716                 sbuf_finish(topo);
2717                 err = SYSCTL_OUT(req, sbuf_data(topo), sbuf_len(topo));
2718         }
2719         sbuf_delete(topo);
2720         return (err);
2721 }
2722 #endif
2723
2724 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RW, 0, "Scheduler");
2725 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "ULE", 0,
2726     "Scheduler name");
2727 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, slice, CTLFLAG_RW, &sched_slice, 0,
2728     "Slice size for timeshare threads");
2729 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, interact, CTLFLAG_RW, &sched_interact, 0,
2730      "Interactivity score threshold");
2731 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, preempt_thresh, CTLFLAG_RW, &preempt_thresh,
2732      0,"Min priority for preemption, lower priorities have greater precedence");
2733 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, static_boost, CTLFLAG_RW, &static_boost,
2734      0,"Controls whether static kernel priorities are assigned to sleeping threads.");
2735 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespins, CTLFLAG_RW, &sched_idlespins,
2736      0,"Number of times idle will spin waiting for new work.");
2737 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespinthresh, CTLFLAG_RW, &sched_idlespinthresh,
2738      0,"Threshold before we will permit idle spinning.");
2739 #ifdef SMP
2740 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, affinity, CTLFLAG_RW, &affinity, 0,
2741     "Number of hz ticks to keep thread affinity for");
2742 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance, CTLFLAG_RW, &rebalance, 0,
2743     "Enables the long-term load balancer");
2744 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance_interval, CTLFLAG_RW,
2745     &balance_interval, 0,
2746     "Average frequency in stathz ticks to run the long-term balancer");
2747 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_htt, CTLFLAG_RW, &steal_htt, 0,
2748     "Steals work from another hyper-threaded core on idle");
2749 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_idle, CTLFLAG_RW, &steal_idle, 0,
2750     "Attempts to steal work from other cores before idling");
2751 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_thresh, CTLFLAG_RW, &steal_thresh, 0,
2752     "Minimum load on remote cpu before we'll steal");
2753
2754 /* Retrieve SMP topology */
2755 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, topology_spec, CTLTYPE_STRING |
2756     CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_kern_sched_topology_spec, "A", 
2757     "XML dump of detected CPU topology");
2758 #endif
2759
2760 /* ps compat.  All cpu percentages from ULE are weighted. */
2761 static int ccpu = 0;
2762 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");