]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/subr_sleepqueue.c
Merge llvm-project release/18.x llvmorg-18.1.3-0-gc13b7485b879
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / subr_sleepqueue.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 2004 John Baldwin <jhb@FreeBSD.org>
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following 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 AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 /*
29  * Implementation of sleep queues used to hold queue of threads blocked on
30  * a wait channel.  Sleep queues are different from turnstiles in that wait
31  * channels are not owned by anyone, so there is no priority propagation.
32  * Sleep queues can also provide a timeout and can also be interrupted by
33  * signals.  That said, there are several similarities between the turnstile
34  * and sleep queue implementations.  (Note: turnstiles were implemented
35  * first.)  For example, both use a hash table of the same size where each
36  * bucket is referred to as a "chain" that contains both a spin lock and
37  * a linked list of queues.  An individual queue is located by using a hash
38  * to pick a chain, locking the chain, and then walking the chain searching
39  * for the queue.  This means that a wait channel object does not need to
40  * embed its queue head just as locks do not embed their turnstile queue
41  * head.  Threads also carry around a sleep queue that they lend to the
42  * wait channel when blocking.  Just as in turnstiles, the queue includes
43  * a free list of the sleep queues of other threads blocked on the same
44  * wait channel in the case of multiple waiters.
45  *
46  * Some additional functionality provided by sleep queues include the
47  * ability to set a timeout.  The timeout is managed using a per-thread
48  * callout that resumes a thread if it is asleep.  A thread may also
49  * catch signals while it is asleep (aka an interruptible sleep).  The
50  * signal code uses sleepq_abort() to interrupt a sleeping thread.  Finally,
51  * sleep queues also provide some extra assertions.  One is not allowed to
52  * mix the sleep/wakeup and cv APIs for a given wait channel.  Also, one
53  * must consistently use the same lock to synchronize with a wait channel,
54  * though this check is currently only a warning for sleep/wakeup due to
55  * pre-existing abuse of that API.  The same lock must also be held when
56  * awakening threads, though that is currently only enforced for condition
57  * variables.
58  */
59
60 #include <sys/cdefs.h>
61 #include "opt_sleepqueue_profiling.h"
62 #include "opt_ddb.h"
63 #include "opt_sched.h"
64 #include "opt_stack.h"
65
66 #include <sys/param.h>
67 #include <sys/systm.h>
68 #include <sys/lock.h>
69 #include <sys/kernel.h>
70 #include <sys/ktr.h>
71 #include <sys/mutex.h>
72 #include <sys/proc.h>
73 #include <sys/sbuf.h>
74 #include <sys/sched.h>
75 #include <sys/sdt.h>
76 #include <sys/signalvar.h>
77 #include <sys/sleepqueue.h>
78 #include <sys/stack.h>
79 #include <sys/sysctl.h>
80 #include <sys/time.h>
81 #ifdef EPOCH_TRACE
82 #include <sys/epoch.h>
83 #endif
84
85 #include <machine/atomic.h>
86
87 #include <vm/uma.h>
88
89 #ifdef DDB
90 #include <ddb/ddb.h>
91 #endif
92
93 /*
94  * Constants for the hash table of sleep queue chains.
95  * SC_TABLESIZE must be a power of two for SC_MASK to work properly.
96  */
97 #ifndef SC_TABLESIZE
98 #define SC_TABLESIZE    256
99 #endif
100 CTASSERT(powerof2(SC_TABLESIZE));
101 #define SC_MASK         (SC_TABLESIZE - 1)
102 #define SC_SHIFT        8
103 #define SC_HASH(wc)     ((((uintptr_t)(wc) >> SC_SHIFT) ^ (uintptr_t)(wc)) & \
104                             SC_MASK)
105 #define SC_LOOKUP(wc)   &sleepq_chains[SC_HASH(wc)]
106 #define NR_SLEEPQS      2
107 /*
108  * There are two different lists of sleep queues.  Both lists are connected
109  * via the sq_hash entries.  The first list is the sleep queue chain list
110  * that a sleep queue is on when it is attached to a wait channel.  The
111  * second list is the free list hung off of a sleep queue that is attached
112  * to a wait channel.
113  *
114  * Each sleep queue also contains the wait channel it is attached to, the
115  * list of threads blocked on that wait channel, flags specific to the
116  * wait channel, and the lock used to synchronize with a wait channel.
117  * The flags are used to catch mismatches between the various consumers
118  * of the sleep queue API (e.g. sleep/wakeup and condition variables).
119  * The lock pointer is only used when invariants are enabled for various
120  * debugging checks.
121  *
122  * Locking key:
123  *  c - sleep queue chain lock
124  */
125 struct sleepqueue {
126         struct threadqueue sq_blocked[NR_SLEEPQS]; /* (c) Blocked threads. */
127         u_int sq_blockedcnt[NR_SLEEPQS];        /* (c) N. of blocked threads. */
128         LIST_ENTRY(sleepqueue) sq_hash;         /* (c) Chain and free list. */
129         LIST_HEAD(, sleepqueue) sq_free;        /* (c) Free queues. */
130         const void      *sq_wchan;              /* (c) Wait channel. */
131         int     sq_type;                        /* (c) Queue type. */
132 #ifdef INVARIANTS
133         struct lock_object *sq_lock;            /* (c) Associated lock. */
134 #endif
135 };
136
137 struct sleepqueue_chain {
138         LIST_HEAD(, sleepqueue) sc_queues;      /* List of sleep queues. */
139         struct mtx sc_lock;                     /* Spin lock for this chain. */
140 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
141         u_int   sc_depth;                       /* Length of sc_queues. */
142         u_int   sc_max_depth;                   /* Max length of sc_queues. */
143 #endif
144 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
145
146 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
147 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, sleepq, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
148     "sleepq profiling");
149 static SYSCTL_NODE(_debug_sleepq, OID_AUTO, chains,
150     CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
151     "sleepq chain stats");
152 static u_int sleepq_max_depth;
153 SYSCTL_UINT(_debug_sleepq, OID_AUTO, max_depth, CTLFLAG_RD, &sleepq_max_depth,
154     0, "maxmimum depth achieved of a single chain");
155
156 static void     sleepq_profile(const char *wmesg);
157 static int      prof_enabled;
158 #endif
159 static struct sleepqueue_chain sleepq_chains[SC_TABLESIZE];
160 static uma_zone_t sleepq_zone;
161
162 /*
163  * Prototypes for non-exported routines.
164  */
165 static int      sleepq_catch_signals(const void *wchan, int pri);
166 static inline int sleepq_check_signals(void);
167 static inline int sleepq_check_timeout(void);
168 #ifdef INVARIANTS
169 static void     sleepq_dtor(void *mem, int size, void *arg);
170 #endif
171 static int      sleepq_init(void *mem, int size, int flags);
172 static int      sleepq_resume_thread(struct sleepqueue *sq, struct thread *td,
173                     int pri, int srqflags);
174 static void     sleepq_remove_thread(struct sleepqueue *sq, struct thread *td);
175 static void     sleepq_switch(const void *wchan, int pri);
176 static void     sleepq_timeout(void *arg);
177
178 SDT_PROBE_DECLARE(sched, , , sleep);
179 SDT_PROBE_DECLARE(sched, , , wakeup);
180
181 /*
182  * Initialize SLEEPQUEUE_PROFILING specific sysctl nodes.
183  * Note that it must happen after sleepinit() has been fully executed, so
184  * it must happen after SI_SUB_KMEM SYSINIT() subsystem setup.
185  */
186 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
187 static void
188 init_sleepqueue_profiling(void)
189 {
190         char chain_name[10];
191         struct sysctl_oid *chain_oid;
192         u_int i;
193
194         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++) {
195                 snprintf(chain_name, sizeof(chain_name), "%u", i);
196                 chain_oid = SYSCTL_ADD_NODE(NULL,
197                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_debug_sleepq_chains), OID_AUTO,
198                     chain_name, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL,
199                     "sleepq chain stats");
200                 SYSCTL_ADD_UINT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
201                     "depth", CTLFLAG_RD, &sleepq_chains[i].sc_depth, 0, NULL);
202                 SYSCTL_ADD_UINT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
203                     "max_depth", CTLFLAG_RD, &sleepq_chains[i].sc_max_depth, 0,
204                     NULL);
205         }
206 }
207
208 SYSINIT(sleepqueue_profiling, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY,
209     init_sleepqueue_profiling, NULL);
210 #endif
211
212 /*
213  * Early initialization of sleep queues that is called from the sleepinit()
214  * SYSINIT.
215  */
216 void
217 init_sleepqueues(void)
218 {
219         int i;
220
221         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++) {
222                 LIST_INIT(&sleepq_chains[i].sc_queues);
223                 mtx_init(&sleepq_chains[i].sc_lock, "sleepq chain", NULL,
224                     MTX_SPIN);
225         }
226         sleepq_zone = uma_zcreate("SLEEPQUEUE", sizeof(struct sleepqueue),
227 #ifdef INVARIANTS
228             NULL, sleepq_dtor, sleepq_init, NULL, UMA_ALIGN_CACHE, 0);
229 #else
230             NULL, NULL, sleepq_init, NULL, UMA_ALIGN_CACHE, 0);
231 #endif
232
233         thread0.td_sleepqueue = sleepq_alloc();
234 }
235
236 /*
237  * Get a sleep queue for a new thread.
238  */
239 struct sleepqueue *
240 sleepq_alloc(void)
241 {
242
243         return (uma_zalloc(sleepq_zone, M_WAITOK));
244 }
245
246 /*
247  * Free a sleep queue when a thread is destroyed.
248  */
249 void
250 sleepq_free(struct sleepqueue *sq)
251 {
252
253         uma_zfree(sleepq_zone, sq);
254 }
255
256 /*
257  * Lock the sleep queue chain associated with the specified wait channel.
258  */
259 void
260 sleepq_lock(const void *wchan)
261 {
262         struct sleepqueue_chain *sc;
263
264         sc = SC_LOOKUP(wchan);
265         mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
266 }
267
268 /*
269  * Look up the sleep queue associated with a given wait channel in the hash
270  * table locking the associated sleep queue chain.  If no queue is found in
271  * the table, NULL is returned.
272  */
273 struct sleepqueue *
274 sleepq_lookup(const void *wchan)
275 {
276         struct sleepqueue_chain *sc;
277         struct sleepqueue *sq;
278
279         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
280         sc = SC_LOOKUP(wchan);
281         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
282         LIST_FOREACH(sq, &sc->sc_queues, sq_hash)
283                 if (sq->sq_wchan == wchan)
284                         return (sq);
285         return (NULL);
286 }
287
288 /*
289  * Unlock the sleep queue chain associated with a given wait channel.
290  */
291 void
292 sleepq_release(const void *wchan)
293 {
294         struct sleepqueue_chain *sc;
295
296         sc = SC_LOOKUP(wchan);
297         mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
298 }
299
300 /*
301  * Places the current thread on the sleep queue for the specified wait
302  * channel.  If INVARIANTS is enabled, then it associates the passed in
303  * lock with the sleepq to make sure it is held when that sleep queue is
304  * woken up.
305  */
306 void
307 sleepq_add(const void *wchan, struct lock_object *lock, const char *wmesg,
308     int flags, int queue)
309 {
310         struct sleepqueue_chain *sc;
311         struct sleepqueue *sq;
312         struct thread *td;
313
314         td = curthread;
315         sc = SC_LOOKUP(wchan);
316         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
317         MPASS(td->td_sleepqueue != NULL);
318         MPASS(wchan != NULL);
319         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
320
321         /* If this thread is not allowed to sleep, die a horrible death. */
322         if (__predict_false(!THREAD_CAN_SLEEP())) {
323 #ifdef EPOCH_TRACE
324                 epoch_trace_list(curthread);
325 #endif
326                 KASSERT(0,
327                     ("%s: td %p to sleep on wchan %p with sleeping prohibited",
328                     __func__, td, wchan));
329         }
330
331         /* Look up the sleep queue associated with the wait channel 'wchan'. */
332         sq = sleepq_lookup(wchan);
333
334         /*
335          * If the wait channel does not already have a sleep queue, use
336          * this thread's sleep queue.  Otherwise, insert the current thread
337          * into the sleep queue already in use by this wait channel.
338          */
339         if (sq == NULL) {
340 #ifdef INVARIANTS
341                 int i;
342
343                 sq = td->td_sleepqueue;
344                 for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
345                         KASSERT(TAILQ_EMPTY(&sq->sq_blocked[i]),
346                             ("thread's sleep queue %d is not empty", i));
347                         KASSERT(sq->sq_blockedcnt[i] == 0,
348                             ("thread's sleep queue %d count mismatches", i));
349                 }
350                 KASSERT(LIST_EMPTY(&sq->sq_free),
351                     ("thread's sleep queue has a non-empty free list"));
352                 KASSERT(sq->sq_wchan == NULL, ("stale sq_wchan pointer"));
353                 sq->sq_lock = lock;
354 #endif
355 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
356                 sc->sc_depth++;
357                 if (sc->sc_depth > sc->sc_max_depth) {
358                         sc->sc_max_depth = sc->sc_depth;
359                         if (sc->sc_max_depth > sleepq_max_depth)
360                                 sleepq_max_depth = sc->sc_max_depth;
361                 }
362 #endif
363                 sq = td->td_sleepqueue;
364                 LIST_INSERT_HEAD(&sc->sc_queues, sq, sq_hash);
365                 sq->sq_wchan = wchan;
366                 sq->sq_type = flags & SLEEPQ_TYPE;
367         } else {
368                 MPASS(wchan == sq->sq_wchan);
369                 MPASS(lock == sq->sq_lock);
370                 MPASS((flags & SLEEPQ_TYPE) == sq->sq_type);
371                 LIST_INSERT_HEAD(&sq->sq_free, td->td_sleepqueue, sq_hash);
372         }
373         thread_lock(td);
374         TAILQ_INSERT_TAIL(&sq->sq_blocked[queue], td, td_slpq);
375         sq->sq_blockedcnt[queue]++;
376         td->td_sleepqueue = NULL;
377         td->td_sqqueue = queue;
378         td->td_wchan = wchan;
379         td->td_wmesg = wmesg;
380         if (flags & SLEEPQ_INTERRUPTIBLE) {
381                 td->td_intrval = 0;
382                 td->td_flags |= TDF_SINTR;
383         }
384         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
385         thread_unlock(td);
386 }
387
388 /*
389  * Sets a timeout that will remove the current thread from the
390  * specified sleep queue at the specified time if the thread has not
391  * already been awakened.  Flags are from C_* (callout) namespace.
392  */
393 void
394 sleepq_set_timeout_sbt(const void *wchan, sbintime_t sbt, sbintime_t pr,
395     int flags)
396 {
397         struct sleepqueue_chain *sc __unused;
398         struct thread *td;
399         sbintime_t pr1;
400
401         td = curthread;
402         sc = SC_LOOKUP(wchan);
403         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
404         MPASS(TD_ON_SLEEPQ(td));
405         MPASS(td->td_sleepqueue == NULL);
406         MPASS(wchan != NULL);
407         if (cold && td == &thread0)
408                 panic("timed sleep before timers are working");
409         KASSERT(td->td_sleeptimo == 0, ("td %d %p td_sleeptimo %jx",
410             td->td_tid, td, (uintmax_t)td->td_sleeptimo));
411         thread_lock(td);
412         callout_when(sbt, pr, flags, &td->td_sleeptimo, &pr1);
413         thread_unlock(td);
414         callout_reset_sbt_on(&td->td_slpcallout, td->td_sleeptimo, pr1,
415             sleepq_timeout, td, PCPU_GET(cpuid), flags | C_PRECALC |
416             C_DIRECT_EXEC);
417 }
418
419 /*
420  * Return the number of actual sleepers for the specified queue.
421  */
422 u_int
423 sleepq_sleepcnt(const void *wchan, int queue)
424 {
425         struct sleepqueue *sq;
426
427         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
428         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
429         sq = sleepq_lookup(wchan);
430         if (sq == NULL)
431                 return (0);
432         return (sq->sq_blockedcnt[queue]);
433 }
434
435 static int
436 sleepq_check_ast_sc_locked(struct thread *td, struct sleepqueue_chain *sc)
437 {
438         struct proc *p;
439         int ret;
440
441         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
442
443         if ((td->td_pflags & TDP_WAKEUP) != 0) {
444                 td->td_pflags &= ~TDP_WAKEUP;
445                 thread_lock(td);
446                 return (EINTR);
447         }
448
449         /*
450          * See if there are any pending signals or suspension requests for this
451          * thread.  If not, we can switch immediately.
452          */
453         thread_lock(td);
454         if (!td_ast_pending(td, TDA_SIG) && !td_ast_pending(td, TDA_SUSPEND))
455                 return (0);
456
457         thread_unlock(td);
458         mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
459
460         p = td->td_proc;
461         CTR3(KTR_PROC, "sleepq catching signals: thread %p (pid %ld, %s)",
462             (void *)td, (long)p->p_pid, td->td_name);
463         PROC_LOCK(p);
464
465         /*
466          * Check for suspension first. Checking for signals and then
467          * suspending could result in a missed signal, since a signal
468          * can be delivered while this thread is suspended.
469          */
470         ret = sig_ast_checksusp(td);
471         if (ret != 0) {
472                 PROC_UNLOCK(p);
473                 mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
474                 thread_lock(td);
475                 return (ret);
476         }
477
478         ret = sig_ast_needsigchk(td);
479
480         /*
481          * Lock the per-process spinlock prior to dropping the
482          * PROC_LOCK to avoid a signal delivery race.
483          * PROC_LOCK, PROC_SLOCK, and thread_lock() are
484          * currently held in tdsendsignal() and thread_single().
485          */
486         PROC_SLOCK(p);
487         mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
488         PROC_UNLOCK(p);
489         thread_lock(td);
490         PROC_SUNLOCK(p);
491
492         return (ret);
493 }
494
495 /*
496  * Marks the pending sleep of the current thread as interruptible and
497  * makes an initial check for pending signals before putting a thread
498  * to sleep. Enters and exits with the thread lock held.  Thread lock
499  * may have transitioned from the sleepq lock to a run lock.
500  */
501 static int
502 sleepq_catch_signals(const void *wchan, int pri)
503 {
504         struct thread *td;
505         struct sleepqueue_chain *sc;
506         struct sleepqueue *sq;
507         int ret;
508
509         sc = SC_LOOKUP(wchan);
510         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
511         MPASS(wchan != NULL);
512         td = curthread;
513
514         ret = sleepq_check_ast_sc_locked(td, sc);
515         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
516         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
517
518         if (ret == 0) {
519                 /*
520                  * No pending signals and no suspension requests found.
521                  * Switch the thread off the cpu.
522                  */
523                 sleepq_switch(wchan, pri);
524         } else {
525                 /*
526                  * There were pending signals and this thread is still
527                  * on the sleep queue, remove it from the sleep queue.
528                  */
529                 if (TD_ON_SLEEPQ(td)) {
530                         sq = sleepq_lookup(wchan);
531                         sleepq_remove_thread(sq, td);
532                 }
533                 MPASS(td->td_lock != &sc->sc_lock);
534                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
535                 thread_unlock(td);
536         }
537         return (ret);
538 }
539
540 /*
541  * Switches to another thread if we are still asleep on a sleep queue.
542  * Returns with thread lock.
543  */
544 static void
545 sleepq_switch(const void *wchan, int pri)
546 {
547         struct sleepqueue_chain *sc;
548         struct sleepqueue *sq;
549         struct thread *td;
550         bool rtc_changed;
551
552         td = curthread;
553         sc = SC_LOOKUP(wchan);
554         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
555         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
556
557         /*
558          * If we have a sleep queue, then we've already been woken up, so
559          * just return.
560          */
561         if (td->td_sleepqueue != NULL) {
562                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
563                 thread_unlock(td);
564                 return;
565         }
566
567         /*
568          * If TDF_TIMEOUT is set, then our sleep has been timed out
569          * already but we are still on the sleep queue, so dequeue the
570          * thread and return.
571          *
572          * Do the same if the real-time clock has been adjusted since this
573          * thread calculated its timeout based on that clock.  This handles
574          * the following race:
575          * - The Ts thread needs to sleep until an absolute real-clock time.
576          *   It copies the global rtc_generation into curthread->td_rtcgen,
577          *   reads the RTC, and calculates a sleep duration based on that time.
578          *   See umtxq_sleep() for an example.
579          * - The Tc thread adjusts the RTC, bumps rtc_generation, and wakes
580          *   threads that are sleeping until an absolute real-clock time.
581          *   See tc_setclock() and the POSIX specification of clock_settime().
582          * - Ts reaches the code below.  It holds the sleepqueue chain lock,
583          *   so Tc has finished waking, so this thread must test td_rtcgen.
584          * (The declaration of td_rtcgen refers to this comment.)
585          */
586         rtc_changed = td->td_rtcgen != 0 && td->td_rtcgen != rtc_generation;
587         if ((td->td_flags & TDF_TIMEOUT) || rtc_changed) {
588                 if (rtc_changed) {
589                         td->td_rtcgen = 0;
590                 }
591                 MPASS(TD_ON_SLEEPQ(td));
592                 sq = sleepq_lookup(wchan);
593                 sleepq_remove_thread(sq, td);
594                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
595                 thread_unlock(td);
596                 return;
597         }
598 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
599         if (prof_enabled)
600                 sleepq_profile(td->td_wmesg);
601 #endif
602         MPASS(td->td_sleepqueue == NULL);
603         sched_sleep(td, pri);
604         thread_lock_set(td, &sc->sc_lock);
605         SDT_PROBE0(sched, , , sleep);
606         TD_SET_SLEEPING(td);
607         mi_switch(SW_VOL | SWT_SLEEPQ);
608         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td), ("running but not TDS_RUNNING"));
609         CTR3(KTR_PROC, "sleepq resume: thread %p (pid %ld, %s)",
610             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, (void *)td->td_name);
611 }
612
613 /*
614  * Check to see if we timed out.
615  */
616 static inline int
617 sleepq_check_timeout(void)
618 {
619         struct thread *td;
620         int res;
621
622         res = 0;
623         td = curthread;
624         if (td->td_sleeptimo != 0) {
625                 if (td->td_sleeptimo <= sbinuptime())
626                         res = EWOULDBLOCK;
627                 td->td_sleeptimo = 0;
628         }
629         return (res);
630 }
631
632 /*
633  * Check to see if we were awoken by a signal.
634  */
635 static inline int
636 sleepq_check_signals(void)
637 {
638         struct thread *td;
639
640         td = curthread;
641         KASSERT((td->td_flags & TDF_SINTR) == 0,
642             ("thread %p still in interruptible sleep?", td));
643
644         return (td->td_intrval);
645 }
646
647 /*
648  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue.
649  */
650 void
651 sleepq_wait(const void *wchan, int pri)
652 {
653         struct thread *td;
654
655         td = curthread;
656         MPASS(!(td->td_flags & TDF_SINTR));
657         thread_lock(td);
658         sleepq_switch(wchan, pri);
659 }
660
661 /*
662  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue
663  * or it is interrupted by a signal.
664  */
665 int
666 sleepq_wait_sig(const void *wchan, int pri)
667 {
668         int rcatch;
669
670         rcatch = sleepq_catch_signals(wchan, pri);
671         if (rcatch)
672                 return (rcatch);
673         return (sleepq_check_signals());
674 }
675
676 /*
677  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue
678  * or it times out while waiting.
679  */
680 int
681 sleepq_timedwait(const void *wchan, int pri)
682 {
683         struct thread *td;
684
685         td = curthread;
686         MPASS(!(td->td_flags & TDF_SINTR));
687
688         thread_lock(td);
689         sleepq_switch(wchan, pri);
690
691         return (sleepq_check_timeout());
692 }
693
694 /*
695  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue,
696  * it is interrupted by a signal, or it times out waiting to be awakened.
697  */
698 int
699 sleepq_timedwait_sig(const void *wchan, int pri)
700 {
701         int rcatch, rvalt, rvals;
702
703         rcatch = sleepq_catch_signals(wchan, pri);
704         /* We must always call check_timeout() to clear sleeptimo. */
705         rvalt = sleepq_check_timeout();
706         rvals = sleepq_check_signals();
707         if (rcatch)
708                 return (rcatch);
709         if (rvals)
710                 return (rvals);
711         return (rvalt);
712 }
713
714 /*
715  * Returns the type of sleepqueue given a waitchannel.
716  */
717 int
718 sleepq_type(const void *wchan)
719 {
720         struct sleepqueue *sq;
721         int type;
722
723         MPASS(wchan != NULL);
724
725         sq = sleepq_lookup(wchan);
726         if (sq == NULL)
727                 return (-1);
728         type = sq->sq_type;
729
730         return (type);
731 }
732
733 /*
734  * Removes a thread from a sleep queue and makes it
735  * runnable.
736  *
737  * Requires the sc chain locked on entry.  If SRQ_HOLD is specified it will
738  * be locked on return.  Returns without the thread lock held.
739  */
740 static int
741 sleepq_resume_thread(struct sleepqueue *sq, struct thread *td, int pri,
742     int srqflags)
743 {
744         struct sleepqueue_chain *sc;
745         bool drop;
746
747         MPASS(td != NULL);
748         MPASS(sq->sq_wchan != NULL);
749         MPASS(td->td_wchan == sq->sq_wchan);
750
751         sc = SC_LOOKUP(sq->sq_wchan);
752         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
753
754         /*
755          * Avoid recursing on the chain lock.  If the locks don't match we
756          * need to acquire the thread lock which setrunnable will drop for
757          * us.  In this case we need to drop the chain lock afterwards.
758          *
759          * There is no race that will make td_lock equal to sc_lock because
760          * we hold sc_lock.
761          */
762         drop = false;
763         if (!TD_IS_SLEEPING(td)) {
764                 thread_lock(td);
765                 drop = true;
766         } else
767                 thread_lock_block_wait(td);
768
769         /* Remove thread from the sleepq. */
770         sleepq_remove_thread(sq, td);
771
772         /* If we're done with the sleepqueue release it. */
773         if ((srqflags & SRQ_HOLD) == 0 && drop)
774                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
775
776         /* Adjust priority if requested. */
777         MPASS(pri == 0 || (pri >= PRI_MIN && pri <= PRI_MAX));
778         if (pri != 0 && td->td_priority > pri &&
779             PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
780                 sched_prio(td, pri);
781
782         /*
783          * Note that thread td might not be sleeping if it is running
784          * sleepq_catch_signals() on another CPU or is blocked on its
785          * proc lock to check signals.  There's no need to mark the
786          * thread runnable in that case.
787          */
788         if (TD_IS_SLEEPING(td)) {
789                 MPASS(!drop);
790                 TD_CLR_SLEEPING(td);
791                 return (setrunnable(td, srqflags));
792         }
793         MPASS(drop);
794         thread_unlock(td);
795
796         return (0);
797 }
798
799 static void
800 sleepq_remove_thread(struct sleepqueue *sq, struct thread *td)
801 {
802         struct sleepqueue_chain *sc __unused;
803
804         MPASS(td != NULL);
805         MPASS(sq->sq_wchan != NULL);
806         MPASS(td->td_wchan == sq->sq_wchan);
807         MPASS(td->td_sqqueue < NR_SLEEPQS && td->td_sqqueue >= 0);
808         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
809         sc = SC_LOOKUP(sq->sq_wchan);
810         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
811
812         SDT_PROBE2(sched, , , wakeup, td, td->td_proc);
813
814         /* Remove the thread from the queue. */
815         sq->sq_blockedcnt[td->td_sqqueue]--;
816         TAILQ_REMOVE(&sq->sq_blocked[td->td_sqqueue], td, td_slpq);
817
818         /*
819          * Get a sleep queue for this thread.  If this is the last waiter,
820          * use the queue itself and take it out of the chain, otherwise,
821          * remove a queue from the free list.
822          */
823         if (LIST_EMPTY(&sq->sq_free)) {
824                 td->td_sleepqueue = sq;
825 #ifdef INVARIANTS
826                 sq->sq_wchan = NULL;
827 #endif
828 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
829                 sc->sc_depth--;
830 #endif
831         } else
832                 td->td_sleepqueue = LIST_FIRST(&sq->sq_free);
833         LIST_REMOVE(td->td_sleepqueue, sq_hash);
834
835         if ((td->td_flags & TDF_TIMEOUT) == 0 && td->td_sleeptimo != 0 &&
836             td->td_lock == &sc->sc_lock) {
837                 /*
838                  * We ignore the situation where timeout subsystem was
839                  * unable to stop our callout.  The struct thread is
840                  * type-stable, the callout will use the correct
841                  * memory when running.  The checks of the
842                  * td_sleeptimo value in this function and in
843                  * sleepq_timeout() ensure that the thread does not
844                  * get spurious wakeups, even if the callout was reset
845                  * or thread reused.
846                  *
847                  * We also cannot safely stop the callout if a scheduler
848                  * lock is held since softclock_thread() forces a lock
849                  * order of callout lock -> scheduler lock.  The thread
850                  * lock will be a scheduler lock only if the thread is
851                  * preparing to go to sleep, so this is hopefully a rare
852                  * scenario.
853                  */
854                 callout_stop(&td->td_slpcallout);
855         }
856
857         td->td_wmesg = NULL;
858         td->td_wchan = NULL;
859         td->td_flags &= ~(TDF_SINTR | TDF_TIMEOUT);
860
861         CTR3(KTR_PROC, "sleepq_wakeup: thread %p (pid %ld, %s)",
862             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, td->td_name);
863 }
864
865 void
866 sleepq_remove_nested(struct thread *td)
867 {
868         struct sleepqueue_chain *sc;
869         struct sleepqueue *sq;
870         const void *wchan;
871
872         MPASS(TD_ON_SLEEPQ(td));
873
874         wchan = td->td_wchan;
875         sc = SC_LOOKUP(wchan);
876         mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
877         sq = sleepq_lookup(wchan);
878         MPASS(sq != NULL);
879         thread_lock(td);
880         sleepq_remove_thread(sq, td);
881         mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
882         /* Returns with the thread lock owned. */
883 }
884
885 #ifdef INVARIANTS
886 /*
887  * UMA zone item deallocator.
888  */
889 static void
890 sleepq_dtor(void *mem, int size, void *arg)
891 {
892         struct sleepqueue *sq;
893         int i;
894
895         sq = mem;
896         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
897                 MPASS(TAILQ_EMPTY(&sq->sq_blocked[i]));
898                 MPASS(sq->sq_blockedcnt[i] == 0);
899         }
900 }
901 #endif
902
903 /*
904  * UMA zone item initializer.
905  */
906 static int
907 sleepq_init(void *mem, int size, int flags)
908 {
909         struct sleepqueue *sq;
910         int i;
911
912         bzero(mem, size);
913         sq = mem;
914         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
915                 TAILQ_INIT(&sq->sq_blocked[i]);
916                 sq->sq_blockedcnt[i] = 0;
917         }
918         LIST_INIT(&sq->sq_free);
919         return (0);
920 }
921
922 /*
923  * Find thread sleeping on a wait channel and resume it.
924  */
925 int
926 sleepq_signal(const void *wchan, int flags, int pri, int queue)
927 {
928         struct sleepqueue_chain *sc;
929         struct sleepqueue *sq;
930         struct threadqueue *head;
931         struct thread *td, *besttd;
932         int wakeup_swapper;
933
934         CTR2(KTR_PROC, "sleepq_signal(%p, %d)", wchan, flags);
935         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
936         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
937         sq = sleepq_lookup(wchan);
938         if (sq == NULL) {
939                 if (flags & SLEEPQ_DROP)
940                         sleepq_release(wchan);
941                 return (0);
942         }
943         KASSERT(sq->sq_type == (flags & SLEEPQ_TYPE),
944             ("%s: mismatch between sleep/wakeup and cv_*", __func__));
945
946         head = &sq->sq_blocked[queue];
947         if (flags & SLEEPQ_UNFAIR) {
948                 /*
949                  * Find the most recently sleeping thread, but try to
950                  * skip threads still in process of context switch to
951                  * avoid spinning on the thread lock.
952                  */
953                 sc = SC_LOOKUP(wchan);
954                 besttd = TAILQ_LAST_FAST(head, thread, td_slpq);
955                 while (besttd->td_lock != &sc->sc_lock) {
956                         td = TAILQ_PREV_FAST(besttd, head, thread, td_slpq);
957                         if (td == NULL)
958                                 break;
959                         besttd = td;
960                 }
961         } else {
962                 /*
963                  * Find the highest priority thread on the queue.  If there
964                  * is a tie, use the thread that first appears in the queue
965                  * as it has been sleeping the longest since threads are
966                  * always added to the tail of sleep queues.
967                  */
968                 besttd = td = TAILQ_FIRST(head);
969                 while ((td = TAILQ_NEXT(td, td_slpq)) != NULL) {
970                         if (td->td_priority < besttd->td_priority)
971                                 besttd = td;
972                 }
973         }
974         MPASS(besttd != NULL);
975         wakeup_swapper = sleepq_resume_thread(sq, besttd, pri,
976             (flags & SLEEPQ_DROP) ? 0 : SRQ_HOLD);
977         return (wakeup_swapper);
978 }
979
980 static bool
981 match_any(struct thread *td __unused)
982 {
983
984         return (true);
985 }
986
987 /*
988  * Resume all threads sleeping on a specified wait channel.
989  */
990 int
991 sleepq_broadcast(const void *wchan, int flags, int pri, int queue)
992 {
993         struct sleepqueue *sq;
994
995         CTR2(KTR_PROC, "sleepq_broadcast(%p, %d)", wchan, flags);
996         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
997         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
998         sq = sleepq_lookup(wchan);
999         if (sq == NULL)
1000                 return (0);
1001         KASSERT(sq->sq_type == (flags & SLEEPQ_TYPE),
1002             ("%s: mismatch between sleep/wakeup and cv_*", __func__));
1003
1004         return (sleepq_remove_matching(sq, queue, match_any, pri));
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Resume threads on the sleep queue that match the given predicate.
1009  */
1010 int
1011 sleepq_remove_matching(struct sleepqueue *sq, int queue,
1012     bool (*matches)(struct thread *), int pri)
1013 {
1014         struct thread *td, *tdn;
1015         int wakeup_swapper;
1016
1017         /*
1018          * The last thread will be given ownership of sq and may
1019          * re-enqueue itself before sleepq_resume_thread() returns,
1020          * so we must cache the "next" queue item at the beginning
1021          * of the final iteration.
1022          */
1023         wakeup_swapper = 0;
1024         TAILQ_FOREACH_SAFE(td, &sq->sq_blocked[queue], td_slpq, tdn) {
1025                 if (matches(td))
1026                         wakeup_swapper |= sleepq_resume_thread(sq, td, pri,
1027                             SRQ_HOLD);
1028         }
1029
1030         return (wakeup_swapper);
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Time sleeping threads out.  When the timeout expires, the thread is
1035  * removed from the sleep queue and made runnable if it is still asleep.
1036  */
1037 static void
1038 sleepq_timeout(void *arg)
1039 {
1040         struct sleepqueue_chain *sc __unused;
1041         struct sleepqueue *sq;
1042         struct thread *td;
1043         const void *wchan;
1044         int wakeup_swapper;
1045
1046         td = arg;
1047         CTR3(KTR_PROC, "sleepq_timeout: thread %p (pid %ld, %s)",
1048             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, (void *)td->td_name);
1049
1050         thread_lock(td);
1051         if (td->td_sleeptimo == 0 ||
1052             td->td_sleeptimo > td->td_slpcallout.c_time) {
1053                 /*
1054                  * The thread does not want a timeout (yet).
1055                  */
1056         } else if (TD_IS_SLEEPING(td) && TD_ON_SLEEPQ(td)) {
1057                 /*
1058                  * See if the thread is asleep and get the wait
1059                  * channel if it is.
1060                  */
1061                 wchan = td->td_wchan;
1062                 sc = SC_LOOKUP(wchan);
1063                 THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &sc->sc_lock);
1064                 sq = sleepq_lookup(wchan);
1065                 MPASS(sq != NULL);
1066                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
1067                 wakeup_swapper = sleepq_resume_thread(sq, td, 0, 0);
1068                 if (wakeup_swapper)
1069                         kick_proc0();
1070                 return;
1071         } else if (TD_ON_SLEEPQ(td)) {
1072                 /*
1073                  * If the thread is on the SLEEPQ but isn't sleeping
1074                  * yet, it can either be on another CPU in between
1075                  * sleepq_add() and one of the sleepq_*wait*()
1076                  * routines or it can be in sleepq_catch_signals().
1077                  */
1078                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
1079         }
1080         thread_unlock(td);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Resumes a specific thread from the sleep queue associated with a specific
1085  * wait channel if it is on that queue.
1086  */
1087 void
1088 sleepq_remove(struct thread *td, const void *wchan)
1089 {
1090         struct sleepqueue_chain *sc;
1091         struct sleepqueue *sq;
1092         int wakeup_swapper;
1093
1094         /*
1095          * Look up the sleep queue for this wait channel, then re-check
1096          * that the thread is asleep on that channel, if it is not, then
1097          * bail.
1098          */
1099         MPASS(wchan != NULL);
1100         sc = SC_LOOKUP(wchan);
1101         mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
1102         /*
1103          * We can not lock the thread here as it may be sleeping on a
1104          * different sleepq.  However, holding the sleepq lock for this
1105          * wchan can guarantee that we do not miss a wakeup for this
1106          * channel.  The asserts below will catch any false positives.
1107          */
1108         if (!TD_ON_SLEEPQ(td) || td->td_wchan != wchan) {
1109                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
1110                 return;
1111         }
1112
1113         /* Thread is asleep on sleep queue sq, so wake it up. */
1114         sq = sleepq_lookup(wchan);
1115         MPASS(sq != NULL);
1116         MPASS(td->td_wchan == wchan);
1117         wakeup_swapper = sleepq_resume_thread(sq, td, 0, 0);
1118         if (wakeup_swapper)
1119                 kick_proc0();
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Abort a thread as if an interrupt had occurred.  Only abort
1124  * interruptible waits (unfortunately it isn't safe to abort others).
1125  *
1126  * Requires thread lock on entry, releases on return.
1127  */
1128 int
1129 sleepq_abort(struct thread *td, int intrval)
1130 {
1131         struct sleepqueue *sq;
1132         const void *wchan;
1133
1134         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1135         MPASS(TD_ON_SLEEPQ(td));
1136         MPASS(td->td_flags & TDF_SINTR);
1137         MPASS((intrval == 0 && (td->td_flags & TDF_SIGWAIT) != 0) ||
1138             intrval == EINTR || intrval == ERESTART);
1139
1140         /*
1141          * If the TDF_TIMEOUT flag is set, just leave. A
1142          * timeout is scheduled anyhow.
1143          */
1144         if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
1145                 thread_unlock(td);
1146                 return (0);
1147         }
1148
1149         CTR3(KTR_PROC, "sleepq_abort: thread %p (pid %ld, %s)",
1150             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, (void *)td->td_name);
1151         td->td_intrval = intrval;
1152
1153         /*
1154          * If the thread has not slept yet it will find the signal in
1155          * sleepq_catch_signals() and call sleepq_resume_thread.  Otherwise
1156          * we have to do it here.
1157          */
1158         if (!TD_IS_SLEEPING(td)) {
1159                 thread_unlock(td);
1160                 return (0);
1161         }
1162         wchan = td->td_wchan;
1163         MPASS(wchan != NULL);
1164         sq = sleepq_lookup(wchan);
1165         MPASS(sq != NULL);
1166
1167         /* Thread is asleep on sleep queue sq, so wake it up. */
1168         return (sleepq_resume_thread(sq, td, 0, 0));
1169 }
1170
1171 void
1172 sleepq_chains_remove_matching(bool (*matches)(struct thread *))
1173 {
1174         struct sleepqueue_chain *sc;
1175         struct sleepqueue *sq, *sq1;
1176         int i, wakeup_swapper;
1177
1178         wakeup_swapper = 0;
1179         for (sc = &sleepq_chains[0]; sc < sleepq_chains + SC_TABLESIZE; ++sc) {
1180                 if (LIST_EMPTY(&sc->sc_queues)) {
1181                         continue;
1182                 }
1183                 mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
1184                 LIST_FOREACH_SAFE(sq, &sc->sc_queues, sq_hash, sq1) {
1185                         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; ++i) {
1186                                 wakeup_swapper |= sleepq_remove_matching(sq, i,
1187                                     matches, 0);
1188                         }
1189                 }
1190                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
1191         }
1192         if (wakeup_swapper) {
1193                 kick_proc0();
1194         }
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Prints the stacks of all threads presently sleeping on wchan/queue to
1199  * the sbuf sb.  Sets count_stacks_printed to the number of stacks actually
1200  * printed.  Typically, this will equal the number of threads sleeping on the
1201  * queue, but may be less if sb overflowed before all stacks were printed.
1202  */
1203 #ifdef STACK
1204 int
1205 sleepq_sbuf_print_stacks(struct sbuf *sb, const void *wchan, int queue,
1206     int *count_stacks_printed)
1207 {
1208         struct thread *td, *td_next;
1209         struct sleepqueue *sq;
1210         struct stack **st;
1211         struct sbuf **td_infos;
1212         int i, stack_idx, error, stacks_to_allocate;
1213         bool finished;
1214
1215         error = 0;
1216         finished = false;
1217
1218         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
1219         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
1220
1221         stacks_to_allocate = 10;
1222         for (i = 0; i < 3 && !finished ; i++) {
1223                 /* We cannot malloc while holding the queue's spinlock, so
1224                  * we do our mallocs now, and hope it is enough.  If it
1225                  * isn't, we will free these, drop the lock, malloc more,
1226                  * and try again, up to a point.  After that point we will
1227                  * give up and report ENOMEM. We also cannot write to sb
1228                  * during this time since the client may have set the
1229                  * SBUF_AUTOEXTEND flag on their sbuf, which could cause a
1230                  * malloc as we print to it.  So we defer actually printing
1231                  * to sb until after we drop the spinlock.
1232                  */
1233
1234                 /* Where we will store the stacks. */
1235                 st = malloc(sizeof(struct stack *) * stacks_to_allocate,
1236                     M_TEMP, M_WAITOK);
1237                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1238                     stack_idx++)
1239                         st[stack_idx] = stack_create(M_WAITOK);
1240
1241                 /* Where we will store the td name, tid, etc. */
1242                 td_infos = malloc(sizeof(struct sbuf *) * stacks_to_allocate,
1243                     M_TEMP, M_WAITOK);
1244                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1245                     stack_idx++)
1246                         td_infos[stack_idx] = sbuf_new(NULL, NULL,
1247                             MAXCOMLEN + sizeof(struct thread *) * 2 + 40,
1248                             SBUF_FIXEDLEN);
1249
1250                 sleepq_lock(wchan);
1251                 sq = sleepq_lookup(wchan);
1252                 if (sq == NULL) {
1253                         /* This sleepq does not exist; exit and return ENOENT. */
1254                         error = ENOENT;
1255                         finished = true;
1256                         sleepq_release(wchan);
1257                         goto loop_end;
1258                 }
1259
1260                 stack_idx = 0;
1261                 /* Save thread info */
1262                 TAILQ_FOREACH_SAFE(td, &sq->sq_blocked[queue], td_slpq,
1263                     td_next) {
1264                         if (stack_idx >= stacks_to_allocate)
1265                                 goto loop_end;
1266
1267                         /* Note the td_lock is equal to the sleepq_lock here. */
1268                         (void)stack_save_td(st[stack_idx], td);
1269
1270                         sbuf_printf(td_infos[stack_idx], "%d: %s %p",
1271                             td->td_tid, td->td_name, td);
1272
1273                         ++stack_idx;
1274                 }
1275
1276                 finished = true;
1277                 sleepq_release(wchan);
1278
1279                 /* Print the stacks */
1280                 for (i = 0; i < stack_idx; i++) {
1281                         sbuf_finish(td_infos[i]);
1282                         sbuf_printf(sb, "--- thread %s: ---\n", sbuf_data(td_infos[i]));
1283                         stack_sbuf_print(sb, st[i]);
1284                         sbuf_putc(sb, '\n');
1285
1286                         error = sbuf_error(sb);
1287                         if (error == 0)
1288                                 *count_stacks_printed = stack_idx;
1289                 }
1290
1291 loop_end:
1292                 if (!finished)
1293                         sleepq_release(wchan);
1294                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1295                     stack_idx++)
1296                         stack_destroy(st[stack_idx]);
1297                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1298                     stack_idx++)
1299                         sbuf_delete(td_infos[stack_idx]);
1300                 free(st, M_TEMP);
1301                 free(td_infos, M_TEMP);
1302                 stacks_to_allocate *= 10;
1303         }
1304
1305         if (!finished && error == 0)
1306                 error = ENOMEM;
1307
1308         return (error);
1309 }
1310 #endif
1311
1312 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
1313 #define SLEEPQ_PROF_LOCATIONS   1024
1314 #define SLEEPQ_SBUFSIZE         512
1315 struct sleepq_prof {
1316         LIST_ENTRY(sleepq_prof) sp_link;
1317         const char      *sp_wmesg;
1318         long            sp_count;
1319 };
1320
1321 LIST_HEAD(sqphead, sleepq_prof);
1322
1323 struct sqphead sleepq_prof_free;
1324 struct sqphead sleepq_hash[SC_TABLESIZE];
1325 static struct sleepq_prof sleepq_profent[SLEEPQ_PROF_LOCATIONS];
1326 static struct mtx sleepq_prof_lock;
1327 MTX_SYSINIT(sleepq_prof_lock, &sleepq_prof_lock, "sleepq_prof", MTX_SPIN);
1328
1329 static void
1330 sleepq_profile(const char *wmesg)
1331 {
1332         struct sleepq_prof *sp;
1333
1334         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1335         if (prof_enabled == 0)
1336                 goto unlock;
1337         LIST_FOREACH(sp, &sleepq_hash[SC_HASH(wmesg)], sp_link)
1338                 if (sp->sp_wmesg == wmesg)
1339                         goto done;
1340         sp = LIST_FIRST(&sleepq_prof_free);
1341         if (sp == NULL)
1342                 goto unlock;
1343         sp->sp_wmesg = wmesg;
1344         LIST_REMOVE(sp, sp_link);
1345         LIST_INSERT_HEAD(&sleepq_hash[SC_HASH(wmesg)], sp, sp_link);
1346 done:
1347         sp->sp_count++;
1348 unlock:
1349         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1350         return;
1351 }
1352
1353 static void
1354 sleepq_prof_reset(void)
1355 {
1356         struct sleepq_prof *sp;
1357         int enabled;
1358         int i;
1359
1360         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1361         enabled = prof_enabled;
1362         prof_enabled = 0;
1363         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++)
1364                 LIST_INIT(&sleepq_hash[i]);
1365         LIST_INIT(&sleepq_prof_free);
1366         for (i = 0; i < SLEEPQ_PROF_LOCATIONS; i++) {
1367                 sp = &sleepq_profent[i];
1368                 sp->sp_wmesg = NULL;
1369                 sp->sp_count = 0;
1370                 LIST_INSERT_HEAD(&sleepq_prof_free, sp, sp_link);
1371         }
1372         prof_enabled = enabled;
1373         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1374 }
1375
1376 static int
1377 enable_sleepq_prof(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1378 {
1379         int error, v;
1380
1381         v = prof_enabled;
1382         error = sysctl_handle_int(oidp, &v, v, req);
1383         if (error)
1384                 return (error);
1385         if (req->newptr == NULL)
1386                 return (error);
1387         if (v == prof_enabled)
1388                 return (0);
1389         if (v == 1)
1390                 sleepq_prof_reset();
1391         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1392         prof_enabled = !!v;
1393         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1394
1395         return (0);
1396 }
1397
1398 static int
1399 reset_sleepq_prof_stats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1400 {
1401         int error, v;
1402
1403         v = 0;
1404         error = sysctl_handle_int(oidp, &v, 0, req);
1405         if (error)
1406                 return (error);
1407         if (req->newptr == NULL)
1408                 return (error);
1409         if (v == 0)
1410                 return (0);
1411         sleepq_prof_reset();
1412
1413         return (0);
1414 }
1415
1416 static int
1417 dump_sleepq_prof_stats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1418 {
1419         struct sleepq_prof *sp;
1420         struct sbuf *sb;
1421         int enabled;
1422         int error;
1423         int i;
1424
1425         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
1426         if (error != 0)
1427                 return (error);
1428         sb = sbuf_new_for_sysctl(NULL, NULL, SLEEPQ_SBUFSIZE, req);
1429         sbuf_cat(sb, "\nwmesg\tcount\n");
1430         enabled = prof_enabled;
1431         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1432         prof_enabled = 0;
1433         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1434         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++) {
1435                 LIST_FOREACH(sp, &sleepq_hash[i], sp_link) {
1436                         sbuf_printf(sb, "%s\t%ld\n",
1437                             sp->sp_wmesg, sp->sp_count);
1438                 }
1439         }
1440         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1441         prof_enabled = enabled;
1442         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1443
1444         error = sbuf_finish(sb);
1445         sbuf_delete(sb);
1446         return (error);
1447 }
1448
1449 SYSCTL_PROC(_debug_sleepq, OID_AUTO, stats,
1450     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_NEEDGIANT, NULL, 0,
1451     dump_sleepq_prof_stats, "A",
1452     "Sleepqueue profiling statistics");
1453 SYSCTL_PROC(_debug_sleepq, OID_AUTO, reset,
1454     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1455     reset_sleepq_prof_stats, "I",
1456     "Reset sleepqueue profiling statistics");
1457 SYSCTL_PROC(_debug_sleepq, OID_AUTO, enable,
1458     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1459     enable_sleepq_prof, "I",
1460     "Enable sleepqueue profiling");
1461 #endif
1462
1463 #ifdef DDB
1464 DB_SHOW_COMMAND(sleepq, db_show_sleepqueue)
1465 {
1466         struct sleepqueue_chain *sc;
1467         struct sleepqueue *sq;
1468 #ifdef INVARIANTS
1469         struct lock_object *lock;
1470 #endif
1471         struct thread *td;
1472         void *wchan;
1473         int i;
1474
1475         if (!have_addr)
1476                 return;
1477
1478         /*
1479          * First, see if there is an active sleep queue for the wait channel
1480          * indicated by the address.
1481          */
1482         wchan = (void *)addr;
1483         sc = SC_LOOKUP(wchan);
1484         LIST_FOREACH(sq, &sc->sc_queues, sq_hash)
1485                 if (sq->sq_wchan == wchan)
1486                         goto found;
1487
1488         /*
1489          * Second, see if there is an active sleep queue at the address
1490          * indicated.
1491          */
1492         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++)
1493                 LIST_FOREACH(sq, &sleepq_chains[i].sc_queues, sq_hash) {
1494                         if (sq == (struct sleepqueue *)addr)
1495                                 goto found;
1496                 }
1497
1498         db_printf("Unable to locate a sleep queue via %p\n", (void *)addr);
1499         return;
1500 found:
1501         db_printf("Wait channel: %p\n", sq->sq_wchan);
1502         db_printf("Queue type: %d\n", sq->sq_type);
1503 #ifdef INVARIANTS
1504         if (sq->sq_lock) {
1505                 lock = sq->sq_lock;
1506                 db_printf("Associated Interlock: %p - (%s) %s\n", lock,
1507                     LOCK_CLASS(lock)->lc_name, lock->lo_name);
1508         }
1509 #endif
1510         db_printf("Blocked threads:\n");
1511         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
1512                 db_printf("\nQueue[%d]:\n", i);
1513                 if (TAILQ_EMPTY(&sq->sq_blocked[i]))
1514                         db_printf("\tempty\n");
1515                 else
1516                         TAILQ_FOREACH(td, &sq->sq_blocked[i],
1517                                       td_slpq) {
1518                                 db_printf("\t%p (tid %d, pid %d, \"%s\")\n", td,
1519                                           td->td_tid, td->td_proc->p_pid,
1520                                           td->td_name);
1521                         }
1522                 db_printf("(expected: %u)\n", sq->sq_blockedcnt[i]);
1523         }
1524 }
1525
1526 /* Alias 'show sleepqueue' to 'show sleepq'. */
1527 DB_SHOW_ALIAS(sleepqueue, db_show_sleepqueue);
1528 #endif