]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/subr_sleepqueue.c
MFV r348537: 8601 memory leak in get_special_prop()
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / subr_sleepqueue.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
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 __FBSDID("$FreeBSD$");
62
63 #include "opt_sleepqueue_profiling.h"
64 #include "opt_ddb.h"
65 #include "opt_sched.h"
66 #include "opt_stack.h"
67
68 #include <sys/param.h>
69 #include <sys/systm.h>
70 #include <sys/lock.h>
71 #include <sys/kernel.h>
72 #include <sys/ktr.h>
73 #include <sys/mutex.h>
74 #include <sys/proc.h>
75 #include <sys/sbuf.h>
76 #include <sys/sched.h>
77 #include <sys/sdt.h>
78 #include <sys/signalvar.h>
79 #include <sys/sleepqueue.h>
80 #include <sys/stack.h>
81 #include <sys/sysctl.h>
82 #include <sys/time.h>
83
84 #include <machine/atomic.h>
85
86 #include <vm/uma.h>
87
88 #ifdef DDB
89 #include <ddb/ddb.h>
90 #endif
91
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         TAILQ_HEAD(, thread) 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         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 u_int sleepq_max_depth;
148 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, sleepq, CTLFLAG_RD, 0, "sleepq profiling");
149 static SYSCTL_NODE(_debug_sleepq, OID_AUTO, chains, CTLFLAG_RD, 0,
150     "sleepq chain stats");
151 SYSCTL_UINT(_debug_sleepq, OID_AUTO, max_depth, CTLFLAG_RD, &sleepq_max_depth,
152     0, "maxmimum depth achieved of a single chain");
153
154 static void     sleepq_profile(const char *wmesg);
155 static int      prof_enabled;
156 #endif
157 static struct sleepqueue_chain sleepq_chains[SC_TABLESIZE];
158 static uma_zone_t sleepq_zone;
159
160 /*
161  * Prototypes for non-exported routines.
162  */
163 static int      sleepq_catch_signals(void *wchan, int pri);
164 static int      sleepq_check_signals(void);
165 static int      sleepq_check_timeout(void);
166 #ifdef INVARIANTS
167 static void     sleepq_dtor(void *mem, int size, void *arg);
168 #endif
169 static int      sleepq_init(void *mem, int size, int flags);
170 static int      sleepq_resume_thread(struct sleepqueue *sq, struct thread *td,
171                     int pri);
172 static void     sleepq_switch(void *wchan, int pri);
173 static void     sleepq_timeout(void *arg);
174
175 SDT_PROBE_DECLARE(sched, , , sleep);
176 SDT_PROBE_DECLARE(sched, , , wakeup);
177
178 /*
179  * Initialize SLEEPQUEUE_PROFILING specific sysctl nodes.
180  * Note that it must happen after sleepinit() has been fully executed, so
181  * it must happen after SI_SUB_KMEM SYSINIT() subsystem setup.
182  */
183 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
184 static void
185 init_sleepqueue_profiling(void)
186 {
187         char chain_name[10];
188         struct sysctl_oid *chain_oid;
189         u_int i;
190
191         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++) {
192                 snprintf(chain_name, sizeof(chain_name), "%u", i);
193                 chain_oid = SYSCTL_ADD_NODE(NULL,
194                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_debug_sleepq_chains), OID_AUTO,
195                     chain_name, CTLFLAG_RD, NULL, "sleepq chain stats");
196                 SYSCTL_ADD_UINT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
197                     "depth", CTLFLAG_RD, &sleepq_chains[i].sc_depth, 0, NULL);
198                 SYSCTL_ADD_UINT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
199                     "max_depth", CTLFLAG_RD, &sleepq_chains[i].sc_max_depth, 0,
200                     NULL);
201         }
202 }
203
204 SYSINIT(sleepqueue_profiling, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY,
205     init_sleepqueue_profiling, NULL);
206 #endif
207
208 /*
209  * Early initialization of sleep queues that is called from the sleepinit()
210  * SYSINIT.
211  */
212 void
213 init_sleepqueues(void)
214 {
215         int i;
216
217         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++) {
218                 LIST_INIT(&sleepq_chains[i].sc_queues);
219                 mtx_init(&sleepq_chains[i].sc_lock, "sleepq chain", NULL,
220                     MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
221         }
222         sleepq_zone = uma_zcreate("SLEEPQUEUE", sizeof(struct sleepqueue),
223 #ifdef INVARIANTS
224             NULL, sleepq_dtor, sleepq_init, NULL, UMA_ALIGN_CACHE, 0);
225 #else
226             NULL, NULL, sleepq_init, NULL, UMA_ALIGN_CACHE, 0);
227 #endif
228
229         thread0.td_sleepqueue = sleepq_alloc();
230 }
231
232 /*
233  * Get a sleep queue for a new thread.
234  */
235 struct sleepqueue *
236 sleepq_alloc(void)
237 {
238
239         return (uma_zalloc(sleepq_zone, M_WAITOK));
240 }
241
242 /*
243  * Free a sleep queue when a thread is destroyed.
244  */
245 void
246 sleepq_free(struct sleepqueue *sq)
247 {
248
249         uma_zfree(sleepq_zone, sq);
250 }
251
252 /*
253  * Lock the sleep queue chain associated with the specified wait channel.
254  */
255 void
256 sleepq_lock(void *wchan)
257 {
258         struct sleepqueue_chain *sc;
259
260         sc = SC_LOOKUP(wchan);
261         mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
262 }
263
264 /*
265  * Look up the sleep queue associated with a given wait channel in the hash
266  * table locking the associated sleep queue chain.  If no queue is found in
267  * the table, NULL is returned.
268  */
269 struct sleepqueue *
270 sleepq_lookup(void *wchan)
271 {
272         struct sleepqueue_chain *sc;
273         struct sleepqueue *sq;
274
275         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
276         sc = SC_LOOKUP(wchan);
277         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
278         LIST_FOREACH(sq, &sc->sc_queues, sq_hash)
279                 if (sq->sq_wchan == wchan)
280                         return (sq);
281         return (NULL);
282 }
283
284 /*
285  * Unlock the sleep queue chain associated with a given wait channel.
286  */
287 void
288 sleepq_release(void *wchan)
289 {
290         struct sleepqueue_chain *sc;
291
292         sc = SC_LOOKUP(wchan);
293         mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
294 }
295
296 /*
297  * Places the current thread on the sleep queue for the specified wait
298  * channel.  If INVARIANTS is enabled, then it associates the passed in
299  * lock with the sleepq to make sure it is held when that sleep queue is
300  * woken up.
301  */
302 void
303 sleepq_add(void *wchan, struct lock_object *lock, const char *wmesg, int flags,
304     int queue)
305 {
306         struct sleepqueue_chain *sc;
307         struct sleepqueue *sq;
308         struct thread *td;
309
310         td = curthread;
311         sc = SC_LOOKUP(wchan);
312         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
313         MPASS(td->td_sleepqueue != NULL);
314         MPASS(wchan != NULL);
315         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
316
317         /* If this thread is not allowed to sleep, die a horrible death. */
318         KASSERT(td->td_no_sleeping == 0,
319             ("%s: td %p to sleep on wchan %p with sleeping prohibited",
320             __func__, td, wchan));
321
322         /* Look up the sleep queue associated with the wait channel 'wchan'. */
323         sq = sleepq_lookup(wchan);
324
325         /*
326          * If the wait channel does not already have a sleep queue, use
327          * this thread's sleep queue.  Otherwise, insert the current thread
328          * into the sleep queue already in use by this wait channel.
329          */
330         if (sq == NULL) {
331 #ifdef INVARIANTS
332                 int i;
333
334                 sq = td->td_sleepqueue;
335                 for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
336                         KASSERT(TAILQ_EMPTY(&sq->sq_blocked[i]),
337                             ("thread's sleep queue %d is not empty", i));
338                         KASSERT(sq->sq_blockedcnt[i] == 0,
339                             ("thread's sleep queue %d count mismatches", i));
340                 }
341                 KASSERT(LIST_EMPTY(&sq->sq_free),
342                     ("thread's sleep queue has a non-empty free list"));
343                 KASSERT(sq->sq_wchan == NULL, ("stale sq_wchan pointer"));
344                 sq->sq_lock = lock;
345 #endif
346 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
347                 sc->sc_depth++;
348                 if (sc->sc_depth > sc->sc_max_depth) {
349                         sc->sc_max_depth = sc->sc_depth;
350                         if (sc->sc_max_depth > sleepq_max_depth)
351                                 sleepq_max_depth = sc->sc_max_depth;
352                 }
353 #endif
354                 sq = td->td_sleepqueue;
355                 LIST_INSERT_HEAD(&sc->sc_queues, sq, sq_hash);
356                 sq->sq_wchan = wchan;
357                 sq->sq_type = flags & SLEEPQ_TYPE;
358         } else {
359                 MPASS(wchan == sq->sq_wchan);
360                 MPASS(lock == sq->sq_lock);
361                 MPASS((flags & SLEEPQ_TYPE) == sq->sq_type);
362                 LIST_INSERT_HEAD(&sq->sq_free, td->td_sleepqueue, sq_hash);
363         }
364         thread_lock(td);
365         TAILQ_INSERT_TAIL(&sq->sq_blocked[queue], td, td_slpq);
366         sq->sq_blockedcnt[queue]++;
367         td->td_sleepqueue = NULL;
368         td->td_sqqueue = queue;
369         td->td_wchan = wchan;
370         td->td_wmesg = wmesg;
371         if (flags & SLEEPQ_INTERRUPTIBLE) {
372                 td->td_flags |= TDF_SINTR;
373                 td->td_flags &= ~TDF_SLEEPABORT;
374         }
375         thread_unlock(td);
376 }
377
378 /*
379  * Sets a timeout that will remove the current thread from the specified
380  * sleep queue after timo ticks if the thread has not already been awakened.
381  */
382 void
383 sleepq_set_timeout_sbt(void *wchan, sbintime_t sbt, sbintime_t pr,
384     int flags)
385 {
386         struct sleepqueue_chain *sc __unused;
387         struct thread *td;
388         sbintime_t pr1;
389
390         td = curthread;
391         sc = SC_LOOKUP(wchan);
392         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
393         MPASS(TD_ON_SLEEPQ(td));
394         MPASS(td->td_sleepqueue == NULL);
395         MPASS(wchan != NULL);
396         if (cold && td == &thread0)
397                 panic("timed sleep before timers are working");
398         KASSERT(td->td_sleeptimo == 0, ("td %d %p td_sleeptimo %jx",
399             td->td_tid, td, (uintmax_t)td->td_sleeptimo));
400         thread_lock(td);
401         callout_when(sbt, pr, flags, &td->td_sleeptimo, &pr1);
402         thread_unlock(td);
403         callout_reset_sbt_on(&td->td_slpcallout, td->td_sleeptimo, pr1,
404             sleepq_timeout, td, PCPU_GET(cpuid), flags | C_PRECALC |
405             C_DIRECT_EXEC);
406 }
407
408 /*
409  * Return the number of actual sleepers for the specified queue.
410  */
411 u_int
412 sleepq_sleepcnt(void *wchan, int queue)
413 {
414         struct sleepqueue *sq;
415
416         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
417         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
418         sq = sleepq_lookup(wchan);
419         if (sq == NULL)
420                 return (0);
421         return (sq->sq_blockedcnt[queue]);
422 }
423
424 /*
425  * Marks the pending sleep of the current thread as interruptible and
426  * makes an initial check for pending signals before putting a thread
427  * to sleep. Enters and exits with the thread lock held.  Thread lock
428  * may have transitioned from the sleepq lock to a run lock.
429  */
430 static int
431 sleepq_catch_signals(void *wchan, int pri)
432 {
433         struct sleepqueue_chain *sc;
434         struct sleepqueue *sq;
435         struct thread *td;
436         struct proc *p;
437         struct sigacts *ps;
438         int sig, ret;
439
440         ret = 0;
441         td = curthread;
442         p = curproc;
443         sc = SC_LOOKUP(wchan);
444         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
445         MPASS(wchan != NULL);
446         if ((td->td_pflags & TDP_WAKEUP) != 0) {
447                 td->td_pflags &= ~TDP_WAKEUP;
448                 ret = EINTR;
449                 thread_lock(td);
450                 goto out;
451         }
452
453         /*
454          * See if there are any pending signals or suspension requests for this
455          * thread.  If not, we can switch immediately.
456          */
457         thread_lock(td);
458         if ((td->td_flags & (TDF_NEEDSIGCHK | TDF_NEEDSUSPCHK)) != 0) {
459                 thread_unlock(td);
460                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
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                  * Check for suspension first. Checking for signals and then
466                  * suspending could result in a missed signal, since a signal
467                  * can be delivered while this thread is suspended.
468                  */
469                 if ((td->td_flags & TDF_NEEDSUSPCHK) != 0) {
470                         ret = thread_suspend_check(1);
471                         MPASS(ret == 0 || ret == EINTR || ret == ERESTART);
472                         if (ret != 0) {
473                                 PROC_UNLOCK(p);
474                                 mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
475                                 thread_lock(td);
476                                 goto out;
477                         }
478                 }
479                 if ((td->td_flags & TDF_NEEDSIGCHK) != 0) {
480                         ps = p->p_sigacts;
481                         mtx_lock(&ps->ps_mtx);
482                         sig = cursig(td);
483                         if (sig == -1) {
484                                 mtx_unlock(&ps->ps_mtx);
485                                 KASSERT((td->td_flags & TDF_SBDRY) != 0,
486                                     ("lost TDF_SBDRY"));
487                                 KASSERT(TD_SBDRY_INTR(td),
488                                     ("lost TDF_SERESTART of TDF_SEINTR"));
489                                 KASSERT((td->td_flags &
490                                     (TDF_SEINTR | TDF_SERESTART)) !=
491                                     (TDF_SEINTR | TDF_SERESTART),
492                                     ("both TDF_SEINTR and TDF_SERESTART"));
493                                 ret = TD_SBDRY_ERRNO(td);
494                         } else if (sig != 0) {
495                                 ret = SIGISMEMBER(ps->ps_sigintr, sig) ?
496                                     EINTR : ERESTART;
497                                 mtx_unlock(&ps->ps_mtx);
498                         } else {
499                                 mtx_unlock(&ps->ps_mtx);
500                         }
501
502                         /*
503                          * Do not go into sleep if this thread was the
504                          * ptrace(2) attach leader.  cursig() consumed
505                          * SIGSTOP from PT_ATTACH, but we usually act
506                          * on the signal by interrupting sleep, and
507                          * should do that here as well.
508                          */
509                         if ((td->td_dbgflags & TDB_FSTP) != 0) {
510                                 if (ret == 0)
511                                         ret = EINTR;
512                                 td->td_dbgflags &= ~TDB_FSTP;
513                         }
514                 }
515                 /*
516                  * Lock the per-process spinlock prior to dropping the PROC_LOCK
517                  * to avoid a signal delivery race.  PROC_LOCK, PROC_SLOCK, and
518                  * thread_lock() are currently held in tdsendsignal().
519                  */
520                 PROC_SLOCK(p);
521                 mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
522                 PROC_UNLOCK(p);
523                 thread_lock(td);
524                 PROC_SUNLOCK(p);
525         }
526         if (ret == 0) {
527                 sleepq_switch(wchan, pri);
528                 return (0);
529         }
530 out:
531         /*
532          * There were pending signals and this thread is still
533          * on the sleep queue, remove it from the sleep queue.
534          */
535         if (TD_ON_SLEEPQ(td)) {
536                 sq = sleepq_lookup(wchan);
537                 if (sleepq_resume_thread(sq, td, 0)) {
538 #ifdef INVARIANTS
539                         /*
540                          * This thread hasn't gone to sleep yet, so it
541                          * should not be swapped out.
542                          */
543                         panic("not waking up swapper");
544 #endif
545                 }
546         }
547         mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
548         MPASS(td->td_lock != &sc->sc_lock);
549         return (ret);
550 }
551
552 /*
553  * Switches to another thread if we are still asleep on a sleep queue.
554  * Returns with thread lock.
555  */
556 static void
557 sleepq_switch(void *wchan, int pri)
558 {
559         struct sleepqueue_chain *sc;
560         struct sleepqueue *sq;
561         struct thread *td;
562         bool rtc_changed;
563
564         td = curthread;
565         sc = SC_LOOKUP(wchan);
566         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
567         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
568
569         /*
570          * If we have a sleep queue, then we've already been woken up, so
571          * just return.
572          */
573         if (td->td_sleepqueue != NULL) {
574                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
575                 return;
576         }
577
578         /*
579          * If TDF_TIMEOUT is set, then our sleep has been timed out
580          * already but we are still on the sleep queue, so dequeue the
581          * thread and return.
582          *
583          * Do the same if the real-time clock has been adjusted since this
584          * thread calculated its timeout based on that clock.  This handles
585          * the following race:
586          * - The Ts thread needs to sleep until an absolute real-clock time.
587          *   It copies the global rtc_generation into curthread->td_rtcgen,
588          *   reads the RTC, and calculates a sleep duration based on that time.
589          *   See umtxq_sleep() for an example.
590          * - The Tc thread adjusts the RTC, bumps rtc_generation, and wakes
591          *   threads that are sleeping until an absolute real-clock time.
592          *   See tc_setclock() and the POSIX specification of clock_settime().
593          * - Ts reaches the code below.  It holds the sleepqueue chain lock,
594          *   so Tc has finished waking, so this thread must test td_rtcgen.
595          * (The declaration of td_rtcgen refers to this comment.)
596          */
597         rtc_changed = td->td_rtcgen != 0 && td->td_rtcgen != rtc_generation;
598         if ((td->td_flags & TDF_TIMEOUT) || rtc_changed) {
599                 if (rtc_changed) {
600                         td->td_rtcgen = 0;
601                 }
602                 MPASS(TD_ON_SLEEPQ(td));
603                 sq = sleepq_lookup(wchan);
604                 if (sleepq_resume_thread(sq, td, 0)) {
605 #ifdef INVARIANTS
606                         /*
607                          * This thread hasn't gone to sleep yet, so it
608                          * should not be swapped out.
609                          */
610                         panic("not waking up swapper");
611 #endif
612                 }
613                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
614                 return;
615         }
616 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
617         if (prof_enabled)
618                 sleepq_profile(td->td_wmesg);
619 #endif
620         MPASS(td->td_sleepqueue == NULL);
621         sched_sleep(td, pri);
622         thread_lock_set(td, &sc->sc_lock);
623         SDT_PROBE0(sched, , , sleep);
624         TD_SET_SLEEPING(td);
625         mi_switch(SW_VOL | SWT_SLEEPQ, NULL);
626         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td), ("running but not TDS_RUNNING"));
627         CTR3(KTR_PROC, "sleepq resume: thread %p (pid %ld, %s)",
628             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, (void *)td->td_name);
629 }
630
631 /*
632  * Check to see if we timed out.
633  */
634 static int
635 sleepq_check_timeout(void)
636 {
637         struct thread *td;
638         int res;
639
640         td = curthread;
641         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
642
643         /*
644          * If TDF_TIMEOUT is set, we timed out.  But recheck
645          * td_sleeptimo anyway.
646          */
647         res = 0;
648         if (td->td_sleeptimo != 0) {
649                 if (td->td_sleeptimo <= sbinuptime())
650                         res = EWOULDBLOCK;
651                 td->td_sleeptimo = 0;
652         }
653         if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT)
654                 td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
655         else
656                 /*
657                  * We ignore the situation where timeout subsystem was
658                  * unable to stop our callout.  The struct thread is
659                  * type-stable, the callout will use the correct
660                  * memory when running.  The checks of the
661                  * td_sleeptimo value in this function and in
662                  * sleepq_timeout() ensure that the thread does not
663                  * get spurious wakeups, even if the callout was reset
664                  * or thread reused.
665                  */
666                 callout_stop(&td->td_slpcallout);
667         return (res);
668 }
669
670 /*
671  * Check to see if we were awoken by a signal.
672  */
673 static int
674 sleepq_check_signals(void)
675 {
676         struct thread *td;
677
678         td = curthread;
679         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
680
681         /* We are no longer in an interruptible sleep. */
682         if (td->td_flags & TDF_SINTR)
683                 td->td_flags &= ~TDF_SINTR;
684
685         if (td->td_flags & TDF_SLEEPABORT) {
686                 td->td_flags &= ~TDF_SLEEPABORT;
687                 return (td->td_intrval);
688         }
689
690         return (0);
691 }
692
693 /*
694  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue.
695  */
696 void
697 sleepq_wait(void *wchan, int pri)
698 {
699         struct thread *td;
700
701         td = curthread;
702         MPASS(!(td->td_flags & TDF_SINTR));
703         thread_lock(td);
704         sleepq_switch(wchan, pri);
705         thread_unlock(td);
706 }
707
708 /*
709  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue
710  * or it is interrupted by a signal.
711  */
712 int
713 sleepq_wait_sig(void *wchan, int pri)
714 {
715         int rcatch;
716         int rval;
717
718         rcatch = sleepq_catch_signals(wchan, pri);
719         rval = sleepq_check_signals();
720         thread_unlock(curthread);
721         if (rcatch)
722                 return (rcatch);
723         return (rval);
724 }
725
726 /*
727  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue
728  * or it times out while waiting.
729  */
730 int
731 sleepq_timedwait(void *wchan, int pri)
732 {
733         struct thread *td;
734         int rval;
735
736         td = curthread;
737         MPASS(!(td->td_flags & TDF_SINTR));
738         thread_lock(td);
739         sleepq_switch(wchan, pri);
740         rval = sleepq_check_timeout();
741         thread_unlock(td);
742
743         return (rval);
744 }
745
746 /*
747  * Block the current thread until it is awakened from its sleep queue,
748  * it is interrupted by a signal, or it times out waiting to be awakened.
749  */
750 int
751 sleepq_timedwait_sig(void *wchan, int pri)
752 {
753         int rcatch, rvalt, rvals;
754
755         rcatch = sleepq_catch_signals(wchan, pri);
756         rvalt = sleepq_check_timeout();
757         rvals = sleepq_check_signals();
758         thread_unlock(curthread);
759         if (rcatch)
760                 return (rcatch);
761         if (rvals)
762                 return (rvals);
763         return (rvalt);
764 }
765
766 /*
767  * Returns the type of sleepqueue given a waitchannel.
768  */
769 int
770 sleepq_type(void *wchan)
771 {
772         struct sleepqueue *sq;
773         int type;
774
775         MPASS(wchan != NULL);
776
777         sleepq_lock(wchan);
778         sq = sleepq_lookup(wchan);
779         if (sq == NULL) {
780                 sleepq_release(wchan);
781                 return (-1);
782         }
783         type = sq->sq_type;
784         sleepq_release(wchan);
785         return (type);
786 }
787
788 /*
789  * Removes a thread from a sleep queue and makes it
790  * runnable.
791  */
792 static int
793 sleepq_resume_thread(struct sleepqueue *sq, struct thread *td, int pri)
794 {
795         struct sleepqueue_chain *sc __unused;
796
797         MPASS(td != NULL);
798         MPASS(sq->sq_wchan != NULL);
799         MPASS(td->td_wchan == sq->sq_wchan);
800         MPASS(td->td_sqqueue < NR_SLEEPQS && td->td_sqqueue >= 0);
801         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
802         sc = SC_LOOKUP(sq->sq_wchan);
803         mtx_assert(&sc->sc_lock, MA_OWNED);
804
805         SDT_PROBE2(sched, , , wakeup, td, td->td_proc);
806
807         /* Remove the thread from the queue. */
808         sq->sq_blockedcnt[td->td_sqqueue]--;
809         TAILQ_REMOVE(&sq->sq_blocked[td->td_sqqueue], td, td_slpq);
810
811         /*
812          * Get a sleep queue for this thread.  If this is the last waiter,
813          * use the queue itself and take it out of the chain, otherwise,
814          * remove a queue from the free list.
815          */
816         if (LIST_EMPTY(&sq->sq_free)) {
817                 td->td_sleepqueue = sq;
818 #ifdef INVARIANTS
819                 sq->sq_wchan = NULL;
820 #endif
821 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
822                 sc->sc_depth--;
823 #endif
824         } else
825                 td->td_sleepqueue = LIST_FIRST(&sq->sq_free);
826         LIST_REMOVE(td->td_sleepqueue, sq_hash);
827
828         td->td_wmesg = NULL;
829         td->td_wchan = NULL;
830         td->td_flags &= ~TDF_SINTR;
831
832         CTR3(KTR_PROC, "sleepq_wakeup: thread %p (pid %ld, %s)",
833             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, td->td_name);
834
835         /* Adjust priority if requested. */
836         MPASS(pri == 0 || (pri >= PRI_MIN && pri <= PRI_MAX));
837         if (pri != 0 && td->td_priority > pri &&
838             PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
839                 sched_prio(td, pri);
840
841         /*
842          * Note that thread td might not be sleeping if it is running
843          * sleepq_catch_signals() on another CPU or is blocked on its
844          * proc lock to check signals.  There's no need to mark the
845          * thread runnable in that case.
846          */
847         if (TD_IS_SLEEPING(td)) {
848                 TD_CLR_SLEEPING(td);
849                 return (setrunnable(td));
850         }
851         return (0);
852 }
853
854 #ifdef INVARIANTS
855 /*
856  * UMA zone item deallocator.
857  */
858 static void
859 sleepq_dtor(void *mem, int size, void *arg)
860 {
861         struct sleepqueue *sq;
862         int i;
863
864         sq = mem;
865         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
866                 MPASS(TAILQ_EMPTY(&sq->sq_blocked[i]));
867                 MPASS(sq->sq_blockedcnt[i] == 0);
868         }
869 }
870 #endif
871
872 /*
873  * UMA zone item initializer.
874  */
875 static int
876 sleepq_init(void *mem, int size, int flags)
877 {
878         struct sleepqueue *sq;
879         int i;
880
881         bzero(mem, size);
882         sq = mem;
883         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
884                 TAILQ_INIT(&sq->sq_blocked[i]);
885                 sq->sq_blockedcnt[i] = 0;
886         }
887         LIST_INIT(&sq->sq_free);
888         return (0);
889 }
890
891 /*
892  * Find the highest priority thread sleeping on a wait channel and resume it.
893  */
894 int
895 sleepq_signal(void *wchan, int flags, int pri, int queue)
896 {
897         struct sleepqueue *sq;
898         struct thread *td, *besttd;
899         int wakeup_swapper;
900
901         CTR2(KTR_PROC, "sleepq_signal(%p, %d)", wchan, flags);
902         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
903         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
904         sq = sleepq_lookup(wchan);
905         if (sq == NULL)
906                 return (0);
907         KASSERT(sq->sq_type == (flags & SLEEPQ_TYPE),
908             ("%s: mismatch between sleep/wakeup and cv_*", __func__));
909
910         /*
911          * Find the highest priority thread on the queue.  If there is a
912          * tie, use the thread that first appears in the queue as it has
913          * been sleeping the longest since threads are always added to
914          * the tail of sleep queues.
915          */
916         besttd = TAILQ_FIRST(&sq->sq_blocked[queue]);
917         TAILQ_FOREACH(td, &sq->sq_blocked[queue], td_slpq) {
918                 if (td->td_priority < besttd->td_priority)
919                         besttd = td;
920         }
921         MPASS(besttd != NULL);
922         thread_lock(besttd);
923         wakeup_swapper = sleepq_resume_thread(sq, besttd, pri);
924         thread_unlock(besttd);
925         return (wakeup_swapper);
926 }
927
928 static bool
929 match_any(struct thread *td __unused)
930 {
931
932         return (true);
933 }
934
935 /*
936  * Resume all threads sleeping on a specified wait channel.
937  */
938 int
939 sleepq_broadcast(void *wchan, int flags, int pri, int queue)
940 {
941         struct sleepqueue *sq;
942
943         CTR2(KTR_PROC, "sleepq_broadcast(%p, %d)", wchan, flags);
944         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
945         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
946         sq = sleepq_lookup(wchan);
947         if (sq == NULL)
948                 return (0);
949         KASSERT(sq->sq_type == (flags & SLEEPQ_TYPE),
950             ("%s: mismatch between sleep/wakeup and cv_*", __func__));
951
952         return (sleepq_remove_matching(sq, queue, match_any, pri));
953 }
954
955 /*
956  * Resume threads on the sleep queue that match the given predicate.
957  */
958 int
959 sleepq_remove_matching(struct sleepqueue *sq, int queue,
960     bool (*matches)(struct thread *), int pri)
961 {
962         struct thread *td, *tdn;
963         int wakeup_swapper;
964
965         /*
966          * The last thread will be given ownership of sq and may
967          * re-enqueue itself before sleepq_resume_thread() returns,
968          * so we must cache the "next" queue item at the beginning
969          * of the final iteration.
970          */
971         wakeup_swapper = 0;
972         TAILQ_FOREACH_SAFE(td, &sq->sq_blocked[queue], td_slpq, tdn) {
973                 thread_lock(td);
974                 if (matches(td))
975                         wakeup_swapper |= sleepq_resume_thread(sq, td, pri);
976                 thread_unlock(td);
977         }
978
979         return (wakeup_swapper);
980 }
981
982 /*
983  * Time sleeping threads out.  When the timeout expires, the thread is
984  * removed from the sleep queue and made runnable if it is still asleep.
985  */
986 static void
987 sleepq_timeout(void *arg)
988 {
989         struct sleepqueue_chain *sc __unused;
990         struct sleepqueue *sq;
991         struct thread *td;
992         void *wchan;
993         int wakeup_swapper;
994
995         td = arg;
996         wakeup_swapper = 0;
997         CTR3(KTR_PROC, "sleepq_timeout: thread %p (pid %ld, %s)",
998             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, (void *)td->td_name);
999
1000         thread_lock(td);
1001
1002         if (td->td_sleeptimo > sbinuptime() || td->td_sleeptimo == 0) {
1003                 /*
1004                  * The thread does not want a timeout (yet).
1005                  */
1006         } else if (TD_IS_SLEEPING(td) && TD_ON_SLEEPQ(td)) {
1007                 /*
1008                  * See if the thread is asleep and get the wait
1009                  * channel if it is.
1010                  */
1011                 wchan = td->td_wchan;
1012                 sc = SC_LOOKUP(wchan);
1013                 THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &sc->sc_lock);
1014                 sq = sleepq_lookup(wchan);
1015                 MPASS(sq != NULL);
1016                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
1017                 wakeup_swapper = sleepq_resume_thread(sq, td, 0);
1018         } else if (TD_ON_SLEEPQ(td)) {
1019                 /*
1020                  * If the thread is on the SLEEPQ but isn't sleeping
1021                  * yet, it can either be on another CPU in between
1022                  * sleepq_add() and one of the sleepq_*wait*()
1023                  * routines or it can be in sleepq_catch_signals().
1024                  */
1025                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
1026         }
1027
1028         thread_unlock(td);
1029         if (wakeup_swapper)
1030                 kick_proc0();
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Resumes a specific thread from the sleep queue associated with a specific
1035  * wait channel if it is on that queue.
1036  */
1037 void
1038 sleepq_remove(struct thread *td, void *wchan)
1039 {
1040         struct sleepqueue *sq;
1041         int wakeup_swapper;
1042
1043         /*
1044          * Look up the sleep queue for this wait channel, then re-check
1045          * that the thread is asleep on that channel, if it is not, then
1046          * bail.
1047          */
1048         MPASS(wchan != NULL);
1049         sleepq_lock(wchan);
1050         sq = sleepq_lookup(wchan);
1051         /*
1052          * We can not lock the thread here as it may be sleeping on a
1053          * different sleepq.  However, holding the sleepq lock for this
1054          * wchan can guarantee that we do not miss a wakeup for this
1055          * channel.  The asserts below will catch any false positives.
1056          */
1057         if (!TD_ON_SLEEPQ(td) || td->td_wchan != wchan) {
1058                 sleepq_release(wchan);
1059                 return;
1060         }
1061         /* Thread is asleep on sleep queue sq, so wake it up. */
1062         thread_lock(td);
1063         MPASS(sq != NULL);
1064         MPASS(td->td_wchan == wchan);
1065         wakeup_swapper = sleepq_resume_thread(sq, td, 0);
1066         thread_unlock(td);
1067         sleepq_release(wchan);
1068         if (wakeup_swapper)
1069                 kick_proc0();
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Abort a thread as if an interrupt had occurred.  Only abort
1074  * interruptible waits (unfortunately it isn't safe to abort others).
1075  */
1076 int
1077 sleepq_abort(struct thread *td, int intrval)
1078 {
1079         struct sleepqueue *sq;
1080         void *wchan;
1081
1082         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1083         MPASS(TD_ON_SLEEPQ(td));
1084         MPASS(td->td_flags & TDF_SINTR);
1085         MPASS(intrval == EINTR || intrval == ERESTART);
1086
1087         /*
1088          * If the TDF_TIMEOUT flag is set, just leave. A
1089          * timeout is scheduled anyhow.
1090          */
1091         if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT)
1092                 return (0);
1093
1094         CTR3(KTR_PROC, "sleepq_abort: thread %p (pid %ld, %s)",
1095             (void *)td, (long)td->td_proc->p_pid, (void *)td->td_name);
1096         td->td_intrval = intrval;
1097         td->td_flags |= TDF_SLEEPABORT;
1098         /*
1099          * If the thread has not slept yet it will find the signal in
1100          * sleepq_catch_signals() and call sleepq_resume_thread.  Otherwise
1101          * we have to do it here.
1102          */
1103         if (!TD_IS_SLEEPING(td))
1104                 return (0);
1105         wchan = td->td_wchan;
1106         MPASS(wchan != NULL);
1107         sq = sleepq_lookup(wchan);
1108         MPASS(sq != NULL);
1109
1110         /* Thread is asleep on sleep queue sq, so wake it up. */
1111         return (sleepq_resume_thread(sq, td, 0));
1112 }
1113
1114 void
1115 sleepq_chains_remove_matching(bool (*matches)(struct thread *))
1116 {
1117         struct sleepqueue_chain *sc;
1118         struct sleepqueue *sq, *sq1;
1119         int i, wakeup_swapper;
1120
1121         wakeup_swapper = 0;
1122         for (sc = &sleepq_chains[0]; sc < sleepq_chains + SC_TABLESIZE; ++sc) {
1123                 if (LIST_EMPTY(&sc->sc_queues)) {
1124                         continue;
1125                 }
1126                 mtx_lock_spin(&sc->sc_lock);
1127                 LIST_FOREACH_SAFE(sq, &sc->sc_queues, sq_hash, sq1) {
1128                         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; ++i) {
1129                                 wakeup_swapper |= sleepq_remove_matching(sq, i,
1130                                     matches, 0);
1131                         }
1132                 }
1133                 mtx_unlock_spin(&sc->sc_lock);
1134         }
1135         if (wakeup_swapper) {
1136                 kick_proc0();
1137         }
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Prints the stacks of all threads presently sleeping on wchan/queue to
1142  * the sbuf sb.  Sets count_stacks_printed to the number of stacks actually
1143  * printed.  Typically, this will equal the number of threads sleeping on the
1144  * queue, but may be less if sb overflowed before all stacks were printed.
1145  */
1146 #ifdef STACK
1147 int
1148 sleepq_sbuf_print_stacks(struct sbuf *sb, void *wchan, int queue,
1149     int *count_stacks_printed)
1150 {
1151         struct thread *td, *td_next;
1152         struct sleepqueue *sq;
1153         struct stack **st;
1154         struct sbuf **td_infos;
1155         int i, stack_idx, error, stacks_to_allocate;
1156         bool finished;
1157
1158         error = 0;
1159         finished = false;
1160
1161         KASSERT(wchan != NULL, ("%s: invalid NULL wait channel", __func__));
1162         MPASS((queue >= 0) && (queue < NR_SLEEPQS));
1163
1164         stacks_to_allocate = 10;
1165         for (i = 0; i < 3 && !finished ; i++) {
1166                 /* We cannot malloc while holding the queue's spinlock, so
1167                  * we do our mallocs now, and hope it is enough.  If it
1168                  * isn't, we will free these, drop the lock, malloc more,
1169                  * and try again, up to a point.  After that point we will
1170                  * give up and report ENOMEM. We also cannot write to sb
1171                  * during this time since the client may have set the
1172                  * SBUF_AUTOEXTEND flag on their sbuf, which could cause a
1173                  * malloc as we print to it.  So we defer actually printing
1174                  * to sb until after we drop the spinlock.
1175                  */
1176
1177                 /* Where we will store the stacks. */
1178                 st = malloc(sizeof(struct stack *) * stacks_to_allocate,
1179                     M_TEMP, M_WAITOK);
1180                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1181                     stack_idx++)
1182                         st[stack_idx] = stack_create(M_WAITOK);
1183
1184                 /* Where we will store the td name, tid, etc. */
1185                 td_infos = malloc(sizeof(struct sbuf *) * stacks_to_allocate,
1186                     M_TEMP, M_WAITOK);
1187                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1188                     stack_idx++)
1189                         td_infos[stack_idx] = sbuf_new(NULL, NULL,
1190                             MAXCOMLEN + sizeof(struct thread *) * 2 + 40,
1191                             SBUF_FIXEDLEN);
1192
1193                 sleepq_lock(wchan);
1194                 sq = sleepq_lookup(wchan);
1195                 if (sq == NULL) {
1196                         /* This sleepq does not exist; exit and return ENOENT. */
1197                         error = ENOENT;
1198                         finished = true;
1199                         sleepq_release(wchan);
1200                         goto loop_end;
1201                 }
1202
1203                 stack_idx = 0;
1204                 /* Save thread info */
1205                 TAILQ_FOREACH_SAFE(td, &sq->sq_blocked[queue], td_slpq,
1206                     td_next) {
1207                         if (stack_idx >= stacks_to_allocate)
1208                                 goto loop_end;
1209
1210                         /* Note the td_lock is equal to the sleepq_lock here. */
1211                         stack_save_td(st[stack_idx], td);
1212
1213                         sbuf_printf(td_infos[stack_idx], "%d: %s %p",
1214                             td->td_tid, td->td_name, td);
1215
1216                         ++stack_idx;
1217                 }
1218
1219                 finished = true;
1220                 sleepq_release(wchan);
1221
1222                 /* Print the stacks */
1223                 for (i = 0; i < stack_idx; i++) {
1224                         sbuf_finish(td_infos[i]);
1225                         sbuf_printf(sb, "--- thread %s: ---\n", sbuf_data(td_infos[i]));
1226                         stack_sbuf_print(sb, st[i]);
1227                         sbuf_printf(sb, "\n");
1228
1229                         error = sbuf_error(sb);
1230                         if (error == 0)
1231                                 *count_stacks_printed = stack_idx;
1232                 }
1233
1234 loop_end:
1235                 if (!finished)
1236                         sleepq_release(wchan);
1237                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1238                     stack_idx++)
1239                         stack_destroy(st[stack_idx]);
1240                 for (stack_idx = 0; stack_idx < stacks_to_allocate;
1241                     stack_idx++)
1242                         sbuf_delete(td_infos[stack_idx]);
1243                 free(st, M_TEMP);
1244                 free(td_infos, M_TEMP);
1245                 stacks_to_allocate *= 10;
1246         }
1247
1248         if (!finished && error == 0)
1249                 error = ENOMEM;
1250
1251         return (error);
1252 }
1253 #endif
1254
1255 #ifdef SLEEPQUEUE_PROFILING
1256 #define SLEEPQ_PROF_LOCATIONS   1024
1257 #define SLEEPQ_SBUFSIZE         512
1258 struct sleepq_prof {
1259         LIST_ENTRY(sleepq_prof) sp_link;
1260         const char      *sp_wmesg;
1261         long            sp_count;
1262 };
1263
1264 LIST_HEAD(sqphead, sleepq_prof);
1265
1266 struct sqphead sleepq_prof_free;
1267 struct sqphead sleepq_hash[SC_TABLESIZE];
1268 static struct sleepq_prof sleepq_profent[SLEEPQ_PROF_LOCATIONS];
1269 static struct mtx sleepq_prof_lock;
1270 MTX_SYSINIT(sleepq_prof_lock, &sleepq_prof_lock, "sleepq_prof", MTX_SPIN);
1271
1272 static void
1273 sleepq_profile(const char *wmesg)
1274 {
1275         struct sleepq_prof *sp;
1276
1277         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1278         if (prof_enabled == 0)
1279                 goto unlock;
1280         LIST_FOREACH(sp, &sleepq_hash[SC_HASH(wmesg)], sp_link)
1281                 if (sp->sp_wmesg == wmesg)
1282                         goto done;
1283         sp = LIST_FIRST(&sleepq_prof_free);
1284         if (sp == NULL)
1285                 goto unlock;
1286         sp->sp_wmesg = wmesg;
1287         LIST_REMOVE(sp, sp_link);
1288         LIST_INSERT_HEAD(&sleepq_hash[SC_HASH(wmesg)], sp, sp_link);
1289 done:
1290         sp->sp_count++;
1291 unlock:
1292         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1293         return;
1294 }
1295
1296 static void
1297 sleepq_prof_reset(void)
1298 {
1299         struct sleepq_prof *sp;
1300         int enabled;
1301         int i;
1302
1303         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1304         enabled = prof_enabled;
1305         prof_enabled = 0;
1306         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++)
1307                 LIST_INIT(&sleepq_hash[i]);
1308         LIST_INIT(&sleepq_prof_free);
1309         for (i = 0; i < SLEEPQ_PROF_LOCATIONS; i++) {
1310                 sp = &sleepq_profent[i];
1311                 sp->sp_wmesg = NULL;
1312                 sp->sp_count = 0;
1313                 LIST_INSERT_HEAD(&sleepq_prof_free, sp, sp_link);
1314         }
1315         prof_enabled = enabled;
1316         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1317 }
1318
1319 static int
1320 enable_sleepq_prof(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1321 {
1322         int error, v;
1323
1324         v = prof_enabled;
1325         error = sysctl_handle_int(oidp, &v, v, req);
1326         if (error)
1327                 return (error);
1328         if (req->newptr == NULL)
1329                 return (error);
1330         if (v == prof_enabled)
1331                 return (0);
1332         if (v == 1)
1333                 sleepq_prof_reset();
1334         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1335         prof_enabled = !!v;
1336         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1337
1338         return (0);
1339 }
1340
1341 static int
1342 reset_sleepq_prof_stats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1343 {
1344         int error, v;
1345
1346         v = 0;
1347         error = sysctl_handle_int(oidp, &v, 0, req);
1348         if (error)
1349                 return (error);
1350         if (req->newptr == NULL)
1351                 return (error);
1352         if (v == 0)
1353                 return (0);
1354         sleepq_prof_reset();
1355
1356         return (0);
1357 }
1358
1359 static int
1360 dump_sleepq_prof_stats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1361 {
1362         struct sleepq_prof *sp;
1363         struct sbuf *sb;
1364         int enabled;
1365         int error;
1366         int i;
1367
1368         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
1369         if (error != 0)
1370                 return (error);
1371         sb = sbuf_new_for_sysctl(NULL, NULL, SLEEPQ_SBUFSIZE, req);
1372         sbuf_printf(sb, "\nwmesg\tcount\n");
1373         enabled = prof_enabled;
1374         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1375         prof_enabled = 0;
1376         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1377         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++) {
1378                 LIST_FOREACH(sp, &sleepq_hash[i], sp_link) {
1379                         sbuf_printf(sb, "%s\t%ld\n",
1380                             sp->sp_wmesg, sp->sp_count);
1381                 }
1382         }
1383         mtx_lock_spin(&sleepq_prof_lock);
1384         prof_enabled = enabled;
1385         mtx_unlock_spin(&sleepq_prof_lock);
1386
1387         error = sbuf_finish(sb);
1388         sbuf_delete(sb);
1389         return (error);
1390 }
1391
1392 SYSCTL_PROC(_debug_sleepq, OID_AUTO, stats, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
1393     NULL, 0, dump_sleepq_prof_stats, "A", "Sleepqueue profiling statistics");
1394 SYSCTL_PROC(_debug_sleepq, OID_AUTO, reset, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
1395     NULL, 0, reset_sleepq_prof_stats, "I",
1396     "Reset sleepqueue profiling statistics");
1397 SYSCTL_PROC(_debug_sleepq, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
1398     NULL, 0, enable_sleepq_prof, "I", "Enable sleepqueue profiling");
1399 #endif
1400
1401 #ifdef DDB
1402 DB_SHOW_COMMAND(sleepq, db_show_sleepqueue)
1403 {
1404         struct sleepqueue_chain *sc;
1405         struct sleepqueue *sq;
1406 #ifdef INVARIANTS
1407         struct lock_object *lock;
1408 #endif
1409         struct thread *td;
1410         void *wchan;
1411         int i;
1412
1413         if (!have_addr)
1414                 return;
1415
1416         /*
1417          * First, see if there is an active sleep queue for the wait channel
1418          * indicated by the address.
1419          */
1420         wchan = (void *)addr;
1421         sc = SC_LOOKUP(wchan);
1422         LIST_FOREACH(sq, &sc->sc_queues, sq_hash)
1423                 if (sq->sq_wchan == wchan)
1424                         goto found;
1425
1426         /*
1427          * Second, see if there is an active sleep queue at the address
1428          * indicated.
1429          */
1430         for (i = 0; i < SC_TABLESIZE; i++)
1431                 LIST_FOREACH(sq, &sleepq_chains[i].sc_queues, sq_hash) {
1432                         if (sq == (struct sleepqueue *)addr)
1433                                 goto found;
1434                 }
1435
1436         db_printf("Unable to locate a sleep queue via %p\n", (void *)addr);
1437         return;
1438 found:
1439         db_printf("Wait channel: %p\n", sq->sq_wchan);
1440         db_printf("Queue type: %d\n", sq->sq_type);
1441 #ifdef INVARIANTS
1442         if (sq->sq_lock) {
1443                 lock = sq->sq_lock;
1444                 db_printf("Associated Interlock: %p - (%s) %s\n", lock,
1445                     LOCK_CLASS(lock)->lc_name, lock->lo_name);
1446         }
1447 #endif
1448         db_printf("Blocked threads:\n");
1449         for (i = 0; i < NR_SLEEPQS; i++) {
1450                 db_printf("\nQueue[%d]:\n", i);
1451                 if (TAILQ_EMPTY(&sq->sq_blocked[i]))
1452                         db_printf("\tempty\n");
1453                 else
1454                         TAILQ_FOREACH(td, &sq->sq_blocked[i],
1455                                       td_slpq) {
1456                                 db_printf("\t%p (tid %d, pid %d, \"%s\")\n", td,
1457                                           td->td_tid, td->td_proc->p_pid,
1458                                           td->td_name);
1459                         }
1460                 db_printf("(expected: %u)\n", sq->sq_blockedcnt[i]);
1461         }
1462 }
1463
1464 /* Alias 'show sleepqueue' to 'show sleepq'. */
1465 DB_SHOW_ALIAS(sleepqueue, db_show_sleepqueue);
1466 #endif