]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.0.git/blob - sys/kern/sched_4bsd.c
Adjust to reflect 8.0-RELEASE.
[FreeBSD/releng/8.0.git] / sys / kern / sched_4bsd.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
20  *    without specific prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #include <sys/cdefs.h>
36 __FBSDID("$FreeBSD$");
37
38 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
39 #include "opt_sched.h"
40 #include "opt_kdtrace.h"
41
42 #include <sys/param.h>
43 #include <sys/systm.h>
44 #include <sys/cpuset.h>
45 #include <sys/kernel.h>
46 #include <sys/ktr.h>
47 #include <sys/lock.h>
48 #include <sys/kthread.h>
49 #include <sys/mutex.h>
50 #include <sys/proc.h>
51 #include <sys/resourcevar.h>
52 #include <sys/sched.h>
53 #include <sys/smp.h>
54 #include <sys/sysctl.h>
55 #include <sys/sx.h>
56 #include <sys/turnstile.h>
57 #include <sys/umtx.h>
58 #include <machine/pcb.h>
59 #include <machine/smp.h>
60
61 #ifdef HWPMC_HOOKS
62 #include <sys/pmckern.h>
63 #endif
64
65 #ifdef KDTRACE_HOOKS
66 #include <sys/dtrace_bsd.h>
67 int                             dtrace_vtime_active;
68 dtrace_vtime_switch_func_t      dtrace_vtime_switch_func;
69 #endif
70
71 /*
72  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT is only suitable for statclock() frequencies in
73  * the range 100-256 Hz (approximately).
74  */
75 #define ESTCPULIM(e) \
76     min((e), INVERSE_ESTCPU_WEIGHT * (NICE_WEIGHT * (PRIO_MAX - PRIO_MIN) - \
77     RQ_PPQ) + INVERSE_ESTCPU_WEIGHT - 1)
78 #ifdef SMP
79 #define INVERSE_ESTCPU_WEIGHT   (8 * smp_cpus)
80 #else
81 #define INVERSE_ESTCPU_WEIGHT   8       /* 1 / (priorities per estcpu level). */
82 #endif
83 #define NICE_WEIGHT             1       /* Priorities per nice level. */
84
85 #define TS_NAME_LEN (MAXCOMLEN + sizeof(" td ") + sizeof(__XSTRING(UINT_MAX)))
86
87 /*
88  * The schedulable entity that runs a context.
89  * This is  an extension to the thread structure and is tailored to
90  * the requirements of this scheduler
91  */
92 struct td_sched {
93         fixpt_t         ts_pctcpu;      /* (j) %cpu during p_swtime. */
94         int             ts_cpticks;     /* (j) Ticks of cpu time. */
95         int             ts_slptime;     /* (j) Seconds !RUNNING. */
96         int             ts_flags;
97         struct runq     *ts_runq;       /* runq the thread is currently on */
98 #ifdef KTR
99         char            ts_name[TS_NAME_LEN];
100 #endif
101 };
102
103 /* flags kept in td_flags */
104 #define TDF_DIDRUN      TDF_SCHED0      /* thread actually ran. */
105 #define TDF_BOUND       TDF_SCHED1      /* Bound to one CPU. */
106
107 /* flags kept in ts_flags */
108 #define TSF_AFFINITY    0x0001          /* Has a non-"full" CPU set. */
109
110 #define SKE_RUNQ_PCPU(ts)                                               \
111     ((ts)->ts_runq != 0 && (ts)->ts_runq != &runq)
112
113 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
114     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
115
116 static struct td_sched td_sched0;
117 struct mtx sched_lock;
118
119 static int      sched_tdcnt;    /* Total runnable threads in the system. */
120 static int      sched_quantum;  /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
121 #define SCHED_QUANTUM   (hz / 10)       /* Default sched quantum */
122
123 static void     setup_runqs(void);
124 static void     schedcpu(void);
125 static void     schedcpu_thread(void);
126 static void     sched_priority(struct thread *td, u_char prio);
127 static void     sched_setup(void *dummy);
128 static void     maybe_resched(struct thread *td);
129 static void     updatepri(struct thread *td);
130 static void     resetpriority(struct thread *td);
131 static void     resetpriority_thread(struct thread *td);
132 #ifdef SMP
133 static int      sched_pickcpu(struct thread *td);
134 static int      forward_wakeup(int cpunum);
135 static void     kick_other_cpu(int pri, int cpuid);
136 #endif
137
138 static struct kproc_desc sched_kp = {
139         "schedcpu",
140         schedcpu_thread,
141         NULL
142 };
143 SYSINIT(schedcpu, SI_SUB_RUN_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, kproc_start,
144     &sched_kp);
145 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
146
147 /*
148  * Global run queue.
149  */
150 static struct runq runq;
151
152 #ifdef SMP
153 /*
154  * Per-CPU run queues
155  */
156 static struct runq runq_pcpu[MAXCPU];
157 long runq_length[MAXCPU];
158 #endif
159
160 static void
161 setup_runqs(void)
162 {
163 #ifdef SMP
164         int i;
165
166         for (i = 0; i < MAXCPU; ++i)
167                 runq_init(&runq_pcpu[i]);
168 #endif
169
170         runq_init(&runq);
171 }
172
173 static int
174 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
175 {
176         int error, new_val;
177
178         new_val = sched_quantum * tick;
179         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
180         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
181                 return (error);
182         if (new_val < tick)
183                 return (EINVAL);
184         sched_quantum = new_val / tick;
185         hogticks = 2 * sched_quantum;
186         return (0);
187 }
188
189 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RD, 0, "Scheduler");
190
191 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "4BSD", 0,
192     "Scheduler name");
193
194 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
195     0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I",
196     "Roundrobin scheduling quantum in microseconds");
197
198 #ifdef SMP
199 /* Enable forwarding of wakeups to all other cpus */
200 SYSCTL_NODE(_kern_sched, OID_AUTO, ipiwakeup, CTLFLAG_RD, NULL, "Kernel SMP");
201
202 static int runq_fuzz = 1;
203 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, runq_fuzz, CTLFLAG_RW, &runq_fuzz, 0, "");
204
205 static int forward_wakeup_enabled = 1;
206 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, enabled, CTLFLAG_RW,
207            &forward_wakeup_enabled, 0,
208            "Forwarding of wakeup to idle CPUs");
209
210 static int forward_wakeups_requested = 0;
211 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, requested, CTLFLAG_RD,
212            &forward_wakeups_requested, 0,
213            "Requests for Forwarding of wakeup to idle CPUs");
214
215 static int forward_wakeups_delivered = 0;
216 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, delivered, CTLFLAG_RD,
217            &forward_wakeups_delivered, 0,
218            "Completed Forwarding of wakeup to idle CPUs");
219
220 static int forward_wakeup_use_mask = 1;
221 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, usemask, CTLFLAG_RW,
222            &forward_wakeup_use_mask, 0,
223            "Use the mask of idle cpus");
224
225 static int forward_wakeup_use_loop = 0;
226 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, useloop, CTLFLAG_RW,
227            &forward_wakeup_use_loop, 0,
228            "Use a loop to find idle cpus");
229
230 static int forward_wakeup_use_single = 0;
231 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, onecpu, CTLFLAG_RW,
232            &forward_wakeup_use_single, 0,
233            "Only signal one idle cpu");
234
235 static int forward_wakeup_use_htt = 0;
236 SYSCTL_INT(_kern_sched_ipiwakeup, OID_AUTO, htt2, CTLFLAG_RW,
237            &forward_wakeup_use_htt, 0,
238            "account for htt");
239
240 #endif
241 #if 0
242 static int sched_followon = 0;
243 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, followon, CTLFLAG_RW,
244            &sched_followon, 0,
245            "allow threads to share a quantum");
246 #endif
247
248 static __inline void
249 sched_load_add(void)
250 {
251
252         sched_tdcnt++;
253         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", "global load", sched_tdcnt);
254 }
255
256 static __inline void
257 sched_load_rem(void)
258 {
259
260         sched_tdcnt--;
261         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", "global load", sched_tdcnt);
262 }
263 /*
264  * Arrange to reschedule if necessary, taking the priorities and
265  * schedulers into account.
266  */
267 static void
268 maybe_resched(struct thread *td)
269 {
270
271         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
272         if (td->td_priority < curthread->td_priority)
273                 curthread->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
274 }
275
276 /*
277  * This function is called when a thread is about to be put on run queue
278  * because it has been made runnable or its priority has been adjusted.  It
279  * determines if the new thread should be immediately preempted to.  If so,
280  * it switches to it and eventually returns true.  If not, it returns false
281  * so that the caller may place the thread on an appropriate run queue.
282  */
283 int
284 maybe_preempt(struct thread *td)
285 {
286 #ifdef PREEMPTION
287         struct thread *ctd;
288         int cpri, pri;
289
290         /*
291          * The new thread should not preempt the current thread if any of the
292          * following conditions are true:
293          *
294          *  - The kernel is in the throes of crashing (panicstr).
295          *  - The current thread has a higher (numerically lower) or
296          *    equivalent priority.  Note that this prevents curthread from
297          *    trying to preempt to itself.
298          *  - It is too early in the boot for context switches (cold is set).
299          *  - The current thread has an inhibitor set or is in the process of
300          *    exiting.  In this case, the current thread is about to switch
301          *    out anyways, so there's no point in preempting.  If we did,
302          *    the current thread would not be properly resumed as well, so
303          *    just avoid that whole landmine.
304          *  - If the new thread's priority is not a realtime priority and
305          *    the current thread's priority is not an idle priority and
306          *    FULL_PREEMPTION is disabled.
307          *
308          * If all of these conditions are false, but the current thread is in
309          * a nested critical section, then we have to defer the preemption
310          * until we exit the critical section.  Otherwise, switch immediately
311          * to the new thread.
312          */
313         ctd = curthread;
314         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
315         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
316                         ("maybe_preempt: trying to run inhibited thread"));
317         pri = td->td_priority;
318         cpri = ctd->td_priority;
319         if (panicstr != NULL || pri >= cpri || cold /* || dumping */ ||
320             TD_IS_INHIBITED(ctd))
321                 return (0);
322 #ifndef FULL_PREEMPTION
323         if (pri > PRI_MAX_ITHD && cpri < PRI_MIN_IDLE)
324                 return (0);
325 #endif
326
327         if (ctd->td_critnest > 1) {
328                 CTR1(KTR_PROC, "maybe_preempt: in critical section %d",
329                     ctd->td_critnest);
330                 ctd->td_owepreempt = 1;
331                 return (0);
332         }
333         /*
334          * Thread is runnable but not yet put on system run queue.
335          */
336         MPASS(ctd->td_lock == td->td_lock);
337         MPASS(TD_ON_RUNQ(td));
338         TD_SET_RUNNING(td);
339         CTR3(KTR_PROC, "preempting to thread %p (pid %d, %s)\n", td,
340             td->td_proc->p_pid, td->td_name);
341         mi_switch(SW_INVOL | SW_PREEMPT | SWT_PREEMPT, td);
342         /*
343          * td's lock pointer may have changed.  We have to return with it
344          * locked.
345          */
346         spinlock_enter();
347         thread_unlock(ctd);
348         thread_lock(td);
349         spinlock_exit();
350         return (1);
351 #else
352         return (0);
353 #endif
354 }
355
356 /*
357  * Constants for digital decay and forget:
358  *      90% of (td_estcpu) usage in 5 * loadav time
359  *      95% of (ts_pctcpu) usage in 60 seconds (load insensitive)
360  *          Note that, as ps(1) mentions, this can let percentages
361  *          total over 100% (I've seen 137.9% for 3 processes).
362  *
363  * Note that schedclock() updates td_estcpu and p_cpticks asynchronously.
364  *
365  * We wish to decay away 90% of td_estcpu in (5 * loadavg) seconds.
366  * That is, the system wants to compute a value of decay such
367  * that the following for loop:
368  *      for (i = 0; i < (5 * loadavg); i++)
369  *              td_estcpu *= decay;
370  * will compute
371  *      td_estcpu *= 0.1;
372  * for all values of loadavg:
373  *
374  * Mathematically this loop can be expressed by saying:
375  *      decay ** (5 * loadavg) ~= .1
376  *
377  * The system computes decay as:
378  *      decay = (2 * loadavg) / (2 * loadavg + 1)
379  *
380  * We wish to prove that the system's computation of decay
381  * will always fulfill the equation:
382  *      decay ** (5 * loadavg) ~= .1
383  *
384  * If we compute b as:
385  *      b = 2 * loadavg
386  * then
387  *      decay = b / (b + 1)
388  *
389  * We now need to prove two things:
390  *      1) Given factor ** (5 * loadavg) ~= .1, prove factor == b/(b+1)
391  *      2) Given b/(b+1) ** power ~= .1, prove power == (5 * loadavg)
392  *
393  * Facts:
394  *         For x close to zero, exp(x) =~ 1 + x, since
395  *              exp(x) = 0! + x**1/1! + x**2/2! + ... .
396  *              therefore exp(-1/b) =~ 1 - (1/b) = (b-1)/b.
397  *         For x close to zero, ln(1+x) =~ x, since
398  *              ln(1+x) = x - x**2/2 + x**3/3 - ...     -1 < x < 1
399  *              therefore ln(b/(b+1)) = ln(1 - 1/(b+1)) =~ -1/(b+1).
400  *         ln(.1) =~ -2.30
401  *
402  * Proof of (1):
403  *    Solve (factor)**(power) =~ .1 given power (5*loadav):
404  *      solving for factor,
405  *      ln(factor) =~ (-2.30/5*loadav), or
406  *      factor =~ exp(-1/((5/2.30)*loadav)) =~ exp(-1/(2*loadav)) =
407  *          exp(-1/b) =~ (b-1)/b =~ b/(b+1).                    QED
408  *
409  * Proof of (2):
410  *    Solve (factor)**(power) =~ .1 given factor == (b/(b+1)):
411  *      solving for power,
412  *      power*ln(b/(b+1)) =~ -2.30, or
413  *      power =~ 2.3 * (b + 1) = 4.6*loadav + 2.3 =~ 5*loadav.  QED
414  *
415  * Actual power values for the implemented algorithm are as follows:
416  *      loadav: 1       2       3       4
417  *      power:  5.68    10.32   14.94   19.55
418  */
419
420 /* calculations for digital decay to forget 90% of usage in 5*loadav sec */
421 #define loadfactor(loadav)      (2 * (loadav))
422 #define decay_cpu(loadfac, cpu) (((loadfac) * (cpu)) / ((loadfac) + FSCALE))
423
424 /* decay 95% of `ts_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing */
425 static fixpt_t  ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
426 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
427
428 /*
429  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
430  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
431  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
432  *
433  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
434  *      1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
435  *
436  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
437  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
438  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
439  */
440 #define CCPU_SHIFT      11
441
442 /*
443  * Recompute process priorities, every hz ticks.
444  * MP-safe, called without the Giant mutex.
445  */
446 /* ARGSUSED */
447 static void
448 schedcpu(void)
449 {
450         register fixpt_t loadfac = loadfactor(averunnable.ldavg[0]);
451         struct thread *td;
452         struct proc *p;
453         struct td_sched *ts;
454         int awake, realstathz;
455
456         realstathz = stathz ? stathz : hz;
457         sx_slock(&allproc_lock);
458         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
459                 PROC_LOCK(p);
460                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
461                         awake = 0;
462                         thread_lock(td);
463                         ts = td->td_sched;
464                         /*
465                          * Increment sleep time (if sleeping).  We
466                          * ignore overflow, as above.
467                          */
468                         /*
469                          * The td_sched slptimes are not touched in wakeup
470                          * because the thread may not HAVE everything in
471                          * memory? XXX I think this is out of date.
472                          */
473                         if (TD_ON_RUNQ(td)) {
474                                 awake = 1;
475                                 td->td_flags &= ~TDF_DIDRUN;
476                         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
477                                 awake = 1;
478                                 /* Do not clear TDF_DIDRUN */
479                         } else if (td->td_flags & TDF_DIDRUN) {
480                                 awake = 1;
481                                 td->td_flags &= ~TDF_DIDRUN;
482                         }
483
484                         /*
485                          * ts_pctcpu is only for ps and ttyinfo().
486                          */
487                         ts->ts_pctcpu = (ts->ts_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
488                         /*
489                          * If the td_sched has been idle the entire second,
490                          * stop recalculating its priority until
491                          * it wakes up.
492                          */
493                         if (ts->ts_cpticks != 0) {
494 #if     (FSHIFT >= CCPU_SHIFT)
495                                 ts->ts_pctcpu += (realstathz == 100)
496                                     ? ((fixpt_t) ts->ts_cpticks) <<
497                                     (FSHIFT - CCPU_SHIFT) :
498                                     100 * (((fixpt_t) ts->ts_cpticks)
499                                     << (FSHIFT - CCPU_SHIFT)) / realstathz;
500 #else
501                                 ts->ts_pctcpu += ((FSCALE - ccpu) *
502                                     (ts->ts_cpticks *
503                                     FSCALE / realstathz)) >> FSHIFT;
504 #endif
505                                 ts->ts_cpticks = 0;
506                         }
507                         /*
508                          * If there are ANY running threads in this process,
509                          * then don't count it as sleeping.
510                          * XXX: this is broken.
511                          */
512                         if (awake) {
513                                 if (ts->ts_slptime > 1) {
514                                         /*
515                                          * In an ideal world, this should not
516                                          * happen, because whoever woke us
517                                          * up from the long sleep should have
518                                          * unwound the slptime and reset our
519                                          * priority before we run at the stale
520                                          * priority.  Should KASSERT at some
521                                          * point when all the cases are fixed.
522                                          */
523                                         updatepri(td);
524                                 }
525                                 ts->ts_slptime = 0;
526                         } else
527                                 ts->ts_slptime++;
528                         if (ts->ts_slptime > 1) {
529                                 thread_unlock(td);
530                                 continue;
531                         }
532                         td->td_estcpu = decay_cpu(loadfac, td->td_estcpu);
533                         resetpriority(td);
534                         resetpriority_thread(td);
535                         thread_unlock(td);
536                 }
537                 PROC_UNLOCK(p);
538         }
539         sx_sunlock(&allproc_lock);
540 }
541
542 /*
543  * Main loop for a kthread that executes schedcpu once a second.
544  */
545 static void
546 schedcpu_thread(void)
547 {
548
549         for (;;) {
550                 schedcpu();
551                 pause("-", hz);
552         }
553 }
554
555 /*
556  * Recalculate the priority of a process after it has slept for a while.
557  * For all load averages >= 1 and max td_estcpu of 255, sleeping for at
558  * least six times the loadfactor will decay td_estcpu to zero.
559  */
560 static void
561 updatepri(struct thread *td)
562 {
563         struct td_sched *ts;
564         fixpt_t loadfac;
565         unsigned int newcpu;
566
567         ts = td->td_sched;
568         loadfac = loadfactor(averunnable.ldavg[0]);
569         if (ts->ts_slptime > 5 * loadfac)
570                 td->td_estcpu = 0;
571         else {
572                 newcpu = td->td_estcpu;
573                 ts->ts_slptime--;       /* was incremented in schedcpu() */
574                 while (newcpu && --ts->ts_slptime)
575                         newcpu = decay_cpu(loadfac, newcpu);
576                 td->td_estcpu = newcpu;
577         }
578 }
579
580 /*
581  * Compute the priority of a process when running in user mode.
582  * Arrange to reschedule if the resulting priority is better
583  * than that of the current process.
584  */
585 static void
586 resetpriority(struct thread *td)
587 {
588         register unsigned int newpriority;
589
590         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE) {
591                 newpriority = PUSER + td->td_estcpu / INVERSE_ESTCPU_WEIGHT +
592                     NICE_WEIGHT * (td->td_proc->p_nice - PRIO_MIN);
593                 newpriority = min(max(newpriority, PRI_MIN_TIMESHARE),
594                     PRI_MAX_TIMESHARE);
595                 sched_user_prio(td, newpriority);
596         }
597 }
598
599 /*
600  * Update the thread's priority when the associated process's user
601  * priority changes.
602  */
603 static void
604 resetpriority_thread(struct thread *td)
605 {
606
607         /* Only change threads with a time sharing user priority. */
608         if (td->td_priority < PRI_MIN_TIMESHARE ||
609             td->td_priority > PRI_MAX_TIMESHARE)
610                 return;
611
612         /* XXX the whole needresched thing is broken, but not silly. */
613         maybe_resched(td);
614
615         sched_prio(td, td->td_user_pri);
616 }
617
618 /* ARGSUSED */
619 static void
620 sched_setup(void *dummy)
621 {
622         setup_runqs();
623
624         if (sched_quantum == 0)
625                 sched_quantum = SCHED_QUANTUM;
626         hogticks = 2 * sched_quantum;
627
628         /* Account for thread0. */
629         sched_load_add();
630 }
631
632 /* External interfaces start here */
633
634 /*
635  * Very early in the boot some setup of scheduler-specific
636  * parts of proc0 and of some scheduler resources needs to be done.
637  * Called from:
638  *  proc0_init()
639  */
640 void
641 schedinit(void)
642 {
643         /*
644          * Set up the scheduler specific parts of proc0.
645          */
646         proc0.p_sched = NULL; /* XXX */
647         thread0.td_sched = &td_sched0;
648         thread0.td_lock = &sched_lock;
649         mtx_init(&sched_lock, "sched lock", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
650 }
651
652 int
653 sched_runnable(void)
654 {
655 #ifdef SMP
656         return runq_check(&runq) + runq_check(&runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)]);
657 #else
658         return runq_check(&runq);
659 #endif
660 }
661
662 int
663 sched_rr_interval(void)
664 {
665         if (sched_quantum == 0)
666                 sched_quantum = SCHED_QUANTUM;
667         return (sched_quantum);
668 }
669
670 /*
671  * We adjust the priority of the current process.  The priority of
672  * a process gets worse as it accumulates CPU time.  The cpu usage
673  * estimator (td_estcpu) is increased here.  resetpriority() will
674  * compute a different priority each time td_estcpu increases by
675  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT
676  * (until MAXPRI is reached).  The cpu usage estimator ramps up
677  * quite quickly when the process is running (linearly), and decays
678  * away exponentially, at a rate which is proportionally slower when
679  * the system is busy.  The basic principle is that the system will
680  * 90% forget that the process used a lot of CPU time in 5 * loadav
681  * seconds.  This causes the system to favor processes which haven't
682  * run much recently, and to round-robin among other processes.
683  */
684 void
685 sched_clock(struct thread *td)
686 {
687         struct td_sched *ts;
688
689         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
690         ts = td->td_sched;
691
692         ts->ts_cpticks++;
693         td->td_estcpu = ESTCPULIM(td->td_estcpu + 1);
694         if ((td->td_estcpu % INVERSE_ESTCPU_WEIGHT) == 0) {
695                 resetpriority(td);
696                 resetpriority_thread(td);
697         }
698
699         /*
700          * Force a context switch if the current thread has used up a full
701          * quantum (default quantum is 100ms).
702          */
703         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td) &&
704             ticks - PCPU_GET(switchticks) >= sched_quantum)
705                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
706 }
707
708 /*
709  * Charge child's scheduling CPU usage to parent.
710  */
711 void
712 sched_exit(struct proc *p, struct thread *td)
713 {
714
715         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "proc exit",
716             "prio:td", td->td_priority);
717
718         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
719         sched_exit_thread(FIRST_THREAD_IN_PROC(p), td);
720 }
721
722 void
723 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
724 {
725
726         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "exit",
727             "prio:td", child->td_priority);
728         thread_lock(td);
729         td->td_estcpu = ESTCPULIM(td->td_estcpu + child->td_estcpu);
730         thread_unlock(td);
731         mtx_lock_spin(&sched_lock);
732         if ((child->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
733                 sched_load_rem();
734         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
735 }
736
737 void
738 sched_fork(struct thread *td, struct thread *childtd)
739 {
740         sched_fork_thread(td, childtd);
741 }
742
743 void
744 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *childtd)
745 {
746         struct td_sched *ts;
747
748         childtd->td_estcpu = td->td_estcpu;
749         childtd->td_lock = &sched_lock;
750         childtd->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
751         ts = childtd->td_sched;
752         bzero(ts, sizeof(*ts));
753         ts->ts_flags |= (td->td_sched->ts_flags & TSF_AFFINITY);
754 }
755
756 void
757 sched_nice(struct proc *p, int nice)
758 {
759         struct thread *td;
760
761         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
762         p->p_nice = nice;
763         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
764                 thread_lock(td);
765                 resetpriority(td);
766                 resetpriority_thread(td);
767                 thread_unlock(td);
768         }
769 }
770
771 void
772 sched_class(struct thread *td, int class)
773 {
774         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
775         td->td_pri_class = class;
776 }
777
778 /*
779  * Adjust the priority of a thread.
780  */
781 static void
782 sched_priority(struct thread *td, u_char prio)
783 {
784
785
786         KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "priority change",
787             "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d", prio, KTR_ATTR_LINKED,
788             sched_tdname(curthread));
789         if (td != curthread && prio > td->td_priority) {
790                 KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread),
791                     "lend prio", "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d",
792                     prio, KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
793         }
794         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
795         if (td->td_priority == prio)
796                 return;
797         td->td_priority = prio;
798         if (TD_ON_RUNQ(td) && td->td_rqindex != (prio / RQ_PPQ)) {
799                 sched_rem(td);
800                 sched_add(td, SRQ_BORING);
801         }
802 }
803
804 /*
805  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
806  * priority.
807  */
808 void
809 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
810 {
811
812         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
813         sched_priority(td, prio);
814 }
815
816 /*
817  * Restore a thread's priority when priority propagation is
818  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
819  * needs to have to satisfy other possible priority lending
820  * requests.  If the thread's regulary priority is less
821  * important than prio the thread will keep a priority boost
822  * of prio.
823  */
824 void
825 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
826 {
827         u_char base_pri;
828
829         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
830             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
831                 base_pri = td->td_user_pri;
832         else
833                 base_pri = td->td_base_pri;
834         if (prio >= base_pri) {
835                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
836                 sched_prio(td, base_pri);
837         } else
838                 sched_lend_prio(td, prio);
839 }
840
841 void
842 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
843 {
844         u_char oldprio;
845
846         /* First, update the base priority. */
847         td->td_base_pri = prio;
848
849         /*
850          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't ever
851          * lower the priority.
852          */
853         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
854                 return;
855
856         /* Change the real priority. */
857         oldprio = td->td_priority;
858         sched_priority(td, prio);
859
860         /*
861          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
862          * its state.
863          */
864         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
865                 turnstile_adjust(td, oldprio);
866 }
867
868 void
869 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
870 {
871         u_char oldprio;
872
873         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
874         td->td_base_user_pri = prio;
875         if (td->td_flags & TDF_UBORROWING && td->td_user_pri <= prio)
876                 return;
877         oldprio = td->td_user_pri;
878         td->td_user_pri = prio;
879 }
880
881 void
882 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
883 {
884         u_char oldprio;
885
886         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
887         td->td_flags |= TDF_UBORROWING;
888         oldprio = td->td_user_pri;
889         td->td_user_pri = prio;
890 }
891
892 void
893 sched_unlend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
894 {
895         u_char base_pri;
896
897         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
898         base_pri = td->td_base_user_pri;
899         if (prio >= base_pri) {
900                 td->td_flags &= ~TDF_UBORROWING;
901                 sched_user_prio(td, base_pri);
902         } else {
903                 sched_lend_user_prio(td, prio);
904         }
905 }
906
907 void
908 sched_sleep(struct thread *td, int pri)
909 {
910
911         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
912         td->td_slptick = ticks;
913         td->td_sched->ts_slptime = 0;
914         if (pri)
915                 sched_prio(td, pri);
916         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || pri <= PSOCK)
917                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
918 }
919
920 void
921 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
922 {
923         struct td_sched *ts;
924         struct proc *p;
925
926         ts = td->td_sched;
927         p = td->td_proc;
928
929         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
930
931         /* 
932          * Switch to the sched lock to fix things up and pick
933          * a new thread.
934          */
935         if (td->td_lock != &sched_lock) {
936                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
937                 thread_unlock(td);
938         }
939
940         if ((p->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
941                 sched_load_rem();
942
943         if (newtd)
944                 newtd->td_flags |= (td->td_flags & TDF_NEEDRESCHED);
945
946         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
947         td->td_flags &= ~TDF_NEEDRESCHED;
948         td->td_owepreempt = 0;
949         td->td_oncpu = NOCPU;
950
951         /*
952          * At the last moment, if this thread is still marked RUNNING,
953          * then put it back on the run queue as it has not been suspended
954          * or stopped or any thing else similar.  We never put the idle
955          * threads on the run queue, however.
956          */
957         if (td->td_flags & TDF_IDLETD) {
958                 TD_SET_CAN_RUN(td);
959 #ifdef SMP
960                 idle_cpus_mask &= ~PCPU_GET(cpumask);
961 #endif
962         } else {
963                 if (TD_IS_RUNNING(td)) {
964                         /* Put us back on the run queue. */
965                         sched_add(td, (flags & SW_PREEMPT) ?
966                             SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
967                             SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING);
968                 }
969         }
970         if (newtd) {
971                 /*
972                  * The thread we are about to run needs to be counted
973                  * as if it had been added to the run queue and selected.
974                  * It came from:
975                  * * A preemption
976                  * * An upcall
977                  * * A followon
978                  */
979                 KASSERT((newtd->td_inhibitors == 0),
980                         ("trying to run inhibited thread"));
981                 newtd->td_flags |= TDF_DIDRUN;
982                 TD_SET_RUNNING(newtd);
983                 if ((newtd->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
984                         sched_load_add();
985         } else {
986                 newtd = choosethread();
987         }
988         MPASS(newtd->td_lock == &sched_lock);
989
990         if (td != newtd) {
991 #ifdef  HWPMC_HOOKS
992                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
993                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
994 #endif
995                 /* I feel sleepy */
996                 lock_profile_release_lock(&sched_lock.lock_object);
997 #ifdef KDTRACE_HOOKS
998                 /*
999                  * If DTrace has set the active vtime enum to anything
1000                  * other than INACTIVE (0), then it should have set the
1001                  * function to call.
1002                  */
1003                 if (dtrace_vtime_active)
1004                         (*dtrace_vtime_switch_func)(newtd);
1005 #endif
1006
1007                 cpu_switch(td, newtd, td->td_lock);
1008                 lock_profile_obtain_lock_success(&sched_lock.lock_object,
1009                     0, 0, __FILE__, __LINE__);
1010                 /*
1011                  * Where am I?  What year is it?
1012                  * We are in the same thread that went to sleep above,
1013                  * but any amount of time may have passed. All our context
1014                  * will still be available as will local variables.
1015                  * PCPU values however may have changed as we may have
1016                  * changed CPU so don't trust cached values of them.
1017                  * New threads will go to fork_exit() instead of here
1018                  * so if you change things here you may need to change
1019                  * things there too.
1020                  *
1021                  * If the thread above was exiting it will never wake
1022                  * up again here, so either it has saved everything it
1023                  * needed to, or the thread_wait() or wait() will
1024                  * need to reap it.
1025                  */
1026 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1027                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1028                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
1029 #endif
1030         }
1031
1032 #ifdef SMP
1033         if (td->td_flags & TDF_IDLETD)
1034                 idle_cpus_mask |= PCPU_GET(cpumask);
1035 #endif
1036         sched_lock.mtx_lock = (uintptr_t)td;
1037         td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
1038         MPASS(td->td_lock == &sched_lock);
1039 }
1040
1041 void
1042 sched_wakeup(struct thread *td)
1043 {
1044         struct td_sched *ts;
1045
1046         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1047         ts = td->td_sched;
1048         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
1049         if (ts->ts_slptime > 1) {
1050                 updatepri(td);
1051                 resetpriority(td);
1052         }
1053         td->td_slptick = ticks;
1054         ts->ts_slptime = 0;
1055         sched_add(td, SRQ_BORING);
1056 }
1057
1058 #ifdef SMP
1059 static int
1060 forward_wakeup(int cpunum)
1061 {
1062         struct pcpu *pc;
1063         cpumask_t dontuse, id, map, map2, map3, me;
1064
1065         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1066
1067         CTR0(KTR_RUNQ, "forward_wakeup()");
1068
1069         if ((!forward_wakeup_enabled) ||
1070              (forward_wakeup_use_mask == 0 && forward_wakeup_use_loop == 0))
1071                 return (0);
1072         if (!smp_started || cold || panicstr)
1073                 return (0);
1074
1075         forward_wakeups_requested++;
1076
1077         /*
1078          * Check the idle mask we received against what we calculated
1079          * before in the old version.
1080          */
1081         me = PCPU_GET(cpumask);
1082
1083         /* Don't bother if we should be doing it ourself. */
1084         if ((me & idle_cpus_mask) && (cpunum == NOCPU || me == (1 << cpunum)))
1085                 return (0);
1086
1087         dontuse = me | stopped_cpus | hlt_cpus_mask;
1088         map3 = 0;
1089         if (forward_wakeup_use_loop) {
1090                 SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
1091                         id = pc->pc_cpumask;
1092                         if ((id & dontuse) == 0 &&
1093                             pc->pc_curthread == pc->pc_idlethread) {
1094                                 map3 |= id;
1095                         }
1096                 }
1097         }
1098
1099         if (forward_wakeup_use_mask) {
1100                 map = 0;
1101                 map = idle_cpus_mask & ~dontuse;
1102
1103                 /* If they are both on, compare and use loop if different. */
1104                 if (forward_wakeup_use_loop) {
1105                         if (map != map3) {
1106                                 printf("map (%02X) != map3 (%02X)\n", map,
1107                                     map3);
1108                                 map = map3;
1109                         }
1110                 }
1111         } else {
1112                 map = map3;
1113         }
1114
1115         /* If we only allow a specific CPU, then mask off all the others. */
1116         if (cpunum != NOCPU) {
1117                 KASSERT((cpunum <= mp_maxcpus),("forward_wakeup: bad cpunum."));
1118                 map &= (1 << cpunum);
1119         } else {
1120                 /* Try choose an idle die. */
1121                 if (forward_wakeup_use_htt) {
1122                         map2 =  (map & (map >> 1)) & 0x5555;
1123                         if (map2) {
1124                                 map = map2;
1125                         }
1126                 }
1127
1128                 /* Set only one bit. */
1129                 if (forward_wakeup_use_single) {
1130                         map = map & ((~map) + 1);
1131                 }
1132         }
1133         if (map) {
1134                 forward_wakeups_delivered++;
1135                 ipi_selected(map, IPI_AST);
1136                 return (1);
1137         }
1138         if (cpunum == NOCPU)
1139                 printf("forward_wakeup: Idle processor not found\n");
1140         return (0);
1141 }
1142
1143 static void
1144 kick_other_cpu(int pri, int cpuid)
1145 {
1146         struct pcpu *pcpu;
1147         int cpri;
1148
1149         pcpu = pcpu_find(cpuid);
1150         if (idle_cpus_mask & pcpu->pc_cpumask) {
1151                 forward_wakeups_delivered++;
1152                 ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_AST);
1153                 return;
1154         }
1155
1156         cpri = pcpu->pc_curthread->td_priority;
1157         if (pri >= cpri)
1158                 return;
1159
1160 #if defined(IPI_PREEMPTION) && defined(PREEMPTION)
1161 #if !defined(FULL_PREEMPTION)
1162         if (pri <= PRI_MAX_ITHD)
1163 #endif /* ! FULL_PREEMPTION */
1164         {
1165                 ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_PREEMPT);
1166                 return;
1167         }
1168 #endif /* defined(IPI_PREEMPTION) && defined(PREEMPTION) */
1169
1170         pcpu->pc_curthread->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
1171         ipi_selected(pcpu->pc_cpumask, IPI_AST);
1172         return;
1173 }
1174 #endif /* SMP */
1175
1176 #ifdef SMP
1177 static int
1178 sched_pickcpu(struct thread *td)
1179 {
1180         int best, cpu;
1181
1182         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1183
1184         if (THREAD_CAN_SCHED(td, td->td_lastcpu))
1185                 best = td->td_lastcpu;
1186         else
1187                 best = NOCPU;
1188         for (cpu = 0; cpu <= mp_maxid; cpu++) {
1189                 if (CPU_ABSENT(cpu))
1190                         continue;
1191                 if (!THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1192                         continue;
1193         
1194                 if (best == NOCPU)
1195                         best = cpu;
1196                 else if (runq_length[cpu] < runq_length[best])
1197                         best = cpu;
1198         }
1199         KASSERT(best != NOCPU, ("no valid CPUs"));
1200
1201         return (best);
1202 }
1203 #endif
1204
1205 void
1206 sched_add(struct thread *td, int flags)
1207 #ifdef SMP
1208 {
1209         struct td_sched *ts;
1210         int forwarded = 0;
1211         int cpu;
1212         int single_cpu = 0;
1213
1214         ts = td->td_sched;
1215         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1216         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
1217             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
1218         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
1219             ("sched_add: bad thread state"));
1220         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1221             ("sched_add: thread swapped out"));
1222
1223         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
1224             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
1225             sched_tdname(curthread));
1226         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
1227             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1228
1229
1230         /*
1231          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
1232          * to the scheduler's lock.
1233          */
1234         if (td->td_lock != &sched_lock) {
1235                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1236                 thread_lock_set(td, &sched_lock);
1237         }
1238         TD_SET_RUNQ(td);
1239
1240         if (td->td_pinned != 0) {
1241                 cpu = td->td_lastcpu;
1242                 ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1243                 single_cpu = 1;
1244                 CTR3(KTR_RUNQ,
1245                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td,
1246                     cpu);
1247         } else if (td->td_flags & TDF_BOUND) {
1248                 /* Find CPU from bound runq. */
1249                 KASSERT(SKE_RUNQ_PCPU(ts),
1250                     ("sched_add: bound td_sched not on cpu runq"));
1251                 cpu = ts->ts_runq - &runq_pcpu[0];
1252                 single_cpu = 1;
1253                 CTR3(KTR_RUNQ,
1254                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td,
1255                     cpu);
1256         } else if (ts->ts_flags & TSF_AFFINITY) {
1257                 /* Find a valid CPU for our cpuset */
1258                 cpu = sched_pickcpu(td);
1259                 ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1260                 single_cpu = 1;
1261                 CTR3(KTR_RUNQ,
1262                     "sched_add: Put td_sched:%p(td:%p) on cpu%d runq", ts, td,
1263                     cpu);
1264         } else {
1265                 CTR2(KTR_RUNQ,
1266                     "sched_add: adding td_sched:%p (td:%p) to gbl runq", ts,
1267                     td);
1268                 cpu = NOCPU;
1269                 ts->ts_runq = &runq;
1270         }
1271
1272         if (single_cpu && (cpu != PCPU_GET(cpuid))) {
1273                 kick_other_cpu(td->td_priority, cpu);
1274         } else {
1275                 if (!single_cpu) {
1276                         cpumask_t me = PCPU_GET(cpumask);
1277                         cpumask_t idle = idle_cpus_mask & me;
1278
1279                         if (!idle && ((flags & SRQ_INTR) == 0) &&
1280                             (idle_cpus_mask & ~(hlt_cpus_mask | me)))
1281                                 forwarded = forward_wakeup(cpu);
1282                 }
1283
1284                 if (!forwarded) {
1285                         if ((flags & SRQ_YIELDING) == 0 && maybe_preempt(td))
1286                                 return;
1287                         else
1288                                 maybe_resched(td);
1289                 }
1290         }
1291
1292         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
1293                 sched_load_add();
1294         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
1295         if (cpu != NOCPU)
1296                 runq_length[cpu]++;
1297 }
1298 #else /* SMP */
1299 {
1300         struct td_sched *ts;
1301
1302         ts = td->td_sched;
1303         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1304         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
1305             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
1306         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
1307             ("sched_add: bad thread state"));
1308         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1309             ("sched_add: thread swapped out"));
1310         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
1311             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
1312             sched_tdname(curthread));
1313         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
1314             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1315
1316         /*
1317          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
1318          * to the scheduler's lock.
1319          */
1320         if (td->td_lock != &sched_lock) {
1321                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1322                 thread_lock_set(td, &sched_lock);
1323         }
1324         TD_SET_RUNQ(td);
1325         CTR2(KTR_RUNQ, "sched_add: adding td_sched:%p (td:%p) to runq", ts, td);
1326         ts->ts_runq = &runq;
1327
1328         /*
1329          * If we are yielding (on the way out anyhow) or the thread
1330          * being saved is US, then don't try be smart about preemption
1331          * or kicking off another CPU as it won't help and may hinder.
1332          * In the YIEDLING case, we are about to run whoever is being
1333          * put in the queue anyhow, and in the OURSELF case, we are
1334          * puting ourself on the run queue which also only happens
1335          * when we are about to yield.
1336          */
1337         if ((flags & SRQ_YIELDING) == 0) {
1338                 if (maybe_preempt(td))
1339                         return;
1340         }
1341         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
1342                 sched_load_add();
1343         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
1344         maybe_resched(td);
1345 }
1346 #endif /* SMP */
1347
1348 void
1349 sched_rem(struct thread *td)
1350 {
1351         struct td_sched *ts;
1352
1353         ts = td->td_sched;
1354         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1355             ("sched_rem: thread swapped out"));
1356         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
1357             ("sched_rem: thread not on run queue"));
1358         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1359         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq rem",
1360             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
1361             sched_tdname(curthread));
1362
1363         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
1364                 sched_load_rem();
1365 #ifdef SMP
1366         if (ts->ts_runq != &runq)
1367                 runq_length[ts->ts_runq - runq_pcpu]--;
1368 #endif
1369         runq_remove(ts->ts_runq, td);
1370         TD_SET_CAN_RUN(td);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Select threads to run.  Note that running threads still consume a
1375  * slot.
1376  */
1377 struct thread *
1378 sched_choose(void)
1379 {
1380         struct thread *td;
1381         struct runq *rq;
1382
1383         mtx_assert(&sched_lock,  MA_OWNED);
1384 #ifdef SMP
1385         struct thread *tdcpu;
1386
1387         rq = &runq;
1388         td = runq_choose_fuzz(&runq, runq_fuzz);
1389         tdcpu = runq_choose(&runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)]);
1390
1391         if (td == NULL ||
1392             (tdcpu != NULL &&
1393              tdcpu->td_priority < td->td_priority)) {
1394                 CTR2(KTR_RUNQ, "choosing td %p from pcpu runq %d", tdcpu,
1395                      PCPU_GET(cpuid));
1396                 td = tdcpu;
1397                 rq = &runq_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
1398         } else {
1399                 CTR1(KTR_RUNQ, "choosing td_sched %p from main runq", td);
1400         }
1401
1402 #else
1403         rq = &runq;
1404         td = runq_choose(&runq);
1405 #endif
1406
1407         if (td) {
1408 #ifdef SMP
1409                 if (td == tdcpu)
1410                         runq_length[PCPU_GET(cpuid)]--;
1411 #endif
1412                 runq_remove(rq, td);
1413                 td->td_flags |= TDF_DIDRUN;
1414
1415                 KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
1416                     ("sched_choose: thread swapped out"));
1417                 return (td);
1418         }
1419         return (PCPU_GET(idlethread));
1420 }
1421
1422 void
1423 sched_preempt(struct thread *td)
1424 {
1425         thread_lock(td);
1426         if (td->td_critnest > 1)
1427                 td->td_owepreempt = 1;
1428         else
1429                 mi_switch(SW_INVOL | SW_PREEMPT | SWT_PREEMPT, NULL);
1430         thread_unlock(td);
1431 }
1432
1433 void
1434 sched_userret(struct thread *td)
1435 {
1436         /*
1437          * XXX we cheat slightly on the locking here to avoid locking in
1438          * the usual case.  Setting td_priority here is essentially an
1439          * incomplete workaround for not setting it properly elsewhere.
1440          * Now that some interrupt handlers are threads, not setting it
1441          * properly elsewhere can clobber it in the window between setting
1442          * it here and returning to user mode, so don't waste time setting
1443          * it perfectly here.
1444          */
1445         KASSERT((td->td_flags & TDF_BORROWING) == 0,
1446             ("thread with borrowed priority returning to userland"));
1447         if (td->td_priority != td->td_user_pri) {
1448                 thread_lock(td);
1449                 td->td_priority = td->td_user_pri;
1450                 td->td_base_pri = td->td_user_pri;
1451                 thread_unlock(td);
1452         }
1453 }
1454
1455 void
1456 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
1457 {
1458         struct td_sched *ts;
1459
1460         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1461         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td),
1462             ("sched_bind: cannot bind non-running thread"));
1463
1464         ts = td->td_sched;
1465
1466         td->td_flags |= TDF_BOUND;
1467 #ifdef SMP
1468         ts->ts_runq = &runq_pcpu[cpu];
1469         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
1470                 return;
1471
1472         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1473 #endif
1474 }
1475
1476 void
1477 sched_unbind(struct thread* td)
1478 {
1479         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1480         td->td_flags &= ~TDF_BOUND;
1481 }
1482
1483 int
1484 sched_is_bound(struct thread *td)
1485 {
1486         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1487         return (td->td_flags & TDF_BOUND);
1488 }
1489
1490 void
1491 sched_relinquish(struct thread *td)
1492 {
1493         thread_lock(td);
1494         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH, NULL);
1495         thread_unlock(td);
1496 }
1497
1498 int
1499 sched_load(void)
1500 {
1501         return (sched_tdcnt);
1502 }
1503
1504 int
1505 sched_sizeof_proc(void)
1506 {
1507         return (sizeof(struct proc));
1508 }
1509
1510 int
1511 sched_sizeof_thread(void)
1512 {
1513         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
1514 }
1515
1516 fixpt_t
1517 sched_pctcpu(struct thread *td)
1518 {
1519         struct td_sched *ts;
1520
1521         ts = td->td_sched;
1522         return (ts->ts_pctcpu);
1523 }
1524
1525 void
1526 sched_tick(void)
1527 {
1528 }
1529
1530 /*
1531  * The actual idle process.
1532  */
1533 void
1534 sched_idletd(void *dummy)
1535 {
1536
1537         for (;;) {
1538                 mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1539
1540                 while (sched_runnable() == 0)
1541                         cpu_idle(0);
1542
1543                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1544                 mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
1545                 mtx_unlock_spin(&sched_lock);
1546         }
1547 }
1548
1549 /*
1550  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
1551  */
1552 void
1553 sched_throw(struct thread *td)
1554 {
1555         /*
1556          * Correct spinlock nesting.  The idle thread context that we are
1557          * borrowing was created so that it would start out with a single
1558          * spin lock (sched_lock) held in fork_trampoline().  Since we've
1559          * explicitly acquired locks in this function, the nesting count
1560          * is now 2 rather than 1.  Since we are nested, calling
1561          * spinlock_exit() will simply adjust the counts without allowing
1562          * spin lock using code to interrupt us.
1563          */
1564         if (td == NULL) {
1565                 mtx_lock_spin(&sched_lock);
1566                 spinlock_exit();
1567         } else {
1568                 lock_profile_release_lock(&sched_lock.lock_object);
1569                 MPASS(td->td_lock == &sched_lock);
1570         }
1571         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED);
1572         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
1573         PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
1574         PCPU_SET(switchticks, ticks);
1575         cpu_throw(td, choosethread());  /* doesn't return */
1576 }
1577
1578 void
1579 sched_fork_exit(struct thread *td)
1580 {
1581
1582         /*
1583          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
1584          * non-nested critical section with sched_lock held but not recursed.
1585          */
1586         td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
1587         sched_lock.mtx_lock = (uintptr_t)td;
1588         lock_profile_obtain_lock_success(&sched_lock.lock_object,
1589             0, 0, __FILE__, __LINE__);
1590         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
1591 }
1592
1593 char *
1594 sched_tdname(struct thread *td)
1595 {
1596 #ifdef KTR
1597         struct td_sched *ts;
1598
1599         ts = td->td_sched;
1600         if (ts->ts_name[0] == '\0')
1601                 snprintf(ts->ts_name, sizeof(ts->ts_name),
1602                     "%s tid %d", td->td_name, td->td_tid);
1603         return (ts->ts_name);
1604 #else   
1605         return (td->td_name);
1606 #endif
1607 }
1608
1609 void
1610 sched_affinity(struct thread *td)
1611 {
1612 #ifdef SMP
1613         struct td_sched *ts;
1614         int cpu;
1615
1616         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);       
1617
1618         /*
1619          * Set the TSF_AFFINITY flag if there is at least one CPU this
1620          * thread can't run on.
1621          */
1622         ts = td->td_sched;
1623         ts->ts_flags &= ~TSF_AFFINITY;
1624         for (cpu = 0; cpu <= mp_maxid; cpu++) {
1625                 if (CPU_ABSENT(cpu))
1626                         continue;
1627                 if (!THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)) {
1628                         ts->ts_flags |= TSF_AFFINITY;
1629                         break;
1630                 }
1631         }
1632
1633         /*
1634          * If this thread can run on all CPUs, nothing else to do.
1635          */
1636         if (!(ts->ts_flags & TSF_AFFINITY))
1637                 return;
1638
1639         /* Pinned threads and bound threads should be left alone. */
1640         if (td->td_pinned != 0 || td->td_flags & TDF_BOUND)
1641                 return;
1642
1643         switch (td->td_state) {
1644         case TDS_RUNQ:
1645                 /*
1646                  * If we are on a per-CPU runqueue that is in the set,
1647                  * then nothing needs to be done.
1648                  */
1649                 if (ts->ts_runq != &runq &&
1650                     THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_runq - runq_pcpu))
1651                         return;
1652
1653                 /* Put this thread on a valid per-CPU runqueue. */
1654                 sched_rem(td);
1655                 sched_add(td, SRQ_BORING);
1656                 break;
1657         case TDS_RUNNING:
1658                 /*
1659                  * See if our current CPU is in the set.  If not, force a
1660                  * context switch.
1661                  */
1662                 if (THREAD_CAN_SCHED(td, td->td_oncpu))
1663                         return;
1664
1665                 td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
1666                 if (td != curthread)
1667                         ipi_selected(1 << cpu, IPI_AST);
1668                 break;
1669         default:
1670                 break;
1671         }
1672 #endif
1673 }