]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.0.git/blob - sys/kern/sched_ule.c
Adjust to reflect 8.0-RELEASE.
[FreeBSD/releng/8.0.git] / sys / kern / sched_ule.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2002-2007, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
10  *    disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
25  */
26
27 /*
28  * This file implements the ULE scheduler.  ULE supports independent CPU
29  * run queues and fine grain locking.  It has superior interactive
30  * performance under load even on uni-processor systems.
31  *
32  * etymology:
33  *   ULE is the last three letters in schedule.  It owes its name to a
34  * generic user created for a scheduling system by Paul Mikesell at
35  * Isilon Systems and a general lack of creativity on the part of the author.
36  */
37
38 #include <sys/cdefs.h>
39 __FBSDID("$FreeBSD$");
40
41 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
42 #include "opt_kdtrace.h"
43 #include "opt_sched.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/kdb.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/ktr.h>
50 #include <sys/lock.h>
51 #include <sys/mutex.h>
52 #include <sys/proc.h>
53 #include <sys/resource.h>
54 #include <sys/resourcevar.h>
55 #include <sys/sched.h>
56 #include <sys/smp.h>
57 #include <sys/sx.h>
58 #include <sys/sysctl.h>
59 #include <sys/sysproto.h>
60 #include <sys/turnstile.h>
61 #include <sys/umtx.h>
62 #include <sys/vmmeter.h>
63 #include <sys/cpuset.h>
64 #include <sys/sbuf.h>
65 #ifdef KTRACE
66 #include <sys/uio.h>
67 #include <sys/ktrace.h>
68 #endif
69
70 #ifdef HWPMC_HOOKS
71 #include <sys/pmckern.h>
72 #endif
73
74 #ifdef KDTRACE_HOOKS
75 #include <sys/dtrace_bsd.h>
76 int                             dtrace_vtime_active;
77 dtrace_vtime_switch_func_t      dtrace_vtime_switch_func;
78 #endif
79
80 #include <machine/cpu.h>
81 #include <machine/smp.h>
82
83 #if defined(__sparc64__) || defined(__mips__)
84 #error "This architecture is not currently compatible with ULE"
85 #endif
86
87 #define KTR_ULE 0
88
89 #define TS_NAME_LEN (MAXCOMLEN + sizeof(" td ") + sizeof(__XSTRING(UINT_MAX)))
90 #define TDQ_NAME_LEN    (sizeof("sched lock ") + sizeof(__XSTRING(MAXCPU)))
91 #define TDQ_LOADNAME_LEN        (PCPU_NAME_LEN + sizeof(" load"))
92
93 /*
94  * Thread scheduler specific section.  All fields are protected
95  * by the thread lock.
96  */
97 struct td_sched {       
98         struct runq     *ts_runq;       /* Run-queue we're queued on. */
99         short           ts_flags;       /* TSF_* flags. */
100         u_char          ts_cpu;         /* CPU that we have affinity for. */
101         int             ts_rltick;      /* Real last tick, for affinity. */
102         int             ts_slice;       /* Ticks of slice remaining. */
103         u_int           ts_slptime;     /* Number of ticks we vol. slept */
104         u_int           ts_runtime;     /* Number of ticks we were running */
105         int             ts_ltick;       /* Last tick that we were running on */
106         int             ts_ftick;       /* First tick that we were running on */
107         int             ts_ticks;       /* Tick count */
108 #ifdef KTR
109         char            ts_name[TS_NAME_LEN];
110 #endif
111 };
112 /* flags kept in ts_flags */
113 #define TSF_BOUND       0x0001          /* Thread can not migrate. */
114 #define TSF_XFERABLE    0x0002          /* Thread was added as transferable. */
115
116 static struct td_sched td_sched0;
117
118 #define THREAD_CAN_MIGRATE(td)  ((td)->td_pinned == 0)
119 #define THREAD_CAN_SCHED(td, cpu)       \
120     CPU_ISSET((cpu), &(td)->td_cpuset->cs_mask)
121
122 /*
123  * Cpu percentage computation macros and defines.
124  *
125  * SCHED_TICK_SECS:     Number of seconds to average the cpu usage across.
126  * SCHED_TICK_TARG:     Number of hz ticks to average the cpu usage across.
127  * SCHED_TICK_MAX:      Maximum number of ticks before scaling back.
128  * SCHED_TICK_SHIFT:    Shift factor to avoid rounding away results.
129  * SCHED_TICK_HZ:       Compute the number of hz ticks for a given ticks count.
130  * SCHED_TICK_TOTAL:    Gives the amount of time we've been recording ticks.
131  */
132 #define SCHED_TICK_SECS         10
133 #define SCHED_TICK_TARG         (hz * SCHED_TICK_SECS)
134 #define SCHED_TICK_MAX          (SCHED_TICK_TARG + hz)
135 #define SCHED_TICK_SHIFT        10
136 #define SCHED_TICK_HZ(ts)       ((ts)->ts_ticks >> SCHED_TICK_SHIFT)
137 #define SCHED_TICK_TOTAL(ts)    (max((ts)->ts_ltick - (ts)->ts_ftick, hz))
138
139 /*
140  * These macros determine priorities for non-interactive threads.  They are
141  * assigned a priority based on their recent cpu utilization as expressed
142  * by the ratio of ticks to the tick total.  NHALF priorities at the start
143  * and end of the MIN to MAX timeshare range are only reachable with negative
144  * or positive nice respectively.
145  *
146  * PRI_RANGE:   Priority range for utilization dependent priorities.
147  * PRI_NRESV:   Number of nice values.
148  * PRI_TICKS:   Compute a priority in PRI_RANGE from the ticks count and total.
149  * PRI_NICE:    Determines the part of the priority inherited from nice.
150  */
151 #define SCHED_PRI_NRESV         (PRIO_MAX - PRIO_MIN)
152 #define SCHED_PRI_NHALF         (SCHED_PRI_NRESV / 2)
153 #define SCHED_PRI_MIN           (PRI_MIN_TIMESHARE + SCHED_PRI_NHALF)
154 #define SCHED_PRI_MAX           (PRI_MAX_TIMESHARE - SCHED_PRI_NHALF)
155 #define SCHED_PRI_RANGE         (SCHED_PRI_MAX - SCHED_PRI_MIN)
156 #define SCHED_PRI_TICKS(ts)                                             \
157     (SCHED_TICK_HZ((ts)) /                                              \
158     (roundup(SCHED_TICK_TOTAL((ts)), SCHED_PRI_RANGE) / SCHED_PRI_RANGE))
159 #define SCHED_PRI_NICE(nice)    (nice)
160
161 /*
162  * These determine the interactivity of a process.  Interactivity differs from
163  * cpu utilization in that it expresses the voluntary time slept vs time ran
164  * while cpu utilization includes all time not running.  This more accurately
165  * models the intent of the thread.
166  *
167  * SLP_RUN_MAX: Maximum amount of sleep time + run time we'll accumulate
168  *              before throttling back.
169  * SLP_RUN_FORK:        Maximum slp+run time to inherit at fork time.
170  * INTERACT_MAX:        Maximum interactivity value.  Smaller is better.
171  * INTERACT_THRESH:     Threshhold for placement on the current runq.
172  */
173 #define SCHED_SLP_RUN_MAX       ((hz * 5) << SCHED_TICK_SHIFT)
174 #define SCHED_SLP_RUN_FORK      ((hz / 2) << SCHED_TICK_SHIFT)
175 #define SCHED_INTERACT_MAX      (100)
176 #define SCHED_INTERACT_HALF     (SCHED_INTERACT_MAX / 2)
177 #define SCHED_INTERACT_THRESH   (30)
178
179 /*
180  * tickincr:            Converts a stathz tick into a hz domain scaled by
181  *                      the shift factor.  Without the shift the error rate
182  *                      due to rounding would be unacceptably high.
183  * realstathz:          stathz is sometimes 0 and run off of hz.
184  * sched_slice:         Runtime of each thread before rescheduling.
185  * preempt_thresh:      Priority threshold for preemption and remote IPIs.
186  */
187 static int sched_interact = SCHED_INTERACT_THRESH;
188 static int realstathz;
189 static int tickincr;
190 static int sched_slice = 1;
191 #ifdef PREEMPTION
192 #ifdef FULL_PREEMPTION
193 static int preempt_thresh = PRI_MAX_IDLE;
194 #else
195 static int preempt_thresh = PRI_MIN_KERN;
196 #endif
197 #else 
198 static int preempt_thresh = 0;
199 #endif
200 static int static_boost = PRI_MIN_TIMESHARE;
201 static int sched_idlespins = 10000;
202 static int sched_idlespinthresh = 4;
203
204 /*
205  * tdq - per processor runqs and statistics.  All fields are protected by the
206  * tdq_lock.  The load and lowpri may be accessed without to avoid excess
207  * locking in sched_pickcpu();
208  */
209 struct tdq {
210         /* Ordered to improve efficiency of cpu_search() and switch(). */
211         struct mtx      tdq_lock;               /* run queue lock. */
212         struct cpu_group *tdq_cg;               /* Pointer to cpu topology. */
213         volatile int    tdq_load;               /* Aggregate load. */
214         int             tdq_sysload;            /* For loadavg, !ITHD load. */
215         int             tdq_transferable;       /* Transferable thread count. */
216         short           tdq_switchcnt;          /* Switches this tick. */
217         short           tdq_oldswitchcnt;       /* Switches last tick. */
218         u_char          tdq_lowpri;             /* Lowest priority thread. */
219         u_char          tdq_ipipending;         /* IPI pending. */
220         u_char          tdq_idx;                /* Current insert index. */
221         u_char          tdq_ridx;               /* Current removal index. */
222         struct runq     tdq_realtime;           /* real-time run queue. */
223         struct runq     tdq_timeshare;          /* timeshare run queue. */
224         struct runq     tdq_idle;               /* Queue of IDLE threads. */
225         char            tdq_name[TDQ_NAME_LEN];
226 #ifdef KTR
227         char            tdq_loadname[TDQ_LOADNAME_LEN];
228 #endif
229 } __aligned(64);
230
231 /* Idle thread states and config. */
232 #define TDQ_RUNNING     1
233 #define TDQ_IDLE        2
234
235 #ifdef SMP
236 struct cpu_group *cpu_top;              /* CPU topology */
237
238 #define SCHED_AFFINITY_DEFAULT  (max(1, hz / 1000))
239 #define SCHED_AFFINITY(ts, t)   ((ts)->ts_rltick > ticks - ((t) * affinity))
240
241 /*
242  * Run-time tunables.
243  */
244 static int rebalance = 1;
245 static int balance_interval = 128;      /* Default set in sched_initticks(). */
246 static int affinity;
247 static int steal_htt = 1;
248 static int steal_idle = 1;
249 static int steal_thresh = 2;
250
251 /*
252  * One thread queue per processor.
253  */
254 static struct tdq       tdq_cpu[MAXCPU];
255 static struct tdq       *balance_tdq;
256 static int balance_ticks;
257
258 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu[PCPU_GET(cpuid)])
259 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu[(x)])
260 #define TDQ_ID(x)       ((int)((x) - tdq_cpu))
261 #else   /* !SMP */
262 static struct tdq       tdq_cpu;
263
264 #define TDQ_ID(x)       (0)
265 #define TDQ_SELF()      (&tdq_cpu)
266 #define TDQ_CPU(x)      (&tdq_cpu)
267 #endif
268
269 #define TDQ_LOCK_ASSERT(t, type)        mtx_assert(TDQ_LOCKPTR((t)), (type))
270 #define TDQ_LOCK(t)             mtx_lock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
271 #define TDQ_LOCK_FLAGS(t, f)    mtx_lock_spin_flags(TDQ_LOCKPTR((t)), (f))
272 #define TDQ_UNLOCK(t)           mtx_unlock_spin(TDQ_LOCKPTR((t)))
273 #define TDQ_LOCKPTR(t)          (&(t)->tdq_lock)
274
275 static void sched_priority(struct thread *);
276 static void sched_thread_priority(struct thread *, u_char);
277 static int sched_interact_score(struct thread *);
278 static void sched_interact_update(struct thread *);
279 static void sched_interact_fork(struct thread *);
280 static void sched_pctcpu_update(struct td_sched *);
281
282 /* Operations on per processor queues */
283 static struct thread *tdq_choose(struct tdq *);
284 static void tdq_setup(struct tdq *);
285 static void tdq_load_add(struct tdq *, struct thread *);
286 static void tdq_load_rem(struct tdq *, struct thread *);
287 static __inline void tdq_runq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
288 static __inline void tdq_runq_rem(struct tdq *, struct thread *);
289 static inline int sched_shouldpreempt(int, int, int);
290 void tdq_print(int cpu);
291 static void runq_print(struct runq *rq);
292 static void tdq_add(struct tdq *, struct thread *, int);
293 #ifdef SMP
294 static int tdq_move(struct tdq *, struct tdq *);
295 static int tdq_idled(struct tdq *);
296 static void tdq_notify(struct tdq *, struct thread *);
297 static struct thread *tdq_steal(struct tdq *, int);
298 static struct thread *runq_steal(struct runq *, int);
299 static int sched_pickcpu(struct thread *, int);
300 static void sched_balance(void);
301 static int sched_balance_pair(struct tdq *, struct tdq *);
302 static inline struct tdq *sched_setcpu(struct thread *, int, int);
303 static inline struct mtx *thread_block_switch(struct thread *);
304 static inline void thread_unblock_switch(struct thread *, struct mtx *);
305 static struct mtx *sched_switch_migrate(struct tdq *, struct thread *, int);
306 static int sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
307 static int sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, 
308     struct cpu_group *cg, int indent);
309 #endif
310
311 static void sched_setup(void *dummy);
312 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_RUN_QUEUE, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
313
314 static void sched_initticks(void *dummy);
315 SYSINIT(sched_initticks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_THIRD, sched_initticks,
316     NULL);
317
318 /*
319  * Print the threads waiting on a run-queue.
320  */
321 static void
322 runq_print(struct runq *rq)
323 {
324         struct rqhead *rqh;
325         struct thread *td;
326         int pri;
327         int j;
328         int i;
329
330         for (i = 0; i < RQB_LEN; i++) {
331                 printf("\t\trunq bits %d 0x%zx\n",
332                     i, rq->rq_status.rqb_bits[i]);
333                 for (j = 0; j < RQB_BPW; j++)
334                         if (rq->rq_status.rqb_bits[i] & (1ul << j)) {
335                                 pri = j + (i << RQB_L2BPW);
336                                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
337                                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
338                                         printf("\t\t\ttd %p(%s) priority %d rqindex %d pri %d\n",
339                                             td, td->td_name, td->td_priority,
340                                             td->td_rqindex, pri);
341                                 }
342                         }
343         }
344 }
345
346 /*
347  * Print the status of a per-cpu thread queue.  Should be a ddb show cmd.
348  */
349 void
350 tdq_print(int cpu)
351 {
352         struct tdq *tdq;
353
354         tdq = TDQ_CPU(cpu);
355
356         printf("tdq %d:\n", TDQ_ID(tdq));
357         printf("\tlock            %p\n", TDQ_LOCKPTR(tdq));
358         printf("\tLock name:      %s\n", tdq->tdq_name);
359         printf("\tload:           %d\n", tdq->tdq_load);
360         printf("\tswitch cnt:     %d\n", tdq->tdq_switchcnt);
361         printf("\told switch cnt: %d\n", tdq->tdq_oldswitchcnt);
362         printf("\ttimeshare idx:  %d\n", tdq->tdq_idx);
363         printf("\ttimeshare ridx: %d\n", tdq->tdq_ridx);
364         printf("\tload transferable: %d\n", tdq->tdq_transferable);
365         printf("\tlowest priority:   %d\n", tdq->tdq_lowpri);
366         printf("\trealtime runq:\n");
367         runq_print(&tdq->tdq_realtime);
368         printf("\ttimeshare runq:\n");
369         runq_print(&tdq->tdq_timeshare);
370         printf("\tidle runq:\n");
371         runq_print(&tdq->tdq_idle);
372 }
373
374 static inline int
375 sched_shouldpreempt(int pri, int cpri, int remote)
376 {
377         /*
378          * If the new priority is not better than the current priority there is
379          * nothing to do.
380          */
381         if (pri >= cpri)
382                 return (0);
383         /*
384          * Always preempt idle.
385          */
386         if (cpri >= PRI_MIN_IDLE)
387                 return (1);
388         /*
389          * If preemption is disabled don't preempt others.
390          */
391         if (preempt_thresh == 0)
392                 return (0);
393         /*
394          * Preempt if we exceed the threshold.
395          */
396         if (pri <= preempt_thresh)
397                 return (1);
398         /*
399          * If we're realtime or better and there is timeshare or worse running
400          * preempt only remote processors.
401          */
402         if (remote && pri <= PRI_MAX_REALTIME && cpri > PRI_MAX_REALTIME)
403                 return (1);
404         return (0);
405 }
406
407 #define TS_RQ_PPQ       (((PRI_MAX_TIMESHARE - PRI_MIN_TIMESHARE) + 1) / RQ_NQS)
408 /*
409  * Add a thread to the actual run-queue.  Keeps transferable counts up to
410  * date with what is actually on the run-queue.  Selects the correct
411  * queue position for timeshare threads.
412  */
413 static __inline void
414 tdq_runq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
415 {
416         struct td_sched *ts;
417         u_char pri;
418
419         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
420         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
421
422         pri = td->td_priority;
423         ts = td->td_sched;
424         TD_SET_RUNQ(td);
425         if (THREAD_CAN_MIGRATE(td)) {
426                 tdq->tdq_transferable++;
427                 ts->ts_flags |= TSF_XFERABLE;
428         }
429         if (pri <= PRI_MAX_REALTIME) {
430                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_realtime;
431         } else if (pri <= PRI_MAX_TIMESHARE) {
432                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_timeshare;
433                 KASSERT(pri <= PRI_MAX_TIMESHARE && pri >= PRI_MIN_TIMESHARE,
434                         ("Invalid priority %d on timeshare runq", pri));
435                 /*
436                  * This queue contains only priorities between MIN and MAX
437                  * realtime.  Use the whole queue to represent these values.
438                  */
439                 if ((flags & (SRQ_BORROWING|SRQ_PREEMPTED)) == 0) {
440                         pri = (pri - PRI_MIN_TIMESHARE) / TS_RQ_PPQ;
441                         pri = (pri + tdq->tdq_idx) % RQ_NQS;
442                         /*
443                          * This effectively shortens the queue by one so we
444                          * can have a one slot difference between idx and
445                          * ridx while we wait for threads to drain.
446                          */
447                         if (tdq->tdq_ridx != tdq->tdq_idx &&
448                             pri == tdq->tdq_ridx)
449                                 pri = (unsigned char)(pri - 1) % RQ_NQS;
450                 } else
451                         pri = tdq->tdq_ridx;
452                 runq_add_pri(ts->ts_runq, td, pri, flags);
453                 return;
454         } else
455                 ts->ts_runq = &tdq->tdq_idle;
456         runq_add(ts->ts_runq, td, flags);
457 }
458
459 /* 
460  * Remove a thread from a run-queue.  This typically happens when a thread
461  * is selected to run.  Running threads are not on the queue and the
462  * transferable count does not reflect them.
463  */
464 static __inline void
465 tdq_runq_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
466 {
467         struct td_sched *ts;
468
469         ts = td->td_sched;
470         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
471         KASSERT(ts->ts_runq != NULL,
472             ("tdq_runq_remove: thread %p null ts_runq", td));
473         if (ts->ts_flags & TSF_XFERABLE) {
474                 tdq->tdq_transferable--;
475                 ts->ts_flags &= ~TSF_XFERABLE;
476         }
477         if (ts->ts_runq == &tdq->tdq_timeshare) {
478                 if (tdq->tdq_idx != tdq->tdq_ridx)
479                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, &tdq->tdq_ridx);
480                 else
481                         runq_remove_idx(ts->ts_runq, td, NULL);
482         } else
483                 runq_remove(ts->ts_runq, td);
484 }
485
486 /*
487  * Load is maintained for all threads RUNNING and ON_RUNQ.  Add the load
488  * for this thread to the referenced thread queue.
489  */
490 static void
491 tdq_load_add(struct tdq *tdq, struct thread *td)
492 {
493
494         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
495         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
496
497         tdq->tdq_load++;
498         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
499                 tdq->tdq_sysload++;
500         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
501 }
502
503 /*
504  * Remove the load from a thread that is transitioning to a sleep state or
505  * exiting.
506  */
507 static void
508 tdq_load_rem(struct tdq *tdq, struct thread *td)
509 {
510
511         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
512         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
513         KASSERT(tdq->tdq_load != 0,
514             ("tdq_load_rem: Removing with 0 load on queue %d", TDQ_ID(tdq)));
515
516         tdq->tdq_load--;
517         if ((td->td_proc->p_flag & P_NOLOAD) == 0)
518                 tdq->tdq_sysload--;
519         KTR_COUNTER0(KTR_SCHED, "load", tdq->tdq_loadname, tdq->tdq_load);
520 }
521
522 /*
523  * Set lowpri to its exact value by searching the run-queue and
524  * evaluating curthread.  curthread may be passed as an optimization.
525  */
526 static void
527 tdq_setlowpri(struct tdq *tdq, struct thread *ctd)
528 {
529         struct thread *td;
530
531         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
532         if (ctd == NULL)
533                 ctd = pcpu_find(TDQ_ID(tdq))->pc_curthread;
534         td = tdq_choose(tdq);
535         if (td == NULL || td->td_priority > ctd->td_priority)
536                 tdq->tdq_lowpri = ctd->td_priority;
537         else
538                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
539 }
540
541 #ifdef SMP
542 struct cpu_search {
543         cpuset_t cs_mask;
544         u_int   cs_load;
545         u_int   cs_cpu;
546         int     cs_limit;       /* Min priority for low min load for high. */
547 };
548
549 #define CPU_SEARCH_LOWEST       0x1
550 #define CPU_SEARCH_HIGHEST      0x2
551 #define CPU_SEARCH_BOTH         (CPU_SEARCH_LOWEST|CPU_SEARCH_HIGHEST)
552
553 #define CPUSET_FOREACH(cpu, mask)                               \
554         for ((cpu) = 0; (cpu) <= mp_maxid; (cpu)++)             \
555                 if ((mask) & 1 << (cpu))
556
557 static __inline int cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
558     struct cpu_search *high, const int match);
559 int cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low);
560 int cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high);
561 int cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
562     struct cpu_search *high);
563
564 /*
565  * This routine compares according to the match argument and should be
566  * reduced in actual instantiations via constant propagation and dead code
567  * elimination.
568  */ 
569 static __inline int
570 cpu_compare(int cpu, struct cpu_search *low, struct cpu_search *high,
571     const int match)
572 {
573         struct tdq *tdq;
574
575         tdq = TDQ_CPU(cpu);
576         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
577                 if (CPU_ISSET(cpu, &low->cs_mask) &&
578                     tdq->tdq_load < low->cs_load &&
579                     tdq->tdq_lowpri > low->cs_limit) {
580                         low->cs_cpu = cpu;
581                         low->cs_load = tdq->tdq_load;
582                 }
583         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST)
584                 if (CPU_ISSET(cpu, &high->cs_mask) &&
585                     tdq->tdq_load >= high->cs_limit && 
586                     tdq->tdq_load > high->cs_load &&
587                     tdq->tdq_transferable) {
588                         high->cs_cpu = cpu;
589                         high->cs_load = tdq->tdq_load;
590                 }
591         return (tdq->tdq_load);
592 }
593
594 /*
595  * Search the tree of cpu_groups for the lowest or highest loaded cpu
596  * according to the match argument.  This routine actually compares the
597  * load on all paths through the tree and finds the least loaded cpu on
598  * the least loaded path, which may differ from the least loaded cpu in
599  * the system.  This balances work among caches and busses.
600  *
601  * This inline is instantiated in three forms below using constants for the
602  * match argument.  It is reduced to the minimum set for each case.  It is
603  * also recursive to the depth of the tree.
604  */
605 static __inline int
606 cpu_search(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
607     struct cpu_search *high, const int match)
608 {
609         int total;
610
611         total = 0;
612         if (cg->cg_children) {
613                 struct cpu_search lgroup;
614                 struct cpu_search hgroup;
615                 struct cpu_group *child;
616                 u_int lload;
617                 int hload;
618                 int load;
619                 int i;
620
621                 lload = -1;
622                 hload = -1;
623                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++) {
624                         child = &cg->cg_child[i];
625                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST) {
626                                 lgroup = *low;
627                                 lgroup.cs_load = -1;
628                         }
629                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) {
630                                 hgroup = *high;
631                                 lgroup.cs_load = 0;
632                         }
633                         switch (match) {
634                         case CPU_SEARCH_LOWEST:
635                                 load = cpu_search_lowest(child, &lgroup);
636                                 break;
637                         case CPU_SEARCH_HIGHEST:
638                                 load = cpu_search_highest(child, &hgroup);
639                                 break;
640                         case CPU_SEARCH_BOTH:
641                                 load = cpu_search_both(child, &lgroup, &hgroup);
642                                 break;
643                         }
644                         total += load;
645                         if (match & CPU_SEARCH_LOWEST)
646                                 if (load < lload || low->cs_cpu == -1) {
647                                         *low = lgroup;
648                                         lload = load;
649                                 }
650                         if (match & CPU_SEARCH_HIGHEST) 
651                                 if (load > hload || high->cs_cpu == -1) {
652                                         hload = load;
653                                         *high = hgroup;
654                                 }
655                 }
656         } else {
657                 int cpu;
658
659                 CPUSET_FOREACH(cpu, cg->cg_mask)
660                         total += cpu_compare(cpu, low, high, match);
661         }
662         return (total);
663 }
664
665 /*
666  * cpu_search instantiations must pass constants to maintain the inline
667  * optimization.
668  */
669 int
670 cpu_search_lowest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low)
671 {
672         return cpu_search(cg, low, NULL, CPU_SEARCH_LOWEST);
673 }
674
675 int
676 cpu_search_highest(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *high)
677 {
678         return cpu_search(cg, NULL, high, CPU_SEARCH_HIGHEST);
679 }
680
681 int
682 cpu_search_both(struct cpu_group *cg, struct cpu_search *low,
683     struct cpu_search *high)
684 {
685         return cpu_search(cg, low, high, CPU_SEARCH_BOTH);
686 }
687
688 /*
689  * Find the cpu with the least load via the least loaded path that has a
690  * lowpri greater than pri  pri.  A pri of -1 indicates any priority is
691  * acceptable.
692  */
693 static inline int
694 sched_lowest(struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int pri)
695 {
696         struct cpu_search low;
697
698         low.cs_cpu = -1;
699         low.cs_load = -1;
700         low.cs_mask = mask;
701         low.cs_limit = pri;
702         cpu_search_lowest(cg, &low);
703         return low.cs_cpu;
704 }
705
706 /*
707  * Find the cpu with the highest load via the highest loaded path.
708  */
709 static inline int
710 sched_highest(struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int minload)
711 {
712         struct cpu_search high;
713
714         high.cs_cpu = -1;
715         high.cs_load = 0;
716         high.cs_mask = mask;
717         high.cs_limit = minload;
718         cpu_search_highest(cg, &high);
719         return high.cs_cpu;
720 }
721
722 /*
723  * Simultaneously find the highest and lowest loaded cpu reachable via
724  * cg.
725  */
726 static inline void 
727 sched_both(struct cpu_group *cg, cpuset_t mask, int *lowcpu, int *highcpu)
728 {
729         struct cpu_search high;
730         struct cpu_search low;
731
732         low.cs_cpu = -1;
733         low.cs_limit = -1;
734         low.cs_load = -1;
735         low.cs_mask = mask;
736         high.cs_load = 0;
737         high.cs_cpu = -1;
738         high.cs_limit = -1;
739         high.cs_mask = mask;
740         cpu_search_both(cg, &low, &high);
741         *lowcpu = low.cs_cpu;
742         *highcpu = high.cs_cpu;
743         return;
744 }
745
746 static void
747 sched_balance_group(struct cpu_group *cg)
748 {
749         cpuset_t mask;
750         int high;
751         int low;
752         int i;
753
754         CPU_FILL(&mask);
755         for (;;) {
756                 sched_both(cg, mask, &low, &high);
757                 if (low == high || low == -1 || high == -1)
758                         break;
759                 if (sched_balance_pair(TDQ_CPU(high), TDQ_CPU(low)))
760                         break;
761                 /*
762                  * If we failed to move any threads determine which cpu
763                  * to kick out of the set and try again.
764                  */
765                 if (TDQ_CPU(high)->tdq_transferable == 0)
766                         CPU_CLR(high, &mask);
767                 else
768                         CPU_CLR(low, &mask);
769         }
770
771         for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
772                 sched_balance_group(&cg->cg_child[i]);
773 }
774
775 static void
776 sched_balance()
777 {
778         struct tdq *tdq;
779
780         /*
781          * Select a random time between .5 * balance_interval and
782          * 1.5 * balance_interval.
783          */
784         balance_ticks = max(balance_interval / 2, 1);
785         balance_ticks += random() % balance_interval;
786         if (smp_started == 0 || rebalance == 0)
787                 return;
788         tdq = TDQ_SELF();
789         TDQ_UNLOCK(tdq);
790         sched_balance_group(cpu_top);
791         TDQ_LOCK(tdq);
792 }
793
794 /*
795  * Lock two thread queues using their address to maintain lock order.
796  */
797 static void
798 tdq_lock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
799 {
800         if (one < two) {
801                 TDQ_LOCK(one);
802                 TDQ_LOCK_FLAGS(two, MTX_DUPOK);
803         } else {
804                 TDQ_LOCK(two);
805                 TDQ_LOCK_FLAGS(one, MTX_DUPOK);
806         }
807 }
808
809 /*
810  * Unlock two thread queues.  Order is not important here.
811  */
812 static void
813 tdq_unlock_pair(struct tdq *one, struct tdq *two)
814 {
815         TDQ_UNLOCK(one);
816         TDQ_UNLOCK(two);
817 }
818
819 /*
820  * Transfer load between two imbalanced thread queues.
821  */
822 static int
823 sched_balance_pair(struct tdq *high, struct tdq *low)
824 {
825         int transferable;
826         int high_load;
827         int low_load;
828         int moved;
829         int move;
830         int diff;
831         int i;
832
833         tdq_lock_pair(high, low);
834         transferable = high->tdq_transferable;
835         high_load = high->tdq_load;
836         low_load = low->tdq_load;
837         moved = 0;
838         /*
839          * Determine what the imbalance is and then adjust that to how many
840          * threads we actually have to give up (transferable).
841          */
842         if (transferable != 0) {
843                 diff = high_load - low_load;
844                 move = diff / 2;
845                 if (diff & 0x1)
846                         move++;
847                 move = min(move, transferable);
848                 for (i = 0; i < move; i++)
849                         moved += tdq_move(high, low);
850                 /*
851                  * IPI the target cpu to force it to reschedule with the new
852                  * workload.
853                  */
854                 ipi_selected(1 << TDQ_ID(low), IPI_PREEMPT);
855         }
856         tdq_unlock_pair(high, low);
857         return (moved);
858 }
859
860 /*
861  * Move a thread from one thread queue to another.
862  */
863 static int
864 tdq_move(struct tdq *from, struct tdq *to)
865 {
866         struct td_sched *ts;
867         struct thread *td;
868         struct tdq *tdq;
869         int cpu;
870
871         TDQ_LOCK_ASSERT(from, MA_OWNED);
872         TDQ_LOCK_ASSERT(to, MA_OWNED);
873
874         tdq = from;
875         cpu = TDQ_ID(to);
876         td = tdq_steal(tdq, cpu);
877         if (td == NULL)
878                 return (0);
879         ts = td->td_sched;
880         /*
881          * Although the run queue is locked the thread may be blocked.  Lock
882          * it to clear this and acquire the run-queue lock.
883          */
884         thread_lock(td);
885         /* Drop recursive lock on from acquired via thread_lock(). */
886         TDQ_UNLOCK(from);
887         sched_rem(td);
888         ts->ts_cpu = cpu;
889         td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(to);
890         tdq_add(to, td, SRQ_YIELDING);
891         return (1);
892 }
893
894 /*
895  * This tdq has idled.  Try to steal a thread from another cpu and switch
896  * to it.
897  */
898 static int
899 tdq_idled(struct tdq *tdq)
900 {
901         struct cpu_group *cg;
902         struct tdq *steal;
903         cpuset_t mask;
904         int thresh;
905         int cpu;
906
907         if (smp_started == 0 || steal_idle == 0)
908                 return (1);
909         CPU_FILL(&mask);
910         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
911         /* We don't want to be preempted while we're iterating. */
912         spinlock_enter();
913         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; ) {
914                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) == 0)
915                         thresh = steal_thresh;
916                 else
917                         thresh = 1;
918                 cpu = sched_highest(cg, mask, thresh);
919                 if (cpu == -1) {
920                         cg = cg->cg_parent;
921                         continue;
922                 }
923                 steal = TDQ_CPU(cpu);
924                 CPU_CLR(cpu, &mask);
925                 tdq_lock_pair(tdq, steal);
926                 if (steal->tdq_load < thresh || steal->tdq_transferable == 0) {
927                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
928                         continue;
929                 }
930                 /*
931                  * If a thread was added while interrupts were disabled don't
932                  * steal one here.  If we fail to acquire one due to affinity
933                  * restrictions loop again with this cpu removed from the
934                  * set.
935                  */
936                 if (tdq->tdq_load == 0 && tdq_move(steal, tdq) == 0) {
937                         tdq_unlock_pair(tdq, steal);
938                         continue;
939                 }
940                 spinlock_exit();
941                 TDQ_UNLOCK(steal);
942                 mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
943                 thread_unlock(curthread);
944
945                 return (0);
946         }
947         spinlock_exit();
948         return (1);
949 }
950
951 /*
952  * Notify a remote cpu of new work.  Sends an IPI if criteria are met.
953  */
954 static void
955 tdq_notify(struct tdq *tdq, struct thread *td)
956 {
957         struct thread *ctd;
958         int pri;
959         int cpu;
960
961         if (tdq->tdq_ipipending)
962                 return;
963         cpu = td->td_sched->ts_cpu;
964         pri = td->td_priority;
965         ctd = pcpu_find(cpu)->pc_curthread;
966         if (!sched_shouldpreempt(pri, ctd->td_priority, 1))
967                 return;
968         if (TD_IS_IDLETHREAD(ctd)) {
969                 /*
970                  * If the MD code has an idle wakeup routine try that before
971                  * falling back to IPI.
972                  */
973                 if (cpu_idle_wakeup(cpu))
974                         return;
975         }
976         tdq->tdq_ipipending = 1;
977         ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
978 }
979
980 /*
981  * Steals load from a timeshare queue.  Honors the rotating queue head
982  * index.
983  */
984 static struct thread *
985 runq_steal_from(struct runq *rq, int cpu, u_char start)
986 {
987         struct rqbits *rqb;
988         struct rqhead *rqh;
989         struct thread *td;
990         int first;
991         int bit;
992         int pri;
993         int i;
994
995         rqb = &rq->rq_status;
996         bit = start & (RQB_BPW -1);
997         pri = 0;
998         first = 0;
999 again:
1000         for (i = RQB_WORD(start); i < RQB_LEN; bit = 0, i++) {
1001                 if (rqb->rqb_bits[i] == 0)
1002                         continue;
1003                 if (bit != 0) {
1004                         for (pri = bit; pri < RQB_BPW; pri++)
1005                                 if (rqb->rqb_bits[i] & (1ul << pri))
1006                                         break;
1007                         if (pri >= RQB_BPW)
1008                                 continue;
1009                 } else
1010                         pri = RQB_FFS(rqb->rqb_bits[i]);
1011                 pri += (i << RQB_L2BPW);
1012                 rqh = &rq->rq_queues[pri];
1013                 TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq) {
1014                         if (first && THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1015                             THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1016                                 return (td);
1017                         first = 1;
1018                 }
1019         }
1020         if (start != 0) {
1021                 start = 0;
1022                 goto again;
1023         }
1024
1025         return (NULL);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Steals load from a standard linear queue.
1030  */
1031 static struct thread *
1032 runq_steal(struct runq *rq, int cpu)
1033 {
1034         struct rqhead *rqh;
1035         struct rqbits *rqb;
1036         struct thread *td;
1037         int word;
1038         int bit;
1039
1040         rqb = &rq->rq_status;
1041         for (word = 0; word < RQB_LEN; word++) {
1042                 if (rqb->rqb_bits[word] == 0)
1043                         continue;
1044                 for (bit = 0; bit < RQB_BPW; bit++) {
1045                         if ((rqb->rqb_bits[word] & (1ul << bit)) == 0)
1046                                 continue;
1047                         rqh = &rq->rq_queues[bit + (word << RQB_L2BPW)];
1048                         TAILQ_FOREACH(td, rqh, td_runq)
1049                                 if (THREAD_CAN_MIGRATE(td) &&
1050                                     THREAD_CAN_SCHED(td, cpu))
1051                                         return (td);
1052                 }
1053         }
1054         return (NULL);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Attempt to steal a thread in priority order from a thread queue.
1059  */
1060 static struct thread *
1061 tdq_steal(struct tdq *tdq, int cpu)
1062 {
1063         struct thread *td;
1064
1065         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1066         if ((td = runq_steal(&tdq->tdq_realtime, cpu)) != NULL)
1067                 return (td);
1068         if ((td = runq_steal_from(&tdq->tdq_timeshare,
1069             cpu, tdq->tdq_ridx)) != NULL)
1070                 return (td);
1071         return (runq_steal(&tdq->tdq_idle, cpu));
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Sets the thread lock and ts_cpu to match the requested cpu.  Unlocks the
1076  * current lock and returns with the assigned queue locked.
1077  */
1078 static inline struct tdq *
1079 sched_setcpu(struct thread *td, int cpu, int flags)
1080 {
1081
1082         struct tdq *tdq;
1083
1084         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1085         tdq = TDQ_CPU(cpu);
1086         td->td_sched->ts_cpu = cpu;
1087         /*
1088          * If the lock matches just return the queue.
1089          */
1090         if (td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq))
1091                 return (tdq);
1092 #ifdef notyet
1093         /*
1094          * If the thread isn't running its lockptr is a
1095          * turnstile or a sleepqueue.  We can just lock_set without
1096          * blocking.
1097          */
1098         if (TD_CAN_RUN(td)) {
1099                 TDQ_LOCK(tdq);
1100                 thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1101                 return (tdq);
1102         }
1103 #endif
1104         /*
1105          * The hard case, migration, we need to block the thread first to
1106          * prevent order reversals with other cpus locks.
1107          */
1108         thread_lock_block(td);
1109         TDQ_LOCK(tdq);
1110         thread_lock_unblock(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
1111         return (tdq);
1112 }
1113
1114 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_intrbind, "Soft interrupt binding");
1115 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_idle_affinity, "Picked idle cpu based on affinity");
1116 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_affinity, "Picked cpu based on affinity");
1117 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_lowest, "Selected lowest load");
1118 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_local, "Migrated to current cpu");
1119 SCHED_STAT_DEFINE(pickcpu_migration, "Selection may have caused migration");
1120
1121 static int
1122 sched_pickcpu(struct thread *td, int flags)
1123 {
1124         struct cpu_group *cg;
1125         struct td_sched *ts;
1126         struct tdq *tdq;
1127         cpuset_t mask;
1128         int self;
1129         int pri;
1130         int cpu;
1131
1132         self = PCPU_GET(cpuid);
1133         ts = td->td_sched;
1134         if (smp_started == 0)
1135                 return (self);
1136         /*
1137          * Don't migrate a running thread from sched_switch().
1138          */
1139         if ((flags & SRQ_OURSELF) || !THREAD_CAN_MIGRATE(td))
1140                 return (ts->ts_cpu);
1141         /*
1142          * Prefer to run interrupt threads on the processors that generate
1143          * the interrupt.
1144          */
1145         if (td->td_priority <= PRI_MAX_ITHD && THREAD_CAN_SCHED(td, self) &&
1146             curthread->td_intr_nesting_level && ts->ts_cpu != self) {
1147                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_intrbind);
1148                 ts->ts_cpu = self;
1149         }
1150         /*
1151          * If the thread can run on the last cpu and the affinity has not
1152          * expired or it is idle run it there.
1153          */
1154         pri = td->td_priority;
1155         tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1156         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu)) {
1157                 if (tdq->tdq_lowpri > PRI_MIN_IDLE) {
1158                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_idle_affinity);
1159                         return (ts->ts_cpu);
1160                 }
1161                 if (SCHED_AFFINITY(ts, CG_SHARE_L2) && tdq->tdq_lowpri > pri) {
1162                         SCHED_STAT_INC(pickcpu_affinity);
1163                         return (ts->ts_cpu);
1164                 }
1165         }
1166         /*
1167          * Search for the highest level in the tree that still has affinity.
1168          */
1169         cg = NULL;
1170         for (cg = tdq->tdq_cg; cg != NULL; cg = cg->cg_parent)
1171                 if (SCHED_AFFINITY(ts, cg->cg_level))
1172                         break;
1173         cpu = -1;
1174         mask = td->td_cpuset->cs_mask;
1175         if (cg)
1176                 cpu = sched_lowest(cg, mask, pri);
1177         if (cpu == -1)
1178                 cpu = sched_lowest(cpu_top, mask, -1);
1179         /*
1180          * Compare the lowest loaded cpu to current cpu.
1181          */
1182         if (THREAD_CAN_SCHED(td, self) && TDQ_CPU(self)->tdq_lowpri > pri &&
1183             TDQ_CPU(cpu)->tdq_lowpri < PRI_MIN_IDLE) {
1184                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_local);
1185                 cpu = self;
1186         } else
1187                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_lowest);
1188         if (cpu != ts->ts_cpu)
1189                 SCHED_STAT_INC(pickcpu_migration);
1190         KASSERT(cpu != -1, ("sched_pickcpu: Failed to find a cpu."));
1191         return (cpu);
1192 }
1193 #endif
1194
1195 /*
1196  * Pick the highest priority task we have and return it.
1197  */
1198 static struct thread *
1199 tdq_choose(struct tdq *tdq)
1200 {
1201         struct thread *td;
1202
1203         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
1204         td = runq_choose(&tdq->tdq_realtime);
1205         if (td != NULL)
1206                 return (td);
1207         td = runq_choose_from(&tdq->tdq_timeshare, tdq->tdq_ridx);
1208         if (td != NULL) {
1209                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_TIMESHARE,
1210                     ("tdq_choose: Invalid priority on timeshare queue %d",
1211                     td->td_priority));
1212                 return (td);
1213         }
1214         td = runq_choose(&tdq->tdq_idle);
1215         if (td != NULL) {
1216                 KASSERT(td->td_priority >= PRI_MIN_IDLE,
1217                     ("tdq_choose: Invalid priority on idle queue %d",
1218                     td->td_priority));
1219                 return (td);
1220         }
1221
1222         return (NULL);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Initialize a thread queue.
1227  */
1228 static void
1229 tdq_setup(struct tdq *tdq)
1230 {
1231
1232         if (bootverbose)
1233                 printf("ULE: setup cpu %d\n", TDQ_ID(tdq));
1234         runq_init(&tdq->tdq_realtime);
1235         runq_init(&tdq->tdq_timeshare);
1236         runq_init(&tdq->tdq_idle);
1237         snprintf(tdq->tdq_name, sizeof(tdq->tdq_name),
1238             "sched lock %d", (int)TDQ_ID(tdq));
1239         mtx_init(&tdq->tdq_lock, tdq->tdq_name, "sched lock",
1240             MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
1241 #ifdef KTR
1242         snprintf(tdq->tdq_loadname, sizeof(tdq->tdq_loadname),
1243             "CPU %d load", (int)TDQ_ID(tdq));
1244 #endif
1245 }
1246
1247 #ifdef SMP
1248 static void
1249 sched_setup_smp(void)
1250 {
1251         struct tdq *tdq;
1252         int i;
1253
1254         cpu_top = smp_topo();
1255         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1256                 if (CPU_ABSENT(i))
1257                         continue;
1258                 tdq = TDQ_CPU(i);
1259                 tdq_setup(tdq);
1260                 tdq->tdq_cg = smp_topo_find(cpu_top, i);
1261                 if (tdq->tdq_cg == NULL)
1262                         panic("Can't find cpu group for %d\n", i);
1263         }
1264         balance_tdq = TDQ_SELF();
1265         sched_balance();
1266 }
1267 #endif
1268
1269 /*
1270  * Setup the thread queues and initialize the topology based on MD
1271  * information.
1272  */
1273 static void
1274 sched_setup(void *dummy)
1275 {
1276         struct tdq *tdq;
1277
1278         tdq = TDQ_SELF();
1279 #ifdef SMP
1280         sched_setup_smp();
1281 #else
1282         tdq_setup(tdq);
1283 #endif
1284         /*
1285          * To avoid divide-by-zero, we set realstathz a dummy value
1286          * in case which sched_clock() called before sched_initticks().
1287          */
1288         realstathz = hz;
1289         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1290         tickincr = 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
1291
1292         /* Add thread0's load since it's running. */
1293         TDQ_LOCK(tdq);
1294         thread0.td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1295         tdq_load_add(tdq, &thread0);
1296         tdq->tdq_lowpri = thread0.td_priority;
1297         TDQ_UNLOCK(tdq);
1298 }
1299
1300 /*
1301  * This routine determines the tickincr after stathz and hz are setup.
1302  */
1303 /* ARGSUSED */
1304 static void
1305 sched_initticks(void *dummy)
1306 {
1307         int incr;
1308
1309         realstathz = stathz ? stathz : hz;
1310         sched_slice = (realstathz/10);  /* ~100ms */
1311
1312         /*
1313          * tickincr is shifted out by 10 to avoid rounding errors due to
1314          * hz not being evenly divisible by stathz on all platforms.
1315          */
1316         incr = (hz << SCHED_TICK_SHIFT) / realstathz;
1317         /*
1318          * This does not work for values of stathz that are more than
1319          * 1 << SCHED_TICK_SHIFT * hz.  In practice this does not happen.
1320          */
1321         if (incr == 0)
1322                 incr = 1;
1323         tickincr = incr;
1324 #ifdef SMP
1325         /*
1326          * Set the default balance interval now that we know
1327          * what realstathz is.
1328          */
1329         balance_interval = realstathz;
1330         /*
1331          * Set steal thresh to roughly log2(mp_ncpu) but no greater than 4. 
1332          * This prevents excess thrashing on large machines and excess idle 
1333          * on smaller machines.
1334          */
1335         steal_thresh = min(fls(mp_ncpus) - 1, 3);
1336         affinity = SCHED_AFFINITY_DEFAULT;
1337 #endif
1338 }
1339
1340
1341 /*
1342  * This is the core of the interactivity algorithm.  Determines a score based
1343  * on past behavior.  It is the ratio of sleep time to run time scaled to
1344  * a [0, 100] integer.  This is the voluntary sleep time of a process, which
1345  * differs from the cpu usage because it does not account for time spent
1346  * waiting on a run-queue.  Would be prettier if we had floating point.
1347  */
1348 static int
1349 sched_interact_score(struct thread *td)
1350 {
1351         struct td_sched *ts;
1352         int div;
1353
1354         ts = td->td_sched;
1355         /*
1356          * The score is only needed if this is likely to be an interactive
1357          * task.  Don't go through the expense of computing it if there's
1358          * no chance.
1359          */
1360         if (sched_interact <= SCHED_INTERACT_HALF &&
1361                 ts->ts_runtime >= ts->ts_slptime)
1362                         return (SCHED_INTERACT_HALF);
1363
1364         if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1365                 div = max(1, ts->ts_runtime / SCHED_INTERACT_HALF);
1366                 return (SCHED_INTERACT_HALF +
1367                     (SCHED_INTERACT_HALF - (ts->ts_slptime / div)));
1368         }
1369         if (ts->ts_slptime > ts->ts_runtime) {
1370                 div = max(1, ts->ts_slptime / SCHED_INTERACT_HALF);
1371                 return (ts->ts_runtime / div);
1372         }
1373         /* runtime == slptime */
1374         if (ts->ts_runtime)
1375                 return (SCHED_INTERACT_HALF);
1376
1377         /*
1378          * This can happen if slptime and runtime are 0.
1379          */
1380         return (0);
1381
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Scale the scheduling priority according to the "interactivity" of this
1386  * process.
1387  */
1388 static void
1389 sched_priority(struct thread *td)
1390 {
1391         int score;
1392         int pri;
1393
1394         if (td->td_pri_class != PRI_TIMESHARE)
1395                 return;
1396         /*
1397          * If the score is interactive we place the thread in the realtime
1398          * queue with a priority that is less than kernel and interrupt
1399          * priorities.  These threads are not subject to nice restrictions.
1400          *
1401          * Scores greater than this are placed on the normal timeshare queue
1402          * where the priority is partially decided by the most recent cpu
1403          * utilization and the rest is decided by nice value.
1404          *
1405          * The nice value of the process has a linear effect on the calculated
1406          * score.  Negative nice values make it easier for a thread to be
1407          * considered interactive.
1408          */
1409         score = imax(0, sched_interact_score(td) + td->td_proc->p_nice);
1410         if (score < sched_interact) {
1411                 pri = PRI_MIN_REALTIME;
1412                 pri += ((PRI_MAX_REALTIME - PRI_MIN_REALTIME) / sched_interact)
1413                     * score;
1414                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_REALTIME && pri <= PRI_MAX_REALTIME,
1415                     ("sched_priority: invalid interactive priority %d score %d",
1416                     pri, score));
1417         } else {
1418                 pri = SCHED_PRI_MIN;
1419                 if (td->td_sched->ts_ticks)
1420                         pri += SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched);
1421                 pri += SCHED_PRI_NICE(td->td_proc->p_nice);
1422                 KASSERT(pri >= PRI_MIN_TIMESHARE && pri <= PRI_MAX_TIMESHARE,
1423                     ("sched_priority: invalid priority %d: nice %d, " 
1424                     "ticks %d ftick %d ltick %d tick pri %d",
1425                     pri, td->td_proc->p_nice, td->td_sched->ts_ticks,
1426                     td->td_sched->ts_ftick, td->td_sched->ts_ltick,
1427                     SCHED_PRI_TICKS(td->td_sched)));
1428         }
1429         sched_user_prio(td, pri);
1430
1431         return;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * This routine enforces a maximum limit on the amount of scheduling history
1436  * kept.  It is called after either the slptime or runtime is adjusted.  This
1437  * function is ugly due to integer math.
1438  */
1439 static void
1440 sched_interact_update(struct thread *td)
1441 {
1442         struct td_sched *ts;
1443         u_int sum;
1444
1445         ts = td->td_sched;
1446         sum = ts->ts_runtime + ts->ts_slptime;
1447         if (sum < SCHED_SLP_RUN_MAX)
1448                 return;
1449         /*
1450          * This only happens from two places:
1451          * 1) We have added an unusual amount of run time from fork_exit.
1452          * 2) We have added an unusual amount of sleep time from sched_sleep().
1453          */
1454         if (sum > SCHED_SLP_RUN_MAX * 2) {
1455                 if (ts->ts_runtime > ts->ts_slptime) {
1456                         ts->ts_runtime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1457                         ts->ts_slptime = 1;
1458                 } else {
1459                         ts->ts_slptime = SCHED_SLP_RUN_MAX;
1460                         ts->ts_runtime = 1;
1461                 }
1462                 return;
1463         }
1464         /*
1465          * If we have exceeded by more than 1/5th then the algorithm below
1466          * will not bring us back into range.  Dividing by two here forces
1467          * us into the range of [4/5 * SCHED_INTERACT_MAX, SCHED_INTERACT_MAX]
1468          */
1469         if (sum > (SCHED_SLP_RUN_MAX / 5) * 6) {
1470                 ts->ts_runtime /= 2;
1471                 ts->ts_slptime /= 2;
1472                 return;
1473         }
1474         ts->ts_runtime = (ts->ts_runtime / 5) * 4;
1475         ts->ts_slptime = (ts->ts_slptime / 5) * 4;
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Scale back the interactivity history when a child thread is created.  The
1480  * history is inherited from the parent but the thread may behave totally
1481  * differently.  For example, a shell spawning a compiler process.  We want
1482  * to learn that the compiler is behaving badly very quickly.
1483  */
1484 static void
1485 sched_interact_fork(struct thread *td)
1486 {
1487         int ratio;
1488         int sum;
1489
1490         sum = td->td_sched->ts_runtime + td->td_sched->ts_slptime;
1491         if (sum > SCHED_SLP_RUN_FORK) {
1492                 ratio = sum / SCHED_SLP_RUN_FORK;
1493                 td->td_sched->ts_runtime /= ratio;
1494                 td->td_sched->ts_slptime /= ratio;
1495         }
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Called from proc0_init() to setup the scheduler fields.
1500  */
1501 void
1502 schedinit(void)
1503 {
1504
1505         /*
1506          * Set up the scheduler specific parts of proc0.
1507          */
1508         proc0.p_sched = NULL; /* XXX */
1509         thread0.td_sched = &td_sched0;
1510         td_sched0.ts_ltick = ticks;
1511         td_sched0.ts_ftick = ticks;
1512         td_sched0.ts_slice = sched_slice;
1513 }
1514
1515 /*
1516  * This is only somewhat accurate since given many processes of the same
1517  * priority they will switch when their slices run out, which will be
1518  * at most sched_slice stathz ticks.
1519  */
1520 int
1521 sched_rr_interval(void)
1522 {
1523
1524         /* Convert sched_slice to hz */
1525         return (hz/(realstathz/sched_slice));
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Update the percent cpu tracking information when it is requested or
1530  * the total history exceeds the maximum.  We keep a sliding history of
1531  * tick counts that slowly decays.  This is less precise than the 4BSD
1532  * mechanism since it happens with less regular and frequent events.
1533  */
1534 static void
1535 sched_pctcpu_update(struct td_sched *ts)
1536 {
1537
1538         if (ts->ts_ticks == 0)
1539                 return;
1540         if (ticks - (hz / 10) < ts->ts_ltick &&
1541             SCHED_TICK_TOTAL(ts) < SCHED_TICK_MAX)
1542                 return;
1543         /*
1544          * Adjust counters and watermark for pctcpu calc.
1545          */
1546         if (ts->ts_ltick > ticks - SCHED_TICK_TARG)
1547                 ts->ts_ticks = (ts->ts_ticks / (ticks - ts->ts_ftick)) *
1548                             SCHED_TICK_TARG;
1549         else
1550                 ts->ts_ticks = 0;
1551         ts->ts_ltick = ticks;
1552         ts->ts_ftick = ts->ts_ltick - SCHED_TICK_TARG;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Adjust the priority of a thread.  Move it to the appropriate run-queue
1557  * if necessary.  This is the back-end for several priority related
1558  * functions.
1559  */
1560 static void
1561 sched_thread_priority(struct thread *td, u_char prio)
1562 {
1563         struct td_sched *ts;
1564         struct tdq *tdq;
1565         int oldpri;
1566
1567         KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "prio",
1568             "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d", prio,
1569             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(curthread));
1570         if (td != curthread && prio > td->td_priority) {
1571                 KTR_POINT3(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread),
1572                     "lend prio", "prio:%d", td->td_priority, "new prio:%d",
1573                     prio, KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
1574         } 
1575         ts = td->td_sched;
1576         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1577         if (td->td_priority == prio)
1578                 return;
1579         /*
1580          * If the priority has been elevated due to priority
1581          * propagation, we may have to move ourselves to a new
1582          * queue.  This could be optimized to not re-add in some
1583          * cases.
1584          */
1585         if (TD_ON_RUNQ(td) && prio < td->td_priority) {
1586                 sched_rem(td);
1587                 td->td_priority = prio;
1588                 sched_add(td, SRQ_BORROWING);
1589                 return;
1590         }
1591         /*
1592          * If the thread is currently running we may have to adjust the lowpri
1593          * information so other cpus are aware of our current priority.
1594          */
1595         if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1596                 tdq = TDQ_CPU(ts->ts_cpu);
1597                 oldpri = td->td_priority;
1598                 td->td_priority = prio;
1599                 if (prio < tdq->tdq_lowpri)
1600                         tdq->tdq_lowpri = prio;
1601                 else if (tdq->tdq_lowpri == oldpri)
1602                         tdq_setlowpri(tdq, td);
1603                 return;
1604         }
1605         td->td_priority = prio;
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Update a thread's priority when it is lent another thread's
1610  * priority.
1611  */
1612 void
1613 sched_lend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1614 {
1615
1616         td->td_flags |= TDF_BORROWING;
1617         sched_thread_priority(td, prio);
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Restore a thread's priority when priority propagation is
1622  * over.  The prio argument is the minimum priority the thread
1623  * needs to have to satisfy other possible priority lending
1624  * requests.  If the thread's regular priority is less
1625  * important than prio, the thread will keep a priority boost
1626  * of prio.
1627  */
1628 void
1629 sched_unlend_prio(struct thread *td, u_char prio)
1630 {
1631         u_char base_pri;
1632
1633         if (td->td_base_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&
1634             td->td_base_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE)
1635                 base_pri = td->td_user_pri;
1636         else
1637                 base_pri = td->td_base_pri;
1638         if (prio >= base_pri) {
1639                 td->td_flags &= ~TDF_BORROWING;
1640                 sched_thread_priority(td, base_pri);
1641         } else
1642                 sched_lend_prio(td, prio);
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Standard entry for setting the priority to an absolute value.
1647  */
1648 void
1649 sched_prio(struct thread *td, u_char prio)
1650 {
1651         u_char oldprio;
1652
1653         /* First, update the base priority. */
1654         td->td_base_pri = prio;
1655
1656         /*
1657          * If the thread is borrowing another thread's priority, don't
1658          * ever lower the priority.
1659          */
1660         if (td->td_flags & TDF_BORROWING && td->td_priority < prio)
1661                 return;
1662
1663         /* Change the real priority. */
1664         oldprio = td->td_priority;
1665         sched_thread_priority(td, prio);
1666
1667         /*
1668          * If the thread is on a turnstile, then let the turnstile update
1669          * its state.
1670          */
1671         if (TD_ON_LOCK(td) && oldprio != prio)
1672                 turnstile_adjust(td, oldprio);
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Set the base user priority, does not effect current running priority.
1677  */
1678 void
1679 sched_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1680 {
1681         u_char oldprio;
1682
1683         td->td_base_user_pri = prio;
1684         if (td->td_flags & TDF_UBORROWING && td->td_user_pri <= prio)
1685                 return;
1686         oldprio = td->td_user_pri;
1687         td->td_user_pri = prio;
1688 }
1689
1690 void
1691 sched_lend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1692 {
1693         u_char oldprio;
1694
1695         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1696         td->td_flags |= TDF_UBORROWING;
1697         oldprio = td->td_user_pri;
1698         td->td_user_pri = prio;
1699 }
1700
1701 void
1702 sched_unlend_user_prio(struct thread *td, u_char prio)
1703 {
1704         u_char base_pri;
1705
1706         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1707         base_pri = td->td_base_user_pri;
1708         if (prio >= base_pri) {
1709                 td->td_flags &= ~TDF_UBORROWING;
1710                 sched_user_prio(td, base_pri);
1711         } else {
1712                 sched_lend_user_prio(td, prio);
1713         }
1714 }
1715
1716 /*
1717  * Block a thread for switching.  Similar to thread_block() but does not
1718  * bump the spin count.
1719  */
1720 static inline struct mtx *
1721 thread_block_switch(struct thread *td)
1722 {
1723         struct mtx *lock;
1724
1725         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1726         lock = td->td_lock;
1727         td->td_lock = &blocked_lock;
1728         mtx_unlock_spin(lock);
1729
1730         return (lock);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Handle migration from sched_switch().  This happens only for
1735  * cpu binding.
1736  */
1737 static struct mtx *
1738 sched_switch_migrate(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
1739 {
1740         struct tdq *tdn;
1741
1742         tdn = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
1743 #ifdef SMP
1744         tdq_load_rem(tdq, td);
1745         /*
1746          * Do the lock dance required to avoid LOR.  We grab an extra
1747          * spinlock nesting to prevent preemption while we're
1748          * not holding either run-queue lock.
1749          */
1750         spinlock_enter();
1751         thread_block_switch(td);        /* This releases the lock on tdq. */
1752
1753         /*
1754          * Acquire both run-queue locks before placing the thread on the new
1755          * run-queue to avoid deadlocks created by placing a thread with a
1756          * blocked lock on the run-queue of a remote processor.  The deadlock
1757          * occurs when a third processor attempts to lock the two queues in
1758          * question while the target processor is spinning with its own
1759          * run-queue lock held while waiting for the blocked lock to clear.
1760          */
1761         tdq_lock_pair(tdn, tdq);
1762         tdq_add(tdn, td, flags);
1763         tdq_notify(tdn, td);
1764         TDQ_UNLOCK(tdn);
1765         spinlock_exit();
1766 #endif
1767         return (TDQ_LOCKPTR(tdn));
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Release a thread that was blocked with thread_block_switch().
1772  */
1773 static inline void
1774 thread_unblock_switch(struct thread *td, struct mtx *mtx)
1775 {
1776         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&td->td_lock,
1777             (uintptr_t)mtx);
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Switch threads.  This function has to handle threads coming in while
1782  * blocked for some reason, running, or idle.  It also must deal with
1783  * migrating a thread from one queue to another as running threads may
1784  * be assigned elsewhere via binding.
1785  */
1786 void
1787 sched_switch(struct thread *td, struct thread *newtd, int flags)
1788 {
1789         struct tdq *tdq;
1790         struct td_sched *ts;
1791         struct mtx *mtx;
1792         int srqflag;
1793         int cpuid;
1794
1795         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1796         KASSERT(newtd == NULL, ("sched_switch: Unsupported newtd argument"));
1797
1798         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1799         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1800         ts = td->td_sched;
1801         mtx = td->td_lock;
1802         ts->ts_rltick = ticks;
1803         td->td_lastcpu = td->td_oncpu;
1804         td->td_oncpu = NOCPU;
1805         td->td_flags &= ~TDF_NEEDRESCHED;
1806         td->td_owepreempt = 0;
1807         tdq->tdq_switchcnt++;
1808         /*
1809          * The lock pointer in an idle thread should never change.  Reset it
1810          * to CAN_RUN as well.
1811          */
1812         if (TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
1813                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1814                 TD_SET_CAN_RUN(td);
1815         } else if (TD_IS_RUNNING(td)) {
1816                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1817                 srqflag = (flags & SW_PREEMPT) ?
1818                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING|SRQ_PREEMPTED :
1819                     SRQ_OURSELF|SRQ_YIELDING;
1820                 if (ts->ts_cpu == cpuid)
1821                         tdq_runq_add(tdq, td, srqflag);
1822                 else
1823                         mtx = sched_switch_migrate(tdq, td, srqflag);
1824         } else {
1825                 /* This thread must be going to sleep. */
1826                 TDQ_LOCK(tdq);
1827                 mtx = thread_block_switch(td);
1828                 tdq_load_rem(tdq, td);
1829         }
1830         /*
1831          * We enter here with the thread blocked and assigned to the
1832          * appropriate cpu run-queue or sleep-queue and with the current
1833          * thread-queue locked.
1834          */
1835         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
1836         newtd = choosethread();
1837         /*
1838          * Call the MD code to switch contexts if necessary.
1839          */
1840         if (td != newtd) {
1841 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1842                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1843                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_OUT);
1844 #endif
1845                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
1846                 TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
1847
1848 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1849                 /*
1850                  * If DTrace has set the active vtime enum to anything
1851                  * other than INACTIVE (0), then it should have set the
1852                  * function to call.
1853                  */
1854                 if (dtrace_vtime_active)
1855                         (*dtrace_vtime_switch_func)(newtd);
1856 #endif
1857
1858                 cpu_switch(td, newtd, mtx);
1859                 /*
1860                  * We may return from cpu_switch on a different cpu.  However,
1861                  * we always return with td_lock pointing to the current cpu's
1862                  * run queue lock.
1863                  */
1864                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1865                 tdq = TDQ_CPU(cpuid);
1866                 lock_profile_obtain_lock_success(
1867                     &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
1868 #ifdef  HWPMC_HOOKS
1869                 if (PMC_PROC_IS_USING_PMCS(td->td_proc))
1870                         PMC_SWITCH_CONTEXT(td, PMC_FN_CSW_IN);
1871 #endif
1872         } else
1873                 thread_unblock_switch(td, mtx);
1874         /*
1875          * Assert that all went well and return.
1876          */
1877         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
1878         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
1879         td->td_oncpu = cpuid;
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Adjust thread priorities as a result of a nice request.
1884  */
1885 void
1886 sched_nice(struct proc *p, int nice)
1887 {
1888         struct thread *td;
1889
1890         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1891
1892         p->p_nice = nice;
1893         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1894                 thread_lock(td);
1895                 sched_priority(td);
1896                 sched_prio(td, td->td_base_user_pri);
1897                 thread_unlock(td);
1898         }
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Record the sleep time for the interactivity scorer.
1903  */
1904 void
1905 sched_sleep(struct thread *td, int prio)
1906 {
1907
1908         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1909
1910         td->td_slptick = ticks;
1911         if (TD_IS_SUSPENDED(td) || prio <= PSOCK)
1912                 td->td_flags |= TDF_CANSWAP;
1913         if (static_boost == 1 && prio)
1914                 sched_prio(td, prio);
1915         else if (static_boost && td->td_priority > static_boost)
1916                 sched_prio(td, static_boost);
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Schedule a thread to resume execution and record how long it voluntarily
1921  * slept.  We also update the pctcpu, interactivity, and priority.
1922  */
1923 void
1924 sched_wakeup(struct thread *td)
1925 {
1926         struct td_sched *ts;
1927         int slptick;
1928
1929         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1930         ts = td->td_sched;
1931         td->td_flags &= ~TDF_CANSWAP;
1932         /*
1933          * If we slept for more than a tick update our interactivity and
1934          * priority.
1935          */
1936         slptick = td->td_slptick;
1937         td->td_slptick = 0;
1938         if (slptick && slptick != ticks) {
1939                 u_int hzticks;
1940
1941                 hzticks = (ticks - slptick) << SCHED_TICK_SHIFT;
1942                 ts->ts_slptime += hzticks;
1943                 sched_interact_update(td);
1944                 sched_pctcpu_update(ts);
1945         }
1946         /* Reset the slice value after we sleep. */
1947         ts->ts_slice = sched_slice;
1948         sched_add(td, SRQ_BORING);
1949 }
1950
1951 /*
1952  * Penalize the parent for creating a new child and initialize the child's
1953  * priority.
1954  */
1955 void
1956 sched_fork(struct thread *td, struct thread *child)
1957 {
1958         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1959         sched_fork_thread(td, child);
1960         /*
1961          * Penalize the parent and child for forking.
1962          */
1963         sched_interact_fork(child);
1964         sched_priority(child);
1965         td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
1966         sched_interact_update(td);
1967         sched_priority(td);
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Fork a new thread, may be within the same process.
1972  */
1973 void
1974 sched_fork_thread(struct thread *td, struct thread *child)
1975 {
1976         struct td_sched *ts;
1977         struct td_sched *ts2;
1978
1979         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
1980         /*
1981          * Initialize child.
1982          */
1983         ts = td->td_sched;
1984         ts2 = child->td_sched;
1985         child->td_lock = TDQ_LOCKPTR(TDQ_SELF());
1986         child->td_cpuset = cpuset_ref(td->td_cpuset);
1987         ts2->ts_cpu = ts->ts_cpu;
1988         ts2->ts_flags = 0;
1989         /*
1990          * Grab our parents cpu estimation information and priority.
1991          */
1992         ts2->ts_ticks = ts->ts_ticks;
1993         ts2->ts_ltick = ts->ts_ltick;
1994         ts2->ts_ftick = ts->ts_ftick;
1995         child->td_user_pri = td->td_user_pri;
1996         child->td_base_user_pri = td->td_base_user_pri;
1997         /*
1998          * And update interactivity score.
1999          */
2000         ts2->ts_slptime = ts->ts_slptime;
2001         ts2->ts_runtime = ts->ts_runtime;
2002         ts2->ts_slice = 1;      /* Attempt to quickly learn interactivity. */
2003 #ifdef KTR
2004         bzero(ts2->ts_name, sizeof(ts2->ts_name));
2005 #endif
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Adjust the priority class of a thread.
2010  */
2011 void
2012 sched_class(struct thread *td, int class)
2013 {
2014
2015         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2016         if (td->td_pri_class == class)
2017                 return;
2018         td->td_pri_class = class;
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Return some of the child's priority and interactivity to the parent.
2023  */
2024 void
2025 sched_exit(struct proc *p, struct thread *child)
2026 {
2027         struct thread *td;
2028
2029         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "proc exit",
2030             "prio:td", child->td_priority);
2031         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
2032         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
2033         sched_exit_thread(td, child);
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Penalize another thread for the time spent on this one.  This helps to
2038  * worsen the priority and interactivity of processes which schedule batch
2039  * jobs such as make.  This has little effect on the make process itself but
2040  * causes new processes spawned by it to receive worse scores immediately.
2041  */
2042 void
2043 sched_exit_thread(struct thread *td, struct thread *child)
2044 {
2045
2046         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(child), "thread exit",
2047             "prio:td", child->td_priority);
2048         /*
2049          * Give the child's runtime to the parent without returning the
2050          * sleep time as a penalty to the parent.  This causes shells that
2051          * launch expensive things to mark their children as expensive.
2052          */
2053         thread_lock(td);
2054         td->td_sched->ts_runtime += child->td_sched->ts_runtime;
2055         sched_interact_update(td);
2056         sched_priority(td);
2057         thread_unlock(td);
2058 }
2059
2060 void
2061 sched_preempt(struct thread *td)
2062 {
2063         struct tdq *tdq;
2064
2065         thread_lock(td);
2066         tdq = TDQ_SELF();
2067         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2068         tdq->tdq_ipipending = 0;
2069         if (td->td_priority > tdq->tdq_lowpri) {
2070                 int flags;
2071
2072                 flags = SW_INVOL | SW_PREEMPT;
2073                 if (td->td_critnest > 1)
2074                         td->td_owepreempt = 1;
2075                 else if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2076                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEWAKEIDLE, NULL);
2077                 else
2078                         mi_switch(flags | SWT_REMOTEPREEMPT, NULL);
2079         }
2080         thread_unlock(td);
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Fix priorities on return to user-space.  Priorities may be elevated due
2085  * to static priorities in msleep() or similar.
2086  */
2087 void
2088 sched_userret(struct thread *td)
2089 {
2090         /*
2091          * XXX we cheat slightly on the locking here to avoid locking in  
2092          * the usual case.  Setting td_priority here is essentially an
2093          * incomplete workaround for not setting it properly elsewhere.
2094          * Now that some interrupt handlers are threads, not setting it
2095          * properly elsewhere can clobber it in the window between setting
2096          * it here and returning to user mode, so don't waste time setting
2097          * it perfectly here.
2098          */
2099         KASSERT((td->td_flags & TDF_BORROWING) == 0,
2100             ("thread with borrowed priority returning to userland"));
2101         if (td->td_priority != td->td_user_pri) {
2102                 thread_lock(td);
2103                 td->td_priority = td->td_user_pri;
2104                 td->td_base_pri = td->td_user_pri;
2105                 tdq_setlowpri(TDQ_SELF(), td);
2106                 thread_unlock(td);
2107         }
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Handle a stathz tick.  This is really only relevant for timeshare
2112  * threads.
2113  */
2114 void
2115 sched_clock(struct thread *td)
2116 {
2117         struct tdq *tdq;
2118         struct td_sched *ts;
2119
2120         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2121         tdq = TDQ_SELF();
2122 #ifdef SMP
2123         /*
2124          * We run the long term load balancer infrequently on the first cpu.
2125          */
2126         if (balance_tdq == tdq) {
2127                 if (balance_ticks && --balance_ticks == 0)
2128                         sched_balance();
2129         }
2130 #endif
2131         /*
2132          * Save the old switch count so we have a record of the last ticks
2133          * activity.   Initialize the new switch count based on our load.
2134          * If there is some activity seed it to reflect that.
2135          */
2136         tdq->tdq_oldswitchcnt = tdq->tdq_switchcnt;
2137         tdq->tdq_switchcnt = tdq->tdq_load;
2138         /*
2139          * Advance the insert index once for each tick to ensure that all
2140          * threads get a chance to run.
2141          */
2142         if (tdq->tdq_idx == tdq->tdq_ridx) {
2143                 tdq->tdq_idx = (tdq->tdq_idx + 1) % RQ_NQS;
2144                 if (TAILQ_EMPTY(&tdq->tdq_timeshare.rq_queues[tdq->tdq_ridx]))
2145                         tdq->tdq_ridx = tdq->tdq_idx;
2146         }
2147         ts = td->td_sched;
2148         if (td->td_pri_class & PRI_FIFO_BIT)
2149                 return;
2150         if (td->td_pri_class == PRI_TIMESHARE) {
2151                 /*
2152                  * We used a tick; charge it to the thread so
2153                  * that we can compute our interactivity.
2154                  */
2155                 td->td_sched->ts_runtime += tickincr;
2156                 sched_interact_update(td);
2157                 sched_priority(td);
2158         }
2159         /*
2160          * We used up one time slice.
2161          */
2162         if (--ts->ts_slice > 0)
2163                 return;
2164         /*
2165          * We're out of time, force a requeue at userret().
2166          */
2167         ts->ts_slice = sched_slice;
2168         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Called once per hz tick.  Used for cpu utilization information.  This
2173  * is easier than trying to scale based on stathz.
2174  */
2175 void
2176 sched_tick(void)
2177 {
2178         struct td_sched *ts;
2179
2180         ts = curthread->td_sched;
2181         /*
2182          * Ticks is updated asynchronously on a single cpu.  Check here to
2183          * avoid incrementing ts_ticks multiple times in a single tick.
2184          */
2185         if (ts->ts_ltick == ticks)
2186                 return;
2187         /* Adjust ticks for pctcpu */
2188         ts->ts_ticks += 1 << SCHED_TICK_SHIFT;
2189         ts->ts_ltick = ticks;
2190         /*
2191          * Update if we've exceeded our desired tick threshhold by over one
2192          * second.
2193          */
2194         if (ts->ts_ftick + SCHED_TICK_MAX < ts->ts_ltick)
2195                 sched_pctcpu_update(ts);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Return whether the current CPU has runnable tasks.  Used for in-kernel
2200  * cooperative idle threads.
2201  */
2202 int
2203 sched_runnable(void)
2204 {
2205         struct tdq *tdq;
2206         int load;
2207
2208         load = 1;
2209
2210         tdq = TDQ_SELF();
2211         if ((curthread->td_flags & TDF_IDLETD) != 0) {
2212                 if (tdq->tdq_load > 0)
2213                         goto out;
2214         } else
2215                 if (tdq->tdq_load - 1 > 0)
2216                         goto out;
2217         load = 0;
2218 out:
2219         return (load);
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Choose the highest priority thread to run.  The thread is removed from
2224  * the run-queue while running however the load remains.  For SMP we set
2225  * the tdq in the global idle bitmask if it idles here.
2226  */
2227 struct thread *
2228 sched_choose(void)
2229 {
2230         struct thread *td;
2231         struct tdq *tdq;
2232
2233         tdq = TDQ_SELF();
2234         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2235         td = tdq_choose(tdq);
2236         if (td) {
2237                 td->td_sched->ts_ltick = ticks;
2238                 tdq_runq_rem(tdq, td);
2239                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2240                 return (td);
2241         }
2242         tdq->tdq_lowpri = PRI_MAX_IDLE;
2243         return (PCPU_GET(idlethread));
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Set owepreempt if necessary.  Preemption never happens directly in ULE,
2248  * we always request it once we exit a critical section.
2249  */
2250 static inline void
2251 sched_setpreempt(struct thread *td)
2252 {
2253         struct thread *ctd;
2254         int cpri;
2255         int pri;
2256
2257         THREAD_LOCK_ASSERT(curthread, MA_OWNED);
2258
2259         ctd = curthread;
2260         pri = td->td_priority;
2261         cpri = ctd->td_priority;
2262         if (pri < cpri)
2263                 ctd->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2264         if (panicstr != NULL || pri >= cpri || cold || TD_IS_INHIBITED(ctd))
2265                 return;
2266         if (!sched_shouldpreempt(pri, cpri, 0))
2267                 return;
2268         ctd->td_owepreempt = 1;
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Add a thread to a thread queue.  Select the appropriate runq and add the
2273  * thread to it.  This is the internal function called when the tdq is
2274  * predetermined.
2275  */
2276 void
2277 tdq_add(struct tdq *tdq, struct thread *td, int flags)
2278 {
2279
2280         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2281         KASSERT((td->td_inhibitors == 0),
2282             ("sched_add: trying to run inhibited thread"));
2283         KASSERT((TD_CAN_RUN(td) || TD_IS_RUNNING(td)),
2284             ("sched_add: bad thread state"));
2285         KASSERT(td->td_flags & TDF_INMEM,
2286             ("sched_add: thread swapped out"));
2287
2288         if (td->td_priority < tdq->tdq_lowpri)
2289                 tdq->tdq_lowpri = td->td_priority;
2290         tdq_runq_add(tdq, td, flags);
2291         tdq_load_add(tdq, td);
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Select the target thread queue and add a thread to it.  Request
2296  * preemption or IPI a remote processor if required.
2297  */
2298 void
2299 sched_add(struct thread *td, int flags)
2300 {
2301         struct tdq *tdq;
2302 #ifdef SMP
2303         int cpu;
2304 #endif
2305
2306         KTR_STATE2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq add",
2307             "prio:%d", td->td_priority, KTR_ATTR_LINKED,
2308             sched_tdname(curthread));
2309         KTR_POINT1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(curthread), "wokeup",
2310             KTR_ATTR_LINKED, sched_tdname(td));
2311         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2312         /*
2313          * Recalculate the priority before we select the target cpu or
2314          * run-queue.
2315          */
2316         if (PRI_BASE(td->td_pri_class) == PRI_TIMESHARE)
2317                 sched_priority(td);
2318 #ifdef SMP
2319         /*
2320          * Pick the destination cpu and if it isn't ours transfer to the
2321          * target cpu.
2322          */
2323         cpu = sched_pickcpu(td, flags);
2324         tdq = sched_setcpu(td, cpu, flags);
2325         tdq_add(tdq, td, flags);
2326         if (cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
2327                 tdq_notify(tdq, td);
2328                 return;
2329         }
2330 #else
2331         tdq = TDQ_SELF();
2332         TDQ_LOCK(tdq);
2333         /*
2334          * Now that the thread is moving to the run-queue, set the lock
2335          * to the scheduler's lock.
2336          */
2337         thread_lock_set(td, TDQ_LOCKPTR(tdq));
2338         tdq_add(tdq, td, flags);
2339 #endif
2340         if (!(flags & SRQ_YIELDING))
2341                 sched_setpreempt(td);
2342 }
2343
2344 /*
2345  * Remove a thread from a run-queue without running it.  This is used
2346  * when we're stealing a thread from a remote queue.  Otherwise all threads
2347  * exit by calling sched_exit_thread() and sched_throw() themselves.
2348  */
2349 void
2350 sched_rem(struct thread *td)
2351 {
2352         struct tdq *tdq;
2353
2354         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "runq rem",
2355             "prio:%d", td->td_priority);
2356         tdq = TDQ_CPU(td->td_sched->ts_cpu);
2357         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED);
2358         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2359         KASSERT(TD_ON_RUNQ(td),
2360             ("sched_rem: thread not on run queue"));
2361         tdq_runq_rem(tdq, td);
2362         tdq_load_rem(tdq, td);
2363         TD_SET_CAN_RUN(td);
2364         if (td->td_priority == tdq->tdq_lowpri)
2365                 tdq_setlowpri(tdq, NULL);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Fetch cpu utilization information.  Updates on demand.
2370  */
2371 fixpt_t
2372 sched_pctcpu(struct thread *td)
2373 {
2374         fixpt_t pctcpu;
2375         struct td_sched *ts;
2376
2377         pctcpu = 0;
2378         ts = td->td_sched;
2379         if (ts == NULL)
2380                 return (0);
2381
2382         thread_lock(td);
2383         if (ts->ts_ticks) {
2384                 int rtick;
2385
2386                 sched_pctcpu_update(ts);
2387                 /* How many rtick per second ? */
2388                 rtick = min(SCHED_TICK_HZ(ts) / SCHED_TICK_SECS, hz);
2389                 pctcpu = (FSCALE * ((FSCALE * rtick)/hz)) >> FSHIFT;
2390         }
2391         thread_unlock(td);
2392
2393         return (pctcpu);
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Enforce affinity settings for a thread.  Called after adjustments to
2398  * cpumask.
2399  */
2400 void
2401 sched_affinity(struct thread *td)
2402 {
2403 #ifdef SMP
2404         struct td_sched *ts;
2405         int cpu;
2406
2407         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2408         ts = td->td_sched;
2409         if (THREAD_CAN_SCHED(td, ts->ts_cpu))
2410                 return;
2411         if (TD_ON_RUNQ(td)) {
2412                 sched_rem(td);
2413                 sched_add(td, SRQ_BORING);
2414                 return;
2415         }
2416         if (!TD_IS_RUNNING(td))
2417                 return;
2418         td->td_flags |= TDF_NEEDRESCHED;
2419         if (!THREAD_CAN_MIGRATE(td))
2420                 return;
2421         /*
2422          * Assign the new cpu and force a switch before returning to
2423          * userspace.  If the target thread is not running locally send
2424          * an ipi to force the issue.
2425          */
2426         cpu = ts->ts_cpu;
2427         ts->ts_cpu = sched_pickcpu(td, 0);
2428         if (cpu != PCPU_GET(cpuid))
2429                 ipi_selected(1 << cpu, IPI_PREEMPT);
2430 #endif
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Bind a thread to a target cpu.
2435  */
2436 void
2437 sched_bind(struct thread *td, int cpu)
2438 {
2439         struct td_sched *ts;
2440
2441         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED|MA_NOTRECURSED);
2442         ts = td->td_sched;
2443         if (ts->ts_flags & TSF_BOUND)
2444                 sched_unbind(td);
2445         ts->ts_flags |= TSF_BOUND;
2446         sched_pin();
2447         if (PCPU_GET(cpuid) == cpu)
2448                 return;
2449         ts->ts_cpu = cpu;
2450         /* When we return from mi_switch we'll be on the correct cpu. */
2451         mi_switch(SW_VOL, NULL);
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Release a bound thread.
2456  */
2457 void
2458 sched_unbind(struct thread *td)
2459 {
2460         struct td_sched *ts;
2461
2462         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2463         ts = td->td_sched;
2464         if ((ts->ts_flags & TSF_BOUND) == 0)
2465                 return;
2466         ts->ts_flags &= ~TSF_BOUND;
2467         sched_unpin();
2468 }
2469
2470 int
2471 sched_is_bound(struct thread *td)
2472 {
2473         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
2474         return (td->td_sched->ts_flags & TSF_BOUND);
2475 }
2476
2477 /*
2478  * Basic yield call.
2479  */
2480 void
2481 sched_relinquish(struct thread *td)
2482 {
2483         thread_lock(td);
2484         mi_switch(SW_VOL | SWT_RELINQUISH, NULL);
2485         thread_unlock(td);
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Return the total system load.
2490  */
2491 int
2492 sched_load(void)
2493 {
2494 #ifdef SMP
2495         int total;
2496         int i;
2497
2498         total = 0;
2499         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
2500                 total += TDQ_CPU(i)->tdq_sysload;
2501         return (total);
2502 #else
2503         return (TDQ_SELF()->tdq_sysload);
2504 #endif
2505 }
2506
2507 int
2508 sched_sizeof_proc(void)
2509 {
2510         return (sizeof(struct proc));
2511 }
2512
2513 int
2514 sched_sizeof_thread(void)
2515 {
2516         return (sizeof(struct thread) + sizeof(struct td_sched));
2517 }
2518
2519 #ifdef SMP
2520 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)                                               \
2521     ((tdq)->tdq_cg != NULL && ((tdq)->tdq_cg->cg_flags & CG_FLAG_THREAD) == 0)
2522 #else
2523 #define TDQ_IDLESPIN(tdq)       1
2524 #endif
2525
2526 /*
2527  * The actual idle process.
2528  */
2529 void
2530 sched_idletd(void *dummy)
2531 {
2532         struct thread *td;
2533         struct tdq *tdq;
2534         int switchcnt;
2535         int i;
2536
2537         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
2538         td = curthread;
2539         tdq = TDQ_SELF();
2540         for (;;) {
2541 #ifdef SMP
2542                 if (tdq_idled(tdq) == 0)
2543                         continue;
2544 #endif
2545                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2546                 /*
2547                  * If we're switching very frequently, spin while checking
2548                  * for load rather than entering a low power state that 
2549                  * may require an IPI.  However, don't do any busy
2550                  * loops while on SMT machines as this simply steals
2551                  * cycles from cores doing useful work.
2552                  */
2553                 if (TDQ_IDLESPIN(tdq) && switchcnt > sched_idlespinthresh) {
2554                         for (i = 0; i < sched_idlespins; i++) {
2555                                 if (tdq->tdq_load)
2556                                         break;
2557                                 cpu_spinwait();
2558                         }
2559                 }
2560                 switchcnt = tdq->tdq_switchcnt + tdq->tdq_oldswitchcnt;
2561                 if (tdq->tdq_load == 0)
2562                         cpu_idle(switchcnt > 1);
2563                 if (tdq->tdq_load) {
2564                         thread_lock(td);
2565                         mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
2566                         thread_unlock(td);
2567                 }
2568         }
2569 }
2570
2571 /*
2572  * A CPU is entering for the first time or a thread is exiting.
2573  */
2574 void
2575 sched_throw(struct thread *td)
2576 {
2577         struct thread *newtd;
2578         struct tdq *tdq;
2579
2580         tdq = TDQ_SELF();
2581         if (td == NULL) {
2582                 /* Correct spinlock nesting and acquire the correct lock. */
2583                 TDQ_LOCK(tdq);
2584                 spinlock_exit();
2585         } else {
2586                 MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2587                 tdq_load_rem(tdq, td);
2588                 lock_profile_release_lock(&TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object);
2589         }
2590         KASSERT(curthread->td_md.md_spinlock_count == 1, ("invalid count"));
2591         newtd = choosethread();
2592         TDQ_LOCKPTR(tdq)->mtx_lock = (uintptr_t)newtd;
2593         PCPU_SET(switchtime, cpu_ticks());
2594         PCPU_SET(switchticks, ticks);
2595         cpu_throw(td, newtd);           /* doesn't return */
2596 }
2597
2598 /*
2599  * This is called from fork_exit().  Just acquire the correct locks and
2600  * let fork do the rest of the work.
2601  */
2602 void
2603 sched_fork_exit(struct thread *td)
2604 {
2605         struct td_sched *ts;
2606         struct tdq *tdq;
2607         int cpuid;
2608
2609         /*
2610          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
2611          * non-nested critical section with the scheduler lock held.
2612          */
2613         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2614         tdq = TDQ_CPU(cpuid);
2615         ts = td->td_sched;
2616         if (TD_IS_IDLETHREAD(td))
2617                 td->td_lock = TDQ_LOCKPTR(tdq);
2618         MPASS(td->td_lock == TDQ_LOCKPTR(tdq));
2619         td->td_oncpu = cpuid;
2620         TDQ_LOCK_ASSERT(tdq, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
2621         lock_profile_obtain_lock_success(
2622             &TDQ_LOCKPTR(tdq)->lock_object, 0, 0, __FILE__, __LINE__);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Create on first use to catch odd startup conditons.
2627  */
2628 char *
2629 sched_tdname(struct thread *td)
2630 {
2631 #ifdef KTR
2632         struct td_sched *ts;
2633
2634         ts = td->td_sched;
2635         if (ts->ts_name[0] == '\0')
2636                 snprintf(ts->ts_name, sizeof(ts->ts_name),
2637                     "%s tid %d", td->td_name, td->td_tid);
2638         return (ts->ts_name);
2639 #else
2640         return (td->td_name);
2641 #endif
2642 }
2643
2644 #ifdef SMP
2645
2646 /*
2647  * Build the CPU topology dump string. Is recursively called to collect
2648  * the topology tree.
2649  */
2650 static int
2651 sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(struct sbuf *sb, struct cpu_group *cg,
2652     int indent)
2653 {
2654         int i, first;
2655
2656         sbuf_printf(sb, "%*s<group level=\"%d\" cache-level=\"%d\">\n", indent,
2657             "", indent, cg->cg_level);
2658         sbuf_printf(sb, "%*s <cpu count=\"%d\" mask=\"0x%x\">", indent, "",
2659             cg->cg_count, cg->cg_mask);
2660         first = TRUE;
2661         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
2662                 if ((cg->cg_mask & (1 << i)) != 0) {
2663                         if (!first)
2664                                 sbuf_printf(sb, ", ");
2665                         else
2666                                 first = FALSE;
2667                         sbuf_printf(sb, "%d", i);
2668                 }
2669         }
2670         sbuf_printf(sb, "</cpu>\n");
2671
2672         sbuf_printf(sb, "%*s <flags>", indent, "");
2673         if (cg->cg_flags != 0) {
2674                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_HTT) != 0)
2675                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"HTT\">HTT group</flag>\n");
2676                 if ((cg->cg_flags & CG_FLAG_SMT) != 0)
2677                         sbuf_printf(sb, "<flag name=\"THREAD\">SMT group</flag>\n");
2678         }
2679         sbuf_printf(sb, "</flags>\n");
2680
2681         if (cg->cg_children > 0) {
2682                 sbuf_printf(sb, "%*s <children>\n", indent, "");
2683                 for (i = 0; i < cg->cg_children; i++)
2684                         sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(sb, 
2685                             &cg->cg_child[i], indent+2);
2686                 sbuf_printf(sb, "%*s </children>\n", indent, "");
2687         }
2688         sbuf_printf(sb, "%*s</group>\n", indent, "");
2689         return (0);
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Sysctl handler for retrieving topology dump. It's a wrapper for
2694  * the recursive sysctl_kern_smp_topology_spec_internal().
2695  */
2696 static int
2697 sysctl_kern_sched_topology_spec(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2698 {
2699         struct sbuf *topo;
2700         int err;
2701
2702         KASSERT(cpu_top != NULL, ("cpu_top isn't initialized"));
2703
2704         topo = sbuf_new(NULL, NULL, 500, SBUF_AUTOEXTEND);
2705         if (topo == NULL)
2706                 return (ENOMEM);
2707
2708         sbuf_printf(topo, "<groups>\n");
2709         err = sysctl_kern_sched_topology_spec_internal(topo, cpu_top, 1);
2710         sbuf_printf(topo, "</groups>\n");
2711
2712         if (err == 0) {
2713                 sbuf_finish(topo);
2714                 err = SYSCTL_OUT(req, sbuf_data(topo), sbuf_len(topo));
2715         }
2716         sbuf_delete(topo);
2717         return (err);
2718 }
2719 #endif
2720
2721 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, sched, CTLFLAG_RW, 0, "Scheduler");
2722 SYSCTL_STRING(_kern_sched, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, "ULE", 0,
2723     "Scheduler name");
2724 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, slice, CTLFLAG_RW, &sched_slice, 0,
2725     "Slice size for timeshare threads");
2726 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, interact, CTLFLAG_RW, &sched_interact, 0,
2727      "Interactivity score threshold");
2728 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, preempt_thresh, CTLFLAG_RW, &preempt_thresh,
2729      0,"Min priority for preemption, lower priorities have greater precedence");
2730 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, static_boost, CTLFLAG_RW, &static_boost,
2731      0,"Controls whether static kernel priorities are assigned to sleeping threads.");
2732 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespins, CTLFLAG_RW, &sched_idlespins,
2733      0,"Number of times idle will spin waiting for new work.");
2734 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, idlespinthresh, CTLFLAG_RW, &sched_idlespinthresh,
2735      0,"Threshold before we will permit idle spinning.");
2736 #ifdef SMP
2737 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, affinity, CTLFLAG_RW, &affinity, 0,
2738     "Number of hz ticks to keep thread affinity for");
2739 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance, CTLFLAG_RW, &rebalance, 0,
2740     "Enables the long-term load balancer");
2741 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, balance_interval, CTLFLAG_RW,
2742     &balance_interval, 0,
2743     "Average frequency in stathz ticks to run the long-term balancer");
2744 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_htt, CTLFLAG_RW, &steal_htt, 0,
2745     "Steals work from another hyper-threaded core on idle");
2746 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_idle, CTLFLAG_RW, &steal_idle, 0,
2747     "Attempts to steal work from other cores before idling");
2748 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, steal_thresh, CTLFLAG_RW, &steal_thresh, 0,
2749     "Minimum load on remote cpu before we'll steal");
2750
2751 /* Retrieve SMP topology */
2752 SYSCTL_PROC(_kern_sched, OID_AUTO, topology_spec, CTLTYPE_STRING |
2753     CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_kern_sched_topology_spec, "A", 
2754     "XML dump of detected CPU topology");
2755 #endif
2756
2757 /* ps compat.  All cpu percentages from ULE are weighted. */
2758 static int ccpu = 0;
2759 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");