sys/kern/kern_clock.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)kern_clock.c        8.5 (Berkeley) 1/21/94
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include "opt_kdb.h"
  41 #include "opt_device_polling.h"
  42 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  43 #include "opt_ntp.h"
  44 #include "opt_watchdog.h"
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/callout.h>
  49 #include <sys/kdb.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/kthread.h>
  52 #include <sys/ktr.h>
  53 #include <sys/lock.h>
  54 #include <sys/mutex.h>
  55 #include <sys/proc.h>
  56 #include <sys/resource.h>
  57 #include <sys/resourcevar.h>
  58 #include <sys/sched.h>
  59 #include <sys/sdt.h>
  60 #include <sys/signalvar.h>
  61 #include <sys/sleepqueue.h>
  62 #include <sys/smp.h>
  63 #include <vm/vm.h>
  64 #include <vm/pmap.h>
  65 #include <vm/vm_map.h>
  66 #include <sys/sysctl.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/interrupt.h>
  69 #include <sys/limits.h>
  70 #include <sys/timetc.h>
  71
  72 #ifdef GPROF
  73 #include <sys/gmon.h>
  74 #endif
  75
  76 #ifdef HWPMC_HOOKS
  77 #include <sys/pmckern.h>
  78 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, hard);
  79 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, stat);
  80 PMC_SOFT_DEFINE_EX( , , clock, prof, \
  81     cpu_startprofclock, cpu_stopprofclock);
  82 #endif
  83
  84 #ifdef DEVICE_POLLING
  85 extern void hardclock_device_poll(void);
  86 #endif /* DEVICE_POLLING */
  87
  88 static void initclocks(void *dummy);
  89 SYSINIT(clocks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL);
  90
  91 /* Spin-lock protecting profiling statistics. */
  92 static struct mtx time_lock;
  93
  94 SDT_PROVIDER_DECLARE(sched);
  95 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , tick, "struct thread *", "struct proc *");
  96
  97 static int
  98 sysctl_kern_cp_time(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
  99 {
 100         int error;
 101         long cp_time[CPUSTATES];
 102 #ifdef SCTL_MASK32
 103         int i;
 104         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 105 #endif
 106
 107         read_cpu_time(cp_time);
 108 #ifdef SCTL_MASK32
 109         if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 110                 if (!req->oldptr)
 111                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32));
 112                 for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 113                         cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 114                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 115         } else
 116 #endif
 117         {
 118                 if (!req->oldptr)
 119                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time));
 120                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(cp_time));
 121         }
 122         return error;
 123 }
 124
 125 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_time, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 126     0,0, sysctl_kern_cp_time, "LU", "CPU time statistics");
 127
 128 static long empty[CPUSTATES];
 129
 130 static int
 131 sysctl_kern_cp_times(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 132 {
 133         struct pcpu *pcpu;
 134         int error;
 135         int c;
 136         long *cp_time;
 137 #ifdef SCTL_MASK32
 138         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 139         int i;
 140 #endif
 141
 142         if (!req->oldptr) {
 143 #ifdef SCTL_MASK32
 144                 if (req->flags & SCTL_MASK32)
 145                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32) * (mp_maxid + 1));
 146                 else
 147 #endif
 148                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(long) * CPUSTATES * (mp_maxid + 1));
 149         }
 150         for (error = 0, c = 0; error == 0 && c <= mp_maxid; c++) {
 151                 if (!CPU_ABSENT(c)) {
 152                         pcpu = pcpu_find(c);
 153                         cp_time = pcpu->pc_cp_time;
 154                 } else {
 155                         cp_time = empty;
 156                 }
 157 #ifdef SCTL_MASK32
 158                 if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 159                         for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 160                                 cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 161                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 162                 } else
 163 #endif
 164                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 165         }
 166         return error;
 167 }
 168
 169 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_times, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 170     0,0, sysctl_kern_cp_times, "LU", "per-CPU time statistics");
 171
 172 #ifdef DEADLKRES
 173 static const char *blessed[] = {
 174         "getblk",
 175         "so_snd_sx",
 176         "so_rcv_sx",
 177         NULL
 178 };
 179 static int slptime_threshold = 1800;
 180 static int blktime_threshold = 900;
 181 static int sleepfreq = 3;
 182
 183 static void
 184 deadlkres(void)
 185 {
 186         struct proc *p;
 187         struct thread *td;
 188         void *wchan;
 189         int blkticks, i, slpticks, slptype, tryl, tticks;
 190
 191         tryl = 0;
 192         for (;;) {
 193                 blkticks = blktime_threshold * hz;
 194                 slpticks = slptime_threshold * hz;
 195
 196                 /*
 197                  * Avoid to sleep on the sx_lock in order to avoid a possible
 198                  * priority inversion problem leading to starvation.
 199                  * If the lock can't be held after 100 tries, panic.
 200                  */
 201                 if (!sx_try_slock(&allproc_lock)) {
 202                         if (tryl > 100)
 203                 panic("%s: possible deadlock detected on allproc_lock\n",
 204                                     __func__);
 205                         tryl++;
 206                         pause("allproc", sleepfreq * hz);
 207                         continue;
 208                 }
 209                 tryl = 0;
 210                 FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 211                         PROC_LOCK(p);
 212                         if (p->p_state == PRS_NEW) {
 213                                 PROC_UNLOCK(p);
 214                                 continue;
 215                         }
 216                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 217
 218                                 thread_lock(td);
 219                                 if (TD_ON_LOCK(td)) {
 220
 221                                         /*
 222                                          * The thread should be blocked on a
 223                                          * turnstile, simply check if the
 224                                          * turnstile channel is in good state.
 225                                          */
 226                                         MPASS(td->td_blocked != NULL);
 227
 228                                         tticks = ticks - td->td_blktick;
 229                                         thread_unlock(td);
 230                                         if (tticks > blkticks) {
 231
 232                                                 /*
 233                                                  * Accordingly with provided
 234                                                  * thresholds, this thread is
 235                                                  * stuck for too long on a
 236                                                  * turnstile.
 237                                                  */
 238                                                 PROC_UNLOCK(p);
 239                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 240         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 241                                                     __func__, td, tticks);
 242                                         }
 243                                 } else if (TD_IS_SLEEPING(td) &&
 244                                     TD_ON_SLEEPQ(td)) {
 245
 246                                         /*
 247                                          * Check if the thread is sleeping on a
 248                                          * lock, otherwise skip the check.
 249                                          * Drop the thread lock in order to
 250                                          * avoid a LOR with the sleepqueue
 251                                          * spinlock.
 252                                          */
 253                                         wchan = td->td_wchan;
 254                                         tticks = ticks - td->td_slptick;
 255                                         thread_unlock(td);
 256                                         slptype = sleepq_type(wchan);
 257                                         if ((slptype == SLEEPQ_SX ||
 258                                             slptype == SLEEPQ_LK) &&
 259                                             tticks > slpticks) {
 260
 261                                                 /*
 262                                                  * Accordingly with provided
 263                                                  * thresholds, this thread is
 264                                                  * stuck for too long on a
 265                                                  * sleepqueue.
 266                                                  * However, being on a
 267                                                  * sleepqueue, we might still
 268                                                  * check for the blessed
 269                                                  * list.
 270                                                  */
 271                                                 tryl = 0;
 272                                                 for (i = 0; blessed[i] != NULL;
 273                                                     i++) {
 274                                                         if (!strcmp(blessed[i],
 275                                                             td->td_wmesg)) {
 276                                                                 tryl = 1;
 277                                                                 break;
 278                                                         }
 279                                                 }
 280                                                 if (tryl != 0) {
 281                                                         tryl = 0;
 282                                                         continue;
 283                                                 }
 284                                                 PROC_UNLOCK(p);
 285                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 286         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 287                                                     __func__, td, tticks);
 288                                         }
 289                                 } else
 290                                         thread_unlock(td);
 291                         }
 292                         PROC_UNLOCK(p);
 293                 }
 294                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 295
 296                 /* Sleep for sleepfreq seconds. */
 297                 pause("-", sleepfreq * hz);
 298         }
 299 }
 300
 301 static struct kthread_desc deadlkres_kd = {
 302         "deadlkres",
 303         deadlkres,
 304         (struct thread **)NULL
 305 };
 306
 307 SYSINIT(deadlkres, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_ANY, kthread_start, &deadlkres_kd);
 308
 309 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, deadlkres, CTLFLAG_RW, 0,
 310     "Deadlock resolver");
 311 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, slptime_threshold, CTLFLAG_RW,
 312     &slptime_threshold, 0,
 313     "Number of seconds within is valid to sleep on a sleepqueue");
 314 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, blktime_threshold, CTLFLAG_RW,
 315     &blktime_threshold, 0,
 316     "Number of seconds within is valid to block on a turnstile");
 317 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, sleepfreq, CTLFLAG_RW, &sleepfreq, 0,
 318     "Number of seconds between any deadlock resolver thread run");
 319 #endif  /* DEADLKRES */
 320
 321 void
 322 read_cpu_time(long *cp_time)
 323 {
 324         struct pcpu *pc;
 325         int i, j;
 326
 327         /* Sum up global cp_time[]. */
 328         bzero(cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 329         CPU_FOREACH(i) {
 330                 pc = pcpu_find(i);
 331                 for (j = 0; j < CPUSTATES; j++)
 332                         cp_time[j] += pc->pc_cp_time[j];
 333         }
 334 }
 335
 336 #ifdef SW_WATCHDOG
 337 #include <sys/watchdog.h>
 338
 339 static int watchdog_ticks;
 340 static int watchdog_enabled;
 341 static void watchdog_fire(void);
 342 static void watchdog_config(void *, u_int, int *);
 343 #endif /* SW_WATCHDOG */
 344
 345 /*
 346  * Clock handling routines.
 347  *
 348  * This code is written to operate with two timers that run independently of
 349  * each other.
 350  *
 351  * The main timer, running hz times per second, is used to trigger interval
 352  * timers, timeouts and rescheduling as needed.
 353  *
 354  * The second timer handles kernel and user profiling,
 355  * and does resource use estimation.  If the second timer is programmable,
 356  * it is randomized to avoid aliasing between the two clocks.  For example,
 357  * the randomization prevents an adversary from always giving up the cpu
 358  * just before its quantum expires.  Otherwise, it would never accumulate
 359  * cpu ticks.  The mean frequency of the second timer is stathz.
 360  *
 361  * If no second timer exists, stathz will be zero; in this case we drive
 362  * profiling and statistics off the main clock.  This WILL NOT be accurate;
 363  * do not do it unless absolutely necessary.
 364  *
 365  * The statistics clock may (or may not) be run at a higher rate while
 366  * profiling.  This profile clock runs at profhz.  We require that profhz
 367  * be an integral multiple of stathz.
 368  *
 369  * If the statistics clock is running fast, it must be divided by the ratio
 370  * profhz/stathz for statistics.  (For profiling, every tick counts.)
 371  *
 372  * Time-of-day is maintained using a "timecounter", which may or may
 373  * not be related to the hardware generating the above mentioned
 374  * interrupts.
 375  */
 376
 377 int     stathz;
 378 int     profhz;
 379 int     profprocs;
 380 volatile int    ticks;
 381 int     psratio;
 382
 383 static DPCPU_DEFINE(int, pcputicks);    /* Per-CPU version of ticks. */
 384 static int global_hardclock_run = 0;
 385
 386 /*
 387  * Initialize clock frequencies and start both clocks running.
 388  */
 389 /* ARGSUSED*/
 390 static void
 391 initclocks(dummy)
 392         void *dummy;
 393 {
 394 #ifdef EARLY_AP_STARTUP
 395         struct proc *p;
 396         struct thread *td;
 397 #endif
 398         register int i;
 399
 400         /*
 401          * Set divisors to 1 (normal case) and let the machine-specific
 402          * code do its bit.
 403          */
 404         mtx_init(&time_lock, "time lock", NULL, MTX_DEF);
 405         cpu_initclocks();
 406
 407         /*
 408          * Compute profhz/stathz, and fix profhz if needed.
 409          */
 410         i = stathz ? stathz : hz;
 411         if (profhz == 0)
 412                 profhz = i;
 413         psratio = profhz / i;
 414 #ifdef SW_WATCHDOG
 415         EVENTHANDLER_REGISTER(watchdog_list, watchdog_config, NULL, 0);
 416 #endif
 417         /*
 418          * Arrange for ticks to wrap 10 minutes after boot to help catch
 419          * sign problems sooner.
 420          */
 421         ticks = INT_MAX - (hz * 10 * 60);
 422
 423 #ifdef EARLY_AP_STARTUP
 424         /*
 425          * Fixup the tick counts in any blocked or sleeping threads to
 426          * account for the jump above.
 427          */
 428         sx_slock(&allproc_lock);
 429         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 430                 PROC_LOCK(p);
 431                 if (p->p_state == PRS_NEW) {
 432                         PROC_UNLOCK(p);
 433                         continue;
 434                 }
 435                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 436                         thread_lock(td);
 437                         if (TD_ON_LOCK(td)) {
 438                                 MPASS(td->td_blktick == 0);
 439                                 td->td_blktick = ticks;
 440                         }
 441                         if (TD_ON_SLEEPQ(td)) {
 442                                 MPASS(td->td_slptick == 0);
 443                                 td->td_slptick = ticks;
 444                         }
 445                         thread_unlock(td);
 446                 }
 447                 PROC_UNLOCK(p);
 448         }
 449         sx_sunlock(&allproc_lock);
 450 #endif
 451 }
 452
 453 /*
 454  * Each time the real-time timer fires, this function is called on all CPUs.
 455  * Note that hardclock() calls hardclock_cpu() for the boot CPU, so only
 456  * the other CPUs in the system need to call this function.
 457  */
 458 void
 459 hardclock_cpu(int usermode)
 460 {
 461         struct pstats *pstats;
 462         struct thread *td = curthread;
 463         struct proc *p = td->td_proc;
 464         int flags;
 465
 466         /*
 467          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 468          */
 469         pstats = p->p_stats;
 470         flags = 0;
 471         if (usermode &&
 472             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 473                 PROC_ITIMLOCK(p);
 474                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
 475                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 476                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 477         }
 478         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 479                 PROC_ITIMLOCK(p);
 480                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0)
 481                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 482                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 483         }
 484         thread_lock(td);
 485         td->td_flags |= flags;
 486         thread_unlock(td);
 487
 488 #ifdef HWPMC_HOOKS
 489         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 490                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 491         if (td->td_intr_frame != NULL)
 492                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 493 #endif
 494         callout_process(sbinuptime());
 495 }
 496
 497 /*
 498  * The real-time timer, interrupting hz times per second.
 499  */
 500 void
 501 hardclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 502 {
 503
 504         atomic_add_int(&ticks, 1);
 505         hardclock_cpu(usermode);
 506         tc_ticktock(1);
 507         cpu_tick_calibration();
 508         /*
 509          * If no separate statistics clock is available, run it from here.
 510          *
 511          * XXX: this only works for UP
 512          */
 513         if (stathz == 0) {
 514                 profclock(usermode, pc);
 515                 statclock(usermode);
 516         }
 517 #ifdef DEVICE_POLLING
 518         hardclock_device_poll();        /* this is very short and quick */
 519 #endif /* DEVICE_POLLING */
 520 #ifdef SW_WATCHDOG
 521         if (watchdog_enabled > 0 && --watchdog_ticks <= 0)
 522                 watchdog_fire();
 523 #endif /* SW_WATCHDOG */
 524 }
 525
 526 void
 527 hardclock_cnt(int cnt, int usermode)
 528 {
 529         struct pstats *pstats;
 530         struct thread *td = curthread;
 531         struct proc *p = td->td_proc;
 532         int *t = DPCPU_PTR(pcputicks);
 533         int flags, global, newticks;
 534 #ifdef SW_WATCHDOG
 535         int i;
 536 #endif /* SW_WATCHDOG */
 537
 538         /*
 539          * Update per-CPU and possibly global ticks values.
 540          */
 541         *t += cnt;
 542         do {
 543                 global = ticks;
 544                 newticks = *t - global;
 545                 if (newticks <= 0) {
 546                         if (newticks < -1)
 547                                 *t = global - 1;
 548                         newticks = 0;
 549                         break;
 550                 }
 551         } while (!atomic_cmpset_int(&ticks, global, *t));
 552
 553         /*
 554          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 555          */
 556         pstats = p->p_stats;
 557         flags = 0;
 558         if (usermode &&
 559             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 560                 PROC_ITIMLOCK(p);
 561                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL],
 562                     tick * cnt) == 0)
 563                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 564                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 565         }
 566         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 567                 PROC_ITIMLOCK(p);
 568                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF],
 569                     tick * cnt) == 0)
 570                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 571                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 572         }
 573         thread_lock(td);
 574         td->td_flags |= flags;
 575         thread_unlock(td);
 576
 577 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 578         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 579                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 580         if (td->td_intr_frame != NULL)
 581                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 582 #endif
 583         /* We are in charge to handle this tick duty. */
 584         if (newticks > 0) {
 585                 /* Dangerous and no need to call these things concurrently. */
 586                 if (atomic_cmpset_acq_int(&global_hardclock_run, 0, 1)) {
 587                         tc_ticktock(newticks);
 588 #ifdef DEVICE_POLLING
 589                         /* This is very short and quick. */
 590                         hardclock_device_poll();
 591 #endif /* DEVICE_POLLING */
 592                         atomic_store_rel_int(&global_hardclock_run, 0);
 593                 }
 594 #ifdef SW_WATCHDOG
 595                 if (watchdog_enabled > 0) {
 596                         i = atomic_fetchadd_int(&watchdog_ticks, -newticks);
 597                         if (i > 0 && i <= newticks)
 598                                 watchdog_fire();
 599                 }
 600 #endif /* SW_WATCHDOG */
 601         }
 602         if (curcpu == CPU_FIRST())
 603                 cpu_tick_calibration();
 604 }
 605
 606 void
 607 hardclock_sync(int cpu)
 608 {
 609         int     *t = DPCPU_ID_PTR(cpu, pcputicks);
 610
 611         *t = ticks;
 612 }
 613
 614 /*
 615  * Compute number of ticks in the specified amount of time.
 616  */
 617 int
 618 tvtohz(tv)
 619         struct timeval *tv;
 620 {
 621         register unsigned long ticks;
 622         register long sec, usec;
 623
 624         /*
 625          * If the number of usecs in the whole seconds part of the time
 626          * difference fits in a long, then the total number of usecs will
 627          * fit in an unsigned long.  Compute the total and convert it to
 628          * ticks, rounding up and adding 1 to allow for the current tick
 629          * to expire.  Rounding also depends on unsigned long arithmetic
 630          * to avoid overflow.
 631          *
 632          * Otherwise, if the number of ticks in the whole seconds part of
 633          * the time difference fits in a long, then convert the parts to
 634          * ticks separately and add, using similar rounding methods and
 635          * overflow avoidance.  This method would work in the previous
 636          * case but it is slightly slower and assumes that hz is integral.
 637          *
 638          * Otherwise, round the time difference down to the maximum
 639          * representable value.
 640          *
 641          * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 642          * 10ms ticks is 248 days.
 643          */
 644         sec = tv->tv_sec;
 645         usec = tv->tv_usec;
 646         if (usec < 0) {
 647                 sec--;
 648                 usec += 1000000;
 649         }
 650         if (sec < 0) {
 651 #ifdef DIAGNOSTIC
 652                 if (usec > 0) {
 653                         sec++;
 654                         usec -= 1000000;
 655                 }
 656                 printf("tvotohz: negative time difference %ld sec %ld usec\n",
 657                        sec, usec);
 658 #endif
 659                 ticks = 1;
 660         } else if (sec <= LONG_MAX / 1000000)
 661                 ticks = howmany(sec * 1000000 + (unsigned long)usec, tick) + 1;
 662         else if (sec <= LONG_MAX / hz)
 663                 ticks = sec * hz
 664                         + howmany((unsigned long)usec, tick) + 1;
 665         else
 666                 ticks = LONG_MAX;
 667         if (ticks > INT_MAX)
 668                 ticks = INT_MAX;
 669         return ((int)ticks);
 670 }
 671
 672 /*
 673  * Start profiling on a process.
 674  *
 675  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 676  * keeps the profile clock running constantly.
 677  */
 678 void
 679 startprofclock(p)
 680         register struct proc *p;
 681 {
 682
 683         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 684         if (p->p_flag & P_STOPPROF)
 685                 return;
 686         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 687                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 688                 mtx_lock(&time_lock);
 689                 if (++profprocs == 1)
 690                         cpu_startprofclock();
 691                 mtx_unlock(&time_lock);
 692         }
 693 }
 694
 695 /*
 696  * Stop profiling on a process.
 697  */
 698 void
 699 stopprofclock(p)
 700         register struct proc *p;
 701 {
 702
 703         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 704         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 705                 if (p->p_profthreads != 0) {
 706                         while (p->p_profthreads != 0) {
 707                                 p->p_flag |= P_STOPPROF;
 708                                 msleep(&p->p_profthreads, &p->p_mtx, PPAUSE,
 709                                     "stopprof", 0);
 710                         }
 711                 }
 712                 if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0)
 713                         return;
 714                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 715                 mtx_lock(&time_lock);
 716                 if (--profprocs == 0)
 717                         cpu_stopprofclock();
 718                 mtx_unlock(&time_lock);
 719         }
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Statistics clock.  Updates rusage information and calls the scheduler
 724  * to adjust priorities of the active thread.
 725  *
 726  * This should be called by all active processors.
 727  */
 728 void
 729 statclock(int usermode)
 730 {
 731
 732         statclock_cnt(1, usermode);
 733 }
 734
 735 void
 736 statclock_cnt(int cnt, int usermode)
 737 {
 738         struct rusage *ru;
 739         struct vmspace *vm;
 740         struct thread *td;
 741         struct proc *p;
 742         long rss;
 743         long *cp_time;
 744
 745         td = curthread;
 746         p = td->td_proc;
 747
 748         cp_time = (long *)PCPU_PTR(cp_time);
 749         if (usermode) {
 750                 /*
 751                  * Charge the time as appropriate.
 752                  */
 753                 td->td_uticks += cnt;
 754                 if (p->p_nice > NZERO)
 755                         cp_time[CP_NICE] += cnt;
 756                 else
 757                         cp_time[CP_USER] += cnt;
 758         } else {
 759                 /*
 760                  * Came from kernel mode, so we were:
 761                  * - handling an interrupt,
 762                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 763                  *   user process, or
 764                  * - spinning in the idle loop.
 765                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 766                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 767                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 768                  * so that we know how much of its real time was spent
 769                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 770                  */
 771                 if ((td->td_pflags & TDP_ITHREAD) ||
 772                     td->td_intr_nesting_level >= 2) {
 773                         td->td_iticks += cnt;
 774                         cp_time[CP_INTR] += cnt;
 775                 } else {
 776                         td->td_pticks += cnt;
 777                         td->td_sticks += cnt;
 778                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
 779                                 cp_time[CP_SYS] += cnt;
 780                         else
 781                                 cp_time[CP_IDLE] += cnt;
 782                 }
 783         }
 784
 785         /* Update resource usage integrals and maximums. */
 786         MPASS(p->p_vmspace != NULL);
 787         vm = p->p_vmspace;
 788         ru = &td->td_ru;
 789         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize) * cnt;
 790         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize) * cnt;
 791         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize) * cnt;
 792         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 793         if (ru->ru_maxrss < rss)
 794                 ru->ru_maxrss = rss;
 795         KTR_POINT2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "statclock",
 796             "prio:%d", td->td_priority, "stathz:%d", (stathz)?stathz:hz);
 797         SDT_PROBE2(sched, , , tick, td, td->td_proc);
 798         thread_lock_flags(td, MTX_QUIET);
 799         for ( ; cnt > 0; cnt--)
 800                 sched_clock(td);
 801         thread_unlock(td);
 802 #ifdef HWPMC_HOOKS
 803         if (td->td_intr_frame != NULL)
 804                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, stat, td->td_intr_frame);
 805 #endif
 806 }
 807
 808 void
 809 profclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 810 {
 811
 812         profclock_cnt(1, usermode, pc);
 813 }
 814
 815 void
 816 profclock_cnt(int cnt, int usermode, uintfptr_t pc)
 817 {
 818         struct thread *td;
 819 #ifdef GPROF
 820         struct gmonparam *g;
 821         uintfptr_t i;
 822 #endif
 823
 824         td = curthread;
 825         if (usermode) {
 826                 /*
 827                  * Came from user mode; CPU was in user state.
 828                  * If this process is being profiled, record the tick.
 829                  * if there is no related user location yet, don't
 830                  * bother trying to count it.
 831                  */
 832                 if (td->td_proc->p_flag & P_PROFIL)
 833                         addupc_intr(td, pc, cnt);
 834         }
 835 #ifdef GPROF
 836         else {
 837                 /*
 838                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 839                  */
 840                 g = &_gmonparam;
 841                 if (g->state == GMON_PROF_ON && pc >= g->lowpc) {
 842                         i = PC_TO_I(g, pc);
 843                         if (i < g->textsize) {
 844                                 KCOUNT(g, i) += cnt;
 845                         }
 846                 }
 847         }
 848 #endif
 849 #ifdef HWPMC_HOOKS
 850         if (td->td_intr_frame != NULL)
 851                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, prof, td->td_intr_frame);
 852 #endif
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Return information about system clocks.
 857  */
 858 static int
 859 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 860 {
 861         struct clockinfo clkinfo;
 862         /*
 863          * Construct clockinfo structure.
 864          */
 865         bzero(&clkinfo, sizeof(clkinfo));
 866         clkinfo.hz = hz;
 867         clkinfo.tick = tick;
 868         clkinfo.profhz = profhz;
 869         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
 870         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 871 }
 872
 873 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate,
 874         CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 875         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo",
 876         "Rate and period of various kernel clocks");
 877
 878 #ifdef SW_WATCHDOG
 879
 880 static void
 881 watchdog_config(void *unused __unused, u_int cmd, int *error)
 882 {
 883         u_int u;
 884
 885         u = cmd & WD_INTERVAL;
 886         if (u >= WD_TO_1SEC) {
 887                 watchdog_ticks = (1 << (u - WD_TO_1SEC)) * hz;
 888                 watchdog_enabled = 1;
 889                 *error = 0;
 890         } else {
 891                 watchdog_enabled = 0;
 892         }
 893 }
 894
 895 /*
 896  * Handle a watchdog timeout by dumping interrupt information and
 897  * then either dropping to DDB or panicking.
 898  */
 899 static void
 900 watchdog_fire(void)
 901 {
 902         int nintr;
 903         uint64_t inttotal;
 904         u_long *curintr;
 905         char *curname;
 906
 907         curintr = intrcnt;
 908         curname = intrnames;
 909         inttotal = 0;
 910         nintr = sintrcnt / sizeof(u_long);
 911
 912         printf("interrupt                   total\n");
 913         while (--nintr >= 0) {
 914                 if (*curintr)
 915                         printf("%-12s %20lu\n", curname, *curintr);
 916                 curname += strlen(curname) + 1;
 917                 inttotal += *curintr++;
 918         }
 919         printf("Total        %20ju\n", (uintmax_t)inttotal);
 920
 921 #if defined(KDB) && !defined(KDB_UNATTENDED)
 922         kdb_backtrace();
 923         kdb_enter(KDB_WHY_WATCHDOG, "watchdog timeout");
 924 #else
 925         panic("watchdog timeout");
 926 #endif
 927 }
 928
 929 #endif /* SW_WATCHDOG */