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