sys/kern/kern_clock.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1991, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   7  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   8  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   9  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
  10  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  *      @(#)kern_clock.c        8.5 (Berkeley) 1/21/94
  37  */
  38
  39 #include <sys/cdefs.h>
  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/epoch.h>
  50 #include <sys/eventhandler.h>
  51 #include <sys/gtaskqueue.h>
  52 #include <sys/kdb.h>
  53 #include <sys/kernel.h>
  54 #include <sys/kthread.h>
  55 #include <sys/ktr.h>
  56 #include <sys/lock.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/resource.h>
  60 #include <sys/resourcevar.h>
  61 #include <sys/sched.h>
  62 #include <sys/sdt.h>
  63 #include <sys/signalvar.h>
  64 #include <sys/sleepqueue.h>
  65 #include <sys/smp.h>
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/pmap.h>
  68 #include <vm/vm_map.h>
  69 #include <sys/sysctl.h>
  70 #include <sys/bus.h>
  71 #include <sys/interrupt.h>
  72 #include <sys/limits.h>
  73 #include <sys/timetc.h>
  74
  75 #ifdef GPROF
  76 #include <sys/gmon.h>
  77 #endif
  78
  79 #ifdef HWPMC_HOOKS
  80 #include <sys/pmckern.h>
  81 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, hard);
  82 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, stat);
  83 PMC_SOFT_DEFINE_EX( , , clock, prof, \
  84     cpu_startprofclock, cpu_stopprofclock);
  85 #endif
  86
  87 #ifdef DEVICE_POLLING
  88 extern void hardclock_device_poll(void);
  89 #endif /* DEVICE_POLLING */
  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 deadlres_td_on_lock(struct proc *p, struct thread *td, int blkticks)
 185 {
 186         int tticks;
 187
 188         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 189         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 190         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 191         /*
 192          * The thread should be blocked on a turnstile, simply check
 193          * if the turnstile channel is in good state.
 194          */
 195         MPASS(td->td_blocked != NULL);
 196
 197         tticks = ticks - td->td_blktick;
 198         if (tticks > blkticks)
 199                 /*
 200                  * Accordingly with provided thresholds, this thread is stuck
 201                  * for too long on a turnstile.
 202                  */
 203                 panic("%s: possible deadlock detected for %p (%s), "
 204                     "blocked for %d ticks\n", __func__,
 205                     td, sched_tdname(td), tticks);
 206 }
 207
 208 static void
 209 deadlres_td_sleep_q(struct proc *p, struct thread *td, int slpticks)
 210 {
 211         const void *wchan;
 212         int i, slptype, tticks;
 213
 214         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 215         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 216         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 217         /*
 218          * Check if the thread is sleeping on a lock, otherwise skip the check.
 219          * Drop the thread lock in order to avoid a LOR with the sleepqueue
 220          * spinlock.
 221          */
 222         wchan = td->td_wchan;
 223         tticks = ticks - td->td_slptick;
 224         slptype = sleepq_type(wchan);
 225         if ((slptype == SLEEPQ_SX || slptype == SLEEPQ_LK) &&
 226             tticks > slpticks) {
 227                 /*
 228                  * Accordingly with provided thresholds, this thread is stuck
 229                  * for too long on a sleepqueue.
 230                  * However, being on a sleepqueue, we might still check for the
 231                  * blessed list.
 232                  */
 233                 for (i = 0; blessed[i] != NULL; i++)
 234                         if (!strcmp(blessed[i], td->td_wmesg))
 235                                 return;
 236
 237                 panic("%s: possible deadlock detected for %p (%s), "
 238                     "blocked for %d ticks\n", __func__,
 239                     td, sched_tdname(td), tticks);
 240         }
 241 }
 242
 243 static void
 244 deadlkres(void)
 245 {
 246         struct proc *p;
 247         struct thread *td;
 248         int blkticks, slpticks, tryl;
 249
 250         tryl = 0;
 251         for (;;) {
 252                 blkticks = blktime_threshold * hz;
 253                 slpticks = slptime_threshold * hz;
 254
 255                 /*
 256                  * Avoid to sleep on the sx_lock in order to avoid a
 257                  * possible priority inversion problem leading to
 258                  * starvation.
 259                  * If the lock can't be held after 100 tries, panic.
 260                  */
 261                 if (!sx_try_slock(&allproc_lock)) {
 262                         if (tryl > 100)
 263                                 panic("%s: possible deadlock detected "
 264                                     "on allproc_lock\n", __func__);
 265                         tryl++;
 266                         pause("allproc", sleepfreq * hz);
 267                         continue;
 268                 }
 269                 tryl = 0;
 270                 FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 271                         PROC_LOCK(p);
 272                         if (p->p_state == PRS_NEW) {
 273                                 PROC_UNLOCK(p);
 274                                 continue;
 275                         }
 276                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 277                                 thread_lock(td);
 278                                 if (TD_ON_LOCK(td))
 279                                         deadlres_td_on_lock(p, td,
 280                                             blkticks);
 281                                 else if (TD_IS_SLEEPING(td))
 282                                         deadlres_td_sleep_q(p, td,
 283                                             slpticks);
 284                                 thread_unlock(td);
 285                         }
 286                         PROC_UNLOCK(p);
 287                 }
 288                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 289
 290                 /* Sleep for sleepfreq seconds. */
 291                 pause("-", sleepfreq * hz);
 292         }
 293 }
 294
 295 static struct kthread_desc deadlkres_kd = {
 296         "deadlkres",
 297         deadlkres,
 298         (struct thread **)NULL
 299 };
 300
 301 SYSINIT(deadlkres, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_ANY, kthread_start, &deadlkres_kd);
 302
 303 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, deadlkres, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
 304     "Deadlock resolver");
 305 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, slptime_threshold, CTLFLAG_RWTUN,
 306     &slptime_threshold, 0,
 307     "Number of seconds within is valid to sleep on a sleepqueue");
 308 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, blktime_threshold, CTLFLAG_RWTUN,
 309     &blktime_threshold, 0,
 310     "Number of seconds within is valid to block on a turnstile");
 311 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, sleepfreq, CTLFLAG_RWTUN, &sleepfreq, 0,
 312     "Number of seconds between any deadlock resolver thread run");
 313 #endif  /* DEADLKRES */
 314
 315 void
 316 read_cpu_time(long *cp_time)
 317 {
 318         struct pcpu *pc;
 319         int i, j;
 320
 321         /* Sum up global cp_time[]. */
 322         bzero(cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 323         CPU_FOREACH(i) {
 324                 pc = pcpu_find(i);
 325                 for (j = 0; j < CPUSTATES; j++)
 326                         cp_time[j] += pc->pc_cp_time[j];
 327         }
 328 }
 329
 330 #include <sys/watchdog.h>
 331
 332 static int watchdog_ticks;
 333 static int watchdog_enabled;
 334 static void watchdog_fire(void);
 335 static void watchdog_config(void *, u_int, int *);
 336
 337 static void
 338 watchdog_attach(void)
 339 {
 340         EVENTHANDLER_REGISTER(watchdog_list, watchdog_config, NULL, 0);
 341 }
 342
 343 /*
 344  * Clock handling routines.
 345  *
 346  * This code is written to operate with two timers that run independently of
 347  * each other.
 348  *
 349  * The main timer, running hz times per second, is used to trigger interval
 350  * timers, timeouts and rescheduling as needed.
 351  *
 352  * The second timer handles kernel and user profiling,
 353  * and does resource use estimation.  If the second timer is programmable,
 354  * it is randomized to avoid aliasing between the two clocks.  For example,
 355  * the randomization prevents an adversary from always giving up the cpu
 356  * just before its quantum expires.  Otherwise, it would never accumulate
 357  * cpu ticks.  The mean frequency of the second timer is stathz.
 358  *
 359  * If no second timer exists, stathz will be zero; in this case we drive
 360  * profiling and statistics off the main clock.  This WILL NOT be accurate;
 361  * do not do it unless absolutely necessary.
 362  *
 363  * The statistics clock may (or may not) be run at a higher rate while
 364  * profiling.  This profile clock runs at profhz.  We require that profhz
 365  * be an integral multiple of stathz.
 366  *
 367  * If the statistics clock is running fast, it must be divided by the ratio
 368  * profhz/stathz for statistics.  (For profiling, every tick counts.)
 369  *
 370  * Time-of-day is maintained using a "timecounter", which may or may
 371  * not be related to the hardware generating the above mentioned
 372  * interrupts.
 373  */
 374
 375 int     stathz;
 376 int     profhz;
 377 int     profprocs;
 378 volatile int    ticks;
 379 int     psratio;
 380
 381 DPCPU_DEFINE_STATIC(int, pcputicks);    /* Per-CPU version of ticks. */
 382 #ifdef DEVICE_POLLING
 383 static int devpoll_run = 0;
 384 #endif
 385
 386 /*
 387  * Initialize clock frequencies and start both clocks running.
 388  */
 389 static void
 390 initclocks(void *dummy __unused)
 391 {
 392         int i;
 393
 394         /*
 395          * Set divisors to 1 (normal case) and let the machine-specific
 396          * code do its bit.
 397          */
 398         mtx_init(&time_lock, "time lock", NULL, MTX_DEF);
 399         cpu_initclocks();
 400
 401         /*
 402          * Compute profhz/stathz, and fix profhz if needed.
 403          */
 404         i = stathz ? stathz : hz;
 405         if (profhz == 0)
 406                 profhz = i;
 407         psratio = profhz / i;
 408
 409 #ifdef SW_WATCHDOG
 410         /* Enable hardclock watchdog now, even if a hardware watchdog exists. */
 411         watchdog_attach();
 412 #else
 413         /* Volunteer to run a software watchdog. */
 414         if (wdog_software_attach == NULL)
 415                 wdog_software_attach = watchdog_attach;
 416 #endif
 417 }
 418 SYSINIT(clocks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL);
 419
 420 static __noinline void
 421 hardclock_itimer(struct thread *td, struct pstats *pstats, int cnt, int usermode)
 422 {
 423         struct proc *p;
 424         int flags;
 425
 426         flags = 0;
 427         p = td->td_proc;
 428         if (usermode &&
 429             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 430                 PROC_ITIMLOCK(p);
 431                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL],
 432                     tick * cnt) == 0)
 433                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 434                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 435         }
 436         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 437                 PROC_ITIMLOCK(p);
 438                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF],
 439                     tick * cnt) == 0)
 440                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 441                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 442         }
 443         if (flags != 0) {
 444                 thread_lock(td);
 445                 td->td_flags |= flags;
 446                 thread_unlock(td);
 447         }
 448 }
 449
 450 void
 451 hardclock(int cnt, int usermode)
 452 {
 453         struct pstats *pstats;
 454         struct thread *td = curthread;
 455         struct proc *p = td->td_proc;
 456         int *t = DPCPU_PTR(pcputicks);
 457         int global, i, newticks;
 458
 459         /*
 460          * Update per-CPU and possibly global ticks values.
 461          */
 462         *t += cnt;
 463         global = ticks;
 464         do {
 465                 newticks = *t - global;
 466                 if (newticks <= 0) {
 467                         if (newticks < -1)
 468                                 *t = global - 1;
 469                         newticks = 0;
 470                         break;
 471                 }
 472         } while (!atomic_fcmpset_int(&ticks, &global, *t));
 473
 474         /*
 475          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 476          */
 477         pstats = p->p_stats;
 478         if (__predict_false(
 479             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) ||
 480             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)))
 481                 hardclock_itimer(td, pstats, cnt, usermode);
 482
 483 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 484         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 485                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 486         if (td->td_intr_frame != NULL)
 487                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 488 #endif
 489         /* We are in charge to handle this tick duty. */
 490         if (newticks > 0) {
 491                 tc_ticktock(newticks);
 492 #ifdef DEVICE_POLLING
 493                 /* Dangerous and no need to call these things concurrently. */
 494                 if (atomic_cmpset_acq_int(&devpoll_run, 0, 1)) {
 495                         /* This is very short and quick. */
 496                         hardclock_device_poll();
 497                         atomic_store_rel_int(&devpoll_run, 0);
 498                 }
 499 #endif /* DEVICE_POLLING */
 500                 if (watchdog_enabled > 0) {
 501                         i = atomic_fetchadd_int(&watchdog_ticks, -newticks);
 502                         if (i > 0 && i <= newticks)
 503                                 watchdog_fire();
 504                 }
 505                 intr_event_handle(clk_intr_event, NULL);
 506         }
 507         if (curcpu == CPU_FIRST())
 508                 cpu_tick_calibration();
 509         if (__predict_false(DPCPU_GET(epoch_cb_count)))
 510                 GROUPTASK_ENQUEUE(DPCPU_PTR(epoch_cb_task));
 511 }
 512
 513 void
 514 hardclock_sync(int cpu)
 515 {
 516         int *t;
 517         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpu), ("Absent CPU %d", cpu));
 518         t = DPCPU_ID_PTR(cpu, pcputicks);
 519
 520         *t = ticks;
 521 }
 522
 523 /*
 524  * Regular integer scaling formula without losing precision:
 525  */
 526 #define TIME_INT_SCALE(value, mul, div) \
 527         (((value) / (div)) * (mul) + (((value) % (div)) * (mul)) / (div))
 528
 529 /*
 530  * Macro for converting seconds and microseconds into actual ticks,
 531  * based on the given hz value:
 532  */
 533 #define TIME_TO_TICKS(sec, usec, hz) \
 534         ((sec) * (hz) + TIME_INT_SCALE(usec, hz, 1 << 6) / (1000000 >> 6))
 535
 536 #define TIME_ASSERT_VALID_HZ(hz)        \
 537         _Static_assert(TIME_TO_TICKS(INT_MAX / (hz) - 1, 999999, hz) >= 0 && \
 538                        TIME_TO_TICKS(INT_MAX / (hz) - 1, 999999, hz) < INT_MAX, \
 539                        "tvtohz() can overflow the regular integer type")
 540
 541 /*
 542  * Compile time assert the maximum and minimum values to fit into a
 543  * regular integer when computing TIME_TO_TICKS():
 544  */
 545 TIME_ASSERT_VALID_HZ(HZ_MAXIMUM);
 546 TIME_ASSERT_VALID_HZ(HZ_MINIMUM);
 547
 548 /*
 549  * The formula is mostly linear, but test some more common values just
 550  * in case:
 551  */
 552 TIME_ASSERT_VALID_HZ(1024);
 553 TIME_ASSERT_VALID_HZ(1000);
 554 TIME_ASSERT_VALID_HZ(128);
 555 TIME_ASSERT_VALID_HZ(100);
 556
 557 /*
 558  * Compute number of ticks representing the specified amount of time.
 559  * If the specified time is negative, a value of 1 is returned. This
 560  * function returns a value from 1 up to and including INT_MAX.
 561  */
 562 int
 563 tvtohz(struct timeval *tv)
 564 {
 565         int retval;
 566
 567         /*
 568          * The values passed here may come from user-space and these
 569          * checks ensure "tv_usec" is within its allowed range:
 570          */
 571
 572         /* check for tv_usec underflow */
 573         if (__predict_false(tv->tv_usec < 0)) {
 574                 tv->tv_sec += tv->tv_usec / 1000000;
 575                 tv->tv_usec = tv->tv_usec % 1000000;
 576                 /* convert tv_usec to a positive value */
 577                 if (__predict_true(tv->tv_usec < 0)) {
 578                         tv->tv_usec += 1000000;
 579                         tv->tv_sec -= 1;
 580                 }
 581         /* check for tv_usec overflow */
 582         } else if (__predict_false(tv->tv_usec >= 1000000)) {
 583                 tv->tv_sec += tv->tv_usec / 1000000;
 584                 tv->tv_usec = tv->tv_usec % 1000000;
 585         }
 586
 587         /* check for tv_sec underflow */
 588         if (__predict_false(tv->tv_sec < 0))
 589                 return (1);
 590         /* check for tv_sec overflow (including room for the tv_usec part) */
 591         else if (__predict_false(tv->tv_sec >= tick_seconds_max))
 592                 return (INT_MAX);
 593
 594         /* cast to "int" to avoid platform differences */
 595         retval = TIME_TO_TICKS((int)tv->tv_sec, (int)tv->tv_usec, hz);
 596
 597         /* add one additional tick */
 598         return (retval + 1);
 599 }
 600
 601 /*
 602  * Start profiling on a process.
 603  *
 604  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 605  * keeps the profile clock running constantly.
 606  */
 607 void
 608 startprofclock(struct proc *p)
 609 {
 610
 611         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 612         if (p->p_flag & P_STOPPROF)
 613                 return;
 614         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 615                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 616                 mtx_lock(&time_lock);
 617                 if (++profprocs == 1)
 618                         cpu_startprofclock();
 619                 mtx_unlock(&time_lock);
 620         }
 621 }
 622
 623 /*
 624  * Stop profiling on a process.
 625  */
 626 void
 627 stopprofclock(struct proc *p)
 628 {
 629
 630         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 631         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 632                 if (p->p_profthreads != 0) {
 633                         while (p->p_profthreads != 0) {
 634                                 p->p_flag |= P_STOPPROF;
 635                                 msleep(&p->p_profthreads, &p->p_mtx, PPAUSE,
 636                                     "stopprof", 0);
 637                         }
 638                 }
 639                 if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0)
 640                         return;
 641                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 642                 mtx_lock(&time_lock);
 643                 if (--profprocs == 0)
 644                         cpu_stopprofclock();
 645                 mtx_unlock(&time_lock);
 646         }
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Statistics clock.  Updates rusage information and calls the scheduler
 651  * to adjust priorities of the active thread.
 652  *
 653  * This should be called by all active processors.
 654  */
 655 void
 656 statclock(int cnt, int usermode)
 657 {
 658         struct rusage *ru;
 659         struct vmspace *vm;
 660         struct thread *td;
 661         struct proc *p;
 662         long rss;
 663         long *cp_time;
 664         uint64_t runtime, new_switchtime;
 665
 666         td = curthread;
 667         p = td->td_proc;
 668
 669         cp_time = (long *)PCPU_PTR(cp_time);
 670         if (usermode) {
 671                 /*
 672                  * Charge the time as appropriate.
 673                  */
 674                 td->td_uticks += cnt;
 675                 if (p->p_nice > NZERO)
 676                         cp_time[CP_NICE] += cnt;
 677                 else
 678                         cp_time[CP_USER] += cnt;
 679         } else {
 680                 /*
 681                  * Came from kernel mode, so we were:
 682                  * - handling an interrupt,
 683                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 684                  *   user process, or
 685                  * - spinning in the idle loop.
 686                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 687                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 688                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 689                  * so that we know how much of its real time was spent
 690                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 691                  */
 692                 if ((td->td_pflags & TDP_ITHREAD) ||
 693                     td->td_intr_nesting_level >= 2) {
 694                         td->td_iticks += cnt;
 695                         cp_time[CP_INTR] += cnt;
 696                 } else {
 697                         td->td_pticks += cnt;
 698                         td->td_sticks += cnt;
 699                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
 700                                 cp_time[CP_SYS] += cnt;
 701                         else
 702                                 cp_time[CP_IDLE] += cnt;
 703                 }
 704         }
 705
 706         /* Update resource usage integrals and maximums. */
 707         MPASS(p->p_vmspace != NULL);
 708         vm = p->p_vmspace;
 709         ru = &td->td_ru;
 710         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize) * cnt;
 711         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize) * cnt;
 712         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize) * cnt;
 713         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 714         if (ru->ru_maxrss < rss)
 715                 ru->ru_maxrss = rss;
 716         KTR_POINT2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "statclock",
 717             "prio:%d", td->td_priority, "stathz:%d", (stathz)?stathz:hz);
 718         SDT_PROBE2(sched, , , tick, td, td->td_proc);
 719         thread_lock_flags(td, MTX_QUIET);
 720
 721         /*
 722          * Compute the amount of time during which the current
 723          * thread was running, and add that to its total so far.
 724          */
 725         new_switchtime = cpu_ticks();
 726         runtime = new_switchtime - PCPU_GET(switchtime);
 727         td->td_runtime += runtime;
 728         td->td_incruntime += runtime;
 729         PCPU_SET(switchtime, new_switchtime);
 730
 731         sched_clock(td, cnt);
 732         thread_unlock(td);
 733 #ifdef HWPMC_HOOKS
 734         if (td->td_intr_frame != NULL)
 735                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, stat, td->td_intr_frame);
 736 #endif
 737 }
 738
 739 void
 740 profclock(int cnt, int usermode, uintfptr_t pc)
 741 {
 742         struct thread *td;
 743 #ifdef GPROF
 744         struct gmonparam *g;
 745         uintfptr_t i;
 746 #endif
 747
 748         td = curthread;
 749         if (usermode) {
 750                 /*
 751                  * Came from user mode; CPU was in user state.
 752                  * If this process is being profiled, record the tick.
 753                  * if there is no related user location yet, don't
 754                  * bother trying to count it.
 755                  */
 756                 if (td->td_proc->p_flag & P_PROFIL)
 757                         addupc_intr(td, pc, cnt);
 758         }
 759 #ifdef GPROF
 760         else {
 761                 /*
 762                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 763                  */
 764                 g = &_gmonparam;
 765                 if (g->state == GMON_PROF_ON && pc >= g->lowpc) {
 766                         i = PC_TO_I(g, pc);
 767                         if (i < g->textsize) {
 768                                 KCOUNT(g, i) += cnt;
 769                         }
 770                 }
 771         }
 772 #endif
 773 #ifdef HWPMC_HOOKS
 774         if (td->td_intr_frame != NULL)
 775                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, prof, td->td_intr_frame);
 776 #endif
 777 }
 778
 779 /*
 780  * Return information about system clocks.
 781  */
 782 static int
 783 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 784 {
 785         struct clockinfo clkinfo;
 786         /*
 787          * Construct clockinfo structure.
 788          */
 789         bzero(&clkinfo, sizeof(clkinfo));
 790         clkinfo.hz = hz;
 791         clkinfo.tick = tick;
 792         clkinfo.profhz = profhz;
 793         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
 794         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 795 }
 796
 797 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate,
 798         CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 799         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo",
 800         "Rate and period of various kernel clocks");
 801
 802 static void
 803 watchdog_config(void *unused __unused, u_int cmd, int *error)
 804 {
 805         u_int u;
 806
 807         u = cmd & WD_INTERVAL;
 808         if (u >= WD_TO_1SEC) {
 809                 watchdog_ticks = (1 << (u - WD_TO_1SEC)) * hz;
 810                 watchdog_enabled = 1;
 811                 *error = 0;
 812         } else {
 813                 watchdog_enabled = 0;
 814         }
 815 }
 816
 817 /*
 818  * Handle a watchdog timeout by dumping interrupt information and
 819  * then either dropping to DDB or panicking.
 820  */
 821 static void
 822 watchdog_fire(void)
 823 {
 824         int nintr;
 825         uint64_t inttotal;
 826         u_long *curintr;
 827         char *curname;
 828
 829         curintr = intrcnt;
 830         curname = intrnames;
 831         inttotal = 0;
 832         nintr = sintrcnt / sizeof(u_long);
 833
 834         printf("interrupt                   total\n");
 835         while (--nintr >= 0) {
 836                 if (*curintr)
 837                         printf("%-12s %20lu\n", curname, *curintr);
 838                 curname += strlen(curname) + 1;
 839                 inttotal += *curintr++;
 840         }
 841         printf("Total        %20ju\n", (uintmax_t)inttotal);
 842
 843 #if defined(KDB) && !defined(KDB_UNATTENDED)
 844         kdb_backtrace();
 845         kdb_enter(KDB_WHY_WATCHDOG, "watchdog timeout");
 846 #else
 847         panic("watchdog timeout");
 848 #endif
 849 }