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  * 3. 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 #ifdef DEVICE_POLLING
 385 static int devpoll_run = 0;
 386 #endif
 387
 388 /*
 389  * Initialize clock frequencies and start both clocks running.
 390  */
 391 /* ARGSUSED*/
 392 static void
 393 initclocks(void *dummy)
 394 {
 395         int i;
 396
 397         /*
 398          * Set divisors to 1 (normal case) and let the machine-specific
 399          * code do its bit.
 400          */
 401         mtx_init(&time_lock, "time lock", NULL, MTX_DEF);
 402         cpu_initclocks();
 403
 404         /*
 405          * Compute profhz/stathz, and fix profhz if needed.
 406          */
 407         i = stathz ? stathz : hz;
 408         if (profhz == 0)
 409                 profhz = i;
 410         psratio = profhz / i;
 411 #ifdef SW_WATCHDOG
 412         EVENTHANDLER_REGISTER(watchdog_list, watchdog_config, NULL, 0);
 413 #endif
 414 }
 415
 416 /*
 417  * Each time the real-time timer fires, this function is called on all CPUs.
 418  * Note that hardclock() calls hardclock_cpu() for the boot CPU, so only
 419  * the other CPUs in the system need to call this function.
 420  */
 421 void
 422 hardclock_cpu(int usermode)
 423 {
 424         struct pstats *pstats;
 425         struct thread *td = curthread;
 426         struct proc *p = td->td_proc;
 427         int flags;
 428
 429         /*
 430          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 431          */
 432         pstats = p->p_stats;
 433         flags = 0;
 434         if (usermode &&
 435             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 436                 PROC_ITIMLOCK(p);
 437                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
 438                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 439                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 440         }
 441         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 442                 PROC_ITIMLOCK(p);
 443                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0)
 444                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 445                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 446         }
 447         thread_lock(td);
 448         td->td_flags |= flags;
 449         thread_unlock(td);
 450
 451 #ifdef HWPMC_HOOKS
 452         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 453                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 454         if (td->td_intr_frame != NULL)
 455                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 456 #endif
 457         callout_process(sbinuptime());
 458 }
 459
 460 /*
 461  * The real-time timer, interrupting hz times per second.
 462  */
 463 void
 464 hardclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 465 {
 466
 467         atomic_add_int(&ticks, 1);
 468         hardclock_cpu(usermode);
 469         tc_ticktock(1);
 470         cpu_tick_calibration();
 471         /*
 472          * If no separate statistics clock is available, run it from here.
 473          *
 474          * XXX: this only works for UP
 475          */
 476         if (stathz == 0) {
 477                 profclock(usermode, pc);
 478                 statclock(usermode);
 479         }
 480 #ifdef DEVICE_POLLING
 481         hardclock_device_poll();        /* this is very short and quick */
 482 #endif /* DEVICE_POLLING */
 483 #ifdef SW_WATCHDOG
 484         if (watchdog_enabled > 0 && --watchdog_ticks <= 0)
 485                 watchdog_fire();
 486 #endif /* SW_WATCHDOG */
 487 }
 488
 489 void
 490 hardclock_cnt(int cnt, int usermode)
 491 {
 492         struct pstats *pstats;
 493         struct thread *td = curthread;
 494         struct proc *p = td->td_proc;
 495         int *t = DPCPU_PTR(pcputicks);
 496         int flags, global, newticks;
 497 #ifdef SW_WATCHDOG
 498         int i;
 499 #endif /* SW_WATCHDOG */
 500
 501         /*
 502          * Update per-CPU and possibly global ticks values.
 503          */
 504         *t += cnt;
 505         do {
 506                 global = ticks;
 507                 newticks = *t - global;
 508                 if (newticks <= 0) {
 509                         if (newticks < -1)
 510                                 *t = global - 1;
 511                         newticks = 0;
 512                         break;
 513                 }
 514         } while (!atomic_cmpset_int(&ticks, global, *t));
 515
 516         /*
 517          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 518          */
 519         pstats = p->p_stats;
 520         flags = 0;
 521         if (usermode &&
 522             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 523                 PROC_ITIMLOCK(p);
 524                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL],
 525                     tick * cnt) == 0)
 526                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 527                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 528         }
 529         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 530                 PROC_ITIMLOCK(p);
 531                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF],
 532                     tick * cnt) == 0)
 533                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 534                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 535         }
 536         if (flags != 0) {
 537                 thread_lock(td);
 538                 td->td_flags |= flags;
 539                 thread_unlock(td);
 540         }
 541
 542 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 543         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 544                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 545         if (td->td_intr_frame != NULL)
 546                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 547 #endif
 548         /* We are in charge to handle this tick duty. */
 549         if (newticks > 0) {
 550                 tc_ticktock(newticks);
 551 #ifdef DEVICE_POLLING
 552                 /* Dangerous and no need to call these things concurrently. */
 553                 if (atomic_cmpset_acq_int(&devpoll_run, 0, 1)) {
 554                         /* This is very short and quick. */
 555                         hardclock_device_poll();
 556                         atomic_store_rel_int(&devpoll_run, 0);
 557                 }
 558 #endif /* DEVICE_POLLING */
 559 #ifdef SW_WATCHDOG
 560                 if (watchdog_enabled > 0) {
 561                         i = atomic_fetchadd_int(&watchdog_ticks, -newticks);
 562                         if (i > 0 && i <= newticks)
 563                                 watchdog_fire();
 564                 }
 565 #endif /* SW_WATCHDOG */
 566         }
 567         if (curcpu == CPU_FIRST())
 568                 cpu_tick_calibration();
 569 }
 570
 571 void
 572 hardclock_sync(int cpu)
 573 {
 574         int     *t = DPCPU_ID_PTR(cpu, pcputicks);
 575
 576         *t = ticks;
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Compute number of ticks in the specified amount of time.
 581  */
 582 int
 583 tvtohz(struct timeval *tv)
 584 {
 585         unsigned long ticks;
 586         long sec, usec;
 587
 588         /*
 589          * If the number of usecs in the whole seconds part of the time
 590          * difference fits in a long, then the total number of usecs will
 591          * fit in an unsigned long.  Compute the total and convert it to
 592          * ticks, rounding up and adding 1 to allow for the current tick
 593          * to expire.  Rounding also depends on unsigned long arithmetic
 594          * to avoid overflow.
 595          *
 596          * Otherwise, if the number of ticks in the whole seconds part of
 597          * the time difference fits in a long, then convert the parts to
 598          * ticks separately and add, using similar rounding methods and
 599          * overflow avoidance.  This method would work in the previous
 600          * case but it is slightly slower and assumes that hz is integral.
 601          *
 602          * Otherwise, round the time difference down to the maximum
 603          * representable value.
 604          *
 605          * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 606          * 10ms ticks is 248 days.
 607          */
 608         sec = tv->tv_sec;
 609         usec = tv->tv_usec;
 610         if (usec < 0) {
 611                 sec--;
 612                 usec += 1000000;
 613         }
 614         if (sec < 0) {
 615 #ifdef DIAGNOSTIC
 616                 if (usec > 0) {
 617                         sec++;
 618                         usec -= 1000000;
 619                 }
 620                 printf("tvotohz: negative time difference %ld sec %ld usec\n",
 621                        sec, usec);
 622 #endif
 623                 ticks = 1;
 624         } else if (sec <= LONG_MAX / 1000000)
 625                 ticks = howmany(sec * 1000000 + (unsigned long)usec, tick) + 1;
 626         else if (sec <= LONG_MAX / hz)
 627                 ticks = sec * hz
 628                         + howmany((unsigned long)usec, tick) + 1;
 629         else
 630                 ticks = LONG_MAX;
 631         if (ticks > INT_MAX)
 632                 ticks = INT_MAX;
 633         return ((int)ticks);
 634 }
 635
 636 /*
 637  * Start profiling on a process.
 638  *
 639  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 640  * keeps the profile clock running constantly.
 641  */
 642 void
 643 startprofclock(struct proc *p)
 644 {
 645
 646         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 647         if (p->p_flag & P_STOPPROF)
 648                 return;
 649         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 650                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 651                 mtx_lock(&time_lock);
 652                 if (++profprocs == 1)
 653                         cpu_startprofclock();
 654                 mtx_unlock(&time_lock);
 655         }
 656 }
 657
 658 /*
 659  * Stop profiling on a process.
 660  */
 661 void
 662 stopprofclock(struct proc *p)
 663 {
 664
 665         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 666         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 667                 if (p->p_profthreads != 0) {
 668                         while (p->p_profthreads != 0) {
 669                                 p->p_flag |= P_STOPPROF;
 670                                 msleep(&p->p_profthreads, &p->p_mtx, PPAUSE,
 671                                     "stopprof", 0);
 672                         }
 673                 }
 674                 if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0)
 675                         return;
 676                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 677                 mtx_lock(&time_lock);
 678                 if (--profprocs == 0)
 679                         cpu_stopprofclock();
 680                 mtx_unlock(&time_lock);
 681         }
 682 }
 683
 684 /*
 685  * Statistics clock.  Updates rusage information and calls the scheduler
 686  * to adjust priorities of the active thread.
 687  *
 688  * This should be called by all active processors.
 689  */
 690 void
 691 statclock(int usermode)
 692 {
 693
 694         statclock_cnt(1, usermode);
 695 }
 696
 697 void
 698 statclock_cnt(int cnt, int usermode)
 699 {
 700         struct rusage *ru;
 701         struct vmspace *vm;
 702         struct thread *td;
 703         struct proc *p;
 704         long rss;
 705         long *cp_time;
 706
 707         td = curthread;
 708         p = td->td_proc;
 709
 710         cp_time = (long *)PCPU_PTR(cp_time);
 711         if (usermode) {
 712                 /*
 713                  * Charge the time as appropriate.
 714                  */
 715                 td->td_uticks += cnt;
 716                 if (p->p_nice > NZERO)
 717                         cp_time[CP_NICE] += cnt;
 718                 else
 719                         cp_time[CP_USER] += cnt;
 720         } else {
 721                 /*
 722                  * Came from kernel mode, so we were:
 723                  * - handling an interrupt,
 724                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 725                  *   user process, or
 726                  * - spinning in the idle loop.
 727                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 728                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 729                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 730                  * so that we know how much of its real time was spent
 731                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 732                  */
 733                 if ((td->td_pflags & TDP_ITHREAD) ||
 734                     td->td_intr_nesting_level >= 2) {
 735                         td->td_iticks += cnt;
 736                         cp_time[CP_INTR] += cnt;
 737                 } else {
 738                         td->td_pticks += cnt;
 739                         td->td_sticks += cnt;
 740                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
 741                                 cp_time[CP_SYS] += cnt;
 742                         else
 743                                 cp_time[CP_IDLE] += cnt;
 744                 }
 745         }
 746
 747         /* Update resource usage integrals and maximums. */
 748         MPASS(p->p_vmspace != NULL);
 749         vm = p->p_vmspace;
 750         ru = &td->td_ru;
 751         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize) * cnt;
 752         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize) * cnt;
 753         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize) * cnt;
 754         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 755         if (ru->ru_maxrss < rss)
 756                 ru->ru_maxrss = rss;
 757         KTR_POINT2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "statclock",
 758             "prio:%d", td->td_priority, "stathz:%d", (stathz)?stathz:hz);
 759         SDT_PROBE2(sched, , , tick, td, td->td_proc);
 760         thread_lock_flags(td, MTX_QUIET);
 761         for ( ; cnt > 0; cnt--)
 762                 sched_clock(td);
 763         thread_unlock(td);
 764 #ifdef HWPMC_HOOKS
 765         if (td->td_intr_frame != NULL)
 766                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, stat, td->td_intr_frame);
 767 #endif
 768 }
 769
 770 void
 771 profclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 772 {
 773
 774         profclock_cnt(1, usermode, pc);
 775 }
 776
 777 void
 778 profclock_cnt(int cnt, int usermode, uintfptr_t pc)
 779 {
 780         struct thread *td;
 781 #ifdef GPROF
 782         struct gmonparam *g;
 783         uintfptr_t i;
 784 #endif
 785
 786         td = curthread;
 787         if (usermode) {
 788                 /*
 789                  * Came from user mode; CPU was in user state.
 790                  * If this process is being profiled, record the tick.
 791                  * if there is no related user location yet, don't
 792                  * bother trying to count it.
 793                  */
 794                 if (td->td_proc->p_flag & P_PROFIL)
 795                         addupc_intr(td, pc, cnt);
 796         }
 797 #ifdef GPROF
 798         else {
 799                 /*
 800                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 801                  */
 802                 g = &_gmonparam;
 803                 if (g->state == GMON_PROF_ON && pc >= g->lowpc) {
 804                         i = PC_TO_I(g, pc);
 805                         if (i < g->textsize) {
 806                                 KCOUNT(g, i) += cnt;
 807                         }
 808                 }
 809         }
 810 #endif
 811 #ifdef HWPMC_HOOKS
 812         if (td->td_intr_frame != NULL)
 813                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, prof, td->td_intr_frame);
 814 #endif
 815 }
 816
 817 /*
 818  * Return information about system clocks.
 819  */
 820 static int
 821 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 822 {
 823         struct clockinfo clkinfo;
 824         /*
 825          * Construct clockinfo structure.
 826          */
 827         bzero(&clkinfo, sizeof(clkinfo));
 828         clkinfo.hz = hz;
 829         clkinfo.tick = tick;
 830         clkinfo.profhz = profhz;
 831         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
 832         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 833 }
 834
 835 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate,
 836         CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 837         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo",
 838         "Rate and period of various kernel clocks");
 839
 840 #ifdef SW_WATCHDOG
 841
 842 static void
 843 watchdog_config(void *unused __unused, u_int cmd, int *error)
 844 {
 845         u_int u;
 846
 847         u = cmd & WD_INTERVAL;
 848         if (u >= WD_TO_1SEC) {
 849                 watchdog_ticks = (1 << (u - WD_TO_1SEC)) * hz;
 850                 watchdog_enabled = 1;
 851                 *error = 0;
 852         } else {
 853                 watchdog_enabled = 0;
 854         }
 855 }
 856
 857 /*
 858  * Handle a watchdog timeout by dumping interrupt information and
 859  * then either dropping to DDB or panicking.
 860  */
 861 static void
 862 watchdog_fire(void)
 863 {
 864         int nintr;
 865         uint64_t inttotal;
 866         u_long *curintr;
 867         char *curname;
 868
 869         curintr = intrcnt;
 870         curname = intrnames;
 871         inttotal = 0;
 872         nintr = sintrcnt / sizeof(u_long);
 873
 874         printf("interrupt                   total\n");
 875         while (--nintr >= 0) {
 876                 if (*curintr)
 877                         printf("%-12s %20lu\n", curname, *curintr);
 878                 curname += strlen(curname) + 1;
 879                 inttotal += *curintr++;
 880         }
 881         printf("Total        %20ju\n", (uintmax_t)inttotal);
 882
 883 #if defined(KDB) && !defined(KDB_UNATTENDED)
 884         kdb_backtrace();
 885         kdb_enter(KDB_WHY_WATCHDOG, "watchdog timeout");
 886 #else
 887         panic("watchdog timeout");
 888 #endif
 889 }
 890
 891 #endif /* SW_WATCHDOG */