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 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, prof);
  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, 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                                 /*
 219                                  * Once a thread is found in "interesting"
 220                                  * state a possible ticks wrap-up needs to be
 221                                  * checked.
 222                                  */
 223                                 thread_lock(td);
 224                                 if (TD_ON_LOCK(td) && ticks < td->td_blktick) {
 225
 226                                         /*
 227                                          * The thread should be blocked on a
 228                                          * turnstile, simply check if the
 229                                          * turnstile channel is in good state.
 230                                          */
 231                                         MPASS(td->td_blocked != NULL);
 232
 233                                         tticks = ticks - td->td_blktick;
 234                                         thread_unlock(td);
 235                                         if (tticks > blkticks) {
 236
 237                                                 /*
 238                                                  * Accordingly with provided
 239                                                  * thresholds, this thread is
 240                                                  * stuck for too long on a
 241                                                  * turnstile.
 242                                                  */
 243                                                 PROC_UNLOCK(p);
 244                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 245         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 246                                                     __func__, td, tticks);
 247                                         }
 248                                 } else if (TD_IS_SLEEPING(td) &&
 249                                     TD_ON_SLEEPQ(td) &&
 250                                     ticks < td->td_blktick) {
 251
 252                                         /*
 253                                          * Check if the thread is sleeping on a
 254                                          * lock, otherwise skip the check.
 255                                          * Drop the thread lock in order to
 256                                          * avoid a LOR with the sleepqueue
 257                                          * spinlock.
 258                                          */
 259                                         wchan = td->td_wchan;
 260                                         tticks = ticks - td->td_slptick;
 261                                         thread_unlock(td);
 262                                         slptype = sleepq_type(wchan);
 263                                         if ((slptype == SLEEPQ_SX ||
 264                                             slptype == SLEEPQ_LK) &&
 265                                             tticks > slpticks) {
 266
 267                                                 /*
 268                                                  * Accordingly with provided
 269                                                  * thresholds, this thread is
 270                                                  * stuck for too long on a
 271                                                  * sleepqueue.
 272                                                  * However, being on a
 273                                                  * sleepqueue, we might still
 274                                                  * check for the blessed
 275                                                  * list.
 276                                                  */
 277                                                 tryl = 0;
 278                                                 for (i = 0; blessed[i] != NULL;
 279                                                     i++) {
 280                                                         if (!strcmp(blessed[i],
 281                                                             td->td_wmesg)) {
 282                                                                 tryl = 1;
 283                                                                 break;
 284                                                         }
 285                                                 }
 286                                                 if (tryl != 0) {
 287                                                         tryl = 0;
 288                                                         continue;
 289                                                 }
 290                                                 PROC_UNLOCK(p);
 291                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 292         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 293                                                     __func__, td, tticks);
 294                                         }
 295                                 } else
 296                                         thread_unlock(td);
 297                         }
 298                         PROC_UNLOCK(p);
 299                 }
 300                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 301
 302                 /* Sleep for sleepfreq seconds. */
 303                 pause("-", sleepfreq * hz);
 304         }
 305 }
 306
 307 static struct kthread_desc deadlkres_kd = {
 308         "deadlkres",
 309         deadlkres,
 310         (struct thread **)NULL
 311 };
 312
 313 SYSINIT(deadlkres, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_ANY, kthread_start, &deadlkres_kd);
 314
 315 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, deadlkres, CTLFLAG_RW, 0,
 316     "Deadlock resolver");
 317 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, slptime_threshold, CTLFLAG_RW,
 318     &slptime_threshold, 0,
 319     "Number of seconds within is valid to sleep on a sleepqueue");
 320 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, blktime_threshold, CTLFLAG_RW,
 321     &blktime_threshold, 0,
 322     "Number of seconds within is valid to block on a turnstile");
 323 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, sleepfreq, CTLFLAG_RW, &sleepfreq, 0,
 324     "Number of seconds between any deadlock resolver thread run");
 325 #endif  /* DEADLKRES */
 326
 327 void
 328 read_cpu_time(long *cp_time)
 329 {
 330         struct pcpu *pc;
 331         int i, j;
 332
 333         /* Sum up global cp_time[]. */
 334         bzero(cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 335         CPU_FOREACH(i) {
 336                 pc = pcpu_find(i);
 337                 for (j = 0; j < CPUSTATES; j++)
 338                         cp_time[j] += pc->pc_cp_time[j];
 339         }
 340 }
 341
 342 #ifdef SW_WATCHDOG
 343 #include <sys/watchdog.h>
 344
 345 static int watchdog_ticks;
 346 static int watchdog_enabled;
 347 static void watchdog_fire(void);
 348 static void watchdog_config(void *, u_int, int *);
 349 #endif /* SW_WATCHDOG */
 350
 351 /*
 352  * Clock handling routines.
 353  *
 354  * This code is written to operate with two timers that run independently of
 355  * each other.
 356  *
 357  * The main timer, running hz times per second, is used to trigger interval
 358  * timers, timeouts and rescheduling as needed.
 359  *
 360  * The second timer handles kernel and user profiling,
 361  * and does resource use estimation.  If the second timer is programmable,
 362  * it is randomized to avoid aliasing between the two clocks.  For example,
 363  * the randomization prevents an adversary from always giving up the cpu
 364  * just before its quantum expires.  Otherwise, it would never accumulate
 365  * cpu ticks.  The mean frequency of the second timer is stathz.
 366  *
 367  * If no second timer exists, stathz will be zero; in this case we drive
 368  * profiling and statistics off the main clock.  This WILL NOT be accurate;
 369  * do not do it unless absolutely necessary.
 370  *
 371  * The statistics clock may (or may not) be run at a higher rate while
 372  * profiling.  This profile clock runs at profhz.  We require that profhz
 373  * be an integral multiple of stathz.
 374  *
 375  * If the statistics clock is running fast, it must be divided by the ratio
 376  * profhz/stathz for statistics.  (For profiling, every tick counts.)
 377  *
 378  * Time-of-day is maintained using a "timecounter", which may or may
 379  * not be related to the hardware generating the above mentioned
 380  * interrupts.
 381  */
 382
 383 int     stathz;
 384 int     profhz;
 385 int     profprocs;
 386 volatile int    ticks;
 387 int     psratio;
 388
 389 static DPCPU_DEFINE(int, pcputicks);    /* Per-CPU version of ticks. */
 390 static int global_hardclock_run = 0;
 391
 392 /*
 393  * Initialize clock frequencies and start both clocks running.
 394  */
 395 /* ARGSUSED*/
 396 static void
 397 initclocks(dummy)
 398         void *dummy;
 399 {
 400         register int i;
 401
 402         /*
 403          * Set divisors to 1 (normal case) and let the machine-specific
 404          * code do its bit.
 405          */
 406         mtx_init(&time_lock, "time lock", NULL, MTX_DEF);
 407         cpu_initclocks();
 408
 409         /*
 410          * Compute profhz/stathz, and fix profhz if needed.
 411          */
 412         i = stathz ? stathz : hz;
 413         if (profhz == 0)
 414                 profhz = i;
 415         psratio = profhz / i;
 416 #ifdef SW_WATCHDOG
 417         EVENTHANDLER_REGISTER(watchdog_list, watchdog_config, NULL, 0);
 418 #endif
 419 }
 420
 421 /*
 422  * Each time the real-time timer fires, this function is called on all CPUs.
 423  * Note that hardclock() calls hardclock_cpu() for the boot CPU, so only
 424  * the other CPUs in the system need to call this function.
 425  */
 426 void
 427 hardclock_cpu(int usermode)
 428 {
 429         struct pstats *pstats;
 430         struct thread *td = curthread;
 431         struct proc *p = td->td_proc;
 432         int flags;
 433
 434         /*
 435          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 436          */
 437         pstats = p->p_stats;
 438         flags = 0;
 439         if (usermode &&
 440             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 441                 PROC_SLOCK(p);
 442                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
 443                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 444                 PROC_SUNLOCK(p);
 445         }
 446         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 447                 PROC_SLOCK(p);
 448                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0)
 449                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 450                 PROC_SUNLOCK(p);
 451         }
 452         thread_lock(td);
 453         sched_tick(1);
 454         td->td_flags |= flags;
 455         thread_unlock(td);
 456
 457 #ifdef HWPMC_HOOKS
 458         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 459                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 460         if (td->td_intr_frame != NULL)
 461                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 462 #endif
 463         callout_tick();
 464 }
 465
 466 /*
 467  * The real-time timer, interrupting hz times per second.
 468  */
 469 void
 470 hardclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 471 {
 472
 473         atomic_add_int(&ticks, 1);
 474         hardclock_cpu(usermode);
 475         tc_ticktock(1);
 476         cpu_tick_calibration();
 477         /*
 478          * If no separate statistics clock is available, run it from here.
 479          *
 480          * XXX: this only works for UP
 481          */
 482         if (stathz == 0) {
 483                 profclock(usermode, pc);
 484                 statclock(usermode);
 485         }
 486 #ifdef DEVICE_POLLING
 487         hardclock_device_poll();        /* this is very short and quick */
 488 #endif /* DEVICE_POLLING */
 489 #ifdef SW_WATCHDOG
 490         if (watchdog_enabled > 0 && --watchdog_ticks <= 0)
 491                 watchdog_fire();
 492 #endif /* SW_WATCHDOG */
 493 }
 494
 495 void
 496 hardclock_cnt(int cnt, int usermode)
 497 {
 498         struct pstats *pstats;
 499         struct thread *td = curthread;
 500         struct proc *p = td->td_proc;
 501         int *t = DPCPU_PTR(pcputicks);
 502         int flags, global, newticks;
 503 #ifdef SW_WATCHDOG
 504         int i;
 505 #endif /* SW_WATCHDOG */
 506
 507         /*
 508          * Update per-CPU and possibly global ticks values.
 509          */
 510         *t += cnt;
 511         do {
 512                 global = ticks;
 513                 newticks = *t - global;
 514                 if (newticks <= 0) {
 515                         if (newticks < -1)
 516                                 *t = global - 1;
 517                         newticks = 0;
 518                         break;
 519                 }
 520         } while (!atomic_cmpset_int(&ticks, global, *t));
 521
 522         /*
 523          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 524          */
 525         pstats = p->p_stats;
 526         flags = 0;
 527         if (usermode &&
 528             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 529                 PROC_SLOCK(p);
 530                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL],
 531                     tick * cnt) == 0)
 532                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 533                 PROC_SUNLOCK(p);
 534         }
 535         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 536                 PROC_SLOCK(p);
 537                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF],
 538                     tick * cnt) == 0)
 539                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 540                 PROC_SUNLOCK(p);
 541         }
 542         thread_lock(td);
 543         sched_tick(cnt);
 544         td->td_flags |= flags;
 545         thread_unlock(td);
 546
 547 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 548         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 549                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 550         if (td->td_intr_frame != NULL)
 551                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 552 #endif
 553         callout_tick();
 554         /* We are in charge to handle this tick duty. */
 555         if (newticks > 0) {
 556                 /* Dangerous and no need to call these things concurrently. */
 557                 if (atomic_cmpset_acq_int(&global_hardclock_run, 0, 1)) {
 558                         tc_ticktock(newticks);
 559 #ifdef DEVICE_POLLING
 560                         /* This is very short and quick. */
 561                         hardclock_device_poll();
 562 #endif /* DEVICE_POLLING */
 563                         atomic_store_rel_int(&global_hardclock_run, 0);
 564                 }
 565 #ifdef SW_WATCHDOG
 566                 if (watchdog_enabled > 0) {
 567                         i = atomic_fetchadd_int(&watchdog_ticks, -newticks);
 568                         if (i > 0 && i <= newticks)
 569                                 watchdog_fire();
 570                 }
 571 #endif /* SW_WATCHDOG */
 572         }
 573         if (curcpu == CPU_FIRST())
 574                 cpu_tick_calibration();
 575 }
 576
 577 void
 578 hardclock_sync(int cpu)
 579 {
 580         int     *t = DPCPU_ID_PTR(cpu, pcputicks);
 581
 582         *t = ticks;
 583 }
 584
 585 /*
 586  * Compute number of ticks in the specified amount of time.
 587  */
 588 int
 589 tvtohz(tv)
 590         struct timeval *tv;
 591 {
 592         register unsigned long ticks;
 593         register long sec, usec;
 594
 595         /*
 596          * If the number of usecs in the whole seconds part of the time
 597          * difference fits in a long, then the total number of usecs will
 598          * fit in an unsigned long.  Compute the total and convert it to
 599          * ticks, rounding up and adding 1 to allow for the current tick
 600          * to expire.  Rounding also depends on unsigned long arithmetic
 601          * to avoid overflow.
 602          *
 603          * Otherwise, if the number of ticks in the whole seconds part of
 604          * the time difference fits in a long, then convert the parts to
 605          * ticks separately and add, using similar rounding methods and
 606          * overflow avoidance.  This method would work in the previous
 607          * case but it is slightly slower and assumes that hz is integral.
 608          *
 609          * Otherwise, round the time difference down to the maximum
 610          * representable value.
 611          *
 612          * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 613          * 10ms ticks is 248 days.
 614          */
 615         sec = tv->tv_sec;
 616         usec = tv->tv_usec;
 617         if (usec < 0) {
 618                 sec--;
 619                 usec += 1000000;
 620         }
 621         if (sec < 0) {
 622 #ifdef DIAGNOSTIC
 623                 if (usec > 0) {
 624                         sec++;
 625                         usec -= 1000000;
 626                 }
 627                 printf("tvotohz: negative time difference %ld sec %ld usec\n",
 628                        sec, usec);
 629 #endif
 630                 ticks = 1;
 631         } else if (sec <= LONG_MAX / 1000000)
 632                 ticks = (sec * 1000000 + (unsigned long)usec + (tick - 1))
 633                         / tick + 1;
 634         else if (sec <= LONG_MAX / hz)
 635                 ticks = sec * hz
 636                         + ((unsigned long)usec + (tick - 1)) / tick + 1;
 637         else
 638                 ticks = LONG_MAX;
 639         if (ticks > INT_MAX)
 640                 ticks = INT_MAX;
 641         return ((int)ticks);
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Start profiling on a process.
 646  *
 647  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 648  * keeps the profile clock running constantly.
 649  */
 650 void
 651 startprofclock(p)
 652         register struct proc *p;
 653 {
 654
 655         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 656         if (p->p_flag & P_STOPPROF)
 657                 return;
 658         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 659                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 660                 mtx_lock(&time_lock);
 661                 if (++profprocs == 1)
 662                         cpu_startprofclock();
 663                 mtx_unlock(&time_lock);
 664         }
 665 }
 666
 667 /*
 668  * Stop profiling on a process.
 669  */
 670 void
 671 stopprofclock(p)
 672         register struct proc *p;
 673 {
 674
 675         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 676         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 677                 if (p->p_profthreads != 0) {
 678                         p->p_flag |= P_STOPPROF;
 679                         while (p->p_profthreads != 0)
 680                                 msleep(&p->p_profthreads, &p->p_mtx, PPAUSE,
 681                                     "stopprof", 0);
 682                         p->p_flag &= ~P_STOPPROF;
 683                 }
 684                 if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0)
 685                         return;
 686                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 687                 mtx_lock(&time_lock);
 688                 if (--profprocs == 0)
 689                         cpu_stopprofclock();
 690                 mtx_unlock(&time_lock);
 691         }
 692 }
 693
 694 /*
 695  * Statistics clock.  Updates rusage information and calls the scheduler
 696  * to adjust priorities of the active thread.
 697  *
 698  * This should be called by all active processors.
 699  */
 700 void
 701 statclock(int usermode)
 702 {
 703
 704         statclock_cnt(1, usermode);
 705 }
 706
 707 void
 708 statclock_cnt(int cnt, int usermode)
 709 {
 710         struct rusage *ru;
 711         struct vmspace *vm;
 712         struct thread *td;
 713         struct proc *p;
 714         long rss;
 715         long *cp_time;
 716
 717         td = curthread;
 718         p = td->td_proc;
 719
 720         cp_time = (long *)PCPU_PTR(cp_time);
 721         if (usermode) {
 722                 /*
 723                  * Charge the time as appropriate.
 724                  */
 725                 td->td_uticks += cnt;
 726                 if (p->p_nice > NZERO)
 727                         cp_time[CP_NICE] += cnt;
 728                 else
 729                         cp_time[CP_USER] += cnt;
 730         } else {
 731                 /*
 732                  * Came from kernel mode, so we were:
 733                  * - handling an interrupt,
 734                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 735                  *   user process, or
 736                  * - spinning in the idle loop.
 737                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 738                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 739                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 740                  * so that we know how much of its real time was spent
 741                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 742                  */
 743                 if ((td->td_pflags & TDP_ITHREAD) ||
 744                     td->td_intr_nesting_level >= 2) {
 745                         td->td_iticks += cnt;
 746                         cp_time[CP_INTR] += cnt;
 747                 } else {
 748                         td->td_pticks += cnt;
 749                         td->td_sticks += cnt;
 750                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
 751                                 cp_time[CP_SYS] += cnt;
 752                         else
 753                                 cp_time[CP_IDLE] += cnt;
 754                 }
 755         }
 756
 757         /* Update resource usage integrals and maximums. */
 758         MPASS(p->p_vmspace != NULL);
 759         vm = p->p_vmspace;
 760         ru = &td->td_ru;
 761         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize) * cnt;
 762         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize) * cnt;
 763         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize) * cnt;
 764         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 765         if (ru->ru_maxrss < rss)
 766                 ru->ru_maxrss = rss;
 767         KTR_POINT2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "statclock",
 768             "prio:%d", td->td_priority, "stathz:%d", (stathz)?stathz:hz);
 769         SDT_PROBE2(sched, , , tick, td, td->td_proc);
 770         thread_lock_flags(td, MTX_QUIET);
 771         for ( ; cnt > 0; cnt--)
 772                 sched_clock(td);
 773         thread_unlock(td);
 774 #ifdef HWPMC_HOOKS
 775         if (td->td_intr_frame != NULL)
 776                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, stat, td->td_intr_frame);
 777 #endif
 778 }
 779
 780 void
 781 profclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 782 {
 783
 784         profclock_cnt(1, usermode, pc);
 785 }
 786
 787 void
 788 profclock_cnt(int cnt, int usermode, uintfptr_t pc)
 789 {
 790         struct thread *td;
 791 #ifdef GPROF
 792         struct gmonparam *g;
 793         uintfptr_t i;
 794 #endif
 795
 796         td = curthread;
 797         if (usermode) {
 798                 /*
 799                  * Came from user mode; CPU was in user state.
 800                  * If this process is being profiled, record the tick.
 801                  * if there is no related user location yet, don't
 802                  * bother trying to count it.
 803                  */
 804                 if (td->td_proc->p_flag & P_PROFIL)
 805                         addupc_intr(td, pc, cnt);
 806         }
 807 #ifdef GPROF
 808         else {
 809                 /*
 810                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 811                  */
 812                 g = &_gmonparam;
 813                 if (g->state == GMON_PROF_ON && pc >= g->lowpc) {
 814                         i = PC_TO_I(g, pc);
 815                         if (i < g->textsize) {
 816                                 KCOUNT(g, i) += cnt;
 817                         }
 818                 }
 819         }
 820 #endif
 821 #ifdef HWPMC_HOOKS
 822         if (td->td_intr_frame != NULL)
 823                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, prof, td->td_intr_frame);
 824 #endif
 825 }
 826
 827 /*
 828  * Return information about system clocks.
 829  */
 830 static int
 831 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 832 {
 833         struct clockinfo clkinfo;
 834         /*
 835          * Construct clockinfo structure.
 836          */
 837         bzero(&clkinfo, sizeof(clkinfo));
 838         clkinfo.hz = hz;
 839         clkinfo.tick = tick;
 840         clkinfo.profhz = profhz;
 841         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
 842         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 843 }
 844
 845 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate,
 846         CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 847         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo",
 848         "Rate and period of various kernel clocks");
 849
 850 #ifdef SW_WATCHDOG
 851
 852 static void
 853 watchdog_config(void *unused __unused, u_int cmd, int *error)
 854 {
 855         u_int u;
 856
 857         u = cmd & WD_INTERVAL;
 858         if (u >= WD_TO_1SEC) {
 859                 watchdog_ticks = (1 << (u - WD_TO_1SEC)) * hz;
 860                 watchdog_enabled = 1;
 861                 *error = 0;
 862         } else {
 863                 watchdog_enabled = 0;
 864         }
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Handle a watchdog timeout by dumping interrupt information and
 869  * then either dropping to DDB or panicking.
 870  */
 871 static void
 872 watchdog_fire(void)
 873 {
 874         int nintr;
 875         uint64_t inttotal;
 876         u_long *curintr;
 877         char *curname;
 878
 879         curintr = intrcnt;
 880         curname = intrnames;
 881         inttotal = 0;
 882         nintr = sintrcnt / sizeof(u_long);
 883
 884         printf("interrupt                   total\n");
 885         while (--nintr >= 0) {
 886                 if (*curintr)
 887                         printf("%-12s %20lu\n", curname, *curintr);
 888                 curname += strlen(curname) + 1;
 889                 inttotal += *curintr++;
 890         }
 891         printf("Total        %20ju\n", (uintmax_t)inttotal);
 892
 893 #if defined(KDB) && !defined(KDB_UNATTENDED)
 894         kdb_backtrace();
 895         kdb_enter(KDB_WHY_WATCHDOG, "watchdog timeout");
 896 #else
 897         panic("watchdog timeout");
 898 #endif
 899 }
 900
 901 #endif /* SW_WATCHDOG */