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 __FBSDID("$FreeBSD$");
  41
  42 #include "opt_kdb.h"
  43 #include "opt_device_polling.h"
  44 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  45 #include "opt_ntp.h"
  46 #include "opt_watchdog.h"
  47
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/systm.h>
  50 #include <sys/callout.h>
  51 #include <sys/epoch.h>
  52 #include <sys/eventhandler.h>
  53 #include <sys/gtaskqueue.h>
  54 #include <sys/kdb.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/kthread.h>
  57 #include <sys/ktr.h>
  58 #include <sys/lock.h>
  59 #include <sys/mutex.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/resource.h>
  62 #include <sys/resourcevar.h>
  63 #include <sys/sched.h>
  64 #include <sys/sdt.h>
  65 #include <sys/signalvar.h>
  66 #include <sys/sleepqueue.h>
  67 #include <sys/smp.h>
  68 #include <vm/vm.h>
  69 #include <vm/pmap.h>
  70 #include <vm/vm_map.h>
  71 #include <sys/sysctl.h>
  72 #include <sys/bus.h>
  73 #include <sys/interrupt.h>
  74 #include <sys/limits.h>
  75 #include <sys/timetc.h>
  76
  77 #ifdef GPROF
  78 #include <sys/gmon.h>
  79 #endif
  80
  81 #ifdef HWPMC_HOOKS
  82 #include <sys/pmckern.h>
  83 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, hard);
  84 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, stat);
  85 PMC_SOFT_DEFINE_EX( , , clock, prof, \
  86     cpu_startprofclock, cpu_stopprofclock);
  87 #endif
  88
  89 #ifdef DEVICE_POLLING
  90 extern void hardclock_device_poll(void);
  91 #endif /* DEVICE_POLLING */
  92
  93 /* Spin-lock protecting profiling statistics. */
  94 static struct mtx time_lock;
  95
  96 SDT_PROVIDER_DECLARE(sched);
  97 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , tick, "struct thread *", "struct proc *");
  98
  99 static int
 100 sysctl_kern_cp_time(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 101 {
 102         int error;
 103         long cp_time[CPUSTATES];
 104 #ifdef SCTL_MASK32
 105         int i;
 106         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 107 #endif
 108
 109         read_cpu_time(cp_time);
 110 #ifdef SCTL_MASK32
 111         if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 112                 if (!req->oldptr)
 113                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32));
 114                 for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 115                         cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 116                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 117         } else
 118 #endif
 119         {
 120                 if (!req->oldptr)
 121                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time));
 122                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(cp_time));
 123         }
 124         return error;
 125 }
 126
 127 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_time, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 128     0,0, sysctl_kern_cp_time, "LU", "CPU time statistics");
 129
 130 static long empty[CPUSTATES];
 131
 132 static int
 133 sysctl_kern_cp_times(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 134 {
 135         struct pcpu *pcpu;
 136         int error;
 137         int c;
 138         long *cp_time;
 139 #ifdef SCTL_MASK32
 140         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 141         int i;
 142 #endif
 143
 144         if (!req->oldptr) {
 145 #ifdef SCTL_MASK32
 146                 if (req->flags & SCTL_MASK32)
 147                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32) * (mp_maxid + 1));
 148                 else
 149 #endif
 150                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(long) * CPUSTATES * (mp_maxid + 1));
 151         }
 152         for (error = 0, c = 0; error == 0 && c <= mp_maxid; c++) {
 153                 if (!CPU_ABSENT(c)) {
 154                         pcpu = pcpu_find(c);
 155                         cp_time = pcpu->pc_cp_time;
 156                 } else {
 157                         cp_time = empty;
 158                 }
 159 #ifdef SCTL_MASK32
 160                 if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 161                         for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 162                                 cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 163                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 164                 } else
 165 #endif
 166                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 167         }
 168         return error;
 169 }
 170
 171 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_times, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 172     0,0, sysctl_kern_cp_times, "LU", "per-CPU time statistics");
 173
 174 #ifdef DEADLKRES
 175 static const char *blessed[] = {
 176         "getblk",
 177         "so_snd_sx",
 178         "so_rcv_sx",
 179         NULL
 180 };
 181 static int slptime_threshold = 1800;
 182 static int blktime_threshold = 900;
 183 static int sleepfreq = 3;
 184
 185 static void
 186 deadlres_td_on_lock(struct proc *p, struct thread *td, int blkticks)
 187 {
 188         int tticks;
 189
 190         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 191         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 192         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 193         /*
 194          * The thread should be blocked on a turnstile, simply check
 195          * if the turnstile channel is in good state.
 196          */
 197         MPASS(td->td_blocked != NULL);
 198
 199         tticks = ticks - td->td_blktick;
 200         if (tticks > blkticks)
 201                 /*
 202                  * Accordingly with provided thresholds, this thread is stuck
 203                  * for too long on a turnstile.
 204                  */
 205                 panic("%s: possible deadlock detected for %p (%s), "
 206                     "blocked for %d ticks\n", __func__,
 207                     td, sched_tdname(td), tticks);
 208 }
 209
 210 static void
 211 deadlres_td_sleep_q(struct proc *p, struct thread *td, int slpticks)
 212 {
 213         const void *wchan;
 214         int i, slptype, tticks;
 215
 216         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 217         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 218         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 219         /*
 220          * Check if the thread is sleeping on a lock, otherwise skip the check.
 221          * Drop the thread lock in order to avoid a LOR with the sleepqueue
 222          * spinlock.
 223          */
 224         wchan = td->td_wchan;
 225         tticks = ticks - td->td_slptick;
 226         slptype = sleepq_type(wchan);
 227         if ((slptype == SLEEPQ_SX || slptype == SLEEPQ_LK) &&
 228             tticks > slpticks) {
 229                 /*
 230                  * Accordingly with provided thresholds, this thread is stuck
 231                  * for too long on a sleepqueue.
 232                  * However, being on a sleepqueue, we might still check for the
 233                  * blessed list.
 234                  */
 235                 for (i = 0; blessed[i] != NULL; i++)
 236                         if (!strcmp(blessed[i], td->td_wmesg))
 237                                 return;
 238
 239                 panic("%s: possible deadlock detected for %p (%s), "
 240                     "blocked for %d ticks\n", __func__,
 241                     td, sched_tdname(td), tticks);
 242         }
 243 }
 244
 245 static void
 246 deadlkres(void)
 247 {
 248         struct proc *p;
 249         struct thread *td;
 250         int blkticks, slpticks, tryl;
 251
 252         tryl = 0;
 253         for (;;) {
 254                 blkticks = blktime_threshold * hz;
 255                 slpticks = slptime_threshold * hz;
 256
 257                 /*
 258                  * Avoid to sleep on the sx_lock in order to avoid a
 259                  * possible priority inversion problem leading to
 260                  * starvation.
 261                  * If the lock can't be held after 100 tries, panic.
 262                  */
 263                 if (!sx_try_slock(&allproc_lock)) {
 264                         if (tryl > 100)
 265                                 panic("%s: possible deadlock detected "
 266                                     "on allproc_lock\n", __func__);
 267                         tryl++;
 268                         pause("allproc", sleepfreq * hz);
 269                         continue;
 270                 }
 271                 tryl = 0;
 272                 FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 273                         PROC_LOCK(p);
 274                         if (p->p_state == PRS_NEW) {
 275                                 PROC_UNLOCK(p);
 276                                 continue;
 277                         }
 278                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 279                                 thread_lock(td);
 280                                 if (TD_ON_LOCK(td))
 281                                         deadlres_td_on_lock(p, td,
 282                                             blkticks);
 283                                 else if (TD_IS_SLEEPING(td))
 284                                         deadlres_td_sleep_q(p, td,
 285                                             slpticks);
 286                                 thread_unlock(td);
 287                         }
 288                         PROC_UNLOCK(p);
 289                 }
 290                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 291
 292                 /* Sleep for sleepfreq seconds. */
 293                 pause("-", sleepfreq * hz);
 294         }
 295 }
 296
 297 static struct kthread_desc deadlkres_kd = {
 298         "deadlkres",
 299         deadlkres,
 300         (struct thread **)NULL
 301 };
 302
 303 SYSINIT(deadlkres, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_ANY, kthread_start, &deadlkres_kd);
 304
 305 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, deadlkres, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
 306     "Deadlock resolver");
 307 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, slptime_threshold, CTLFLAG_RWTUN,
 308     &slptime_threshold, 0,
 309     "Number of seconds within is valid to sleep on a sleepqueue");
 310 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, blktime_threshold, CTLFLAG_RWTUN,
 311     &blktime_threshold, 0,
 312     "Number of seconds within is valid to block on a turnstile");
 313 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, sleepfreq, CTLFLAG_RWTUN, &sleepfreq, 0,
 314     "Number of seconds between any deadlock resolver thread run");
 315 #endif  /* DEADLKRES */
 316
 317 void
 318 read_cpu_time(long *cp_time)
 319 {
 320         struct pcpu *pc;
 321         int i, j;
 322
 323         /* Sum up global cp_time[]. */
 324         bzero(cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 325         CPU_FOREACH(i) {
 326                 pc = pcpu_find(i);
 327                 for (j = 0; j < CPUSTATES; j++)
 328                         cp_time[j] += pc->pc_cp_time[j];
 329         }
 330 }
 331
 332 #include <sys/watchdog.h>
 333
 334 static int watchdog_ticks;
 335 static int watchdog_enabled;
 336 static void watchdog_fire(void);
 337 static void watchdog_config(void *, u_int, int *);
 338
 339 static void
 340 watchdog_attach(void)
 341 {
 342         EVENTHANDLER_REGISTER(watchdog_list, watchdog_config, NULL, 0);
 343 }
 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 DPCPU_DEFINE_STATIC(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 static void
 392 initclocks(void *dummy __unused)
 393 {
 394         int i;
 395
 396         /*
 397          * Set divisors to 1 (normal case) and let the machine-specific
 398          * code do its bit.
 399          */
 400         mtx_init(&time_lock, "time lock", NULL, MTX_DEF);
 401         cpu_initclocks();
 402
 403         /*
 404          * Compute profhz/stathz, and fix profhz if needed.
 405          */
 406         i = stathz ? stathz : hz;
 407         if (profhz == 0)
 408                 profhz = i;
 409         psratio = profhz / i;
 410
 411 #ifdef SW_WATCHDOG
 412         /* Enable hardclock watchdog now, even if a hardware watchdog exists. */
 413         watchdog_attach();
 414 #else
 415         /* Volunteer to run a software watchdog. */
 416         if (wdog_software_attach == NULL)
 417                 wdog_software_attach = watchdog_attach;
 418 #endif
 419 }
 420 SYSINIT(clocks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL);
 421
 422 static __noinline void
 423 hardclock_itimer(struct thread *td, struct pstats *pstats, int cnt, int usermode)
 424 {
 425         struct proc *p;
 426         int flags;
 427
 428         flags = 0;
 429         p = td->td_proc;
 430         if (usermode &&
 431             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 432                 PROC_ITIMLOCK(p);
 433                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL],
 434                     tick * cnt) == 0)
 435                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 436                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 437         }
 438         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 439                 PROC_ITIMLOCK(p);
 440                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF],
 441                     tick * cnt) == 0)
 442                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 443                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 444         }
 445         if (flags != 0) {
 446                 thread_lock(td);
 447                 td->td_flags |= flags;
 448                 thread_unlock(td);
 449         }
 450 }
 451
 452 void
 453 hardclock(int cnt, int usermode)
 454 {
 455         struct pstats *pstats;
 456         struct thread *td = curthread;
 457         struct proc *p = td->td_proc;
 458         int *t = DPCPU_PTR(pcputicks);
 459         int global, i, newticks;
 460
 461         /*
 462          * Update per-CPU and possibly global ticks values.
 463          */
 464         *t += cnt;
 465         global = ticks;
 466         do {
 467                 newticks = *t - global;
 468                 if (newticks <= 0) {
 469                         if (newticks < -1)
 470                                 *t = global - 1;
 471                         newticks = 0;
 472                         break;
 473                 }
 474         } while (!atomic_fcmpset_int(&ticks, &global, *t));
 475
 476         /*
 477          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 478          */
 479         pstats = p->p_stats;
 480         if (__predict_false(
 481             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) ||
 482             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)))
 483                 hardclock_itimer(td, pstats, cnt, usermode);
 484
 485 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 486         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 487                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 488         if (td->td_intr_frame != NULL)
 489                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 490 #endif
 491         /* We are in charge to handle this tick duty. */
 492         if (newticks > 0) {
 493                 tc_ticktock(newticks);
 494 #ifdef DEVICE_POLLING
 495                 /* Dangerous and no need to call these things concurrently. */
 496                 if (atomic_cmpset_acq_int(&devpoll_run, 0, 1)) {
 497                         /* This is very short and quick. */
 498                         hardclock_device_poll();
 499                         atomic_store_rel_int(&devpoll_run, 0);
 500                 }
 501 #endif /* DEVICE_POLLING */
 502                 if (watchdog_enabled > 0) {
 503                         i = atomic_fetchadd_int(&watchdog_ticks, -newticks);
 504                         if (i > 0 && i <= newticks)
 505                                 watchdog_fire();
 506                 }
 507                 intr_event_handle(clk_intr_event, NULL);
 508         }
 509         if (curcpu == CPU_FIRST())
 510                 cpu_tick_calibration();
 511         if (__predict_false(DPCPU_GET(epoch_cb_count)))
 512                 GROUPTASK_ENQUEUE(DPCPU_PTR(epoch_cb_task));
 513 }
 514
 515 void
 516 hardclock_sync(int cpu)
 517 {
 518         int *t;
 519         KASSERT(!CPU_ABSENT(cpu), ("Absent CPU %d", cpu));
 520         t = DPCPU_ID_PTR(cpu, pcputicks);
 521
 522         *t = ticks;
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Regular integer scaling formula without losing precision:
 527  */
 528 #define TIME_INT_SCALE(value, mul, div) \
 529         (((value) / (div)) * (mul) + (((value) % (div)) * (mul)) / (div))
 530
 531 /*
 532  * Macro for converting seconds and microseconds into actual ticks,
 533  * based on the given hz value:
 534  */
 535 #define TIME_TO_TICKS(sec, usec, hz) \
 536         ((sec) * (hz) + TIME_INT_SCALE(usec, hz, 1 << 6) / (1000000 >> 6))
 537
 538 #define TIME_ASSERT_VALID_HZ(hz)        \
 539         _Static_assert(TIME_TO_TICKS(INT_MAX / (hz) - 1, 999999, hz) >= 0 && \
 540                        TIME_TO_TICKS(INT_MAX / (hz) - 1, 999999, hz) < INT_MAX, \
 541                        "tvtohz() can overflow the regular integer type")
 542
 543 /*
 544  * Compile time assert the maximum and minimum values to fit into a
 545  * regular integer when computing TIME_TO_TICKS():
 546  */
 547 TIME_ASSERT_VALID_HZ(HZ_MAXIMUM);
 548 TIME_ASSERT_VALID_HZ(HZ_MINIMUM);
 549
 550 /*
 551  * The formula is mostly linear, but test some more common values just
 552  * in case:
 553  */
 554 TIME_ASSERT_VALID_HZ(1024);
 555 TIME_ASSERT_VALID_HZ(1000);
 556 TIME_ASSERT_VALID_HZ(128);
 557 TIME_ASSERT_VALID_HZ(100);
 558
 559 /*
 560  * Compute number of ticks representing the specified amount of time.
 561  * If the specified time is negative, a value of 1 is returned. This
 562  * function returns a value from 1 up to and including INT_MAX.
 563  */
 564 int
 565 tvtohz(struct timeval *tv)
 566 {
 567         int retval;
 568
 569         /*
 570          * The values passed here may come from user-space and these
 571          * checks ensure "tv_usec" is within its allowed range:
 572          */
 573
 574         /* check for tv_usec underflow */
 575         if (__predict_false(tv->tv_usec < 0)) {
 576                 tv->tv_sec += tv->tv_usec / 1000000;
 577                 tv->tv_usec = tv->tv_usec % 1000000;
 578                 /* convert tv_usec to a positive value */
 579                 if (__predict_true(tv->tv_usec < 0)) {
 580                         tv->tv_usec += 1000000;
 581                         tv->tv_sec -= 1;
 582                 }
 583         /* check for tv_usec overflow */
 584         } else if (__predict_false(tv->tv_usec >= 1000000)) {
 585                 tv->tv_sec += tv->tv_usec / 1000000;
 586                 tv->tv_usec = tv->tv_usec % 1000000;
 587         }
 588
 589         /* check for tv_sec underflow */
 590         if (__predict_false(tv->tv_sec < 0))
 591                 return (1);
 592         /* check for tv_sec overflow (including room for the tv_usec part) */
 593         else if (__predict_false(tv->tv_sec >= tick_seconds_max))
 594                 return (INT_MAX);
 595
 596         /* cast to "int" to avoid platform differences */
 597         retval = TIME_TO_TICKS((int)tv->tv_sec, (int)tv->tv_usec, hz);
 598
 599         /* add one additional tick */
 600         return (retval + 1);
 601 }
 602
 603 /*
 604  * Start profiling on a process.
 605  *
 606  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 607  * keeps the profile clock running constantly.
 608  */
 609 void
 610 startprofclock(struct proc *p)
 611 {
 612
 613         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 614         if (p->p_flag & P_STOPPROF)
 615                 return;
 616         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 617                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 618                 mtx_lock(&time_lock);
 619                 if (++profprocs == 1)
 620                         cpu_startprofclock();
 621                 mtx_unlock(&time_lock);
 622         }
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Stop profiling on a process.
 627  */
 628 void
 629 stopprofclock(struct proc *p)
 630 {
 631
 632         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 633         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 634                 if (p->p_profthreads != 0) {
 635                         while (p->p_profthreads != 0) {
 636                                 p->p_flag |= P_STOPPROF;
 637                                 msleep(&p->p_profthreads, &p->p_mtx, PPAUSE,
 638                                     "stopprof", 0);
 639                         }
 640                 }
 641                 if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0)
 642                         return;
 643                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 644                 mtx_lock(&time_lock);
 645                 if (--profprocs == 0)
 646                         cpu_stopprofclock();
 647                 mtx_unlock(&time_lock);
 648         }
 649 }
 650
 651 /*
 652  * Statistics clock.  Updates rusage information and calls the scheduler
 653  * to adjust priorities of the active thread.
 654  *
 655  * This should be called by all active processors.
 656  */
 657 void
 658 statclock(int cnt, int usermode)
 659 {
 660         struct rusage *ru;
 661         struct vmspace *vm;
 662         struct thread *td;
 663         struct proc *p;
 664         long rss;
 665         long *cp_time;
 666         uint64_t runtime, new_switchtime;
 667
 668         td = curthread;
 669         p = td->td_proc;
 670
 671         cp_time = (long *)PCPU_PTR(cp_time);
 672         if (usermode) {
 673                 /*
 674                  * Charge the time as appropriate.
 675                  */
 676                 td->td_uticks += cnt;
 677                 if (p->p_nice > NZERO)
 678                         cp_time[CP_NICE] += cnt;
 679                 else
 680                         cp_time[CP_USER] += cnt;
 681         } else {
 682                 /*
 683                  * Came from kernel mode, so we were:
 684                  * - handling an interrupt,
 685                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 686                  *   user process, or
 687                  * - spinning in the idle loop.
 688                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 689                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 690                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 691                  * so that we know how much of its real time was spent
 692                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 693                  */
 694                 if ((td->td_pflags & TDP_ITHREAD) ||
 695                     td->td_intr_nesting_level >= 2) {
 696                         td->td_iticks += cnt;
 697                         cp_time[CP_INTR] += cnt;
 698                 } else {
 699                         td->td_pticks += cnt;
 700                         td->td_sticks += cnt;
 701                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
 702                                 cp_time[CP_SYS] += cnt;
 703                         else
 704                                 cp_time[CP_IDLE] += cnt;
 705                 }
 706         }
 707
 708         /* Update resource usage integrals and maximums. */
 709         MPASS(p->p_vmspace != NULL);
 710         vm = p->p_vmspace;
 711         ru = &td->td_ru;
 712         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize) * cnt;
 713         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize) * cnt;
 714         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize) * cnt;
 715         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 716         if (ru->ru_maxrss < rss)
 717                 ru->ru_maxrss = rss;
 718         KTR_POINT2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "statclock",
 719             "prio:%d", td->td_priority, "stathz:%d", (stathz)?stathz:hz);
 720         SDT_PROBE2(sched, , , tick, td, td->td_proc);
 721         thread_lock_flags(td, MTX_QUIET);
 722
 723         /*
 724          * Compute the amount of time during which the current
 725          * thread was running, and add that to its total so far.
 726          */
 727         new_switchtime = cpu_ticks();
 728         runtime = new_switchtime - PCPU_GET(switchtime);
 729         td->td_runtime += runtime;
 730         td->td_incruntime += runtime;
 731         PCPU_SET(switchtime, new_switchtime);
 732
 733         sched_clock(td, cnt);
 734         thread_unlock(td);
 735 #ifdef HWPMC_HOOKS
 736         if (td->td_intr_frame != NULL)
 737                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, stat, td->td_intr_frame);
 738 #endif
 739 }
 740
 741 void
 742 profclock(int cnt, int usermode, uintfptr_t pc)
 743 {
 744         struct thread *td;
 745 #ifdef GPROF
 746         struct gmonparam *g;
 747         uintfptr_t i;
 748 #endif
 749
 750         td = curthread;
 751         if (usermode) {
 752                 /*
 753                  * Came from user mode; CPU was in user state.
 754                  * If this process is being profiled, record the tick.
 755                  * if there is no related user location yet, don't
 756                  * bother trying to count it.
 757                  */
 758                 if (td->td_proc->p_flag & P_PROFIL)
 759                         addupc_intr(td, pc, cnt);
 760         }
 761 #ifdef GPROF
 762         else {
 763                 /*
 764                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 765                  */
 766                 g = &_gmonparam;
 767                 if (g->state == GMON_PROF_ON && pc >= g->lowpc) {
 768                         i = PC_TO_I(g, pc);
 769                         if (i < g->textsize) {
 770                                 KCOUNT(g, i) += cnt;
 771                         }
 772                 }
 773         }
 774 #endif
 775 #ifdef HWPMC_HOOKS
 776         if (td->td_intr_frame != NULL)
 777                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, prof, td->td_intr_frame);
 778 #endif
 779 }
 780
 781 /*
 782  * Return information about system clocks.
 783  */
 784 static int
 785 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 786 {
 787         struct clockinfo clkinfo;
 788         /*
 789          * Construct clockinfo structure.
 790          */
 791         bzero(&clkinfo, sizeof(clkinfo));
 792         clkinfo.hz = hz;
 793         clkinfo.tick = tick;
 794         clkinfo.profhz = profhz;
 795         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
 796         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 797 }
 798
 799 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate,
 800         CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 801         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo",
 802         "Rate and period of various kernel clocks");
 803
 804 static void
 805 watchdog_config(void *unused __unused, u_int cmd, int *error)
 806 {
 807         u_int u;
 808
 809         u = cmd & WD_INTERVAL;
 810         if (u >= WD_TO_1SEC) {
 811                 watchdog_ticks = (1 << (u - WD_TO_1SEC)) * hz;
 812                 watchdog_enabled = 1;
 813                 *error = 0;
 814         } else {
 815                 watchdog_enabled = 0;
 816         }
 817 }
 818
 819 /*
 820  * Handle a watchdog timeout by dumping interrupt information and
 821  * then either dropping to DDB or panicking.
 822  */
 823 static void
 824 watchdog_fire(void)
 825 {
 826         int nintr;
 827         uint64_t inttotal;
 828         u_long *curintr;
 829         char *curname;
 830
 831         curintr = intrcnt;
 832         curname = intrnames;
 833         inttotal = 0;
 834         nintr = sintrcnt / sizeof(u_long);
 835
 836         printf("interrupt                   total\n");
 837         while (--nintr >= 0) {
 838                 if (*curintr)
 839                         printf("%-12s %20lu\n", curname, *curintr);
 840                 curname += strlen(curname) + 1;
 841                 inttotal += *curintr++;
 842         }
 843         printf("Total        %20ju\n", (uintmax_t)inttotal);
 844
 845 #if defined(KDB) && !defined(KDB_UNATTENDED)
 846         kdb_backtrace();
 847         kdb_enter(KDB_WHY_WATCHDOG, "watchdog timeout");
 848 #else
 849         panic("watchdog timeout");
 850 #endif
 851 }