sys/kern/kern_time.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  *      @(#)kern_time.c 8.1 (Berkeley) 6/10/93
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 #include "opt_ktrace.h"
  36
  37 #include <sys/param.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/limits.h>
  40 #include <sys/clock.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/sysproto.h>
  44 #include <sys/resourcevar.h>
  45 #include <sys/signalvar.h>
  46 #include <sys/kernel.h>
  47 #include <sys/sleepqueue.h>
  48 #include <sys/syscallsubr.h>
  49 #include <sys/sysctl.h>
  50 #include <sys/priv.h>
  51 #include <sys/proc.h>
  52 #include <sys/posix4.h>
  53 #include <sys/time.h>
  54 #include <sys/timers.h>
  55 #include <sys/timetc.h>
  56 #include <sys/vnode.h>
  57 #ifdef KTRACE
  58 #include <sys/ktrace.h>
  59 #endif
  60
  61 #include <vm/vm.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63
  64 #define MAX_CLOCKS      (CLOCK_MONOTONIC+1)
  65 #define CPUCLOCK_BIT            0x80000000
  66 #define CPUCLOCK_PROCESS_BIT    0x40000000
  67 #define CPUCLOCK_ID_MASK        (~(CPUCLOCK_BIT|CPUCLOCK_PROCESS_BIT))
  68 #define MAKE_THREAD_CPUCLOCK(tid)       (CPUCLOCK_BIT|(tid))
  69 #define MAKE_PROCESS_CPUCLOCK(pid)      \
  70         (CPUCLOCK_BIT|CPUCLOCK_PROCESS_BIT|(pid))
  71
  72 #define NS_PER_SEC      1000000000
  73
  74 static struct kclock    posix_clocks[MAX_CLOCKS];
  75 static uma_zone_t       itimer_zone = NULL;
  76
  77 /*
  78  * Time of day and interval timer support.
  79  *
  80  * These routines provide the kernel entry points to get and set
  81  * the time-of-day and per-process interval timers.  Subroutines
  82  * here provide support for adding and subtracting timeval structures
  83  * and decrementing interval timers, optionally reloading the interval
  84  * timers when they expire.
  85  */
  86
  87 static int      settime(struct thread *, struct timeval *);
  88 static void     timevalfix(struct timeval *);
  89 static int      user_clock_nanosleep(struct thread *td, clockid_t clock_id,
  90                     int flags, const struct timespec *ua_rqtp,
  91                     struct timespec *ua_rmtp);
  92
  93 static void     itimer_start(void);
  94 static int      itimer_init(void *, int, int);
  95 static void     itimer_fini(void *, int);
  96 static void     itimer_enter(struct itimer *);
  97 static void     itimer_leave(struct itimer *);
  98 static struct itimer *itimer_find(struct proc *, int);
  99 static void     itimers_alloc(struct proc *);
 100 static int      realtimer_create(struct itimer *);
 101 static int      realtimer_gettime(struct itimer *, struct itimerspec *);
 102 static int      realtimer_settime(struct itimer *, int,
 103                         struct itimerspec *, struct itimerspec *);
 104 static int      realtimer_delete(struct itimer *);
 105 static void     realtimer_clocktime(clockid_t, struct timespec *);
 106 static void     realtimer_expire(void *);
 107 static void     realtimer_expire_l(struct itimer *it, bool proc_locked);
 108
 109 static void     realitexpire(void *arg);
 110
 111 static int      register_posix_clock(int, const struct kclock *);
 112 static void     itimer_fire(struct itimer *it);
 113 static int      itimespecfix(struct timespec *ts);
 114
 115 #define CLOCK_CALL(clock, call, arglist)                \
 116         ((*posix_clocks[clock].call) arglist)
 117
 118 SYSINIT(posix_timer, SI_SUB_P1003_1B, SI_ORDER_FIRST+4, itimer_start, NULL);
 119
 120 static int
 121 settime(struct thread *td, struct timeval *tv)
 122 {
 123         struct timeval delta, tv1, tv2;
 124         static struct timeval maxtime, laststep;
 125         struct timespec ts;
 126
 127         microtime(&tv1);
 128         delta = *tv;
 129         timevalsub(&delta, &tv1);
 130
 131         /*
 132          * If the system is secure, we do not allow the time to be
 133          * set to a value earlier than 1 second less than the highest
 134          * time we have yet seen. The worst a miscreant can do in
 135          * this circumstance is "freeze" time. He couldn't go
 136          * back to the past.
 137          *
 138          * We similarly do not allow the clock to be stepped more
 139          * than one second, nor more than once per second. This allows
 140          * a miscreant to make the clock march double-time, but no worse.
 141          */
 142         if (securelevel_gt(td->td_ucred, 1) != 0) {
 143                 if (delta.tv_sec < 0 || delta.tv_usec < 0) {
 144                         /*
 145                          * Update maxtime to latest time we've seen.
 146                          */
 147                         if (tv1.tv_sec > maxtime.tv_sec)
 148                                 maxtime = tv1;
 149                         tv2 = *tv;
 150                         timevalsub(&tv2, &maxtime);
 151                         if (tv2.tv_sec < -1) {
 152                                 tv->tv_sec = maxtime.tv_sec - 1;
 153                                 printf("Time adjustment clamped to -1 second\n");
 154                         }
 155                 } else {
 156                         if (tv1.tv_sec == laststep.tv_sec)
 157                                 return (EPERM);
 158                         if (delta.tv_sec > 1) {
 159                                 tv->tv_sec = tv1.tv_sec + 1;
 160                                 printf("Time adjustment clamped to +1 second\n");
 161                         }
 162                         laststep = *tv;
 163                 }
 164         }
 165
 166         ts.tv_sec = tv->tv_sec;
 167         ts.tv_nsec = tv->tv_usec * 1000;
 168         tc_setclock(&ts);
 169         resettodr();
 170         return (0);
 171 }
 172
 173 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 174 struct clock_getcpuclockid2_args {
 175         id_t id;
 176         int which,
 177         clockid_t *clock_id;
 178 };
 179 #endif
 180 /* ARGSUSED */
 181 int
 182 sys_clock_getcpuclockid2(struct thread *td, struct clock_getcpuclockid2_args *uap)
 183 {
 184         clockid_t clk_id;
 185         int error;
 186
 187         error = kern_clock_getcpuclockid2(td, uap->id, uap->which, &clk_id);
 188         if (error == 0)
 189                 error = copyout(&clk_id, uap->clock_id, sizeof(clockid_t));
 190         return (error);
 191 }
 192
 193 int
 194 kern_clock_getcpuclockid2(struct thread *td, id_t id, int which,
 195     clockid_t *clk_id)
 196 {
 197         struct proc *p;
 198         pid_t pid;
 199         lwpid_t tid;
 200         int error;
 201
 202         switch (which) {
 203         case CPUCLOCK_WHICH_PID:
 204                 if (id != 0) {
 205                         error = pget(id, PGET_CANSEE | PGET_NOTID, &p);
 206                         if (error != 0)
 207                                 return (error);
 208                         PROC_UNLOCK(p);
 209                         pid = id;
 210                 } else {
 211                         pid = td->td_proc->p_pid;
 212                 }
 213                 *clk_id = MAKE_PROCESS_CPUCLOCK(pid);
 214                 return (0);
 215         case CPUCLOCK_WHICH_TID:
 216                 tid = id == 0 ? td->td_tid : id;
 217                 *clk_id = MAKE_THREAD_CPUCLOCK(tid);
 218                 return (0);
 219         default:
 220                 return (EINVAL);
 221         }
 222 }
 223
 224 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 225 struct clock_gettime_args {
 226         clockid_t clock_id;
 227         struct  timespec *tp;
 228 };
 229 #endif
 230 /* ARGSUSED */
 231 int
 232 sys_clock_gettime(struct thread *td, struct clock_gettime_args *uap)
 233 {
 234         struct timespec ats;
 235         int error;
 236
 237         error = kern_clock_gettime(td, uap->clock_id, &ats);
 238         if (error == 0)
 239                 error = copyout(&ats, uap->tp, sizeof(ats));
 240
 241         return (error);
 242 }
 243
 244 static inline void
 245 cputick2timespec(uint64_t runtime, struct timespec *ats)
 246 {
 247         runtime = cputick2usec(runtime);
 248         ats->tv_sec = runtime / 1000000;
 249         ats->tv_nsec = runtime % 1000000 * 1000;
 250 }
 251
 252 void
 253 kern_thread_cputime(struct thread *targettd, struct timespec *ats)
 254 {
 255         uint64_t runtime, curtime, switchtime;
 256
 257         if (targettd == NULL) { /* current thread */
 258                 spinlock_enter();
 259                 switchtime = PCPU_GET(switchtime);
 260                 curtime = cpu_ticks();
 261                 runtime = curthread->td_runtime;
 262                 spinlock_exit();
 263                 runtime += curtime - switchtime;
 264         } else {
 265                 PROC_LOCK_ASSERT(targettd->td_proc, MA_OWNED);
 266                 thread_lock(targettd);
 267                 runtime = targettd->td_runtime;
 268                 thread_unlock(targettd);
 269         }
 270         cputick2timespec(runtime, ats);
 271 }
 272
 273 void
 274 kern_process_cputime(struct proc *targetp, struct timespec *ats)
 275 {
 276         uint64_t runtime;
 277         struct rusage ru;
 278
 279         PROC_LOCK_ASSERT(targetp, MA_OWNED);
 280         PROC_STATLOCK(targetp);
 281         rufetch(targetp, &ru);
 282         runtime = targetp->p_rux.rux_runtime;
 283         if (curthread->td_proc == targetp)
 284                 runtime += cpu_ticks() - PCPU_GET(switchtime);
 285         PROC_STATUNLOCK(targetp);
 286         cputick2timespec(runtime, ats);
 287 }
 288
 289 static int
 290 get_cputime(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 291 {
 292         struct proc *p, *p2;
 293         struct thread *td2;
 294         lwpid_t tid;
 295         pid_t pid;
 296         int error;
 297
 298         p = td->td_proc;
 299         if ((clock_id & CPUCLOCK_PROCESS_BIT) == 0) {
 300                 tid = clock_id & CPUCLOCK_ID_MASK;
 301                 td2 = tdfind(tid, p->p_pid);
 302                 if (td2 == NULL)
 303                         return (EINVAL);
 304                 kern_thread_cputime(td2, ats);
 305                 PROC_UNLOCK(td2->td_proc);
 306         } else {
 307                 pid = clock_id & CPUCLOCK_ID_MASK;
 308                 error = pget(pid, PGET_CANSEE, &p2);
 309                 if (error != 0)
 310                         return (EINVAL);
 311                 kern_process_cputime(p2, ats);
 312                 PROC_UNLOCK(p2);
 313         }
 314         return (0);
 315 }
 316
 317 int
 318 kern_clock_gettime(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 319 {
 320         struct timeval sys, user;
 321         struct proc *p;
 322
 323         p = td->td_proc;
 324         switch (clock_id) {
 325         case CLOCK_REALTIME:            /* Default to precise. */
 326         case CLOCK_REALTIME_PRECISE:
 327                 nanotime(ats);
 328                 break;
 329         case CLOCK_REALTIME_FAST:
 330                 getnanotime(ats);
 331                 break;
 332         case CLOCK_VIRTUAL:
 333                 PROC_LOCK(p);
 334                 PROC_STATLOCK(p);
 335                 calcru(p, &user, &sys);
 336                 PROC_STATUNLOCK(p);
 337                 PROC_UNLOCK(p);
 338                 TIMEVAL_TO_TIMESPEC(&user, ats);
 339                 break;
 340         case CLOCK_PROF:
 341                 PROC_LOCK(p);
 342                 PROC_STATLOCK(p);
 343                 calcru(p, &user, &sys);
 344                 PROC_STATUNLOCK(p);
 345                 PROC_UNLOCK(p);
 346                 timevaladd(&user, &sys);
 347                 TIMEVAL_TO_TIMESPEC(&user, ats);
 348                 break;
 349         case CLOCK_MONOTONIC:           /* Default to precise. */
 350         case CLOCK_MONOTONIC_PRECISE:
 351         case CLOCK_UPTIME:
 352         case CLOCK_UPTIME_PRECISE:
 353                 nanouptime(ats);
 354                 break;
 355         case CLOCK_UPTIME_FAST:
 356         case CLOCK_MONOTONIC_FAST:
 357                 getnanouptime(ats);
 358                 break;
 359         case CLOCK_SECOND:
 360                 ats->tv_sec = time_second;
 361                 ats->tv_nsec = 0;
 362                 break;
 363         case CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:
 364                 kern_thread_cputime(NULL, ats);
 365                 break;
 366         case CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:
 367                 PROC_LOCK(p);
 368                 kern_process_cputime(p, ats);
 369                 PROC_UNLOCK(p);
 370                 break;
 371         default:
 372                 if ((int)clock_id >= 0)
 373                         return (EINVAL);
 374                 return (get_cputime(td, clock_id, ats));
 375         }
 376         return (0);
 377 }
 378
 379 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 380 struct clock_settime_args {
 381         clockid_t clock_id;
 382         const struct    timespec *tp;
 383 };
 384 #endif
 385 /* ARGSUSED */
 386 int
 387 sys_clock_settime(struct thread *td, struct clock_settime_args *uap)
 388 {
 389         struct timespec ats;
 390         int error;
 391
 392         if ((error = copyin(uap->tp, &ats, sizeof(ats))) != 0)
 393                 return (error);
 394         return (kern_clock_settime(td, uap->clock_id, &ats));
 395 }
 396
 397 static int allow_insane_settime = 0;
 398 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, allow_insane_settime, CTLFLAG_RWTUN,
 399     &allow_insane_settime, 0,
 400     "do not perform possibly restrictive checks on settime(2) args");
 401
 402 int
 403 kern_clock_settime(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 404 {
 405         struct timeval atv;
 406         int error;
 407
 408         if ((error = priv_check(td, PRIV_CLOCK_SETTIME)) != 0)
 409                 return (error);
 410         if (clock_id != CLOCK_REALTIME)
 411                 return (EINVAL);
 412         if (!timespecvalid_interval(ats))
 413                 return (EINVAL);
 414         if (!allow_insane_settime &&
 415             (ats->tv_sec > 8000ULL * 365 * 24 * 60 * 60 ||
 416             ats->tv_sec < utc_offset()))
 417                 return (EINVAL);
 418         /* XXX Don't convert nsec->usec and back */
 419         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ats);
 420         error = settime(td, &atv);
 421         return (error);
 422 }
 423
 424 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 425 struct clock_getres_args {
 426         clockid_t clock_id;
 427         struct  timespec *tp;
 428 };
 429 #endif
 430 int
 431 sys_clock_getres(struct thread *td, struct clock_getres_args *uap)
 432 {
 433         struct timespec ts;
 434         int error;
 435
 436         if (uap->tp == NULL)
 437                 return (0);
 438
 439         error = kern_clock_getres(td, uap->clock_id, &ts);
 440         if (error == 0)
 441                 error = copyout(&ts, uap->tp, sizeof(ts));
 442         return (error);
 443 }
 444
 445 int
 446 kern_clock_getres(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ts)
 447 {
 448
 449         ts->tv_sec = 0;
 450         switch (clock_id) {
 451         case CLOCK_REALTIME:
 452         case CLOCK_REALTIME_FAST:
 453         case CLOCK_REALTIME_PRECISE:
 454         case CLOCK_MONOTONIC:
 455         case CLOCK_MONOTONIC_FAST:
 456         case CLOCK_MONOTONIC_PRECISE:
 457         case CLOCK_UPTIME:
 458         case CLOCK_UPTIME_FAST:
 459         case CLOCK_UPTIME_PRECISE:
 460                 /*
 461                  * Round up the result of the division cheaply by adding 1.
 462                  * Rounding up is especially important if rounding down
 463                  * would give 0.  Perfect rounding is unimportant.
 464                  */
 465                 ts->tv_nsec = NS_PER_SEC / tc_getfrequency() + 1;
 466                 break;
 467         case CLOCK_VIRTUAL:
 468         case CLOCK_PROF:
 469                 /* Accurately round up here because we can do so cheaply. */
 470                 ts->tv_nsec = howmany(NS_PER_SEC, hz);
 471                 break;
 472         case CLOCK_SECOND:
 473                 ts->tv_sec = 1;
 474                 ts->tv_nsec = 0;
 475                 break;
 476         case CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:
 477         case CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:
 478         cputime:
 479                 /* sync with cputick2usec */
 480                 ts->tv_nsec = 1000000 / cpu_tickrate();
 481                 if (ts->tv_nsec == 0)
 482                         ts->tv_nsec = 1000;
 483                 break;
 484         default:
 485                 if ((int)clock_id < 0)
 486                         goto cputime;
 487                 return (EINVAL);
 488         }
 489         return (0);
 490 }
 491
 492 int
 493 kern_nanosleep(struct thread *td, struct timespec *rqt, struct timespec *rmt)
 494 {
 495
 496         return (kern_clock_nanosleep(td, CLOCK_REALTIME, TIMER_RELTIME, rqt,
 497             rmt));
 498 }
 499
 500 static uint8_t nanowait[MAXCPU];
 501
 502 int
 503 kern_clock_nanosleep(struct thread *td, clockid_t clock_id, int flags,
 504     const struct timespec *rqt, struct timespec *rmt)
 505 {
 506         struct timespec ts, now;
 507         sbintime_t sbt, sbtt, prec, tmp;
 508         time_t over;
 509         int error;
 510         bool is_abs_real;
 511
 512         if (rqt->tv_nsec < 0 || rqt->tv_nsec >= NS_PER_SEC)
 513                 return (EINVAL);
 514         if ((flags & ~TIMER_ABSTIME) != 0)
 515                 return (EINVAL);
 516         switch (clock_id) {
 517         case CLOCK_REALTIME:
 518         case CLOCK_REALTIME_PRECISE:
 519         case CLOCK_REALTIME_FAST:
 520         case CLOCK_SECOND:
 521                 is_abs_real = (flags & TIMER_ABSTIME) != 0;
 522                 break;
 523         case CLOCK_MONOTONIC:
 524         case CLOCK_MONOTONIC_PRECISE:
 525         case CLOCK_MONOTONIC_FAST:
 526         case CLOCK_UPTIME:
 527         case CLOCK_UPTIME_PRECISE:
 528         case CLOCK_UPTIME_FAST:
 529                 is_abs_real = false;
 530                 break;
 531         case CLOCK_VIRTUAL:
 532         case CLOCK_PROF:
 533         case CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:
 534                 return (ENOTSUP);
 535         case CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:
 536         default:
 537                 return (EINVAL);
 538         }
 539         do {
 540                 ts = *rqt;
 541                 if ((flags & TIMER_ABSTIME) != 0) {
 542                         if (is_abs_real)
 543                                 td->td_rtcgen =
 544                                     atomic_load_acq_int(&rtc_generation);
 545                         error = kern_clock_gettime(td, clock_id, &now);
 546                         KASSERT(error == 0, ("kern_clock_gettime: %d", error));
 547                         timespecsub(&ts, &now, &ts);
 548                 }
 549                 if (ts.tv_sec < 0 || (ts.tv_sec == 0 && ts.tv_nsec == 0)) {
 550                         error = EWOULDBLOCK;
 551                         break;
 552                 }
 553                 if (ts.tv_sec > INT32_MAX / 2) {
 554                         over = ts.tv_sec - INT32_MAX / 2;
 555                         ts.tv_sec -= over;
 556                 } else
 557                         over = 0;
 558                 tmp = tstosbt(ts);
 559                 prec = tmp;
 560                 prec >>= tc_precexp;
 561                 if (TIMESEL(&sbt, tmp))
 562                         sbt += tc_tick_sbt;
 563                 sbt += tmp;
 564                 error = tsleep_sbt(&nanowait[curcpu], PWAIT | PCATCH, "nanslp",
 565                     sbt, prec, C_ABSOLUTE);
 566         } while (error == 0 && is_abs_real && td->td_rtcgen == 0);
 567         td->td_rtcgen = 0;
 568         if (error != EWOULDBLOCK) {
 569                 if (TIMESEL(&sbtt, tmp))
 570                         sbtt += tc_tick_sbt;
 571                 if (sbtt >= sbt)
 572                         return (0);
 573                 if (error == ERESTART)
 574                         error = EINTR;
 575                 if ((flags & TIMER_ABSTIME) == 0 && rmt != NULL) {
 576                         ts = sbttots(sbt - sbtt);
 577                         ts.tv_sec += over;
 578                         if (ts.tv_sec < 0)
 579                                 timespecclear(&ts);
 580                         *rmt = ts;
 581                 }
 582                 return (error);
 583         }
 584         return (0);
 585 }
 586
 587 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 588 struct nanosleep_args {
 589         struct  timespec *rqtp;
 590         struct  timespec *rmtp;
 591 };
 592 #endif
 593 /* ARGSUSED */
 594 int
 595 sys_nanosleep(struct thread *td, struct nanosleep_args *uap)
 596 {
 597
 598         return (user_clock_nanosleep(td, CLOCK_REALTIME, TIMER_RELTIME,
 599             uap->rqtp, uap->rmtp));
 600 }
 601
 602 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 603 struct clock_nanosleep_args {
 604         clockid_t clock_id;
 605         int       flags;
 606         struct  timespec *rqtp;
 607         struct  timespec *rmtp;
 608 };
 609 #endif
 610 /* ARGSUSED */
 611 int
 612 sys_clock_nanosleep(struct thread *td, struct clock_nanosleep_args *uap)
 613 {
 614         int error;
 615
 616         error = user_clock_nanosleep(td, uap->clock_id, uap->flags, uap->rqtp,
 617             uap->rmtp);
 618         return (kern_posix_error(td, error));
 619 }
 620
 621 static int
 622 user_clock_nanosleep(struct thread *td, clockid_t clock_id, int flags,
 623     const struct timespec *ua_rqtp, struct timespec *ua_rmtp)
 624 {
 625         struct timespec rmt, rqt;
 626         int error, error2;
 627
 628         error = copyin(ua_rqtp, &rqt, sizeof(rqt));
 629         if (error)
 630                 return (error);
 631         error = kern_clock_nanosleep(td, clock_id, flags, &rqt, &rmt);
 632         if (error == EINTR && ua_rmtp != NULL && (flags & TIMER_ABSTIME) == 0) {
 633                 error2 = copyout(&rmt, ua_rmtp, sizeof(rmt));
 634                 if (error2 != 0)
 635                         error = error2;
 636         }
 637         return (error);
 638 }
 639
 640 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 641 struct gettimeofday_args {
 642         struct  timeval *tp;
 643         struct  timezone *tzp;
 644 };
 645 #endif
 646 /* ARGSUSED */
 647 int
 648 sys_gettimeofday(struct thread *td, struct gettimeofday_args *uap)
 649 {
 650         struct timeval atv;
 651         struct timezone rtz;
 652         int error = 0;
 653
 654         if (uap->tp) {
 655                 microtime(&atv);
 656                 error = copyout(&atv, uap->tp, sizeof (atv));
 657         }
 658         if (error == 0 && uap->tzp != NULL) {
 659                 rtz.tz_minuteswest = 0;
 660                 rtz.tz_dsttime = 0;
 661                 error = copyout(&rtz, uap->tzp, sizeof (rtz));
 662         }
 663         return (error);
 664 }
 665
 666 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 667 struct settimeofday_args {
 668         struct  timeval *tv;
 669         struct  timezone *tzp;
 670 };
 671 #endif
 672 /* ARGSUSED */
 673 int
 674 sys_settimeofday(struct thread *td, struct settimeofday_args *uap)
 675 {
 676         struct timeval atv, *tvp;
 677         struct timezone atz, *tzp;
 678         int error;
 679
 680         if (uap->tv) {
 681                 error = copyin(uap->tv, &atv, sizeof(atv));
 682                 if (error)
 683                         return (error);
 684                 tvp = &atv;
 685         } else
 686                 tvp = NULL;
 687         if (uap->tzp) {
 688                 error = copyin(uap->tzp, &atz, sizeof(atz));
 689                 if (error)
 690                         return (error);
 691                 tzp = &atz;
 692         } else
 693                 tzp = NULL;
 694         return (kern_settimeofday(td, tvp, tzp));
 695 }
 696
 697 int
 698 kern_settimeofday(struct thread *td, struct timeval *tv, struct timezone *tzp)
 699 {
 700         int error;
 701
 702         error = priv_check(td, PRIV_SETTIMEOFDAY);
 703         if (error)
 704                 return (error);
 705         /* Verify all parameters before changing time. */
 706         if (tv) {
 707                 if (tv->tv_usec < 0 || tv->tv_usec >= 1000000 ||
 708                     tv->tv_sec < 0)
 709                         return (EINVAL);
 710                 error = settime(td, tv);
 711         }
 712         return (error);
 713 }
 714
 715 /*
 716  * Get value of an interval timer.  The process virtual and profiling virtual
 717  * time timers are kept in the p_stats area, since they can be swapped out.
 718  * These are kept internally in the way they are specified externally: in
 719  * time until they expire.
 720  *
 721  * The real time interval timer is kept in the process table slot for the
 722  * process, and its value (it_value) is kept as an absolute time rather than
 723  * as a delta, so that it is easy to keep periodic real-time signals from
 724  * drifting.
 725  *
 726  * Virtual time timers are processed in the hardclock() routine of
 727  * kern_clock.c.  The real time timer is processed by a timeout routine,
 728  * called from the softclock() routine.  Since a callout may be delayed in
 729  * real time due to interrupt processing in the system, it is possible for
 730  * the real time timeout routine (realitexpire, given below), to be delayed
 731  * in real time past when it is supposed to occur.  It does not suffice,
 732  * therefore, to reload the real timer .it_value from the real time timers
 733  * .it_interval.  Rather, we compute the next time in absolute time the timer
 734  * should go off.
 735  */
 736 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 737 struct getitimer_args {
 738         u_int   which;
 739         struct  itimerval *itv;
 740 };
 741 #endif
 742 int
 743 sys_getitimer(struct thread *td, struct getitimer_args *uap)
 744 {
 745         struct itimerval aitv;
 746         int error;
 747
 748         error = kern_getitimer(td, uap->which, &aitv);
 749         if (error != 0)
 750                 return (error);
 751         return (copyout(&aitv, uap->itv, sizeof (struct itimerval)));
 752 }
 753
 754 int
 755 kern_getitimer(struct thread *td, u_int which, struct itimerval *aitv)
 756 {
 757         struct proc *p = td->td_proc;
 758         struct timeval ctv;
 759
 760         if (which > ITIMER_PROF)
 761                 return (EINVAL);
 762
 763         if (which == ITIMER_REAL) {
 764                 /*
 765                  * Convert from absolute to relative time in .it_value
 766                  * part of real time timer.  If time for real time timer
 767                  * has passed return 0, else return difference between
 768                  * current time and time for the timer to go off.
 769                  */
 770                 PROC_LOCK(p);
 771                 *aitv = p->p_realtimer;
 772                 PROC_UNLOCK(p);
 773                 if (timevalisset(&aitv->it_value)) {
 774                         microuptime(&ctv);
 775                         if (timevalcmp(&aitv->it_value, &ctv, <))
 776                                 timevalclear(&aitv->it_value);
 777                         else
 778                                 timevalsub(&aitv->it_value, &ctv);
 779                 }
 780         } else {
 781                 PROC_ITIMLOCK(p);
 782                 *aitv = p->p_stats->p_timer[which];
 783                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 784         }
 785 #ifdef KTRACE
 786         if (KTRPOINT(td, KTR_STRUCT))
 787                 ktritimerval(aitv);
 788 #endif
 789         return (0);
 790 }
 791
 792 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 793 struct setitimer_args {
 794         u_int   which;
 795         struct  itimerval *itv, *oitv;
 796 };
 797 #endif
 798 int
 799 sys_setitimer(struct thread *td, struct setitimer_args *uap)
 800 {
 801         struct itimerval aitv, oitv;
 802         int error;
 803
 804         if (uap->itv == NULL) {
 805                 uap->itv = uap->oitv;
 806                 return (sys_getitimer(td, (struct getitimer_args *)uap));
 807         }
 808
 809         if ((error = copyin(uap->itv, &aitv, sizeof(struct itimerval))))
 810                 return (error);
 811         error = kern_setitimer(td, uap->which, &aitv, &oitv);
 812         if (error != 0 || uap->oitv == NULL)
 813                 return (error);
 814         return (copyout(&oitv, uap->oitv, sizeof(struct itimerval)));
 815 }
 816
 817 int
 818 kern_setitimer(struct thread *td, u_int which, struct itimerval *aitv,
 819     struct itimerval *oitv)
 820 {
 821         struct proc *p = td->td_proc;
 822         struct timeval ctv;
 823         sbintime_t sbt, pr;
 824
 825         if (aitv == NULL)
 826                 return (kern_getitimer(td, which, oitv));
 827
 828         if (which > ITIMER_PROF)
 829                 return (EINVAL);
 830 #ifdef KTRACE
 831         if (KTRPOINT(td, KTR_STRUCT))
 832                 ktritimerval(aitv);
 833 #endif
 834         if (itimerfix(&aitv->it_value) ||
 835             aitv->it_value.tv_sec > INT32_MAX / 2)
 836                 return (EINVAL);
 837         if (!timevalisset(&aitv->it_value))
 838                 timevalclear(&aitv->it_interval);
 839         else if (itimerfix(&aitv->it_interval) ||
 840             aitv->it_interval.tv_sec > INT32_MAX / 2)
 841                 return (EINVAL);
 842
 843         if (which == ITIMER_REAL) {
 844                 PROC_LOCK(p);
 845                 if (timevalisset(&p->p_realtimer.it_value))
 846                         callout_stop(&p->p_itcallout);
 847                 microuptime(&ctv);
 848                 if (timevalisset(&aitv->it_value)) {
 849                         pr = tvtosbt(aitv->it_value) >> tc_precexp;
 850                         timevaladd(&aitv->it_value, &ctv);
 851                         sbt = tvtosbt(aitv->it_value);
 852                         callout_reset_sbt(&p->p_itcallout, sbt, pr,
 853                             realitexpire, p, C_ABSOLUTE);
 854                 }
 855                 *oitv = p->p_realtimer;
 856                 p->p_realtimer = *aitv;
 857                 PROC_UNLOCK(p);
 858                 if (timevalisset(&oitv->it_value)) {
 859                         if (timevalcmp(&oitv->it_value, &ctv, <))
 860                                 timevalclear(&oitv->it_value);
 861                         else
 862                                 timevalsub(&oitv->it_value, &ctv);
 863                 }
 864         } else {
 865                 if (aitv->it_interval.tv_sec == 0 &&
 866                     aitv->it_interval.tv_usec != 0 &&
 867                     aitv->it_interval.tv_usec < tick)
 868                         aitv->it_interval.tv_usec = tick;
 869                 if (aitv->it_value.tv_sec == 0 &&
 870                     aitv->it_value.tv_usec != 0 &&
 871                     aitv->it_value.tv_usec < tick)
 872                         aitv->it_value.tv_usec = tick;
 873                 PROC_ITIMLOCK(p);
 874                 *oitv = p->p_stats->p_timer[which];
 875                 p->p_stats->p_timer[which] = *aitv;
 876                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 877         }
 878 #ifdef KTRACE
 879         if (KTRPOINT(td, KTR_STRUCT))
 880                 ktritimerval(oitv);
 881 #endif
 882         return (0);
 883 }
 884
 885 static void
 886 realitexpire_reset_callout(struct proc *p, sbintime_t *isbtp)
 887 {
 888         sbintime_t prec;
 889
 890         prec = isbtp == NULL ? tvtosbt(p->p_realtimer.it_interval) : *isbtp;
 891         callout_reset_sbt(&p->p_itcallout, tvtosbt(p->p_realtimer.it_value),
 892             prec >> tc_precexp, realitexpire, p, C_ABSOLUTE);
 893 }
 894
 895 void
 896 itimer_proc_continue(struct proc *p)
 897 {
 898         struct timeval ctv;
 899         struct itimer *it;
 900         int id;
 901
 902         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 903
 904         if ((p->p_flag2 & P2_ITSTOPPED) != 0) {
 905                 p->p_flag2 &= ~P2_ITSTOPPED;
 906                 microuptime(&ctv);
 907                 if (timevalcmp(&p->p_realtimer.it_value, &ctv, >=))
 908                         realitexpire(p);
 909                 else
 910                         realitexpire_reset_callout(p, NULL);
 911         }
 912
 913         if (p->p_itimers != NULL) {
 914                 for (id = 3; id < TIMER_MAX; id++) {
 915                         it = p->p_itimers->its_timers[id];
 916                         if (it == NULL)
 917                                 continue;
 918                         if ((it->it_flags & ITF_PSTOPPED) != 0) {
 919                                 ITIMER_LOCK(it);
 920                                 if ((it->it_flags & ITF_PSTOPPED) != 0) {
 921                                         it->it_flags &= ~ITF_PSTOPPED;
 922                                         if ((it->it_flags & ITF_DELETING) == 0)
 923                                                 realtimer_expire_l(it, true);
 924                                 }
 925                                 ITIMER_UNLOCK(it);
 926                         }
 927                 }
 928         }
 929 }
 930
 931 /*
 932  * Real interval timer expired:
 933  * send process whose timer expired an alarm signal.
 934  * If time is not set up to reload, then just return.
 935  * Else compute next time timer should go off which is > current time.
 936  * This is where delay in processing this timeout causes multiple
 937  * SIGALRM calls to be compressed into one.
 938  * tvtohz() always adds 1 to allow for the time until the next clock
 939  * interrupt being strictly less than 1 clock tick, but we don't want
 940  * that here since we want to appear to be in sync with the clock
 941  * interrupt even when we're delayed.
 942  */
 943 static void
 944 realitexpire(void *arg)
 945 {
 946         struct proc *p;
 947         struct timeval ctv;
 948         sbintime_t isbt;
 949
 950         p = (struct proc *)arg;
 951         kern_psignal(p, SIGALRM);
 952         if (!timevalisset(&p->p_realtimer.it_interval)) {
 953                 timevalclear(&p->p_realtimer.it_value);
 954                 return;
 955         }
 956
 957         isbt = tvtosbt(p->p_realtimer.it_interval);
 958         if (isbt >= sbt_timethreshold)
 959                 getmicrouptime(&ctv);
 960         else
 961                 microuptime(&ctv);
 962         do {
 963                 timevaladd(&p->p_realtimer.it_value,
 964                     &p->p_realtimer.it_interval);
 965         } while (timevalcmp(&p->p_realtimer.it_value, &ctv, <=));
 966
 967         if (P_SHOULDSTOP(p) || P_KILLED(p)) {
 968                 p->p_flag2 |= P2_ITSTOPPED;
 969                 return;
 970         }
 971
 972         p->p_flag2 &= ~P2_ITSTOPPED;
 973         realitexpire_reset_callout(p, &isbt);
 974 }
 975
 976 /*
 977  * Check that a proposed value to load into the .it_value or
 978  * .it_interval part of an interval timer is acceptable, and
 979  * fix it to have at least minimal value (i.e. if it is less
 980  * than the resolution of the clock, round it up.)
 981  */
 982 int
 983 itimerfix(struct timeval *tv)
 984 {
 985
 986         if (tv->tv_sec < 0 || tv->tv_usec < 0 || tv->tv_usec >= 1000000)
 987                 return (EINVAL);
 988         if (tv->tv_sec == 0 && tv->tv_usec != 0 &&
 989             tv->tv_usec < (u_int)tick / 16)
 990                 tv->tv_usec = (u_int)tick / 16;
 991         return (0);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Decrement an interval timer by a specified number
 996  * of microseconds, which must be less than a second,
 997  * i.e. < 1000000.  If the timer expires, then reload
 998  * it.  In this case, carry over (usec - old value) to
 999  * reduce the value reloaded into the timer so that
1000  * the timer does not drift.  This routine assumes
1001  * that it is called in a context where the timers
1002  * on which it is operating cannot change in value.
1003  */
1004 int
1005 itimerdecr(struct itimerval *itp, int usec)
1006 {
1007
1008         if (itp->it_value.tv_usec < usec) {
1009                 if (itp->it_value.tv_sec == 0) {
1010                         /* expired, and already in next interval */
1011                         usec -= itp->it_value.tv_usec;
1012                         goto expire;
1013                 }
1014                 itp->it_value.tv_usec += 1000000;
1015                 itp->it_value.tv_sec--;
1016         }
1017         itp->it_value.tv_usec -= usec;
1018         usec = 0;
1019         if (timevalisset(&itp->it_value))
1020                 return (1);
1021         /* expired, exactly at end of interval */
1022 expire:
1023         if (timevalisset(&itp->it_interval)) {
1024                 itp->it_value = itp->it_interval;
1025                 itp->it_value.tv_usec -= usec;
1026                 if (itp->it_value.tv_usec < 0) {
1027                         itp->it_value.tv_usec += 1000000;
1028                         itp->it_value.tv_sec--;
1029                 }
1030         } else
1031                 itp->it_value.tv_usec = 0;              /* sec is already 0 */
1032         return (0);
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Add and subtract routines for timevals.
1037  * N.B.: subtract routine doesn't deal with
1038  * results which are before the beginning,
1039  * it just gets very confused in this case.
1040  * Caveat emptor.
1041  */
1042 void
1043 timevaladd(struct timeval *t1, const struct timeval *t2)
1044 {
1045
1046         t1->tv_sec += t2->tv_sec;
1047         t1->tv_usec += t2->tv_usec;
1048         timevalfix(t1);
1049 }
1050
1051 void
1052 timevalsub(struct timeval *t1, const struct timeval *t2)
1053 {
1054
1055         t1->tv_sec -= t2->tv_sec;
1056         t1->tv_usec -= t2->tv_usec;
1057         timevalfix(t1);
1058 }
1059
1060 static void
1061 timevalfix(struct timeval *t1)
1062 {
1063
1064         if (t1->tv_usec < 0) {
1065                 t1->tv_sec--;
1066                 t1->tv_usec += 1000000;
1067         }
1068         if (t1->tv_usec >= 1000000) {
1069                 t1->tv_sec++;
1070                 t1->tv_usec -= 1000000;
1071         }
1072 }
1073
1074 /*
1075  * ratecheck(): simple time-based rate-limit checking.
1076  */
1077 int
1078 ratecheck(struct timeval *lasttime, const struct timeval *mininterval)
1079 {
1080         struct timeval tv, delta;
1081         int rv = 0;
1082
1083         getmicrouptime(&tv);            /* NB: 10ms precision */
1084         delta = tv;
1085         timevalsub(&delta, lasttime);
1086
1087         /*
1088          * check for 0,0 is so that the message will be seen at least once,
1089          * even if interval is huge.
1090          */
1091         if (timevalcmp(&delta, mininterval, >=) ||
1092             (lasttime->tv_sec == 0 && lasttime->tv_usec == 0)) {
1093                 *lasttime = tv;
1094                 rv = 1;
1095         }
1096
1097         return (rv);
1098 }
1099
1100 /*
1101  * ppsratecheck(): packets (or events) per second limitation.
1102  *
1103  * Return 0 if the limit is to be enforced (e.g. the caller
1104  * should drop a packet because of the rate limitation).
1105  *
1106  * maxpps of 0 always causes zero to be returned.  maxpps of -1
1107  * always causes 1 to be returned; this effectively defeats rate
1108  * limiting.
1109  *
1110  * Note that we maintain the struct timeval for compatibility
1111  * with other bsd systems.  We reuse the storage and just monitor
1112  * clock ticks for minimal overhead.
1113  */
1114 int
1115 ppsratecheck(struct timeval *lasttime, int *curpps, int maxpps)
1116 {
1117         int now;
1118
1119         /*
1120          * Reset the last time and counter if this is the first call
1121          * or more than a second has passed since the last update of
1122          * lasttime.
1123          */
1124         now = ticks;
1125         if (lasttime->tv_sec == 0 || (u_int)(now - lasttime->tv_sec) >= hz) {
1126                 lasttime->tv_sec = now;
1127                 *curpps = 1;
1128                 return (maxpps != 0);
1129         } else {
1130                 (*curpps)++;            /* NB: ignore potential overflow */
1131                 return (maxpps < 0 || *curpps <= maxpps);
1132         }
1133 }
1134
1135 static void
1136 itimer_start(void)
1137 {
1138         static const struct kclock rt_clock = {
1139                 .timer_create  = realtimer_create,
1140                 .timer_delete  = realtimer_delete,
1141                 .timer_settime = realtimer_settime,
1142                 .timer_gettime = realtimer_gettime,
1143         };
1144
1145         itimer_zone = uma_zcreate("itimer", sizeof(struct itimer),
1146                 NULL, NULL, itimer_init, itimer_fini, UMA_ALIGN_PTR, 0);
1147         register_posix_clock(CLOCK_REALTIME,  &rt_clock);
1148         register_posix_clock(CLOCK_MONOTONIC, &rt_clock);
1149         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_TIMERS, 200112L);
1150         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_DELAYTIMER_MAX, INT_MAX);
1151         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_TIMER_MAX, TIMER_MAX);
1152 }
1153
1154 static int
1155 register_posix_clock(int clockid, const struct kclock *clk)
1156 {
1157         if ((unsigned)clockid >= MAX_CLOCKS) {
1158                 printf("%s: invalid clockid\n", __func__);
1159                 return (0);
1160         }
1161         posix_clocks[clockid] = *clk;
1162         return (1);
1163 }
1164
1165 static int
1166 itimer_init(void *mem, int size, int flags)
1167 {
1168         struct itimer *it;
1169
1170         it = (struct itimer *)mem;
1171         mtx_init(&it->it_mtx, "itimer lock", NULL, MTX_DEF);
1172         return (0);
1173 }
1174
1175 static void
1176 itimer_fini(void *mem, int size)
1177 {
1178         struct itimer *it;
1179
1180         it = (struct itimer *)mem;
1181         mtx_destroy(&it->it_mtx);
1182 }
1183
1184 static void
1185 itimer_enter(struct itimer *it)
1186 {
1187
1188         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1189         it->it_usecount++;
1190 }
1191
1192 static void
1193 itimer_leave(struct itimer *it)
1194 {
1195
1196         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1197         KASSERT(it->it_usecount > 0, ("invalid it_usecount"));
1198
1199         if (--it->it_usecount == 0 && (it->it_flags & ITF_WANTED) != 0)
1200                 wakeup(it);
1201 }
1202
1203 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1204 struct ktimer_create_args {
1205         clockid_t clock_id;
1206         struct sigevent * evp;
1207         int * timerid;
1208 };
1209 #endif
1210 int
1211 sys_ktimer_create(struct thread *td, struct ktimer_create_args *uap)
1212 {
1213         struct sigevent *evp, ev;
1214         int id;
1215         int error;
1216
1217         if (uap->evp == NULL) {
1218                 evp = NULL;
1219         } else {
1220                 error = copyin(uap->evp, &ev, sizeof(ev));
1221                 if (error != 0)
1222                         return (error);
1223                 evp = &ev;
1224         }
1225         error = kern_ktimer_create(td, uap->clock_id, evp, &id, -1);
1226         if (error == 0) {
1227                 error = copyout(&id, uap->timerid, sizeof(int));
1228                 if (error != 0)
1229                         kern_ktimer_delete(td, id);
1230         }
1231         return (error);
1232 }
1233
1234 int
1235 kern_ktimer_create(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct sigevent *evp,
1236     int *timerid, int preset_id)
1237 {
1238         struct proc *p = td->td_proc;
1239         struct itimer *it;
1240         int id;
1241         int error;
1242
1243         if (clock_id < 0 || clock_id >= MAX_CLOCKS)
1244                 return (EINVAL);
1245
1246         if (posix_clocks[clock_id].timer_create == NULL)
1247                 return (EINVAL);
1248
1249         if (evp != NULL) {
1250                 if (evp->sigev_notify != SIGEV_NONE &&
1251                     evp->sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1252                     evp->sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID)
1253                         return (EINVAL);
1254                 if ((evp->sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1255                      evp->sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1256                         !_SIG_VALID(evp->sigev_signo))
1257                         return (EINVAL);
1258         }
1259
1260         if (p->p_itimers == NULL)
1261                 itimers_alloc(p);
1262
1263         it = uma_zalloc(itimer_zone, M_WAITOK);
1264         it->it_flags = 0;
1265         it->it_usecount = 0;
1266         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1267         timespecclear(&it->it_time.it_interval);
1268         it->it_overrun = 0;
1269         it->it_overrun_last = 0;
1270         it->it_clockid = clock_id;
1271         it->it_proc = p;
1272         ksiginfo_init(&it->it_ksi);
1273         it->it_ksi.ksi_flags |= KSI_INS | KSI_EXT;
1274         error = CLOCK_CALL(clock_id, timer_create, (it));
1275         if (error != 0)
1276                 goto out;
1277
1278         PROC_LOCK(p);
1279         if (preset_id != -1) {
1280                 KASSERT(preset_id >= 0 && preset_id < 3, ("invalid preset_id"));
1281                 id = preset_id;
1282                 if (p->p_itimers->its_timers[id] != NULL) {
1283                         PROC_UNLOCK(p);
1284                         error = 0;
1285                         goto out;
1286                 }
1287         } else {
1288                 /*
1289                  * Find a free timer slot, skipping those reserved
1290                  * for setitimer().
1291                  */
1292                 for (id = 3; id < TIMER_MAX; id++)
1293                         if (p->p_itimers->its_timers[id] == NULL)
1294                                 break;
1295                 if (id == TIMER_MAX) {
1296                         PROC_UNLOCK(p);
1297                         error = EAGAIN;
1298                         goto out;
1299                 }
1300         }
1301         p->p_itimers->its_timers[id] = it;
1302         if (evp != NULL)
1303                 it->it_sigev = *evp;
1304         else {
1305                 it->it_sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
1306                 switch (clock_id) {
1307                 default:
1308                 case CLOCK_REALTIME:
1309                         it->it_sigev.sigev_signo = SIGALRM;
1310                         break;
1311                 case CLOCK_VIRTUAL:
1312                         it->it_sigev.sigev_signo = SIGVTALRM;
1313                         break;
1314                 case CLOCK_PROF:
1315                         it->it_sigev.sigev_signo = SIGPROF;
1316                         break;
1317                 }
1318                 it->it_sigev.sigev_value.sival_int = id;
1319         }
1320
1321         if (it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1322             it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
1323                 it->it_ksi.ksi_signo = it->it_sigev.sigev_signo;
1324                 it->it_ksi.ksi_code = SI_TIMER;
1325                 it->it_ksi.ksi_value = it->it_sigev.sigev_value;
1326                 it->it_ksi.ksi_timerid = id;
1327         }
1328         PROC_UNLOCK(p);
1329         *timerid = id;
1330         return (0);
1331
1332 out:
1333         ITIMER_LOCK(it);
1334         CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_delete, (it));
1335         ITIMER_UNLOCK(it);
1336         uma_zfree(itimer_zone, it);
1337         return (error);
1338 }
1339
1340 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1341 struct ktimer_delete_args {
1342         int timerid;
1343 };
1344 #endif
1345 int
1346 sys_ktimer_delete(struct thread *td, struct ktimer_delete_args *uap)
1347 {
1348
1349         return (kern_ktimer_delete(td, uap->timerid));
1350 }
1351
1352 static struct itimer *
1353 itimer_find(struct proc *p, int timerid)
1354 {
1355         struct itimer *it;
1356
1357         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1358         if ((p->p_itimers == NULL) ||
1359             (timerid < 0) || (timerid >= TIMER_MAX) ||
1360             (it = p->p_itimers->its_timers[timerid]) == NULL) {
1361                 return (NULL);
1362         }
1363         ITIMER_LOCK(it);
1364         if ((it->it_flags & ITF_DELETING) != 0) {
1365                 ITIMER_UNLOCK(it);
1366                 it = NULL;
1367         }
1368         return (it);
1369 }
1370
1371 int
1372 kern_ktimer_delete(struct thread *td, int timerid)
1373 {
1374         struct proc *p = td->td_proc;
1375         struct itimer *it;
1376
1377         PROC_LOCK(p);
1378         it = itimer_find(p, timerid);
1379         if (it == NULL) {
1380                 PROC_UNLOCK(p);
1381                 return (EINVAL);
1382         }
1383         PROC_UNLOCK(p);
1384
1385         it->it_flags |= ITF_DELETING;
1386         while (it->it_usecount > 0) {
1387                 it->it_flags |= ITF_WANTED;
1388                 msleep(it, &it->it_mtx, PPAUSE, "itimer", 0);
1389         }
1390         it->it_flags &= ~ITF_WANTED;
1391         CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_delete, (it));
1392         ITIMER_UNLOCK(it);
1393
1394         PROC_LOCK(p);
1395         if (KSI_ONQ(&it->it_ksi))
1396                 sigqueue_take(&it->it_ksi);
1397         p->p_itimers->its_timers[timerid] = NULL;
1398         PROC_UNLOCK(p);
1399         uma_zfree(itimer_zone, it);
1400         return (0);
1401 }
1402
1403 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1404 struct ktimer_settime_args {
1405         int timerid;
1406         int flags;
1407         const struct itimerspec * value;
1408         struct itimerspec * ovalue;
1409 };
1410 #endif
1411 int
1412 sys_ktimer_settime(struct thread *td, struct ktimer_settime_args *uap)
1413 {
1414         struct itimerspec val, oval, *ovalp;
1415         int error;
1416
1417         error = copyin(uap->value, &val, sizeof(val));
1418         if (error != 0)
1419                 return (error);
1420         ovalp = uap->ovalue != NULL ? &oval : NULL;
1421         error = kern_ktimer_settime(td, uap->timerid, uap->flags, &val, ovalp);
1422         if (error == 0 && uap->ovalue != NULL)
1423                 error = copyout(ovalp, uap->ovalue, sizeof(*ovalp));
1424         return (error);
1425 }
1426
1427 int
1428 kern_ktimer_settime(struct thread *td, int timer_id, int flags,
1429     struct itimerspec *val, struct itimerspec *oval)
1430 {
1431         struct proc *p;
1432         struct itimer *it;
1433         int error;
1434
1435         p = td->td_proc;
1436         PROC_LOCK(p);
1437         if (timer_id < 3 || (it = itimer_find(p, timer_id)) == NULL) {
1438                 PROC_UNLOCK(p);
1439                 error = EINVAL;
1440         } else {
1441                 PROC_UNLOCK(p);
1442                 itimer_enter(it);
1443                 error = CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_settime, (it,
1444                     flags, val, oval));
1445                 itimer_leave(it);
1446                 ITIMER_UNLOCK(it);
1447         }
1448         return (error);
1449 }
1450
1451 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1452 struct ktimer_gettime_args {
1453         int timerid;
1454         struct itimerspec * value;
1455 };
1456 #endif
1457 int
1458 sys_ktimer_gettime(struct thread *td, struct ktimer_gettime_args *uap)
1459 {
1460         struct itimerspec val;
1461         int error;
1462
1463         error = kern_ktimer_gettime(td, uap->timerid, &val);
1464         if (error == 0)
1465                 error = copyout(&val, uap->value, sizeof(val));
1466         return (error);
1467 }
1468
1469 int
1470 kern_ktimer_gettime(struct thread *td, int timer_id, struct itimerspec *val)
1471 {
1472         struct proc *p;
1473         struct itimer *it;
1474         int error;
1475
1476         p = td->td_proc;
1477         PROC_LOCK(p);
1478         if (timer_id < 3 || (it = itimer_find(p, timer_id)) == NULL) {
1479                 PROC_UNLOCK(p);
1480                 error = EINVAL;
1481         } else {
1482                 PROC_UNLOCK(p);
1483                 itimer_enter(it);
1484                 error = CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_gettime, (it, val));
1485                 itimer_leave(it);
1486                 ITIMER_UNLOCK(it);
1487         }
1488         return (error);
1489 }
1490
1491 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1492 struct timer_getoverrun_args {
1493         int timerid;
1494 };
1495 #endif
1496 int
1497 sys_ktimer_getoverrun(struct thread *td, struct ktimer_getoverrun_args *uap)
1498 {
1499
1500         return (kern_ktimer_getoverrun(td, uap->timerid));
1501 }
1502
1503 int
1504 kern_ktimer_getoverrun(struct thread *td, int timer_id)
1505 {
1506         struct proc *p = td->td_proc;
1507         struct itimer *it;
1508         int error ;
1509
1510         PROC_LOCK(p);
1511         if (timer_id < 3 ||
1512             (it = itimer_find(p, timer_id)) == NULL) {
1513                 PROC_UNLOCK(p);
1514                 error = EINVAL;
1515         } else {
1516                 td->td_retval[0] = it->it_overrun_last;
1517                 ITIMER_UNLOCK(it);
1518                 PROC_UNLOCK(p);
1519                 error = 0;
1520         }
1521         return (error);
1522 }
1523
1524 static int
1525 realtimer_create(struct itimer *it)
1526 {
1527         callout_init_mtx(&it->it_callout, &it->it_mtx, 0);
1528         return (0);
1529 }
1530
1531 static int
1532 realtimer_delete(struct itimer *it)
1533 {
1534         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1535
1536         /*
1537          * clear timer's value and interval to tell realtimer_expire
1538          * to not rearm the timer.
1539          */
1540         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1541         timespecclear(&it->it_time.it_interval);
1542         ITIMER_UNLOCK(it);
1543         callout_drain(&it->it_callout);
1544         ITIMER_LOCK(it);
1545         return (0);
1546 }
1547
1548 static int
1549 realtimer_gettime(struct itimer *it, struct itimerspec *ovalue)
1550 {
1551         struct timespec cts;
1552
1553         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1554
1555         realtimer_clocktime(it->it_clockid, &cts);
1556         *ovalue = it->it_time;
1557         if (ovalue->it_value.tv_sec != 0 || ovalue->it_value.tv_nsec != 0) {
1558                 timespecsub(&ovalue->it_value, &cts, &ovalue->it_value);
1559                 if (ovalue->it_value.tv_sec < 0 ||
1560                     (ovalue->it_value.tv_sec == 0 &&
1561                      ovalue->it_value.tv_nsec == 0)) {
1562                         ovalue->it_value.tv_sec  = 0;
1563                         ovalue->it_value.tv_nsec = 1;
1564                 }
1565         }
1566         return (0);
1567 }
1568
1569 static int
1570 realtimer_settime(struct itimer *it, int flags, struct itimerspec *value,
1571     struct itimerspec *ovalue)
1572 {
1573         struct timespec cts, ts;
1574         struct timeval tv;
1575         struct itimerspec val;
1576
1577         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1578
1579         val = *value;
1580         if (itimespecfix(&val.it_value))
1581                 return (EINVAL);
1582
1583         if (timespecisset(&val.it_value)) {
1584                 if (itimespecfix(&val.it_interval))
1585                         return (EINVAL);
1586         } else {
1587                 timespecclear(&val.it_interval);
1588         }
1589
1590         if (ovalue != NULL)
1591                 realtimer_gettime(it, ovalue);
1592
1593         it->it_time = val;
1594         if (timespecisset(&val.it_value)) {
1595                 realtimer_clocktime(it->it_clockid, &cts);
1596                 ts = val.it_value;
1597                 if ((flags & TIMER_ABSTIME) == 0) {
1598                         /* Convert to absolute time. */
1599                         timespecadd(&it->it_time.it_value, &cts,
1600                             &it->it_time.it_value);
1601                 } else {
1602                         timespecsub(&ts, &cts, &ts);
1603                         /*
1604                          * We don't care if ts is negative, tztohz will
1605                          * fix it.
1606                          */
1607                 }
1608                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, &ts);
1609                 callout_reset(&it->it_callout, tvtohz(&tv), realtimer_expire,
1610                     it);
1611         } else {
1612                 callout_stop(&it->it_callout);
1613         }
1614
1615         return (0);
1616 }
1617
1618 static void
1619 realtimer_clocktime(clockid_t id, struct timespec *ts)
1620 {
1621         if (id == CLOCK_REALTIME)
1622                 getnanotime(ts);
1623         else    /* CLOCK_MONOTONIC */
1624                 getnanouptime(ts);
1625 }
1626
1627 int
1628 itimer_accept(struct proc *p, int timerid, ksiginfo_t *ksi)
1629 {
1630         struct itimer *it;
1631
1632         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1633         it = itimer_find(p, timerid);
1634         if (it != NULL) {
1635                 ksi->ksi_overrun = it->it_overrun;
1636                 it->it_overrun_last = it->it_overrun;
1637                 it->it_overrun = 0;
1638                 ITIMER_UNLOCK(it);
1639                 return (0);
1640         }
1641         return (EINVAL);
1642 }
1643
1644 static int
1645 itimespecfix(struct timespec *ts)
1646 {
1647
1648         if (!timespecvalid_interval(ts))
1649                 return (EINVAL);
1650         if ((UINT64_MAX - ts->tv_nsec) / NS_PER_SEC < ts->tv_sec)
1651                 return (EINVAL);
1652         if (ts->tv_sec == 0 && ts->tv_nsec != 0 && ts->tv_nsec < tick * 1000)
1653                 ts->tv_nsec = tick * 1000;
1654         return (0);
1655 }
1656
1657 #define timespectons(tsp)                       \
1658         ((uint64_t)(tsp)->tv_sec * NS_PER_SEC + (tsp)->tv_nsec)
1659 #define timespecfromns(ns) (struct timespec){   \
1660         .tv_sec = (ns) / NS_PER_SEC,            \
1661         .tv_nsec = (ns) % NS_PER_SEC            \
1662 }
1663
1664 static void
1665 realtimer_expire_l(struct itimer *it, bool proc_locked)
1666 {
1667         struct timespec cts, ts;
1668         struct timeval tv;
1669         struct proc *p;
1670         uint64_t interval, now, overruns, value;
1671
1672         realtimer_clocktime(it->it_clockid, &cts);
1673         /* Only fire if time is reached. */
1674         if (timespeccmp(&cts, &it->it_time.it_value, >=)) {
1675                 if (timespecisset(&it->it_time.it_interval)) {
1676                         timespecadd(&it->it_time.it_value,
1677                             &it->it_time.it_interval,
1678                             &it->it_time.it_value);
1679
1680                         interval = timespectons(&it->it_time.it_interval);
1681                         value = timespectons(&it->it_time.it_value);
1682                         now = timespectons(&cts);
1683
1684                         if (now >= value) {
1685                                 /*
1686                                  * We missed at least one period.
1687                                  */
1688                                 overruns = howmany(now - value + 1, interval);
1689                                 if (it->it_overrun + overruns >=
1690                                     it->it_overrun &&
1691                                     it->it_overrun + overruns <= INT_MAX) {
1692                                         it->it_overrun += (int)overruns;
1693                                 } else {
1694                                         it->it_overrun = INT_MAX;
1695                                         it->it_ksi.ksi_errno = ERANGE;
1696                                 }
1697                                 value =
1698                                     now + interval - (now - value) % interval;
1699                                 it->it_time.it_value = timespecfromns(value);
1700                         }
1701                 } else {
1702                         /* single shot timer ? */
1703                         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1704                 }
1705
1706                 p = it->it_proc;
1707                 if (timespecisset(&it->it_time.it_value)) {
1708                         if (P_SHOULDSTOP(p) || P_KILLED(p)) {
1709                                 it->it_flags |= ITF_PSTOPPED;
1710                         } else {
1711                                 timespecsub(&it->it_time.it_value, &cts, &ts);
1712                                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, &ts);
1713                                 callout_reset(&it->it_callout, tvtohz(&tv),
1714                                     realtimer_expire, it);
1715                         }
1716                 }
1717
1718                 itimer_enter(it);
1719                 ITIMER_UNLOCK(it);
1720                 if (proc_locked)
1721                         PROC_UNLOCK(p);
1722                 itimer_fire(it);
1723                 if (proc_locked)
1724                         PROC_LOCK(p);
1725                 ITIMER_LOCK(it);
1726                 itimer_leave(it);
1727         } else if (timespecisset(&it->it_time.it_value)) {
1728                 p = it->it_proc;
1729                 if (P_SHOULDSTOP(p) || P_KILLED(p)) {
1730                         it->it_flags |= ITF_PSTOPPED;
1731                 } else {
1732                         ts = it->it_time.it_value;
1733                         timespecsub(&ts, &cts, &ts);
1734                         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, &ts);
1735                         callout_reset(&it->it_callout, tvtohz(&tv),
1736                             realtimer_expire, it);
1737                 }
1738         }
1739 }
1740
1741 /* Timeout callback for realtime timer */
1742 static void
1743 realtimer_expire(void *arg)
1744 {
1745         realtimer_expire_l(arg, false);
1746 }
1747
1748 static void
1749 itimer_fire(struct itimer *it)
1750 {
1751         struct proc *p = it->it_proc;
1752         struct thread *td;
1753
1754         if (it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1755             it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
1756                 if (sigev_findtd(p, &it->it_sigev, &td) != 0) {
1757                         ITIMER_LOCK(it);
1758                         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1759                         timespecclear(&it->it_time.it_interval);
1760                         callout_stop(&it->it_callout);
1761                         ITIMER_UNLOCK(it);
1762                         return;
1763                 }
1764                 if (!KSI_ONQ(&it->it_ksi)) {
1765                         it->it_ksi.ksi_errno = 0;
1766                         ksiginfo_set_sigev(&it->it_ksi, &it->it_sigev);
1767                         tdsendsignal(p, td, it->it_ksi.ksi_signo, &it->it_ksi);
1768                 } else {
1769                         if (it->it_overrun < INT_MAX)
1770                                 it->it_overrun++;
1771                         else
1772                                 it->it_ksi.ksi_errno = ERANGE;
1773                 }
1774                 PROC_UNLOCK(p);
1775         }
1776 }
1777
1778 static void
1779 itimers_alloc(struct proc *p)
1780 {
1781         struct itimers *its;
1782
1783         its = malloc(sizeof (struct itimers), M_SUBPROC, M_WAITOK | M_ZERO);
1784         PROC_LOCK(p);
1785         if (p->p_itimers == NULL) {
1786                 p->p_itimers = its;
1787                 PROC_UNLOCK(p);
1788         }
1789         else {
1790                 PROC_UNLOCK(p);
1791                 free(its, M_SUBPROC);
1792         }
1793 }
1794
1795 /* Clean up timers when some process events are being triggered. */
1796 static void
1797 itimers_event_exit_exec(int start_idx, struct proc *p)
1798 {
1799         struct itimers *its;
1800         struct itimer *it;
1801         int i;
1802
1803         its = p->p_itimers;
1804         if (its == NULL)
1805                 return;
1806
1807         for (i = start_idx; i < TIMER_MAX; ++i) {
1808                 if ((it = its->its_timers[i]) != NULL)
1809                         kern_ktimer_delete(curthread, i);
1810         }
1811         if (its->its_timers[0] == NULL && its->its_timers[1] == NULL &&
1812             its->its_timers[2] == NULL) {
1813                 /* Synchronize with itimer_proc_continue(). */
1814                 PROC_LOCK(p);
1815                 p->p_itimers = NULL;
1816                 PROC_UNLOCK(p);
1817                 free(its, M_SUBPROC);
1818         }
1819 }
1820
1821 void
1822 itimers_exec(struct proc *p)
1823 {
1824         /*
1825          * According to susv3, XSI interval timers should be inherited
1826          * by new image.
1827          */
1828         itimers_event_exit_exec(3, p);
1829 }
1830
1831 void
1832 itimers_exit(struct proc *p)
1833 {
1834         itimers_event_exit_exec(0, p);
1835 }