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