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 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_ktrace.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/limits.h>
  42 #include <sys/clock.h>
  43 #include <sys/lock.h>
  44 #include <sys/mutex.h>
  45 #include <sys/sysproto.h>
  46 #include <sys/resourcevar.h>
  47 #include <sys/signalvar.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/sleepqueue.h>
  50 #include <sys/syscallsubr.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52 #include <sys/sysent.h>
  53 #include <sys/priv.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/posix4.h>
  56 #include <sys/time.h>
  57 #include <sys/timers.h>
  58 #include <sys/timetc.h>
  59 #include <sys/vnode.h>
  60 #ifdef KTRACE
  61 #include <sys/ktrace.h>
  62 #endif
  63
  64 #include <vm/vm.h>
  65 #include <vm/vm_extern.h>
  66
  67 #define MAX_CLOCKS      (CLOCK_MONOTONIC+1)
  68 #define CPUCLOCK_BIT            0x80000000
  69 #define CPUCLOCK_PROCESS_BIT    0x40000000
  70 #define CPUCLOCK_ID_MASK        (~(CPUCLOCK_BIT|CPUCLOCK_PROCESS_BIT))
  71 #define MAKE_THREAD_CPUCLOCK(tid)       (CPUCLOCK_BIT|(tid))
  72 #define MAKE_PROCESS_CPUCLOCK(pid)      \
  73         (CPUCLOCK_BIT|CPUCLOCK_PROCESS_BIT|(pid))
  74
  75 #define NS_PER_SEC      1000000000
  76
  77 static struct kclock    posix_clocks[MAX_CLOCKS];
  78 static uma_zone_t       itimer_zone = NULL;
  79
  80 /*
  81  * Time of day and interval timer support.
  82  *
  83  * These routines provide the kernel entry points to get and set
  84  * the time-of-day and per-process interval timers.  Subroutines
  85  * here provide support for adding and subtracting timeval structures
  86  * and decrementing interval timers, optionally reloading the interval
  87  * timers when they expire.
  88  */
  89
  90 static int      settime(struct thread *, struct timeval *);
  91 static void     timevalfix(struct timeval *);
  92 static int      user_clock_nanosleep(struct thread *td, clockid_t clock_id,
  93                     int flags, const struct timespec *ua_rqtp,
  94                     struct timespec *ua_rmtp);
  95
  96 static void     itimer_start(void);
  97 static int      itimer_init(void *, int, int);
  98 static void     itimer_fini(void *, int);
  99 static void     itimer_enter(struct itimer *);
 100 static void     itimer_leave(struct itimer *);
 101 static struct itimer *itimer_find(struct proc *, int);
 102 static void     itimers_alloc(struct proc *);
 103 static int      realtimer_create(struct itimer *);
 104 static int      realtimer_gettime(struct itimer *, struct itimerspec *);
 105 static int      realtimer_settime(struct itimer *, int,
 106                         struct itimerspec *, struct itimerspec *);
 107 static int      realtimer_delete(struct itimer *);
 108 static void     realtimer_clocktime(clockid_t, struct timespec *);
 109 static void     realtimer_expire(void *);
 110 static void     realtimer_expire_l(struct itimer *it, bool proc_locked);
 111
 112 static int      register_posix_clock(int, const struct kclock *);
 113 static void     itimer_fire(struct itimer *it);
 114 static int      itimespecfix(struct timespec *ts);
 115
 116 #define CLOCK_CALL(clock, call, arglist)                \
 117         ((*posix_clocks[clock].call) arglist)
 118
 119 SYSINIT(posix_timer, SI_SUB_P1003_1B, SI_ORDER_FIRST+4, itimer_start, NULL);
 120
 121 static int
 122 settime(struct thread *td, struct timeval *tv)
 123 {
 124         struct timeval delta, tv1, tv2;
 125         static struct timeval maxtime, laststep;
 126         struct timespec ts;
 127
 128         microtime(&tv1);
 129         delta = *tv;
 130         timevalsub(&delta, &tv1);
 131
 132         /*
 133          * If the system is secure, we do not allow the time to be
 134          * set to a value earlier than 1 second less than the highest
 135          * time we have yet seen. The worst a miscreant can do in
 136          * this circumstance is "freeze" time. He couldn't go
 137          * back to the past.
 138          *
 139          * We similarly do not allow the clock to be stepped more
 140          * than one second, nor more than once per second. This allows
 141          * a miscreant to make the clock march double-time, but no worse.
 142          */
 143         if (securelevel_gt(td->td_ucred, 1) != 0) {
 144                 if (delta.tv_sec < 0 || delta.tv_usec < 0) {
 145                         /*
 146                          * Update maxtime to latest time we've seen.
 147                          */
 148                         if (tv1.tv_sec > maxtime.tv_sec)
 149                                 maxtime = tv1;
 150                         tv2 = *tv;
 151                         timevalsub(&tv2, &maxtime);
 152                         if (tv2.tv_sec < -1) {
 153                                 tv->tv_sec = maxtime.tv_sec - 1;
 154                                 printf("Time adjustment clamped to -1 second\n");
 155                         }
 156                 } else {
 157                         if (tv1.tv_sec == laststep.tv_sec)
 158                                 return (EPERM);
 159                         if (delta.tv_sec > 1) {
 160                                 tv->tv_sec = tv1.tv_sec + 1;
 161                                 printf("Time adjustment clamped to +1 second\n");
 162                         }
 163                         laststep = *tv;
 164                 }
 165         }
 166
 167         ts.tv_sec = tv->tv_sec;
 168         ts.tv_nsec = tv->tv_usec * 1000;
 169         tc_setclock(&ts);
 170         resettodr();
 171         return (0);
 172 }
 173
 174 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 175 struct clock_getcpuclockid2_args {
 176         id_t id;
 177         int which,
 178         clockid_t *clock_id;
 179 };
 180 #endif
 181 /* ARGSUSED */
 182 int
 183 sys_clock_getcpuclockid2(struct thread *td, struct clock_getcpuclockid2_args *uap)
 184 {
 185         clockid_t clk_id;
 186         int error;
 187
 188         error = kern_clock_getcpuclockid2(td, uap->id, uap->which, &clk_id);
 189         if (error == 0)
 190                 error = copyout(&clk_id, uap->clock_id, sizeof(clockid_t));
 191         return (error);
 192 }
 193
 194 int
 195 kern_clock_getcpuclockid2(struct thread *td, id_t id, int which,
 196     clockid_t *clk_id)
 197 {
 198         struct proc *p;
 199         pid_t pid;
 200         lwpid_t tid;
 201         int error;
 202
 203         switch (which) {
 204         case CPUCLOCK_WHICH_PID:
 205                 if (id != 0) {
 206                         error = pget(id, PGET_CANSEE | PGET_NOTID, &p);
 207                         if (error != 0)
 208                                 return (error);
 209                         PROC_UNLOCK(p);
 210                         pid = id;
 211                 } else {
 212                         pid = td->td_proc->p_pid;
 213                 }
 214                 *clk_id = MAKE_PROCESS_CPUCLOCK(pid);
 215                 return (0);
 216         case CPUCLOCK_WHICH_TID:
 217                 tid = id == 0 ? td->td_tid : id;
 218                 *clk_id = MAKE_THREAD_CPUCLOCK(tid);
 219                 return (0);
 220         default:
 221                 return (EINVAL);
 222         }
 223 }
 224
 225 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 226 struct clock_gettime_args {
 227         clockid_t clock_id;
 228         struct  timespec *tp;
 229 };
 230 #endif
 231 /* ARGSUSED */
 232 int
 233 sys_clock_gettime(struct thread *td, struct clock_gettime_args *uap)
 234 {
 235         struct timespec ats;
 236         int error;
 237
 238         error = kern_clock_gettime(td, uap->clock_id, &ats);
 239         if (error == 0)
 240                 error = copyout(&ats, uap->tp, sizeof(ats));
 241
 242         return (error);
 243 }
 244
 245 static inline void
 246 cputick2timespec(uint64_t runtime, struct timespec *ats)
 247 {
 248         runtime = cputick2usec(runtime);
 249         ats->tv_sec = runtime / 1000000;
 250         ats->tv_nsec = runtime % 1000000 * 1000;
 251 }
 252
 253 void
 254 kern_thread_cputime(struct thread *targettd, struct timespec *ats)
 255 {
 256         uint64_t runtime, curtime, switchtime;
 257
 258         if (targettd == NULL) { /* current thread */
 259                 critical_enter();
 260                 switchtime = PCPU_GET(switchtime);
 261                 curtime = cpu_ticks();
 262                 runtime = curthread->td_runtime;
 263                 critical_exit();
 264                 runtime += curtime - switchtime;
 265         } else {
 266                 PROC_LOCK_ASSERT(targettd->td_proc, MA_OWNED);
 267                 thread_lock(targettd);
 268                 runtime = targettd->td_runtime;
 269                 thread_unlock(targettd);
 270         }
 271         cputick2timespec(runtime, ats);
 272 }
 273
 274 void
 275 kern_process_cputime(struct proc *targetp, struct timespec *ats)
 276 {
 277         uint64_t runtime;
 278         struct rusage ru;
 279
 280         PROC_LOCK_ASSERT(targetp, MA_OWNED);
 281         PROC_STATLOCK(targetp);
 282         rufetch(targetp, &ru);
 283         runtime = targetp->p_rux.rux_runtime;
 284         if (curthread->td_proc == targetp)
 285                 runtime += cpu_ticks() - PCPU_GET(switchtime);
 286         PROC_STATUNLOCK(targetp);
 287         cputick2timespec(runtime, ats);
 288 }
 289
 290 static int
 291 get_cputime(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 292 {
 293         struct proc *p, *p2;
 294         struct thread *td2;
 295         lwpid_t tid;
 296         pid_t pid;
 297         int error;
 298
 299         p = td->td_proc;
 300         if ((clock_id & CPUCLOCK_PROCESS_BIT) == 0) {
 301                 tid = clock_id & CPUCLOCK_ID_MASK;
 302                 td2 = tdfind(tid, p->p_pid);
 303                 if (td2 == NULL)
 304                         return (EINVAL);
 305                 kern_thread_cputime(td2, ats);
 306                 PROC_UNLOCK(td2->td_proc);
 307         } else {
 308                 pid = clock_id & CPUCLOCK_ID_MASK;
 309                 error = pget(pid, PGET_CANSEE, &p2);
 310                 if (error != 0)
 311                         return (EINVAL);
 312                 kern_process_cputime(p2, ats);
 313                 PROC_UNLOCK(p2);
 314         }
 315         return (0);
 316 }
 317
 318 int
 319 kern_clock_gettime(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 320 {
 321         struct timeval sys, user;
 322         struct proc *p;
 323
 324         p = td->td_proc;
 325         switch (clock_id) {
 326         case CLOCK_REALTIME:            /* Default to precise. */
 327         case CLOCK_REALTIME_PRECISE:
 328                 nanotime(ats);
 329                 break;
 330         case CLOCK_REALTIME_FAST:
 331                 getnanotime(ats);
 332                 break;
 333         case CLOCK_VIRTUAL:
 334                 PROC_LOCK(p);
 335                 PROC_STATLOCK(p);
 336                 calcru(p, &user, &sys);
 337                 PROC_STATUNLOCK(p);
 338                 PROC_UNLOCK(p);
 339                 TIMEVAL_TO_TIMESPEC(&user, ats);
 340                 break;
 341         case CLOCK_PROF:
 342                 PROC_LOCK(p);
 343                 PROC_STATLOCK(p);
 344                 calcru(p, &user, &sys);
 345                 PROC_STATUNLOCK(p);
 346                 PROC_UNLOCK(p);
 347                 timevaladd(&user, &sys);
 348                 TIMEVAL_TO_TIMESPEC(&user, ats);
 349                 break;
 350         case CLOCK_MONOTONIC:           /* Default to precise. */
 351         case CLOCK_MONOTONIC_PRECISE:
 352         case CLOCK_UPTIME:
 353         case CLOCK_UPTIME_PRECISE:
 354                 nanouptime(ats);
 355                 break;
 356         case CLOCK_UPTIME_FAST:
 357         case CLOCK_MONOTONIC_FAST:
 358                 getnanouptime(ats);
 359                 break;
 360         case CLOCK_SECOND:
 361                 ats->tv_sec = time_second;
 362                 ats->tv_nsec = 0;
 363                 break;
 364         case CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:
 365                 kern_thread_cputime(NULL, ats);
 366                 break;
 367         case CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:
 368                 PROC_LOCK(p);
 369                 kern_process_cputime(p, ats);
 370                 PROC_UNLOCK(p);
 371                 break;
 372         default:
 373                 if ((int)clock_id >= 0)
 374                         return (EINVAL);
 375                 return (get_cputime(td, clock_id, ats));
 376         }
 377         return (0);
 378 }
 379
 380 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 381 struct clock_settime_args {
 382         clockid_t clock_id;
 383         const struct    timespec *tp;
 384 };
 385 #endif
 386 /* ARGSUSED */
 387 int
 388 sys_clock_settime(struct thread *td, struct clock_settime_args *uap)
 389 {
 390         struct timespec ats;
 391         int error;
 392
 393         if ((error = copyin(uap->tp, &ats, sizeof(ats))) != 0)
 394                 return (error);
 395         return (kern_clock_settime(td, uap->clock_id, &ats));
 396 }
 397
 398 static int allow_insane_settime = 0;
 399 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, allow_insane_settime, CTLFLAG_RWTUN,
 400     &allow_insane_settime, 0,
 401     "do not perform possibly restrictive checks on settime(2) args");
 402
 403 int
 404 kern_clock_settime(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 405 {
 406         struct timeval atv;
 407         int error;
 408
 409         if ((error = priv_check(td, PRIV_CLOCK_SETTIME)) != 0)
 410                 return (error);
 411         if (clock_id != CLOCK_REALTIME)
 412                 return (EINVAL);
 413         if (ats->tv_nsec < 0 || ats->tv_nsec >= NS_PER_SEC || ats->tv_sec < 0)
 414                 return (EINVAL);
 415         if (!allow_insane_settime &&
 416             (ats->tv_sec > 8000ULL * 365 * 24 * 60 * 60 ||
 417             ats->tv_sec < utc_offset()))
 418                 return (EINVAL);
 419         /* XXX Don't convert nsec->usec and back */
 420         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ats);
 421         error = settime(td, &atv);
 422         return (error);
 423 }
 424
 425 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 426 struct clock_getres_args {
 427         clockid_t clock_id;
 428         struct  timespec *tp;
 429 };
 430 #endif
 431 int
 432 sys_clock_getres(struct thread *td, struct clock_getres_args *uap)
 433 {
 434         struct timespec ts;
 435         int error;
 436
 437         if (uap->tp == NULL)
 438                 return (0);
 439
 440         error = kern_clock_getres(td, uap->clock_id, &ts);
 441         if (error == 0)
 442                 error = copyout(&ts, uap->tp, sizeof(ts));
 443         return (error);
 444 }
 445
 446 int
 447 kern_clock_getres(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct timespec *ts)
 448 {
 449
 450         ts->tv_sec = 0;
 451         switch (clock_id) {
 452         case CLOCK_REALTIME:
 453         case CLOCK_REALTIME_FAST:
 454         case CLOCK_REALTIME_PRECISE:
 455         case CLOCK_MONOTONIC:
 456         case CLOCK_MONOTONIC_FAST:
 457         case CLOCK_MONOTONIC_PRECISE:
 458         case CLOCK_UPTIME:
 459         case CLOCK_UPTIME_FAST:
 460         case CLOCK_UPTIME_PRECISE:
 461                 /*
 462                  * Round up the result of the division cheaply by adding 1.
 463                  * Rounding up is especially important if rounding down
 464                  * would give 0.  Perfect rounding is unimportant.
 465                  */
 466                 ts->tv_nsec = NS_PER_SEC / tc_getfrequency() + 1;
 467                 break;
 468         case CLOCK_VIRTUAL:
 469         case CLOCK_PROF:
 470                 /* Accurately round up here because we can do so cheaply. */
 471                 ts->tv_nsec = howmany(NS_PER_SEC, hz);
 472                 break;
 473         case CLOCK_SECOND:
 474                 ts->tv_sec = 1;
 475                 ts->tv_nsec = 0;
 476                 break;
 477         case CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:
 478         case CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:
 479         cputime:
 480                 /* sync with cputick2usec */
 481                 ts->tv_nsec = 1000000 / cpu_tickrate();
 482                 if (ts->tv_nsec == 0)
 483                         ts->tv_nsec = 1000;
 484                 break;
 485         default:
 486                 if ((int)clock_id < 0)
 487                         goto cputime;
 488                 return (EINVAL);
 489         }
 490         return (0);
 491 }
 492
 493 int
 494 kern_nanosleep(struct thread *td, struct timespec *rqt, struct timespec *rmt)
 495 {
 496
 497         return (kern_clock_nanosleep(td, CLOCK_REALTIME, TIMER_RELTIME, rqt,
 498             rmt));
 499 }
 500
 501 static uint8_t nanowait[MAXCPU];
 502
 503 int
 504 kern_clock_nanosleep(struct thread *td, clockid_t clock_id, int flags,
 505     const struct timespec *rqt, struct timespec *rmt)
 506 {
 507         struct timespec ts, now;
 508         sbintime_t sbt, sbtt, prec, tmp;
 509         time_t over;
 510         int error;
 511         bool is_abs_real;
 512
 513         if (rqt->tv_nsec < 0 || rqt->tv_nsec >= NS_PER_SEC)
 514                 return (EINVAL);
 515         if ((flags & ~TIMER_ABSTIME) != 0)
 516                 return (EINVAL);
 517         switch (clock_id) {
 518         case CLOCK_REALTIME:
 519         case CLOCK_REALTIME_PRECISE:
 520         case CLOCK_REALTIME_FAST:
 521         case CLOCK_SECOND:
 522                 is_abs_real = (flags & TIMER_ABSTIME) != 0;
 523                 break;
 524         case CLOCK_MONOTONIC:
 525         case CLOCK_MONOTONIC_PRECISE:
 526         case CLOCK_MONOTONIC_FAST:
 527         case CLOCK_UPTIME:
 528         case CLOCK_UPTIME_PRECISE:
 529         case CLOCK_UPTIME_FAST:
 530                 is_abs_real = false;
 531                 break;
 532         case CLOCK_VIRTUAL:
 533         case CLOCK_PROF:
 534         case CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:
 535                 return (ENOTSUP);
 536         case CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:
 537         default:
 538                 return (EINVAL);
 539         }
 540         do {
 541                 ts = *rqt;
 542                 if ((flags & TIMER_ABSTIME) != 0) {
 543                         if (is_abs_real)
 544                                 td->td_rtcgen =
 545                                     atomic_load_acq_int(&rtc_generation);
 546                         error = kern_clock_gettime(td, clock_id, &now);
 547                         KASSERT(error == 0, ("kern_clock_gettime: %d", error));
 548                         timespecsub(&ts, &now, &ts);
 549                 }
 550                 if (ts.tv_sec < 0 || (ts.tv_sec == 0 && ts.tv_nsec == 0)) {
 551                         error = EWOULDBLOCK;
 552                         break;
 553                 }
 554                 if (ts.tv_sec > INT32_MAX / 2) {
 555                         over = ts.tv_sec - INT32_MAX / 2;
 556                         ts.tv_sec -= over;
 557                 } else
 558                         over = 0;
 559                 tmp = tstosbt(ts);
 560                 prec = tmp;
 561                 prec >>= tc_precexp;
 562                 if (TIMESEL(&sbt, tmp))
 563                         sbt += tc_tick_sbt;
 564                 sbt += tmp;
 565                 error = tsleep_sbt(&nanowait[curcpu], PWAIT | PCATCH, "nanslp",
 566                     sbt, prec, C_ABSOLUTE);
 567         } while (error == 0 && is_abs_real && td->td_rtcgen == 0);
 568         td->td_rtcgen = 0;
 569         if (error != EWOULDBLOCK) {
 570                 if (TIMESEL(&sbtt, tmp))
 571                         sbtt += tc_tick_sbt;
 572                 if (sbtt >= sbt)
 573                         return (0);
 574                 if (error == ERESTART)
 575                         error = EINTR;
 576                 if ((flags & TIMER_ABSTIME) == 0 && rmt != NULL) {
 577                         ts = sbttots(sbt - sbtt);
 578                         ts.tv_sec += over;
 579                         if (ts.tv_sec < 0)
 580                                 timespecclear(&ts);
 581                         *rmt = ts;
 582                 }
 583                 return (error);
 584         }
 585         return (0);
 586 }
 587
 588 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 589 struct nanosleep_args {
 590         struct  timespec *rqtp;
 591         struct  timespec *rmtp;
 592 };
 593 #endif
 594 /* ARGSUSED */
 595 int
 596 sys_nanosleep(struct thread *td, struct nanosleep_args *uap)
 597 {
 598
 599         return (user_clock_nanosleep(td, CLOCK_REALTIME, TIMER_RELTIME,
 600             uap->rqtp, uap->rmtp));
 601 }
 602
 603 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 604 struct clock_nanosleep_args {
 605         clockid_t clock_id;
 606         int       flags;
 607         struct  timespec *rqtp;
 608         struct  timespec *rmtp;
 609 };
 610 #endif
 611 /* ARGSUSED */
 612 int
 613 sys_clock_nanosleep(struct thread *td, struct clock_nanosleep_args *uap)
 614 {
 615         int error;
 616
 617         error = user_clock_nanosleep(td, uap->clock_id, uap->flags, uap->rqtp,
 618             uap->rmtp);
 619         return (kern_posix_error(td, error));
 620 }
 621
 622 static int
 623 user_clock_nanosleep(struct thread *td, clockid_t clock_id, int flags,
 624     const struct timespec *ua_rqtp, struct timespec *ua_rmtp)
 625 {
 626         struct timespec rmt, rqt;
 627         int error, error2;
 628
 629         error = copyin(ua_rqtp, &rqt, sizeof(rqt));
 630         if (error)
 631                 return (error);
 632         error = kern_clock_nanosleep(td, clock_id, flags, &rqt, &rmt);
 633         if (error == EINTR && ua_rmtp != NULL && (flags & TIMER_ABSTIME) == 0) {
 634                 error2 = copyout(&rmt, ua_rmtp, sizeof(rmt));
 635                 if (error2 != 0)
 636                         error = error2;
 637         }
 638         return (error);
 639 }
 640
 641 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 642 struct gettimeofday_args {
 643         struct  timeval *tp;
 644         struct  timezone *tzp;
 645 };
 646 #endif
 647 /* ARGSUSED */
 648 int
 649 sys_gettimeofday(struct thread *td, struct gettimeofday_args *uap)
 650 {
 651         struct timeval atv;
 652         struct timezone rtz;
 653         int error = 0;
 654
 655         if (uap->tp) {
 656                 microtime(&atv);
 657                 error = copyout(&atv, uap->tp, sizeof (atv));
 658         }
 659         if (error == 0 && uap->tzp != NULL) {
 660                 rtz.tz_minuteswest = 0;
 661                 rtz.tz_dsttime = 0;
 662                 error = copyout(&rtz, uap->tzp, sizeof (rtz));
 663         }
 664         return (error);
 665 }
 666
 667 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 668 struct settimeofday_args {
 669         struct  timeval *tv;
 670         struct  timezone *tzp;
 671 };
 672 #endif
 673 /* ARGSUSED */
 674 int
 675 sys_settimeofday(struct thread *td, struct settimeofday_args *uap)
 676 {
 677         struct timeval atv, *tvp;
 678         struct timezone atz, *tzp;
 679         int error;
 680
 681         if (uap->tv) {
 682                 error = copyin(uap->tv, &atv, sizeof(atv));
 683                 if (error)
 684                         return (error);
 685                 tvp = &atv;
 686         } else
 687                 tvp = NULL;
 688         if (uap->tzp) {
 689                 error = copyin(uap->tzp, &atz, sizeof(atz));
 690                 if (error)
 691                         return (error);
 692                 tzp = &atz;
 693         } else
 694                 tzp = NULL;
 695         return (kern_settimeofday(td, tvp, tzp));
 696 }
 697
 698 int
 699 kern_settimeofday(struct thread *td, struct timeval *tv, struct timezone *tzp)
 700 {
 701         int error;
 702
 703         error = priv_check(td, PRIV_SETTIMEOFDAY);
 704         if (error)
 705                 return (error);
 706         /* Verify all parameters before changing time. */
 707         if (tv) {
 708                 if (tv->tv_usec < 0 || tv->tv_usec >= 1000000 ||
 709                     tv->tv_sec < 0)
 710                         return (EINVAL);
 711                 error = settime(td, tv);
 712         }
 713         return (error);
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Get value of an interval timer.  The process virtual and profiling virtual
 718  * time timers are kept in the p_stats area, since they can be swapped out.
 719  * These are kept internally in the way they are specified externally: in
 720  * time until they expire.
 721  *
 722  * The real time interval timer is kept in the process table slot for the
 723  * process, and its value (it_value) is kept as an absolute time rather than
 724  * as a delta, so that it is easy to keep periodic real-time signals from
 725  * drifting.
 726  *
 727  * Virtual time timers are processed in the hardclock() routine of
 728  * kern_clock.c.  The real time timer is processed by a timeout routine,
 729  * called from the softclock() routine.  Since a callout may be delayed in
 730  * real time due to interrupt processing in the system, it is possible for
 731  * the real time timeout routine (realitexpire, given below), to be delayed
 732  * in real time past when it is supposed to occur.  It does not suffice,
 733  * therefore, to reload the real timer .it_value from the real time timers
 734  * .it_interval.  Rather, we compute the next time in absolute time the timer
 735  * should go off.
 736  */
 737 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 738 struct getitimer_args {
 739         u_int   which;
 740         struct  itimerval *itv;
 741 };
 742 #endif
 743 int
 744 sys_getitimer(struct thread *td, struct getitimer_args *uap)
 745 {
 746         struct itimerval aitv;
 747         int error;
 748
 749         error = kern_getitimer(td, uap->which, &aitv);
 750         if (error != 0)
 751                 return (error);
 752         return (copyout(&aitv, uap->itv, sizeof (struct itimerval)));
 753 }
 754
 755 int
 756 kern_getitimer(struct thread *td, u_int which, struct itimerval *aitv)
 757 {
 758         struct proc *p = td->td_proc;
 759         struct timeval ctv;
 760
 761         if (which > ITIMER_PROF)
 762                 return (EINVAL);
 763
 764         if (which == ITIMER_REAL) {
 765                 /*
 766                  * Convert from absolute to relative time in .it_value
 767                  * part of real time timer.  If time for real time timer
 768                  * has passed return 0, else return difference between
 769                  * current time and time for the timer to go off.
 770                  */
 771                 PROC_LOCK(p);
 772                 *aitv = p->p_realtimer;
 773                 PROC_UNLOCK(p);
 774                 if (timevalisset(&aitv->it_value)) {
 775                         microuptime(&ctv);
 776                         if (timevalcmp(&aitv->it_value, &ctv, <))
 777                                 timevalclear(&aitv->it_value);
 778                         else
 779                                 timevalsub(&aitv->it_value, &ctv);
 780                 }
 781         } else {
 782                 PROC_ITIMLOCK(p);
 783                 *aitv = p->p_stats->p_timer[which];
 784                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 785         }
 786 #ifdef KTRACE
 787         if (KTRPOINT(td, KTR_STRUCT))
 788                 ktritimerval(aitv);
 789 #endif
 790         return (0);
 791 }
 792
 793 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 794 struct setitimer_args {
 795         u_int   which;
 796         struct  itimerval *itv, *oitv;
 797 };
 798 #endif
 799 int
 800 sys_setitimer(struct thread *td, struct setitimer_args *uap)
 801 {
 802         struct itimerval aitv, oitv;
 803         int error;
 804
 805         if (uap->itv == NULL) {
 806                 uap->itv = uap->oitv;
 807                 return (sys_getitimer(td, (struct getitimer_args *)uap));
 808         }
 809
 810         if ((error = copyin(uap->itv, &aitv, sizeof(struct itimerval))))
 811                 return (error);
 812         error = kern_setitimer(td, uap->which, &aitv, &oitv);
 813         if (error != 0 || uap->oitv == NULL)
 814                 return (error);
 815         return (copyout(&oitv, uap->oitv, sizeof(struct itimerval)));
 816 }
 817
 818 int
 819 kern_setitimer(struct thread *td, u_int which, struct itimerval *aitv,
 820     struct itimerval *oitv)
 821 {
 822         struct proc *p = td->td_proc;
 823         struct timeval ctv;
 824         sbintime_t sbt, pr;
 825
 826         if (aitv == NULL)
 827                 return (kern_getitimer(td, which, oitv));
 828
 829         if (which > ITIMER_PROF)
 830                 return (EINVAL);
 831 #ifdef KTRACE
 832         if (KTRPOINT(td, KTR_STRUCT))
 833                 ktritimerval(aitv);
 834 #endif
 835         if (itimerfix(&aitv->it_value) ||
 836             aitv->it_value.tv_sec > INT32_MAX / 2)
 837                 return (EINVAL);
 838         if (!timevalisset(&aitv->it_value))
 839                 timevalclear(&aitv->it_interval);
 840         else if (itimerfix(&aitv->it_interval) ||
 841             aitv->it_interval.tv_sec > INT32_MAX / 2)
 842                 return (EINVAL);
 843
 844         if (which == ITIMER_REAL) {
 845                 PROC_LOCK(p);
 846                 if (timevalisset(&p->p_realtimer.it_value))
 847                         callout_stop(&p->p_itcallout);
 848                 microuptime(&ctv);
 849                 if (timevalisset(&aitv->it_value)) {
 850                         pr = tvtosbt(aitv->it_value) >> tc_precexp;
 851                         timevaladd(&aitv->it_value, &ctv);
 852                         sbt = tvtosbt(aitv->it_value);
 853                         callout_reset_sbt(&p->p_itcallout, sbt, pr,
 854                             realitexpire, p, C_ABSOLUTE);
 855                 }
 856                 *oitv = p->p_realtimer;
 857                 p->p_realtimer = *aitv;
 858                 PROC_UNLOCK(p);
 859                 if (timevalisset(&oitv->it_value)) {
 860                         if (timevalcmp(&oitv->it_value, &ctv, <))
 861                                 timevalclear(&oitv->it_value);
 862                         else
 863                                 timevalsub(&oitv->it_value, &ctv);
 864                 }
 865         } else {
 866                 if (aitv->it_interval.tv_sec == 0 &&
 867                     aitv->it_interval.tv_usec != 0 &&
 868                     aitv->it_interval.tv_usec < tick)
 869                         aitv->it_interval.tv_usec = tick;
 870                 if (aitv->it_value.tv_sec == 0 &&
 871                     aitv->it_value.tv_usec != 0 &&
 872                     aitv->it_value.tv_usec < tick)
 873                         aitv->it_value.tv_usec = tick;
 874                 PROC_ITIMLOCK(p);
 875                 *oitv = p->p_stats->p_timer[which];
 876                 p->p_stats->p_timer[which] = *aitv;
 877                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 878         }
 879 #ifdef KTRACE
 880         if (KTRPOINT(td, KTR_STRUCT))
 881                 ktritimerval(oitv);
 882 #endif
 883         return (0);
 884 }
 885
 886 static void
 887 realitexpire_reset_callout(struct proc *p, sbintime_t *isbtp)
 888 {
 889         sbintime_t prec;
 890
 891         prec = isbtp == NULL ? tvtosbt(p->p_realtimer.it_interval) : *isbtp;
 892         callout_reset_sbt(&p->p_itcallout, tvtosbt(p->p_realtimer.it_value),
 893             prec >> tc_precexp, realitexpire, p, C_ABSOLUTE);
 894 }
 895
 896 void
 897 itimer_proc_continue(struct proc *p)
 898 {
 899         struct timeval ctv;
 900         struct itimer *it;
 901         int id;
 902
 903         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 904
 905         if ((p->p_flag2 & P2_ITSTOPPED) != 0) {
 906                 p->p_flag2 &= ~P2_ITSTOPPED;
 907                 microuptime(&ctv);
 908                 if (timevalcmp(&p->p_realtimer.it_value, &ctv, >=))
 909                         realitexpire(p);
 910                 else
 911                         realitexpire_reset_callout(p, NULL);
 912         }
 913
 914         if (p->p_itimers != NULL) {
 915                 for (id = 3; id < TIMER_MAX; id++) {
 916                         it = p->p_itimers->its_timers[id];
 917                         if (it == NULL)
 918                                 continue;
 919                         if ((it->it_flags & ITF_PSTOPPED) != 0) {
 920                                 ITIMER_LOCK(it);
 921                                 if ((it->it_flags & ITF_PSTOPPED) != 0) {
 922                                         it->it_flags &= ~ITF_PSTOPPED;
 923                                         if ((it->it_flags & ITF_DELETING) == 0)
 924                                                 realtimer_expire_l(it, true);
 925                                 }
 926                                 ITIMER_UNLOCK(it);
 927                         }
 928                 }
 929         }
 930 }
 931
 932 /*
 933  * Real interval timer expired:
 934  * send process whose timer expired an alarm signal.
 935  * If time is not set up to reload, then just return.
 936  * Else compute next time timer should go off which is > current time.
 937  * This is where delay in processing this timeout causes multiple
 938  * SIGALRM calls to be compressed into one.
 939  * tvtohz() always adds 1 to allow for the time until the next clock
 940  * interrupt being strictly less than 1 clock tick, but we don't want
 941  * that here since we want to appear to be in sync with the clock
 942  * interrupt even when we're delayed.
 943  */
 944 void
 945 realitexpire(void *arg)
 946 {
 947         struct proc *p;
 948         struct timeval ctv;
 949         sbintime_t isbt;
 950
 951         p = (struct proc *)arg;
 952         kern_psignal(p, SIGALRM);
 953         if (!timevalisset(&p->p_realtimer.it_interval)) {
 954                 timevalclear(&p->p_realtimer.it_value);
 955                 if (p->p_flag & P_WEXIT)
 956                         wakeup(&p->p_itcallout);
 957                 return;
 958         }
 959
 960         isbt = tvtosbt(p->p_realtimer.it_interval);
 961         if (isbt >= sbt_timethreshold)
 962                 getmicrouptime(&ctv);
 963         else
 964                 microuptime(&ctv);
 965         do {
 966                 timevaladd(&p->p_realtimer.it_value,
 967                     &p->p_realtimer.it_interval);
 968         } while (timevalcmp(&p->p_realtimer.it_value, &ctv, <=));
 969
 970         if (P_SHOULDSTOP(p) || P_KILLED(p)) {
 971                 p->p_flag2 |= P2_ITSTOPPED;
 972                 return;
 973         }
 974
 975         p->p_flag2 &= ~P2_ITSTOPPED;
 976         realitexpire_reset_callout(p, &isbt);
 977 }
 978
 979 /*
 980  * Check that a proposed value to load into the .it_value or
 981  * .it_interval part of an interval timer is acceptable, and
 982  * fix it to have at least minimal value (i.e. if it is less
 983  * than the resolution of the clock, round it up.)
 984  */
 985 int
 986 itimerfix(struct timeval *tv)
 987 {
 988
 989         if (tv->tv_sec < 0 || tv->tv_usec < 0 || tv->tv_usec >= 1000000)
 990                 return (EINVAL);
 991         if (tv->tv_sec == 0 && tv->tv_usec != 0 &&
 992             tv->tv_usec < (u_int)tick / 16)
 993                 tv->tv_usec = (u_int)tick / 16;
 994         return (0);
 995 }
 996
 997 /*
 998  * Decrement an interval timer by a specified number
 999  * of microseconds, which must be less than a second,
1000  * i.e. < 1000000.  If the timer expires, then reload
1001  * it.  In this case, carry over (usec - old value) to
1002  * reduce the value reloaded into the timer so that
1003  * the timer does not drift.  This routine assumes
1004  * that it is called in a context where the timers
1005  * on which it is operating cannot change in value.
1006  */
1007 int
1008 itimerdecr(struct itimerval *itp, int usec)
1009 {
1010
1011         if (itp->it_value.tv_usec < usec) {
1012                 if (itp->it_value.tv_sec == 0) {
1013                         /* expired, and already in next interval */
1014                         usec -= itp->it_value.tv_usec;
1015                         goto expire;
1016                 }
1017                 itp->it_value.tv_usec += 1000000;
1018                 itp->it_value.tv_sec--;
1019         }
1020         itp->it_value.tv_usec -= usec;
1021         usec = 0;
1022         if (timevalisset(&itp->it_value))
1023                 return (1);
1024         /* expired, exactly at end of interval */
1025 expire:
1026         if (timevalisset(&itp->it_interval)) {
1027                 itp->it_value = itp->it_interval;
1028                 itp->it_value.tv_usec -= usec;
1029                 if (itp->it_value.tv_usec < 0) {
1030                         itp->it_value.tv_usec += 1000000;
1031                         itp->it_value.tv_sec--;
1032                 }
1033         } else
1034                 itp->it_value.tv_usec = 0;              /* sec is already 0 */
1035         return (0);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Add and subtract routines for timevals.
1040  * N.B.: subtract routine doesn't deal with
1041  * results which are before the beginning,
1042  * it just gets very confused in this case.
1043  * Caveat emptor.
1044  */
1045 void
1046 timevaladd(struct timeval *t1, const struct timeval *t2)
1047 {
1048
1049         t1->tv_sec += t2->tv_sec;
1050         t1->tv_usec += t2->tv_usec;
1051         timevalfix(t1);
1052 }
1053
1054 void
1055 timevalsub(struct timeval *t1, const struct timeval *t2)
1056 {
1057
1058         t1->tv_sec -= t2->tv_sec;
1059         t1->tv_usec -= t2->tv_usec;
1060         timevalfix(t1);
1061 }
1062
1063 static void
1064 timevalfix(struct timeval *t1)
1065 {
1066
1067         if (t1->tv_usec < 0) {
1068                 t1->tv_sec--;
1069                 t1->tv_usec += 1000000;
1070         }
1071         if (t1->tv_usec >= 1000000) {
1072                 t1->tv_sec++;
1073                 t1->tv_usec -= 1000000;
1074         }
1075 }
1076
1077 /*
1078  * ratecheck(): simple time-based rate-limit checking.
1079  */
1080 int
1081 ratecheck(struct timeval *lasttime, const struct timeval *mininterval)
1082 {
1083         struct timeval tv, delta;
1084         int rv = 0;
1085
1086         getmicrouptime(&tv);            /* NB: 10ms precision */
1087         delta = tv;
1088         timevalsub(&delta, lasttime);
1089
1090         /*
1091          * check for 0,0 is so that the message will be seen at least once,
1092          * even if interval is huge.
1093          */
1094         if (timevalcmp(&delta, mininterval, >=) ||
1095             (lasttime->tv_sec == 0 && lasttime->tv_usec == 0)) {
1096                 *lasttime = tv;
1097                 rv = 1;
1098         }
1099
1100         return (rv);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * ppsratecheck(): packets (or events) per second limitation.
1105  *
1106  * Return 0 if the limit is to be enforced (e.g. the caller
1107  * should drop a packet because of the rate limitation).
1108  *
1109  * maxpps of 0 always causes zero to be returned.  maxpps of -1
1110  * always causes 1 to be returned; this effectively defeats rate
1111  * limiting.
1112  *
1113  * Note that we maintain the struct timeval for compatibility
1114  * with other bsd systems.  We reuse the storage and just monitor
1115  * clock ticks for minimal overhead.
1116  */
1117 int
1118 ppsratecheck(struct timeval *lasttime, int *curpps, int maxpps)
1119 {
1120         int now;
1121
1122         /*
1123          * Reset the last time and counter if this is the first call
1124          * or more than a second has passed since the last update of
1125          * lasttime.
1126          */
1127         now = ticks;
1128         if (lasttime->tv_sec == 0 || (u_int)(now - lasttime->tv_sec) >= hz) {
1129                 lasttime->tv_sec = now;
1130                 *curpps = 1;
1131                 return (maxpps != 0);
1132         } else {
1133                 (*curpps)++;            /* NB: ignore potential overflow */
1134                 return (maxpps < 0 || *curpps <= maxpps);
1135         }
1136 }
1137
1138 static void
1139 itimer_start(void)
1140 {
1141         static const struct kclock rt_clock = {
1142                 .timer_create  = realtimer_create,
1143                 .timer_delete  = realtimer_delete,
1144                 .timer_settime = realtimer_settime,
1145                 .timer_gettime = realtimer_gettime,
1146         };
1147
1148         itimer_zone = uma_zcreate("itimer", sizeof(struct itimer),
1149                 NULL, NULL, itimer_init, itimer_fini, UMA_ALIGN_PTR, 0);
1150         register_posix_clock(CLOCK_REALTIME,  &rt_clock);
1151         register_posix_clock(CLOCK_MONOTONIC, &rt_clock);
1152         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_TIMERS, 200112L);
1153         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_DELAYTIMER_MAX, INT_MAX);
1154         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_TIMER_MAX, TIMER_MAX);
1155 }
1156
1157 static int
1158 register_posix_clock(int clockid, const struct kclock *clk)
1159 {
1160         if ((unsigned)clockid >= MAX_CLOCKS) {
1161                 printf("%s: invalid clockid\n", __func__);
1162                 return (0);
1163         }
1164         posix_clocks[clockid] = *clk;
1165         return (1);
1166 }
1167
1168 static int
1169 itimer_init(void *mem, int size, int flags)
1170 {
1171         struct itimer *it;
1172
1173         it = (struct itimer *)mem;
1174         mtx_init(&it->it_mtx, "itimer lock", NULL, MTX_DEF);
1175         return (0);
1176 }
1177
1178 static void
1179 itimer_fini(void *mem, int size)
1180 {
1181         struct itimer *it;
1182
1183         it = (struct itimer *)mem;
1184         mtx_destroy(&it->it_mtx);
1185 }
1186
1187 static void
1188 itimer_enter(struct itimer *it)
1189 {
1190
1191         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1192         it->it_usecount++;
1193 }
1194
1195 static void
1196 itimer_leave(struct itimer *it)
1197 {
1198
1199         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1200         KASSERT(it->it_usecount > 0, ("invalid it_usecount"));
1201
1202         if (--it->it_usecount == 0 && (it->it_flags & ITF_WANTED) != 0)
1203                 wakeup(it);
1204 }
1205
1206 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1207 struct ktimer_create_args {
1208         clockid_t clock_id;
1209         struct sigevent * evp;
1210         int * timerid;
1211 };
1212 #endif
1213 int
1214 sys_ktimer_create(struct thread *td, struct ktimer_create_args *uap)
1215 {
1216         struct sigevent *evp, ev;
1217         int id;
1218         int error;
1219
1220         if (uap->evp == NULL) {
1221                 evp = NULL;
1222         } else {
1223                 error = copyin(uap->evp, &ev, sizeof(ev));
1224                 if (error != 0)
1225                         return (error);
1226                 evp = &ev;
1227         }
1228         error = kern_ktimer_create(td, uap->clock_id, evp, &id, -1);
1229         if (error == 0) {
1230                 error = copyout(&id, uap->timerid, sizeof(int));
1231                 if (error != 0)
1232                         kern_ktimer_delete(td, id);
1233         }
1234         return (error);
1235 }
1236
1237 int
1238 kern_ktimer_create(struct thread *td, clockid_t clock_id, struct sigevent *evp,
1239     int *timerid, int preset_id)
1240 {
1241         struct proc *p = td->td_proc;
1242         struct itimer *it;
1243         int id;
1244         int error;
1245
1246         if (clock_id < 0 || clock_id >= MAX_CLOCKS)
1247                 return (EINVAL);
1248
1249         if (posix_clocks[clock_id].timer_create == NULL)
1250                 return (EINVAL);
1251
1252         if (evp != NULL) {
1253                 if (evp->sigev_notify != SIGEV_NONE &&
1254                     evp->sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1255                     evp->sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID)
1256                         return (EINVAL);
1257                 if ((evp->sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1258                      evp->sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1259                         !_SIG_VALID(evp->sigev_signo))
1260                         return (EINVAL);
1261         }
1262
1263         if (p->p_itimers == NULL)
1264                 itimers_alloc(p);
1265
1266         it = uma_zalloc(itimer_zone, M_WAITOK);
1267         it->it_flags = 0;
1268         it->it_usecount = 0;
1269         it->it_active = 0;
1270         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1271         timespecclear(&it->it_time.it_interval);
1272         it->it_overrun = 0;
1273         it->it_overrun_last = 0;
1274         it->it_clockid = clock_id;
1275         it->it_timerid = -1;
1276         it->it_proc = p;
1277         ksiginfo_init(&it->it_ksi);
1278         it->it_ksi.ksi_flags |= KSI_INS | KSI_EXT;
1279         error = CLOCK_CALL(clock_id, timer_create, (it));
1280         if (error != 0)
1281                 goto out;
1282
1283         PROC_LOCK(p);
1284         if (preset_id != -1) {
1285                 KASSERT(preset_id >= 0 && preset_id < 3, ("invalid preset_id"));
1286                 id = preset_id;
1287                 if (p->p_itimers->its_timers[id] != NULL) {
1288                         PROC_UNLOCK(p);
1289                         error = 0;
1290                         goto out;
1291                 }
1292         } else {
1293                 /*
1294                  * Find a free timer slot, skipping those reserved
1295                  * for setitimer().
1296                  */
1297                 for (id = 3; id < TIMER_MAX; id++)
1298                         if (p->p_itimers->its_timers[id] == NULL)
1299                                 break;
1300                 if (id == TIMER_MAX) {
1301                         PROC_UNLOCK(p);
1302                         error = EAGAIN;
1303                         goto out;
1304                 }
1305         }
1306         it->it_timerid = id;
1307         p->p_itimers->its_timers[id] = it;
1308         if (evp != NULL)
1309                 it->it_sigev = *evp;
1310         else {
1311                 it->it_sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
1312                 switch (clock_id) {
1313                 default:
1314                 case CLOCK_REALTIME:
1315                         it->it_sigev.sigev_signo = SIGALRM;
1316                         break;
1317                 case CLOCK_VIRTUAL:
1318                         it->it_sigev.sigev_signo = SIGVTALRM;
1319                         break;
1320                 case CLOCK_PROF:
1321                         it->it_sigev.sigev_signo = SIGPROF;
1322                         break;
1323                 }
1324                 it->it_sigev.sigev_value.sival_int = id;
1325         }
1326
1327         if (it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1328             it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
1329                 it->it_ksi.ksi_signo = it->it_sigev.sigev_signo;
1330                 it->it_ksi.ksi_code = SI_TIMER;
1331                 it->it_ksi.ksi_value = it->it_sigev.sigev_value;
1332                 it->it_ksi.ksi_timerid = id;
1333         }
1334         PROC_UNLOCK(p);
1335         *timerid = id;
1336         return (0);
1337
1338 out:
1339         ITIMER_LOCK(it);
1340         CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_delete, (it));
1341         ITIMER_UNLOCK(it);
1342         uma_zfree(itimer_zone, it);
1343         return (error);
1344 }
1345
1346 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1347 struct ktimer_delete_args {
1348         int timerid;
1349 };
1350 #endif
1351 int
1352 sys_ktimer_delete(struct thread *td, struct ktimer_delete_args *uap)
1353 {
1354
1355         return (kern_ktimer_delete(td, uap->timerid));
1356 }
1357
1358 static struct itimer *
1359 itimer_find(struct proc *p, int timerid)
1360 {
1361         struct itimer *it;
1362
1363         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1364         if ((p->p_itimers == NULL) ||
1365             (timerid < 0) || (timerid >= TIMER_MAX) ||
1366             (it = p->p_itimers->its_timers[timerid]) == NULL) {
1367                 return (NULL);
1368         }
1369         ITIMER_LOCK(it);
1370         if ((it->it_flags & ITF_DELETING) != 0) {
1371                 ITIMER_UNLOCK(it);
1372                 it = NULL;
1373         }
1374         return (it);
1375 }
1376
1377 int
1378 kern_ktimer_delete(struct thread *td, int timerid)
1379 {
1380         struct proc *p = td->td_proc;
1381         struct itimer *it;
1382
1383         PROC_LOCK(p);
1384         it = itimer_find(p, timerid);
1385         if (it == NULL) {
1386                 PROC_UNLOCK(p);
1387                 return (EINVAL);
1388         }
1389         PROC_UNLOCK(p);
1390
1391         it->it_flags |= ITF_DELETING;
1392         while (it->it_usecount > 0) {
1393                 it->it_flags |= ITF_WANTED;
1394                 msleep(it, &it->it_mtx, PPAUSE, "itimer", 0);
1395         }
1396         it->it_flags &= ~ITF_WANTED;
1397         CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_delete, (it));
1398         ITIMER_UNLOCK(it);
1399
1400         PROC_LOCK(p);
1401         if (KSI_ONQ(&it->it_ksi))
1402                 sigqueue_take(&it->it_ksi);
1403         p->p_itimers->its_timers[timerid] = NULL;
1404         PROC_UNLOCK(p);
1405         uma_zfree(itimer_zone, it);
1406         return (0);
1407 }
1408
1409 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1410 struct ktimer_settime_args {
1411         int timerid;
1412         int flags;
1413         const struct itimerspec * value;
1414         struct itimerspec * ovalue;
1415 };
1416 #endif
1417 int
1418 sys_ktimer_settime(struct thread *td, struct ktimer_settime_args *uap)
1419 {
1420         struct itimerspec val, oval, *ovalp;
1421         int error;
1422
1423         error = copyin(uap->value, &val, sizeof(val));
1424         if (error != 0)
1425                 return (error);
1426         ovalp = uap->ovalue != NULL ? &oval : NULL;
1427         error = kern_ktimer_settime(td, uap->timerid, uap->flags, &val, ovalp);
1428         if (error == 0 && uap->ovalue != NULL)
1429                 error = copyout(ovalp, uap->ovalue, sizeof(*ovalp));
1430         return (error);
1431 }
1432
1433 int
1434 kern_ktimer_settime(struct thread *td, int timer_id, int flags,
1435     struct itimerspec *val, struct itimerspec *oval)
1436 {
1437         struct proc *p;
1438         struct itimer *it;
1439         int error;
1440
1441         p = td->td_proc;
1442         PROC_LOCK(p);
1443         if (timer_id < 3 || (it = itimer_find(p, timer_id)) == NULL) {
1444                 PROC_UNLOCK(p);
1445                 error = EINVAL;
1446         } else {
1447                 PROC_UNLOCK(p);
1448                 itimer_enter(it);
1449                 error = CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_settime, (it,
1450                     flags, val, oval));
1451                 itimer_leave(it);
1452                 ITIMER_UNLOCK(it);
1453         }
1454         return (error);
1455 }
1456
1457 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1458 struct ktimer_gettime_args {
1459         int timerid;
1460         struct itimerspec * value;
1461 };
1462 #endif
1463 int
1464 sys_ktimer_gettime(struct thread *td, struct ktimer_gettime_args *uap)
1465 {
1466         struct itimerspec val;
1467         int error;
1468
1469         error = kern_ktimer_gettime(td, uap->timerid, &val);
1470         if (error == 0)
1471                 error = copyout(&val, uap->value, sizeof(val));
1472         return (error);
1473 }
1474
1475 int
1476 kern_ktimer_gettime(struct thread *td, int timer_id, struct itimerspec *val)
1477 {
1478         struct proc *p;
1479         struct itimer *it;
1480         int error;
1481
1482         p = td->td_proc;
1483         PROC_LOCK(p);
1484         if (timer_id < 3 || (it = itimer_find(p, timer_id)) == NULL) {
1485                 PROC_UNLOCK(p);
1486                 error = EINVAL;
1487         } else {
1488                 PROC_UNLOCK(p);
1489                 itimer_enter(it);
1490                 error = CLOCK_CALL(it->it_clockid, timer_gettime, (it, val));
1491                 itimer_leave(it);
1492                 ITIMER_UNLOCK(it);
1493         }
1494         return (error);
1495 }
1496
1497 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1498 struct timer_getoverrun_args {
1499         int timerid;
1500 };
1501 #endif
1502 int
1503 sys_ktimer_getoverrun(struct thread *td, struct ktimer_getoverrun_args *uap)
1504 {
1505
1506         return (kern_ktimer_getoverrun(td, uap->timerid));
1507 }
1508
1509 int
1510 kern_ktimer_getoverrun(struct thread *td, int timer_id)
1511 {
1512         struct proc *p = td->td_proc;
1513         struct itimer *it;
1514         int error ;
1515
1516         PROC_LOCK(p);
1517         if (timer_id < 3 ||
1518             (it = itimer_find(p, timer_id)) == NULL) {
1519                 PROC_UNLOCK(p);
1520                 error = EINVAL;
1521         } else {
1522                 td->td_retval[0] = it->it_overrun_last;
1523                 ITIMER_UNLOCK(it);
1524                 PROC_UNLOCK(p);
1525                 error = 0;
1526         }
1527         return (error);
1528 }
1529
1530 static int
1531 realtimer_create(struct itimer *it)
1532 {
1533         callout_init_mtx(&it->it_callout, &it->it_mtx, 0);
1534         return (0);
1535 }
1536
1537 static int
1538 realtimer_delete(struct itimer *it)
1539 {
1540         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1541
1542         /*
1543          * clear timer's value and interval to tell realtimer_expire
1544          * to not rearm the timer.
1545          */
1546         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1547         timespecclear(&it->it_time.it_interval);
1548         ITIMER_UNLOCK(it);
1549         callout_drain(&it->it_callout);
1550         ITIMER_LOCK(it);
1551         return (0);
1552 }
1553
1554 static int
1555 realtimer_gettime(struct itimer *it, struct itimerspec *ovalue)
1556 {
1557         struct timespec cts;
1558
1559         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1560
1561         realtimer_clocktime(it->it_clockid, &cts);
1562         *ovalue = it->it_time;
1563         if (ovalue->it_value.tv_sec != 0 || ovalue->it_value.tv_nsec != 0) {
1564                 timespecsub(&ovalue->it_value, &cts, &ovalue->it_value);
1565                 if (ovalue->it_value.tv_sec < 0 ||
1566                     (ovalue->it_value.tv_sec == 0 &&
1567                      ovalue->it_value.tv_nsec == 0)) {
1568                         ovalue->it_value.tv_sec  = 0;
1569                         ovalue->it_value.tv_nsec = 1;
1570                 }
1571         }
1572         return (0);
1573 }
1574
1575 static int
1576 realtimer_settime(struct itimer *it, int flags, struct itimerspec *value,
1577     struct itimerspec *ovalue)
1578 {
1579         struct timespec cts, ts;
1580         struct timeval tv;
1581         struct itimerspec val;
1582
1583         mtx_assert(&it->it_mtx, MA_OWNED);
1584
1585         val = *value;
1586         if (itimespecfix(&val.it_value))
1587                 return (EINVAL);
1588
1589         if (timespecisset(&val.it_value)) {
1590                 if (itimespecfix(&val.it_interval))
1591                         return (EINVAL);
1592         } else {
1593                 timespecclear(&val.it_interval);
1594         }
1595
1596         if (ovalue != NULL)
1597                 realtimer_gettime(it, ovalue);
1598
1599         it->it_time = val;
1600         if (timespecisset(&val.it_value)) {
1601                 realtimer_clocktime(it->it_clockid, &cts);
1602                 ts = val.it_value;
1603                 if ((flags & TIMER_ABSTIME) == 0) {
1604                         /* Convert to absolute time. */
1605                         timespecadd(&it->it_time.it_value, &cts,
1606                             &it->it_time.it_value);
1607                 } else {
1608                         timespecsub(&ts, &cts, &ts);
1609                         /*
1610                          * We don't care if ts is negative, tztohz will
1611                          * fix it.
1612                          */
1613                 }
1614                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, &ts);
1615                 callout_reset(&it->it_callout, tvtohz(&tv), realtimer_expire,
1616                     it);
1617         } else {
1618                 callout_stop(&it->it_callout);
1619         }
1620
1621         return (0);
1622 }
1623
1624 static void
1625 realtimer_clocktime(clockid_t id, struct timespec *ts)
1626 {
1627         if (id == CLOCK_REALTIME)
1628                 getnanotime(ts);
1629         else    /* CLOCK_MONOTONIC */
1630                 getnanouptime(ts);
1631 }
1632
1633 int
1634 itimer_accept(struct proc *p, int timerid, ksiginfo_t *ksi)
1635 {
1636         struct itimer *it;
1637
1638         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1639         it = itimer_find(p, timerid);
1640         if (it != NULL) {
1641                 ksi->ksi_overrun = it->it_overrun;
1642                 it->it_overrun_last = it->it_overrun;
1643                 it->it_overrun = 0;
1644                 ITIMER_UNLOCK(it);
1645                 return (0);
1646         }
1647         return (EINVAL);
1648 }
1649
1650 static int
1651 itimespecfix(struct timespec *ts)
1652 {
1653
1654         if (ts->tv_sec < 0 || ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= NS_PER_SEC)
1655                 return (EINVAL);
1656         if ((UINT64_MAX - ts->tv_nsec) / NS_PER_SEC < ts->tv_sec)
1657                 return (EINVAL);
1658         if (ts->tv_sec == 0 && ts->tv_nsec != 0 && ts->tv_nsec < tick * 1000)
1659                 ts->tv_nsec = tick * 1000;
1660         return (0);
1661 }
1662
1663 #define timespectons(tsp)                       \
1664         ((uint64_t)(tsp)->tv_sec * NS_PER_SEC + (tsp)->tv_nsec)
1665 #define timespecfromns(ns) (struct timespec){   \
1666         .tv_sec = (ns) / NS_PER_SEC,            \
1667         .tv_nsec = (ns) % NS_PER_SEC            \
1668 }
1669
1670 static void
1671 realtimer_expire_l(struct itimer *it, bool proc_locked)
1672 {
1673         struct timespec cts, ts;
1674         struct timeval tv;
1675         struct proc *p;
1676         uint64_t interval, now, overruns, value;
1677
1678         realtimer_clocktime(it->it_clockid, &cts);
1679         /* Only fire if time is reached. */
1680         if (timespeccmp(&cts, &it->it_time.it_value, >=)) {
1681                 if (timespecisset(&it->it_time.it_interval)) {
1682                         timespecadd(&it->it_time.it_value,
1683                             &it->it_time.it_interval,
1684                             &it->it_time.it_value);
1685
1686                         interval = timespectons(&it->it_time.it_interval);
1687                         value = timespectons(&it->it_time.it_value);
1688                         now = timespectons(&cts);
1689
1690                         if (now >= value) {
1691                                 /*
1692                                  * We missed at least one period.
1693                                  */
1694                                 overruns = howmany(now - value + 1, interval);
1695                                 if (it->it_overrun + overruns >=
1696                                     it->it_overrun &&
1697                                     it->it_overrun + overruns <= INT_MAX) {
1698                                         it->it_overrun += (int)overruns;
1699                                 } else {
1700                                         it->it_overrun = INT_MAX;
1701                                         it->it_ksi.ksi_errno = ERANGE;
1702                                 }
1703                                 value =
1704                                     now + interval - (now - value) % interval;
1705                                 it->it_time.it_value = timespecfromns(value);
1706                         }
1707                 } else {
1708                         /* single shot timer ? */
1709                         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1710                 }
1711
1712                 p = it->it_proc;
1713                 if (timespecisset(&it->it_time.it_value)) {
1714                         if (P_SHOULDSTOP(p) || P_KILLED(p)) {
1715                                 it->it_flags |= ITF_PSTOPPED;
1716                         } else {
1717                                 timespecsub(&it->it_time.it_value, &cts, &ts);
1718                                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, &ts);
1719                                 callout_reset(&it->it_callout, tvtohz(&tv),
1720                                     realtimer_expire, it);
1721                         }
1722                 }
1723
1724                 itimer_enter(it);
1725                 ITIMER_UNLOCK(it);
1726                 if (proc_locked)
1727                         PROC_UNLOCK(p);
1728                 itimer_fire(it);
1729                 if (proc_locked)
1730                         PROC_LOCK(p);
1731                 ITIMER_LOCK(it);
1732                 itimer_leave(it);
1733         } else if (timespecisset(&it->it_time.it_value)) {
1734                 p = it->it_proc;
1735                 if (P_SHOULDSTOP(p) || P_KILLED(p)) {
1736                         it->it_flags |= ITF_PSTOPPED;
1737                 } else {
1738                         ts = it->it_time.it_value;
1739                         timespecsub(&ts, &cts, &ts);
1740                         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, &ts);
1741                         callout_reset(&it->it_callout, tvtohz(&tv),
1742                             realtimer_expire, it);
1743                 }
1744         }
1745 }
1746
1747 /* Timeout callback for realtime timer */
1748 static void
1749 realtimer_expire(void *arg)
1750 {
1751         realtimer_expire_l(arg, false);
1752 }
1753
1754 static void
1755 itimer_fire(struct itimer *it)
1756 {
1757         struct proc *p = it->it_proc;
1758         struct thread *td;
1759
1760         if (it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1761             it->it_sigev.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
1762                 if (sigev_findtd(p, &it->it_sigev, &td) != 0) {
1763                         ITIMER_LOCK(it);
1764                         timespecclear(&it->it_time.it_value);
1765                         timespecclear(&it->it_time.it_interval);
1766                         callout_stop(&it->it_callout);
1767                         ITIMER_UNLOCK(it);
1768                         return;
1769                 }
1770                 if (!KSI_ONQ(&it->it_ksi)) {
1771                         it->it_ksi.ksi_errno = 0;
1772                         ksiginfo_set_sigev(&it->it_ksi, &it->it_sigev);
1773                         tdsendsignal(p, td, it->it_ksi.ksi_signo, &it->it_ksi);
1774                 } else {
1775                         if (it->it_overrun < INT_MAX)
1776                                 it->it_overrun++;
1777                         else
1778                                 it->it_ksi.ksi_errno = ERANGE;
1779                 }
1780                 PROC_UNLOCK(p);
1781         }
1782 }
1783
1784 static void
1785 itimers_alloc(struct proc *p)
1786 {
1787         struct itimers *its;
1788         int i;
1789
1790         its = malloc(sizeof (struct itimers), M_SUBPROC, M_WAITOK | M_ZERO);
1791         LIST_INIT(&its->its_virtual);
1792         LIST_INIT(&its->its_prof);
1793         TAILQ_INIT(&its->its_worklist);
1794         for (i = 0; i < TIMER_MAX; i++)
1795                 its->its_timers[i] = NULL;
1796         PROC_LOCK(p);
1797         if (p->p_itimers == NULL) {
1798                 p->p_itimers = its;
1799                 PROC_UNLOCK(p);
1800         }
1801         else {
1802                 PROC_UNLOCK(p);
1803                 free(its, M_SUBPROC);
1804         }
1805 }
1806
1807 /* Clean up timers when some process events are being triggered. */
1808 static void
1809 itimers_event_exit_exec(int start_idx, struct proc *p)
1810 {
1811         struct itimers *its;
1812         struct itimer *it;
1813         int i;
1814
1815         its = p->p_itimers;
1816         if (its == NULL)
1817                 return;
1818
1819         for (i = start_idx; i < TIMER_MAX; ++i) {
1820                 if ((it = its->its_timers[i]) != NULL)
1821                         kern_ktimer_delete(curthread, i);
1822         }
1823         if (its->its_timers[0] == NULL && its->its_timers[1] == NULL &&
1824             its->its_timers[2] == NULL) {
1825                 free(its, M_SUBPROC);
1826                 p->p_itimers = NULL;
1827         }
1828 }
1829
1830 void
1831 itimers_exec(struct proc *p)
1832 {
1833         /*
1834          * According to susv3, XSI interval timers should be inherited
1835          * by new image.
1836          */
1837         itimers_event_exit_exec(3, p);
1838 }
1839
1840 void
1841 itimers_exit(struct proc *p)
1842 {
1843         itimers_event_exit_exec(0, p);
1844 }