sys/kern/kern_time.c

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