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