]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/kern_timeout.c
Add a callout_func_t typedef for functions used with callout_*().
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / kern_timeout.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1991, 1993
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
7  * All or some portions of this file are derived from material licensed
8  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
9  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
10  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
22  *    without specific prior written permission.
23  *
24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
34  * SUCH DAMAGE.
35  *
36  *      From: @(#)kern_clock.c  8.5 (Berkeley) 1/21/94
37  */
38
39 #include <sys/cdefs.h>
40 __FBSDID("$FreeBSD$");
41
42 #include "opt_callout_profiling.h"
43 #include "opt_ddb.h"
44 #if defined(__arm__)
45 #include "opt_timer.h"
46 #endif
47 #include "opt_rss.h"
48
49 #include <sys/param.h>
50 #include <sys/systm.h>
51 #include <sys/bus.h>
52 #include <sys/callout.h>
53 #include <sys/domainset.h>
54 #include <sys/file.h>
55 #include <sys/interrupt.h>
56 #include <sys/kernel.h>
57 #include <sys/ktr.h>
58 #include <sys/lock.h>
59 #include <sys/malloc.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/proc.h>
62 #include <sys/sdt.h>
63 #include <sys/sleepqueue.h>
64 #include <sys/sysctl.h>
65 #include <sys/smp.h>
66
67 #ifdef DDB
68 #include <ddb/ddb.h>
69 #include <ddb/db_sym.h>
70 #include <machine/_inttypes.h>
71 #endif
72
73 #ifdef SMP
74 #include <machine/cpu.h>
75 #endif
76
77 #ifndef NO_EVENTTIMERS
78 DPCPU_DECLARE(sbintime_t, hardclocktime);
79 #endif
80
81 SDT_PROVIDER_DEFINE(callout_execute);
82 SDT_PROBE_DEFINE1(callout_execute, , , callout__start, "struct callout *");
83 SDT_PROBE_DEFINE1(callout_execute, , , callout__end, "struct callout *");
84
85 #ifdef CALLOUT_PROFILING
86 static int avg_depth;
87 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_depth, CTLFLAG_RD, &avg_depth, 0,
88     "Average number of items examined per softclock call. Units = 1/1000");
89 static int avg_gcalls;
90 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_gcalls, CTLFLAG_RD, &avg_gcalls, 0,
91     "Average number of Giant callouts made per softclock call. Units = 1/1000");
92 static int avg_lockcalls;
93 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_lockcalls, CTLFLAG_RD, &avg_lockcalls, 0,
94     "Average number of lock callouts made per softclock call. Units = 1/1000");
95 static int avg_mpcalls;
96 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_mpcalls, CTLFLAG_RD, &avg_mpcalls, 0,
97     "Average number of MP callouts made per softclock call. Units = 1/1000");
98 static int avg_depth_dir;
99 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_depth_dir, CTLFLAG_RD, &avg_depth_dir, 0,
100     "Average number of direct callouts examined per callout_process call. "
101     "Units = 1/1000");
102 static int avg_lockcalls_dir;
103 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_lockcalls_dir, CTLFLAG_RD,
104     &avg_lockcalls_dir, 0, "Average number of lock direct callouts made per "
105     "callout_process call. Units = 1/1000");
106 static int avg_mpcalls_dir;
107 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_mpcalls_dir, CTLFLAG_RD, &avg_mpcalls_dir,
108     0, "Average number of MP direct callouts made per callout_process call. "
109     "Units = 1/1000");
110 #endif
111
112 static int ncallout;
113 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ncallout, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH, &ncallout, 0,
114     "Number of entries in callwheel and size of timeout() preallocation");
115
116 #ifdef  RSS
117 static int pin_default_swi = 1;
118 static int pin_pcpu_swi = 1;
119 #else
120 static int pin_default_swi = 0;
121 static int pin_pcpu_swi = 0;
122 #endif
123
124 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, pin_default_swi, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH, &pin_default_swi,
125     0, "Pin the default (non-per-cpu) swi (shared with PCPU 0 swi)");
126 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, pin_pcpu_swi, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH, &pin_pcpu_swi,
127     0, "Pin the per-CPU swis (except PCPU 0, which is also default");
128
129 /*
130  * TODO:
131  *      allocate more timeout table slots when table overflows.
132  */
133 static u_int __read_mostly callwheelsize;
134 static u_int __read_mostly callwheelmask;
135
136 /*
137  * The callout cpu exec entities represent informations necessary for
138  * describing the state of callouts currently running on the CPU and the ones
139  * necessary for migrating callouts to the new callout cpu. In particular,
140  * the first entry of the array cc_exec_entity holds informations for callout
141  * running in SWI thread context, while the second one holds informations
142  * for callout running directly from hardware interrupt context.
143  * The cached informations are very important for deferring migration when
144  * the migrating callout is already running.
145  */
146 struct cc_exec {
147         struct callout          *cc_curr;
148         callout_func_t          *cc_drain;
149         void                    *cc_last_func;
150         void                    *cc_last_arg;
151 #ifdef SMP
152         callout_func_t          *ce_migration_func;
153         void                    *ce_migration_arg;
154         sbintime_t              ce_migration_time;
155         sbintime_t              ce_migration_prec;
156         int                     ce_migration_cpu;
157 #endif
158         bool                    cc_cancel;
159         bool                    cc_waiting;
160 };
161
162 /*
163  * There is one struct callout_cpu per cpu, holding all relevant
164  * state for the callout processing thread on the individual CPU.
165  */
166 struct callout_cpu {
167         struct mtx_padalign     cc_lock;
168         struct cc_exec          cc_exec_entity[2];
169         struct callout          *cc_next;
170         struct callout          *cc_callout;
171         struct callout_list     *cc_callwheel;
172         struct callout_tailq    cc_expireq;
173         struct callout_slist    cc_callfree;
174         sbintime_t              cc_firstevent;
175         sbintime_t              cc_lastscan;
176         void                    *cc_cookie;
177         u_int                   cc_bucket;
178         u_int                   cc_inited;
179 #ifdef KTR
180         char                    cc_ktr_event_name[20];
181 #endif
182 };
183
184 #define callout_migrating(c)    ((c)->c_iflags & CALLOUT_DFRMIGRATION)
185
186 #define cc_exec_curr(cc, dir)           cc->cc_exec_entity[dir].cc_curr
187 #define cc_exec_last_func(cc, dir)      cc->cc_exec_entity[dir].cc_last_func
188 #define cc_exec_last_arg(cc, dir)       cc->cc_exec_entity[dir].cc_last_arg
189 #define cc_exec_drain(cc, dir)          cc->cc_exec_entity[dir].cc_drain
190 #define cc_exec_next(cc)                cc->cc_next
191 #define cc_exec_cancel(cc, dir)         cc->cc_exec_entity[dir].cc_cancel
192 #define cc_exec_waiting(cc, dir)        cc->cc_exec_entity[dir].cc_waiting
193 #ifdef SMP
194 #define cc_migration_func(cc, dir)      cc->cc_exec_entity[dir].ce_migration_func
195 #define cc_migration_arg(cc, dir)       cc->cc_exec_entity[dir].ce_migration_arg
196 #define cc_migration_cpu(cc, dir)       cc->cc_exec_entity[dir].ce_migration_cpu
197 #define cc_migration_time(cc, dir)      cc->cc_exec_entity[dir].ce_migration_time
198 #define cc_migration_prec(cc, dir)      cc->cc_exec_entity[dir].ce_migration_prec
199
200 struct callout_cpu cc_cpu[MAXCPU];
201 #define CPUBLOCK        MAXCPU
202 #define CC_CPU(cpu)     (&cc_cpu[(cpu)])
203 #define CC_SELF()       CC_CPU(PCPU_GET(cpuid))
204 #else
205 struct callout_cpu cc_cpu;
206 #define CC_CPU(cpu)     &cc_cpu
207 #define CC_SELF()       &cc_cpu
208 #endif
209 #define CC_LOCK(cc)     mtx_lock_spin(&(cc)->cc_lock)
210 #define CC_UNLOCK(cc)   mtx_unlock_spin(&(cc)->cc_lock)
211 #define CC_LOCK_ASSERT(cc)      mtx_assert(&(cc)->cc_lock, MA_OWNED)
212
213 static int __read_mostly timeout_cpu;
214
215 static void     callout_cpu_init(struct callout_cpu *cc, int cpu);
216 static void     softclock_call_cc(struct callout *c, struct callout_cpu *cc,
217 #ifdef CALLOUT_PROFILING
218                     int *mpcalls, int *lockcalls, int *gcalls,
219 #endif
220                     int direct);
221
222 static MALLOC_DEFINE(M_CALLOUT, "callout", "Callout datastructures");
223
224 /**
225  * Locked by cc_lock:
226  *   cc_curr         - If a callout is in progress, it is cc_curr.
227  *                     If cc_curr is non-NULL, threads waiting in
228  *                     callout_drain() will be woken up as soon as the
229  *                     relevant callout completes.
230  *   cc_cancel       - Changing to 1 with both callout_lock and cc_lock held
231  *                     guarantees that the current callout will not run.
232  *                     The softclock() function sets this to 0 before it
233  *                     drops callout_lock to acquire c_lock, and it calls
234  *                     the handler only if curr_cancelled is still 0 after
235  *                     cc_lock is successfully acquired.
236  *   cc_waiting      - If a thread is waiting in callout_drain(), then
237  *                     callout_wait is nonzero.  Set only when
238  *                     cc_curr is non-NULL.
239  */
240
241 /*
242  * Resets the execution entity tied to a specific callout cpu.
243  */
244 static void
245 cc_cce_cleanup(struct callout_cpu *cc, int direct)
246 {
247
248         cc_exec_curr(cc, direct) = NULL;
249         cc_exec_cancel(cc, direct) = false;
250         cc_exec_waiting(cc, direct) = false;
251 #ifdef SMP
252         cc_migration_cpu(cc, direct) = CPUBLOCK;
253         cc_migration_time(cc, direct) = 0;
254         cc_migration_prec(cc, direct) = 0;
255         cc_migration_func(cc, direct) = NULL;
256         cc_migration_arg(cc, direct) = NULL;
257 #endif
258 }
259
260 /*
261  * Checks if migration is requested by a specific callout cpu.
262  */
263 static int
264 cc_cce_migrating(struct callout_cpu *cc, int direct)
265 {
266
267 #ifdef SMP
268         return (cc_migration_cpu(cc, direct) != CPUBLOCK);
269 #else
270         return (0);
271 #endif
272 }
273
274 /*
275  * Kernel low level callwheel initialization
276  * called on the BSP during kernel startup.
277  */
278 static void
279 callout_callwheel_init(void *dummy)
280 {
281         struct callout_cpu *cc;
282
283         /*
284          * Calculate the size of the callout wheel and the preallocated
285          * timeout() structures.
286          * XXX: Clip callout to result of previous function of maxusers
287          * maximum 384.  This is still huge, but acceptable.
288          */
289         memset(CC_CPU(curcpu), 0, sizeof(cc_cpu));
290         ncallout = imin(16 + maxproc + maxfiles, 18508);
291         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ncallout", &ncallout);
292
293         /*
294          * Calculate callout wheel size, should be next power of two higher
295          * than 'ncallout'.
296          */
297         callwheelsize = 1 << fls(ncallout);
298         callwheelmask = callwheelsize - 1;
299
300         /*
301          * Fetch whether we're pinning the swi's or not.
302          */
303         TUNABLE_INT_FETCH("kern.pin_default_swi", &pin_default_swi);
304         TUNABLE_INT_FETCH("kern.pin_pcpu_swi", &pin_pcpu_swi);
305
306         /*
307          * Only BSP handles timeout(9) and receives a preallocation.
308          *
309          * XXX: Once all timeout(9) consumers are converted this can
310          * be removed.
311          */
312         timeout_cpu = PCPU_GET(cpuid);
313         cc = CC_CPU(timeout_cpu);
314         cc->cc_callout = malloc(ncallout * sizeof(struct callout),
315             M_CALLOUT, M_WAITOK);
316         callout_cpu_init(cc, timeout_cpu);
317 }
318 SYSINIT(callwheel_init, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_ANY, callout_callwheel_init, NULL);
319
320 /*
321  * Initialize the per-cpu callout structures.
322  */
323 static void
324 callout_cpu_init(struct callout_cpu *cc, int cpu)
325 {
326         struct callout *c;
327         int i;
328
329         mtx_init(&cc->cc_lock, "callout", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
330         SLIST_INIT(&cc->cc_callfree);
331         cc->cc_inited = 1;
332         cc->cc_callwheel = malloc_domainset(sizeof(struct callout_list) *
333             callwheelsize, M_CALLOUT,
334             DOMAINSET_PREF(pcpu_find(cpu)->pc_domain), M_WAITOK);
335         for (i = 0; i < callwheelsize; i++)
336                 LIST_INIT(&cc->cc_callwheel[i]);
337         TAILQ_INIT(&cc->cc_expireq);
338         cc->cc_firstevent = SBT_MAX;
339         for (i = 0; i < 2; i++)
340                 cc_cce_cleanup(cc, i);
341 #ifdef KTR
342         snprintf(cc->cc_ktr_event_name, sizeof(cc->cc_ktr_event_name),
343             "callwheel cpu %d", cpu);
344 #endif
345         if (cc->cc_callout == NULL)     /* Only BSP handles timeout(9) */
346                 return;
347         for (i = 0; i < ncallout; i++) {
348                 c = &cc->cc_callout[i];
349                 callout_init(c, 0);
350                 c->c_iflags = CALLOUT_LOCAL_ALLOC;
351                 SLIST_INSERT_HEAD(&cc->cc_callfree, c, c_links.sle);
352         }
353 }
354
355 #ifdef SMP
356 /*
357  * Switches the cpu tied to a specific callout.
358  * The function expects a locked incoming callout cpu and returns with
359  * locked outcoming callout cpu.
360  */
361 static struct callout_cpu *
362 callout_cpu_switch(struct callout *c, struct callout_cpu *cc, int new_cpu)
363 {
364         struct callout_cpu *new_cc;
365
366         MPASS(c != NULL && cc != NULL);
367         CC_LOCK_ASSERT(cc);
368
369         /*
370          * Avoid interrupts and preemption firing after the callout cpu
371          * is blocked in order to avoid deadlocks as the new thread
372          * may be willing to acquire the callout cpu lock.
373          */
374         c->c_cpu = CPUBLOCK;
375         spinlock_enter();
376         CC_UNLOCK(cc);
377         new_cc = CC_CPU(new_cpu);
378         CC_LOCK(new_cc);
379         spinlock_exit();
380         c->c_cpu = new_cpu;
381         return (new_cc);
382 }
383 #endif
384
385 /*
386  * Start standard softclock thread.
387  */
388 static void
389 start_softclock(void *dummy)
390 {
391         struct callout_cpu *cc;
392         char name[MAXCOMLEN];
393 #ifdef SMP
394         int cpu;
395         struct intr_event *ie;
396 #endif
397
398         cc = CC_CPU(timeout_cpu);
399         snprintf(name, sizeof(name), "clock (%d)", timeout_cpu);
400         if (swi_add(&clk_intr_event, name, softclock, cc, SWI_CLOCK,
401             INTR_MPSAFE, &cc->cc_cookie))
402                 panic("died while creating standard software ithreads");
403         if (pin_default_swi &&
404             (intr_event_bind(clk_intr_event, timeout_cpu) != 0)) {
405                 printf("%s: timeout clock couldn't be pinned to cpu %d\n",
406                     __func__,
407                     timeout_cpu);
408         }
409
410 #ifdef SMP
411         CPU_FOREACH(cpu) {
412                 if (cpu == timeout_cpu)
413                         continue;
414                 cc = CC_CPU(cpu);
415                 cc->cc_callout = NULL;  /* Only BSP handles timeout(9). */
416                 callout_cpu_init(cc, cpu);
417                 snprintf(name, sizeof(name), "clock (%d)", cpu);
418                 ie = NULL;
419                 if (swi_add(&ie, name, softclock, cc, SWI_CLOCK,
420                     INTR_MPSAFE, &cc->cc_cookie))
421                         panic("died while creating standard software ithreads");
422                 if (pin_pcpu_swi && (intr_event_bind(ie, cpu) != 0)) {
423                         printf("%s: per-cpu clock couldn't be pinned to "
424                             "cpu %d\n",
425                             __func__,
426                             cpu);
427                 }
428         }
429 #endif
430 }
431 SYSINIT(start_softclock, SI_SUB_SOFTINTR, SI_ORDER_FIRST, start_softclock, NULL);
432
433 #define CC_HASH_SHIFT   8
434
435 static inline u_int
436 callout_hash(sbintime_t sbt)
437 {
438
439         return (sbt >> (32 - CC_HASH_SHIFT));
440 }
441
442 static inline u_int
443 callout_get_bucket(sbintime_t sbt)
444 {
445
446         return (callout_hash(sbt) & callwheelmask);
447 }
448
449 void
450 callout_process(sbintime_t now)
451 {
452         struct callout *tmp, *tmpn;
453         struct callout_cpu *cc;
454         struct callout_list *sc;
455         sbintime_t first, last, max, tmp_max;
456         uint32_t lookahead;
457         u_int firstb, lastb, nowb;
458 #ifdef CALLOUT_PROFILING
459         int depth_dir = 0, mpcalls_dir = 0, lockcalls_dir = 0;
460 #endif
461
462         cc = CC_SELF();
463         mtx_lock_spin_flags(&cc->cc_lock, MTX_QUIET);
464
465         /* Compute the buckets of the last scan and present times. */
466         firstb = callout_hash(cc->cc_lastscan);
467         cc->cc_lastscan = now;
468         nowb = callout_hash(now);
469
470         /* Compute the last bucket and minimum time of the bucket after it. */
471         if (nowb == firstb)
472                 lookahead = (SBT_1S / 16);
473         else if (nowb - firstb == 1)
474                 lookahead = (SBT_1S / 8);
475         else
476                 lookahead = (SBT_1S / 2);
477         first = last = now;
478         first += (lookahead / 2);
479         last += lookahead;
480         last &= (0xffffffffffffffffLLU << (32 - CC_HASH_SHIFT));
481         lastb = callout_hash(last) - 1;
482         max = last;
483
484         /*
485          * Check if we wrapped around the entire wheel from the last scan.
486          * In case, we need to scan entirely the wheel for pending callouts.
487          */
488         if (lastb - firstb >= callwheelsize) {
489                 lastb = firstb + callwheelsize - 1;
490                 if (nowb - firstb >= callwheelsize)
491                         nowb = lastb;
492         }
493
494         /* Iterate callwheel from firstb to nowb and then up to lastb. */
495         do {
496                 sc = &cc->cc_callwheel[firstb & callwheelmask];
497                 tmp = LIST_FIRST(sc);
498                 while (tmp != NULL) {
499                         /* Run the callout if present time within allowed. */
500                         if (tmp->c_time <= now) {
501                                 /*
502                                  * Consumer told us the callout may be run
503                                  * directly from hardware interrupt context.
504                                  */
505                                 if (tmp->c_iflags & CALLOUT_DIRECT) {
506 #ifdef CALLOUT_PROFILING
507                                         ++depth_dir;
508 #endif
509                                         cc_exec_next(cc) =
510                                             LIST_NEXT(tmp, c_links.le);
511                                         cc->cc_bucket = firstb & callwheelmask;
512                                         LIST_REMOVE(tmp, c_links.le);
513                                         softclock_call_cc(tmp, cc,
514 #ifdef CALLOUT_PROFILING
515                                             &mpcalls_dir, &lockcalls_dir, NULL,
516 #endif
517                                             1);
518                                         tmp = cc_exec_next(cc);
519                                         cc_exec_next(cc) = NULL;
520                                 } else {
521                                         tmpn = LIST_NEXT(tmp, c_links.le);
522                                         LIST_REMOVE(tmp, c_links.le);
523                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&cc->cc_expireq,
524                                             tmp, c_links.tqe);
525                                         tmp->c_iflags |= CALLOUT_PROCESSED;
526                                         tmp = tmpn;
527                                 }
528                                 continue;
529                         }
530                         /* Skip events from distant future. */
531                         if (tmp->c_time >= max)
532                                 goto next;
533                         /*
534                          * Event minimal time is bigger than present maximal
535                          * time, so it cannot be aggregated.
536                          */
537                         if (tmp->c_time > last) {
538                                 lastb = nowb;
539                                 goto next;
540                         }
541                         /* Update first and last time, respecting this event. */
542                         if (tmp->c_time < first)
543                                 first = tmp->c_time;
544                         tmp_max = tmp->c_time + tmp->c_precision;
545                         if (tmp_max < last)
546                                 last = tmp_max;
547 next:
548                         tmp = LIST_NEXT(tmp, c_links.le);
549                 }
550                 /* Proceed with the next bucket. */
551                 firstb++;
552                 /*
553                  * Stop if we looked after present time and found
554                  * some event we can't execute at now.
555                  * Stop if we looked far enough into the future.
556                  */
557         } while (((int)(firstb - lastb)) <= 0);
558         cc->cc_firstevent = last;
559 #ifndef NO_EVENTTIMERS
560         cpu_new_callout(curcpu, last, first);
561 #endif
562 #ifdef CALLOUT_PROFILING
563         avg_depth_dir += (depth_dir * 1000 - avg_depth_dir) >> 8;
564         avg_mpcalls_dir += (mpcalls_dir * 1000 - avg_mpcalls_dir) >> 8;
565         avg_lockcalls_dir += (lockcalls_dir * 1000 - avg_lockcalls_dir) >> 8;
566 #endif
567         mtx_unlock_spin_flags(&cc->cc_lock, MTX_QUIET);
568         /*
569          * swi_sched acquires the thread lock, so we don't want to call it
570          * with cc_lock held; incorrect locking order.
571          */
572         if (!TAILQ_EMPTY(&cc->cc_expireq))
573                 swi_sched(cc->cc_cookie, 0);
574 }
575
576 static struct callout_cpu *
577 callout_lock(struct callout *c)
578 {
579         struct callout_cpu *cc;
580         int cpu;
581
582         for (;;) {
583                 cpu = c->c_cpu;
584 #ifdef SMP
585                 if (cpu == CPUBLOCK) {
586                         while (c->c_cpu == CPUBLOCK)
587                                 cpu_spinwait();
588                         continue;
589                 }
590 #endif
591                 cc = CC_CPU(cpu);
592                 CC_LOCK(cc);
593                 if (cpu == c->c_cpu)
594                         break;
595                 CC_UNLOCK(cc);
596         }
597         return (cc);
598 }
599
600 static void
601 callout_cc_add(struct callout *c, struct callout_cpu *cc,
602     sbintime_t sbt, sbintime_t precision, void (*func)(void *),
603     void *arg, int cpu, int flags)
604 {
605         int bucket;
606
607         CC_LOCK_ASSERT(cc);
608         if (sbt < cc->cc_lastscan)
609                 sbt = cc->cc_lastscan;
610         c->c_arg = arg;
611         c->c_iflags |= CALLOUT_PENDING;
612         c->c_iflags &= ~CALLOUT_PROCESSED;
613         c->c_flags |= CALLOUT_ACTIVE;
614         if (flags & C_DIRECT_EXEC)
615                 c->c_iflags |= CALLOUT_DIRECT;
616         c->c_func = func;
617         c->c_time = sbt;
618         c->c_precision = precision;
619         bucket = callout_get_bucket(c->c_time);
620         CTR3(KTR_CALLOUT, "precision set for %p: %d.%08x",
621             c, (int)(c->c_precision >> 32),
622             (u_int)(c->c_precision & 0xffffffff));
623         LIST_INSERT_HEAD(&cc->cc_callwheel[bucket], c, c_links.le);
624         if (cc->cc_bucket == bucket)
625                 cc_exec_next(cc) = c;
626 #ifndef NO_EVENTTIMERS
627         /*
628          * Inform the eventtimers(4) subsystem there's a new callout
629          * that has been inserted, but only if really required.
630          */
631         if (SBT_MAX - c->c_time < c->c_precision)
632                 c->c_precision = SBT_MAX - c->c_time;
633         sbt = c->c_time + c->c_precision;
634         if (sbt < cc->cc_firstevent) {
635                 cc->cc_firstevent = sbt;
636                 cpu_new_callout(cpu, sbt, c->c_time);
637         }
638 #endif
639 }
640
641 static void
642 callout_cc_del(struct callout *c, struct callout_cpu *cc)
643 {
644
645         if ((c->c_iflags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC) == 0)
646                 return;
647         c->c_func = NULL;
648         SLIST_INSERT_HEAD(&cc->cc_callfree, c, c_links.sle);
649 }
650
651 static void
652 softclock_call_cc(struct callout *c, struct callout_cpu *cc,
653 #ifdef CALLOUT_PROFILING
654     int *mpcalls, int *lockcalls, int *gcalls,
655 #endif
656     int direct)
657 {
658         struct rm_priotracker tracker;
659         callout_func_t *c_func, *drain;
660         void *c_arg;
661         struct lock_class *class;
662         struct lock_object *c_lock;
663         uintptr_t lock_status;
664         int c_iflags;
665 #ifdef SMP
666         struct callout_cpu *new_cc;
667         callout_func_t *new_func;
668         void *new_arg;
669         int flags, new_cpu;
670         sbintime_t new_prec, new_time;
671 #endif
672 #if defined(DIAGNOSTIC) || defined(CALLOUT_PROFILING) 
673         sbintime_t sbt1, sbt2;
674         struct timespec ts2;
675         static sbintime_t maxdt = 2 * SBT_1MS;  /* 2 msec */
676         static callout_func_t *lastfunc;
677 #endif
678
679         KASSERT((c->c_iflags & CALLOUT_PENDING) == CALLOUT_PENDING,
680             ("softclock_call_cc: pend %p %x", c, c->c_iflags));
681         KASSERT((c->c_flags & CALLOUT_ACTIVE) == CALLOUT_ACTIVE,
682             ("softclock_call_cc: act %p %x", c, c->c_flags));
683         class = (c->c_lock != NULL) ? LOCK_CLASS(c->c_lock) : NULL;
684         lock_status = 0;
685         if (c->c_flags & CALLOUT_SHAREDLOCK) {
686                 if (class == &lock_class_rm)
687                         lock_status = (uintptr_t)&tracker;
688                 else
689                         lock_status = 1;
690         }
691         c_lock = c->c_lock;
692         c_func = c->c_func;
693         c_arg = c->c_arg;
694         c_iflags = c->c_iflags;
695         if (c->c_iflags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC)
696                 c->c_iflags = CALLOUT_LOCAL_ALLOC;
697         else
698                 c->c_iflags &= ~CALLOUT_PENDING;
699         
700         cc_exec_curr(cc, direct) = c;
701         cc_exec_last_func(cc, direct) = c_func;
702         cc_exec_last_arg(cc, direct) = c_arg;
703         cc_exec_cancel(cc, direct) = false;
704         cc_exec_drain(cc, direct) = NULL;
705         CC_UNLOCK(cc);
706         if (c_lock != NULL) {
707                 class->lc_lock(c_lock, lock_status);
708                 /*
709                  * The callout may have been cancelled
710                  * while we switched locks.
711                  */
712                 if (cc_exec_cancel(cc, direct)) {
713                         class->lc_unlock(c_lock);
714                         goto skip;
715                 }
716                 /* The callout cannot be stopped now. */
717                 cc_exec_cancel(cc, direct) = true;
718                 if (c_lock == &Giant.lock_object) {
719 #ifdef CALLOUT_PROFILING
720                         (*gcalls)++;
721 #endif
722                         CTR3(KTR_CALLOUT, "callout giant %p func %p arg %p",
723                             c, c_func, c_arg);
724                 } else {
725 #ifdef CALLOUT_PROFILING
726                         (*lockcalls)++;
727 #endif
728                         CTR3(KTR_CALLOUT, "callout lock %p func %p arg %p",
729                             c, c_func, c_arg);
730                 }
731         } else {
732 #ifdef CALLOUT_PROFILING
733                 (*mpcalls)++;
734 #endif
735                 CTR3(KTR_CALLOUT, "callout %p func %p arg %p",
736                     c, c_func, c_arg);
737         }
738         KTR_STATE3(KTR_SCHED, "callout", cc->cc_ktr_event_name, "running",
739             "func:%p", c_func, "arg:%p", c_arg, "direct:%d", direct);
740 #if defined(DIAGNOSTIC) || defined(CALLOUT_PROFILING)
741         sbt1 = sbinuptime();
742 #endif
743         THREAD_NO_SLEEPING();
744         SDT_PROBE1(callout_execute, , , callout__start, c);
745         c_func(c_arg);
746         SDT_PROBE1(callout_execute, , , callout__end, c);
747         THREAD_SLEEPING_OK();
748 #if defined(DIAGNOSTIC) || defined(CALLOUT_PROFILING)
749         sbt2 = sbinuptime();
750         sbt2 -= sbt1;
751         if (sbt2 > maxdt) {
752                 if (lastfunc != c_func || sbt2 > maxdt * 2) {
753                         ts2 = sbttots(sbt2);
754                         printf(
755                 "Expensive timeout(9) function: %p(%p) %jd.%09ld s\n",
756                             c_func, c_arg, (intmax_t)ts2.tv_sec, ts2.tv_nsec);
757                 }
758                 maxdt = sbt2;
759                 lastfunc = c_func;
760         }
761 #endif
762         KTR_STATE0(KTR_SCHED, "callout", cc->cc_ktr_event_name, "idle");
763         CTR1(KTR_CALLOUT, "callout %p finished", c);
764         if ((c_iflags & CALLOUT_RETURNUNLOCKED) == 0)
765                 class->lc_unlock(c_lock);
766 skip:
767         CC_LOCK(cc);
768         KASSERT(cc_exec_curr(cc, direct) == c, ("mishandled cc_curr"));
769         cc_exec_curr(cc, direct) = NULL;
770         if (cc_exec_drain(cc, direct)) {
771                 drain = cc_exec_drain(cc, direct);
772                 cc_exec_drain(cc, direct) = NULL;
773                 CC_UNLOCK(cc);
774                 drain(c_arg);
775                 CC_LOCK(cc);
776         }
777         if (cc_exec_waiting(cc, direct)) {
778                 /*
779                  * There is someone waiting for the
780                  * callout to complete.
781                  * If the callout was scheduled for
782                  * migration just cancel it.
783                  */
784                 if (cc_cce_migrating(cc, direct)) {
785                         cc_cce_cleanup(cc, direct);
786
787                         /*
788                          * It should be assert here that the callout is not
789                          * destroyed but that is not easy.
790                          */
791                         c->c_iflags &= ~CALLOUT_DFRMIGRATION;
792                 }
793                 cc_exec_waiting(cc, direct) = false;
794                 CC_UNLOCK(cc);
795                 wakeup(&cc_exec_waiting(cc, direct));
796                 CC_LOCK(cc);
797         } else if (cc_cce_migrating(cc, direct)) {
798                 KASSERT((c_iflags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC) == 0,
799                     ("Migrating legacy callout %p", c));
800 #ifdef SMP
801                 /*
802                  * If the callout was scheduled for
803                  * migration just perform it now.
804                  */
805                 new_cpu = cc_migration_cpu(cc, direct);
806                 new_time = cc_migration_time(cc, direct);
807                 new_prec = cc_migration_prec(cc, direct);
808                 new_func = cc_migration_func(cc, direct);
809                 new_arg = cc_migration_arg(cc, direct);
810                 cc_cce_cleanup(cc, direct);
811
812                 /*
813                  * It should be assert here that the callout is not destroyed
814                  * but that is not easy.
815                  *
816                  * As first thing, handle deferred callout stops.
817                  */
818                 if (!callout_migrating(c)) {
819                         CTR3(KTR_CALLOUT,
820                              "deferred cancelled %p func %p arg %p",
821                              c, new_func, new_arg);
822                         callout_cc_del(c, cc);
823                         return;
824                 }
825                 c->c_iflags &= ~CALLOUT_DFRMIGRATION;
826
827                 new_cc = callout_cpu_switch(c, cc, new_cpu);
828                 flags = (direct) ? C_DIRECT_EXEC : 0;
829                 callout_cc_add(c, new_cc, new_time, new_prec, new_func,
830                     new_arg, new_cpu, flags);
831                 CC_UNLOCK(new_cc);
832                 CC_LOCK(cc);
833 #else
834                 panic("migration should not happen");
835 #endif
836         }
837         /*
838          * If the current callout is locally allocated (from
839          * timeout(9)) then put it on the freelist.
840          *
841          * Note: we need to check the cached copy of c_iflags because
842          * if it was not local, then it's not safe to deref the
843          * callout pointer.
844          */
845         KASSERT((c_iflags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC) == 0 ||
846             c->c_iflags == CALLOUT_LOCAL_ALLOC,
847             ("corrupted callout"));
848         if (c_iflags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC)
849                 callout_cc_del(c, cc);
850 }
851
852 /*
853  * The callout mechanism is based on the work of Adam M. Costello and
854  * George Varghese, published in a technical report entitled "Redesigning
855  * the BSD Callout and Timer Facilities" and modified slightly for inclusion
856  * in FreeBSD by Justin T. Gibbs.  The original work on the data structures
857  * used in this implementation was published by G. Varghese and T. Lauck in
858  * the paper "Hashed and Hierarchical Timing Wheels: Data Structures for
859  * the Efficient Implementation of a Timer Facility" in the Proceedings of
860  * the 11th ACM Annual Symposium on Operating Systems Principles,
861  * Austin, Texas Nov 1987.
862  */
863
864 /*
865  * Software (low priority) clock interrupt.
866  * Run periodic events from timeout queue.
867  */
868 void
869 softclock(void *arg)
870 {
871         struct callout_cpu *cc;
872         struct callout *c;
873 #ifdef CALLOUT_PROFILING
874         int depth = 0, gcalls = 0, lockcalls = 0, mpcalls = 0;
875 #endif
876
877         cc = (struct callout_cpu *)arg;
878         CC_LOCK(cc);
879         while ((c = TAILQ_FIRST(&cc->cc_expireq)) != NULL) {
880                 TAILQ_REMOVE(&cc->cc_expireq, c, c_links.tqe);
881                 softclock_call_cc(c, cc,
882 #ifdef CALLOUT_PROFILING
883                     &mpcalls, &lockcalls, &gcalls,
884 #endif
885                     0);
886 #ifdef CALLOUT_PROFILING
887                 ++depth;
888 #endif
889         }
890 #ifdef CALLOUT_PROFILING
891         avg_depth += (depth * 1000 - avg_depth) >> 8;
892         avg_mpcalls += (mpcalls * 1000 - avg_mpcalls) >> 8;
893         avg_lockcalls += (lockcalls * 1000 - avg_lockcalls) >> 8;
894         avg_gcalls += (gcalls * 1000 - avg_gcalls) >> 8;
895 #endif
896         CC_UNLOCK(cc);
897 }
898
899 /*
900  * timeout --
901  *      Execute a function after a specified length of time.
902  *
903  * untimeout --
904  *      Cancel previous timeout function call.
905  *
906  * callout_handle_init --
907  *      Initialize a handle so that using it with untimeout is benign.
908  *
909  *      See AT&T BCI Driver Reference Manual for specification.  This
910  *      implementation differs from that one in that although an
911  *      identification value is returned from timeout, the original
912  *      arguments to timeout as well as the identifier are used to
913  *      identify entries for untimeout.
914  */
915 struct callout_handle
916 timeout(timeout_t *ftn, void *arg, int to_ticks)
917 {
918         struct callout_cpu *cc;
919         struct callout *new;
920         struct callout_handle handle;
921
922         cc = CC_CPU(timeout_cpu);
923         CC_LOCK(cc);
924         /* Fill in the next free callout structure. */
925         new = SLIST_FIRST(&cc->cc_callfree);
926         if (new == NULL)
927                 /* XXX Attempt to malloc first */
928                 panic("timeout table full");
929         SLIST_REMOVE_HEAD(&cc->cc_callfree, c_links.sle);
930         callout_reset(new, to_ticks, ftn, arg);
931         handle.callout = new;
932         CC_UNLOCK(cc);
933
934         return (handle);
935 }
936
937 void
938 untimeout(timeout_t *ftn, void *arg, struct callout_handle handle)
939 {
940         struct callout_cpu *cc;
941
942         /*
943          * Check for a handle that was initialized
944          * by callout_handle_init, but never used
945          * for a real timeout.
946          */
947         if (handle.callout == NULL)
948                 return;
949
950         cc = callout_lock(handle.callout);
951         if (handle.callout->c_func == ftn && handle.callout->c_arg == arg)
952                 callout_stop(handle.callout);
953         CC_UNLOCK(cc);
954 }
955
956 void
957 callout_handle_init(struct callout_handle *handle)
958 {
959         handle->callout = NULL;
960 }
961
962 void
963 callout_when(sbintime_t sbt, sbintime_t precision, int flags,
964     sbintime_t *res, sbintime_t *prec_res)
965 {
966         sbintime_t to_sbt, to_pr;
967
968         if ((flags & (C_ABSOLUTE | C_PRECALC)) != 0) {
969                 *res = sbt;
970                 *prec_res = precision;
971                 return;
972         }
973         if ((flags & C_HARDCLOCK) != 0 && sbt < tick_sbt)
974                 sbt = tick_sbt;
975         if ((flags & C_HARDCLOCK) != 0 ||
976 #ifdef NO_EVENTTIMERS
977             sbt >= sbt_timethreshold) {
978                 to_sbt = getsbinuptime();
979
980                 /* Add safety belt for the case of hz > 1000. */
981                 to_sbt += tc_tick_sbt - tick_sbt;
982 #else
983             sbt >= sbt_tickthreshold) {
984                 /*
985                  * Obtain the time of the last hardclock() call on
986                  * this CPU directly from the kern_clocksource.c.
987                  * This value is per-CPU, but it is equal for all
988                  * active ones.
989                  */
990 #ifdef __LP64__
991                 to_sbt = DPCPU_GET(hardclocktime);
992 #else
993                 spinlock_enter();
994                 to_sbt = DPCPU_GET(hardclocktime);
995                 spinlock_exit();
996 #endif
997 #endif
998                 if (cold && to_sbt == 0)
999                         to_sbt = sbinuptime();
1000                 if ((flags & C_HARDCLOCK) == 0)
1001                         to_sbt += tick_sbt;
1002         } else
1003                 to_sbt = sbinuptime();
1004         if (SBT_MAX - to_sbt < sbt)
1005                 to_sbt = SBT_MAX;
1006         else
1007                 to_sbt += sbt;
1008         *res = to_sbt;
1009         to_pr = ((C_PRELGET(flags) < 0) ? sbt >> tc_precexp :
1010             sbt >> C_PRELGET(flags));
1011         *prec_res = to_pr > precision ? to_pr : precision;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * New interface; clients allocate their own callout structures.
1016  *
1017  * callout_reset() - establish or change a timeout
1018  * callout_stop() - disestablish a timeout
1019  * callout_init() - initialize a callout structure so that it can
1020  *      safely be passed to callout_reset() and callout_stop()
1021  *
1022  * <sys/callout.h> defines three convenience macros:
1023  *
1024  * callout_active() - returns truth if callout has not been stopped,
1025  *      drained, or deactivated since the last time the callout was
1026  *      reset.
1027  * callout_pending() - returns truth if callout is still waiting for timeout
1028  * callout_deactivate() - marks the callout as having been serviced
1029  */
1030 int
1031 callout_reset_sbt_on(struct callout *c, sbintime_t sbt, sbintime_t prec,
1032     callout_func_t *ftn, void *arg, int cpu, int flags)
1033 {
1034         sbintime_t to_sbt, precision;
1035         struct callout_cpu *cc;
1036         int cancelled, direct;
1037         int ignore_cpu=0;
1038
1039         cancelled = 0;
1040         if (cpu == -1) {
1041                 ignore_cpu = 1;
1042         } else if ((cpu >= MAXCPU) ||
1043                    ((CC_CPU(cpu))->cc_inited == 0)) {
1044                 /* Invalid CPU spec */
1045                 panic("Invalid CPU in callout %d", cpu);
1046         }
1047         callout_when(sbt, prec, flags, &to_sbt, &precision);
1048
1049         /* 
1050          * This flag used to be added by callout_cc_add, but the
1051          * first time you call this we could end up with the
1052          * wrong direct flag if we don't do it before we add.
1053          */
1054         if (flags & C_DIRECT_EXEC) {
1055                 direct = 1;
1056         } else {
1057                 direct = 0;
1058         }
1059         KASSERT(!direct || c->c_lock == NULL,
1060             ("%s: direct callout %p has lock", __func__, c));
1061         cc = callout_lock(c);
1062         /*
1063          * Don't allow migration of pre-allocated callouts lest they
1064          * become unbalanced or handle the case where the user does
1065          * not care. 
1066          */
1067         if ((c->c_iflags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC) ||
1068             ignore_cpu) {
1069                 cpu = c->c_cpu;
1070         }
1071
1072         if (cc_exec_curr(cc, direct) == c) {
1073                 /*
1074                  * We're being asked to reschedule a callout which is
1075                  * currently in progress.  If there is a lock then we
1076                  * can cancel the callout if it has not really started.
1077                  */
1078                 if (c->c_lock != NULL && !cc_exec_cancel(cc, direct))
1079                         cancelled = cc_exec_cancel(cc, direct) = true;
1080                 if (cc_exec_waiting(cc, direct) || cc_exec_drain(cc, direct)) {
1081                         /*
1082                          * Someone has called callout_drain to kill this
1083                          * callout.  Don't reschedule.
1084                          */
1085                         CTR4(KTR_CALLOUT, "%s %p func %p arg %p",
1086                             cancelled ? "cancelled" : "failed to cancel",
1087                             c, c->c_func, c->c_arg);
1088                         CC_UNLOCK(cc);
1089                         return (cancelled);
1090                 }
1091 #ifdef SMP
1092                 if (callout_migrating(c)) {
1093                         /* 
1094                          * This only occurs when a second callout_reset_sbt_on
1095                          * is made after a previous one moved it into
1096                          * deferred migration (below). Note we do *not* change
1097                          * the prev_cpu even though the previous target may
1098                          * be different.
1099                          */
1100                         cc_migration_cpu(cc, direct) = cpu;
1101                         cc_migration_time(cc, direct) = to_sbt;
1102                         cc_migration_prec(cc, direct) = precision;
1103                         cc_migration_func(cc, direct) = ftn;
1104                         cc_migration_arg(cc, direct) = arg;
1105                         cancelled = 1;
1106                         CC_UNLOCK(cc);
1107                         return (cancelled);
1108                 }
1109 #endif
1110         }
1111         if (c->c_iflags & CALLOUT_PENDING) {
1112                 if ((c->c_iflags & CALLOUT_PROCESSED) == 0) {
1113                         if (cc_exec_next(cc) == c)
1114                                 cc_exec_next(cc) = LIST_NEXT(c, c_links.le);
1115                         LIST_REMOVE(c, c_links.le);
1116                 } else {
1117                         TAILQ_REMOVE(&cc->cc_expireq, c, c_links.tqe);
1118                 }
1119                 cancelled = 1;
1120                 c->c_iflags &= ~ CALLOUT_PENDING;
1121                 c->c_flags &= ~ CALLOUT_ACTIVE;
1122         }
1123
1124 #ifdef SMP
1125         /*
1126          * If the callout must migrate try to perform it immediately.
1127          * If the callout is currently running, just defer the migration
1128          * to a more appropriate moment.
1129          */
1130         if (c->c_cpu != cpu) {
1131                 if (cc_exec_curr(cc, direct) == c) {
1132                         /* 
1133                          * Pending will have been removed since we are
1134                          * actually executing the callout on another
1135                          * CPU. That callout should be waiting on the
1136                          * lock the caller holds. If we set both
1137                          * active/and/pending after we return and the
1138                          * lock on the executing callout proceeds, it
1139                          * will then see pending is true and return.
1140                          * At the return from the actual callout execution
1141                          * the migration will occur in softclock_call_cc
1142                          * and this new callout will be placed on the 
1143                          * new CPU via a call to callout_cpu_switch() which
1144                          * will get the lock on the right CPU followed
1145                          * by a call callout_cc_add() which will add it there.
1146                          * (see above in softclock_call_cc()).
1147                          */
1148                         cc_migration_cpu(cc, direct) = cpu;
1149                         cc_migration_time(cc, direct) = to_sbt;
1150                         cc_migration_prec(cc, direct) = precision;
1151                         cc_migration_func(cc, direct) = ftn;
1152                         cc_migration_arg(cc, direct) = arg;
1153                         c->c_iflags |= (CALLOUT_DFRMIGRATION | CALLOUT_PENDING);
1154                         c->c_flags |= CALLOUT_ACTIVE;
1155                         CTR6(KTR_CALLOUT,
1156                     "migration of %p func %p arg %p in %d.%08x to %u deferred",
1157                             c, c->c_func, c->c_arg, (int)(to_sbt >> 32),
1158                             (u_int)(to_sbt & 0xffffffff), cpu);
1159                         CC_UNLOCK(cc);
1160                         return (cancelled);
1161                 }
1162                 cc = callout_cpu_switch(c, cc, cpu);
1163         }
1164 #endif
1165
1166         callout_cc_add(c, cc, to_sbt, precision, ftn, arg, cpu, flags);
1167         CTR6(KTR_CALLOUT, "%sscheduled %p func %p arg %p in %d.%08x",
1168             cancelled ? "re" : "", c, c->c_func, c->c_arg, (int)(to_sbt >> 32),
1169             (u_int)(to_sbt & 0xffffffff));
1170         CC_UNLOCK(cc);
1171
1172         return (cancelled);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Common idioms that can be optimized in the future.
1177  */
1178 int
1179 callout_schedule_on(struct callout *c, int to_ticks, int cpu)
1180 {
1181         return callout_reset_on(c, to_ticks, c->c_func, c->c_arg, cpu);
1182 }
1183
1184 int
1185 callout_schedule(struct callout *c, int to_ticks)
1186 {
1187         return callout_reset_on(c, to_ticks, c->c_func, c->c_arg, c->c_cpu);
1188 }
1189
1190 int
1191 _callout_stop_safe(struct callout *c, int flags, callout_func_t *drain)
1192 {
1193         struct callout_cpu *cc, *old_cc;
1194         struct lock_class *class;
1195         int direct, sq_locked, use_lock;
1196         int cancelled, not_on_a_list;
1197
1198         if ((flags & CS_DRAIN) != 0)
1199                 WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, c->c_lock,
1200                     "calling %s", __func__);
1201
1202         /*
1203          * Some old subsystems don't hold Giant while running a callout_stop(),
1204          * so just discard this check for the moment.
1205          */
1206         if ((flags & CS_DRAIN) == 0 && c->c_lock != NULL) {
1207                 if (c->c_lock == &Giant.lock_object)
1208                         use_lock = mtx_owned(&Giant);
1209                 else {
1210                         use_lock = 1;
1211                         class = LOCK_CLASS(c->c_lock);
1212                         class->lc_assert(c->c_lock, LA_XLOCKED);
1213                 }
1214         } else
1215                 use_lock = 0;
1216         if (c->c_iflags & CALLOUT_DIRECT) {
1217                 direct = 1;
1218         } else {
1219                 direct = 0;
1220         }
1221         sq_locked = 0;
1222         old_cc = NULL;
1223 again:
1224         cc = callout_lock(c);
1225
1226         if ((c->c_iflags & (CALLOUT_DFRMIGRATION | CALLOUT_PENDING)) ==
1227             (CALLOUT_DFRMIGRATION | CALLOUT_PENDING) &&
1228             ((c->c_flags & CALLOUT_ACTIVE) == CALLOUT_ACTIVE)) {
1229                 /*
1230                  * Special case where this slipped in while we
1231                  * were migrating *as* the callout is about to
1232                  * execute. The caller probably holds the lock
1233                  * the callout wants.
1234                  *
1235                  * Get rid of the migration first. Then set
1236                  * the flag that tells this code *not* to
1237                  * try to remove it from any lists (its not
1238                  * on one yet). When the callout wheel runs,
1239                  * it will ignore this callout.
1240                  */
1241                 c->c_iflags &= ~CALLOUT_PENDING;
1242                 c->c_flags &= ~CALLOUT_ACTIVE;
1243                 not_on_a_list = 1;
1244         } else {
1245                 not_on_a_list = 0;
1246         }
1247
1248         /*
1249          * If the callout was migrating while the callout cpu lock was
1250          * dropped,  just drop the sleepqueue lock and check the states
1251          * again.
1252          */
1253         if (sq_locked != 0 && cc != old_cc) {
1254 #ifdef SMP
1255                 CC_UNLOCK(cc);
1256                 sleepq_release(&cc_exec_waiting(old_cc, direct));
1257                 sq_locked = 0;
1258                 old_cc = NULL;
1259                 goto again;
1260 #else
1261                 panic("migration should not happen");
1262 #endif
1263         }
1264
1265         /*
1266          * If the callout is running, try to stop it or drain it.
1267          */
1268         if (cc_exec_curr(cc, direct) == c) {
1269                 /*
1270                  * Succeed we to stop it or not, we must clear the
1271                  * active flag - this is what API users expect.  If we're
1272                  * draining and the callout is currently executing, first wait
1273                  * until it finishes.
1274                  */
1275                 if ((flags & CS_DRAIN) == 0)
1276                         c->c_flags &= ~CALLOUT_ACTIVE;
1277
1278                 if ((flags & CS_DRAIN) != 0) {
1279                         /*
1280                          * The current callout is running (or just
1281                          * about to run) and blocking is allowed, so
1282                          * just wait for the current invocation to
1283                          * finish.
1284                          */
1285                         while (cc_exec_curr(cc, direct) == c) {
1286                                 /*
1287                                  * Use direct calls to sleepqueue interface
1288                                  * instead of cv/msleep in order to avoid
1289                                  * a LOR between cc_lock and sleepqueue
1290                                  * chain spinlocks.  This piece of code
1291                                  * emulates a msleep_spin() call actually.
1292                                  *
1293                                  * If we already have the sleepqueue chain
1294                                  * locked, then we can safely block.  If we
1295                                  * don't already have it locked, however,
1296                                  * we have to drop the cc_lock to lock
1297                                  * it.  This opens several races, so we
1298                                  * restart at the beginning once we have
1299                                  * both locks.  If nothing has changed, then
1300                                  * we will end up back here with sq_locked
1301                                  * set.
1302                                  */
1303                                 if (!sq_locked) {
1304                                         CC_UNLOCK(cc);
1305                                         sleepq_lock(
1306                                             &cc_exec_waiting(cc, direct));
1307                                         sq_locked = 1;
1308                                         old_cc = cc;
1309                                         goto again;
1310                                 }
1311
1312                                 /*
1313                                  * Migration could be cancelled here, but
1314                                  * as long as it is still not sure when it
1315                                  * will be packed up, just let softclock()
1316                                  * take care of it.
1317                                  */
1318                                 cc_exec_waiting(cc, direct) = true;
1319                                 DROP_GIANT();
1320                                 CC_UNLOCK(cc);
1321                                 sleepq_add(
1322                                     &cc_exec_waiting(cc, direct),
1323                                     &cc->cc_lock.lock_object, "codrain",
1324                                     SLEEPQ_SLEEP, 0);
1325                                 sleepq_wait(
1326                                     &cc_exec_waiting(cc, direct),
1327                                              0);
1328                                 sq_locked = 0;
1329                                 old_cc = NULL;
1330
1331                                 /* Reacquire locks previously released. */
1332                                 PICKUP_GIANT();
1333                                 CC_LOCK(cc);
1334                         }
1335                         c->c_flags &= ~CALLOUT_ACTIVE;
1336                 } else if (use_lock &&
1337                            !cc_exec_cancel(cc, direct) && (drain == NULL)) {
1338                         
1339                         /*
1340                          * The current callout is waiting for its
1341                          * lock which we hold.  Cancel the callout
1342                          * and return.  After our caller drops the
1343                          * lock, the callout will be skipped in
1344                          * softclock(). This *only* works with a
1345                          * callout_stop() *not* callout_drain() or
1346                          * callout_async_drain().
1347                          */
1348                         cc_exec_cancel(cc, direct) = true;
1349                         CTR3(KTR_CALLOUT, "cancelled %p func %p arg %p",
1350                             c, c->c_func, c->c_arg);
1351                         KASSERT(!cc_cce_migrating(cc, direct),
1352                             ("callout wrongly scheduled for migration"));
1353                         if (callout_migrating(c)) {
1354                                 c->c_iflags &= ~CALLOUT_DFRMIGRATION;
1355 #ifdef SMP
1356                                 cc_migration_cpu(cc, direct) = CPUBLOCK;
1357                                 cc_migration_time(cc, direct) = 0;
1358                                 cc_migration_prec(cc, direct) = 0;
1359                                 cc_migration_func(cc, direct) = NULL;
1360                                 cc_migration_arg(cc, direct) = NULL;
1361 #endif
1362                         }
1363                         CC_UNLOCK(cc);
1364                         KASSERT(!sq_locked, ("sleepqueue chain locked"));
1365                         return (1);
1366                 } else if (callout_migrating(c)) {
1367                         /*
1368                          * The callout is currently being serviced
1369                          * and the "next" callout is scheduled at
1370                          * its completion with a migration. We remove
1371                          * the migration flag so it *won't* get rescheduled,
1372                          * but we can't stop the one thats running so
1373                          * we return 0.
1374                          */
1375                         c->c_iflags &= ~CALLOUT_DFRMIGRATION;
1376 #ifdef SMP
1377                         /* 
1378                          * We can't call cc_cce_cleanup here since
1379                          * if we do it will remove .ce_curr and
1380                          * its still running. This will prevent a
1381                          * reschedule of the callout when the 
1382                          * execution completes.
1383                          */
1384                         cc_migration_cpu(cc, direct) = CPUBLOCK;
1385                         cc_migration_time(cc, direct) = 0;
1386                         cc_migration_prec(cc, direct) = 0;
1387                         cc_migration_func(cc, direct) = NULL;
1388                         cc_migration_arg(cc, direct) = NULL;
1389 #endif
1390                         CTR3(KTR_CALLOUT, "postponing stop %p func %p arg %p",
1391                             c, c->c_func, c->c_arg);
1392                         if (drain) {
1393                                 cc_exec_drain(cc, direct) = drain;
1394                         }
1395                         CC_UNLOCK(cc);
1396                         return ((flags & CS_EXECUTING) != 0);
1397                 }
1398                 CTR3(KTR_CALLOUT, "failed to stop %p func %p arg %p",
1399                     c, c->c_func, c->c_arg);
1400                 if (drain) {
1401                         cc_exec_drain(cc, direct) = drain;
1402                 }
1403                 KASSERT(!sq_locked, ("sleepqueue chain still locked"));
1404                 cancelled = ((flags & CS_EXECUTING) != 0);
1405         } else
1406                 cancelled = 1;
1407
1408         if (sq_locked)
1409                 sleepq_release(&cc_exec_waiting(cc, direct));
1410
1411         if ((c->c_iflags & CALLOUT_PENDING) == 0) {
1412                 CTR3(KTR_CALLOUT, "failed to stop %p func %p arg %p",
1413                     c, c->c_func, c->c_arg);
1414                 /*
1415                  * For not scheduled and not executing callout return
1416                  * negative value.
1417                  */
1418                 if (cc_exec_curr(cc, direct) != c)
1419                         cancelled = -1;
1420                 CC_UNLOCK(cc);
1421                 return (cancelled);
1422         }
1423
1424         c->c_iflags &= ~CALLOUT_PENDING;
1425         c->c_flags &= ~CALLOUT_ACTIVE;
1426
1427         CTR3(KTR_CALLOUT, "cancelled %p func %p arg %p",
1428             c, c->c_func, c->c_arg);
1429         if (not_on_a_list == 0) {
1430                 if ((c->c_iflags & CALLOUT_PROCESSED) == 0) {
1431                         if (cc_exec_next(cc) == c)
1432                                 cc_exec_next(cc) = LIST_NEXT(c, c_links.le);
1433                         LIST_REMOVE(c, c_links.le);
1434                 } else {
1435                         TAILQ_REMOVE(&cc->cc_expireq, c, c_links.tqe);
1436                 }
1437         }
1438         callout_cc_del(c, cc);
1439         CC_UNLOCK(cc);
1440         return (cancelled);
1441 }
1442
1443 void
1444 callout_init(struct callout *c, int mpsafe)
1445 {
1446         bzero(c, sizeof *c);
1447         if (mpsafe) {
1448                 c->c_lock = NULL;
1449                 c->c_iflags = CALLOUT_RETURNUNLOCKED;
1450         } else {
1451                 c->c_lock = &Giant.lock_object;
1452                 c->c_iflags = 0;
1453         }
1454         c->c_cpu = timeout_cpu;
1455 }
1456
1457 void
1458 _callout_init_lock(struct callout *c, struct lock_object *lock, int flags)
1459 {
1460         bzero(c, sizeof *c);
1461         c->c_lock = lock;
1462         KASSERT((flags & ~(CALLOUT_RETURNUNLOCKED | CALLOUT_SHAREDLOCK)) == 0,
1463             ("callout_init_lock: bad flags %d", flags));
1464         KASSERT(lock != NULL || (flags & CALLOUT_RETURNUNLOCKED) == 0,
1465             ("callout_init_lock: CALLOUT_RETURNUNLOCKED with no lock"));
1466         KASSERT(lock == NULL || !(LOCK_CLASS(lock)->lc_flags &
1467             (LC_SPINLOCK | LC_SLEEPABLE)), ("%s: invalid lock class",
1468             __func__));
1469         c->c_iflags = flags & (CALLOUT_RETURNUNLOCKED | CALLOUT_SHAREDLOCK);
1470         c->c_cpu = timeout_cpu;
1471 }
1472
1473 #ifdef APM_FIXUP_CALLTODO
1474 /* 
1475  * Adjust the kernel calltodo timeout list.  This routine is used after 
1476  * an APM resume to recalculate the calltodo timer list values with the 
1477  * number of hz's we have been sleeping.  The next hardclock() will detect 
1478  * that there are fired timers and run softclock() to execute them.
1479  *
1480  * Please note, I have not done an exhaustive analysis of what code this
1481  * might break.  I am motivated to have my select()'s and alarm()'s that
1482  * have expired during suspend firing upon resume so that the applications
1483  * which set the timer can do the maintanence the timer was for as close
1484  * as possible to the originally intended time.  Testing this code for a 
1485  * week showed that resuming from a suspend resulted in 22 to 25 timers 
1486  * firing, which seemed independent on whether the suspend was 2 hours or
1487  * 2 days.  Your milage may vary.   - Ken Key <key@cs.utk.edu>
1488  */
1489 void
1490 adjust_timeout_calltodo(struct timeval *time_change)
1491 {
1492         struct callout *p;
1493         unsigned long delta_ticks;
1494
1495         /* 
1496          * How many ticks were we asleep?
1497          * (stolen from tvtohz()).
1498          */
1499
1500         /* Don't do anything */
1501         if (time_change->tv_sec < 0)
1502                 return;
1503         else if (time_change->tv_sec <= LONG_MAX / 1000000)
1504                 delta_ticks = howmany(time_change->tv_sec * 1000000 +
1505                     time_change->tv_usec, tick) + 1;
1506         else if (time_change->tv_sec <= LONG_MAX / hz)
1507                 delta_ticks = time_change->tv_sec * hz +
1508                     howmany(time_change->tv_usec, tick) + 1;
1509         else
1510                 delta_ticks = LONG_MAX;
1511
1512         if (delta_ticks > INT_MAX)
1513                 delta_ticks = INT_MAX;
1514
1515         /* 
1516          * Now rip through the timer calltodo list looking for timers
1517          * to expire.
1518          */
1519
1520         /* don't collide with softclock() */
1521         CC_LOCK(cc);
1522         for (p = calltodo.c_next; p != NULL; p = p->c_next) {
1523                 p->c_time -= delta_ticks;
1524
1525                 /* Break if the timer had more time on it than delta_ticks */
1526                 if (p->c_time > 0)
1527                         break;
1528
1529                 /* take back the ticks the timer didn't use (p->c_time <= 0) */
1530                 delta_ticks = -p->c_time;
1531         }
1532         CC_UNLOCK(cc);
1533
1534         return;
1535 }
1536 #endif /* APM_FIXUP_CALLTODO */
1537
1538 static int
1539 flssbt(sbintime_t sbt)
1540 {
1541
1542         sbt += (uint64_t)sbt >> 1;
1543         if (sizeof(long) >= sizeof(sbintime_t))
1544                 return (flsl(sbt));
1545         if (sbt >= SBT_1S)
1546                 return (flsl(((uint64_t)sbt) >> 32) + 32);
1547         return (flsl(sbt));
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Dump immediate statistic snapshot of the scheduled callouts.
1552  */
1553 static int
1554 sysctl_kern_callout_stat(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1555 {
1556         struct callout *tmp;
1557         struct callout_cpu *cc;
1558         struct callout_list *sc;
1559         sbintime_t maxpr, maxt, medpr, medt, now, spr, st, t;
1560         int ct[64], cpr[64], ccpbk[32];
1561         int error, val, i, count, tcum, pcum, maxc, c, medc;
1562 #ifdef SMP
1563         int cpu;
1564 #endif
1565
1566         val = 0;
1567         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1568         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1569                 return (error);
1570         count = maxc = 0;
1571         st = spr = maxt = maxpr = 0;
1572         bzero(ccpbk, sizeof(ccpbk));
1573         bzero(ct, sizeof(ct));
1574         bzero(cpr, sizeof(cpr));
1575         now = sbinuptime();
1576 #ifdef SMP
1577         CPU_FOREACH(cpu) {
1578                 cc = CC_CPU(cpu);
1579 #else
1580                 cc = CC_CPU(timeout_cpu);
1581 #endif
1582                 CC_LOCK(cc);
1583                 for (i = 0; i < callwheelsize; i++) {
1584                         sc = &cc->cc_callwheel[i];
1585                         c = 0;
1586                         LIST_FOREACH(tmp, sc, c_links.le) {
1587                                 c++;
1588                                 t = tmp->c_time - now;
1589                                 if (t < 0)
1590                                         t = 0;
1591                                 st += t / SBT_1US;
1592                                 spr += tmp->c_precision / SBT_1US;
1593                                 if (t > maxt)
1594                                         maxt = t;
1595                                 if (tmp->c_precision > maxpr)
1596                                         maxpr = tmp->c_precision;
1597                                 ct[flssbt(t)]++;
1598                                 cpr[flssbt(tmp->c_precision)]++;
1599                         }
1600                         if (c > maxc)
1601                                 maxc = c;
1602                         ccpbk[fls(c + c / 2)]++;
1603                         count += c;
1604                 }
1605                 CC_UNLOCK(cc);
1606 #ifdef SMP
1607         }
1608 #endif
1609
1610         for (i = 0, tcum = 0; i < 64 && tcum < count / 2; i++)
1611                 tcum += ct[i];
1612         medt = (i >= 2) ? (((sbintime_t)1) << (i - 2)) : 0;
1613         for (i = 0, pcum = 0; i < 64 && pcum < count / 2; i++)
1614                 pcum += cpr[i];
1615         medpr = (i >= 2) ? (((sbintime_t)1) << (i - 2)) : 0;
1616         for (i = 0, c = 0; i < 32 && c < count / 2; i++)
1617                 c += ccpbk[i];
1618         medc = (i >= 2) ? (1 << (i - 2)) : 0;
1619
1620         printf("Scheduled callouts statistic snapshot:\n");
1621         printf("  Callouts: %6d  Buckets: %6d*%-3d  Bucket size: 0.%06ds\n",
1622             count, callwheelsize, mp_ncpus, 1000000 >> CC_HASH_SHIFT);
1623         printf("  C/Bk: med %5d         avg %6d.%06jd  max %6d\n",
1624             medc,
1625             count / callwheelsize / mp_ncpus,
1626             (uint64_t)count * 1000000 / callwheelsize / mp_ncpus % 1000000,
1627             maxc);
1628         printf("  Time: med %5jd.%06jds avg %6jd.%06jds max %6jd.%06jds\n",
1629             medt / SBT_1S, (medt & 0xffffffff) * 1000000 >> 32,
1630             (st / count) / 1000000, (st / count) % 1000000,
1631             maxt / SBT_1S, (maxt & 0xffffffff) * 1000000 >> 32);
1632         printf("  Prec: med %5jd.%06jds avg %6jd.%06jds max %6jd.%06jds\n",
1633             medpr / SBT_1S, (medpr & 0xffffffff) * 1000000 >> 32,
1634             (spr / count) / 1000000, (spr / count) % 1000000,
1635             maxpr / SBT_1S, (maxpr & 0xffffffff) * 1000000 >> 32);
1636         printf("  Distribution:       \tbuckets\t   time\t   tcum\t"
1637             "   prec\t   pcum\n");
1638         for (i = 0, tcum = pcum = 0; i < 64; i++) {
1639                 if (ct[i] == 0 && cpr[i] == 0)
1640                         continue;
1641                 t = (i != 0) ? (((sbintime_t)1) << (i - 1)) : 0;
1642                 tcum += ct[i];
1643                 pcum += cpr[i];
1644                 printf("  %10jd.%06jds\t 2**%d\t%7d\t%7d\t%7d\t%7d\n",
1645                     t / SBT_1S, (t & 0xffffffff) * 1000000 >> 32,
1646                     i - 1 - (32 - CC_HASH_SHIFT),
1647                     ct[i], tcum, cpr[i], pcum);
1648         }
1649         return (error);
1650 }
1651 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, callout_stat,
1652     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE,
1653     0, 0, sysctl_kern_callout_stat, "I",
1654     "Dump immediate statistic snapshot of the scheduled callouts");
1655
1656 #ifdef DDB
1657 static void
1658 _show_callout(struct callout *c)
1659 {
1660
1661         db_printf("callout %p\n", c);
1662 #define C_DB_PRINTF(f, e)       db_printf("   %s = " f "\n", #e, c->e);
1663         db_printf("   &c_links = %p\n", &(c->c_links));
1664         C_DB_PRINTF("%" PRId64, c_time);
1665         C_DB_PRINTF("%" PRId64, c_precision);
1666         C_DB_PRINTF("%p",       c_arg);
1667         C_DB_PRINTF("%p",       c_func);
1668         C_DB_PRINTF("%p",       c_lock);
1669         C_DB_PRINTF("%#x",      c_flags);
1670         C_DB_PRINTF("%#x",      c_iflags);
1671         C_DB_PRINTF("%d",       c_cpu);
1672 #undef  C_DB_PRINTF
1673 }
1674
1675 DB_SHOW_COMMAND(callout, db_show_callout)
1676 {
1677
1678         if (!have_addr) {
1679                 db_printf("usage: show callout <struct callout *>\n");
1680                 return;
1681         }
1682
1683         _show_callout((struct callout *)addr);
1684 }
1685
1686 static void
1687 _show_last_callout(int cpu, int direct, const char *dirstr)
1688 {
1689         struct callout_cpu *cc;
1690         void *func, *arg;
1691
1692         cc = CC_CPU(cpu);
1693         func = cc_exec_last_func(cc, direct);
1694         arg = cc_exec_last_arg(cc, direct);
1695         db_printf("cpu %d last%s callout function: %p ", cpu, dirstr, func);
1696         db_printsym((db_expr_t)func, DB_STGY_ANY);
1697         db_printf("\ncpu %d last%s callout argument: %p\n", cpu, dirstr, arg);
1698 }
1699
1700 DB_SHOW_COMMAND(callout_last, db_show_callout_last)
1701 {
1702         int cpu, last;
1703
1704         if (have_addr) {
1705                 if (addr < 0 || addr > mp_maxid || CPU_ABSENT(addr)) {
1706                         db_printf("no such cpu: %d\n", (int)addr);
1707                         return;
1708                 }
1709                 cpu = last = addr;
1710         } else {
1711                 cpu = 0;
1712                 last = mp_maxid;
1713         }
1714
1715         while (cpu <= last) {
1716                 if (!CPU_ABSENT(cpu)) {
1717                         _show_last_callout(cpu, 0, "");
1718                         _show_last_callout(cpu, 1, " direct");
1719                 }
1720                 cpu++;
1721         }
1722 }
1723 #endif /* DDB */