]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/kern/kern_timeout.c
MFC r234952:
[FreeBSD/stable/9.git] / sys / kern / kern_timeout.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
20  *    without specific prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  *      From: @(#)kern_clock.c  8.5 (Berkeley) 1/21/94
35  */
36
37 #include <sys/cdefs.h>
38 __FBSDID("$FreeBSD$");
39
40 #include "opt_kdtrace.h"
41
42 #include <sys/param.h>
43 #include <sys/systm.h>
44 #include <sys/bus.h>
45 #include <sys/callout.h>
46 #include <sys/condvar.h>
47 #include <sys/interrupt.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/ktr.h>
50 #include <sys/lock.h>
51 #include <sys/malloc.h>
52 #include <sys/mutex.h>
53 #include <sys/proc.h>
54 #include <sys/sdt.h>
55 #include <sys/sleepqueue.h>
56 #include <sys/sysctl.h>
57 #include <sys/smp.h>
58
59 #ifdef SMP
60 #include <machine/cpu.h>
61 #endif
62
63 SDT_PROVIDER_DEFINE(callout_execute);
64 SDT_PROBE_DEFINE(callout_execute, kernel, , callout_start, callout-start);
65 SDT_PROBE_ARGTYPE(callout_execute, kernel, , callout_start, 0,
66     "struct callout *");
67 SDT_PROBE_DEFINE(callout_execute, kernel, , callout_end, callout-end); 
68 SDT_PROBE_ARGTYPE(callout_execute, kernel, , callout_end, 0,
69     "struct callout *");
70
71 static int avg_depth;
72 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_depth, CTLFLAG_RD, &avg_depth, 0,
73     "Average number of items examined per softclock call. Units = 1/1000");
74 static int avg_gcalls;
75 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_gcalls, CTLFLAG_RD, &avg_gcalls, 0,
76     "Average number of Giant callouts made per softclock call. Units = 1/1000");
77 static int avg_lockcalls;
78 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_lockcalls, CTLFLAG_RD, &avg_lockcalls, 0,
79     "Average number of lock callouts made per softclock call. Units = 1/1000");
80 static int avg_mpcalls;
81 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, to_avg_mpcalls, CTLFLAG_RD, &avg_mpcalls, 0,
82     "Average number of MP callouts made per softclock call. Units = 1/1000");
83 /*
84  * TODO:
85  *      allocate more timeout table slots when table overflows.
86  */
87 int callwheelsize, callwheelbits, callwheelmask;
88
89 /*
90  * The callout cpu migration entity represents informations necessary for
91  * describing the migrating callout to the new callout cpu.
92  * The cached informations are very important for deferring migration when
93  * the migrating callout is already running.
94  */
95 struct cc_mig_ent {
96 #ifdef SMP
97         void    (*ce_migration_func)(void *);
98         void    *ce_migration_arg;
99         int     ce_migration_cpu;
100         int     ce_migration_ticks;
101 #endif
102 };
103         
104 /*
105  * There is one struct callout_cpu per cpu, holding all relevant
106  * state for the callout processing thread on the individual CPU.
107  * In particular:
108  *      cc_ticks is incremented once per tick in callout_cpu().
109  *      It tracks the global 'ticks' but in a way that the individual
110  *      threads should not worry about races in the order in which
111  *      hardclock() and hardclock_cpu() run on the various CPUs.
112  *      cc_softclock is advanced in callout_cpu() to point to the
113  *      first entry in cc_callwheel that may need handling. In turn,
114  *      a softclock() is scheduled so it can serve the various entries i
115  *      such that cc_softclock <= i <= cc_ticks .
116  *      XXX maybe cc_softclock and cc_ticks should be volatile ?
117  *
118  *      cc_ticks is also used in callout_reset_cpu() to determine
119  *      when the callout should be served.
120  */
121 struct callout_cpu {
122         struct cc_mig_ent       cc_migrating_entity;
123         struct mtx              cc_lock;
124         struct callout          *cc_callout;
125         struct callout_tailq    *cc_callwheel;
126         struct callout_list     cc_callfree;
127         struct callout          *cc_next;
128         struct callout          *cc_curr;
129         void                    *cc_cookie;
130         int                     cc_ticks;
131         int                     cc_softticks;
132         int                     cc_cancel;
133         int                     cc_waiting;
134         int                     cc_firsttick;
135 };
136
137 #ifdef SMP
138 #define cc_migration_func       cc_migrating_entity.ce_migration_func
139 #define cc_migration_arg        cc_migrating_entity.ce_migration_arg
140 #define cc_migration_cpu        cc_migrating_entity.ce_migration_cpu
141 #define cc_migration_ticks      cc_migrating_entity.ce_migration_ticks
142
143 struct callout_cpu cc_cpu[MAXCPU];
144 #define CPUBLOCK        MAXCPU
145 #define CC_CPU(cpu)     (&cc_cpu[(cpu)])
146 #define CC_SELF()       CC_CPU(PCPU_GET(cpuid))
147 #else
148 struct callout_cpu cc_cpu;
149 #define CC_CPU(cpu)     &cc_cpu
150 #define CC_SELF()       &cc_cpu
151 #endif
152 #define CC_LOCK(cc)     mtx_lock_spin(&(cc)->cc_lock)
153 #define CC_UNLOCK(cc)   mtx_unlock_spin(&(cc)->cc_lock)
154 #define CC_LOCK_ASSERT(cc)      mtx_assert(&(cc)->cc_lock, MA_OWNED)
155
156 static int timeout_cpu;
157 void (*callout_new_inserted)(int cpu, int ticks) = NULL;
158
159 MALLOC_DEFINE(M_CALLOUT, "callout", "Callout datastructures");
160
161 /**
162  * Locked by cc_lock:
163  *   cc_curr         - If a callout is in progress, it is curr_callout.
164  *                     If curr_callout is non-NULL, threads waiting in
165  *                     callout_drain() will be woken up as soon as the
166  *                     relevant callout completes.
167  *   cc_cancel       - Changing to 1 with both callout_lock and c_lock held
168  *                     guarantees that the current callout will not run.
169  *                     The softclock() function sets this to 0 before it
170  *                     drops callout_lock to acquire c_lock, and it calls
171  *                     the handler only if curr_cancelled is still 0 after
172  *                     c_lock is successfully acquired.
173  *   cc_waiting      - If a thread is waiting in callout_drain(), then
174  *                     callout_wait is nonzero.  Set only when
175  *                     curr_callout is non-NULL.
176  */
177
178 /*
179  * Resets the migration entity tied to a specific callout cpu.
180  */
181 static void
182 cc_cme_cleanup(struct callout_cpu *cc)
183 {
184
185 #ifdef SMP
186         cc->cc_migration_cpu = CPUBLOCK;
187         cc->cc_migration_ticks = 0;
188         cc->cc_migration_func = NULL;
189         cc->cc_migration_arg = NULL;
190 #endif
191 }
192
193 /*
194  * Checks if migration is requested by a specific callout cpu.
195  */
196 static int
197 cc_cme_migrating(struct callout_cpu *cc)
198 {
199
200 #ifdef SMP
201         return (cc->cc_migration_cpu != CPUBLOCK);
202 #else
203         return (0);
204 #endif
205 }
206
207 /*
208  * kern_timeout_callwheel_alloc() - kernel low level callwheel initialization 
209  *
210  *      This code is called very early in the kernel initialization sequence,
211  *      and may be called more then once.
212  */
213 caddr_t
214 kern_timeout_callwheel_alloc(caddr_t v)
215 {
216         struct callout_cpu *cc;
217
218         timeout_cpu = PCPU_GET(cpuid);
219         cc = CC_CPU(timeout_cpu);
220         /*
221          * Calculate callout wheel size
222          */
223         for (callwheelsize = 1, callwheelbits = 0;
224              callwheelsize < ncallout;
225              callwheelsize <<= 1, ++callwheelbits)
226                 ;
227         callwheelmask = callwheelsize - 1;
228
229         cc->cc_callout = (struct callout *)v;
230         v = (caddr_t)(cc->cc_callout + ncallout);
231         cc->cc_callwheel = (struct callout_tailq *)v;
232         v = (caddr_t)(cc->cc_callwheel + callwheelsize);
233         return(v);
234 }
235
236 static void
237 callout_cpu_init(struct callout_cpu *cc)
238 {
239         struct callout *c;
240         int i;
241
242         mtx_init(&cc->cc_lock, "callout", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
243         SLIST_INIT(&cc->cc_callfree);
244         for (i = 0; i < callwheelsize; i++) {
245                 TAILQ_INIT(&cc->cc_callwheel[i]);
246         }
247         cc_cme_cleanup(cc);
248         if (cc->cc_callout == NULL)
249                 return;
250         for (i = 0; i < ncallout; i++) {
251                 c = &cc->cc_callout[i];
252                 callout_init(c, 0);
253                 c->c_flags = CALLOUT_LOCAL_ALLOC;
254                 SLIST_INSERT_HEAD(&cc->cc_callfree, c, c_links.sle);
255         }
256 }
257
258 #ifdef SMP
259 /*
260  * Switches the cpu tied to a specific callout.
261  * The function expects a locked incoming callout cpu and returns with
262  * locked outcoming callout cpu.
263  */
264 static struct callout_cpu *
265 callout_cpu_switch(struct callout *c, struct callout_cpu *cc, int new_cpu)
266 {
267         struct callout_cpu *new_cc;
268
269         MPASS(c != NULL && cc != NULL);
270         CC_LOCK_ASSERT(cc);
271
272         /*
273          * Avoid interrupts and preemption firing after the callout cpu
274          * is blocked in order to avoid deadlocks as the new thread
275          * may be willing to acquire the callout cpu lock.
276          */
277         c->c_cpu = CPUBLOCK;
278         spinlock_enter();
279         CC_UNLOCK(cc);
280         new_cc = CC_CPU(new_cpu);
281         CC_LOCK(new_cc);
282         spinlock_exit();
283         c->c_cpu = new_cpu;
284         return (new_cc);
285 }
286 #endif
287
288 /*
289  * kern_timeout_callwheel_init() - initialize previously reserved callwheel
290  *                                 space.
291  *
292  *      This code is called just once, after the space reserved for the
293  *      callout wheel has been finalized.
294  */
295 void
296 kern_timeout_callwheel_init(void)
297 {
298         callout_cpu_init(CC_CPU(timeout_cpu));
299 }
300
301 /*
302  * Start standard softclock thread.
303  */
304 static void
305 start_softclock(void *dummy)
306 {
307         struct callout_cpu *cc;
308 #ifdef SMP
309         int cpu;
310 #endif
311
312         cc = CC_CPU(timeout_cpu);
313         if (swi_add(&clk_intr_event, "clock", softclock, cc, SWI_CLOCK,
314             INTR_MPSAFE, &cc->cc_cookie))
315                 panic("died while creating standard software ithreads");
316 #ifdef SMP
317         CPU_FOREACH(cpu) {
318                 if (cpu == timeout_cpu)
319                         continue;
320                 cc = CC_CPU(cpu);
321                 if (swi_add(NULL, "clock", softclock, cc, SWI_CLOCK,
322                     INTR_MPSAFE, &cc->cc_cookie))
323                         panic("died while creating standard software ithreads");
324                 cc->cc_callout = NULL;  /* Only cpu0 handles timeout(). */
325                 cc->cc_callwheel = malloc(
326                     sizeof(struct callout_tailq) * callwheelsize, M_CALLOUT,
327                     M_WAITOK);
328                 callout_cpu_init(cc);
329         }
330 #endif
331 }
332
333 SYSINIT(start_softclock, SI_SUB_SOFTINTR, SI_ORDER_FIRST, start_softclock, NULL);
334
335 void
336 callout_tick(void)
337 {
338         struct callout_cpu *cc;
339         int need_softclock;
340         int bucket;
341
342         /*
343          * Process callouts at a very low cpu priority, so we don't keep the
344          * relatively high clock interrupt priority any longer than necessary.
345          */
346         need_softclock = 0;
347         cc = CC_SELF();
348         mtx_lock_spin_flags(&cc->cc_lock, MTX_QUIET);
349         cc->cc_firsttick = cc->cc_ticks = ticks;
350         for (; (cc->cc_softticks - cc->cc_ticks) <= 0; cc->cc_softticks++) {
351                 bucket = cc->cc_softticks & callwheelmask;
352                 if (!TAILQ_EMPTY(&cc->cc_callwheel[bucket])) {
353                         need_softclock = 1;
354                         break;
355                 }
356         }
357         mtx_unlock_spin_flags(&cc->cc_lock, MTX_QUIET);
358         /*
359          * swi_sched acquires the thread lock, so we don't want to call it
360          * with cc_lock held; incorrect locking order.
361          */
362         if (need_softclock)
363                 swi_sched(cc->cc_cookie, 0);
364 }
365
366 int
367 callout_tickstofirst(int limit)
368 {
369         struct callout_cpu *cc;
370         struct callout *c;
371         struct callout_tailq *sc;
372         int curticks;
373         int skip = 1;
374
375         cc = CC_SELF();
376         mtx_lock_spin_flags(&cc->cc_lock, MTX_QUIET);
377         curticks = cc->cc_ticks;
378         while( skip < ncallout && skip < limit ) {
379                 sc = &cc->cc_callwheel[ (curticks+skip) & callwheelmask ];
380                 /* search scanning ticks */
381                 TAILQ_FOREACH( c, sc, c_links.tqe ){
382                         if (c->c_time - curticks <= ncallout)
383                                 goto out;
384                 }
385                 skip++;
386         }
387 out:
388         cc->cc_firsttick = curticks + skip;
389         mtx_unlock_spin_flags(&cc->cc_lock, MTX_QUIET);
390         return (skip);
391 }
392
393 static struct callout_cpu *
394 callout_lock(struct callout *c)
395 {
396         struct callout_cpu *cc;
397         int cpu;
398
399         for (;;) {
400                 cpu = c->c_cpu;
401 #ifdef SMP
402                 if (cpu == CPUBLOCK) {
403                         while (c->c_cpu == CPUBLOCK)
404                                 cpu_spinwait();
405                         continue;
406                 }
407 #endif
408                 cc = CC_CPU(cpu);
409                 CC_LOCK(cc);
410                 if (cpu == c->c_cpu)
411                         break;
412                 CC_UNLOCK(cc);
413         }
414         return (cc);
415 }
416
417 static void
418 callout_cc_add(struct callout *c, struct callout_cpu *cc, int to_ticks,
419     void (*func)(void *), void *arg, int cpu)
420 {
421
422         CC_LOCK_ASSERT(cc);
423
424         if (to_ticks <= 0)
425                 to_ticks = 1;
426         c->c_arg = arg;
427         c->c_flags |= (CALLOUT_ACTIVE | CALLOUT_PENDING);
428         c->c_func = func;
429         c->c_time = ticks + to_ticks;
430         TAILQ_INSERT_TAIL(&cc->cc_callwheel[c->c_time & callwheelmask], 
431             c, c_links.tqe);
432         if ((c->c_time - cc->cc_firsttick) < 0 &&
433             callout_new_inserted != NULL) {
434                 cc->cc_firsttick = c->c_time;
435                 (*callout_new_inserted)(cpu,
436                     to_ticks + (ticks - cc->cc_ticks));
437         }
438 }
439
440 /*
441  * The callout mechanism is based on the work of Adam M. Costello and 
442  * George Varghese, published in a technical report entitled "Redesigning
443  * the BSD Callout and Timer Facilities" and modified slightly for inclusion
444  * in FreeBSD by Justin T. Gibbs.  The original work on the data structures
445  * used in this implementation was published by G. Varghese and T. Lauck in
446  * the paper "Hashed and Hierarchical Timing Wheels: Data Structures for
447  * the Efficient Implementation of a Timer Facility" in the Proceedings of
448  * the 11th ACM Annual Symposium on Operating Systems Principles,
449  * Austin, Texas Nov 1987.
450  */
451
452 /*
453  * Software (low priority) clock interrupt.
454  * Run periodic events from timeout queue.
455  */
456 void
457 softclock(void *arg)
458 {
459         struct callout_cpu *cc;
460         struct callout *c;
461         struct callout_tailq *bucket;
462         int curticks;
463         int steps;      /* #steps since we last allowed interrupts */
464         int depth;
465         int mpcalls;
466         int lockcalls;
467         int gcalls;
468 #ifdef DIAGNOSTIC
469         struct bintime bt1, bt2;
470         struct timespec ts2;
471         static uint64_t maxdt = 36893488147419102LL;    /* 2 msec */
472         static timeout_t *lastfunc;
473 #endif
474
475 #ifndef MAX_SOFTCLOCK_STEPS
476 #define MAX_SOFTCLOCK_STEPS 100 /* Maximum allowed value of steps. */
477 #endif /* MAX_SOFTCLOCK_STEPS */
478
479         mpcalls = 0;
480         lockcalls = 0;
481         gcalls = 0;
482         depth = 0;
483         steps = 0;
484         cc = (struct callout_cpu *)arg;
485         CC_LOCK(cc);
486         while (cc->cc_softticks - 1 != cc->cc_ticks) {
487                 /*
488                  * cc_softticks may be modified by hard clock, so cache
489                  * it while we work on a given bucket.
490                  */
491                 curticks = cc->cc_softticks;
492                 cc->cc_softticks++;
493                 bucket = &cc->cc_callwheel[curticks & callwheelmask];
494                 c = TAILQ_FIRST(bucket);
495                 while (c) {
496                         depth++;
497                         if (c->c_time != curticks) {
498                                 c = TAILQ_NEXT(c, c_links.tqe);
499                                 ++steps;
500                                 if (steps >= MAX_SOFTCLOCK_STEPS) {
501                                         cc->cc_next = c;
502                                         /* Give interrupts a chance. */
503                                         CC_UNLOCK(cc);
504                                         ;       /* nothing */
505                                         CC_LOCK(cc);
506                                         c = cc->cc_next;
507                                         steps = 0;
508                                 }
509                         } else {
510                                 void (*c_func)(void *);
511                                 void *c_arg;
512                                 struct lock_class *class;
513                                 struct lock_object *c_lock;
514                                 int c_flags, sharedlock;
515
516                                 cc->cc_next = TAILQ_NEXT(c, c_links.tqe);
517                                 TAILQ_REMOVE(bucket, c, c_links.tqe);
518                                 class = (c->c_lock != NULL) ?
519                                     LOCK_CLASS(c->c_lock) : NULL;
520                                 sharedlock = (c->c_flags & CALLOUT_SHAREDLOCK) ?
521                                     0 : 1;
522                                 c_lock = c->c_lock;
523                                 c_func = c->c_func;
524                                 c_arg = c->c_arg;
525                                 c_flags = c->c_flags;
526                                 if (c->c_flags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC) {
527                                         c->c_flags = CALLOUT_LOCAL_ALLOC;
528                                 } else {
529                                         c->c_flags =
530                                             (c->c_flags & ~CALLOUT_PENDING);
531                                 }
532                                 cc->cc_curr = c;
533                                 cc->cc_cancel = 0;
534                                 CC_UNLOCK(cc);
535                                 if (c_lock != NULL) {
536                                         class->lc_lock(c_lock, sharedlock);
537                                         /*
538                                          * The callout may have been cancelled
539                                          * while we switched locks.
540                                          */
541                                         if (cc->cc_cancel) {
542                                                 class->lc_unlock(c_lock);
543                                                 goto skip;
544                                         }
545                                         /* The callout cannot be stopped now. */
546                                         cc->cc_cancel = 1;
547
548                                         if (c_lock == &Giant.lock_object) {
549                                                 gcalls++;
550                                                 CTR3(KTR_CALLOUT,
551                                                     "callout %p func %p arg %p",
552                                                     c, c_func, c_arg);
553                                         } else {
554                                                 lockcalls++;
555                                                 CTR3(KTR_CALLOUT, "callout lock"
556                                                     " %p func %p arg %p",
557                                                     c, c_func, c_arg);
558                                         }
559                                 } else {
560                                         mpcalls++;
561                                         CTR3(KTR_CALLOUT,
562                                             "callout mpsafe %p func %p arg %p",
563                                             c, c_func, c_arg);
564                                 }
565 #ifdef DIAGNOSTIC
566                                 binuptime(&bt1);
567 #endif
568                                 THREAD_NO_SLEEPING();
569                                 SDT_PROBE(callout_execute, kernel, ,
570                                     callout_start, c, 0, 0, 0, 0);
571                                 c_func(c_arg);
572                                 SDT_PROBE(callout_execute, kernel, ,
573                                     callout_end, c, 0, 0, 0, 0);
574                                 THREAD_SLEEPING_OK();
575 #ifdef DIAGNOSTIC
576                                 binuptime(&bt2);
577                                 bintime_sub(&bt2, &bt1);
578                                 if (bt2.frac > maxdt) {
579                                         if (lastfunc != c_func ||
580                                             bt2.frac > maxdt * 2) {
581                                                 bintime2timespec(&bt2, &ts2);
582                                                 printf(
583                         "Expensive timeout(9) function: %p(%p) %jd.%09ld s\n",
584                                                     c_func, c_arg,
585                                                     (intmax_t)ts2.tv_sec,
586                                                     ts2.tv_nsec);
587                                         }
588                                         maxdt = bt2.frac;
589                                         lastfunc = c_func;
590                                 }
591 #endif
592                                 CTR1(KTR_CALLOUT, "callout %p finished", c);
593                                 if ((c_flags & CALLOUT_RETURNUNLOCKED) == 0)
594                                         class->lc_unlock(c_lock);
595                         skip:
596                                 CC_LOCK(cc);
597                                 /*
598                                  * If the current callout is locally
599                                  * allocated (from timeout(9))
600                                  * then put it on the freelist.
601                                  *
602                                  * Note: we need to check the cached
603                                  * copy of c_flags because if it was not
604                                  * local, then it's not safe to deref the
605                                  * callout pointer.
606                                  */
607                                 if (c_flags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC) {
608                                         KASSERT(c->c_flags ==
609                                             CALLOUT_LOCAL_ALLOC,
610                                             ("corrupted callout"));
611                                         c->c_func = NULL;
612                                         SLIST_INSERT_HEAD(&cc->cc_callfree, c,
613                                             c_links.sle);
614                                 }
615                                 cc->cc_curr = NULL;
616                                 if (cc->cc_waiting) {
617
618                                         /*
619                                          * There is someone waiting for the
620                                          * callout to complete.
621                                          * If the callout was scheduled for
622                                          * migration just cancel it.
623                                          */
624                                         if (cc_cme_migrating(cc))
625                                                 cc_cme_cleanup(cc);
626                                         cc->cc_waiting = 0;
627                                         CC_UNLOCK(cc);
628                                         wakeup(&cc->cc_waiting);
629                                         CC_LOCK(cc);
630                                 } else if (cc_cme_migrating(cc)) {
631 #ifdef SMP
632                                         struct callout_cpu *new_cc;
633                                         void (*new_func)(void *);
634                                         void *new_arg;
635                                         int new_cpu, new_ticks;
636
637                                         /*
638                                          * If the callout was scheduled for
639                                          * migration just perform it now.
640                                          */
641                                         new_cpu = cc->cc_migration_cpu;
642                                         new_ticks = cc->cc_migration_ticks;
643                                         new_func = cc->cc_migration_func;
644                                         new_arg = cc->cc_migration_arg;
645                                         cc_cme_cleanup(cc);
646
647                                         /*
648                                          * Handle deferred callout stops
649                                          */
650                                         if ((c->c_flags & CALLOUT_DFRMIGRATION)
651                                             == 0) {
652                                                 CTR3(KTR_CALLOUT,
653                                         "deferred cancelled %p func %p arg %p",
654                                                     c, new_func, new_arg);
655                                                 if (cc->cc_next == c) {
656                                                         cc->cc_next =
657                                                             TAILQ_NEXT(c,
658                                                             c_links.tqe);
659                                                 }
660                                                 if (c->c_flags &
661                                                     CALLOUT_LOCAL_ALLOC) {
662                                                         c->c_func = NULL;
663                                                         SLIST_INSERT_HEAD(
664                                                             &cc->cc_callfree, c,
665                                                             c_links.sle);
666                                                 }
667                                                 goto nextc;
668                                         } else {
669                                                 c->c_flags &= ~
670                                                     CALLOUT_DFRMIGRATION;
671                                         }
672
673                                         /*
674                                          * It should be assert here that the
675                                          * callout is not destroyed but that
676                                          * is not easy.
677                                          */
678                                         new_cc = callout_cpu_switch(c, cc,
679                                             new_cpu);
680                                         callout_cc_add(c, new_cc, new_ticks,
681                                             new_func, new_arg, new_cpu);
682                                         CC_UNLOCK(new_cc);
683                                         CC_LOCK(cc);
684 #else
685                                         panic("migration should not happen");
686 #endif
687                                 }
688 #ifdef SMP
689 nextc:
690 #endif
691                                 steps = 0;
692                                 c = cc->cc_next;
693                         }
694                 }
695         }
696         avg_depth += (depth * 1000 - avg_depth) >> 8;
697         avg_mpcalls += (mpcalls * 1000 - avg_mpcalls) >> 8;
698         avg_lockcalls += (lockcalls * 1000 - avg_lockcalls) >> 8;
699         avg_gcalls += (gcalls * 1000 - avg_gcalls) >> 8;
700         cc->cc_next = NULL;
701         CC_UNLOCK(cc);
702 }
703
704 /*
705  * timeout --
706  *      Execute a function after a specified length of time.
707  *
708  * untimeout --
709  *      Cancel previous timeout function call.
710  *
711  * callout_handle_init --
712  *      Initialize a handle so that using it with untimeout is benign.
713  *
714  *      See AT&T BCI Driver Reference Manual for specification.  This
715  *      implementation differs from that one in that although an 
716  *      identification value is returned from timeout, the original
717  *      arguments to timeout as well as the identifier are used to
718  *      identify entries for untimeout.
719  */
720 struct callout_handle
721 timeout(ftn, arg, to_ticks)
722         timeout_t *ftn;
723         void *arg;
724         int to_ticks;
725 {
726         struct callout_cpu *cc;
727         struct callout *new;
728         struct callout_handle handle;
729
730         cc = CC_CPU(timeout_cpu);
731         CC_LOCK(cc);
732         /* Fill in the next free callout structure. */
733         new = SLIST_FIRST(&cc->cc_callfree);
734         if (new == NULL)
735                 /* XXX Attempt to malloc first */
736                 panic("timeout table full");
737         SLIST_REMOVE_HEAD(&cc->cc_callfree, c_links.sle);
738         callout_reset(new, to_ticks, ftn, arg);
739         handle.callout = new;
740         CC_UNLOCK(cc);
741
742         return (handle);
743 }
744
745 void
746 untimeout(ftn, arg, handle)
747         timeout_t *ftn;
748         void *arg;
749         struct callout_handle handle;
750 {
751         struct callout_cpu *cc;
752
753         /*
754          * Check for a handle that was initialized
755          * by callout_handle_init, but never used
756          * for a real timeout.
757          */
758         if (handle.callout == NULL)
759                 return;
760
761         cc = callout_lock(handle.callout);
762         if (handle.callout->c_func == ftn && handle.callout->c_arg == arg)
763                 callout_stop(handle.callout);
764         CC_UNLOCK(cc);
765 }
766
767 void
768 callout_handle_init(struct callout_handle *handle)
769 {
770         handle->callout = NULL;
771 }
772
773 /*
774  * New interface; clients allocate their own callout structures.
775  *
776  * callout_reset() - establish or change a timeout
777  * callout_stop() - disestablish a timeout
778  * callout_init() - initialize a callout structure so that it can
779  *      safely be passed to callout_reset() and callout_stop()
780  *
781  * <sys/callout.h> defines three convenience macros:
782  *
783  * callout_active() - returns truth if callout has not been stopped,
784  *      drained, or deactivated since the last time the callout was
785  *      reset.
786  * callout_pending() - returns truth if callout is still waiting for timeout
787  * callout_deactivate() - marks the callout as having been serviced
788  */
789 int
790 callout_reset_on(struct callout *c, int to_ticks, void (*ftn)(void *),
791     void *arg, int cpu)
792 {
793         struct callout_cpu *cc;
794         int cancelled = 0;
795
796         /*
797          * Don't allow migration of pre-allocated callouts lest they
798          * become unbalanced.
799          */
800         if (c->c_flags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC)
801                 cpu = c->c_cpu;
802         cc = callout_lock(c);
803         if (cc->cc_curr == c) {
804                 /*
805                  * We're being asked to reschedule a callout which is
806                  * currently in progress.  If there is a lock then we
807                  * can cancel the callout if it has not really started.
808                  */
809                 if (c->c_lock != NULL && !cc->cc_cancel)
810                         cancelled = cc->cc_cancel = 1;
811                 if (cc->cc_waiting) {
812                         /*
813                          * Someone has called callout_drain to kill this
814                          * callout.  Don't reschedule.
815                          */
816                         CTR4(KTR_CALLOUT, "%s %p func %p arg %p",
817                             cancelled ? "cancelled" : "failed to cancel",
818                             c, c->c_func, c->c_arg);
819                         CC_UNLOCK(cc);
820                         return (cancelled);
821                 }
822         }
823         if (c->c_flags & CALLOUT_PENDING) {
824                 if (cc->cc_next == c) {
825                         cc->cc_next = TAILQ_NEXT(c, c_links.tqe);
826                 }
827                 TAILQ_REMOVE(&cc->cc_callwheel[c->c_time & callwheelmask], c,
828                     c_links.tqe);
829
830                 cancelled = 1;
831                 c->c_flags &= ~(CALLOUT_ACTIVE | CALLOUT_PENDING);
832         }
833
834 #ifdef SMP
835         /*
836          * If the callout must migrate try to perform it immediately.
837          * If the callout is currently running, just defer the migration
838          * to a more appropriate moment.
839          */
840         if (c->c_cpu != cpu) {
841                 if (cc->cc_curr == c) {
842                         cc->cc_migration_cpu = cpu;
843                         cc->cc_migration_ticks = to_ticks;
844                         cc->cc_migration_func = ftn;
845                         cc->cc_migration_arg = arg;
846                         c->c_flags |= CALLOUT_DFRMIGRATION;
847                         CTR5(KTR_CALLOUT,
848                     "migration of %p func %p arg %p in %d to %u deferred",
849                             c, c->c_func, c->c_arg, to_ticks, cpu);
850                         CC_UNLOCK(cc);
851                         return (cancelled);
852                 }
853                 cc = callout_cpu_switch(c, cc, cpu);
854         }
855 #endif
856
857         callout_cc_add(c, cc, to_ticks, ftn, arg, cpu);
858         CTR5(KTR_CALLOUT, "%sscheduled %p func %p arg %p in %d",
859             cancelled ? "re" : "", c, c->c_func, c->c_arg, to_ticks);
860         CC_UNLOCK(cc);
861
862         return (cancelled);
863 }
864
865 /*
866  * Common idioms that can be optimized in the future.
867  */
868 int
869 callout_schedule_on(struct callout *c, int to_ticks, int cpu)
870 {
871         return callout_reset_on(c, to_ticks, c->c_func, c->c_arg, cpu);
872 }
873
874 int
875 callout_schedule(struct callout *c, int to_ticks)
876 {
877         return callout_reset_on(c, to_ticks, c->c_func, c->c_arg, c->c_cpu);
878 }
879
880 int
881 _callout_stop_safe(c, safe)
882         struct  callout *c;
883         int     safe;
884 {
885         struct callout_cpu *cc, *old_cc;
886         struct lock_class *class;
887         int use_lock, sq_locked;
888
889         /*
890          * Some old subsystems don't hold Giant while running a callout_stop(),
891          * so just discard this check for the moment.
892          */
893         if (!safe && c->c_lock != NULL) {
894                 if (c->c_lock == &Giant.lock_object)
895                         use_lock = mtx_owned(&Giant);
896                 else {
897                         use_lock = 1;
898                         class = LOCK_CLASS(c->c_lock);
899                         class->lc_assert(c->c_lock, LA_XLOCKED);
900                 }
901         } else
902                 use_lock = 0;
903
904         sq_locked = 0;
905         old_cc = NULL;
906 again:
907         cc = callout_lock(c);
908
909         /*
910          * If the callout was migrating while the callout cpu lock was
911          * dropped,  just drop the sleepqueue lock and check the states
912          * again.
913          */
914         if (sq_locked != 0 && cc != old_cc) {
915 #ifdef SMP
916                 CC_UNLOCK(cc);
917                 sleepq_release(&old_cc->cc_waiting);
918                 sq_locked = 0;
919                 old_cc = NULL;
920                 goto again;
921 #else
922                 panic("migration should not happen");
923 #endif
924         }
925
926         /*
927          * If the callout isn't pending, it's not on the queue, so
928          * don't attempt to remove it from the queue.  We can try to
929          * stop it by other means however.
930          */
931         if (!(c->c_flags & CALLOUT_PENDING)) {
932                 c->c_flags &= ~CALLOUT_ACTIVE;
933
934                 /*
935                  * If it wasn't on the queue and it isn't the current
936                  * callout, then we can't stop it, so just bail.
937                  */
938                 if (cc->cc_curr != c) {
939                         CTR3(KTR_CALLOUT, "failed to stop %p func %p arg %p",
940                             c, c->c_func, c->c_arg);
941                         CC_UNLOCK(cc);
942                         if (sq_locked)
943                                 sleepq_release(&cc->cc_waiting);
944                         return (0);
945                 }
946
947                 if (safe) {
948                         /*
949                          * The current callout is running (or just
950                          * about to run) and blocking is allowed, so
951                          * just wait for the current invocation to
952                          * finish.
953                          */
954                         while (cc->cc_curr == c) {
955
956                                 /*
957                                  * Use direct calls to sleepqueue interface
958                                  * instead of cv/msleep in order to avoid
959                                  * a LOR between cc_lock and sleepqueue
960                                  * chain spinlocks.  This piece of code
961                                  * emulates a msleep_spin() call actually.
962                                  *
963                                  * If we already have the sleepqueue chain
964                                  * locked, then we can safely block.  If we
965                                  * don't already have it locked, however,
966                                  * we have to drop the cc_lock to lock
967                                  * it.  This opens several races, so we
968                                  * restart at the beginning once we have
969                                  * both locks.  If nothing has changed, then
970                                  * we will end up back here with sq_locked
971                                  * set.
972                                  */
973                                 if (!sq_locked) {
974                                         CC_UNLOCK(cc);
975                                         sleepq_lock(&cc->cc_waiting);
976                                         sq_locked = 1;
977                                         old_cc = cc;
978                                         goto again;
979                                 }
980
981                                 /*
982                                  * Migration could be cancelled here, but
983                                  * as long as it is still not sure when it
984                                  * will be packed up, just let softclock()
985                                  * take care of it.
986                                  */
987                                 cc->cc_waiting = 1;
988                                 DROP_GIANT();
989                                 CC_UNLOCK(cc);
990                                 sleepq_add(&cc->cc_waiting,
991                                     &cc->cc_lock.lock_object, "codrain",
992                                     SLEEPQ_SLEEP, 0);
993                                 sleepq_wait(&cc->cc_waiting, 0);
994                                 sq_locked = 0;
995                                 old_cc = NULL;
996
997                                 /* Reacquire locks previously released. */
998                                 PICKUP_GIANT();
999                                 CC_LOCK(cc);
1000                         }
1001                 } else if (use_lock && !cc->cc_cancel) {
1002                         /*
1003                          * The current callout is waiting for its
1004                          * lock which we hold.  Cancel the callout
1005                          * and return.  After our caller drops the
1006                          * lock, the callout will be skipped in
1007                          * softclock().
1008                          */
1009                         cc->cc_cancel = 1;
1010                         CTR3(KTR_CALLOUT, "cancelled %p func %p arg %p",
1011                             c, c->c_func, c->c_arg);
1012                         KASSERT(!cc_cme_migrating(cc),
1013                             ("callout wrongly scheduled for migration"));
1014                         CC_UNLOCK(cc);
1015                         KASSERT(!sq_locked, ("sleepqueue chain locked"));
1016                         return (1);
1017                 } else if ((c->c_flags & CALLOUT_DFRMIGRATION) != 0) {
1018                         c->c_flags &= ~CALLOUT_DFRMIGRATION;
1019                         CTR3(KTR_CALLOUT, "postponing stop %p func %p arg %p",
1020                             c, c->c_func, c->c_arg);
1021                         CC_UNLOCK(cc);
1022                         return (1);
1023                 }
1024                 CTR3(KTR_CALLOUT, "failed to stop %p func %p arg %p",
1025                     c, c->c_func, c->c_arg);
1026                 CC_UNLOCK(cc);
1027                 KASSERT(!sq_locked, ("sleepqueue chain still locked"));
1028                 return (0);
1029         }
1030         if (sq_locked)
1031                 sleepq_release(&cc->cc_waiting);
1032
1033         c->c_flags &= ~(CALLOUT_ACTIVE | CALLOUT_PENDING);
1034
1035         if (cc->cc_next == c) {
1036                 cc->cc_next = TAILQ_NEXT(c, c_links.tqe);
1037         }
1038         TAILQ_REMOVE(&cc->cc_callwheel[c->c_time & callwheelmask], c,
1039             c_links.tqe);
1040
1041         CTR3(KTR_CALLOUT, "cancelled %p func %p arg %p",
1042             c, c->c_func, c->c_arg);
1043
1044         if (c->c_flags & CALLOUT_LOCAL_ALLOC) {
1045                 c->c_func = NULL;
1046                 SLIST_INSERT_HEAD(&cc->cc_callfree, c, c_links.sle);
1047         }
1048         CC_UNLOCK(cc);
1049         return (1);
1050 }
1051
1052 void
1053 callout_init(c, mpsafe)
1054         struct  callout *c;
1055         int mpsafe;
1056 {
1057         bzero(c, sizeof *c);
1058         if (mpsafe) {
1059                 c->c_lock = NULL;
1060                 c->c_flags = CALLOUT_RETURNUNLOCKED;
1061         } else {
1062                 c->c_lock = &Giant.lock_object;
1063                 c->c_flags = 0;
1064         }
1065         c->c_cpu = timeout_cpu;
1066 }
1067
1068 void
1069 _callout_init_lock(c, lock, flags)
1070         struct  callout *c;
1071         struct  lock_object *lock;
1072         int flags;
1073 {
1074         bzero(c, sizeof *c);
1075         c->c_lock = lock;
1076         KASSERT((flags & ~(CALLOUT_RETURNUNLOCKED | CALLOUT_SHAREDLOCK)) == 0,
1077             ("callout_init_lock: bad flags %d", flags));
1078         KASSERT(lock != NULL || (flags & CALLOUT_RETURNUNLOCKED) == 0,
1079             ("callout_init_lock: CALLOUT_RETURNUNLOCKED with no lock"));
1080         KASSERT(lock == NULL || !(LOCK_CLASS(lock)->lc_flags &
1081             (LC_SPINLOCK | LC_SLEEPABLE)), ("%s: invalid lock class",
1082             __func__));
1083         c->c_flags = flags & (CALLOUT_RETURNUNLOCKED | CALLOUT_SHAREDLOCK);
1084         c->c_cpu = timeout_cpu;
1085 }
1086
1087 #ifdef APM_FIXUP_CALLTODO
1088 /* 
1089  * Adjust the kernel calltodo timeout list.  This routine is used after 
1090  * an APM resume to recalculate the calltodo timer list values with the 
1091  * number of hz's we have been sleeping.  The next hardclock() will detect 
1092  * that there are fired timers and run softclock() to execute them.
1093  *
1094  * Please note, I have not done an exhaustive analysis of what code this
1095  * might break.  I am motivated to have my select()'s and alarm()'s that
1096  * have expired during suspend firing upon resume so that the applications
1097  * which set the timer can do the maintanence the timer was for as close
1098  * as possible to the originally intended time.  Testing this code for a 
1099  * week showed that resuming from a suspend resulted in 22 to 25 timers 
1100  * firing, which seemed independant on whether the suspend was 2 hours or
1101  * 2 days.  Your milage may vary.   - Ken Key <key@cs.utk.edu>
1102  */
1103 void
1104 adjust_timeout_calltodo(time_change)
1105     struct timeval *time_change;
1106 {
1107         register struct callout *p;
1108         unsigned long delta_ticks;
1109
1110         /* 
1111          * How many ticks were we asleep?
1112          * (stolen from tvtohz()).
1113          */
1114
1115         /* Don't do anything */
1116         if (time_change->tv_sec < 0)
1117                 return;
1118         else if (time_change->tv_sec <= LONG_MAX / 1000000)
1119                 delta_ticks = (time_change->tv_sec * 1000000 +
1120                                time_change->tv_usec + (tick - 1)) / tick + 1;
1121         else if (time_change->tv_sec <= LONG_MAX / hz)
1122                 delta_ticks = time_change->tv_sec * hz +
1123                               (time_change->tv_usec + (tick - 1)) / tick + 1;
1124         else
1125                 delta_ticks = LONG_MAX;
1126
1127         if (delta_ticks > INT_MAX)
1128                 delta_ticks = INT_MAX;
1129
1130         /* 
1131          * Now rip through the timer calltodo list looking for timers
1132          * to expire.
1133          */
1134
1135         /* don't collide with softclock() */
1136         CC_LOCK(cc);
1137         for (p = calltodo.c_next; p != NULL; p = p->c_next) {
1138                 p->c_time -= delta_ticks;
1139
1140                 /* Break if the timer had more time on it than delta_ticks */
1141                 if (p->c_time > 0)
1142                         break;
1143
1144                 /* take back the ticks the timer didn't use (p->c_time <= 0) */
1145                 delta_ticks = -p->c_time;
1146         }
1147         CC_UNLOCK(cc);
1148
1149         return;
1150 }
1151 #endif /* APM_FIXUP_CALLTODO */