sys/kern/kern_clock.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  *      @(#)kern_clock.c        8.5 (Berkeley) 1/21/94
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include "opt_kdb.h"
  41 #include "opt_device_polling.h"
  42 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  43 #include "opt_kdtrace.h"
  44 #include "opt_ntp.h"
  45 #include "opt_watchdog.h"
  46
  47 #include <sys/param.h>
  48 #include <sys/systm.h>
  49 #include <sys/callout.h>
  50 #include <sys/kdb.h>
  51 #include <sys/kernel.h>
  52 #include <sys/kthread.h>
  53 #include <sys/ktr.h>
  54 #include <sys/lock.h>
  55 #include <sys/mutex.h>
  56 #include <sys/proc.h>
  57 #include <sys/resource.h>
  58 #include <sys/resourcevar.h>
  59 #include <sys/sched.h>
  60 #include <sys/sdt.h>
  61 #include <sys/signalvar.h>
  62 #include <sys/sleepqueue.h>
  63 #include <sys/smp.h>
  64 #include <vm/vm.h>
  65 #include <vm/pmap.h>
  66 #include <vm/vm_map.h>
  67 #include <sys/sysctl.h>
  68 #include <sys/bus.h>
  69 #include <sys/interrupt.h>
  70 #include <sys/limits.h>
  71 #include <sys/timetc.h>
  72
  73 #ifdef GPROF
  74 #include <sys/gmon.h>
  75 #endif
  76
  77 #ifdef HWPMC_HOOKS
  78 #include <sys/pmckern.h>
  79 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, hard);
  80 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, stat);
  81 PMC_SOFT_DEFINE_EX( , , clock, prof, \
  82     cpu_startprofclock, cpu_stopprofclock);
  83 #endif
  84
  85 #ifdef DEVICE_POLLING
  86 extern void hardclock_device_poll(void);
  87 #endif /* DEVICE_POLLING */
  88
  89 static void initclocks(void *dummy);
  90 SYSINIT(clocks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL);
  91
  92 /* Spin-lock protecting profiling statistics. */
  93 static struct mtx time_lock;
  94
  95 SDT_PROVIDER_DECLARE(sched);
  96 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , tick, tick, "struct thread *", "struct proc *");
  97
  98 static int
  99 sysctl_kern_cp_time(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 100 {
 101         int error;
 102         long cp_time[CPUSTATES];
 103 #ifdef SCTL_MASK32
 104         int i;
 105         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 106 #endif
 107
 108         read_cpu_time(cp_time);
 109 #ifdef SCTL_MASK32
 110         if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 111                 if (!req->oldptr)
 112                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32));
 113                 for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 114                         cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 115                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 116         } else
 117 #endif
 118         {
 119                 if (!req->oldptr)
 120                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time));
 121                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(cp_time));
 122         }
 123         return error;
 124 }
 125
 126 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_time, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 127     0,0, sysctl_kern_cp_time, "LU", "CPU time statistics");
 128
 129 static long empty[CPUSTATES];
 130
 131 static int
 132 sysctl_kern_cp_times(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 133 {
 134         struct pcpu *pcpu;
 135         int error;
 136         int c;
 137         long *cp_time;
 138 #ifdef SCTL_MASK32
 139         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 140         int i;
 141 #endif
 142
 143         if (!req->oldptr) {
 144 #ifdef SCTL_MASK32
 145                 if (req->flags & SCTL_MASK32)
 146                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32) * (mp_maxid + 1));
 147                 else
 148 #endif
 149                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(long) * CPUSTATES * (mp_maxid + 1));
 150         }
 151         for (error = 0, c = 0; error == 0 && c <= mp_maxid; c++) {
 152                 if (!CPU_ABSENT(c)) {
 153                         pcpu = pcpu_find(c);
 154                         cp_time = pcpu->pc_cp_time;
 155                 } else {
 156                         cp_time = empty;
 157                 }
 158 #ifdef SCTL_MASK32
 159                 if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 160                         for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 161                                 cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 162                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 163                 } else
 164 #endif
 165                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 166         }
 167         return error;
 168 }
 169
 170 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_times, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 171     0,0, sysctl_kern_cp_times, "LU", "per-CPU time statistics");
 172
 173 #ifdef DEADLKRES
 174 static const char *blessed[] = {
 175         "getblk",
 176         "so_snd_sx",
 177         "so_rcv_sx",
 178         NULL
 179 };
 180 static int slptime_threshold = 1800;
 181 static int blktime_threshold = 900;
 182 static int sleepfreq = 3;
 183
 184 static void
 185 deadlkres(void)
 186 {
 187         struct proc *p;
 188         struct thread *td;
 189         void *wchan;
 190         int blkticks, i, slpticks, slptype, tryl, tticks;
 191
 192         tryl = 0;
 193         for (;;) {
 194                 blkticks = blktime_threshold * hz;
 195                 slpticks = slptime_threshold * hz;
 196
 197                 /*
 198                  * Avoid to sleep on the sx_lock in order to avoid a possible
 199                  * priority inversion problem leading to starvation.
 200                  * If the lock can't be held after 100 tries, panic.
 201                  */
 202                 if (!sx_try_slock(&allproc_lock)) {
 203                         if (tryl > 100)
 204                 panic("%s: possible deadlock detected on allproc_lock\n",
 205                                     __func__);
 206                         tryl++;
 207                         pause("allproc", sleepfreq * hz);
 208                         continue;
 209                 }
 210                 tryl = 0;
 211                 FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 212                         PROC_LOCK(p);
 213                         if (p->p_state == PRS_NEW) {
 214                                 PROC_UNLOCK(p);
 215                                 continue;
 216                         }
 217                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 218
 219                                 thread_lock(td);
 220                                 if (TD_ON_LOCK(td)) {
 221
 222                                         /*
 223                                          * The thread should be blocked on a
 224                                          * turnstile, simply check if the
 225                                          * turnstile channel is in good state.
 226                                          */
 227                                         MPASS(td->td_blocked != NULL);
 228
 229                                         tticks = ticks - td->td_blktick;
 230                                         thread_unlock(td);
 231                                         if (tticks > blkticks) {
 232
 233                                                 /*
 234                                                  * Accordingly with provided
 235                                                  * thresholds, this thread is
 236                                                  * stuck for too long on a
 237                                                  * turnstile.
 238                                                  */
 239                                                 PROC_UNLOCK(p);
 240                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 241         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 242                                                     __func__, td, tticks);
 243                                         }
 244                                 } else if (TD_IS_SLEEPING(td) &&
 245                                     TD_ON_SLEEPQ(td)) {
 246
 247                                         /*
 248                                          * Check if the thread is sleeping on a
 249                                          * lock, otherwise skip the check.
 250                                          * Drop the thread lock in order to
 251                                          * avoid a LOR with the sleepqueue
 252                                          * spinlock.
 253                                          */
 254                                         wchan = td->td_wchan;
 255                                         tticks = ticks - td->td_slptick;
 256                                         thread_unlock(td);
 257                                         slptype = sleepq_type(wchan);
 258                                         if ((slptype == SLEEPQ_SX ||
 259                                             slptype == SLEEPQ_LK) &&
 260                                             tticks > slpticks) {
 261
 262                                                 /*
 263                                                  * Accordingly with provided
 264                                                  * thresholds, this thread is
 265                                                  * stuck for too long on a
 266                                                  * sleepqueue.
 267                                                  * However, being on a
 268                                                  * sleepqueue, we might still
 269                                                  * check for the blessed
 270                                                  * list.
 271                                                  */
 272                                                 tryl = 0;
 273                                                 for (i = 0; blessed[i] != NULL;
 274                                                     i++) {
 275                                                         if (!strcmp(blessed[i],
 276                                                             td->td_wmesg)) {
 277                                                                 tryl = 1;
 278                                                                 break;
 279                                                         }
 280                                                 }
 281                                                 if (tryl != 0) {
 282                                                         tryl = 0;
 283                                                         continue;
 284                                                 }
 285                                                 PROC_UNLOCK(p);
 286                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 287         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 288                                                     __func__, td, tticks);
 289                                         }
 290                                 } else
 291                                         thread_unlock(td);
 292                         }
 293                         PROC_UNLOCK(p);
 294                 }
 295                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 296
 297                 /* Sleep for sleepfreq seconds. */
 298                 pause("-", sleepfreq * hz);
 299         }
 300 }
 301
 302 static struct kthread_desc deadlkres_kd = {
 303         "deadlkres",
 304         deadlkres,
 305         (struct thread **)NULL
 306 };
 307
 308 SYSINIT(deadlkres, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_ANY, kthread_start, &deadlkres_kd);
 309
 310 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, deadlkres, CTLFLAG_RW, 0,
 311     "Deadlock resolver");
 312 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, slptime_threshold, CTLFLAG_RW,
 313     &slptime_threshold, 0,
 314     "Number of seconds within is valid to sleep on a sleepqueue");
 315 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, blktime_threshold, CTLFLAG_RW,
 316     &blktime_threshold, 0,
 317     "Number of seconds within is valid to block on a turnstile");
 318 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, sleepfreq, CTLFLAG_RW, &sleepfreq, 0,
 319     "Number of seconds between any deadlock resolver thread run");
 320 #endif  /* DEADLKRES */
 321
 322 void
 323 read_cpu_time(long *cp_time)
 324 {
 325         struct pcpu *pc;
 326         int i, j;
 327
 328         /* Sum up global cp_time[]. */
 329         bzero(cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 330         CPU_FOREACH(i) {
 331                 pc = pcpu_find(i);
 332                 for (j = 0; j < CPUSTATES; j++)
 333                         cp_time[j] += pc->pc_cp_time[j];
 334         }
 335 }
 336
 337 #ifdef SW_WATCHDOG
 338 #include <sys/watchdog.h>
 339
 340 static int watchdog_ticks;
 341 static int watchdog_enabled;
 342 static void watchdog_fire(void);
 343 static void watchdog_config(void *, u_int, int *);
 344 #endif /* SW_WATCHDOG */
 345
 346 /*
 347  * Clock handling routines.
 348  *
 349  * This code is written to operate with two timers that run independently of
 350  * each other.
 351  *
 352  * The main timer, running hz times per second, is used to trigger interval
 353  * timers, timeouts and rescheduling as needed.
 354  *
 355  * The second timer handles kernel and user profiling,
 356  * and does resource use estimation.  If the second timer is programmable,
 357  * it is randomized to avoid aliasing between the two clocks.  For example,
 358  * the randomization prevents an adversary from always giving up the cpu
 359  * just before its quantum expires.  Otherwise, it would never accumulate
 360  * cpu ticks.  The mean frequency of the second timer is stathz.
 361  *
 362  * If no second timer exists, stathz will be zero; in this case we drive
 363  * profiling and statistics off the main clock.  This WILL NOT be accurate;
 364  * do not do it unless absolutely necessary.
 365  *
 366  * The statistics clock may (or may not) be run at a higher rate while
 367  * profiling.  This profile clock runs at profhz.  We require that profhz
 368  * be an integral multiple of stathz.
 369  *
 370  * If the statistics clock is running fast, it must be divided by the ratio
 371  * profhz/stathz for statistics.  (For profiling, every tick counts.)
 372  *
 373  * Time-of-day is maintained using a "timecounter", which may or may
 374  * not be related to the hardware generating the above mentioned
 375  * interrupts.
 376  */
 377
 378 int     stathz;
 379 int     profhz;
 380 int     profprocs;
 381 volatile int    ticks;
 382 int     psratio;
 383
 384 static DPCPU_DEFINE(int, pcputicks);    /* Per-CPU version of ticks. */
 385 static int global_hardclock_run = 0;
 386
 387 /*
 388  * Initialize clock frequencies and start both clocks running.
 389  */
 390 /* ARGSUSED*/
 391 static void
 392 initclocks(dummy)
 393         void *dummy;
 394 {
 395         register int i;
 396
 397         /*
 398          * Set divisors to 1 (normal case) and let the machine-specific
 399          * code do its bit.
 400          */
 401         mtx_init(&time_lock, "time lock", NULL, MTX_DEF);
 402         cpu_initclocks();
 403
 404         /*
 405          * Compute profhz/stathz, and fix profhz if needed.
 406          */
 407         i = stathz ? stathz : hz;
 408         if (profhz == 0)
 409                 profhz = i;
 410         psratio = profhz / i;
 411 #ifdef SW_WATCHDOG
 412         EVENTHANDLER_REGISTER(watchdog_list, watchdog_config, NULL, 0);
 413 #endif
 414 }
 415
 416 /*
 417  * Each time the real-time timer fires, this function is called on all CPUs.
 418  * Note that hardclock() calls hardclock_cpu() for the boot CPU, so only
 419  * the other CPUs in the system need to call this function.
 420  */
 421 void
 422 hardclock_cpu(int usermode)
 423 {
 424         struct pstats *pstats;
 425         struct thread *td = curthread;
 426         struct proc *p = td->td_proc;
 427         int flags;
 428
 429         /*
 430          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 431          */
 432         pstats = p->p_stats;
 433         flags = 0;
 434         if (usermode &&
 435             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 436                 PROC_SLOCK(p);
 437                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
 438                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 439                 PROC_SUNLOCK(p);
 440         }
 441         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 442                 PROC_SLOCK(p);
 443                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0)
 444                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 445                 PROC_SUNLOCK(p);
 446         }
 447         thread_lock(td);
 448         sched_tick(1);
 449         td->td_flags |= flags;
 450         thread_unlock(td);
 451
 452 #ifdef HWPMC_HOOKS
 453         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 454                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 455         if (td->td_intr_frame != NULL)
 456                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 457 #endif
 458         callout_process(sbinuptime());
 459 }
 460
 461 /*
 462  * The real-time timer, interrupting hz times per second.
 463  */
 464 void
 465 hardclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 466 {
 467
 468         atomic_add_int(&ticks, 1);
 469         hardclock_cpu(usermode);
 470         tc_ticktock(1);
 471         cpu_tick_calibration();
 472         /*
 473          * If no separate statistics clock is available, run it from here.
 474          *
 475          * XXX: this only works for UP
 476          */
 477         if (stathz == 0) {
 478                 profclock(usermode, pc);
 479                 statclock(usermode);
 480         }
 481 #ifdef DEVICE_POLLING
 482         hardclock_device_poll();        /* this is very short and quick */
 483 #endif /* DEVICE_POLLING */
 484 #ifdef SW_WATCHDOG
 485         if (watchdog_enabled > 0 && --watchdog_ticks <= 0)
 486                 watchdog_fire();
 487 #endif /* SW_WATCHDOG */
 488 }
 489
 490 void
 491 hardclock_cnt(int cnt, int usermode)
 492 {
 493         struct pstats *pstats;
 494         struct thread *td = curthread;
 495         struct proc *p = td->td_proc;
 496         int *t = DPCPU_PTR(pcputicks);
 497         int flags, global, newticks;
 498 #ifdef SW_WATCHDOG
 499         int i;
 500 #endif /* SW_WATCHDOG */
 501
 502         /*
 503          * Update per-CPU and possibly global ticks values.
 504          */
 505         *t += cnt;
 506         do {
 507                 global = ticks;
 508                 newticks = *t - global;
 509                 if (newticks <= 0) {
 510                         if (newticks < -1)
 511                                 *t = global - 1;
 512                         newticks = 0;
 513                         break;
 514                 }
 515         } while (!atomic_cmpset_int(&ticks, global, *t));
 516
 517         /*
 518          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 519          */
 520         pstats = p->p_stats;
 521         flags = 0;
 522         if (usermode &&
 523             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 524                 PROC_SLOCK(p);
 525                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL],
 526                     tick * cnt) == 0)
 527                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 528                 PROC_SUNLOCK(p);
 529         }
 530         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 531                 PROC_SLOCK(p);
 532                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF],
 533                     tick * cnt) == 0)
 534                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 535                 PROC_SUNLOCK(p);
 536         }
 537         thread_lock(td);
 538         sched_tick(cnt);
 539         td->td_flags |= flags;
 540         thread_unlock(td);
 541
 542 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 543         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 544                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 545         if (td->td_intr_frame != NULL)
 546                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 547 #endif
 548         /* We are in charge to handle this tick duty. */
 549         if (newticks > 0) {
 550                 /* Dangerous and no need to call these things concurrently. */
 551                 if (atomic_cmpset_acq_int(&global_hardclock_run, 0, 1)) {
 552                         tc_ticktock(newticks);
 553 #ifdef DEVICE_POLLING
 554                         /* This is very short and quick. */
 555                         hardclock_device_poll();
 556 #endif /* DEVICE_POLLING */
 557                         atomic_store_rel_int(&global_hardclock_run, 0);
 558                 }
 559 #ifdef SW_WATCHDOG
 560                 if (watchdog_enabled > 0) {
 561                         i = atomic_fetchadd_int(&watchdog_ticks, -newticks);
 562                         if (i > 0 && i <= newticks)
 563                                 watchdog_fire();
 564                 }
 565 #endif /* SW_WATCHDOG */
 566         }
 567         if (curcpu == CPU_FIRST())
 568                 cpu_tick_calibration();
 569 }
 570
 571 void
 572 hardclock_sync(int cpu)
 573 {
 574         int     *t = DPCPU_ID_PTR(cpu, pcputicks);
 575
 576         *t = ticks;
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Compute number of ticks in the specified amount of time.
 581  */
 582 int
 583 tvtohz(tv)
 584         struct timeval *tv;
 585 {
 586         register unsigned long ticks;
 587         register long sec, usec;
 588
 589         /*
 590          * If the number of usecs in the whole seconds part of the time
 591          * difference fits in a long, then the total number of usecs will
 592          * fit in an unsigned long.  Compute the total and convert it to
 593          * ticks, rounding up and adding 1 to allow for the current tick
 594          * to expire.  Rounding also depends on unsigned long arithmetic
 595          * to avoid overflow.
 596          *
 597          * Otherwise, if the number of ticks in the whole seconds part of
 598          * the time difference fits in a long, then convert the parts to
 599          * ticks separately and add, using similar rounding methods and
 600          * overflow avoidance.  This method would work in the previous
 601          * case but it is slightly slower and assumes that hz is integral.
 602          *
 603          * Otherwise, round the time difference down to the maximum
 604          * representable value.
 605          *
 606          * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 607          * 10ms ticks is 248 days.
 608          */
 609         sec = tv->tv_sec;
 610         usec = tv->tv_usec;
 611         if (usec < 0) {
 612                 sec--;
 613                 usec += 1000000;
 614         }
 615         if (sec < 0) {
 616 #ifdef DIAGNOSTIC
 617                 if (usec > 0) {
 618                         sec++;
 619                         usec -= 1000000;
 620                 }
 621                 printf("tvotohz: negative time difference %ld sec %ld usec\n",
 622                        sec, usec);
 623 #endif
 624                 ticks = 1;
 625         } else if (sec <= LONG_MAX / 1000000)
 626                 ticks = (sec * 1000000 + (unsigned long)usec + (tick - 1))
 627                         / tick + 1;
 628         else if (sec <= LONG_MAX / hz)
 629                 ticks = sec * hz
 630                         + ((unsigned long)usec + (tick - 1)) / tick + 1;
 631         else
 632                 ticks = LONG_MAX;
 633         if (ticks > INT_MAX)
 634                 ticks = INT_MAX;
 635         return ((int)ticks);
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Start profiling on a process.
 640  *
 641  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 642  * keeps the profile clock running constantly.
 643  */
 644 void
 645 startprofclock(p)
 646         register struct proc *p;
 647 {
 648
 649         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 650         if (p->p_flag & P_STOPPROF)
 651                 return;
 652         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 653                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 654                 mtx_lock(&time_lock);
 655                 if (++profprocs == 1)
 656                         cpu_startprofclock();
 657                 mtx_unlock(&time_lock);
 658         }
 659 }
 660
 661 /*
 662  * Stop profiling on a process.
 663  */
 664 void
 665 stopprofclock(p)
 666         register struct proc *p;
 667 {
 668
 669         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 670         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 671                 if (p->p_profthreads != 0) {
 672                         p->p_flag |= P_STOPPROF;
 673                         while (p->p_profthreads != 0)
 674                                 msleep(&p->p_profthreads, &p->p_mtx, PPAUSE,
 675                                     "stopprof", 0);
 676                         p->p_flag &= ~P_STOPPROF;
 677                 }
 678                 if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0)
 679                         return;
 680                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 681                 mtx_lock(&time_lock);
 682                 if (--profprocs == 0)
 683                         cpu_stopprofclock();
 684                 mtx_unlock(&time_lock);
 685         }
 686 }
 687
 688 /*
 689  * Statistics clock.  Updates rusage information and calls the scheduler
 690  * to adjust priorities of the active thread.
 691  *
 692  * This should be called by all active processors.
 693  */
 694 void
 695 statclock(int usermode)
 696 {
 697
 698         statclock_cnt(1, usermode);
 699 }
 700
 701 void
 702 statclock_cnt(int cnt, int usermode)
 703 {
 704         struct rusage *ru;
 705         struct vmspace *vm;
 706         struct thread *td;
 707         struct proc *p;
 708         long rss;
 709         long *cp_time;
 710
 711         td = curthread;
 712         p = td->td_proc;
 713
 714         cp_time = (long *)PCPU_PTR(cp_time);
 715         if (usermode) {
 716                 /*
 717                  * Charge the time as appropriate.
 718                  */
 719                 td->td_uticks += cnt;
 720                 if (p->p_nice > NZERO)
 721                         cp_time[CP_NICE] += cnt;
 722                 else
 723                         cp_time[CP_USER] += cnt;
 724         } else {
 725                 /*
 726                  * Came from kernel mode, so we were:
 727                  * - handling an interrupt,
 728                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 729                  *   user process, or
 730                  * - spinning in the idle loop.
 731                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 732                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 733                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 734                  * so that we know how much of its real time was spent
 735                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 736                  */
 737                 if ((td->td_pflags & TDP_ITHREAD) ||
 738                     td->td_intr_nesting_level >= 2) {
 739                         td->td_iticks += cnt;
 740                         cp_time[CP_INTR] += cnt;
 741                 } else {
 742                         td->td_pticks += cnt;
 743                         td->td_sticks += cnt;
 744                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
 745                                 cp_time[CP_SYS] += cnt;
 746                         else
 747                                 cp_time[CP_IDLE] += cnt;
 748                 }
 749         }
 750
 751         /* Update resource usage integrals and maximums. */
 752         MPASS(p->p_vmspace != NULL);
 753         vm = p->p_vmspace;
 754         ru = &td->td_ru;
 755         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize) * cnt;
 756         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize) * cnt;
 757         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize) * cnt;
 758         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 759         if (ru->ru_maxrss < rss)
 760                 ru->ru_maxrss = rss;
 761         KTR_POINT2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "statclock",
 762             "prio:%d", td->td_priority, "stathz:%d", (stathz)?stathz:hz);
 763         SDT_PROBE2(sched, , , tick, td, td->td_proc);
 764         thread_lock_flags(td, MTX_QUIET);
 765         for ( ; cnt > 0; cnt--)
 766                 sched_clock(td);
 767         thread_unlock(td);
 768 #ifdef HWPMC_HOOKS
 769         if (td->td_intr_frame != NULL)
 770                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, stat, td->td_intr_frame);
 771 #endif
 772 }
 773
 774 void
 775 profclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 776 {
 777
 778         profclock_cnt(1, usermode, pc);
 779 }
 780
 781 void
 782 profclock_cnt(int cnt, int usermode, uintfptr_t pc)
 783 {
 784         struct thread *td;
 785 #ifdef GPROF
 786         struct gmonparam *g;
 787         uintfptr_t i;
 788 #endif
 789
 790         td = curthread;
 791         if (usermode) {
 792                 /*
 793                  * Came from user mode; CPU was in user state.
 794                  * If this process is being profiled, record the tick.
 795                  * if there is no related user location yet, don't
 796                  * bother trying to count it.
 797                  */
 798                 if (td->td_proc->p_flag & P_PROFIL)
 799                         addupc_intr(td, pc, cnt);
 800         }
 801 #ifdef GPROF
 802         else {
 803                 /*
 804                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 805                  */
 806                 g = &_gmonparam;
 807                 if (g->state == GMON_PROF_ON && pc >= g->lowpc) {
 808                         i = PC_TO_I(g, pc);
 809                         if (i < g->textsize) {
 810                                 KCOUNT(g, i) += cnt;
 811                         }
 812                 }
 813         }
 814 #endif
 815 #ifdef HWPMC_HOOKS
 816         if (td->td_intr_frame != NULL)
 817                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, prof, td->td_intr_frame);
 818 #endif
 819 }
 820
 821 /*
 822  * Return information about system clocks.
 823  */
 824 static int
 825 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 826 {
 827         struct clockinfo clkinfo;
 828         /*
 829          * Construct clockinfo structure.
 830          */
 831         bzero(&clkinfo, sizeof(clkinfo));
 832         clkinfo.hz = hz;
 833         clkinfo.tick = tick;
 834         clkinfo.profhz = profhz;
 835         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
 836         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 837 }
 838
 839 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate,
 840         CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 841         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo",
 842         "Rate and period of various kernel clocks");
 843
 844 #ifdef SW_WATCHDOG
 845
 846 static void
 847 watchdog_config(void *unused __unused, u_int cmd, int *error)
 848 {
 849         u_int u;
 850
 851         u = cmd & WD_INTERVAL;
 852         if (u >= WD_TO_1SEC) {
 853                 watchdog_ticks = (1 << (u - WD_TO_1SEC)) * hz;
 854                 watchdog_enabled = 1;
 855                 *error = 0;
 856         } else {
 857                 watchdog_enabled = 0;
 858         }
 859 }
 860
 861 /*
 862  * Handle a watchdog timeout by dumping interrupt information and
 863  * then either dropping to DDB or panicking.
 864  */
 865 static void
 866 watchdog_fire(void)
 867 {
 868         int nintr;
 869         uint64_t inttotal;
 870         u_long *curintr;
 871         char *curname;
 872
 873         curintr = intrcnt;
 874         curname = intrnames;
 875         inttotal = 0;
 876         nintr = sintrcnt / sizeof(u_long);
 877
 878         printf("interrupt                   total\n");
 879         while (--nintr >= 0) {
 880                 if (*curintr)
 881                         printf("%-12s %20lu\n", curname, *curintr);
 882                 curname += strlen(curname) + 1;
 883                 inttotal += *curintr++;
 884         }
 885         printf("Total        %20ju\n", (uintmax_t)inttotal);
 886
 887 #if defined(KDB) && !defined(KDB_UNATTENDED)
 888         kdb_backtrace();
 889         kdb_enter(KDB_WHY_WATCHDOG, "watchdog timeout");
 890 #else
 891         panic("watchdog timeout");
 892 #endif
 893 }
 894
 895 #endif /* SW_WATCHDOG */