Update some copyright notices to become more legal compliant.
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_clock.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
3  * Copyright (c) 1997, 1998 Poul-Henning Kamp <phk@FreeBSD.org>
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. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *      @(#)kern_clock.c        8.5 (Berkeley) 1/21/94
41  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_clock.c,v 1.105.2.10 2002/10/17 13:19:40 maxim Exp $
42  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_clock.c,v 1.20 2004/06/28 02:57:11 drhodus Exp $
43  */
44
45 #include "opt_ntp.h"
46
47 #include <sys/param.h>
48 #include <sys/systm.h>
49 #include <sys/dkstat.h>
50 #include <sys/callout.h>
51 #include <sys/kernel.h>
52 #include <sys/proc.h>
53 #include <sys/malloc.h>
54 #include <sys/resourcevar.h>
55 #include <sys/signalvar.h>
56 #include <sys/timex.h>
57 #include <sys/timepps.h>
58 #include <vm/vm.h>
59 #include <sys/lock.h>
60 #include <vm/pmap.h>
61 #include <vm/vm_map.h>
62 #include <sys/sysctl.h>
63 #include <sys/thread2.h>
64
65 #include <machine/cpu.h>
66 #include <machine/limits.h>
67 #include <machine/smp.h>
68
69 #ifdef GPROF
70 #include <sys/gmon.h>
71 #endif
72
73 #ifdef DEVICE_POLLING
74 extern void init_device_poll(void);
75 extern void hardclock_device_poll(void);
76 #endif /* DEVICE_POLLING */
77
78 static void initclocks (void *dummy);
79 SYSINIT(clocks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL)
80
81 /*
82  * Some of these don't belong here, but it's easiest to concentrate them.
83  * Note that cp_time[] counts in microseconds, but most userland programs
84  * just compare relative times against the total by delta.
85  */
86 long cp_time[CPUSTATES];
87
88 SYSCTL_OPAQUE(_kern, OID_AUTO, cp_time, CTLFLAG_RD, &cp_time, sizeof(cp_time),
89     "LU", "CPU time statistics");
90
91 long tk_cancc;
92 long tk_nin;
93 long tk_nout;
94 long tk_rawcc;
95
96 /*
97  * boottime is used to calculate the 'real' uptime.  Do not confuse this with
98  * microuptime().  microtime() is not drift compensated.  The real uptime
99  * with compensation is nanotime() - bootime.  boottime is recalculated
100  * whenever the real time is set based on the compensated elapsed time
101  * in seconds (gd->gd_time_seconds).
102  *
103  * basetime is used to calculate the compensated real time of day.  Chunky
104  * changes to the time, aka settimeofday(), are made by modifying basetime.
105  *
106  * The gd_time_seconds and gd_cpuclock_base fields remain fairly monotonic.
107  * Slight adjustments to gd_cpuclock_base are made to phase-lock it to
108  * the real time.
109  */
110 struct timespec boottime;       /* boot time (realtime) for reference only */
111 struct timespec basetime;       /* base time adjusts uptime -> realtime */
112 time_t time_second;             /* read-only 'passive' uptime in seconds */
113
114 SYSCTL_STRUCT(_kern, KERN_BOOTTIME, boottime, CTLFLAG_RD,
115     &boottime, timeval, "System boottime");
116 SYSCTL_STRUCT(_kern, OID_AUTO, basetime, CTLFLAG_RD,
117     &basetime, timeval, "System basetime");
118
119 static void hardclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
120 static void statclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
121 static void schedclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
122
123 int     ticks;                  /* system master ticks at hz */
124 int64_t nsec_adj;               /* ntpd per-tick adjustment in nsec << 32 */
125 int64_t nsec_acc;               /* accumulator */
126
127 /*
128  * Finish initializing clock frequencies and start all clocks running.
129  */
130 /* ARGSUSED*/
131 static void
132 initclocks(void *dummy)
133 {
134         cpu_initclocks();
135 #ifdef DEVICE_POLLING
136         init_device_poll();
137 #endif
138         /*psratio = profhz / stathz;*/
139         initclocks_pcpu();
140 }
141
142 /*
143  * Called on a per-cpu basis
144  */
145 void
146 initclocks_pcpu(void)
147 {
148         struct globaldata *gd = mycpu;
149
150         crit_enter();
151         if (gd->gd_cpuid == 0) {
152             gd->gd_time_seconds = 1;
153             gd->gd_cpuclock_base = cputimer_count();
154         } else {
155             /* XXX */
156             gd->gd_time_seconds = globaldata_find(0)->gd_time_seconds;
157             gd->gd_cpuclock_base = globaldata_find(0)->gd_cpuclock_base;
158         }
159         systimer_init_periodic(&gd->gd_hardclock, hardclock, NULL, hz);
160         systimer_init_periodic(&gd->gd_statclock, statclock, NULL, stathz);
161         /* XXX correct the frequency for scheduler / estcpu tests */
162         systimer_init_periodic(&gd->gd_schedclock, schedclock, 
163                                 NULL, ESTCPUFREQ); 
164         crit_exit();
165 }
166
167 /*
168  * This sets the current real time of day.  Timespecs are in seconds and
169  * nanoseconds.  We do not mess with gd_time_seconds and gd_cpuclock_base,
170  * instead we adjust basetime so basetime + gd_* results in the current
171  * time of day.  This way the gd_* fields are guarenteed to represent
172  * a monotonically increasing 'uptime' value.
173  */
174 void
175 set_timeofday(struct timespec *ts)
176 {
177         struct timespec ts2;
178
179         /*
180          * XXX SMP / non-atomic basetime updates
181          */
182         crit_enter();
183         nanouptime(&ts2);
184         basetime.tv_sec = ts->tv_sec - ts2.tv_sec;
185         basetime.tv_nsec = ts->tv_nsec - ts2.tv_nsec;
186         if (basetime.tv_nsec < 0) {
187             basetime.tv_nsec += 1000000000;
188             --basetime.tv_sec;
189         }
190         boottime.tv_sec = basetime.tv_sec - mycpu->gd_time_seconds;
191         timedelta = 0;
192         crit_exit();
193 }
194         
195 /*
196  * Each cpu has its own hardclock, but we only increments ticks and softticks
197  * on cpu #0.
198  *
199  * NOTE! systimer! the MP lock might not be held here.  We can only safely
200  * manipulate objects owned by the current cpu.
201  */
202 static void
203 hardclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
204 {
205         sysclock_t cputicks;
206         struct proc *p;
207         struct pstats *pstats;
208         struct globaldata *gd = mycpu;
209
210         /*
211          * Realtime updates are per-cpu.  Note that timer corrections as
212          * returned by microtime() and friends make an additional adjustment
213          * using a system-wise 'basetime', but the running time is always
214          * taken from the per-cpu globaldata area.  Since the same clock
215          * is distributing (XXX SMP) to all cpus, the per-cpu timebases
216          * stay in synch.
217          *
218          * Note that we never allow info->time (aka gd->gd_hardclock.time)
219          * to reverse index gd_cpuclock_base.
220          */
221         cputicks = info->time - gd->gd_cpuclock_base;
222         if (cputicks > cputimer_freq) {
223                 ++gd->gd_time_seconds;
224                 gd->gd_cpuclock_base += cputimer_freq;
225         }
226
227         /*
228          * The system-wide ticks and softticks are only updated by cpu #0.
229          * Callwheel actions are also (at the moment) only handled by cpu #0.
230          * Finally, we also do NTP related timedelta/tickdelta adjustments
231          * by adjusting basetime.
232          */
233         if (gd->gd_cpuid == 0) {
234             struct timespec nts;
235             int leap;
236
237             ++ticks;
238
239 #ifdef DEVICE_POLLING
240             hardclock_device_poll();    /* mpsafe, short and quick */
241 #endif /* DEVICE_POLLING */
242
243             if (TAILQ_FIRST(&callwheel[ticks & callwheelmask]) != NULL) {
244                 setsoftclock();
245             } else if (softticks + 1 == ticks) {
246                 ++softticks;
247             }
248
249 #if 0
250             if (tco->tc_poll_pps) 
251                 tco->tc_poll_pps(tco);
252 #endif
253             /*
254              * Apply adjtime corrections.  At the moment only do this if 
255              * we can get the MP lock to interlock with adjtime's modification
256              * of these variables.  Note that basetime adjustments are not
257              * MP safe either XXX.
258              */
259             if (timedelta != 0 && try_mplock()) {
260                 basetime.tv_nsec += tickdelta * 1000;
261                 if (basetime.tv_nsec >= 1000000000) {
262                     basetime.tv_nsec -= 1000000000;
263                     ++basetime.tv_sec;
264                 } else if (basetime.tv_nsec < 0) {
265                     basetime.tv_nsec += 1000000000;
266                     --basetime.tv_sec;
267                 }
268                 timedelta -= tickdelta;
269                 rel_mplock();
270             }
271
272             /*
273              * Apply per-tick compensation.  ticks_adj adjusts for both
274              * offset and frequency, and could be negative.
275              */
276             if (nsec_adj != 0 && try_mplock()) {
277                 nsec_acc += nsec_adj;
278                 if (nsec_acc >= 0x100000000LL) {
279                     basetime.tv_nsec += nsec_acc >> 32;
280                     nsec_acc = (nsec_acc & 0xFFFFFFFFLL);
281                 } else if (nsec_acc <= -0x100000000LL) {
282                     basetime.tv_nsec -= -nsec_acc >> 32;
283                     nsec_acc = -(-nsec_acc & 0xFFFFFFFFLL);
284                 }
285                 if (basetime.tv_nsec >= 1000000000) {
286                     basetime.tv_nsec -= 1000000000;
287                     ++basetime.tv_sec;
288                 } else if (basetime.tv_nsec < 0) {
289                     basetime.tv_nsec += 1000000000;
290                     --basetime.tv_sec;
291                 }
292                 rel_mplock();
293             }
294
295             /*
296              * If the realtime-adjusted seconds hand rolls over then tell
297              * ntp_update_second() what we did in the last second so it can
298              * calculate what to do in the next second.  It may also add
299              * or subtract a leap second.
300              */
301             getnanotime(&nts);
302             if (time_second != nts.tv_sec) {
303                 leap = ntp_update_second(time_second, &nsec_adj);
304                 basetime.tv_sec += leap;
305                 time_second = nts.tv_sec + leap;
306                 nsec_adj /= hz;
307             }
308         }
309
310         /*
311          * ITimer handling is per-tick, per-cpu.  I don't think psignal()
312          * is mpsafe on curproc, so XXX get the mplock.
313          */
314         if ((p = curproc) != NULL && try_mplock()) {
315                 pstats = p->p_stats;
316                 if (frame && CLKF_USERMODE(frame) &&
317                     timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) &&
318                     itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
319                         psignal(p, SIGVTALRM);
320                 if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value) &&
321                     itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0)
322                         psignal(p, SIGPROF);
323                 rel_mplock();
324         }
325         setdelayed();
326 }
327
328 /*
329  * The statistics clock typically runs at a 125Hz rate, and is intended
330  * to be frequency offset from the hardclock (typ 100Hz).  It is per-cpu.
331  *
332  * NOTE! systimer! the MP lock might not be held here.  We can only safely
333  * manipulate objects owned by the current cpu.
334  *
335  * The stats clock is responsible for grabbing a profiling sample.
336  * Most of the statistics are only used by user-level statistics programs.
337  * The main exceptions are p->p_uticks, p->p_sticks, p->p_iticks, and
338  * p->p_estcpu.
339  *
340  * Like the other clocks, the stat clock is called from what is effectively
341  * a fast interrupt, so the context should be the thread/process that got
342  * interrupted.
343  */
344 static void
345 statclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
346 {
347 #ifdef GPROF
348         struct gmonparam *g;
349         int i;
350 #endif
351         thread_t td;
352         struct proc *p;
353         int bump;
354         struct timeval tv;
355         struct timeval *stv;
356
357         /*
358          * How big was our timeslice relative to the last time?
359          */
360         microuptime(&tv);       /* mpsafe */
361         stv = &mycpu->gd_stattv;
362         if (stv->tv_sec == 0) {
363             bump = 1;
364         } else {
365             bump = tv.tv_usec - stv->tv_usec +
366                 (tv.tv_sec - stv->tv_sec) * 1000000;
367             if (bump < 0)
368                 bump = 0;
369             if (bump > 1000000)
370                 bump = 1000000;
371         }
372         *stv = tv;
373
374         td = curthread;
375         p = td->td_proc;
376
377         if (frame && CLKF_USERMODE(frame)) {
378                 /*
379                  * Came from userland, handle user time and deal with
380                  * possible process.
381                  */
382                 if (p && (p->p_flag & P_PROFIL))
383                         addupc_intr(p, CLKF_PC(frame), 1);
384                 td->td_uticks += bump;
385
386                 /*
387                  * Charge the time as appropriate
388                  */
389                 if (p && p->p_nice > NZERO)
390                         cp_time[CP_NICE] += bump;
391                 else
392                         cp_time[CP_USER] += bump;
393         } else {
394 #ifdef GPROF
395                 /*
396                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
397                  */
398                 g = &_gmonparam;
399                 if (g->state == GMON_PROF_ON && frame) {
400                         i = CLKF_PC(frame) - g->lowpc;
401                         if (i < g->textsize) {
402                                 i /= HISTFRACTION * sizeof(*g->kcount);
403                                 g->kcount[i]++;
404                         }
405                 }
406 #endif
407                 /*
408                  * Came from kernel mode, so we were:
409                  * - handling an interrupt,
410                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
411                  *   user process, or
412                  * - spinning in the idle loop.
413                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
414                  * Note that we charge interrupts to the current process,
415                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
416                  * so that we know how much of its real time was spent
417                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
418                  *
419                  * XXX assume system if frame is NULL.  A NULL frame 
420                  * can occur if ipi processing is done from an splx().
421                  */
422                 if (frame && CLKF_INTR(frame))
423                         td->td_iticks += bump;
424                 else
425                         td->td_sticks += bump;
426
427                 if (frame && CLKF_INTR(frame)) {
428                         cp_time[CP_INTR] += bump;
429                 } else {
430                         if (td == &mycpu->gd_idlethread)
431                                 cp_time[CP_IDLE] += bump;
432                         else
433                                 cp_time[CP_SYS] += bump;
434                 }
435         }
436 }
437
438 /*
439  * The scheduler clock typically runs at a 20Hz rate.  NOTE! systimer,
440  * the MP lock might not be held.  We can safely manipulate parts of curproc
441  * but that's about it.
442  */
443 static void
444 schedclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
445 {
446         struct proc *p;
447         struct pstats *pstats;
448         struct rusage *ru;
449         struct vmspace *vm;
450         long rss;
451
452         schedulerclock(NULL);   /* mpsafe */
453         if ((p = curproc) != NULL) {
454                 /* Update resource usage integrals and maximums. */
455                 if ((pstats = p->p_stats) != NULL &&
456                     (ru = &pstats->p_ru) != NULL &&
457                     (vm = p->p_vmspace) != NULL) {
458                         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize);
459                         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize);
460                         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize);
461                         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
462                         if (ru->ru_maxrss < rss)
463                                 ru->ru_maxrss = rss;
464                 }
465         }
466 }
467
468 /*
469  * Compute number of ticks for the specified amount of time.  The 
470  * return value is intended to be used in a clock interrupt timed
471  * operation and guarenteed to meet or exceed the requested time.
472  * If the representation overflows, return INT_MAX.  The minimum return
473  * value is 1 ticks and the function will average the calculation up.
474  * If any value greater then 0 microseconds is supplied, a value
475  * of at least 2 will be returned to ensure that a near-term clock
476  * interrupt does not cause the timeout to occur (degenerately) early.
477  *
478  * Note that limit checks must take into account microseconds, which is
479  * done simply by using the smaller signed long maximum instead of
480  * the unsigned long maximum.
481  *
482  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
483  * 10ms ticks is 248 days.
484  */
485 int
486 tvtohz_high(struct timeval *tv)
487 {
488         int ticks;
489         long sec, usec;
490
491         sec = tv->tv_sec;
492         usec = tv->tv_usec;
493         if (usec < 0) {
494                 sec--;
495                 usec += 1000000;
496         }
497         if (sec < 0) {
498 #ifdef DIAGNOSTIC
499                 if (usec > 0) {
500                         sec++;
501                         usec -= 1000000;
502                 }
503                 printf("tvotohz: negative time difference %ld sec %ld usec\n",
504                        sec, usec);
505 #endif
506                 ticks = 1;
507         } else if (sec <= INT_MAX / hz) {
508                 ticks = (int)(sec * hz + 
509                             ((u_long)usec + (tick - 1)) / tick) + 1;
510         } else {
511                 ticks = INT_MAX;
512         }
513         return (ticks);
514 }
515
516 /*
517  * Compute number of ticks for the specified amount of time, erroring on
518  * the side of it being too low to ensure that sleeping the returned number
519  * of ticks will not result in a late return.
520  *
521  * The supplied timeval may not be negative and should be normalized.  A
522  * return value of 0 is possible if the timeval converts to less then
523  * 1 tick.
524  *
525  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
526  * 10ms ticks is 248 days.
527  */
528 int
529 tvtohz_low(struct timeval *tv)
530 {
531         int ticks;
532         long sec;
533
534         sec = tv->tv_sec;
535         if (sec <= INT_MAX / hz)
536                 ticks = (int)(sec * hz + (u_long)tv->tv_usec / tick);
537         else
538                 ticks = INT_MAX;
539         return (ticks);
540 }
541
542
543 /*
544  * Start profiling on a process.
545  *
546  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
547  * keeps the profile clock running constantly.
548  */
549 void
550 startprofclock(struct proc *p)
551 {
552         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
553                 p->p_flag |= P_PROFIL;
554 #if 0   /* XXX */
555                 if (++profprocs == 1 && stathz != 0) {
556                         s = splstatclock();
557                         psdiv = psratio;
558                         setstatclockrate(profhz);
559                         splx(s);
560                 }
561 #endif
562         }
563 }
564
565 /*
566  * Stop profiling on a process.
567  */
568 void
569 stopprofclock(struct proc *p)
570 {
571         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
572                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
573 #if 0   /* XXX */
574                 if (--profprocs == 0 && stathz != 0) {
575                         s = splstatclock();
576                         psdiv = 1;
577                         setstatclockrate(stathz);
578                         splx(s);
579                 }
580 #endif
581         }
582 }
583
584 /*
585  * Return information about system clocks.
586  */
587 static int
588 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
589 {
590         struct clockinfo clkinfo;
591         /*
592          * Construct clockinfo structure.
593          */
594         clkinfo.hz = hz;
595         clkinfo.tick = tick;
596         clkinfo.tickadj = tickadj;
597         clkinfo.profhz = profhz;
598         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
599         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
600 }
601
602 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate, CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD,
603         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo","");
604
605 /*
606  * We have eight functions for looking at the clock, four for
607  * microseconds and four for nanoseconds.  For each there is fast
608  * but less precise version "get{nano|micro}[up]time" which will
609  * return a time which is up to 1/HZ previous to the call, whereas
610  * the raw version "{nano|micro}[up]time" will return a timestamp
611  * which is as precise as possible.  The "up" variants return the
612  * time relative to system boot, these are well suited for time
613  * interval measurements.
614  *
615  * Each cpu independantly maintains the current time of day, so all
616  * we need to do to protect ourselves from changes is to do a loop
617  * check on the seconds field changing out from under us.
618  */
619 void
620 getmicrouptime(struct timeval *tvp)
621 {
622         struct globaldata *gd = mycpu;
623         sysclock_t delta;
624
625         do {
626                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
627                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
628         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
629         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
630         if (tvp->tv_usec >= 1000000) {
631                 tvp->tv_usec -= 1000000;
632                 ++tvp->tv_sec;
633         }
634 }
635
636 void
637 getnanouptime(struct timespec *tsp)
638 {
639         struct globaldata *gd = mycpu;
640         sysclock_t delta;
641
642         do {
643                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
644                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
645         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
646         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
647         if (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
648                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
649                 ++tsp->tv_sec;
650         }
651 }
652
653 void
654 microuptime(struct timeval *tvp)
655 {
656         struct globaldata *gd = mycpu;
657         sysclock_t delta;
658
659         do {
660                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
661                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
662         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
663         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
664         if (tvp->tv_usec >= 1000000) {
665                 tvp->tv_usec -= 1000000;
666                 ++tvp->tv_sec;
667         }
668 }
669
670 void
671 nanouptime(struct timespec *tsp)
672 {
673         struct globaldata *gd = mycpu;
674         sysclock_t delta;
675
676         do {
677                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
678                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
679         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
680         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
681         if (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
682                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
683                 ++tsp->tv_sec;
684         }
685 }
686
687 /*
688  * realtime routines
689  */
690
691 void
692 getmicrotime(struct timeval *tvp)
693 {
694         struct globaldata *gd = mycpu;
695         sysclock_t delta;
696
697         do {
698                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
699                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
700         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
701         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
702
703         tvp->tv_sec += basetime.tv_sec;
704         tvp->tv_usec += basetime.tv_nsec / 1000;
705         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
706                 tvp->tv_usec -= 1000000;
707                 ++tvp->tv_sec;
708         }
709 }
710
711 void
712 getnanotime(struct timespec *tsp)
713 {
714         struct globaldata *gd = mycpu;
715         sysclock_t delta;
716
717         do {
718                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
719                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
720         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
721         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
722
723         tsp->tv_sec += basetime.tv_sec;
724         tsp->tv_nsec += basetime.tv_nsec;
725         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
726                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
727                 ++tsp->tv_sec;
728         }
729 }
730
731 void
732 microtime(struct timeval *tvp)
733 {
734         struct globaldata *gd = mycpu;
735         sysclock_t delta;
736
737         do {
738                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
739                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
740         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
741         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
742
743         tvp->tv_sec += basetime.tv_sec;
744         tvp->tv_usec += basetime.tv_nsec / 1000;
745         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
746                 tvp->tv_usec -= 1000000;
747                 ++tvp->tv_sec;
748         }
749 }
750
751 void
752 nanotime(struct timespec *tsp)
753 {
754         struct globaldata *gd = mycpu;
755         sysclock_t delta;
756
757         do {
758                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
759                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
760         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
761         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
762
763         tsp->tv_sec += basetime.tv_sec;
764         tsp->tv_nsec += basetime.tv_nsec;
765         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
766                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
767                 ++tsp->tv_sec;
768         }
769 }
770
771 int
772 pps_ioctl(u_long cmd, caddr_t data, struct pps_state *pps)
773 {
774         pps_params_t *app;
775         struct pps_fetch_args *fapi;
776 #ifdef PPS_SYNC
777         struct pps_kcbind_args *kapi;
778 #endif
779
780         switch (cmd) {
781         case PPS_IOC_CREATE:
782                 return (0);
783         case PPS_IOC_DESTROY:
784                 return (0);
785         case PPS_IOC_SETPARAMS:
786                 app = (pps_params_t *)data;
787                 if (app->mode & ~pps->ppscap)
788                         return (EINVAL);
789                 pps->ppsparam = *app;         
790                 return (0);
791         case PPS_IOC_GETPARAMS:
792                 app = (pps_params_t *)data;
793                 *app = pps->ppsparam;
794                 app->api_version = PPS_API_VERS_1;
795                 return (0);
796         case PPS_IOC_GETCAP:
797                 *(int*)data = pps->ppscap;
798                 return (0);
799         case PPS_IOC_FETCH:
800                 fapi = (struct pps_fetch_args *)data;
801                 if (fapi->tsformat && fapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
802                         return (EINVAL);
803                 if (fapi->timeout.tv_sec || fapi->timeout.tv_nsec)
804                         return (EOPNOTSUPP);
805                 pps->ppsinfo.current_mode = pps->ppsparam.mode;         
806                 fapi->pps_info_buf = pps->ppsinfo;
807                 return (0);
808         case PPS_IOC_KCBIND:
809 #ifdef PPS_SYNC
810                 kapi = (struct pps_kcbind_args *)data;
811                 /* XXX Only root should be able to do this */
812                 if (kapi->tsformat && kapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
813                         return (EINVAL);
814                 if (kapi->kernel_consumer != PPS_KC_HARDPPS)
815                         return (EINVAL);
816                 if (kapi->edge & ~pps->ppscap)
817                         return (EINVAL);
818                 pps->kcmode = kapi->edge;
819                 return (0);
820 #else
821                 return (EOPNOTSUPP);
822 #endif
823         default:
824                 return (ENOTTY);
825         }
826 }
827
828 void
829 pps_init(struct pps_state *pps)
830 {
831         pps->ppscap |= PPS_TSFMT_TSPEC;
832         if (pps->ppscap & PPS_CAPTUREASSERT)
833                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETASSERT;
834         if (pps->ppscap & PPS_CAPTURECLEAR)
835                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETCLEAR;
836 }
837
838 void
839 pps_event(struct pps_state *pps, sysclock_t count, int event)
840 {
841         struct globaldata *gd;
842         struct timespec *tsp;
843         struct timespec *osp;
844         struct timespec ts;
845         sysclock_t *pcount;
846 #ifdef PPS_SYNC
847         sysclock_t tcount;
848 #endif
849         sysclock_t delta;
850         pps_seq_t *pseq;
851         int foff;
852         int fhard;
853
854         gd = mycpu;
855
856         /* Things would be easier with arrays... */
857         if (event == PPS_CAPTUREASSERT) {
858                 tsp = &pps->ppsinfo.assert_timestamp;
859                 osp = &pps->ppsparam.assert_offset;
860                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETASSERT;
861                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTUREASSERT;
862                 pcount = &pps->ppscount[0];
863                 pseq = &pps->ppsinfo.assert_sequence;
864         } else {
865                 tsp = &pps->ppsinfo.clear_timestamp;
866                 osp = &pps->ppsparam.clear_offset;
867                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETCLEAR;
868                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTURECLEAR;
869                 pcount = &pps->ppscount[1];
870                 pseq = &pps->ppsinfo.clear_sequence;
871         }
872
873         /* Nothing really happened */
874         if (*pcount == count)
875                 return;
876
877         *pcount = count;
878
879         do {
880                 ts.tv_sec = gd->gd_time_seconds;
881                 delta = count - gd->gd_cpuclock_base;
882         } while (ts.tv_sec != gd->gd_time_seconds);
883         if (delta > cputimer_freq) {
884                 ts.tv_sec += delta / cputimer_freq;
885                 delta %= cputimer_freq;
886         }
887         ts.tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
888         ts.tv_sec += basetime.tv_sec;
889         ts.tv_nsec += basetime.tv_nsec;
890         while (ts.tv_nsec >= 1000000000) {
891                 ts.tv_nsec -= 1000000000;
892                 ++ts.tv_sec;
893         }
894
895         (*pseq)++;
896         *tsp = ts;
897
898         if (foff) {
899                 timespecadd(tsp, osp);
900                 if (tsp->tv_nsec < 0) {
901                         tsp->tv_nsec += 1000000000;
902                         tsp->tv_sec -= 1;
903                 }
904         }
905 #ifdef PPS_SYNC
906         if (fhard) {
907                 /* magic, at its best... */
908                 tcount = count - pps->ppscount[2];
909                 pps->ppscount[2] = count;
910                 delta = (cputimer_freq64_nsec * tcount) >> 32;
911                 hardpps(tsp, delta);
912         }
913 #endif
914 }
915