sys/kern/kern_clock.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * Copyright (c) 1997, 1998 Poul-Henning Kamp <phk@FreeBSD.org>
  35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1991, 1993
  36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  37  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
  38  * All or some portions of this file are derived from material licensed
  39  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
  40  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
  41  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
  42  *
  43  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  44  * modification, are permitted provided that the following conditions
  45  * are met:
  46  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  48  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  49  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  50  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  51  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  52  *    must display the following acknowledgement:
  53  *      This product includes software developed by the University of
  54  *      California, Berkeley and its contributors.
  55  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  56  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  57  *    without specific prior written permission.
  58  *
  59  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  60  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  61  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  62  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  63  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  64  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  65  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  66  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  67  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  68  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  69  * SUCH DAMAGE.
  70  *
  71  *      @(#)kern_clock.c        8.5 (Berkeley) 1/21/94
  72  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_clock.c,v 1.105.2.10 2002/10/17 13:19:40 maxim Exp $
  73  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_clock.c,v 1.62 2008/09/09 04:06:13 dillon Exp $
  74  */
  75
  76 #include "opt_ntp.h"
  77 #include "opt_polling.h"
  78 #include "opt_ifpoll.h"
  79 #include "opt_pctrack.h"
  80
  81 #include <sys/param.h>
  82 #include <sys/systm.h>
  83 #include <sys/callout.h>
  84 #include <sys/kernel.h>
  85 #include <sys/kinfo.h>
  86 #include <sys/proc.h>
  87 #include <sys/malloc.h>
  88 #include <sys/resourcevar.h>
  89 #include <sys/signalvar.h>
  90 #include <sys/timex.h>
  91 #include <sys/timepps.h>
  92 #include <vm/vm.h>
  93 #include <sys/lock.h>
  94 #include <vm/pmap.h>
  95 #include <vm/vm_map.h>
  96 #include <vm/vm_extern.h>
  97 #include <sys/sysctl.h>
  98
  99 #include <sys/thread2.h>
 100 #include <sys/mplock2.h>
 101
 102 #include <machine/cpu.h>
 103 #include <machine/limits.h>
 104 #include <machine/smp.h>
 105 #include <machine/cpufunc.h>
 106 #include <machine/specialreg.h>
 107 #include <machine/clock.h>
 108
 109 #ifdef GPROF
 110 #include <sys/gmon.h>
 111 #endif
 112
 113 #ifdef DEVICE_POLLING
 114 extern void init_device_poll_pcpu(int);
 115 #endif
 116
 117 #ifdef IFPOLL_ENABLE
 118 extern void ifpoll_init_pcpu(int);
 119 #endif
 120
 121 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 122 static void do_pctrack(struct intrframe *frame, int which);
 123 #endif
 124
 125 static void initclocks (void *dummy);
 126 SYSINIT(clocks, SI_BOOT2_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL)
 127
 128 /*
 129  * Some of these don't belong here, but it's easiest to concentrate them.
 130  * Note that cpu_time counts in microseconds, but most userland programs
 131  * just compare relative times against the total by delta.
 132  */
 133 struct kinfo_cputime cputime_percpu[MAXCPU];
 134 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 135 struct kinfo_pcheader cputime_pcheader = { PCTRACK_SIZE, PCTRACK_ARYSIZE };
 136 struct kinfo_pctrack cputime_pctrack[MAXCPU][PCTRACK_SIZE];
 137 #endif
 138
 139 #ifdef SMP
 140 static int
 141 sysctl_cputime(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 142 {
 143         int cpu, error = 0;
 144         size_t size = sizeof(struct kinfo_cputime);
 145
 146         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
 147                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &cputime_percpu[cpu], size)))
 148                         break;
 149         }
 150
 151         return (error);
 152 }
 153 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cputime, (CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD), 0, 0,
 154         sysctl_cputime, "S,kinfo_cputime", "CPU time statistics");
 155 #else
 156 SYSCTL_STRUCT(_kern, OID_AUTO, cputime, CTLFLAG_RD, &cpu_time, kinfo_cputime,
 157     "CPU time statistics");
 158 #endif
 159
 160 /*
 161  * boottime is used to calculate the 'real' uptime.  Do not confuse this with
 162  * microuptime().  microtime() is not drift compensated.  The real uptime
 163  * with compensation is nanotime() - bootime.  boottime is recalculated
 164  * whenever the real time is set based on the compensated elapsed time
 165  * in seconds (gd->gd_time_seconds).
 166  *
 167  * The gd_time_seconds and gd_cpuclock_base fields remain fairly monotonic.
 168  * Slight adjustments to gd_cpuclock_base are made to phase-lock it to
 169  * the real time.
 170  */
 171 struct timespec boottime;       /* boot time (realtime) for reference only */
 172 time_t time_second;             /* read-only 'passive' uptime in seconds */
 173
 174 /*
 175  * basetime is used to calculate the compensated real time of day.  The
 176  * basetime can be modified on a per-tick basis by the adjtime(),
 177  * ntp_adjtime(), and sysctl-based time correction APIs.
 178  *
 179  * Note that frequency corrections can also be made by adjusting
 180  * gd_cpuclock_base.
 181  *
 182  * basetime is a tail-chasing FIFO, updated only by cpu #0.  The FIFO is
 183  * used on both SMP and UP systems to avoid MP races between cpu's and
 184  * interrupt races on UP systems.
 185  */
 186 #define BASETIME_ARYSIZE        16
 187 #define BASETIME_ARYMASK        (BASETIME_ARYSIZE - 1)
 188 static struct timespec basetime[BASETIME_ARYSIZE];
 189 static volatile int basetime_index;
 190
 191 static int
 192 sysctl_get_basetime(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 193 {
 194         struct timespec *bt;
 195         int error;
 196         int index;
 197
 198         /*
 199          * Because basetime data and index may be updated by another cpu,
 200          * a load fence is required to ensure that the data we read has
 201          * not been speculatively read relative to a possibly updated index.
 202          */
 203         index = basetime_index;
 204         cpu_lfence();
 205         bt = &basetime[index];
 206         error = SYSCTL_OUT(req, bt, sizeof(*bt));
 207         return (error);
 208 }
 209
 210 SYSCTL_STRUCT(_kern, KERN_BOOTTIME, boottime, CTLFLAG_RD,
 211     &boottime, timespec, "System boottime");
 212 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, basetime, CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD, 0, 0,
 213     sysctl_get_basetime, "S,timespec", "System basetime");
 214
 215 static void hardclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
 216 static void statclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
 217 static void schedclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
 218 static void getnanotime_nbt(struct timespec *nbt, struct timespec *tsp);
 219
 220 int     ticks;                  /* system master ticks at hz */
 221 int     clocks_running;         /* tsleep/timeout clocks operational */
 222 int64_t nsec_adj;               /* ntpd per-tick adjustment in nsec << 32 */
 223 int64_t nsec_acc;               /* accumulator */
 224
 225 /* NTPD time correction fields */
 226 int64_t ntp_tick_permanent;     /* per-tick adjustment in nsec << 32 */
 227 int64_t ntp_tick_acc;           /* accumulator for per-tick adjustment */
 228 int64_t ntp_delta;              /* one-time correction in nsec */
 229 int64_t ntp_big_delta = 1000000000;
 230 int32_t ntp_tick_delta;         /* current adjustment rate */
 231 int32_t ntp_default_tick_delta; /* adjustment rate for ntp_delta */
 232 time_t  ntp_leap_second;        /* time of next leap second */
 233 int     ntp_leap_insert;        /* whether to insert or remove a second */
 234
 235 /*
 236  * Finish initializing clock frequencies and start all clocks running.
 237  */
 238 /* ARGSUSED*/
 239 static void
 240 initclocks(void *dummy)
 241 {
 242         /*psratio = profhz / stathz;*/
 243         initclocks_pcpu();
 244         clocks_running = 1;
 245 }
 246
 247 /*
 248  * Called on a per-cpu basis
 249  */
 250 void
 251 initclocks_pcpu(void)
 252 {
 253         struct globaldata *gd = mycpu;
 254
 255         crit_enter();
 256         if (gd->gd_cpuid == 0) {
 257             gd->gd_time_seconds = 1;
 258             gd->gd_cpuclock_base = sys_cputimer->count();
 259         } else {
 260             /* XXX */
 261             gd->gd_time_seconds = globaldata_find(0)->gd_time_seconds;
 262             gd->gd_cpuclock_base = globaldata_find(0)->gd_cpuclock_base;
 263         }
 264
 265         systimer_intr_enable();
 266
 267 #ifdef DEVICE_POLLING
 268         init_device_poll_pcpu(gd->gd_cpuid);
 269 #endif
 270
 271 #ifdef IFPOLL_ENABLE
 272         ifpoll_init_pcpu(gd->gd_cpuid);
 273 #endif
 274
 275         /*
 276          * Use a non-queued periodic systimer to prevent multiple ticks from
 277          * building up if the sysclock jumps forward (8254 gets reset).  The
 278          * sysclock will never jump backwards.  Our time sync is based on
 279          * the actual sysclock, not the ticks count.
 280          */
 281         systimer_init_periodic_nq(&gd->gd_hardclock, hardclock, NULL, hz);
 282         systimer_init_periodic_nq(&gd->gd_statclock, statclock, NULL, stathz);
 283         /* XXX correct the frequency for scheduler / estcpu tests */
 284         systimer_init_periodic_nq(&gd->gd_schedclock, schedclock,
 285                                 NULL, ESTCPUFREQ);
 286         crit_exit();
 287 }
 288
 289 /*
 290  * This sets the current real time of day.  Timespecs are in seconds and
 291  * nanoseconds.  We do not mess with gd_time_seconds and gd_cpuclock_base,
 292  * instead we adjust basetime so basetime + gd_* results in the current
 293  * time of day.  This way the gd_* fields are guarenteed to represent
 294  * a monotonically increasing 'uptime' value.
 295  *
 296  * When set_timeofday() is called from userland, the system call forces it
 297  * onto cpu #0 since only cpu #0 can update basetime_index.
 298  */
 299 void
 300 set_timeofday(struct timespec *ts)
 301 {
 302         struct timespec *nbt;
 303         int ni;
 304
 305         /*
 306          * XXX SMP / non-atomic basetime updates
 307          */
 308         crit_enter();
 309         ni = (basetime_index + 1) & BASETIME_ARYMASK;
 310         nbt = &basetime[ni];
 311         nanouptime(nbt);
 312         nbt->tv_sec = ts->tv_sec - nbt->tv_sec;
 313         nbt->tv_nsec = ts->tv_nsec - nbt->tv_nsec;
 314         if (nbt->tv_nsec < 0) {
 315             nbt->tv_nsec += 1000000000;
 316             --nbt->tv_sec;
 317         }
 318
 319         /*
 320          * Note that basetime diverges from boottime as the clock drift is
 321          * compensated for, so we cannot do away with boottime.  When setting
 322          * the absolute time of day the drift is 0 (for an instant) and we
 323          * can simply assign boottime to basetime.
 324          *
 325          * Note that nanouptime() is based on gd_time_seconds which is drift
 326          * compensated up to a point (it is guarenteed to remain monotonically
 327          * increasing).  gd_time_seconds is thus our best uptime guess and
 328          * suitable for use in the boottime calculation.  It is already taken
 329          * into account in the basetime calculation above.
 330          */
 331         boottime.tv_sec = nbt->tv_sec;
 332         ntp_delta = 0;
 333
 334         /*
 335          * We now have a new basetime, make sure all other cpus have it,
 336          * then update the index.
 337          */
 338         cpu_sfence();
 339         basetime_index = ni;
 340
 341         crit_exit();
 342 }
 343
 344 /*
 345  * Each cpu has its own hardclock, but we only increments ticks and softticks
 346  * on cpu #0.
 347  *
 348  * NOTE! systimer! the MP lock might not be held here.  We can only safely
 349  * manipulate objects owned by the current cpu.
 350  */
 351 static void
 352 hardclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
 353 {
 354         sysclock_t cputicks;
 355         struct proc *p;
 356         struct globaldata *gd = mycpu;
 357
 358         /*
 359          * Realtime updates are per-cpu.  Note that timer corrections as
 360          * returned by microtime() and friends make an additional adjustment
 361          * using a system-wise 'basetime', but the running time is always
 362          * taken from the per-cpu globaldata area.  Since the same clock
 363          * is distributing (XXX SMP) to all cpus, the per-cpu timebases
 364          * stay in synch.
 365          *
 366          * Note that we never allow info->time (aka gd->gd_hardclock.time)
 367          * to reverse index gd_cpuclock_base, but that it is possible for
 368          * it to temporarily get behind in the seconds if something in the
 369          * system locks interrupts for a long period of time.  Since periodic
 370          * timers count events, though everything should resynch again
 371          * immediately.
 372          */
 373         cputicks = info->time - gd->gd_cpuclock_base;
 374         if (cputicks >= sys_cputimer->freq) {
 375                 ++gd->gd_time_seconds;
 376                 gd->gd_cpuclock_base += sys_cputimer->freq;
 377         }
 378
 379         /*
 380          * The system-wide ticks counter and NTP related timedelta/tickdelta
 381          * adjustments only occur on cpu #0.  NTP adjustments are accomplished
 382          * by updating basetime.
 383          */
 384         if (gd->gd_cpuid == 0) {
 385             struct timespec *nbt;
 386             struct timespec nts;
 387             int leap;
 388             int ni;
 389
 390             ++ticks;
 391
 392 #if 0
 393             if (tco->tc_poll_pps)
 394                 tco->tc_poll_pps(tco);
 395 #endif
 396
 397             /*
 398              * Calculate the new basetime index.  We are in a critical section
 399              * on cpu #0 and can safely play with basetime_index.  Start
 400              * with the current basetime and then make adjustments.
 401              */
 402             ni = (basetime_index + 1) & BASETIME_ARYMASK;
 403             nbt = &basetime[ni];
 404             *nbt = basetime[basetime_index];
 405
 406             /*
 407              * Apply adjtime corrections.  (adjtime() API)
 408              *
 409              * adjtime() only runs on cpu #0 so our critical section is
 410              * sufficient to access these variables.
 411              */
 412             if (ntp_delta != 0) {
 413                 nbt->tv_nsec += ntp_tick_delta;
 414                 ntp_delta -= ntp_tick_delta;
 415                 if ((ntp_delta > 0 && ntp_delta < ntp_tick_delta) ||
 416                     (ntp_delta < 0 && ntp_delta > ntp_tick_delta)) {
 417                         ntp_tick_delta = ntp_delta;
 418                 }
 419             }
 420
 421             /*
 422              * Apply permanent frequency corrections.  (sysctl API)
 423              */
 424             if (ntp_tick_permanent != 0) {
 425                 ntp_tick_acc += ntp_tick_permanent;
 426                 if (ntp_tick_acc >= (1LL << 32)) {
 427                     nbt->tv_nsec += ntp_tick_acc >> 32;
 428                     ntp_tick_acc -= (ntp_tick_acc >> 32) << 32;
 429                 } else if (ntp_tick_acc <= -(1LL << 32)) {
 430                     /* Negate ntp_tick_acc to avoid shifting the sign bit. */
 431                     nbt->tv_nsec -= (-ntp_tick_acc) >> 32;
 432                     ntp_tick_acc += ((-ntp_tick_acc) >> 32) << 32;
 433                 }
 434             }
 435
 436             if (nbt->tv_nsec >= 1000000000) {
 437                     nbt->tv_sec++;
 438                     nbt->tv_nsec -= 1000000000;
 439             } else if (nbt->tv_nsec < 0) {
 440                     nbt->tv_sec--;
 441                     nbt->tv_nsec += 1000000000;
 442             }
 443
 444             /*
 445              * Another per-tick compensation.  (for ntp_adjtime() API)
 446              */
 447             if (nsec_adj != 0) {
 448                 nsec_acc += nsec_adj;
 449                 if (nsec_acc >= 0x100000000LL) {
 450                     nbt->tv_nsec += nsec_acc >> 32;
 451                     nsec_acc = (nsec_acc & 0xFFFFFFFFLL);
 452                 } else if (nsec_acc <= -0x100000000LL) {
 453                     nbt->tv_nsec -= -nsec_acc >> 32;
 454                     nsec_acc = -(-nsec_acc & 0xFFFFFFFFLL);
 455                 }
 456                 if (nbt->tv_nsec >= 1000000000) {
 457                     nbt->tv_nsec -= 1000000000;
 458                     ++nbt->tv_sec;
 459                 } else if (nbt->tv_nsec < 0) {
 460                     nbt->tv_nsec += 1000000000;
 461                     --nbt->tv_sec;
 462                 }
 463             }
 464
 465             /************************************************************
 466              *                  LEAP SECOND CORRECTION                  *
 467              ************************************************************
 468              *
 469              * Taking into account all the corrections made above, figure
 470              * out the new real time.  If the seconds field has changed
 471              * then apply any pending leap-second corrections.
 472              */
 473             getnanotime_nbt(nbt, &nts);
 474
 475             if (time_second != nts.tv_sec) {
 476                 /*
 477                  * Apply leap second (sysctl API).  Adjust nts for changes
 478                  * so we do not have to call getnanotime_nbt again.
 479                  */
 480                 if (ntp_leap_second) {
 481                     if (ntp_leap_second == nts.tv_sec) {
 482                         if (ntp_leap_insert) {
 483                             nbt->tv_sec++;
 484                             nts.tv_sec++;
 485                         } else {
 486                             nbt->tv_sec--;
 487                             nts.tv_sec--;
 488                         }
 489                         ntp_leap_second--;
 490                     }
 491                 }
 492
 493                 /*
 494                  * Apply leap second (ntp_adjtime() API), calculate a new
 495                  * nsec_adj field.  ntp_update_second() returns nsec_adj
 496                  * as a per-second value but we need it as a per-tick value.
 497                  */
 498                 leap = ntp_update_second(time_second, &nsec_adj);
 499                 nsec_adj /= hz;
 500                 nbt->tv_sec += leap;
 501                 nts.tv_sec += leap;
 502
 503                 /*
 504                  * Update the time_second 'approximate time' global.
 505                  */
 506                 time_second = nts.tv_sec;
 507             }
 508
 509             /*
 510              * Finally, our new basetime is ready to go live!
 511              */
 512             cpu_sfence();
 513             basetime_index = ni;
 514
 515             /*
 516              * Figure out how badly the system is starved for memory
 517              */
 518             vm_fault_ratecheck();
 519         }
 520
 521         /*
 522          * lwkt thread scheduler fair queueing
 523          */
 524         lwkt_fairq_schedulerclock(curthread);
 525
 526         /*
 527          * softticks are handled for all cpus
 528          */
 529         hardclock_softtick(gd);
 530
 531         /*
 532          * The LWKT scheduler will generally allow the current process to
 533          * return to user mode even if there are other runnable LWKT threads
 534          * running in kernel mode on behalf of a user process.  This will
 535          * ensure that those other threads have an opportunity to run in
 536          * fairly short order (but not instantly).
 537          */
 538         need_lwkt_resched();
 539
 540         /*
 541          * ITimer handling is per-tick, per-cpu.  I don't think ksignal()
 542          * is mpsafe on curproc, so XXX get the mplock.
 543          */
 544         if ((p = curproc) != NULL && try_mplock()) {
 545                 if (frame && CLKF_USERMODE(frame) &&
 546                     timevalisset(&p->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) &&
 547                     itimerdecr(&p->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], ustick) == 0)
 548                         ksignal(p, SIGVTALRM);
 549                 if (timevalisset(&p->p_timer[ITIMER_PROF].it_value) &&
 550                     itimerdecr(&p->p_timer[ITIMER_PROF], ustick) == 0)
 551                         ksignal(p, SIGPROF);
 552                 rel_mplock();
 553         }
 554         setdelayed();
 555 }
 556
 557 /*
 558  * The statistics clock typically runs at a 125Hz rate, and is intended
 559  * to be frequency offset from the hardclock (typ 100Hz).  It is per-cpu.
 560  *
 561  * NOTE! systimer! the MP lock might not be held here.  We can only safely
 562  * manipulate objects owned by the current cpu.
 563  *
 564  * The stats clock is responsible for grabbing a profiling sample.
 565  * Most of the statistics are only used by user-level statistics programs.
 566  * The main exceptions are p->p_uticks, p->p_sticks, p->p_iticks, and
 567  * p->p_estcpu.
 568  *
 569  * Like the other clocks, the stat clock is called from what is effectively
 570  * a fast interrupt, so the context should be the thread/process that got
 571  * interrupted.
 572  */
 573 static void
 574 statclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
 575 {
 576 #ifdef GPROF
 577         struct gmonparam *g;
 578         int i;
 579 #endif
 580         thread_t td;
 581         struct proc *p;
 582         int bump;
 583         struct timeval tv;
 584         struct timeval *stv;
 585
 586         /*
 587          * How big was our timeslice relative to the last time?
 588          */
 589         microuptime(&tv);       /* mpsafe */
 590         stv = &mycpu->gd_stattv;
 591         if (stv->tv_sec == 0) {
 592             bump = 1;
 593         } else {
 594             bump = tv.tv_usec - stv->tv_usec +
 595                 (tv.tv_sec - stv->tv_sec) * 1000000;
 596             if (bump < 0)
 597                 bump = 0;
 598             if (bump > 1000000)
 599                 bump = 1000000;
 600         }
 601         *stv = tv;
 602
 603         td = curthread;
 604         p = td->td_proc;
 605
 606         if (frame && CLKF_USERMODE(frame)) {
 607                 /*
 608                  * Came from userland, handle user time and deal with
 609                  * possible process.
 610                  */
 611                 if (p && (p->p_flag & P_PROFIL))
 612                         addupc_intr(p, CLKF_PC(frame), 1);
 613                 td->td_uticks += bump;
 614
 615                 /*
 616                  * Charge the time as appropriate
 617                  */
 618                 if (p && p->p_nice > NZERO)
 619                         cpu_time.cp_nice += bump;
 620                 else
 621                         cpu_time.cp_user += bump;
 622         } else {
 623 #ifdef GPROF
 624                 /*
 625                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 626                  */
 627                 g = &_gmonparam;
 628                 if (g->state == GMON_PROF_ON && frame) {
 629                         i = CLKF_PC(frame) - g->lowpc;
 630                         if (i < g->textsize) {
 631                                 i /= HISTFRACTION * sizeof(*g->kcount);
 632                                 g->kcount[i]++;
 633                         }
 634                 }
 635 #endif
 636                 /*
 637                  * Came from kernel mode, so we were:
 638                  * - handling an interrupt,
 639                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 640                  *   user process, or
 641                  * - spinning in the idle loop.
 642                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 643                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 644                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 645                  * so that we know how much of its real time was spent
 646                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 647                  *
 648                  * XXX assume system if frame is NULL.  A NULL frame
 649                  * can occur if ipi processing is done from a crit_exit().
 650                  */
 651                 if (frame && CLKF_INTR(frame))
 652                         td->td_iticks += bump;
 653                 else
 654                         td->td_sticks += bump;
 655
 656                 if (frame && CLKF_INTR(frame)) {
 657 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 658                         do_pctrack(frame, PCTRACK_INT);
 659 #endif
 660                         cpu_time.cp_intr += bump;
 661                 } else {
 662                         if (td == &mycpu->gd_idlethread) {
 663                                 cpu_time.cp_idle += bump;
 664                         } else {
 665 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 666                                 if (frame)
 667                                         do_pctrack(frame, PCTRACK_SYS);
 668 #endif
 669                                 cpu_time.cp_sys += bump;
 670                         }
 671                 }
 672         }
 673 }
 674
 675 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 676 /*
 677  * Sample the PC when in the kernel or in an interrupt.  User code can
 678  * retrieve the information and generate a histogram or other output.
 679  */
 680
 681 static void
 682 do_pctrack(struct intrframe *frame, int which)
 683 {
 684         struct kinfo_pctrack *pctrack;
 685
 686         pctrack = &cputime_pctrack[mycpu->gd_cpuid][which];
 687         pctrack->pc_array[pctrack->pc_index & PCTRACK_ARYMASK] =
 688                 (void *)CLKF_PC(frame);
 689         ++pctrack->pc_index;
 690 }
 691
 692 static int
 693 sysctl_pctrack(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 694 {
 695         struct kinfo_pcheader head;
 696         int error;
 697         int cpu;
 698         int ntrack;
 699
 700         head.pc_ntrack = PCTRACK_SIZE;
 701         head.pc_arysize = PCTRACK_ARYSIZE;
 702
 703         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &head, sizeof(head))) != 0)
 704                 return (error);
 705
 706         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
 707                 for (ntrack = 0; ntrack < PCTRACK_SIZE; ++ntrack) {
 708                         error = SYSCTL_OUT(req, &cputime_pctrack[cpu][ntrack],
 709                                            sizeof(struct kinfo_pctrack));
 710                         if (error)
 711                                 break;
 712                 }
 713                 if (error)
 714                         break;
 715         }
 716         return (error);
 717 }
 718 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, pctrack, (CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD), 0, 0,
 719         sysctl_pctrack, "S,kinfo_pcheader", "CPU PC tracking");
 720
 721 #endif
 722
 723 /*
 724  * The scheduler clock typically runs at a 50Hz rate.  NOTE! systimer,
 725  * the MP lock might not be held.  We can safely manipulate parts of curproc
 726  * but that's about it.
 727  *
 728  * Each cpu has its own scheduler clock.
 729  */
 730 static void
 731 schedclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
 732 {
 733         struct lwp *lp;
 734         struct rusage *ru;
 735         struct vmspace *vm;
 736         long rss;
 737
 738         if ((lp = lwkt_preempted_proc()) != NULL) {
 739                 /*
 740                  * Account for cpu time used and hit the scheduler.  Note
 741                  * that this call MUST BE MP SAFE, and the BGL IS NOT HELD
 742                  * HERE.
 743                  */
 744                 ++lp->lwp_cpticks;
 745                 lp->lwp_proc->p_usched->schedulerclock(lp, info->periodic,
 746                                                        info->time);
 747         }
 748         if ((lp = curthread->td_lwp) != NULL) {
 749                 /*
 750                  * Update resource usage integrals and maximums.
 751                  */
 752                 if ((ru = &lp->lwp_proc->p_ru) &&
 753                     (vm = lp->lwp_proc->p_vmspace) != NULL) {
 754                         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize);
 755                         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize);
 756                         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize);
 757                         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 758                         if (ru->ru_maxrss < rss)
 759                                 ru->ru_maxrss = rss;
 760                 }
 761         }
 762 }
 763
 764 /*
 765  * Compute number of ticks for the specified amount of time.  The
 766  * return value is intended to be used in a clock interrupt timed
 767  * operation and guarenteed to meet or exceed the requested time.
 768  * If the representation overflows, return INT_MAX.  The minimum return
 769  * value is 1 ticks and the function will average the calculation up.
 770  * If any value greater then 0 microseconds is supplied, a value
 771  * of at least 2 will be returned to ensure that a near-term clock
 772  * interrupt does not cause the timeout to occur (degenerately) early.
 773  *
 774  * Note that limit checks must take into account microseconds, which is
 775  * done simply by using the smaller signed long maximum instead of
 776  * the unsigned long maximum.
 777  *
 778  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 779  * 10ms ticks is 248 days.
 780  */
 781 int
 782 tvtohz_high(struct timeval *tv)
 783 {
 784         int ticks;
 785         long sec, usec;
 786
 787         sec = tv->tv_sec;
 788         usec = tv->tv_usec;
 789         if (usec < 0) {
 790                 sec--;
 791                 usec += 1000000;
 792         }
 793         if (sec < 0) {
 794 #ifdef DIAGNOSTIC
 795                 if (usec > 0) {
 796                         sec++;
 797                         usec -= 1000000;
 798                 }
 799                 kprintf("tvtohz_high: negative time difference "
 800                         "%ld sec %ld usec\n",
 801                         sec, usec);
 802 #endif
 803                 ticks = 1;
 804         } else if (sec <= INT_MAX / hz) {
 805                 ticks = (int)(sec * hz +
 806                             ((u_long)usec + (ustick - 1)) / ustick) + 1;
 807         } else {
 808                 ticks = INT_MAX;
 809         }
 810         return (ticks);
 811 }
 812
 813 int
 814 tstohz_high(struct timespec *ts)
 815 {
 816         int ticks;
 817         long sec, nsec;
 818
 819         sec = ts->tv_sec;
 820         nsec = ts->tv_nsec;
 821         if (nsec < 0) {
 822                 sec--;
 823                 nsec += 1000000000;
 824         }
 825         if (sec < 0) {
 826 #ifdef DIAGNOSTIC
 827                 if (nsec > 0) {
 828                         sec++;
 829                         nsec -= 1000000000;
 830                 }
 831                 kprintf("tstohz_high: negative time difference "
 832                         "%ld sec %ld nsec\n",
 833                         sec, nsec);
 834 #endif
 835                 ticks = 1;
 836         } else if (sec <= INT_MAX / hz) {
 837                 ticks = (int)(sec * hz +
 838                             ((u_long)nsec + (nstick - 1)) / nstick) + 1;
 839         } else {
 840                 ticks = INT_MAX;
 841         }
 842         return (ticks);
 843 }
 844
 845
 846 /*
 847  * Compute number of ticks for the specified amount of time, erroring on
 848  * the side of it being too low to ensure that sleeping the returned number
 849  * of ticks will not result in a late return.
 850  *
 851  * The supplied timeval may not be negative and should be normalized.  A
 852  * return value of 0 is possible if the timeval converts to less then
 853  * 1 tick.
 854  *
 855  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 856  * 10ms ticks is 248 days.
 857  */
 858 int
 859 tvtohz_low(struct timeval *tv)
 860 {
 861         int ticks;
 862         long sec;
 863
 864         sec = tv->tv_sec;
 865         if (sec <= INT_MAX / hz)
 866                 ticks = (int)(sec * hz + (u_long)tv->tv_usec / ustick);
 867         else
 868                 ticks = INT_MAX;
 869         return (ticks);
 870 }
 871
 872 int
 873 tstohz_low(struct timespec *ts)
 874 {
 875         int ticks;
 876         long sec;
 877
 878         sec = ts->tv_sec;
 879         if (sec <= INT_MAX / hz)
 880                 ticks = (int)(sec * hz + (u_long)ts->tv_nsec / nstick);
 881         else
 882                 ticks = INT_MAX;
 883         return (ticks);
 884 }
 885
 886 /*
 887  * Start profiling on a process.
 888  *
 889  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 890  * keeps the profile clock running constantly.
 891  */
 892 void
 893 startprofclock(struct proc *p)
 894 {
 895         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 896                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 897 #if 0   /* XXX */
 898                 if (++profprocs == 1 && stathz != 0) {
 899                         crit_enter();
 900                         psdiv = psratio;
 901                         setstatclockrate(profhz);
 902                         crit_exit();
 903                 }
 904 #endif
 905         }
 906 }
 907
 908 /*
 909  * Stop profiling on a process.
 910  */
 911 void
 912 stopprofclock(struct proc *p)
 913 {
 914         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 915                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 916 #if 0   /* XXX */
 917                 if (--profprocs == 0 && stathz != 0) {
 918                         crit_enter();
 919                         psdiv = 1;
 920                         setstatclockrate(stathz);
 921                         crit_exit();
 922                 }
 923 #endif
 924         }
 925 }
 926
 927 /*
 928  * Return information about system clocks.
 929  */
 930 static int
 931 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 932 {
 933         struct kinfo_clockinfo clkinfo;
 934         /*
 935          * Construct clockinfo structure.
 936          */
 937         clkinfo.ci_hz = hz;
 938         clkinfo.ci_tick = ustick;
 939         clkinfo.ci_tickadj = ntp_default_tick_delta / 1000;
 940         clkinfo.ci_profhz = profhz;
 941         clkinfo.ci_stathz = stathz ? stathz : hz;
 942         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 943 }
 944
 945 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate, CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD,
 946         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo","");
 947
 948 /*
 949  * We have eight functions for looking at the clock, four for
 950  * microseconds and four for nanoseconds.  For each there is fast
 951  * but less precise version "get{nano|micro}[up]time" which will
 952  * return a time which is up to 1/HZ previous to the call, whereas
 953  * the raw version "{nano|micro}[up]time" will return a timestamp
 954  * which is as precise as possible.  The "up" variants return the
 955  * time relative to system boot, these are well suited for time
 956  * interval measurements.
 957  *
 958  * Each cpu independantly maintains the current time of day, so all
 959  * we need to do to protect ourselves from changes is to do a loop
 960  * check on the seconds field changing out from under us.
 961  *
 962  * The system timer maintains a 32 bit count and due to various issues
 963  * it is possible for the calculated delta to occassionally exceed
 964  * sys_cputimer->freq.  If this occurs the sys_cputimer->freq64_nsec
 965  * multiplication can easily overflow, so we deal with the case.  For
 966  * uniformity we deal with the case in the usec case too.
 967  *
 968  * All the [get][micro,nano][time,uptime]() routines are MPSAFE.
 969  */
 970 void
 971 getmicrouptime(struct timeval *tvp)
 972 {
 973         struct globaldata *gd = mycpu;
 974         sysclock_t delta;
 975
 976         do {
 977                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
 978                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
 979         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
 980
 981         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
 982                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
 983                 delta %= sys_cputimer->freq;
 984         }
 985         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
 986         if (tvp->tv_usec >= 1000000) {
 987                 tvp->tv_usec -= 1000000;
 988                 ++tvp->tv_sec;
 989         }
 990 }
 991
 992 void
 993 getnanouptime(struct timespec *tsp)
 994 {
 995         struct globaldata *gd = mycpu;
 996         sysclock_t delta;
 997
 998         do {
 999                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1000                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
1001         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1002
1003         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1004                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1005                 delta %= sys_cputimer->freq;
1006         }
1007         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1008 }
1009
1010 void
1011 microuptime(struct timeval *tvp)
1012 {
1013         struct globaldata *gd = mycpu;
1014         sysclock_t delta;
1015
1016         do {
1017                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1018                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1019         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1020
1021         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1022                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1023                 delta %= sys_cputimer->freq;
1024         }
1025         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
1026 }
1027
1028 void
1029 nanouptime(struct timespec *tsp)
1030 {
1031         struct globaldata *gd = mycpu;
1032         sysclock_t delta;
1033
1034         do {
1035                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1036                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1037         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1038
1039         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1040                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1041                 delta %= sys_cputimer->freq;
1042         }
1043         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * realtime routines
1048  */
1049 void
1050 getmicrotime(struct timeval *tvp)
1051 {
1052         struct globaldata *gd = mycpu;
1053         struct timespec *bt;
1054         sysclock_t delta;
1055
1056         do {
1057                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1058                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
1059         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1060
1061         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1062                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1063                 delta %= sys_cputimer->freq;
1064         }
1065         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
1066
1067         bt = &basetime[basetime_index];
1068         tvp->tv_sec += bt->tv_sec;
1069         tvp->tv_usec += bt->tv_nsec / 1000;
1070         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
1071                 tvp->tv_usec -= 1000000;
1072                 ++tvp->tv_sec;
1073         }
1074 }
1075
1076 void
1077 getnanotime(struct timespec *tsp)
1078 {
1079         struct globaldata *gd = mycpu;
1080         struct timespec *bt;
1081         sysclock_t delta;
1082
1083         do {
1084                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1085                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
1086         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1087
1088         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1089                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1090                 delta %= sys_cputimer->freq;
1091         }
1092         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1093
1094         bt = &basetime[basetime_index];
1095         tsp->tv_sec += bt->tv_sec;
1096         tsp->tv_nsec += bt->tv_nsec;
1097         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
1098                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
1099                 ++tsp->tv_sec;
1100         }
1101 }
1102
1103 static void
1104 getnanotime_nbt(struct timespec *nbt, struct timespec *tsp)
1105 {
1106         struct globaldata *gd = mycpu;
1107         sysclock_t delta;
1108
1109         do {
1110                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1111                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
1112         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1113
1114         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1115                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1116                 delta %= sys_cputimer->freq;
1117         }
1118         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1119
1120         tsp->tv_sec += nbt->tv_sec;
1121         tsp->tv_nsec += nbt->tv_nsec;
1122         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
1123                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
1124                 ++tsp->tv_sec;
1125         }
1126 }
1127
1128
1129 void
1130 microtime(struct timeval *tvp)
1131 {
1132         struct globaldata *gd = mycpu;
1133         struct timespec *bt;
1134         sysclock_t delta;
1135
1136         do {
1137                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1138                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1139         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1140
1141         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1142                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1143                 delta %= sys_cputimer->freq;
1144         }
1145         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
1146
1147         bt = &basetime[basetime_index];
1148         tvp->tv_sec += bt->tv_sec;
1149         tvp->tv_usec += bt->tv_nsec / 1000;
1150         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
1151                 tvp->tv_usec -= 1000000;
1152                 ++tvp->tv_sec;
1153         }
1154 }
1155
1156 void
1157 nanotime(struct timespec *tsp)
1158 {
1159         struct globaldata *gd = mycpu;
1160         struct timespec *bt;
1161         sysclock_t delta;
1162
1163         do {
1164                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1165                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1166         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1167
1168         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1169                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1170                 delta %= sys_cputimer->freq;
1171         }
1172         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1173
1174         bt = &basetime[basetime_index];
1175         tsp->tv_sec += bt->tv_sec;
1176         tsp->tv_nsec += bt->tv_nsec;
1177         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
1178                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
1179                 ++tsp->tv_sec;
1180         }
1181 }
1182
1183 /*
1184  * note: this is not exactly synchronized with real time.  To do that we
1185  * would have to do what microtime does and check for a nanoseconds overflow.
1186  */
1187 time_t
1188 get_approximate_time_t(void)
1189 {
1190         struct globaldata *gd = mycpu;
1191         struct timespec *bt;
1192
1193         bt = &basetime[basetime_index];
1194         return(gd->gd_time_seconds + bt->tv_sec);
1195 }
1196
1197 int
1198 pps_ioctl(u_long cmd, caddr_t data, struct pps_state *pps)
1199 {
1200         pps_params_t *app;
1201         struct pps_fetch_args *fapi;
1202 #ifdef PPS_SYNC
1203         struct pps_kcbind_args *kapi;
1204 #endif
1205
1206         switch (cmd) {
1207         case PPS_IOC_CREATE:
1208                 return (0);
1209         case PPS_IOC_DESTROY:
1210                 return (0);
1211         case PPS_IOC_SETPARAMS:
1212                 app = (pps_params_t *)data;
1213                 if (app->mode & ~pps->ppscap)
1214                         return (EINVAL);
1215                 pps->ppsparam = *app;
1216                 return (0);
1217         case PPS_IOC_GETPARAMS:
1218                 app = (pps_params_t *)data;
1219                 *app = pps->ppsparam;
1220                 app->api_version = PPS_API_VERS_1;
1221                 return (0);
1222         case PPS_IOC_GETCAP:
1223                 *(int*)data = pps->ppscap;
1224                 return (0);
1225         case PPS_IOC_FETCH:
1226                 fapi = (struct pps_fetch_args *)data;
1227                 if (fapi->tsformat && fapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
1228                         return (EINVAL);
1229                 if (fapi->timeout.tv_sec || fapi->timeout.tv_nsec)
1230                         return (EOPNOTSUPP);
1231                 pps->ppsinfo.current_mode = pps->ppsparam.mode;
1232                 fapi->pps_info_buf = pps->ppsinfo;
1233                 return (0);
1234         case PPS_IOC_KCBIND:
1235 #ifdef PPS_SYNC
1236                 kapi = (struct pps_kcbind_args *)data;
1237                 /* XXX Only root should be able to do this */
1238                 if (kapi->tsformat && kapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
1239                         return (EINVAL);
1240                 if (kapi->kernel_consumer != PPS_KC_HARDPPS)
1241                         return (EINVAL);
1242                 if (kapi->edge & ~pps->ppscap)
1243                         return (EINVAL);
1244                 pps->kcmode = kapi->edge;
1245                 return (0);
1246 #else
1247                 return (EOPNOTSUPP);
1248 #endif
1249         default:
1250                 return (ENOTTY);
1251         }
1252 }
1253
1254 void
1255 pps_init(struct pps_state *pps)
1256 {
1257         pps->ppscap |= PPS_TSFMT_TSPEC;
1258         if (pps->ppscap & PPS_CAPTUREASSERT)
1259                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETASSERT;
1260         if (pps->ppscap & PPS_CAPTURECLEAR)
1261                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETCLEAR;
1262 }
1263
1264 void
1265 pps_event(struct pps_state *pps, sysclock_t count, int event)
1266 {
1267         struct globaldata *gd;
1268         struct timespec *tsp;
1269         struct timespec *osp;
1270         struct timespec *bt;
1271         struct timespec ts;
1272         sysclock_t *pcount;
1273 #ifdef PPS_SYNC
1274         sysclock_t tcount;
1275 #endif
1276         sysclock_t delta;
1277         pps_seq_t *pseq;
1278         int foff;
1279         int fhard;
1280
1281         gd = mycpu;
1282
1283         /* Things would be easier with arrays... */
1284         if (event == PPS_CAPTUREASSERT) {
1285                 tsp = &pps->ppsinfo.assert_timestamp;
1286                 osp = &pps->ppsparam.assert_offset;
1287                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETASSERT;
1288                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTUREASSERT;
1289                 pcount = &pps->ppscount[0];
1290                 pseq = &pps->ppsinfo.assert_sequence;
1291         } else {
1292                 tsp = &pps->ppsinfo.clear_timestamp;
1293                 osp = &pps->ppsparam.clear_offset;
1294                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETCLEAR;
1295                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTURECLEAR;
1296                 pcount = &pps->ppscount[1];
1297                 pseq = &pps->ppsinfo.clear_sequence;
1298         }
1299
1300         /* Nothing really happened */
1301         if (*pcount == count)
1302                 return;
1303
1304         *pcount = count;
1305
1306         do {
1307                 ts.tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1308                 delta = count - gd->gd_cpuclock_base;
1309         } while (ts.tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1310
1311         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1312                 ts.tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1313                 delta %= sys_cputimer->freq;
1314         }
1315         ts.tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1316         bt = &basetime[basetime_index];
1317         ts.tv_sec += bt->tv_sec;
1318         ts.tv_nsec += bt->tv_nsec;
1319         while (ts.tv_nsec >= 1000000000) {
1320                 ts.tv_nsec -= 1000000000;
1321                 ++ts.tv_sec;
1322         }
1323
1324         (*pseq)++;
1325         *tsp = ts;
1326
1327         if (foff) {
1328                 timespecadd(tsp, osp);
1329                 if (tsp->tv_nsec < 0) {
1330                         tsp->tv_nsec += 1000000000;
1331                         tsp->tv_sec -= 1;
1332                 }
1333         }
1334 #ifdef PPS_SYNC
1335         if (fhard) {
1336                 /* magic, at its best... */
1337                 tcount = count - pps->ppscount[2];
1338                 pps->ppscount[2] = count;
1339                 if (tcount >= sys_cputimer->freq) {
1340                         delta = (1000000000 * (tcount / sys_cputimer->freq) +
1341                                  sys_cputimer->freq64_nsec *
1342                                  (tcount % sys_cputimer->freq)) >> 32;
1343                 } else {
1344                         delta = (sys_cputimer->freq64_nsec * tcount) >> 32;
1345                 }
1346                 hardpps(tsp, delta);
1347         }
1348 #endif
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Return the tsc target value for a delay of (ns).
1353  *
1354  * Returns -1 if the TSC is not supported.
1355  */
1356 int64_t
1357 tsc_get_target(int ns)
1358 {
1359 #if defined(_RDTSC_SUPPORTED_)
1360         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1361                 return (rdtsc() + tsc_frequency * ns / (int64_t)1000000000);
1362         }
1363 #endif
1364         return(-1);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Compare the tsc against the passed target
1369  *
1370  * Returns +1 if the target has been reached
1371  * Returns  0 if the target has not yet been reached
1372  * Returns -1 if the TSC is not supported.
1373  *
1374  * Typical use:         while (tsc_test_target(target) == 0) { ...poll... }
1375  */
1376 int
1377 tsc_test_target(int64_t target)
1378 {
1379 #if defined(_RDTSC_SUPPORTED_)
1380         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1381                 if ((int64_t)(target - rdtsc()) <= 0)
1382                         return(1);
1383                 return(0);
1384         }
1385 #endif
1386         return(-1);
1387 }