Move all the softclock/callout initialization out of MD and into MI. Get rid
[dragonfly.git] / 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 1.24 2004/09/17 00:18:09 dillon Exp $
74  */
75
76 #include "opt_ntp.h"
77
78 #include <sys/param.h>
79 #include <sys/systm.h>
80 #include <sys/dkstat.h>
81 #include <sys/callout.h>
82 #include <sys/kernel.h>
83 #include <sys/proc.h>
84 #include <sys/malloc.h>
85 #include <sys/resourcevar.h>
86 #include <sys/signalvar.h>
87 #include <sys/timex.h>
88 #include <sys/timepps.h>
89 #include <vm/vm.h>
90 #include <sys/lock.h>
91 #include <vm/pmap.h>
92 #include <vm/vm_map.h>
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <sys/thread2.h>
95
96 #include <machine/cpu.h>
97 #include <machine/limits.h>
98 #include <machine/smp.h>
99
100 #ifdef GPROF
101 #include <sys/gmon.h>
102 #endif
103
104 #ifdef DEVICE_POLLING
105 extern void init_device_poll(void);
106 extern void hardclock_device_poll(void);
107 #endif /* DEVICE_POLLING */
108
109 static void initclocks (void *dummy);
110 SYSINIT(clocks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL)
111
112 /*
113  * Some of these don't belong here, but it's easiest to concentrate them.
114  * Note that cp_time[] counts in microseconds, but most userland programs
115  * just compare relative times against the total by delta.
116  */
117 long cp_time[CPUSTATES];
118
119 SYSCTL_OPAQUE(_kern, OID_AUTO, cp_time, CTLFLAG_RD, &cp_time, sizeof(cp_time),
120     "LU", "CPU time statistics");
121
122 long tk_cancc;
123 long tk_nin;
124 long tk_nout;
125 long tk_rawcc;
126
127 /*
128  * boottime is used to calculate the 'real' uptime.  Do not confuse this with
129  * microuptime().  microtime() is not drift compensated.  The real uptime
130  * with compensation is nanotime() - bootime.  boottime is recalculated
131  * whenever the real time is set based on the compensated elapsed time
132  * in seconds (gd->gd_time_seconds).
133  *
134  * basetime is used to calculate the compensated real time of day.  Chunky
135  * changes to the time, aka settimeofday(), are made by modifying basetime.
136  *
137  * The gd_time_seconds and gd_cpuclock_base fields remain fairly monotonic.
138  * Slight adjustments to gd_cpuclock_base are made to phase-lock it to
139  * the real time.
140  */
141 struct timespec boottime;       /* boot time (realtime) for reference only */
142 struct timespec basetime;       /* base time adjusts uptime -> realtime */
143 time_t time_second;             /* read-only 'passive' uptime in seconds */
144
145 SYSCTL_STRUCT(_kern, KERN_BOOTTIME, boottime, CTLFLAG_RD,
146     &boottime, timeval, "System boottime");
147 SYSCTL_STRUCT(_kern, OID_AUTO, basetime, CTLFLAG_RD,
148     &basetime, timeval, "System basetime");
149
150 static void hardclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
151 static void statclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
152 static void schedclock(systimer_t info, struct intrframe *frame);
153
154 int     ticks;                  /* system master ticks at hz */
155 int     clocks_running;         /* tsleep/timeout clocks operational */
156 int64_t nsec_adj;               /* ntpd per-tick adjustment in nsec << 32 */
157 int64_t nsec_acc;               /* accumulator */
158
159 /*
160  * Finish initializing clock frequencies and start all clocks running.
161  */
162 /* ARGSUSED*/
163 static void
164 initclocks(void *dummy)
165 {
166         cpu_initclocks();
167 #ifdef DEVICE_POLLING
168         init_device_poll();
169 #endif
170         /*psratio = profhz / stathz;*/
171         initclocks_pcpu();
172         clocks_running = 1;
173 }
174
175 /*
176  * Called on a per-cpu basis
177  */
178 void
179 initclocks_pcpu(void)
180 {
181         struct globaldata *gd = mycpu;
182
183         crit_enter();
184         if (gd->gd_cpuid == 0) {
185             gd->gd_time_seconds = 1;
186             gd->gd_cpuclock_base = cputimer_count();
187         } else {
188             /* XXX */
189             gd->gd_time_seconds = globaldata_find(0)->gd_time_seconds;
190             gd->gd_cpuclock_base = globaldata_find(0)->gd_cpuclock_base;
191         }
192         systimer_init_periodic(&gd->gd_hardclock, hardclock, NULL, hz);
193         systimer_init_periodic(&gd->gd_statclock, statclock, NULL, stathz);
194         /* XXX correct the frequency for scheduler / estcpu tests */
195         systimer_init_periodic(&gd->gd_schedclock, schedclock, 
196                                 NULL, ESTCPUFREQ); 
197         crit_exit();
198 }
199
200 /*
201  * Resynchronize gd_cpuclock_base after the system has been woken up from 
202  * a sleep.  It is absolutely essential that all the cpus be properly
203  * synchronized.  Resynching is required because nanouptime() and friends
204  * will overflow intermediate multiplications if more then 2 seconds
205  * worth of cputimer_cont() delta has built up.
206  */
207 #ifdef SMP
208
209 static
210 void
211 restoreclocks_remote(lwkt_cpusync_t poll)
212 {
213         mycpu->gd_cpuclock_base = *(sysclock_t *)poll->cs_data;
214         mycpu->gd_time_seconds = globaldata_find(0)->gd_time_seconds;
215 }
216
217 #endif
218
219 void
220 restoreclocks(void)
221 {
222         sysclock_t base = cputimer_count();
223 #ifdef SMP
224         lwkt_cpusync_simple(-1, restoreclocks_remote, &base);
225 #else
226         mycpu->gd_cpuclock_base = base;
227 #endif
228 }
229
230 /*
231  * This sets the current real time of day.  Timespecs are in seconds and
232  * nanoseconds.  We do not mess with gd_time_seconds and gd_cpuclock_base,
233  * instead we adjust basetime so basetime + gd_* results in the current
234  * time of day.  This way the gd_* fields are guarenteed to represent
235  * a monotonically increasing 'uptime' value.
236  */
237 void
238 set_timeofday(struct timespec *ts)
239 {
240         struct timespec ts2;
241
242         /*
243          * XXX SMP / non-atomic basetime updates
244          */
245         crit_enter();
246         nanouptime(&ts2);
247         basetime.tv_sec = ts->tv_sec - ts2.tv_sec;
248         basetime.tv_nsec = ts->tv_nsec - ts2.tv_nsec;
249         if (basetime.tv_nsec < 0) {
250             basetime.tv_nsec += 1000000000;
251             --basetime.tv_sec;
252         }
253         boottime.tv_sec = basetime.tv_sec - mycpu->gd_time_seconds;
254         timedelta = 0;
255         crit_exit();
256 }
257         
258 /*
259  * Each cpu has its own hardclock, but we only increments ticks and softticks
260  * on cpu #0.
261  *
262  * NOTE! systimer! the MP lock might not be held here.  We can only safely
263  * manipulate objects owned by the current cpu.
264  */
265 static void
266 hardclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
267 {
268         sysclock_t cputicks;
269         struct proc *p;
270         struct pstats *pstats;
271         struct globaldata *gd = mycpu;
272
273         /*
274          * Realtime updates are per-cpu.  Note that timer corrections as
275          * returned by microtime() and friends make an additional adjustment
276          * using a system-wise 'basetime', but the running time is always
277          * taken from the per-cpu globaldata area.  Since the same clock
278          * is distributing (XXX SMP) to all cpus, the per-cpu timebases
279          * stay in synch.
280          *
281          * Note that we never allow info->time (aka gd->gd_hardclock.time)
282          * to reverse index gd_cpuclock_base.
283          */
284         cputicks = info->time - gd->gd_cpuclock_base;
285         if (cputicks > cputimer_freq) {
286                 ++gd->gd_time_seconds;
287                 gd->gd_cpuclock_base += cputimer_freq;
288         }
289
290         /*
291          * The system-wide ticks counter and NTP related timedelta/tickdelta
292          * adjustments only occur on cpu #0.  NTP adjustments are accomplished
293          * by updating basetime.
294          */
295         if (gd->gd_cpuid == 0) {
296             struct timespec nts;
297             int leap;
298
299             ++ticks;
300
301 #ifdef DEVICE_POLLING
302             hardclock_device_poll();    /* mpsafe, short and quick */
303 #endif /* DEVICE_POLLING */
304
305 #if 0
306             if (tco->tc_poll_pps) 
307                 tco->tc_poll_pps(tco);
308 #endif
309             /*
310              * Apply adjtime corrections.  At the moment only do this if 
311              * we can get the MP lock to interlock with adjtime's modification
312              * of these variables.  Note that basetime adjustments are not
313              * MP safe either XXX.
314              */
315             if (timedelta != 0 && try_mplock()) {
316                 basetime.tv_nsec += tickdelta * 1000;
317                 if (basetime.tv_nsec >= 1000000000) {
318                     basetime.tv_nsec -= 1000000000;
319                     ++basetime.tv_sec;
320                 } else if (basetime.tv_nsec < 0) {
321                     basetime.tv_nsec += 1000000000;
322                     --basetime.tv_sec;
323                 }
324                 timedelta -= tickdelta;
325                 rel_mplock();
326             }
327
328             /*
329              * Apply per-tick compensation.  ticks_adj adjusts for both
330              * offset and frequency, and could be negative.
331              */
332             if (nsec_adj != 0 && try_mplock()) {
333                 nsec_acc += nsec_adj;
334                 if (nsec_acc >= 0x100000000LL) {
335                     basetime.tv_nsec += nsec_acc >> 32;
336                     nsec_acc = (nsec_acc & 0xFFFFFFFFLL);
337                 } else if (nsec_acc <= -0x100000000LL) {
338                     basetime.tv_nsec -= -nsec_acc >> 32;
339                     nsec_acc = -(-nsec_acc & 0xFFFFFFFFLL);
340                 }
341                 if (basetime.tv_nsec >= 1000000000) {
342                     basetime.tv_nsec -= 1000000000;
343                     ++basetime.tv_sec;
344                 } else if (basetime.tv_nsec < 0) {
345                     basetime.tv_nsec += 1000000000;
346                     --basetime.tv_sec;
347                 }
348                 rel_mplock();
349             }
350
351             /*
352              * If the realtime-adjusted seconds hand rolls over then tell
353              * ntp_update_second() what we did in the last second so it can
354              * calculate what to do in the next second.  It may also add
355              * or subtract a leap second.
356              */
357             getnanotime(&nts);
358             if (time_second != nts.tv_sec) {
359                 leap = ntp_update_second(time_second, &nsec_adj);
360                 basetime.tv_sec += leap;
361                 time_second = nts.tv_sec + leap;
362                 nsec_adj /= hz;
363             }
364         }
365
366         /*
367          * softticks are handled for all cpus
368          */
369         hardclock_softtick(gd);
370
371         /*
372          * ITimer handling is per-tick, per-cpu.  I don't think psignal()
373          * is mpsafe on curproc, so XXX get the mplock.
374          */
375         if ((p = curproc) != NULL && try_mplock()) {
376                 pstats = p->p_stats;
377                 if (frame && CLKF_USERMODE(frame) &&
378                     timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) &&
379                     itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
380                         psignal(p, SIGVTALRM);
381                 if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value) &&
382                     itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0)
383                         psignal(p, SIGPROF);
384                 rel_mplock();
385         }
386         setdelayed();
387 }
388
389 /*
390  * The statistics clock typically runs at a 125Hz rate, and is intended
391  * to be frequency offset from the hardclock (typ 100Hz).  It is per-cpu.
392  *
393  * NOTE! systimer! the MP lock might not be held here.  We can only safely
394  * manipulate objects owned by the current cpu.
395  *
396  * The stats clock is responsible for grabbing a profiling sample.
397  * Most of the statistics are only used by user-level statistics programs.
398  * The main exceptions are p->p_uticks, p->p_sticks, p->p_iticks, and
399  * p->p_estcpu.
400  *
401  * Like the other clocks, the stat clock is called from what is effectively
402  * a fast interrupt, so the context should be the thread/process that got
403  * interrupted.
404  */
405 static void
406 statclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
407 {
408 #ifdef GPROF
409         struct gmonparam *g;
410         int i;
411 #endif
412         thread_t td;
413         struct proc *p;
414         int bump;
415         struct timeval tv;
416         struct timeval *stv;
417
418         /*
419          * How big was our timeslice relative to the last time?
420          */
421         microuptime(&tv);       /* mpsafe */
422         stv = &mycpu->gd_stattv;
423         if (stv->tv_sec == 0) {
424             bump = 1;
425         } else {
426             bump = tv.tv_usec - stv->tv_usec +
427                 (tv.tv_sec - stv->tv_sec) * 1000000;
428             if (bump < 0)
429                 bump = 0;
430             if (bump > 1000000)
431                 bump = 1000000;
432         }
433         *stv = tv;
434
435         td = curthread;
436         p = td->td_proc;
437
438         if (frame && CLKF_USERMODE(frame)) {
439                 /*
440                  * Came from userland, handle user time and deal with
441                  * possible process.
442                  */
443                 if (p && (p->p_flag & P_PROFIL))
444                         addupc_intr(p, CLKF_PC(frame), 1);
445                 td->td_uticks += bump;
446
447                 /*
448                  * Charge the time as appropriate
449                  */
450                 if (p && p->p_nice > NZERO)
451                         cp_time[CP_NICE] += bump;
452                 else
453                         cp_time[CP_USER] += bump;
454         } else {
455 #ifdef GPROF
456                 /*
457                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
458                  */
459                 g = &_gmonparam;
460                 if (g->state == GMON_PROF_ON && frame) {
461                         i = CLKF_PC(frame) - g->lowpc;
462                         if (i < g->textsize) {
463                                 i /= HISTFRACTION * sizeof(*g->kcount);
464                                 g->kcount[i]++;
465                         }
466                 }
467 #endif
468                 /*
469                  * Came from kernel mode, so we were:
470                  * - handling an interrupt,
471                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
472                  *   user process, or
473                  * - spinning in the idle loop.
474                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
475                  * Note that we charge interrupts to the current process,
476                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
477                  * so that we know how much of its real time was spent
478                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
479                  *
480                  * XXX assume system if frame is NULL.  A NULL frame 
481                  * can occur if ipi processing is done from an splx().
482                  */
483                 if (frame && CLKF_INTR(frame))
484                         td->td_iticks += bump;
485                 else
486                         td->td_sticks += bump;
487
488                 if (frame && CLKF_INTR(frame)) {
489                         cp_time[CP_INTR] += bump;
490                 } else {
491                         if (td == &mycpu->gd_idlethread)
492                                 cp_time[CP_IDLE] += bump;
493                         else
494                                 cp_time[CP_SYS] += bump;
495                 }
496         }
497 }
498
499 /*
500  * The scheduler clock typically runs at a 20Hz rate.  NOTE! systimer,
501  * the MP lock might not be held.  We can safely manipulate parts of curproc
502  * but that's about it.
503  */
504 static void
505 schedclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
506 {
507         struct proc *p;
508         struct pstats *pstats;
509         struct rusage *ru;
510         struct vmspace *vm;
511         long rss;
512
513         schedulerclock(NULL);   /* mpsafe */
514         if ((p = curproc) != NULL) {
515                 /* Update resource usage integrals and maximums. */
516                 if ((pstats = p->p_stats) != NULL &&
517                     (ru = &pstats->p_ru) != NULL &&
518                     (vm = p->p_vmspace) != NULL) {
519                         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize);
520                         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize);
521                         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize);
522                         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
523                         if (ru->ru_maxrss < rss)
524                                 ru->ru_maxrss = rss;
525                 }
526         }
527 }
528
529 /*
530  * Compute number of ticks for the specified amount of time.  The 
531  * return value is intended to be used in a clock interrupt timed
532  * operation and guarenteed to meet or exceed the requested time.
533  * If the representation overflows, return INT_MAX.  The minimum return
534  * value is 1 ticks and the function will average the calculation up.
535  * If any value greater then 0 microseconds is supplied, a value
536  * of at least 2 will be returned to ensure that a near-term clock
537  * interrupt does not cause the timeout to occur (degenerately) early.
538  *
539  * Note that limit checks must take into account microseconds, which is
540  * done simply by using the smaller signed long maximum instead of
541  * the unsigned long maximum.
542  *
543  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
544  * 10ms ticks is 248 days.
545  */
546 int
547 tvtohz_high(struct timeval *tv)
548 {
549         int ticks;
550         long sec, usec;
551
552         sec = tv->tv_sec;
553         usec = tv->tv_usec;
554         if (usec < 0) {
555                 sec--;
556                 usec += 1000000;
557         }
558         if (sec < 0) {
559 #ifdef DIAGNOSTIC
560                 if (usec > 0) {
561                         sec++;
562                         usec -= 1000000;
563                 }
564                 printf("tvotohz: negative time difference %ld sec %ld usec\n",
565                        sec, usec);
566 #endif
567                 ticks = 1;
568         } else if (sec <= INT_MAX / hz) {
569                 ticks = (int)(sec * hz + 
570                             ((u_long)usec + (tick - 1)) / tick) + 1;
571         } else {
572                 ticks = INT_MAX;
573         }
574         return (ticks);
575 }
576
577 /*
578  * Compute number of ticks for the specified amount of time, erroring on
579  * the side of it being too low to ensure that sleeping the returned number
580  * of ticks will not result in a late return.
581  *
582  * The supplied timeval may not be negative and should be normalized.  A
583  * return value of 0 is possible if the timeval converts to less then
584  * 1 tick.
585  *
586  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
587  * 10ms ticks is 248 days.
588  */
589 int
590 tvtohz_low(struct timeval *tv)
591 {
592         int ticks;
593         long sec;
594
595         sec = tv->tv_sec;
596         if (sec <= INT_MAX / hz)
597                 ticks = (int)(sec * hz + (u_long)tv->tv_usec / tick);
598         else
599                 ticks = INT_MAX;
600         return (ticks);
601 }
602
603
604 /*
605  * Start profiling on a process.
606  *
607  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
608  * keeps the profile clock running constantly.
609  */
610 void
611 startprofclock(struct proc *p)
612 {
613         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
614                 p->p_flag |= P_PROFIL;
615 #if 0   /* XXX */
616                 if (++profprocs == 1 && stathz != 0) {
617                         s = splstatclock();
618                         psdiv = psratio;
619                         setstatclockrate(profhz);
620                         splx(s);
621                 }
622 #endif
623         }
624 }
625
626 /*
627  * Stop profiling on a process.
628  */
629 void
630 stopprofclock(struct proc *p)
631 {
632         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
633                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
634 #if 0   /* XXX */
635                 if (--profprocs == 0 && stathz != 0) {
636                         s = splstatclock();
637                         psdiv = 1;
638                         setstatclockrate(stathz);
639                         splx(s);
640                 }
641 #endif
642         }
643 }
644
645 /*
646  * Return information about system clocks.
647  */
648 static int
649 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
650 {
651         struct clockinfo clkinfo;
652         /*
653          * Construct clockinfo structure.
654          */
655         clkinfo.hz = hz;
656         clkinfo.tick = tick;
657         clkinfo.tickadj = tickadj;
658         clkinfo.profhz = profhz;
659         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
660         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
661 }
662
663 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate, CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD,
664         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo","");
665
666 /*
667  * We have eight functions for looking at the clock, four for
668  * microseconds and four for nanoseconds.  For each there is fast
669  * but less precise version "get{nano|micro}[up]time" which will
670  * return a time which is up to 1/HZ previous to the call, whereas
671  * the raw version "{nano|micro}[up]time" will return a timestamp
672  * which is as precise as possible.  The "up" variants return the
673  * time relative to system boot, these are well suited for time
674  * interval measurements.
675  *
676  * Each cpu independantly maintains the current time of day, so all
677  * we need to do to protect ourselves from changes is to do a loop
678  * check on the seconds field changing out from under us.
679  */
680 void
681 getmicrouptime(struct timeval *tvp)
682 {
683         struct globaldata *gd = mycpu;
684         sysclock_t delta;
685
686         do {
687                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
688                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
689         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
690         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
691         if (tvp->tv_usec >= 1000000) {
692                 tvp->tv_usec -= 1000000;
693                 ++tvp->tv_sec;
694         }
695 }
696
697 void
698 getnanouptime(struct timespec *tsp)
699 {
700         struct globaldata *gd = mycpu;
701         sysclock_t delta;
702
703         do {
704                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
705                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
706         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
707         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
708         if (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
709                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
710                 ++tsp->tv_sec;
711         }
712 }
713
714 void
715 microuptime(struct timeval *tvp)
716 {
717         struct globaldata *gd = mycpu;
718         sysclock_t delta;
719
720         do {
721                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
722                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
723         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
724         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
725         if (tvp->tv_usec >= 1000000) {
726                 tvp->tv_usec -= 1000000;
727                 ++tvp->tv_sec;
728         }
729 }
730
731 void
732 nanouptime(struct timespec *tsp)
733 {
734         struct globaldata *gd = mycpu;
735         sysclock_t delta;
736
737         do {
738                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
739                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
740         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
741         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
742         if (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
743                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
744                 ++tsp->tv_sec;
745         }
746 }
747
748 /*
749  * realtime routines
750  */
751
752 void
753 getmicrotime(struct timeval *tvp)
754 {
755         struct globaldata *gd = mycpu;
756         sysclock_t delta;
757
758         do {
759                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
760                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
761         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
762         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
763
764         tvp->tv_sec += basetime.tv_sec;
765         tvp->tv_usec += basetime.tv_nsec / 1000;
766         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
767                 tvp->tv_usec -= 1000000;
768                 ++tvp->tv_sec;
769         }
770 }
771
772 void
773 getnanotime(struct timespec *tsp)
774 {
775         struct globaldata *gd = mycpu;
776         sysclock_t delta;
777
778         do {
779                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
780                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
781         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
782         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
783
784         tsp->tv_sec += basetime.tv_sec;
785         tsp->tv_nsec += basetime.tv_nsec;
786         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
787                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
788                 ++tsp->tv_sec;
789         }
790 }
791
792 void
793 microtime(struct timeval *tvp)
794 {
795         struct globaldata *gd = mycpu;
796         sysclock_t delta;
797
798         do {
799                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
800                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
801         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
802         tvp->tv_usec = (cputimer_freq64_usec * delta) >> 32;
803
804         tvp->tv_sec += basetime.tv_sec;
805         tvp->tv_usec += basetime.tv_nsec / 1000;
806         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
807                 tvp->tv_usec -= 1000000;
808                 ++tvp->tv_sec;
809         }
810 }
811
812 void
813 nanotime(struct timespec *tsp)
814 {
815         struct globaldata *gd = mycpu;
816         sysclock_t delta;
817
818         do {
819                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
820                 delta = cputimer_count() - gd->gd_cpuclock_base;
821         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
822         tsp->tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
823
824         tsp->tv_sec += basetime.tv_sec;
825         tsp->tv_nsec += basetime.tv_nsec;
826         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
827                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
828                 ++tsp->tv_sec;
829         }
830 }
831
832 int
833 pps_ioctl(u_long cmd, caddr_t data, struct pps_state *pps)
834 {
835         pps_params_t *app;
836         struct pps_fetch_args *fapi;
837 #ifdef PPS_SYNC
838         struct pps_kcbind_args *kapi;
839 #endif
840
841         switch (cmd) {
842         case PPS_IOC_CREATE:
843                 return (0);
844         case PPS_IOC_DESTROY:
845                 return (0);
846         case PPS_IOC_SETPARAMS:
847                 app = (pps_params_t *)data;
848                 if (app->mode & ~pps->ppscap)
849                         return (EINVAL);
850                 pps->ppsparam = *app;         
851                 return (0);
852         case PPS_IOC_GETPARAMS:
853                 app = (pps_params_t *)data;
854                 *app = pps->ppsparam;
855                 app->api_version = PPS_API_VERS_1;
856                 return (0);
857         case PPS_IOC_GETCAP:
858                 *(int*)data = pps->ppscap;
859                 return (0);
860         case PPS_IOC_FETCH:
861                 fapi = (struct pps_fetch_args *)data;
862                 if (fapi->tsformat && fapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
863                         return (EINVAL);
864                 if (fapi->timeout.tv_sec || fapi->timeout.tv_nsec)
865                         return (EOPNOTSUPP);
866                 pps->ppsinfo.current_mode = pps->ppsparam.mode;         
867                 fapi->pps_info_buf = pps->ppsinfo;
868                 return (0);
869         case PPS_IOC_KCBIND:
870 #ifdef PPS_SYNC
871                 kapi = (struct pps_kcbind_args *)data;
872                 /* XXX Only root should be able to do this */
873                 if (kapi->tsformat && kapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
874                         return (EINVAL);
875                 if (kapi->kernel_consumer != PPS_KC_HARDPPS)
876                         return (EINVAL);
877                 if (kapi->edge & ~pps->ppscap)
878                         return (EINVAL);
879                 pps->kcmode = kapi->edge;
880                 return (0);
881 #else
882                 return (EOPNOTSUPP);
883 #endif
884         default:
885                 return (ENOTTY);
886         }
887 }
888
889 void
890 pps_init(struct pps_state *pps)
891 {
892         pps->ppscap |= PPS_TSFMT_TSPEC;
893         if (pps->ppscap & PPS_CAPTUREASSERT)
894                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETASSERT;
895         if (pps->ppscap & PPS_CAPTURECLEAR)
896                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETCLEAR;
897 }
898
899 void
900 pps_event(struct pps_state *pps, sysclock_t count, int event)
901 {
902         struct globaldata *gd;
903         struct timespec *tsp;
904         struct timespec *osp;
905         struct timespec ts;
906         sysclock_t *pcount;
907 #ifdef PPS_SYNC
908         sysclock_t tcount;
909 #endif
910         sysclock_t delta;
911         pps_seq_t *pseq;
912         int foff;
913         int fhard;
914
915         gd = mycpu;
916
917         /* Things would be easier with arrays... */
918         if (event == PPS_CAPTUREASSERT) {
919                 tsp = &pps->ppsinfo.assert_timestamp;
920                 osp = &pps->ppsparam.assert_offset;
921                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETASSERT;
922                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTUREASSERT;
923                 pcount = &pps->ppscount[0];
924                 pseq = &pps->ppsinfo.assert_sequence;
925         } else {
926                 tsp = &pps->ppsinfo.clear_timestamp;
927                 osp = &pps->ppsparam.clear_offset;
928                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETCLEAR;
929                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTURECLEAR;
930                 pcount = &pps->ppscount[1];
931                 pseq = &pps->ppsinfo.clear_sequence;
932         }
933
934         /* Nothing really happened */
935         if (*pcount == count)
936                 return;
937
938         *pcount = count;
939
940         do {
941                 ts.tv_sec = gd->gd_time_seconds;
942                 delta = count - gd->gd_cpuclock_base;
943         } while (ts.tv_sec != gd->gd_time_seconds);
944         if (delta > cputimer_freq) {
945                 ts.tv_sec += delta / cputimer_freq;
946                 delta %= cputimer_freq;
947         }
948         ts.tv_nsec = (cputimer_freq64_nsec * delta) >> 32;
949         ts.tv_sec += basetime.tv_sec;
950         ts.tv_nsec += basetime.tv_nsec;
951         while (ts.tv_nsec >= 1000000000) {
952                 ts.tv_nsec -= 1000000000;
953                 ++ts.tv_sec;
954         }
955
956         (*pseq)++;
957         *tsp = ts;
958
959         if (foff) {
960                 timespecadd(tsp, osp);
961                 if (tsp->tv_nsec < 0) {
962                         tsp->tv_nsec += 1000000000;
963                         tsp->tv_sec -= 1;
964                 }
965         }
966 #ifdef PPS_SYNC
967         if (fhard) {
968                 /* magic, at its best... */
969                 tcount = count - pps->ppscount[2];
970                 pps->ppscount[2] = count;
971                 delta = (cputimer_freq64_nsec * tcount) >> 32;
972                 hardpps(tsp, delta);
973         }
974 #endif
975 }
976