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          * softticks are handled for all cpus
 523          */
 524         hardclock_softtick(gd);
 525
 526         /*
 527          * The LWKT scheduler will generally allow the current process to
 528          * return to user mode even if there are other runnable LWKT threads
 529          * running in kernel mode on behalf of a user process.  This will
 530          * ensure that those other threads have an opportunity to run in
 531          * fairly short order (but not instantly).
 532          */
 533         need_lwkt_resched();
 534
 535         /*
 536          * ITimer handling is per-tick, per-cpu.  I don't think ksignal()
 537          * is mpsafe on curproc, so XXX get the mplock.
 538          */
 539         if ((p = curproc) != NULL && try_mplock()) {
 540                 if (frame && CLKF_USERMODE(frame) &&
 541                     timevalisset(&p->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) &&
 542                     itimerdecr(&p->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], ustick) == 0)
 543                         ksignal(p, SIGVTALRM);
 544                 if (timevalisset(&p->p_timer[ITIMER_PROF].it_value) &&
 545                     itimerdecr(&p->p_timer[ITIMER_PROF], ustick) == 0)
 546                         ksignal(p, SIGPROF);
 547                 rel_mplock();
 548         }
 549         setdelayed();
 550 }
 551
 552 /*
 553  * The statistics clock typically runs at a 125Hz rate, and is intended
 554  * to be frequency offset from the hardclock (typ 100Hz).  It is per-cpu.
 555  *
 556  * NOTE! systimer! the MP lock might not be held here.  We can only safely
 557  * manipulate objects owned by the current cpu.
 558  *
 559  * The stats clock is responsible for grabbing a profiling sample.
 560  * Most of the statistics are only used by user-level statistics programs.
 561  * The main exceptions are p->p_uticks, p->p_sticks, p->p_iticks, and
 562  * p->p_estcpu.
 563  *
 564  * Like the other clocks, the stat clock is called from what is effectively
 565  * a fast interrupt, so the context should be the thread/process that got
 566  * interrupted.
 567  */
 568 static void
 569 statclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
 570 {
 571 #ifdef GPROF
 572         struct gmonparam *g;
 573         int i;
 574 #endif
 575         thread_t td;
 576         struct proc *p;
 577         int bump;
 578         struct timeval tv;
 579         struct timeval *stv;
 580
 581         /*
 582          * How big was our timeslice relative to the last time?
 583          */
 584         microuptime(&tv);       /* mpsafe */
 585         stv = &mycpu->gd_stattv;
 586         if (stv->tv_sec == 0) {
 587             bump = 1;
 588         } else {
 589             bump = tv.tv_usec - stv->tv_usec +
 590                 (tv.tv_sec - stv->tv_sec) * 1000000;
 591             if (bump < 0)
 592                 bump = 0;
 593             if (bump > 1000000)
 594                 bump = 1000000;
 595         }
 596         *stv = tv;
 597
 598         td = curthread;
 599         p = td->td_proc;
 600
 601         if (frame && CLKF_USERMODE(frame)) {
 602                 /*
 603                  * Came from userland, handle user time and deal with
 604                  * possible process.
 605                  */
 606                 if (p && (p->p_flag & P_PROFIL))
 607                         addupc_intr(p, CLKF_PC(frame), 1);
 608                 td->td_uticks += bump;
 609
 610                 /*
 611                  * Charge the time as appropriate
 612                  */
 613                 if (p && p->p_nice > NZERO)
 614                         cpu_time.cp_nice += bump;
 615                 else
 616                         cpu_time.cp_user += bump;
 617         } else {
 618 #ifdef GPROF
 619                 /*
 620                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 621                  */
 622                 g = &_gmonparam;
 623                 if (g->state == GMON_PROF_ON && frame) {
 624                         i = CLKF_PC(frame) - g->lowpc;
 625                         if (i < g->textsize) {
 626                                 i /= HISTFRACTION * sizeof(*g->kcount);
 627                                 g->kcount[i]++;
 628                         }
 629                 }
 630 #endif
 631                 /*
 632                  * Came from kernel mode, so we were:
 633                  * - handling an interrupt,
 634                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 635                  *   user process, or
 636                  * - spinning in the idle loop.
 637                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 638                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 639                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 640                  * so that we know how much of its real time was spent
 641                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 642                  *
 643                  * XXX assume system if frame is NULL.  A NULL frame
 644                  * can occur if ipi processing is done from a crit_exit().
 645                  */
 646                 if (frame && CLKF_INTR(frame))
 647                         td->td_iticks += bump;
 648                 else
 649                         td->td_sticks += bump;
 650
 651                 if (frame && CLKF_INTR(frame)) {
 652 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 653                         do_pctrack(frame, PCTRACK_INT);
 654 #endif
 655                         cpu_time.cp_intr += bump;
 656                 } else {
 657                         if (td == &mycpu->gd_idlethread) {
 658                                 cpu_time.cp_idle += bump;
 659                         } else {
 660 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 661                                 if (frame)
 662                                         do_pctrack(frame, PCTRACK_SYS);
 663 #endif
 664                                 cpu_time.cp_sys += bump;
 665                         }
 666                 }
 667         }
 668 }
 669
 670 #ifdef DEBUG_PCTRACK
 671 /*
 672  * Sample the PC when in the kernel or in an interrupt.  User code can
 673  * retrieve the information and generate a histogram or other output.
 674  */
 675
 676 static void
 677 do_pctrack(struct intrframe *frame, int which)
 678 {
 679         struct kinfo_pctrack *pctrack;
 680
 681         pctrack = &cputime_pctrack[mycpu->gd_cpuid][which];
 682         pctrack->pc_array[pctrack->pc_index & PCTRACK_ARYMASK] =
 683                 (void *)CLKF_PC(frame);
 684         ++pctrack->pc_index;
 685 }
 686
 687 static int
 688 sysctl_pctrack(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 689 {
 690         struct kinfo_pcheader head;
 691         int error;
 692         int cpu;
 693         int ntrack;
 694
 695         head.pc_ntrack = PCTRACK_SIZE;
 696         head.pc_arysize = PCTRACK_ARYSIZE;
 697
 698         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &head, sizeof(head))) != 0)
 699                 return (error);
 700
 701         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
 702                 for (ntrack = 0; ntrack < PCTRACK_SIZE; ++ntrack) {
 703                         error = SYSCTL_OUT(req, &cputime_pctrack[cpu][ntrack],
 704                                            sizeof(struct kinfo_pctrack));
 705                         if (error)
 706                                 break;
 707                 }
 708                 if (error)
 709                         break;
 710         }
 711         return (error);
 712 }
 713 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, pctrack, (CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD), 0, 0,
 714         sysctl_pctrack, "S,kinfo_pcheader", "CPU PC tracking");
 715
 716 #endif
 717
 718 /*
 719  * The scheduler clock typically runs at a 50Hz rate.  NOTE! systimer,
 720  * the MP lock might not be held.  We can safely manipulate parts of curproc
 721  * but that's about it.
 722  *
 723  * Each cpu has its own scheduler clock.
 724  */
 725 static void
 726 schedclock(systimer_t info, struct intrframe *frame)
 727 {
 728         struct lwp *lp;
 729         struct rusage *ru;
 730         struct vmspace *vm;
 731         long rss;
 732
 733         if ((lp = lwkt_preempted_proc()) != NULL) {
 734                 /*
 735                  * Account for cpu time used and hit the scheduler.  Note
 736                  * that this call MUST BE MP SAFE, and the BGL IS NOT HELD
 737                  * HERE.
 738                  */
 739                 ++lp->lwp_cpticks;
 740                 lp->lwp_proc->p_usched->schedulerclock(lp, info->periodic,
 741                                                        info->time);
 742         }
 743         if ((lp = curthread->td_lwp) != NULL) {
 744                 /*
 745                  * Update resource usage integrals and maximums.
 746                  */
 747                 if ((ru = &lp->lwp_proc->p_ru) &&
 748                     (vm = lp->lwp_proc->p_vmspace) != NULL) {
 749                         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize);
 750                         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize);
 751                         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize);
 752                         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 753                         if (ru->ru_maxrss < rss)
 754                                 ru->ru_maxrss = rss;
 755                 }
 756         }
 757 }
 758
 759 /*
 760  * Compute number of ticks for the specified amount of time.  The
 761  * return value is intended to be used in a clock interrupt timed
 762  * operation and guarenteed to meet or exceed the requested time.
 763  * If the representation overflows, return INT_MAX.  The minimum return
 764  * value is 1 ticks and the function will average the calculation up.
 765  * If any value greater then 0 microseconds is supplied, a value
 766  * of at least 2 will be returned to ensure that a near-term clock
 767  * interrupt does not cause the timeout to occur (degenerately) early.
 768  *
 769  * Note that limit checks must take into account microseconds, which is
 770  * done simply by using the smaller signed long maximum instead of
 771  * the unsigned long maximum.
 772  *
 773  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 774  * 10ms ticks is 248 days.
 775  */
 776 int
 777 tvtohz_high(struct timeval *tv)
 778 {
 779         int ticks;
 780         long sec, usec;
 781
 782         sec = tv->tv_sec;
 783         usec = tv->tv_usec;
 784         if (usec < 0) {
 785                 sec--;
 786                 usec += 1000000;
 787         }
 788         if (sec < 0) {
 789 #ifdef DIAGNOSTIC
 790                 if (usec > 0) {
 791                         sec++;
 792                         usec -= 1000000;
 793                 }
 794                 kprintf("tvtohz_high: negative time difference "
 795                         "%ld sec %ld usec\n",
 796                         sec, usec);
 797 #endif
 798                 ticks = 1;
 799         } else if (sec <= INT_MAX / hz) {
 800                 ticks = (int)(sec * hz +
 801                             ((u_long)usec + (ustick - 1)) / ustick) + 1;
 802         } else {
 803                 ticks = INT_MAX;
 804         }
 805         return (ticks);
 806 }
 807
 808 int
 809 tstohz_high(struct timespec *ts)
 810 {
 811         int ticks;
 812         long sec, nsec;
 813
 814         sec = ts->tv_sec;
 815         nsec = ts->tv_nsec;
 816         if (nsec < 0) {
 817                 sec--;
 818                 nsec += 1000000000;
 819         }
 820         if (sec < 0) {
 821 #ifdef DIAGNOSTIC
 822                 if (nsec > 0) {
 823                         sec++;
 824                         nsec -= 1000000000;
 825                 }
 826                 kprintf("tstohz_high: negative time difference "
 827                         "%ld sec %ld nsec\n",
 828                         sec, nsec);
 829 #endif
 830                 ticks = 1;
 831         } else if (sec <= INT_MAX / hz) {
 832                 ticks = (int)(sec * hz +
 833                             ((u_long)nsec + (nstick - 1)) / nstick) + 1;
 834         } else {
 835                 ticks = INT_MAX;
 836         }
 837         return (ticks);
 838 }
 839
 840
 841 /*
 842  * Compute number of ticks for the specified amount of time, erroring on
 843  * the side of it being too low to ensure that sleeping the returned number
 844  * of ticks will not result in a late return.
 845  *
 846  * The supplied timeval may not be negative and should be normalized.  A
 847  * return value of 0 is possible if the timeval converts to less then
 848  * 1 tick.
 849  *
 850  * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 851  * 10ms ticks is 248 days.
 852  */
 853 int
 854 tvtohz_low(struct timeval *tv)
 855 {
 856         int ticks;
 857         long sec;
 858
 859         sec = tv->tv_sec;
 860         if (sec <= INT_MAX / hz)
 861                 ticks = (int)(sec * hz + (u_long)tv->tv_usec / ustick);
 862         else
 863                 ticks = INT_MAX;
 864         return (ticks);
 865 }
 866
 867 int
 868 tstohz_low(struct timespec *ts)
 869 {
 870         int ticks;
 871         long sec;
 872
 873         sec = ts->tv_sec;
 874         if (sec <= INT_MAX / hz)
 875                 ticks = (int)(sec * hz + (u_long)ts->tv_nsec / nstick);
 876         else
 877                 ticks = INT_MAX;
 878         return (ticks);
 879 }
 880
 881 /*
 882  * Start profiling on a process.
 883  *
 884  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 885  * keeps the profile clock running constantly.
 886  */
 887 void
 888 startprofclock(struct proc *p)
 889 {
 890         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 891                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 892 #if 0   /* XXX */
 893                 if (++profprocs == 1 && stathz != 0) {
 894                         crit_enter();
 895                         psdiv = psratio;
 896                         setstatclockrate(profhz);
 897                         crit_exit();
 898                 }
 899 #endif
 900         }
 901 }
 902
 903 /*
 904  * Stop profiling on a process.
 905  */
 906 void
 907 stopprofclock(struct proc *p)
 908 {
 909         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 910                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 911 #if 0   /* XXX */
 912                 if (--profprocs == 0 && stathz != 0) {
 913                         crit_enter();
 914                         psdiv = 1;
 915                         setstatclockrate(stathz);
 916                         crit_exit();
 917                 }
 918 #endif
 919         }
 920 }
 921
 922 /*
 923  * Return information about system clocks.
 924  */
 925 static int
 926 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 927 {
 928         struct kinfo_clockinfo clkinfo;
 929         /*
 930          * Construct clockinfo structure.
 931          */
 932         clkinfo.ci_hz = hz;
 933         clkinfo.ci_tick = ustick;
 934         clkinfo.ci_tickadj = ntp_default_tick_delta / 1000;
 935         clkinfo.ci_profhz = profhz;
 936         clkinfo.ci_stathz = stathz ? stathz : hz;
 937         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 938 }
 939
 940 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate, CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD,
 941         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo","");
 942
 943 /*
 944  * We have eight functions for looking at the clock, four for
 945  * microseconds and four for nanoseconds.  For each there is fast
 946  * but less precise version "get{nano|micro}[up]time" which will
 947  * return a time which is up to 1/HZ previous to the call, whereas
 948  * the raw version "{nano|micro}[up]time" will return a timestamp
 949  * which is as precise as possible.  The "up" variants return the
 950  * time relative to system boot, these are well suited for time
 951  * interval measurements.
 952  *
 953  * Each cpu independantly maintains the current time of day, so all
 954  * we need to do to protect ourselves from changes is to do a loop
 955  * check on the seconds field changing out from under us.
 956  *
 957  * The system timer maintains a 32 bit count and due to various issues
 958  * it is possible for the calculated delta to occassionally exceed
 959  * sys_cputimer->freq.  If this occurs the sys_cputimer->freq64_nsec
 960  * multiplication can easily overflow, so we deal with the case.  For
 961  * uniformity we deal with the case in the usec case too.
 962  *
 963  * All the [get][micro,nano][time,uptime]() routines are MPSAFE.
 964  */
 965 void
 966 getmicrouptime(struct timeval *tvp)
 967 {
 968         struct globaldata *gd = mycpu;
 969         sysclock_t delta;
 970
 971         do {
 972                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
 973                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
 974         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
 975
 976         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
 977                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
 978                 delta %= sys_cputimer->freq;
 979         }
 980         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
 981         if (tvp->tv_usec >= 1000000) {
 982                 tvp->tv_usec -= 1000000;
 983                 ++tvp->tv_sec;
 984         }
 985 }
 986
 987 void
 988 getnanouptime(struct timespec *tsp)
 989 {
 990         struct globaldata *gd = mycpu;
 991         sysclock_t delta;
 992
 993         do {
 994                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
 995                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
 996         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
 997
 998         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
 999                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1000                 delta %= sys_cputimer->freq;
1001         }
1002         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1003 }
1004
1005 void
1006 microuptime(struct timeval *tvp)
1007 {
1008         struct globaldata *gd = mycpu;
1009         sysclock_t delta;
1010
1011         do {
1012                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1013                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1014         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1015
1016         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1017                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1018                 delta %= sys_cputimer->freq;
1019         }
1020         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
1021 }
1022
1023 void
1024 nanouptime(struct timespec *tsp)
1025 {
1026         struct globaldata *gd = mycpu;
1027         sysclock_t delta;
1028
1029         do {
1030                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1031                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1032         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1033
1034         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1035                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1036                 delta %= sys_cputimer->freq;
1037         }
1038         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1039 }
1040
1041 /*
1042  * realtime routines
1043  */
1044 void
1045 getmicrotime(struct timeval *tvp)
1046 {
1047         struct globaldata *gd = mycpu;
1048         struct timespec *bt;
1049         sysclock_t delta;
1050
1051         do {
1052                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1053                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
1054         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1055
1056         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1057                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1058                 delta %= sys_cputimer->freq;
1059         }
1060         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
1061
1062         bt = &basetime[basetime_index];
1063         tvp->tv_sec += bt->tv_sec;
1064         tvp->tv_usec += bt->tv_nsec / 1000;
1065         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
1066                 tvp->tv_usec -= 1000000;
1067                 ++tvp->tv_sec;
1068         }
1069 }
1070
1071 void
1072 getnanotime(struct timespec *tsp)
1073 {
1074         struct globaldata *gd = mycpu;
1075         struct timespec *bt;
1076         sysclock_t delta;
1077
1078         do {
1079                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1080                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
1081         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1082
1083         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1084                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1085                 delta %= sys_cputimer->freq;
1086         }
1087         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1088
1089         bt = &basetime[basetime_index];
1090         tsp->tv_sec += bt->tv_sec;
1091         tsp->tv_nsec += bt->tv_nsec;
1092         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
1093                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
1094                 ++tsp->tv_sec;
1095         }
1096 }
1097
1098 static void
1099 getnanotime_nbt(struct timespec *nbt, struct timespec *tsp)
1100 {
1101         struct globaldata *gd = mycpu;
1102         sysclock_t delta;
1103
1104         do {
1105                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1106                 delta = gd->gd_hardclock.time - gd->gd_cpuclock_base;
1107         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1108
1109         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1110                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1111                 delta %= sys_cputimer->freq;
1112         }
1113         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1114
1115         tsp->tv_sec += nbt->tv_sec;
1116         tsp->tv_nsec += nbt->tv_nsec;
1117         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
1118                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
1119                 ++tsp->tv_sec;
1120         }
1121 }
1122
1123
1124 void
1125 microtime(struct timeval *tvp)
1126 {
1127         struct globaldata *gd = mycpu;
1128         struct timespec *bt;
1129         sysclock_t delta;
1130
1131         do {
1132                 tvp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1133                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1134         } while (tvp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1135
1136         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1137                 tvp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1138                 delta %= sys_cputimer->freq;
1139         }
1140         tvp->tv_usec = (sys_cputimer->freq64_usec * delta) >> 32;
1141
1142         bt = &basetime[basetime_index];
1143         tvp->tv_sec += bt->tv_sec;
1144         tvp->tv_usec += bt->tv_nsec / 1000;
1145         while (tvp->tv_usec >= 1000000) {
1146                 tvp->tv_usec -= 1000000;
1147                 ++tvp->tv_sec;
1148         }
1149 }
1150
1151 void
1152 nanotime(struct timespec *tsp)
1153 {
1154         struct globaldata *gd = mycpu;
1155         struct timespec *bt;
1156         sysclock_t delta;
1157
1158         do {
1159                 tsp->tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1160                 delta = sys_cputimer->count() - gd->gd_cpuclock_base;
1161         } while (tsp->tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1162
1163         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1164                 tsp->tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1165                 delta %= sys_cputimer->freq;
1166         }
1167         tsp->tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1168
1169         bt = &basetime[basetime_index];
1170         tsp->tv_sec += bt->tv_sec;
1171         tsp->tv_nsec += bt->tv_nsec;
1172         while (tsp->tv_nsec >= 1000000000) {
1173                 tsp->tv_nsec -= 1000000000;
1174                 ++tsp->tv_sec;
1175         }
1176 }
1177
1178 /*
1179  * note: this is not exactly synchronized with real time.  To do that we
1180  * would have to do what microtime does and check for a nanoseconds overflow.
1181  */
1182 time_t
1183 get_approximate_time_t(void)
1184 {
1185         struct globaldata *gd = mycpu;
1186         struct timespec *bt;
1187
1188         bt = &basetime[basetime_index];
1189         return(gd->gd_time_seconds + bt->tv_sec);
1190 }
1191
1192 int
1193 pps_ioctl(u_long cmd, caddr_t data, struct pps_state *pps)
1194 {
1195         pps_params_t *app;
1196         struct pps_fetch_args *fapi;
1197 #ifdef PPS_SYNC
1198         struct pps_kcbind_args *kapi;
1199 #endif
1200
1201         switch (cmd) {
1202         case PPS_IOC_CREATE:
1203                 return (0);
1204         case PPS_IOC_DESTROY:
1205                 return (0);
1206         case PPS_IOC_SETPARAMS:
1207                 app = (pps_params_t *)data;
1208                 if (app->mode & ~pps->ppscap)
1209                         return (EINVAL);
1210                 pps->ppsparam = *app;
1211                 return (0);
1212         case PPS_IOC_GETPARAMS:
1213                 app = (pps_params_t *)data;
1214                 *app = pps->ppsparam;
1215                 app->api_version = PPS_API_VERS_1;
1216                 return (0);
1217         case PPS_IOC_GETCAP:
1218                 *(int*)data = pps->ppscap;
1219                 return (0);
1220         case PPS_IOC_FETCH:
1221                 fapi = (struct pps_fetch_args *)data;
1222                 if (fapi->tsformat && fapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
1223                         return (EINVAL);
1224                 if (fapi->timeout.tv_sec || fapi->timeout.tv_nsec)
1225                         return (EOPNOTSUPP);
1226                 pps->ppsinfo.current_mode = pps->ppsparam.mode;
1227                 fapi->pps_info_buf = pps->ppsinfo;
1228                 return (0);
1229         case PPS_IOC_KCBIND:
1230 #ifdef PPS_SYNC
1231                 kapi = (struct pps_kcbind_args *)data;
1232                 /* XXX Only root should be able to do this */
1233                 if (kapi->tsformat && kapi->tsformat != PPS_TSFMT_TSPEC)
1234                         return (EINVAL);
1235                 if (kapi->kernel_consumer != PPS_KC_HARDPPS)
1236                         return (EINVAL);
1237                 if (kapi->edge & ~pps->ppscap)
1238                         return (EINVAL);
1239                 pps->kcmode = kapi->edge;
1240                 return (0);
1241 #else
1242                 return (EOPNOTSUPP);
1243 #endif
1244         default:
1245                 return (ENOTTY);
1246         }
1247 }
1248
1249 void
1250 pps_init(struct pps_state *pps)
1251 {
1252         pps->ppscap |= PPS_TSFMT_TSPEC;
1253         if (pps->ppscap & PPS_CAPTUREASSERT)
1254                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETASSERT;
1255         if (pps->ppscap & PPS_CAPTURECLEAR)
1256                 pps->ppscap |= PPS_OFFSETCLEAR;
1257 }
1258
1259 void
1260 pps_event(struct pps_state *pps, sysclock_t count, int event)
1261 {
1262         struct globaldata *gd;
1263         struct timespec *tsp;
1264         struct timespec *osp;
1265         struct timespec *bt;
1266         struct timespec ts;
1267         sysclock_t *pcount;
1268 #ifdef PPS_SYNC
1269         sysclock_t tcount;
1270 #endif
1271         sysclock_t delta;
1272         pps_seq_t *pseq;
1273         int foff;
1274         int fhard;
1275
1276         gd = mycpu;
1277
1278         /* Things would be easier with arrays... */
1279         if (event == PPS_CAPTUREASSERT) {
1280                 tsp = &pps->ppsinfo.assert_timestamp;
1281                 osp = &pps->ppsparam.assert_offset;
1282                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETASSERT;
1283                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTUREASSERT;
1284                 pcount = &pps->ppscount[0];
1285                 pseq = &pps->ppsinfo.assert_sequence;
1286         } else {
1287                 tsp = &pps->ppsinfo.clear_timestamp;
1288                 osp = &pps->ppsparam.clear_offset;
1289                 foff = pps->ppsparam.mode & PPS_OFFSETCLEAR;
1290                 fhard = pps->kcmode & PPS_CAPTURECLEAR;
1291                 pcount = &pps->ppscount[1];
1292                 pseq = &pps->ppsinfo.clear_sequence;
1293         }
1294
1295         /* Nothing really happened */
1296         if (*pcount == count)
1297                 return;
1298
1299         *pcount = count;
1300
1301         do {
1302                 ts.tv_sec = gd->gd_time_seconds;
1303                 delta = count - gd->gd_cpuclock_base;
1304         } while (ts.tv_sec != gd->gd_time_seconds);
1305
1306         if (delta >= sys_cputimer->freq) {
1307                 ts.tv_sec += delta / sys_cputimer->freq;
1308                 delta %= sys_cputimer->freq;
1309         }
1310         ts.tv_nsec = (sys_cputimer->freq64_nsec * delta) >> 32;
1311         bt = &basetime[basetime_index];
1312         ts.tv_sec += bt->tv_sec;
1313         ts.tv_nsec += bt->tv_nsec;
1314         while (ts.tv_nsec >= 1000000000) {
1315                 ts.tv_nsec -= 1000000000;
1316                 ++ts.tv_sec;
1317         }
1318
1319         (*pseq)++;
1320         *tsp = ts;
1321
1322         if (foff) {
1323                 timespecadd(tsp, osp);
1324                 if (tsp->tv_nsec < 0) {
1325                         tsp->tv_nsec += 1000000000;
1326                         tsp->tv_sec -= 1;
1327                 }
1328         }
1329 #ifdef PPS_SYNC
1330         if (fhard) {
1331                 /* magic, at its best... */
1332                 tcount = count - pps->ppscount[2];
1333                 pps->ppscount[2] = count;
1334                 if (tcount >= sys_cputimer->freq) {
1335                         delta = (1000000000 * (tcount / sys_cputimer->freq) +
1336                                  sys_cputimer->freq64_nsec *
1337                                  (tcount % sys_cputimer->freq)) >> 32;
1338                 } else {
1339                         delta = (sys_cputimer->freq64_nsec * tcount) >> 32;
1340                 }
1341                 hardpps(tsp, delta);
1342         }
1343 #endif
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Return the tsc target value for a delay of (ns).
1348  *
1349  * Returns -1 if the TSC is not supported.
1350  */
1351 int64_t
1352 tsc_get_target(int ns)
1353 {
1354 #if defined(_RDTSC_SUPPORTED_)
1355         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1356                 return (rdtsc() + tsc_frequency * ns / (int64_t)1000000000);
1357         }
1358 #endif
1359         return(-1);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Compare the tsc against the passed target
1364  *
1365  * Returns +1 if the target has been reached
1366  * Returns  0 if the target has not yet been reached
1367  * Returns -1 if the TSC is not supported.
1368  *
1369  * Typical use:         while (tsc_test_target(target) == 0) { ...poll... }
1370  */
1371 int
1372 tsc_test_target(int64_t target)
1373 {
1374 #if defined(_RDTSC_SUPPORTED_)
1375         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1376                 if ((int64_t)(target - rdtsc()) <= 0)
1377                         return(1);
1378                 return(0);
1379         }
1380 #endif
1381         return(-1);
1382 }