sys/kern/kern_time.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      @(#)kern_time.c 8.1 (Berkeley) 6/10/93
  34  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_time.c,v 1.68.2.1 2002/10/01 08:00:41 bde Exp $
  35  */
  36
  37 #include <sys/param.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/buf.h>
  40 #include <sys/sysproto.h>
  41 #include <sys/resourcevar.h>
  42 #include <sys/signalvar.h>
  43 #include <sys/kernel.h>
  44 #include <sys/sysent.h>
  45 #include <sys/sysunion.h>
  46 #include <sys/proc.h>
  47 #include <sys/priv.h>
  48 #include <sys/time.h>
  49 #include <sys/vnode.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51 #include <sys/kern_syscall.h>
  52 #include <vm/vm.h>
  53 #include <vm/vm_extern.h>
  54
  55 #include <sys/msgport2.h>
  56 #include <sys/thread2.h>
  57 #include <sys/mplock2.h>
  58
  59 struct timezone tz;
  60
  61 /*
  62  * Time of day and interval timer support.
  63  *
  64  * These routines provide the kernel entry points to get and set
  65  * the time-of-day and per-process interval timers.  Subroutines
  66  * here provide support for adding and subtracting timeval structures
  67  * and decrementing interval timers, optionally reloading the interval
  68  * timers when they expire.
  69  */
  70
  71 static int      settime(struct timeval *);
  72 static void     timevalfix(struct timeval *);
  73
  74 /*
  75  * Nanosleep tries very hard to sleep for a precisely requested time
  76  * interval, down to 1uS.  The administrator can impose a minimum delay
  77  * and a delay below which we hard-loop instead of initiate a timer
  78  * interrupt and sleep.
  79  *
  80  * For machines under high loads it might be beneficial to increase min_us
  81  * to e.g. 1000uS (1ms) so spining processes sleep meaningfully.
  82  */
  83 static int     nanosleep_min_us = 10;
  84 static int     nanosleep_hard_us = 100;
  85 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, nanosleep_min_us, CTLFLAG_RW,
  86            &nanosleep_min_us, 0, "")
  87 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, nanosleep_hard_us, CTLFLAG_RW,
  88            &nanosleep_hard_us, 0, "")
  89
  90 static int
  91 settime(struct timeval *tv)
  92 {
  93         struct timeval delta, tv1, tv2;
  94         static struct timeval maxtime, laststep;
  95         struct timespec ts;
  96         int origcpu;
  97
  98         if ((origcpu = mycpu->gd_cpuid) != 0)
  99                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(0));
 100
 101         crit_enter();
 102         microtime(&tv1);
 103         delta = *tv;
 104         timevalsub(&delta, &tv1);
 105
 106         /*
 107          * If the system is secure, we do not allow the time to be
 108          * set to a value earlier than 1 second less than the highest
 109          * time we have yet seen. The worst a miscreant can do in
 110          * this circumstance is "freeze" time. He couldn't go
 111          * back to the past.
 112          *
 113          * We similarly do not allow the clock to be stepped more
 114          * than one second, nor more than once per second. This allows
 115          * a miscreant to make the clock march double-time, but no worse.
 116          */
 117         if (securelevel > 1) {
 118                 if (delta.tv_sec < 0 || delta.tv_usec < 0) {
 119                         /*
 120                          * Update maxtime to latest time we've seen.
 121                          */
 122                         if (tv1.tv_sec > maxtime.tv_sec)
 123                                 maxtime = tv1;
 124                         tv2 = *tv;
 125                         timevalsub(&tv2, &maxtime);
 126                         if (tv2.tv_sec < -1) {
 127                                 tv->tv_sec = maxtime.tv_sec - 1;
 128                                 kprintf("Time adjustment clamped to -1 second\n");
 129                         }
 130                 } else {
 131                         if (tv1.tv_sec == laststep.tv_sec) {
 132                                 crit_exit();
 133                                 return (EPERM);
 134                         }
 135                         if (delta.tv_sec > 1) {
 136                                 tv->tv_sec = tv1.tv_sec + 1;
 137                                 kprintf("Time adjustment clamped to +1 second\n");
 138                         }
 139                         laststep = *tv;
 140                 }
 141         }
 142
 143         ts.tv_sec = tv->tv_sec;
 144         ts.tv_nsec = tv->tv_usec * 1000;
 145         set_timeofday(&ts);
 146         crit_exit();
 147
 148         if (origcpu != 0)
 149                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
 150
 151         resettodr();
 152         return (0);
 153 }
 154
 155 /*
 156  * MPSAFE
 157  */
 158 int
 159 kern_clock_gettime(clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 160 {
 161         int error = 0;
 162
 163         switch(clock_id) {
 164         case CLOCK_REALTIME:
 165                 nanotime(ats);
 166                 break;
 167         case CLOCK_MONOTONIC:
 168                 nanouptime(ats);
 169                 break;
 170         default:
 171                 error = EINVAL;
 172                 break;
 173         }
 174         return (error);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * MPSAFE
 179  */
 180 int
 181 sys_clock_gettime(struct clock_gettime_args *uap)
 182 {
 183         struct timespec ats;
 184         int error;
 185
 186         error = kern_clock_gettime(uap->clock_id, &ats);
 187         if (error == 0)
 188                 error = copyout(&ats, uap->tp, sizeof(ats));
 189
 190         return (error);
 191 }
 192
 193 int
 194 kern_clock_settime(clockid_t clock_id, struct timespec *ats)
 195 {
 196         struct thread *td = curthread;
 197         struct timeval atv;
 198         int error;
 199
 200         if ((error = priv_check(td, PRIV_CLOCK_SETTIME)) != 0)
 201                 return (error);
 202         if (clock_id != CLOCK_REALTIME)
 203                 return (EINVAL);
 204         if (ats->tv_nsec < 0 || ats->tv_nsec >= 1000000000)
 205                 return (EINVAL);
 206
 207         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ats);
 208         error = settime(&atv);
 209         return (error);
 210 }
 211
 212 /*
 213  * MPALMOSTSAFE
 214  */
 215 int
 216 sys_clock_settime(struct clock_settime_args *uap)
 217 {
 218         struct timespec ats;
 219         int error;
 220
 221         if ((error = copyin(uap->tp, &ats, sizeof(ats))) != 0)
 222                 return (error);
 223
 224         get_mplock();
 225         error = kern_clock_settime(uap->clock_id, &ats);
 226         rel_mplock();
 227         return (error);
 228 }
 229
 230 /*
 231  * MPSAFE
 232  */
 233 int
 234 kern_clock_getres(clockid_t clock_id, struct timespec *ts)
 235 {
 236         int error;
 237
 238         switch(clock_id) {
 239         case CLOCK_REALTIME:
 240         case CLOCK_MONOTONIC:
 241                 /*
 242                  * Round up the result of the division cheaply
 243                  * by adding 1.  Rounding up is especially important
 244                  * if rounding down would give 0.  Perfect rounding
 245                  * is unimportant.
 246                  */
 247                 ts->tv_sec = 0;
 248                 ts->tv_nsec = 1000000000 / sys_cputimer->freq + 1;
 249                 error = 0;
 250                 break;
 251         default:
 252                 error = EINVAL;
 253                 break;
 254         }
 255
 256         return(error);
 257 }
 258
 259 /*
 260  * MPSAFE
 261  */
 262 int
 263 sys_clock_getres(struct clock_getres_args *uap)
 264 {
 265         int error;
 266         struct timespec ts;
 267
 268         error = kern_clock_getres(uap->clock_id, &ts);
 269         if (error == 0)
 270                 error = copyout(&ts, uap->tp, sizeof(ts));
 271
 272         return (error);
 273 }
 274
 275 /*
 276  * nanosleep1()
 277  *
 278  *      This is a general helper function for nanosleep() (aka sleep() aka
 279  *      usleep()).
 280  *
 281  *      If there is less then one tick's worth of time left and
 282  *      we haven't done a yield, or the remaining microseconds is
 283  *      ridiculously low, do a yield.  This avoids having
 284  *      to deal with systimer overheads when the system is under
 285  *      heavy loads.  If we have done a yield already then use
 286  *      a systimer and an uninterruptable thread wait.
 287  *
 288  *      If there is more then a tick's worth of time left,
 289  *      calculate the baseline ticks and use an interruptable
 290  *      tsleep, then handle the fine-grained delay on the next
 291  *      loop.  This usually results in two sleeps occuring, a long one
 292  *      and a short one.
 293  *
 294  * MPSAFE
 295  */
 296 static void
 297 ns1_systimer(systimer_t info, int in_ipi __unused,
 298     struct intrframe *frame __unused)
 299 {
 300         lwkt_schedule(info->data);
 301 }
 302
 303 int
 304 nanosleep1(struct timespec *rqt, struct timespec *rmt)
 305 {
 306         static int nanowait;
 307         struct timespec ts, ts2, ts3;
 308         struct timeval tv;
 309         int error;
 310
 311         if (rqt->tv_nsec < 0 || rqt->tv_nsec >= 1000000000)
 312                 return (EINVAL);
 313         /* XXX: imho this should return EINVAL at least for tv_sec < 0 */
 314         if (rqt->tv_sec < 0 || (rqt->tv_sec == 0 && rqt->tv_nsec == 0))
 315                 return (0);
 316         nanouptime(&ts);
 317         timespecadd(&ts, rqt);          /* ts = target timestamp compare */
 318         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, rqt);  /* tv = sleep interval */
 319
 320         for (;;) {
 321                 int ticks;
 322                 struct systimer info;
 323
 324                 ticks = tv.tv_usec / ustick;    /* approximate */
 325
 326                 if (tv.tv_sec == 0 && ticks == 0) {
 327                         thread_t td = curthread;
 328                         if (tv.tv_usec > 0 && tv.tv_usec < nanosleep_min_us)
 329                                 tv.tv_usec = nanosleep_min_us;
 330                         if (tv.tv_usec < nanosleep_hard_us) {
 331                                 lwkt_user_yield();
 332                                 cpu_pause();
 333                         } else {
 334                                 crit_enter_quick(td);
 335                                 systimer_init_oneshot(&info, ns1_systimer,
 336                                                 td, tv.tv_usec);
 337                                 lwkt_deschedule_self(td);
 338                                 crit_exit_quick(td);
 339                                 lwkt_switch();
 340                                 systimer_del(&info); /* make sure it's gone */
 341                         }
 342                         error = iscaught(td->td_lwp);
 343                 } else if (tv.tv_sec == 0) {
 344                         error = tsleep(&nanowait, PCATCH, "nanslp", ticks);
 345                 } else {
 346                         ticks = tvtohz_low(&tv); /* also handles overflow */
 347                         error = tsleep(&nanowait, PCATCH, "nanslp", ticks);
 348                 }
 349                 nanouptime(&ts2);
 350                 if (error && error != EWOULDBLOCK) {
 351                         if (error == ERESTART)
 352                                 error = EINTR;
 353                         if (rmt != NULL) {
 354                                 timespecsub(&ts, &ts2);
 355                                 if (ts.tv_sec < 0)
 356                                         timespecclear(&ts);
 357                                 *rmt = ts;
 358                         }
 359                         return (error);
 360                 }
 361                 if (timespeccmp(&ts2, &ts, >=))
 362                         return (0);
 363                 ts3 = ts;
 364                 timespecsub(&ts3, &ts2);
 365                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, &ts3);
 366         }
 367 }
 368
 369 /*
 370  * MPSAFE
 371  */
 372 int
 373 sys_nanosleep(struct nanosleep_args *uap)
 374 {
 375         int error;
 376         struct timespec rqt;
 377         struct timespec rmt;
 378
 379         error = copyin(uap->rqtp, &rqt, sizeof(rqt));
 380         if (error)
 381                 return (error);
 382
 383         error = nanosleep1(&rqt, &rmt);
 384
 385         /*
 386          * copyout the residual if nanosleep was interrupted.
 387          */
 388         if (error && uap->rmtp) {
 389                 int error2;
 390
 391                 error2 = copyout(&rmt, uap->rmtp, sizeof(rmt));
 392                 if (error2)
 393                         error = error2;
 394         }
 395         return (error);
 396 }
 397
 398 /*
 399  * MPSAFE
 400  */
 401 int
 402 sys_gettimeofday(struct gettimeofday_args *uap)
 403 {
 404         struct timeval atv;
 405         int error = 0;
 406
 407         if (uap->tp) {
 408                 microtime(&atv);
 409                 if ((error = copyout((caddr_t)&atv, (caddr_t)uap->tp,
 410                     sizeof (atv))))
 411                         return (error);
 412         }
 413         if (uap->tzp)
 414                 error = copyout((caddr_t)&tz, (caddr_t)uap->tzp,
 415                     sizeof (tz));
 416         return (error);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * MPALMOSTSAFE
 421  */
 422 int
 423 sys_settimeofday(struct settimeofday_args *uap)
 424 {
 425         struct thread *td = curthread;
 426         struct timeval atv;
 427         struct timezone atz;
 428         int error;
 429
 430         if ((error = priv_check(td, PRIV_SETTIMEOFDAY)))
 431                 return (error);
 432         /*
 433          * Verify all parameters before changing time.
 434          *
 435          * NOTE: We do not allow the time to be set to 0.0, which also by
 436          *       happy coincidence works around a pkgsrc bulk build bug.
 437          */
 438         if (uap->tv) {
 439                 if ((error = copyin((caddr_t)uap->tv, (caddr_t)&atv,
 440                     sizeof(atv))))
 441                         return (error);
 442                 if (atv.tv_usec < 0 || atv.tv_usec >= 1000000)
 443                         return (EINVAL);
 444                 if (atv.tv_sec == 0 && atv.tv_usec == 0)
 445                         return (EINVAL);
 446         }
 447         if (uap->tzp &&
 448             (error = copyin((caddr_t)uap->tzp, (caddr_t)&atz, sizeof(atz))))
 449                 return (error);
 450
 451         get_mplock();
 452         if (uap->tv && (error = settime(&atv))) {
 453                 rel_mplock();
 454                 return (error);
 455         }
 456         rel_mplock();
 457         if (uap->tzp)
 458                 tz = atz;
 459         return (0);
 460 }
 461
 462 static void
 463 kern_adjtime_common(void)
 464 {
 465         if ((ntp_delta >= 0 && ntp_delta < ntp_default_tick_delta) ||
 466             (ntp_delta < 0 && ntp_delta > -ntp_default_tick_delta))
 467                 ntp_tick_delta = ntp_delta;
 468         else if (ntp_delta > ntp_big_delta)
 469                 ntp_tick_delta = 10 * ntp_default_tick_delta;
 470         else if (ntp_delta < -ntp_big_delta)
 471                 ntp_tick_delta = -10 * ntp_default_tick_delta;
 472         else if (ntp_delta > 0)
 473                 ntp_tick_delta = ntp_default_tick_delta;
 474         else
 475                 ntp_tick_delta = -ntp_default_tick_delta;
 476 }
 477
 478 void
 479 kern_adjtime(int64_t delta, int64_t *odelta)
 480 {
 481         int origcpu;
 482
 483         if ((origcpu = mycpu->gd_cpuid) != 0)
 484                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(0));
 485
 486         crit_enter();
 487         *odelta = ntp_delta;
 488         ntp_delta = delta;
 489         kern_adjtime_common();
 490         crit_exit();
 491
 492         if (origcpu != 0)
 493                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
 494 }
 495
 496 static void
 497 kern_get_ntp_delta(int64_t *delta)
 498 {
 499         int origcpu;
 500
 501         if ((origcpu = mycpu->gd_cpuid) != 0)
 502                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(0));
 503
 504         crit_enter();
 505         *delta = ntp_delta;
 506         crit_exit();
 507
 508         if (origcpu != 0)
 509                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
 510 }
 511
 512 void
 513 kern_reladjtime(int64_t delta)
 514 {
 515         int origcpu;
 516
 517         if ((origcpu = mycpu->gd_cpuid) != 0)
 518                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(0));
 519
 520         crit_enter();
 521         ntp_delta += delta;
 522         kern_adjtime_common();
 523         crit_exit();
 524
 525         if (origcpu != 0)
 526                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
 527 }
 528
 529 static void
 530 kern_adjfreq(int64_t rate)
 531 {
 532         int origcpu;
 533
 534         if ((origcpu = mycpu->gd_cpuid) != 0)
 535                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(0));
 536
 537         crit_enter();
 538         ntp_tick_permanent = rate;
 539         crit_exit();
 540
 541         if (origcpu != 0)
 542                 lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
 543 }
 544
 545 /*
 546  * MPALMOSTSAFE
 547  */
 548 int
 549 sys_adjtime(struct adjtime_args *uap)
 550 {
 551         struct thread *td = curthread;
 552         struct timeval atv;
 553         int64_t ndelta, odelta;
 554         int error;
 555
 556         if ((error = priv_check(td, PRIV_ADJTIME)))
 557                 return (error);
 558         error = copyin(uap->delta, &atv, sizeof(struct timeval));
 559         if (error)
 560                 return (error);
 561
 562         /*
 563          * Compute the total correction and the rate at which to apply it.
 564          * Round the adjustment down to a whole multiple of the per-tick
 565          * delta, so that after some number of incremental changes in
 566          * hardclock(), tickdelta will become zero, lest the correction
 567          * overshoot and start taking us away from the desired final time.
 568          */
 569         ndelta = (int64_t)atv.tv_sec * 1000000000 + atv.tv_usec * 1000;
 570         get_mplock();
 571         kern_adjtime(ndelta, &odelta);
 572         rel_mplock();
 573
 574         if (uap->olddelta) {
 575                 atv.tv_sec = odelta / 1000000000;
 576                 atv.tv_usec = odelta % 1000000000 / 1000;
 577                 copyout(&atv, uap->olddelta, sizeof(struct timeval));
 578         }
 579         return (0);
 580 }
 581
 582 static int
 583 sysctl_adjtime(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 584 {
 585         int64_t delta;
 586         int error;
 587
 588         if (req->newptr != NULL) {
 589                 if (priv_check(curthread, PRIV_ROOT))
 590                         return (EPERM);
 591                 error = SYSCTL_IN(req, &delta, sizeof(delta));
 592                 if (error)
 593                         return (error);
 594                 kern_reladjtime(delta);
 595         }
 596
 597         if (req->oldptr)
 598                 kern_get_ntp_delta(&delta);
 599         error = SYSCTL_OUT(req, &delta, sizeof(delta));
 600         return (error);
 601 }
 602
 603 /*
 604  * delta is in nanoseconds.
 605  */
 606 static int
 607 sysctl_delta(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 608 {
 609         int64_t delta, old_delta;
 610         int error;
 611
 612         if (req->newptr != NULL) {
 613                 if (priv_check(curthread, PRIV_ROOT))
 614                         return (EPERM);
 615                 error = SYSCTL_IN(req, &delta, sizeof(delta));
 616                 if (error)
 617                         return (error);
 618                 kern_adjtime(delta, &old_delta);
 619         }
 620
 621         if (req->oldptr != NULL)
 622                 kern_get_ntp_delta(&old_delta);
 623         error = SYSCTL_OUT(req, &old_delta, sizeof(old_delta));
 624         return (error);
 625 }
 626
 627 /*
 628  * frequency is in nanoseconds per second shifted left 32.
 629  * kern_adjfreq() needs it in nanoseconds per tick shifted left 32.
 630  */
 631 static int
 632 sysctl_adjfreq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 633 {
 634         int64_t freqdelta;
 635         int error;
 636
 637         if (req->newptr != NULL) {
 638                 if (priv_check(curthread, PRIV_ROOT))
 639                         return (EPERM);
 640                 error = SYSCTL_IN(req, &freqdelta, sizeof(freqdelta));
 641                 if (error)
 642                         return (error);
 643
 644                 freqdelta /= hz;
 645                 kern_adjfreq(freqdelta);
 646         }
 647
 648         if (req->oldptr != NULL)
 649                 freqdelta = ntp_tick_permanent * hz;
 650         error = SYSCTL_OUT(req, &freqdelta, sizeof(freqdelta));
 651         if (error)
 652                 return (error);
 653
 654         return (0);
 655 }
 656
 657 SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, ntp, CTLFLAG_RW, 0, "NTP related controls");
 658 SYSCTL_PROC(_kern_ntp, OID_AUTO, permanent,
 659     CTLTYPE_QUAD|CTLFLAG_RW, 0, 0,
 660     sysctl_adjfreq, "Q", "permanent correction per second");
 661 SYSCTL_PROC(_kern_ntp, OID_AUTO, delta,
 662     CTLTYPE_QUAD|CTLFLAG_RW, 0, 0,
 663     sysctl_delta, "Q", "one-time delta");
 664 SYSCTL_OPAQUE(_kern_ntp, OID_AUTO, big_delta, CTLFLAG_RD,
 665     &ntp_big_delta, sizeof(ntp_big_delta), "Q",
 666     "threshold for fast adjustment");
 667 SYSCTL_OPAQUE(_kern_ntp, OID_AUTO, tick_delta, CTLFLAG_RD,
 668     &ntp_tick_delta, sizeof(ntp_tick_delta), "LU",
 669     "per-tick adjustment");
 670 SYSCTL_OPAQUE(_kern_ntp, OID_AUTO, default_tick_delta, CTLFLAG_RD,
 671     &ntp_default_tick_delta, sizeof(ntp_default_tick_delta), "LU",
 672     "default per-tick adjustment");
 673 SYSCTL_OPAQUE(_kern_ntp, OID_AUTO, next_leap_second, CTLFLAG_RW,
 674     &ntp_leap_second, sizeof(ntp_leap_second), "LU",
 675     "next leap second");
 676 SYSCTL_INT(_kern_ntp, OID_AUTO, insert_leap_second, CTLFLAG_RW,
 677     &ntp_leap_insert, 0, "insert or remove leap second");
 678 SYSCTL_PROC(_kern_ntp, OID_AUTO, adjust,
 679     CTLTYPE_QUAD|CTLFLAG_RW, 0, 0,
 680     sysctl_adjtime, "Q", "relative adjust for delta");
 681
 682 /*
 683  * Get value of an interval timer.  The process virtual and
 684  * profiling virtual time timers are kept in the p_stats area, since
 685  * they can be swapped out.  These are kept internally in the
 686  * way they are specified externally: in time until they expire.
 687  *
 688  * The real time interval timer is kept in the process table slot
 689  * for the process, and its value (it_value) is kept as an
 690  * absolute time rather than as a delta, so that it is easy to keep
 691  * periodic real-time signals from drifting.
 692  *
 693  * Virtual time timers are processed in the hardclock() routine of
 694  * kern_clock.c.  The real time timer is processed by a timeout
 695  * routine, called from the softclock() routine.  Since a callout
 696  * may be delayed in real time due to interrupt processing in the system,
 697  * it is possible for the real time timeout routine (realitexpire, given below),
 698  * to be delayed in real time past when it is supposed to occur.  It
 699  * does not suffice, therefore, to reload the real timer .it_value from the
 700  * real time timers .it_interval.  Rather, we compute the next time in
 701  * absolute time the timer should go off.
 702  *
 703  * MPALMOSTSAFE
 704  */
 705 int
 706 sys_getitimer(struct getitimer_args *uap)
 707 {
 708         struct proc *p = curproc;
 709         struct timeval ctv;
 710         struct itimerval aitv;
 711
 712         if (uap->which > ITIMER_PROF)
 713                 return (EINVAL);
 714         lwkt_gettoken(&p->p_token);
 715         if (uap->which == ITIMER_REAL) {
 716                 /*
 717                  * Convert from absolute to relative time in .it_value
 718                  * part of real time timer.  If time for real time timer
 719                  * has passed return 0, else return difference between
 720                  * current time and time for the timer to go off.
 721                  */
 722                 aitv = p->p_realtimer;
 723                 if (timevalisset(&aitv.it_value)) {
 724                         getmicrouptime(&ctv);
 725                         if (timevalcmp(&aitv.it_value, &ctv, <))
 726                                 timevalclear(&aitv.it_value);
 727                         else
 728                                 timevalsub(&aitv.it_value, &ctv);
 729                 }
 730         } else {
 731                 aitv = p->p_timer[uap->which];
 732         }
 733         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 734         return (copyout(&aitv, uap->itv, sizeof (struct itimerval)));
 735 }
 736
 737 /*
 738  * MPALMOSTSAFE
 739  */
 740 int
 741 sys_setitimer(struct setitimer_args *uap)
 742 {
 743         struct itimerval aitv;
 744         struct timeval ctv;
 745         struct itimerval *itvp;
 746         struct proc *p = curproc;
 747         int error;
 748
 749         if (uap->which > ITIMER_PROF)
 750                 return (EINVAL);
 751         itvp = uap->itv;
 752         if (itvp && (error = copyin((caddr_t)itvp, (caddr_t)&aitv,
 753             sizeof(struct itimerval))))
 754                 return (error);
 755         if ((uap->itv = uap->oitv) &&
 756             (error = sys_getitimer((struct getitimer_args *)uap)))
 757                 return (error);
 758         if (itvp == NULL)
 759                 return (0);
 760         if (itimerfix(&aitv.it_value))
 761                 return (EINVAL);
 762         if (!timevalisset(&aitv.it_value))
 763                 timevalclear(&aitv.it_interval);
 764         else if (itimerfix(&aitv.it_interval))
 765                 return (EINVAL);
 766         lwkt_gettoken(&p->p_token);
 767         if (uap->which == ITIMER_REAL) {
 768                 if (timevalisset(&p->p_realtimer.it_value))
 769                         callout_stop_sync(&p->p_ithandle);
 770                 if (timevalisset(&aitv.it_value))
 771                         callout_reset(&p->p_ithandle,
 772                             tvtohz_high(&aitv.it_value), realitexpire, p);
 773                 getmicrouptime(&ctv);
 774                 timevaladd(&aitv.it_value, &ctv);
 775                 p->p_realtimer = aitv;
 776         } else {
 777                 p->p_timer[uap->which] = aitv;
 778                 switch(uap->which) {
 779                 case ITIMER_VIRTUAL:
 780                         p->p_flags &= ~P_SIGVTALRM;
 781                         break;
 782                 case ITIMER_PROF:
 783                         p->p_flags &= ~P_SIGPROF;
 784                         break;
 785                 }
 786         }
 787         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 788         return (0);
 789 }
 790
 791 /*
 792  * Real interval timer expired:
 793  * send process whose timer expired an alarm signal.
 794  * If time is not set up to reload, then just return.
 795  * Else compute next time timer should go off which is > current time.
 796  * This is where delay in processing this timeout causes multiple
 797  * SIGALRM calls to be compressed into one.
 798  * tvtohz_high() always adds 1 to allow for the time until the next clock
 799  * interrupt being strictly less than 1 clock tick, but we don't want
 800  * that here since we want to appear to be in sync with the clock
 801  * interrupt even when we're delayed.
 802  */
 803 void
 804 realitexpire(void *arg)
 805 {
 806         struct proc *p;
 807         struct timeval ctv, ntv;
 808
 809         p = (struct proc *)arg;
 810         PHOLD(p);
 811         lwkt_gettoken(&p->p_token);
 812         ksignal(p, SIGALRM);
 813         if (!timevalisset(&p->p_realtimer.it_interval)) {
 814                 timevalclear(&p->p_realtimer.it_value);
 815                 goto done;
 816         }
 817         for (;;) {
 818                 timevaladd(&p->p_realtimer.it_value,
 819                            &p->p_realtimer.it_interval);
 820                 getmicrouptime(&ctv);
 821                 if (timevalcmp(&p->p_realtimer.it_value, &ctv, >)) {
 822                         ntv = p->p_realtimer.it_value;
 823                         timevalsub(&ntv, &ctv);
 824                         callout_reset(&p->p_ithandle, tvtohz_low(&ntv),
 825                                       realitexpire, p);
 826                         goto done;
 827                 }
 828         }
 829 done:
 830         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 831         PRELE(p);
 832 }
 833
 834 /*
 835  * Check that a proposed value to load into the .it_value or
 836  * .it_interval part of an interval timer is acceptable, and
 837  * fix it to have at least minimal value (i.e. if it is less
 838  * than the resolution of the clock, round it up.)
 839  *
 840  * MPSAFE
 841  */
 842 int
 843 itimerfix(struct timeval *tv)
 844 {
 845
 846         if (tv->tv_sec < 0 || tv->tv_sec > 100000000 ||
 847             tv->tv_usec < 0 || tv->tv_usec >= 1000000)
 848                 return (EINVAL);
 849         if (tv->tv_sec == 0 && tv->tv_usec != 0 && tv->tv_usec < ustick)
 850                 tv->tv_usec = ustick;
 851         return (0);
 852 }
 853
 854 /*
 855  * Decrement an interval timer by a specified number
 856  * of microseconds, which must be less than a second,
 857  * i.e. < 1000000.  If the timer expires, then reload
 858  * it.  In this case, carry over (usec - old value) to
 859  * reduce the value reloaded into the timer so that
 860  * the timer does not drift.  This routine assumes
 861  * that it is called in a context where the timers
 862  * on which it is operating cannot change in value.
 863  */
 864 int
 865 itimerdecr(struct itimerval *itp, int usec)
 866 {
 867
 868         if (itp->it_value.tv_usec < usec) {
 869                 if (itp->it_value.tv_sec == 0) {
 870                         /* expired, and already in next interval */
 871                         usec -= itp->it_value.tv_usec;
 872                         goto expire;
 873                 }
 874                 itp->it_value.tv_usec += 1000000;
 875                 itp->it_value.tv_sec--;
 876         }
 877         itp->it_value.tv_usec -= usec;
 878         usec = 0;
 879         if (timevalisset(&itp->it_value))
 880                 return (1);
 881         /* expired, exactly at end of interval */
 882 expire:
 883         if (timevalisset(&itp->it_interval)) {
 884                 itp->it_value = itp->it_interval;
 885                 itp->it_value.tv_usec -= usec;
 886                 if (itp->it_value.tv_usec < 0) {
 887                         itp->it_value.tv_usec += 1000000;
 888                         itp->it_value.tv_sec--;
 889                 }
 890         } else
 891                 itp->it_value.tv_usec = 0;              /* sec is already 0 */
 892         return (0);
 893 }
 894
 895 /*
 896  * Add and subtract routines for timevals.
 897  * N.B.: subtract routine doesn't deal with
 898  * results which are before the beginning,
 899  * it just gets very confused in this case.
 900  * Caveat emptor.
 901  */
 902 void
 903 timevaladd(struct timeval *t1, const struct timeval *t2)
 904 {
 905
 906         t1->tv_sec += t2->tv_sec;
 907         t1->tv_usec += t2->tv_usec;
 908         timevalfix(t1);
 909 }
 910
 911 void
 912 timevalsub(struct timeval *t1, const struct timeval *t2)
 913 {
 914
 915         t1->tv_sec -= t2->tv_sec;
 916         t1->tv_usec -= t2->tv_usec;
 917         timevalfix(t1);
 918 }
 919
 920 static void
 921 timevalfix(struct timeval *t1)
 922 {
 923
 924         if (t1->tv_usec < 0) {
 925                 t1->tv_sec--;
 926                 t1->tv_usec += 1000000;
 927         }
 928         if (t1->tv_usec >= 1000000) {
 929                 t1->tv_sec++;
 930                 t1->tv_usec -= 1000000;
 931         }
 932 }
 933
 934 /*
 935  * ratecheck(): simple time-based rate-limit checking.
 936  */
 937 int
 938 ratecheck(struct timeval *lasttime, const struct timeval *mininterval)
 939 {
 940         struct timeval tv, delta;
 941         int rv = 0;
 942
 943         getmicrouptime(&tv);            /* NB: 10ms precision */
 944         delta = tv;
 945         timevalsub(&delta, lasttime);
 946
 947         /*
 948          * check for 0,0 is so that the message will be seen at least once,
 949          * even if interval is huge.
 950          */
 951         if (timevalcmp(&delta, mininterval, >=) ||
 952             (lasttime->tv_sec == 0 && lasttime->tv_usec == 0)) {
 953                 *lasttime = tv;
 954                 rv = 1;
 955         }
 956
 957         return (rv);
 958 }
 959
 960 /*
 961  * ppsratecheck(): packets (or events) per second limitation.
 962  *
 963  * Return 0 if the limit is to be enforced (e.g. the caller
 964  * should drop a packet because of the rate limitation).
 965  *
 966  * maxpps of 0 always causes zero to be returned.  maxpps of -1
 967  * always causes 1 to be returned; this effectively defeats rate
 968  * limiting.
 969  *
 970  * Note that we maintain the struct timeval for compatibility
 971  * with other bsd systems.  We reuse the storage and just monitor
 972  * clock ticks for minimal overhead.
 973  */
 974 int
 975 ppsratecheck(struct timeval *lasttime, int *curpps, int maxpps)
 976 {
 977         int now;
 978
 979         /*
 980          * Reset the last time and counter if this is the first call
 981          * or more than a second has passed since the last update of
 982          * lasttime.
 983          */
 984         now = ticks;
 985         if (lasttime->tv_sec == 0 || (u_int)(now - lasttime->tv_sec) >= hz) {
 986                 lasttime->tv_sec = now;
 987                 *curpps = 1;
 988                 return (maxpps != 0);
 989         } else {
 990                 (*curpps)++;            /* NB: ignore potential overflow */
 991                 return (maxpps < 0 || *curpps < maxpps);
 992         }
 993 }
 994