sun merge
[unix-history] / usr / src / sys / kern / kern_clock.c
index 012d281..6769872 100644 (file)
@@ -1,4 +1,7 @@
-/*     kern_clock.c    4.38    82/09/06        */
+/*     kern_clock.c    4.48    82/12/17        */
+
+#include "../machine/reg.h"
+#include "../machine/psl.h"
 
 #include "../h/param.h"
 #include "../h/systm.h"
 
 #include "../h/param.h"
 #include "../h/systm.h"
@@ -8,7 +11,6 @@
 #include "../h/user.h"
 #include "../h/kernel.h"
 #include "../h/proc.h"
 #include "../h/user.h"
 #include "../h/kernel.h"
 #include "../h/proc.h"
-#include "../h/psl.h"
 #include "../h/vm.h"
 #include "../h/text.h"
 #ifdef MUSH
 #include "../h/vm.h"
 #include "../h/text.h"
 #ifdef MUSH
 #include "../h/share.h"
 #endif
 
 #include "../h/share.h"
 #endif
 
-#include "dh.h"
-#include "dz.h"
-#include "ps.h"
-
-#ifdef GPROF
-extern int profiling;
-extern char *s_lowpc;
-extern u_long s_textsize;
-extern u_short *kcount;
+#ifdef vax
+#include "../vax/mtpr.h"
 #endif
 
 #endif
 
-#define        bumptime(tp)    \
-       (tp)->tv_usec += tick; \
+#
+/*
+ * Clock handling routines.
+ *
+ * This code is written for a machine with only one interval timer,
+ * and does timing and resource utilization estimation statistically
+ * based on the state of the machine hz times a second.  A machine
+ * with proper clocks (running separately in user state, system state,
+ * interrupt state and idle state) as well as a time-of-day clock
+ * would allow a non-approximate implementation.
+ */
+
+/*
+ * TODO:
+ *     * Keep more accurate statistics by simulating good interval timers.
+ *     * Use the time-of-day clock on the VAX to keep more accurate time
+ *       than is possible by repeated use of the interval timer.
+ *     * Allocate more timeout table slots when table overflows.
+ */
+
+/* bump a timeval by a small number of usec's */
+#define        bumptime(tp, usec) \
+       (tp)->tv_usec += usec; \
        if ((tp)->tv_usec >= 1000000) { \
                (tp)->tv_usec -= 1000000; \
                (tp)->tv_sec++; \
        }
 
        if ((tp)->tv_usec >= 1000000) { \
                (tp)->tv_usec -= 1000000; \
                (tp)->tv_sec++; \
        }
 
+/*
+ * The (single) hardware interval timer.
+ * We update the events relating to real time, and then
+ * make a gross assumption: that the system has been in the
+ * state it is in (user state, kernel state, interrupt state,
+ * or idle state) for the entire last time interval, and
+ * update statistics accordingly.
+ */
 /*ARGSUSED*/
 /*ARGSUSED*/
+#ifdef vax
 hardclock(pc, ps)
        caddr_t pc;
 hardclock(pc, ps)
        caddr_t pc;
+       int ps;
+{
+#endif
+#ifdef sun
+hardclock(regs)
+       struct regs regs;
 {
 {
+       int ps = regs.r_sr;
+       caddr_t pc = (caddr_t)regs.r_pc;
+#endif
        register struct callout *p1;
        register struct proc *p;
        register int s, cpstate;
        register struct callout *p1;
        register struct proc *p;
        register int s, cpstate;
-       extern double avenrun[];
 
 
-#if NPS > 0
-       psextsync(pc, ps);
+#ifdef sun
+       if (USERMODE(ps))               /* aston needs ar0 */
+               u.u_ar0 = &regs.r_r0;
 #endif
 #endif
-
-/* update callout times */
+       /*
+        * Update real-time timeout queue.
+        * At front of queue are some number of events which are ``due''.
+        * The time to these is <= 0 and if negative represents the
+        * number of ticks which have passed since it was supposed to happen.
+        * The rest of the q elements (times > 0) are events yet to happen,
+        * where the time for each is given as a delta from the previous.
+        * Decrementing just the first of these serves to decrement the time
+        * to all events.
+        */
        for (p1 = calltodo.c_next; p1 && p1->c_time <= 0; p1 = p1->c_next)
        for (p1 = calltodo.c_next; p1 && p1->c_time <= 0; p1 = p1->c_next)
-               ;
+               --p1->c_time;
        if (p1)
        if (p1)
-               p1->c_time--;
+               --p1->c_time;
 
 
-/* charge process for resource usage... statistically! */
+       /*
+        * If the cpu is currently scheduled to a process, then
+        * charge it with resource utilization for a tick, updating
+        * statistics which run in (user+system) virtual time,
+        * such as the cpu time limit and profiling timers.
+        * This assumes that the current process has been running
+        * the entire last tick.
+        */
        if (!noproc) {
                s = u.u_procp->p_rssize;
                u.u_ru.ru_idrss += s; u.u_ru.ru_isrss += 0;     /* XXX */
        if (!noproc) {
                s = u.u_procp->p_rssize;
                u.u_ru.ru_idrss += s; u.u_ru.ru_isrss += 0;     /* XXX */
@@ -77,9 +126,19 @@ hardclock(pc, ps)
                        psignal(u.u_procp, SIGPROF);
        }
 
                        psignal(u.u_procp, SIGPROF);
        }
 
-/* charge for cpu */
+       /*
+        * Charge the time out based on the mode the cpu is in.
+        * Here again we fudge for the lack of proper interval timers
+        * assuming that the current state has been around at least
+        * one tick.
+        */
        if (USERMODE(ps)) {
        if (USERMODE(ps)) {
-               bumptime(&u.u_ru.ru_utime);
+               /*
+                * CPU was in user state.  Increment
+                * user time counter, and process process-virtual time
+                * interval timer. 
+                */
+               bumptime(&u.u_ru.ru_utime, tick);
                if (timerisset(&u.u_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) &&
                    itimerdecr(&u.u_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
                        psignal(u.u_procp, SIGVTALRM);
                if (timerisset(&u.u_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) &&
                    itimerdecr(&u.u_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
                        psignal(u.u_procp, SIGVTALRM);
@@ -88,6 +147,17 @@ hardclock(pc, ps)
                else
                        cpstate = CP_USER;
        } else {
                else
                        cpstate = CP_USER;
        } else {
+               /*
+                * CPU was in system state.  If profiling kernel
+                * increment a counter.  If no process is running
+                * then this is a system tick if we were running
+                * at a non-zero IPL (in a driver).  If a process is running,
+                * then we charge it with system time even if we were
+                * at a non-zero IPL, since the system often runs
+                * this way during processing of system calls.
+                * This is approximate, but the lack of true interval
+                * timers makes doing anything else difficult.
+                */
 #ifdef GPROF
                int k = pc - s_lowpc;
                if (profiling < 2 && k < s_textsize)
 #ifdef GPROF
                int k = pc - s_lowpc;
                if (profiling < 2 && k < s_textsize)
@@ -95,20 +165,37 @@ hardclock(pc, ps)
 #endif
                cpstate = CP_SYS;
                if (noproc) {
 #endif
                cpstate = CP_SYS;
                if (noproc) {
-                       if ((ps&PSL_IPL) != 0)
+                       if (BASEPRI(ps))
                                cpstate = CP_IDLE;
                } else {
                                cpstate = CP_IDLE;
                } else {
-                       bumptime(&u.u_ru.ru_stime);
+                       bumptime(&u.u_ru.ru_stime, tick);
                }
        }
 
                }
        }
 
-/* iostat statistics */
+       /*
+        * We maintain statistics shown by user-level statistics
+        * programs:  the amount of time in each cpu state, and
+        * the amount of time each of DK_NDRIVE ``drives'' is busy.
+        */
        cp_time[cpstate]++;
        for (s = 0; s < DK_NDRIVE; s++)
                if (dk_busy&(1<<s))
                        dk_time[s]++;
 
        cp_time[cpstate]++;
        for (s = 0; s < DK_NDRIVE; s++)
                if (dk_busy&(1<<s))
                        dk_time[s]++;
 
-/* adjust priority of current process */
+       /*
+        * We adjust the priority of the current process.
+        * The priority of a process gets worse as it accumulates
+        * CPU time.  The cpu usage estimator (p_cpu) is increased here
+        * and the formula for computing priorities (in kern_synch.c)
+        * will compute a different value each time the p_cpu increases
+        * by 4.  The cpu usage estimator ramps up quite quickly when
+        * the process is running (linearly), and decays away exponentially,
+        * at a rate which is proportionally slower when the system is
+        * busy.  The basic principal is that the system will 90% forget
+        * that a process used a lot of CPU time in 5*loadav seconds.
+        * This causes the system to favor processes which haven't run
+        * much recently, and to round-robin among other processes.
+        */
        if (!noproc) {
                p = u.u_procp;
                p->p_cpticks++;
        if (!noproc) {
                p = u.u_procp;
                p->p_cpticks++;
@@ -119,54 +206,65 @@ hardclock(pc, ps)
                    (shconsts.sc_tic * ((2*NZERO)-p->p_nice)) / NZERO :
                    shconsts.sc_tic) * (((int)avenrun[0]+2)/3);
 #endif
                    (shconsts.sc_tic * ((2*NZERO)-p->p_nice)) / NZERO :
                    shconsts.sc_tic) * (((int)avenrun[0]+2)/3);
 #endif
-               if (p->p_cpu % 4 == 0) {
+               if ((p->p_cpu&3) == 0) {
                        (void) setpri(p);
                        if (p->p_pri >= PUSER)
                                p->p_pri = p->p_usrpri;
                }
        }
                        (void) setpri(p);
                        if (p->p_pri >= PUSER)
                                p->p_pri = p->p_usrpri;
                }
        }
-       bumptime(&time);
+
+       /*
+        * Increment the time-of-day, and schedule
+        * processing of the callouts at a very low cpu priority,
+        * so we don't keep the relatively high clock interrupt
+        * priority any longer than necessary.
+        */
+       bumptime(&time, tick);
        setsoftclock();
 }
 
        setsoftclock();
 }
 
+/*
+ * Software priority level clock interrupt.
+ * Run periodic events from timeout queue.
+ */
 /*ARGSUSED*/
 /*ARGSUSED*/
+#ifdef vax
 softclock(pc, ps)
        caddr_t pc;
 softclock(pc, ps)
        caddr_t pc;
+       int ps;
 {
 {
-       register struct callout *p1;
-       register int a, s;
-       caddr_t arg;
-       int (*func)();
+#endif
+#ifdef sun
+softclock()
+{
+       int ps = u.u_ar0[PS];
+       caddr_t pc = (caddr_t)u.u_ar0[PC];
+#endif
 
 
-       if (panicstr)
-               goto nocallout;
        for (;;) {
        for (;;) {
+               register struct callout *p1;
+               register caddr_t arg;
+               register int (*func)();
+               register int a, s;
+
                s = spl7();
                if ((p1 = calltodo.c_next) == 0 || p1->c_time > 0) {
                        splx(s);
                        break;
                }
                s = spl7();
                if ((p1 = calltodo.c_next) == 0 || p1->c_time > 0) {
                        splx(s);
                        break;
                }
+               arg = p1->c_arg; func = p1->c_func; a = p1->c_time;
                calltodo.c_next = p1->c_next;
                calltodo.c_next = p1->c_next;
-               arg = p1->c_arg;
-               func = p1->c_func;
                p1->c_next = callfree;
                callfree = p1;
                p1->c_next = callfree;
                callfree = p1;
-               (void) splx(s);
-               (*func)(arg);
+               splx(s);
+               (*func)(arg, a);
        }
        }
-nocallout:
-
-#if NDH > 0
-       s = spl5(); dhtimer(); splx(s);
-#endif
-#if NDZ > 0
-       s = spl5(); dztimer(); splx(s);
-#endif
-
-/* if nothing to do, try swapin */
-       if (noproc && runin) {
-               runin = 0;
-               wakeup((caddr_t)&runin);
+       /*
+        * If trapped user-mode, give it a profiling tick.
+        */
+       if (USERMODE(ps) && u.u_prof.pr_scale) {
+               u.u_procp->p_flag |= SOWEUPC;
+               aston();
        }
 }
 
        }
 }
 
@@ -191,7 +289,8 @@ timeout(fun, arg, tim)
        pnew->c_arg = arg;
        pnew->c_func = fun;
        for (p1 = &calltodo; (p2 = p1->c_next) && p2->c_time < t; p1 = p2)
        pnew->c_arg = arg;
        pnew->c_func = fun;
        for (p1 = &calltodo; (p2 = p1->c_next) && p2->c_time < t; p1 = p2)
-               t -= p2->c_time;
+               if (p2->c_time > 0)
+                       t -= p2->c_time;
        p1->c_next = pnew;
        pnew->c_next = p2;
        pnew->c_time = t;
        p1->c_next = pnew;
        pnew->c_next = p2;
        pnew->c_time = t;
@@ -200,7 +299,6 @@ timeout(fun, arg, tim)
        splx(s);
 }
 
        splx(s);
 }
 
-#ifdef notdef
 /*
  * untimeout is called to remove a function timeout call
  * from the callout structure.
 /*
  * untimeout is called to remove a function timeout call
  * from the callout structure.
@@ -209,14 +307,13 @@ untimeout(fun, arg)
        int (*fun)();
        caddr_t arg;
 {
        int (*fun)();
        caddr_t arg;
 {
-
        register struct callout *p1, *p2;
        register int s;
 
        s = spl7();
        for (p1 = &calltodo; (p2 = p1->c_next) != 0; p1 = p2) {
                if (p2->c_func == fun && p2->c_arg == arg) {
        register struct callout *p1, *p2;
        register int s;
 
        s = spl7();
        for (p1 = &calltodo; (p2 = p1->c_next) != 0; p1 = p2) {
                if (p2->c_func == fun && p2->c_arg == arg) {
-                       if (p2->c_next)
+                       if (p2->c_next && p2->c_time > 0)
                                p2->c_next->c_time += p2->c_time;
                        p1->c_next = p2->c_next;
                        p2->c_next = callfree;
                                p2->c_next->c_time += p2->c_time;
                        p1->c_next = p2->c_next;
                        p2->c_next = callfree;
@@ -226,4 +323,36 @@ untimeout(fun, arg)
        }
        splx(s);
 }
        }
        splx(s);
 }
-#endif
+
+/*
+ * Compute number of hz until specified time.
+ * Used to compute third argument to timeout() from an
+ * absolute time.
+ */
+hzto(tv)
+       struct timeval *tv;
+{
+       register long ticks;
+       register long sec;
+       int s = spl7();
+
+       /*
+        * If number of milliseconds will fit in 32 bit arithmetic,
+        * then compute number of milliseconds to time and scale to
+        * ticks.  Otherwise just compute number of hz in time, rounding
+        * times greater than representible to maximum value.
+        *
+        * Delta times less than 25 days can be computed ``exactly''.
+        * Maximum value for any timeout in 10ms ticks is 250 days.
+        */
+       sec = tv->tv_sec - time.tv_sec;
+       if (sec <= 0x7fffffff / 1000 - 1000)
+               ticks = ((tv->tv_sec - time.tv_sec) * 1000 +
+                       (tv->tv_usec - time.tv_usec) / 1000) / (tick / 1000);
+       else if (sec <= 0x7fffffff / hz)
+               ticks = sec * hz;
+       else
+               ticks = 0x7fffffff;
+       splx(s);
+       return (ticks);
+}