]> sjero.net Git - wget/blob - src/ptimer.c
156306e27bcdfd925a326aad094c5f05bacc6e39
[wget] / src / ptimer.c
1 /* Portable timers.
2    Copyright (C) 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 Free Software
3    Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GNU Wget.
6
7 GNU Wget is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
10 (at your option) any later version.
11
12 GNU Wget is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with Wget.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19
20 Additional permission under GNU GPL version 3 section 7
21
22 If you modify this program, or any covered work, by linking or
23 combining it with the OpenSSL project's OpenSSL library (or a
24 modified version of that library), containing parts covered by the
25 terms of the OpenSSL or SSLeay licenses, the Free Software Foundation
26 grants you additional permission to convey the resulting work.
27 Corresponding Source for a non-source form of such a combination
28 shall include the source code for the parts of OpenSSL used as well
29 as that of the covered work.  */
30
31 /* This file implements "portable timers" (ptimers), objects that
32    measure elapsed time using the primitives most appropriate for the
33    underlying operating system.  The entry points are:
34
35      ptimer_new     -- creates a timer.
36      ptimer_reset   -- resets the timer's elapsed time to zero.
37      ptimer_measure -- measure and return the time elapsed since
38                        creation or last reset.
39      ptimer_read    -- reads the last measured elapsed value.
40      ptimer_destroy -- destroy the timer.
41      ptimer_granularity -- returns the approximate granularity of the timers.
42
43    Timers measure time in seconds, returning the timings as floating
44    point numbers, so they can carry as much precision as the
45    underlying system timer supports.  For example, to measure the time
46    it takes to run a loop, you can use something like:
47
48      ptimer *tmr = ptimer_new ();
49      while (...)
50        ... loop ...
51      double secs = ptimer_measure ();
52      printf ("The loop took %.2fs\n", secs);  */
53
54 #include "wget.h"
55
56 #include <stdio.h>
57 #include <stdlib.h>
58 #include <string.h>
59 #include <errno.h>
60 #include <unistd.h>
61 #include <time.h>
62 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
63 # include <sys/time.h>
64 #endif
65
66 /* Cygwin currently (as of 2005-04-08, Cygwin 1.5.14) lacks clock_getres,
67    but still defines _POSIX_TIMERS!  Because of that we simply use the
68    Windows timers under Cygwin.  */
69 #ifdef __CYGWIN__
70 # include <windows.h>
71 #endif
72
73 #include "utils.h"
74 #include "ptimer.h"
75
76 /* Depending on the OS, one and only one of PTIMER_POSIX,
77    PTIMER_GETTIMEOFDAY, or PTIMER_WINDOWS will be defined.  */
78
79 #undef PTIMER_POSIX
80 #undef PTIMER_GETTIMEOFDAY
81 #undef PTIMER_WINDOWS
82
83 #if defined(WINDOWS) || defined(__CYGWIN__)
84 # define PTIMER_WINDOWS         /* use Windows timers */
85 #elif _POSIX_TIMERS - 0 > 0
86 # define PTIMER_POSIX           /* use POSIX timers (clock_gettime) */
87 #else
88 # define PTIMER_GETTIMEOFDAY    /* use gettimeofday */
89 #endif
90
91 #ifdef PTIMER_POSIX
92 /* Elapsed time measurement using POSIX timers: system time is held in
93    struct timespec, time is retrieved using clock_gettime, and
94    resolution using clock_getres.
95
96    This method is used on Unix systems that implement POSIX
97    timers.  */
98
99 typedef struct timespec ptimer_system_time;
100
101 #define IMPL_init posix_init
102 #define IMPL_measure posix_measure
103 #define IMPL_diff posix_diff
104 #define IMPL_resolution posix_resolution
105
106 /* clock_id to use for POSIX clocks.  This tries to use
107    CLOCK_MONOTONIC where available, CLOCK_REALTIME otherwise.  */
108 static int posix_clock_id;
109
110 /* Resolution of the clock, initialized in posix_init. */
111 static double posix_clock_resolution;
112
113 /* Decide which clock_id to use.  */
114
115 static void
116 posix_init (void)
117 {
118   /* List of clocks we want to support: some systems support monotonic
119      clocks, Solaris has "high resolution" clock (sometimes
120      unavailable except to superuser), and all should support the
121      real-time clock.  */
122 #define NO_SYSCONF_CHECK -1
123   static const struct {
124     int id;
125     int sysconf_name;
126   } clocks[] = {
127 #if defined(_POSIX_MONOTONIC_CLOCK) && _POSIX_MONOTONIC_CLOCK - 0 >= 0
128     { CLOCK_MONOTONIC, _SC_MONOTONIC_CLOCK },
129 #endif
130 #ifdef CLOCK_HIGHRES
131     { CLOCK_HIGHRES, NO_SYSCONF_CHECK },
132 #endif
133     { CLOCK_REALTIME, NO_SYSCONF_CHECK },
134   };
135   size_t i;
136
137   /* Determine the clock we can use.  For a clock to be usable, it
138      must be confirmed with sysconf (where applicable) and with
139      clock_getres.  If no clock is found, CLOCK_REALTIME is used.  */
140
141   for (i = 0; i < countof (clocks); i++)
142     {
143       struct timespec r;
144       if (clocks[i].sysconf_name != NO_SYSCONF_CHECK)
145         if (sysconf (clocks[i].sysconf_name) < 0)
146           continue;             /* sysconf claims this clock is unavailable */
147       if (clock_getres (clocks[i].id, &r) < 0)
148         continue;               /* clock_getres doesn't work for this clock */
149       posix_clock_id = clocks[i].id;
150       posix_clock_resolution = (double) r.tv_sec + r.tv_nsec / 1e9;
151       /* Guard against nonsense returned by a broken clock_getres.  */
152       if (posix_clock_resolution == 0)
153         posix_clock_resolution = 1e-3;
154       break;
155     }
156   if (i == countof (clocks))
157     {
158       /* If no clock was found, it means that clock_getres failed for
159          the realtime clock.  */
160       logprintf (LOG_NOTQUIET, _("Cannot get REALTIME clock frequency: %s\n"),
161                  strerror (errno));
162       /* Use CLOCK_REALTIME, but invent a plausible resolution. */
163       posix_clock_id = CLOCK_REALTIME;
164       posix_clock_resolution = 1e-3;
165     }
166 }
167
168 static inline void
169 posix_measure (ptimer_system_time *pst)
170 {
171   clock_gettime (posix_clock_id, pst);
172 }
173
174 static inline double
175 posix_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
176 {
177   return ((pst1->tv_sec - pst2->tv_sec)
178           + (pst1->tv_nsec - pst2->tv_nsec) / 1e9);
179 }
180
181 static inline double
182 posix_resolution (void)
183 {
184   return posix_clock_resolution;
185 }
186 #endif  /* PTIMER_POSIX */
187
188 #ifdef PTIMER_GETTIMEOFDAY
189 /* Elapsed time measurement using gettimeofday: system time is held in
190    struct timeval, retrieved using gettimeofday, and resolution is
191    unknown.
192
193    This method is used Unix systems without POSIX timers.  */
194
195 typedef struct timeval ptimer_system_time;
196
197 #define IMPL_measure gettimeofday_measure
198 #define IMPL_diff gettimeofday_diff
199 #define IMPL_resolution gettimeofday_resolution
200
201 static inline void
202 gettimeofday_measure (ptimer_system_time *pst)
203 {
204   gettimeofday (pst, NULL);
205 }
206
207 static inline double
208 gettimeofday_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
209 {
210   return ((pst1->tv_sec - pst2->tv_sec)
211           + (pst1->tv_usec - pst2->tv_usec) / 1e6);
212 }
213
214 static inline double
215 gettimeofday_resolution (void)
216 {
217   /* Granularity of gettimeofday varies wildly between architectures.
218      However, it appears that on modern machines it tends to be better
219      than 1ms.  Assume 100 usecs.  */
220   return 0.1;
221 }
222 #endif  /* PTIMER_GETTIMEOFDAY */
223
224 #ifdef PTIMER_WINDOWS
225 /* Elapsed time measurement on Windows: where high-resolution timers
226    are available, time is stored in a LARGE_INTEGER and retrieved
227    using QueryPerformanceCounter.  Otherwise, it is stored in a DWORD
228    and retrieved using GetTickCount.
229
230    This method is used on Windows.  */
231
232 typedef union {
233   DWORD lores;          /* In case GetTickCount is used */
234   LARGE_INTEGER hires;  /* In case high-resolution timer is used */
235 } ptimer_system_time;
236
237 #define IMPL_init windows_init
238 #define IMPL_measure windows_measure
239 #define IMPL_diff windows_diff
240 #define IMPL_resolution windows_resolution
241
242 /* Whether high-resolution timers are used.  Set by ptimer_initialize_once
243    the first time ptimer_new is called. */
244 static bool windows_hires_timers;
245
246 /* Frequency of high-resolution timers -- number of updates per
247    second.  Calculated the first time ptimer_new is called provided
248    that high-resolution timers are available. */
249 static double windows_hires_freq;
250
251 static void
252 windows_init (void)
253 {
254   LARGE_INTEGER freq;
255   freq.QuadPart = 0;
256   QueryPerformanceFrequency (&freq);
257   if (freq.QuadPart != 0)
258     {
259       windows_hires_timers = true;
260       windows_hires_freq = (double) freq.QuadPart;
261     }
262 }
263
264 static inline void
265 windows_measure (ptimer_system_time *pst)
266 {
267   if (windows_hires_timers)
268     QueryPerformanceCounter (&pst->hires);
269   else
270     /* Where hires counters are not available, use GetTickCount rather
271        GetSystemTime, because it is unaffected by clock skew and
272        simpler to use.  Note that overflows don't affect us because we
273        never use absolute values of the ticker, only the
274        differences.  */
275     pst->lores = GetTickCount ();
276 }
277
278 static inline double
279 windows_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
280 {
281   if (windows_hires_timers)
282     return (pst1->hires.QuadPart - pst2->hires.QuadPart) / windows_hires_freq;
283   else
284     return pst1->lores - pst2->lores;
285 }
286
287 static double
288 windows_resolution (void)
289 {
290   if (windows_hires_timers)
291     return 1.0 / windows_hires_freq;
292   else
293     return 10;                  /* according to MSDN */
294 }
295 #endif  /* PTIMER_WINDOWS */
296 \f
297 /* The code below this point is independent of timer implementation. */
298
299 struct ptimer {
300   /* The starting point in time which, subtracted from the current
301      time, yields elapsed time. */
302   ptimer_system_time start;
303
304   /* The most recent elapsed time, calculated by ptimer_measure().  */
305   double elapsed_last;
306
307   /* Approximately, the time elapsed between the true start of the
308      measurement and the time represented by START.  This is used for
309      adjustment when clock skew is detected.  */
310   double elapsed_pre_start;
311 };
312
313 /* Allocate a new timer and reset it.  Return the new timer. */
314
315 struct ptimer *
316 ptimer_new (void)
317 {
318   struct ptimer *pt = xnew0 (struct ptimer);
319 #ifdef IMPL_init
320   static bool init_done;
321   if (!init_done)
322     {
323       init_done = true;
324       IMPL_init ();
325     }
326 #endif
327   ptimer_reset (pt);
328   return pt;
329 }
330
331 /* Free the resources associated with the timer.  Its further use is
332    prohibited.  */
333
334 void
335 ptimer_destroy (struct ptimer *pt)
336 {
337   xfree (pt);
338 }
339
340 /* Reset timer PT.  This establishes the starting point from which
341    ptimer_measure() will return the elapsed time in seconds.  It is
342    allowed to reset a previously used timer.  */
343
344 void
345 ptimer_reset (struct ptimer *pt)
346 {
347   /* Set the start time to the current time. */
348   IMPL_measure (&pt->start);
349   pt->elapsed_last = 0;
350   pt->elapsed_pre_start = 0;
351 }
352
353 /* Measure the elapsed time since timer creation/reset.  This causes
354    the timer to internally call clock_gettime (or gettimeofday, etc.)
355    to update its idea of current time.  The time is returned, but is
356    also stored for later access through ptimer_read().
357
358    This function handles clock skew, i.e. time that moves backwards is
359    ignored.  */
360
361 double
362 ptimer_measure (struct ptimer *pt)
363 {
364   ptimer_system_time now;
365   double elapsed;
366
367   IMPL_measure (&now);
368   elapsed = pt->elapsed_pre_start + IMPL_diff (&now, &pt->start);
369
370   /* Ideally we'd just return the difference between NOW and
371      pt->start.  However, the system timer can be set back, and we
372      could return a value smaller than when we were last called, even
373      a negative value.  Both of these would confuse the callers, which
374      expect us to return monotonically nondecreasing values.
375
376      Therefore: if ELAPSED is smaller than its previous known value,
377      we reset pt->start to the current time and effectively start
378      measuring from this point.  But since we don't want the elapsed
379      value to start from zero, we set elapsed_pre_start to the last
380      elapsed time and increment all future calculations by that
381      amount.
382
383      This cannot happen with Windows and POSIX monotonic/highres
384      timers, but the check is not expensive.  */
385
386   if (elapsed < pt->elapsed_last)
387     {
388       pt->start = now;
389       pt->elapsed_pre_start = pt->elapsed_last;
390       elapsed = pt->elapsed_last;
391     }
392
393   pt->elapsed_last = elapsed;
394   return elapsed;
395 }
396
397 /* Return the most recent elapsed time measured with ptimer_measure.
398    If ptimer_measure has not yet been called since the timer was
399    created or reset, this returns 0.  */
400
401 double
402 ptimer_read (const struct ptimer *pt)
403 {
404   return pt->elapsed_last;
405 }
406
407 /* Return the assessed resolution of the timer implementation, in
408    seconds.  This is used by code that tries to substitute a better
409    value for timers that have returned zero.  */
410
411 double
412 ptimer_resolution (void)
413 {
414   return IMPL_resolution ();
415 }