]> sjero.net Git - wget/blob - src/ptimer.c
[mq]: cfg-mk
[wget] / src / ptimer.c
1 /* Portable timers.
2    Copyright (C) 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 Free Software Foundation,
3    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 #ifdef HAVE_UNISTD_H
61 # include <unistd.h>
62 #endif
63 #include <time.h>
64 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
65 # include <sys/time.h>
66 #endif
67
68 /* Cygwin currently (as of 2005-04-08, Cygwin 1.5.14) lacks clock_getres,
69    but still defines _POSIX_TIMERS!  Because of that we simply use the
70    Windows timers under Cygwin.  */
71 #ifdef __CYGWIN__
72 # include <windows.h>
73 #endif
74
75 #include "utils.h"
76 #include "ptimer.h"
77
78 /* Depending on the OS, one and only one of PTIMER_POSIX,
79    PTIMER_GETTIMEOFDAY, or PTIMER_WINDOWS will be defined.  */
80
81 #undef PTIMER_POSIX
82 #undef PTIMER_GETTIMEOFDAY
83 #undef PTIMER_WINDOWS
84
85 #if defined(WINDOWS) || defined(__CYGWIN__)
86 # define PTIMER_WINDOWS         /* use Windows timers */
87 #elif _POSIX_TIMERS - 0 > 0
88 # define PTIMER_POSIX           /* use POSIX timers (clock_gettime) */
89 #else
90 # define PTIMER_GETTIMEOFDAY    /* use gettimeofday */
91 #endif
92
93 #ifdef PTIMER_POSIX
94 /* Elapsed time measurement using POSIX timers: system time is held in
95    struct timespec, time is retrieved using clock_gettime, and
96    resolution using clock_getres.
97
98    This method is used on Unix systems that implement POSIX
99    timers.  */
100
101 typedef struct timespec ptimer_system_time;
102
103 #define IMPL_init posix_init
104 #define IMPL_measure posix_measure
105 #define IMPL_diff posix_diff
106 #define IMPL_resolution posix_resolution
107
108 /* clock_id to use for POSIX clocks.  This tries to use
109    CLOCK_MONOTONIC where available, CLOCK_REALTIME otherwise.  */
110 static int posix_clock_id;
111
112 /* Resolution of the clock, initialized in posix_init. */
113 static double posix_clock_resolution;
114
115 /* Decide which clock_id to use.  */
116
117 static void
118 posix_init (void)
119 {
120   /* List of clocks we want to support: some systems support monotonic
121      clocks, Solaris has "high resolution" clock (sometimes
122      unavailable except to superuser), and all should support the
123      real-time clock.  */
124 #define NO_SYSCONF_CHECK -1
125   static const struct {
126     int id;
127     int sysconf_name;
128   } clocks[] = {
129 #if defined(_POSIX_MONOTONIC_CLOCK) && _POSIX_MONOTONIC_CLOCK - 0 >= 0
130     { CLOCK_MONOTONIC, _SC_MONOTONIC_CLOCK },
131 #endif
132 #ifdef CLOCK_HIGHRES
133     { CLOCK_HIGHRES, NO_SYSCONF_CHECK },
134 #endif
135     { CLOCK_REALTIME, NO_SYSCONF_CHECK },
136   };
137   size_t i;
138
139   /* Determine the clock we can use.  For a clock to be usable, it
140      must be confirmed with sysconf (where applicable) and with
141      clock_getres.  If no clock is found, CLOCK_REALTIME is used.  */
142
143   for (i = 0; i < countof (clocks); i++)
144     {
145       struct timespec r;
146       if (clocks[i].sysconf_name != NO_SYSCONF_CHECK)
147         if (sysconf (clocks[i].sysconf_name) < 0)
148           continue;             /* sysconf claims this clock is unavailable */
149       if (clock_getres (clocks[i].id, &r) < 0)
150         continue;               /* clock_getres doesn't work for this clock */
151       posix_clock_id = clocks[i].id;
152       posix_clock_resolution = (double) r.tv_sec + r.tv_nsec / 1e9;
153       /* Guard against nonsense returned by a broken clock_getres.  */
154       if (posix_clock_resolution == 0)
155         posix_clock_resolution = 1e-3;
156       break;
157     }
158   if (i == countof (clocks))
159     {
160       /* If no clock was found, it means that clock_getres failed for
161          the realtime clock.  */
162       logprintf (LOG_NOTQUIET, _("Cannot get REALTIME clock frequency: %s\n"),
163                  strerror (errno));
164       /* Use CLOCK_REALTIME, but invent a plausible resolution. */
165       posix_clock_id = CLOCK_REALTIME;
166       posix_clock_resolution = 1e-3;
167     }
168 }
169
170 static inline void
171 posix_measure (ptimer_system_time *pst)
172 {
173   clock_gettime (posix_clock_id, pst);
174 }
175
176 static inline double
177 posix_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
178 {
179   return ((pst1->tv_sec - pst2->tv_sec)
180           + (pst1->tv_nsec - pst2->tv_nsec) / 1e9);
181 }
182
183 static inline double
184 posix_resolution (void)
185 {
186   return posix_clock_resolution;
187 }
188 #endif  /* PTIMER_POSIX */
189
190 #ifdef PTIMER_GETTIMEOFDAY
191 /* Elapsed time measurement using gettimeofday: system time is held in
192    struct timeval, retrieved using gettimeofday, and resolution is
193    unknown.
194
195    This method is used Unix systems without POSIX timers.  */
196
197 typedef struct timeval ptimer_system_time;
198
199 #define IMPL_measure gettimeofday_measure
200 #define IMPL_diff gettimeofday_diff
201 #define IMPL_resolution gettimeofday_resolution
202
203 static inline void
204 gettimeofday_measure (ptimer_system_time *pst)
205 {
206   gettimeofday (pst, NULL);
207 }
208
209 static inline double
210 gettimeofday_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
211 {
212   return ((pst1->tv_sec - pst2->tv_sec)
213           + (pst1->tv_usec - pst2->tv_usec) / 1e6);
214 }
215
216 static inline double
217 gettimeofday_resolution (void)
218 {
219   /* Granularity of gettimeofday varies wildly between architectures.
220      However, it appears that on modern machines it tends to be better
221      than 1ms.  Assume 100 usecs.  */
222   return 0.1;
223 }
224 #endif  /* PTIMER_GETTIMEOFDAY */
225
226 #ifdef PTIMER_WINDOWS
227 /* Elapsed time measurement on Windows: where high-resolution timers
228    are available, time is stored in a LARGE_INTEGER and retrieved
229    using QueryPerformanceCounter.  Otherwise, it is stored in a DWORD
230    and retrieved using GetTickCount.
231
232    This method is used on Windows.  */
233
234 typedef union {
235   DWORD lores;          /* In case GetTickCount is used */
236   LARGE_INTEGER hires;  /* In case high-resolution timer is used */
237 } ptimer_system_time;
238
239 #define IMPL_init windows_init
240 #define IMPL_measure windows_measure
241 #define IMPL_diff windows_diff
242 #define IMPL_resolution windows_resolution
243
244 /* Whether high-resolution timers are used.  Set by ptimer_initialize_once
245    the first time ptimer_new is called. */
246 static bool windows_hires_timers;
247
248 /* Frequency of high-resolution timers -- number of updates per
249    second.  Calculated the first time ptimer_new is called provided
250    that high-resolution timers are available. */
251 static double windows_hires_freq;
252
253 static void
254 windows_init (void)
255 {
256   LARGE_INTEGER freq;
257   freq.QuadPart = 0;
258   QueryPerformanceFrequency (&freq);
259   if (freq.QuadPart != 0)
260     {
261       windows_hires_timers = true;
262       windows_hires_freq = (double) freq.QuadPart;
263     }
264 }
265
266 static inline void
267 windows_measure (ptimer_system_time *pst)
268 {
269   if (windows_hires_timers)
270     QueryPerformanceCounter (&pst->hires);
271   else
272     /* Where hires counters are not available, use GetTickCount rather
273        GetSystemTime, because it is unaffected by clock skew and
274        simpler to use.  Note that overflows don't affect us because we
275        never use absolute values of the ticker, only the
276        differences.  */
277     pst->lores = GetTickCount ();
278 }
279
280 static inline double
281 windows_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
282 {
283   if (windows_hires_timers)
284     return (pst1->hires.QuadPart - pst2->hires.QuadPart) / windows_hires_freq;
285   else
286     return pst1->lores - pst2->lores;
287 }
288
289 static double
290 windows_resolution (void)
291 {
292   if (windows_hires_timers)
293     return 1.0 / windows_hires_freq;
294   else
295     return 10;                  /* according to MSDN */
296 }
297 #endif  /* PTIMER_WINDOWS */
298 \f
299 /* The code below this point is independent of timer implementation. */
300
301 struct ptimer {
302   /* The starting point in time which, subtracted from the current
303      time, yields elapsed time. */
304   ptimer_system_time start;
305
306   /* The most recent elapsed time, calculated by ptimer_measure().  */
307   double elapsed_last;
308
309   /* Approximately, the time elapsed between the true start of the
310      measurement and the time represented by START.  This is used for
311      adjustment when clock skew is detected.  */
312   double elapsed_pre_start;
313 };
314
315 /* Allocate a new timer and reset it.  Return the new timer. */
316
317 struct ptimer *
318 ptimer_new (void)
319 {
320   struct ptimer *pt = xnew0 (struct ptimer);
321 #ifdef IMPL_init
322   static bool init_done;
323   if (!init_done)
324     {
325       init_done = true;
326       IMPL_init ();
327     }
328 #endif
329   ptimer_reset (pt);
330   return pt;
331 }
332
333 /* Free the resources associated with the timer.  Its further use is
334    prohibited.  */
335
336 void
337 ptimer_destroy (struct ptimer *pt)
338 {
339   xfree (pt);
340 }
341
342 /* Reset timer PT.  This establishes the starting point from which
343    ptimer_measure() will return the elapsed time in seconds.  It is
344    allowed to reset a previously used timer.  */
345
346 void
347 ptimer_reset (struct ptimer *pt)
348 {
349   /* Set the start time to the current time. */
350   IMPL_measure (&pt->start);
351   pt->elapsed_last = 0;
352   pt->elapsed_pre_start = 0;
353 }
354
355 /* Measure the elapsed time since timer creation/reset.  This causes
356    the timer to internally call clock_gettime (or gettimeofday, etc.)
357    to update its idea of current time.  The time is returned, but is
358    also stored for later access through ptimer_read().
359
360    This function handles clock skew, i.e. time that moves backwards is
361    ignored.  */
362
363 double
364 ptimer_measure (struct ptimer *pt)
365 {
366   ptimer_system_time now;
367   double elapsed;
368
369   IMPL_measure (&now);
370   elapsed = pt->elapsed_pre_start + IMPL_diff (&now, &pt->start);
371
372   /* Ideally we'd just return the difference between NOW and
373      pt->start.  However, the system timer can be set back, and we
374      could return a value smaller than when we were last called, even
375      a negative value.  Both of these would confuse the callers, which
376      expect us to return monotonically nondecreasing values.
377
378      Therefore: if ELAPSED is smaller than its previous known value,
379      we reset pt->start to the current time and effectively start
380      measuring from this point.  But since we don't want the elapsed
381      value to start from zero, we set elapsed_pre_start to the last
382      elapsed time and increment all future calculations by that
383      amount.
384
385      This cannot happen with Windows and POSIX monotonic/highres
386      timers, but the check is not expensive.  */
387
388   if (elapsed < pt->elapsed_last)
389     {
390       pt->start = now;
391       pt->elapsed_pre_start = pt->elapsed_last;
392       elapsed = pt->elapsed_last;
393     }
394
395   pt->elapsed_last = elapsed;
396   return elapsed;
397 }
398
399 /* Return the most recent elapsed time measured with ptimer_measure.
400    If ptimer_measure has not yet been called since the timer was
401    created or reset, this returns 0.  */
402
403 double
404 ptimer_read (const struct ptimer *pt)
405 {
406   return pt->elapsed_last;
407 }
408
409 /* Return the assessed resolution of the timer implementation, in
410    seconds.  This is used by code that tries to substitute a better
411    value for timers that have returned zero.  */
412
413 double
414 ptimer_resolution (void)
415 {
416   return IMPL_resolution ();
417 }