]> sjero.net Git - wget/blob - src/ptimer.c
Merge build info with head.
[wget] / src / ptimer.c
1 /* Portable timers.
2    Copyright (C) 2005, 2006, 2007, 2008 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU Wget.
5
6 GNU Wget is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
9 (at your option) any later version.
10
11 GNU Wget is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with Wget.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18
19 Additional permission under GNU GPL version 3 section 7
20
21 If you modify this program, or any covered work, by linking or
22 combining it with the OpenSSL project's OpenSSL library (or a
23 modified version of that library), containing parts covered by the
24 terms of the OpenSSL or SSLeay licenses, the Free Software Foundation
25 grants you additional permission to convey the resulting work.
26 Corresponding Source for a non-source form of such a combination
27 shall include the source code for the parts of OpenSSL used as well
28 as that of the covered work.  */
29
30 /* This file implements "portable timers" (ptimers), objects that
31    measure elapsed time using the primitives most appropriate for the
32    underlying operating system.  The entry points are:
33
34      ptimer_new     -- creates a timer.
35      ptimer_reset   -- resets the timer's elapsed time to zero.
36      ptimer_measure -- measure and return the time elapsed since
37                        creation or last reset.
38      ptimer_read    -- reads the last measured elapsed value.
39      ptimer_destroy -- destroy the timer.
40      ptimer_granularity -- returns the approximate granularity of the timers.
41
42    Timers measure time in seconds, returning the timings as floating
43    point numbers, so they can carry as much precision as the
44    underlying system timer supports.  For example, to measure the time
45    it takes to run a loop, you can use something like:
46
47      ptimer *tmr = ptimer_new ();
48      while (...)
49        ... loop ...
50      double secs = ptimer_measure ();
51      printf ("The loop took %.2fs\n", secs);  */
52
53 #include "wget.h"
54
55 #include <stdio.h>
56 #include <stdlib.h>
57 #include <string.h>
58 #include <errno.h>
59 #ifdef HAVE_UNISTD_H
60 # include <unistd.h>
61 #endif
62 #include <time.h>
63 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
64 # include <sys/time.h>
65 #endif
66
67 /* Cygwin currently (as of 2005-04-08, Cygwin 1.5.14) lacks clock_getres,
68    but still defines _POSIX_TIMERS!  Because of that we simply use the
69    Windows timers under Cygwin.  */
70 #ifdef __CYGWIN__
71 # include <windows.h>
72 #endif
73
74 #include "utils.h"
75 #include "ptimer.h"
76
77 /* Depending on the OS, one and only one of PTIMER_POSIX,
78    PTIMER_GETTIMEOFDAY, or PTIMER_WINDOWS will be defined.  */
79
80 #undef PTIMER_POSIX
81 #undef PTIMER_GETTIMEOFDAY
82 #undef PTIMER_WINDOWS
83
84 #if defined(WINDOWS) || defined(__CYGWIN__)
85 # define PTIMER_WINDOWS         /* use Windows timers */
86 #elif _POSIX_TIMERS - 0 > 0
87 # define PTIMER_POSIX           /* use POSIX timers (clock_gettime) */
88 #else
89 # define PTIMER_GETTIMEOFDAY    /* use gettimeofday */
90 #endif
91
92 #ifdef PTIMER_POSIX
93 /* Elapsed time measurement using POSIX timers: system time is held in
94    struct timespec, time is retrieved using clock_gettime, and
95    resolution using clock_getres.
96
97    This method is used on Unix systems that implement POSIX
98    timers.  */
99
100 typedef struct timespec ptimer_system_time;
101
102 #define IMPL_init posix_init
103 #define IMPL_measure posix_measure
104 #define IMPL_diff posix_diff
105 #define IMPL_resolution posix_resolution
106
107 /* clock_id to use for POSIX clocks.  This tries to use
108    CLOCK_MONOTONIC where available, CLOCK_REALTIME otherwise.  */
109 static int posix_clock_id;
110
111 /* Resolution of the clock, initialized in posix_init. */
112 static double posix_clock_resolution;
113
114 /* Decide which clock_id to use.  */
115
116 static void
117 posix_init (void)
118 {
119   /* List of clocks we want to support: some systems support monotonic
120      clocks, Solaris has "high resolution" clock (sometimes
121      unavailable except to superuser), and all should support the
122      real-time clock.  */
123 #define NO_SYSCONF_CHECK -1
124   static const struct {
125     int id;
126     int sysconf_name;
127   } clocks[] = {
128 #if defined(_POSIX_MONOTONIC_CLOCK) && _POSIX_MONOTONIC_CLOCK - 0 >= 0
129     { CLOCK_MONOTONIC, _SC_MONOTONIC_CLOCK },
130 #endif
131 #ifdef CLOCK_HIGHRES
132     { CLOCK_HIGHRES, NO_SYSCONF_CHECK },
133 #endif
134     { CLOCK_REALTIME, NO_SYSCONF_CHECK },
135   };
136   size_t i;
137
138   /* Determine the clock we can use.  For a clock to be usable, it
139      must be confirmed with sysconf (where applicable) and with
140      clock_getres.  If no clock is found, CLOCK_REALTIME is used.  */
141
142   for (i = 0; i < countof (clocks); i++)
143     {
144       struct timespec r;
145       if (clocks[i].sysconf_name != NO_SYSCONF_CHECK)
146         if (sysconf (clocks[i].sysconf_name) < 0)
147           continue;             /* sysconf claims this clock is unavailable */
148       if (clock_getres (clocks[i].id, &r) < 0)
149         continue;               /* clock_getres doesn't work for this clock */
150       posix_clock_id = clocks[i].id;
151       posix_clock_resolution = (double) r.tv_sec + r.tv_nsec / 1e9;
152       /* Guard against nonsense returned by a broken clock_getres.  */
153       if (posix_clock_resolution == 0)
154         posix_clock_resolution = 1e-3;
155       break;
156     }
157   if (i == countof (clocks))
158     {
159       /* If no clock was found, it means that clock_getres failed for
160          the realtime clock.  */
161       logprintf (LOG_NOTQUIET, _("Cannot get REALTIME clock frequency: %s\n"),
162                  strerror (errno));
163       /* Use CLOCK_REALTIME, but invent a plausible resolution. */
164       posix_clock_id = CLOCK_REALTIME;
165       posix_clock_resolution = 1e-3;
166     }
167 }
168
169 static inline void
170 posix_measure (ptimer_system_time *pst)
171 {
172   clock_gettime (posix_clock_id, pst);
173 }
174
175 static inline double
176 posix_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
177 {
178   return ((pst1->tv_sec - pst2->tv_sec)
179           + (pst1->tv_nsec - pst2->tv_nsec) / 1e9);
180 }
181
182 static inline double
183 posix_resolution (void)
184 {
185   return posix_clock_resolution;
186 }
187 #endif  /* PTIMER_POSIX */
188
189 #ifdef PTIMER_GETTIMEOFDAY
190 /* Elapsed time measurement using gettimeofday: system time is held in
191    struct timeval, retrieved using gettimeofday, and resolution is
192    unknown.
193
194    This method is used Unix systems without POSIX timers.  */
195
196 typedef struct timeval ptimer_system_time;
197
198 #define IMPL_measure gettimeofday_measure
199 #define IMPL_diff gettimeofday_diff
200 #define IMPL_resolution gettimeofday_resolution
201
202 static inline void
203 gettimeofday_measure (ptimer_system_time *pst)
204 {
205   gettimeofday (pst, NULL);
206 }
207
208 static inline double
209 gettimeofday_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
210 {
211   return ((pst1->tv_sec - pst2->tv_sec)
212           + (pst1->tv_usec - pst2->tv_usec) / 1e6);
213 }
214
215 static inline double
216 gettimeofday_resolution (void)
217 {
218   /* Granularity of gettimeofday varies wildly between architectures.
219      However, it appears that on modern machines it tends to be better
220      than 1ms.  Assume 100 usecs.  */
221   return 0.1;
222 }
223 #endif  /* PTIMER_GETTIMEOFDAY */
224
225 #ifdef PTIMER_WINDOWS
226 /* Elapsed time measurement on Windows: where high-resolution timers
227    are available, time is stored in a LARGE_INTEGER and retrieved
228    using QueryPerformanceCounter.  Otherwise, it is stored in a DWORD
229    and retrieved using GetTickCount.
230
231    This method is used on Windows.  */
232
233 typedef union {
234   DWORD lores;          /* In case GetTickCount is used */
235   LARGE_INTEGER hires;  /* In case high-resolution timer is used */
236 } ptimer_system_time;
237
238 #define IMPL_init windows_init
239 #define IMPL_measure windows_measure
240 #define IMPL_diff windows_diff
241 #define IMPL_resolution windows_resolution
242
243 /* Whether high-resolution timers are used.  Set by ptimer_initialize_once
244    the first time ptimer_new is called. */
245 static bool windows_hires_timers;
246
247 /* Frequency of high-resolution timers -- number of updates per
248    second.  Calculated the first time ptimer_new is called provided
249    that high-resolution timers are available. */
250 static double windows_hires_freq;
251
252 static void
253 windows_init (void)
254 {
255   LARGE_INTEGER freq;
256   freq.QuadPart = 0;
257   QueryPerformanceFrequency (&freq);
258   if (freq.QuadPart != 0)
259     {
260       windows_hires_timers = true;
261       windows_hires_freq = (double) freq.QuadPart;
262     }
263 }
264
265 static inline void
266 windows_measure (ptimer_system_time *pst)
267 {
268   if (windows_hires_timers)
269     QueryPerformanceCounter (&pst->hires);
270   else
271     /* Where hires counters are not available, use GetTickCount rather
272        GetSystemTime, because it is unaffected by clock skew and
273        simpler to use.  Note that overflows don't affect us because we
274        never use absolute values of the ticker, only the
275        differences.  */
276     pst->lores = GetTickCount ();
277 }
278
279 static inline double
280 windows_diff (ptimer_system_time *pst1, ptimer_system_time *pst2)
281 {
282   if (windows_hires_timers)
283     return (pst1->hires.QuadPart - pst2->hires.QuadPart) / windows_hires_freq;
284   else
285     return pst1->lores - pst2->lores;
286 }
287
288 static double
289 windows_resolution (void)
290 {
291   if (windows_hires_timers)
292     return 1.0 / windows_hires_freq;
293   else
294     return 10;                  /* according to MSDN */
295 }
296 #endif  /* PTIMER_WINDOWS */
297 \f
298 /* The code below this point is independent of timer implementation. */
299
300 struct ptimer {
301   /* The starting point in time which, subtracted from the current
302      time, yields elapsed time. */
303   ptimer_system_time start;
304
305   /* The most recent elapsed time, calculated by ptimer_measure().  */
306   double elapsed_last;
307
308   /* Approximately, the time elapsed between the true start of the
309      measurement and the time represented by START.  This is used for
310      adjustment when clock skew is detected.  */
311   double elapsed_pre_start;
312 };
313
314 /* Allocate a new timer and reset it.  Return the new timer. */
315
316 struct ptimer *
317 ptimer_new (void)
318 {
319   struct ptimer *pt = xnew0 (struct ptimer);
320 #ifdef IMPL_init
321   static bool init_done;
322   if (!init_done)
323     {
324       init_done = true;
325       IMPL_init ();
326     }
327 #endif
328   ptimer_reset (pt);
329   return pt;
330 }
331
332 /* Free the resources associated with the timer.  Its further use is
333    prohibited.  */
334
335 void
336 ptimer_destroy (struct ptimer *pt)
337 {
338   xfree (pt);
339 }
340
341 /* Reset timer PT.  This establishes the starting point from which
342    ptimer_measure() will return the elapsed time in seconds.  It is
343    allowed to reset a previously used timer.  */
344
345 void
346 ptimer_reset (struct ptimer *pt)
347 {
348   /* Set the start time to the current time. */
349   IMPL_measure (&pt->start);
350   pt->elapsed_last = 0;
351   pt->elapsed_pre_start = 0;
352 }
353
354 /* Measure the elapsed time since timer creation/reset.  This causes
355    the timer to internally call clock_gettime (or gettimeofday, etc.) 
356    to update its idea of current time.  The time is returned, but is
357    also stored for later access through ptimer_read().
358
359    This function handles clock skew, i.e. time that moves backwards is
360    ignored.  */
361
362 double
363 ptimer_measure (struct ptimer *pt)
364 {
365   ptimer_system_time now;
366   double elapsed;
367
368   IMPL_measure (&now);
369   elapsed = pt->elapsed_pre_start + IMPL_diff (&now, &pt->start);
370
371   /* Ideally we'd just return the difference between NOW and
372      pt->start.  However, the system timer can be set back, and we
373      could return a value smaller than when we were last called, even
374      a negative value.  Both of these would confuse the callers, which
375      expect us to return monotonically nondecreasing values.
376
377      Therefore: if ELAPSED is smaller than its previous known value,
378      we reset pt->start to the current time and effectively start
379      measuring from this point.  But since we don't want the elapsed
380      value to start from zero, we set elapsed_pre_start to the last
381      elapsed time and increment all future calculations by that
382      amount.
383
384      This cannot happen with Windows and POSIX monotonic/highres
385      timers, but the check is not expensive.  */
386
387   if (elapsed < pt->elapsed_last)
388     {
389       pt->start = now;
390       pt->elapsed_pre_start = pt->elapsed_last;
391       elapsed = pt->elapsed_last;
392     }
393
394   pt->elapsed_last = elapsed;
395   return elapsed;
396 }
397
398 /* Return the most recent elapsed time measured with ptimer_measure.
399    If ptimer_measure has not yet been called since the timer was
400    created or reset, this returns 0.  */
401
402 double
403 ptimer_read (const struct ptimer *pt)
404 {
405   return pt->elapsed_last;
406 }
407
408 /* Return the assessed resolution of the timer implementation, in
409    seconds.  This is used by code that tries to substitute a better
410    value for timers that have returned zero.  */
411
412 double
413 ptimer_resolution (void)
414 {
415   return IMPL_resolution ();
416 }