]> sjero.net Git - wget/blob - src/ptimer.c
[svn] Update FSF's address and copyright years.
[wget] / src / ptimer.c
1 /* Portable timers.
2    Copyright (C) 2005 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 2 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, write to the Free Software Foundation, Inc.,
18 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
19
20 In addition, as a special exception, the Free Software Foundation
21 gives permission to link the code of its release of Wget with the
22 OpenSSL project's "OpenSSL" library (or with modified versions of it
23 that use the same license as the "OpenSSL" library), and distribute
24 the linked executables.  You must obey the GNU General Public License
25 in all respects for all of the code used other than "OpenSSL".  If you
26 modify this file, you may extend this exception to your version of the
27 file, but you are not obligated to do so.  If you do not wish to do
28 so, delete this exception statement from your version.  */
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 milliseconds, but the timings they return
43    are floating point numbers, so they can carry as much precision as
44    the underlying system timer supports.  For example, to measure the
45    time it takes to run a loop, you can use something like:
46
47      ptimer *tmr = ptimer_new ();
48      while (...)
49        ... loop ...
50      double msecs = ptimer_measure ();
51      printf ("The loop took %.2f ms\n", msecs);  */
52
53 #include <config.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 "wget.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, in milliseconds. */
112 static double posix_millisec_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   int 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_millisec_resolution = r.tv_sec * 1000.0 + r.tv_nsec / 1000000.0;
152       /* Guard against broken clock_getres returning nonsensical
153          values.  */
154       if (posix_millisec_resolution == 0)
155         posix_millisec_resolution = 1;
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_millisec_resolution = 1;
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) * 1000.0
180           + (pst1->tv_nsec - pst2->tv_nsec) / 1000000.0);
181 }
182
183 static inline double
184 posix_resolution (void)
185 {
186   return posix_millisec_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) * 1000.0
213           + (pst1->tv_usec - pst2->tv_usec) / 1000.0);
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    millisecond.  Calculated the first time ptimer_new is called
250    provided that high-resolution timers are available. */
251 static double windows_hires_msfreq;
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_msfreq = (double) freq.QuadPart / 1000.0;
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_msfreq;
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_msfreq;
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      Measured in milliseconds.  */
308   double elapsed_last;
309
310   /* Approximately, the time elapsed between the true start of the
311      measurement and the time represented by START.  This is used for
312      adjustment when clock skew is detected.  */
313   double elapsed_pre_start;
314 };
315
316 /* Allocate a new timer and reset it.  Return the new timer. */
317
318 struct ptimer *
319 ptimer_new (void)
320 {
321   struct ptimer *pt = xnew0 (struct ptimer);
322 #ifdef IMPL_init
323   static bool init_done;
324   if (!init_done)
325     {
326       init_done = true;
327       IMPL_init ();
328     }
329 #endif
330   ptimer_reset (pt);
331   return pt;
332 }
333
334 /* Free the resources associated with the timer.  Its further use is
335    prohibited.  */
336
337 void
338 ptimer_destroy (struct ptimer *pt)
339 {
340   xfree (pt);
341 }
342
343 /* Reset timer PT.  This establishes the starting point from which
344    ptimer_read() will return the number of elapsed milliseconds.
345    It is allowed to reset a previously used timer.  */
346
347 void
348 ptimer_reset (struct ptimer *pt)
349 {
350   /* Set the start time to the current time. */
351   IMPL_measure (&pt->start);
352   pt->elapsed_last = 0;
353   pt->elapsed_pre_start = 0;
354 }
355
356 /* Measure the elapsed time since timer creation/reset and return it
357    to the caller.  The value remains stored for further reads by
358    ptimer_read.
359
360    This function causes the timer to call gettimeofday (or time(),
361    etc.) to update its idea of current time.  To get the elapsed
362    interval in milliseconds, use ptimer_read.
363
364    This function handles clock skew, i.e. time that moves backwards is
365    ignored.  */
366
367 double
368 ptimer_measure (struct ptimer *pt)
369 {
370   ptimer_system_time now;
371   double elapsed;
372
373   IMPL_measure (&now);
374   elapsed = pt->elapsed_pre_start + IMPL_diff (&now, &pt->start);
375
376   /* Ideally we'd just return the difference between NOW and
377      pt->start.  However, the system timer can be set back, and we
378      could return a value smaller than when we were last called, even
379      a negative value.  Both of these would confuse the callers, which
380      expect us to return monotonically nondecreasing values.
381
382      Therefore: if ELAPSED is smaller than its previous known value,
383      we reset pt->start to the current time and effectively start
384      measuring from this point.  But since we don't want the elapsed
385      value to start from zero, we set elapsed_pre_start to the last
386      elapsed time and increment all future calculations by that
387      amount.
388
389      This cannot happen with Windows and POSIX monotonic/highres
390      timers, but the check is not expensive.  */
391
392   if (elapsed < pt->elapsed_last)
393     {
394       pt->start = now;
395       pt->elapsed_pre_start = pt->elapsed_last;
396       elapsed = pt->elapsed_last;
397     }
398
399   pt->elapsed_last = elapsed;
400   return elapsed;
401 }
402
403 /* Return the elapsed time in milliseconds between the last call to
404    ptimer_reset and the last call to ptimer_update.  */
405
406 double
407 ptimer_read (const struct ptimer *pt)
408 {
409   return pt->elapsed_last;
410 }
411
412 /* Return the assessed resolution of the timer implementation, in
413    milliseconds.  This is used by code that tries to substitute a
414    better value for timers that have returned zero.  */
415
416 double
417 ptimer_resolution (void)
418 {
419   return IMPL_resolution ();
420 }