SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - kernel/sched_clock.c

   1 /*
   2  * sched_clock for unstable cpu clocks
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2008 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
   5  *
   6  *  Updates and enhancements:
   7  *    Copyright (C) 2008 Red Hat, Inc. Steven Rostedt <srostedt@redhat.com>
   8  *
   9  * Based on code by:
  10  *   Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
  11  *   Guillaume Chazarain <guichaz@gmail.com>
  12  *
  13  * Create a semi stable clock from a mixture of other events, including:
  14  *  - gtod
  15  *  - jiffies
  16  *  - sched_clock()
  17  *  - explicit idle events
  18  *
  19  * We use gtod as base and the unstable clock deltas. The deltas are filtered,
  20  * making it monotonic and keeping it within an expected window.  This window
  21  * is set up using jiffies.
  22  *
  23  * Furthermore, explicit sleep and wakeup hooks allow us to account for time
  24  * that is otherwise invisible (TSC gets stopped).
  25  *
  26  * The clock: sched_clock_cpu() is monotonic per cpu, and should be somewhat
  27  * consistent between cpus (never more than 1 jiffies difference).
  28  */
  29 #include <linux/sched.h>
  30 #include <linux/percpu.h>
  31 #include <linux/spinlock.h>
  32 #include <linux/ktime.h>
  33 #include <linux/module.h>
  34
  35 /*
  36  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
  37  * This is default implementation.
  38  * Architectures and sub-architectures can override this.
  39  */
  40 unsigned long long __attribute__((weak)) sched_clock(void)
  41 {
  42         return (unsigned long long)jiffies * (NSEC_PER_SEC / HZ);
  43 }
  44
  45 #ifdef CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK
  46
  47 struct sched_clock_data {
  48         /*
  49          * Raw spinlock - this is a special case: this might be called
  50          * from within instrumentation code so we dont want to do any
  51          * instrumentation ourselves.
  52          */
  53         raw_spinlock_t          lock;
  54
  55         unsigned long           tick_jiffies;
  56         u64                     tick_raw;
  57         u64                     tick_gtod;
  58         u64                     clock;
  59 };
  60
  61 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct sched_clock_data, sched_clock_data);
  62
  63 static inline struct sched_clock_data *this_scd(void)
  64 {
  65         return &__get_cpu_var(sched_clock_data);
  66 }
  67
  68 static inline struct sched_clock_data *cpu_sdc(int cpu)
  69 {
  70         return &per_cpu(sched_clock_data, cpu);
  71 }
  72
  73 static __read_mostly int sched_clock_running;
  74
  75 void sched_clock_init(void)
  76 {
  77         u64 ktime_now = ktime_to_ns(ktime_get());
  78         unsigned long now_jiffies = jiffies;
  79         int cpu;
  80
  81         for_each_possible_cpu(cpu) {
  82                 struct sched_clock_data *scd = cpu_sdc(cpu);
  83
  84                 scd->lock = (raw_spinlock_t)__RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  85                 scd->tick_jiffies = now_jiffies;
  86                 scd->tick_raw = 0;
  87                 scd->tick_gtod = ktime_now;
  88                 scd->clock = ktime_now;
  89         }
  90
  91         sched_clock_running = 1;
  92 }
  93
  94 /*
  95  * update the percpu scd from the raw @now value
  96  *
  97  *  - filter out backward motion
  98  *  - use jiffies to generate a min,max window to clip the raw values
  99  */
 100 static u64 __update_sched_clock(struct sched_clock_data *scd, u64 now)
 101 {
 102         unsigned long now_jiffies = jiffies;
 103         long delta_jiffies = now_jiffies - scd->tick_jiffies;
 104         u64 clock = scd->clock;
 105         u64 min_clock, max_clock;
 106         s64 delta = now - scd->tick_raw;
 107
 108         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 109         min_clock = scd->tick_gtod + delta_jiffies * TICK_NSEC;
 110
 111         if (unlikely(delta < 0)) {
 112                 clock++;
 113                 goto out;
 114         }
 115
 116         max_clock = min_clock + TICK_NSEC;
 117
 118         if (unlikely(clock + delta > max_clock)) {
 119                 if (clock < max_clock)
 120                         clock = max_clock;
 121                 else
 122                         clock++;
 123         } else {
 124                 clock += delta;
 125         }
 126
 127  out:
 128         if (unlikely(clock < min_clock))
 129                 clock = min_clock;
 130
 131         scd->tick_jiffies = now_jiffies;
 132         scd->clock = clock;
 133
 134         return clock;
 135 }
 136
 137 static void lock_double_clock(struct sched_clock_data *data1,
 138                                 struct sched_clock_data *data2)
 139 {
 140         if (data1 < data2) {
 141                 __raw_spin_lock(&data1->lock);
 142                 __raw_spin_lock(&data2->lock);
 143         } else {
 144                 __raw_spin_lock(&data2->lock);
 145                 __raw_spin_lock(&data1->lock);
 146         }
 147 }
 148
 149 u64 sched_clock_cpu(int cpu)
 150 {
 151         struct sched_clock_data *scd = cpu_sdc(cpu);
 152         u64 now, clock;
 153
 154         if (unlikely(!sched_clock_running))
 155                 return 0ull;
 156
 157         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 158         now = sched_clock();
 159
 160         if (cpu != raw_smp_processor_id()) {
 161                 /*
 162                  * in order to update a remote cpu's clock based on our
 163                  * unstable raw time rebase it against:
 164                  *   tick_raw           (offset between raw counters)
 165                  *   tick_gotd          (tick offset between cpus)
 166                  */
 167                 struct sched_clock_data *my_scd = this_scd();
 168
 169                 lock_double_clock(scd, my_scd);
 170
 171                 now += scd->tick_raw - my_scd->tick_raw;
 172                 now += my_scd->tick_gtod - scd->tick_gtod;
 173
 174                 __raw_spin_unlock(&my_scd->lock);
 175         } else {
 176                 __raw_spin_lock(&scd->lock);
 177         }
 178
 179         clock = __update_sched_clock(scd, now);
 180
 181         __raw_spin_unlock(&scd->lock);
 182
 183         return clock;
 184 }
 185
 186 void sched_clock_tick(void)
 187 {
 188         struct sched_clock_data *scd = this_scd();
 189         u64 now, now_gtod;
 190
 191         if (unlikely(!sched_clock_running))
 192                 return;
 193
 194         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 195
 196         now_gtod = ktime_to_ns(ktime_get());
 197         now = sched_clock();
 198
 199         __raw_spin_lock(&scd->lock);
 200         __update_sched_clock(scd, now);
 201         /*
 202          * update tick_gtod after __update_sched_clock() because that will
 203          * already observe 1 new jiffy; adding a new tick_gtod to that would
 204          * increase the clock 2 jiffies.
 205          */
 206         scd->tick_raw = now;
 207         scd->tick_gtod = now_gtod;
 208         __raw_spin_unlock(&scd->lock);
 209 }
 210
 211 /*
 212  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
 213  */
 214 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
 215 {
 216         sched_clock_cpu(smp_processor_id());
 217 }
 218 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
 219
 220 /*
 221  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
 222  */
 223 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
 224 {
 225         struct sched_clock_data *scd = this_scd();
 226         u64 now = sched_clock();
 227
 228         /*
 229          * Override the previous timestamp and ignore all
 230          * sched_clock() deltas that occured while we idled,
 231          * and use the PM-provided delta_ns to advance the
 232          * rq clock:
 233          */
 234         __raw_spin_lock(&scd->lock);
 235         scd->clock += delta_ns;
 236         __raw_spin_unlock(&scd->lock);
 237
 238         touch_softlockup_watchdog();
 239 }
 240 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
 241
 242 #endif
 243
 244 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
 245 {
 246         unsigned long long clock;
 247         unsigned long flags;
 248
 249         local_irq_save(flags);
 250         clock = sched_clock_cpu(cpu);
 251         local_irq_restore(flags);
 252
 253         return clock;
 254 }
 255 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);