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  *  - sched_clock()
  16  *  - explicit idle events
  17  *
  18  * We use gtod as base and the unstable clock deltas. The deltas are filtered,
  19  * making it monotonic and keeping it within an expected window.
  20  *
  21  * Furthermore, explicit sleep and wakeup hooks allow us to account for time
  22  * that is otherwise invisible (TSC gets stopped).
  23  *
  24  * The clock: sched_clock_cpu() is monotonic per cpu, and should be somewhat
  25  * consistent between cpus (never more than 2 jiffies difference).
  26  */
  27 #include <linux/sched.h>
  28 #include <linux/percpu.h>
  29 #include <linux/spinlock.h>
  30 #include <linux/ktime.h>
  31 #include <linux/module.h>
  32 #include <linux/hardirq.h>
  33
  34 /*
  35  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
  36  * This is default implementation.
  37  * Architectures and sub-architectures can override this.
  38  */
  39 unsigned long long __attribute__((weak)) sched_clock(void)
  40 {
  41         return (unsigned long long)jiffies * (NSEC_PER_SEC / HZ);
  42 }
  43
  44 static __read_mostly int sched_clock_running;
  45
  46 #ifdef CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK
  47
  48 struct sched_clock_data {
  49         /*
  50          * Raw spinlock - this is a special case: this might be called
  51          * from within instrumentation code so we dont want to do any
  52          * instrumentation ourselves.
  53          */
  54         raw_spinlock_t          lock;
  55
  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 void sched_clock_init(void)
  74 {
  75         u64 ktime_now = ktime_to_ns(ktime_get());
  76         int cpu;
  77
  78         for_each_possible_cpu(cpu) {
  79                 struct sched_clock_data *scd = cpu_sdc(cpu);
  80
  81                 scd->lock = (raw_spinlock_t)__RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  82                 scd->tick_raw = 0;
  83                 scd->tick_gtod = ktime_now;
  84                 scd->clock = ktime_now;
  85         }
  86
  87         sched_clock_running = 1;
  88 }
  89
  90 /*
  91  * min,max except they take wrapping into account
  92  */
  93
  94 static inline u64 wrap_min(u64 x, u64 y)
  95 {
  96         return (s64)(x - y) < 0 ? x : y;
  97 }
  98
  99 static inline u64 wrap_max(u64 x, u64 y)
 100 {
 101         return (s64)(x - y) > 0 ? x : y;
 102 }
 103
 104 /*
 105  * update the percpu scd from the raw @now value
 106  *
 107  *  - filter out backward motion
 108  *  - use the GTOD tick value to create a window to filter crazy TSC values
 109  */
 110 static u64 __update_sched_clock(struct sched_clock_data *scd, u64 now)
 111 {
 112         s64 delta = now - scd->tick_raw;
 113         u64 clock, min_clock, max_clock;
 114
 115         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 116
 117         if (unlikely(delta < 0))
 118                 delta = 0;
 119
 120         /*
 121          * scd->clock = clamp(scd->tick_gtod + delta,
 122          *                    max(scd->tick_gtod, scd->clock),
 123          *                    scd->tick_gtod + TICK_NSEC);
 124          */
 125
 126         clock = scd->tick_gtod + delta;
 127         min_clock = wrap_max(scd->tick_gtod, scd->clock);
 128         max_clock = wrap_max(scd->clock, scd->tick_gtod + TICK_NSEC);
 129
 130         clock = wrap_max(clock, min_clock);
 131         clock = wrap_min(clock, max_clock);
 132
 133         scd->clock = clock;
 134
 135         return scd->clock;
 136 }
 137
 138 static void lock_double_clock(struct sched_clock_data *data1,
 139                                 struct sched_clock_data *data2)
 140 {
 141         if (data1 < data2) {
 142                 __raw_spin_lock(&data1->lock);
 143                 __raw_spin_lock(&data2->lock);
 144         } else {
 145                 __raw_spin_lock(&data2->lock);
 146                 __raw_spin_lock(&data1->lock);
 147         }
 148 }
 149
 150 u64 sched_clock_cpu(int cpu)
 151 {
 152         struct sched_clock_data *scd = cpu_sdc(cpu);
 153         u64 now, clock, this_clock, remote_clock;
 154
 155         /*
 156          * Normally this is not called in NMI context - but if it is,
 157          * trying to do any locking here is totally lethal.
 158          */
 159         if (unlikely(in_nmi()))
 160                 return scd->clock;
 161
 162         if (unlikely(!sched_clock_running))
 163                 return 0ull;
 164
 165         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 166         now = sched_clock();
 167
 168         if (cpu != raw_smp_processor_id()) {
 169                 struct sched_clock_data *my_scd = this_scd();
 170
 171                 lock_double_clock(scd, my_scd);
 172
 173                 this_clock = __update_sched_clock(my_scd, now);
 174                 remote_clock = scd->clock;
 175
 176                 /*
 177                  * Use the opportunity that we have both locks
 178                  * taken to couple the two clocks: we take the
 179                  * larger time as the latest time for both
 180                  * runqueues. (this creates monotonic movement)
 181                  */
 182                 if (likely((s64)(remote_clock - this_clock) < 0)) {
 183                         clock = this_clock;
 184                         scd->clock = clock;
 185                 } else {
 186                         /*
 187                          * Should be rare, but possible:
 188                          */
 189                         clock = remote_clock;
 190                         my_scd->clock = remote_clock;
 191                 }
 192
 193                 __raw_spin_unlock(&my_scd->lock);
 194         } else {
 195                 __raw_spin_lock(&scd->lock);
 196                 clock = __update_sched_clock(scd, now);
 197         }
 198
 199         __raw_spin_unlock(&scd->lock);
 200
 201         return clock;
 202 }
 203
 204 void sched_clock_tick(void)
 205 {
 206         struct sched_clock_data *scd = this_scd();
 207         u64 now, now_gtod;
 208
 209         if (unlikely(!sched_clock_running))
 210                 return;
 211
 212         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 213
 214         now_gtod = ktime_to_ns(ktime_get());
 215         now = sched_clock();
 216
 217         __raw_spin_lock(&scd->lock);
 218         scd->tick_raw = now;
 219         scd->tick_gtod = now_gtod;
 220         __update_sched_clock(scd, now);
 221         __raw_spin_unlock(&scd->lock);
 222 }
 223
 224 /*
 225  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
 226  */
 227 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
 228 {
 229         sched_clock_cpu(smp_processor_id());
 230 }
 231 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
 232
 233 /*
 234  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
 235  */
 236 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
 237 {
 238         if (timekeeping_suspended)
 239                 return;
 240
 241         sched_clock_tick();
 242         touch_softlockup_watchdog();
 243 }
 244 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
 245
 246 #else /* CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK */
 247
 248 void sched_clock_init(void)
 249 {
 250         sched_clock_running = 1;
 251 }
 252
 253 u64 sched_clock_cpu(int cpu)
 254 {
 255         if (unlikely(!sched_clock_running))
 256                 return 0;
 257
 258         return sched_clock();
 259 }
 260
 261 #endif
 262
 263 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
 264 {
 265         unsigned long long clock;
 266         unsigned long flags;
 267
 268         local_irq_save(flags);
 269         clock = sched_clock_cpu(cpu);
 270         local_irq_restore(flags);
 271
 272         return clock;
 273 }
 274 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);