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/spinlock.h>
  28 #include <linux/module.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/ktime.h>
  31 #include <linux/sched.h>
  32
  33 /*
  34  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
  35  * This is default implementation.
  36  * Architectures and sub-architectures can override this.
  37  */
  38 unsigned long long __attribute__((weak)) sched_clock(void)
  39 {
  40         return (unsigned long long)jiffies * (NSEC_PER_SEC / HZ);
  41 }
  42
  43 static __read_mostly int sched_clock_running;
  44
  45 #ifdef CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK
  46 __read_mostly int sched_clock_stable;
  47 #else
  48 static const int sched_clock_stable = 1;
  49 #endif
  50
  51 struct sched_clock_data {
  52         /*
  53          * Raw spinlock - this is a special case: this might be called
  54          * from within instrumentation code so we dont want to do any
  55          * instrumentation ourselves.
  56          */
  57         raw_spinlock_t          lock;
  58
  59         u64                     tick_raw;
  60         u64                     tick_gtod;
  61         u64                     clock;
  62 };
  63
  64 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct sched_clock_data, sched_clock_data);
  65
  66 static inline struct sched_clock_data *this_scd(void)
  67 {
  68         return &__get_cpu_var(sched_clock_data);
  69 }
  70
  71 static inline struct sched_clock_data *cpu_sdc(int cpu)
  72 {
  73         return &per_cpu(sched_clock_data, cpu);
  74 }
  75
  76 void sched_clock_init(void)
  77 {
  78         u64 ktime_now = ktime_to_ns(ktime_get());
  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_raw = 0;
  86                 scd->tick_gtod = ktime_now;
  87                 scd->clock = ktime_now;
  88         }
  89
  90         sched_clock_running = 1;
  91 }
  92
  93 /*
  94  * min, max except they take wrapping into account
  95  */
  96
  97 static inline u64 wrap_min(u64 x, u64 y)
  98 {
  99         return (s64)(x - y) < 0 ? x : y;
 100 }
 101
 102 static inline u64 wrap_max(u64 x, u64 y)
 103 {
 104         return (s64)(x - y) > 0 ? x : y;
 105 }
 106
 107 /*
 108  * update the percpu scd from the raw @now value
 109  *
 110  *  - filter out backward motion
 111  *  - use the GTOD tick value to create a window to filter crazy TSC values
 112  */
 113 static u64 __update_sched_clock(struct sched_clock_data *scd, u64 now)
 114 {
 115         s64 delta = now - scd->tick_raw;
 116         u64 clock, min_clock, max_clock;
 117
 118         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 119
 120         if (unlikely(delta < 0))
 121                 delta = 0;
 122
 123         if (unlikely(!sched_clock_running))
 124                 return 0ull;
 125
 126         /*
 127          * scd->clock = clamp(scd->tick_gtod + delta,
 128          *                    max(scd->tick_gtod, scd->clock),
 129          *                    scd->tick_gtod + TICK_NSEC);
 130          */
 131
 132         clock = scd->tick_gtod + delta;
 133         min_clock = wrap_max(scd->tick_gtod, scd->clock);
 134         max_clock = wrap_max(scd->clock, scd->tick_gtod + TICK_NSEC);
 135
 136         clock = wrap_max(clock, min_clock);
 137         clock = wrap_min(clock, max_clock);
 138
 139         scd->clock = clock;
 140
 141         return scd->clock;
 142 }
 143
 144 static void lock_double_clock(struct sched_clock_data *data1,
 145                                 struct sched_clock_data *data2)
 146 {
 147         if (data1 < data2) {
 148                 __raw_spin_lock(&data1->lock);
 149                 __raw_spin_lock(&data2->lock);
 150         } else {
 151                 __raw_spin_lock(&data2->lock);
 152                 __raw_spin_lock(&data1->lock);
 153         }
 154 }
 155
 156 u64 sched_clock_cpu(int cpu)
 157 {
 158         u64 now, clock, this_clock, remote_clock;
 159         struct sched_clock_data *scd;
 160
 161         if (sched_clock_stable)
 162                 return sched_clock();
 163
 164         scd = cpu_sdc(cpu);
 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 #ifdef CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK
 205
 206 void sched_clock_tick(void)
 207 {
 208         struct sched_clock_data *scd = this_scd();
 209         u64 now, now_gtod;
 210
 211         if (unlikely(!sched_clock_running))
 212                 return;
 213
 214         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 215
 216         now_gtod = ktime_to_ns(ktime_get());
 217         now = sched_clock();
 218
 219         __raw_spin_lock(&scd->lock);
 220         scd->tick_raw = now;
 221         scd->tick_gtod = now_gtod;
 222         __update_sched_clock(scd, now);
 223         __raw_spin_unlock(&scd->lock);
 224 }
 225
 226 /*
 227  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
 228  */
 229 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
 230 {
 231         sched_clock_cpu(smp_processor_id());
 232 }
 233 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
 234
 235 /*
 236  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
 237  */
 238 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
 239 {
 240         if (timekeeping_suspended)
 241                 return;
 242
 243         sched_clock_tick();
 244         touch_softlockup_watchdog();
 245 }
 246 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
 247
 248 #endif /* CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK */
 249
 250 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
 251 {
 252         unsigned long long clock;
 253         unsigned long flags;
 254
 255         local_irq_save(flags);
 256         clock = sched_clock_cpu(cpu);
 257         local_irq_restore(flags);
 258
 259         return clock;
 260 }
 261 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);