ring-buffer: Check if ring buffer iterator has stale data
[linux-2.6.git] / 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/hardirq.h>
29 #include <linux/module.h>
30 #include <linux/percpu.h>
31 #include <linux/ktime.h>
32 #include <linux/sched.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 - INITIAL_JIFFIES)
42                                         * (NSEC_PER_SEC / HZ);
43 }
44
45 static __read_mostly int sched_clock_running;
46
47 #ifdef CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK
48 __read_mostly int sched_clock_stable;
49
50 struct sched_clock_data {
51         u64                     tick_raw;
52         u64                     tick_gtod;
53         u64                     clock;
54 };
55
56 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct sched_clock_data, sched_clock_data);
57
58 static inline struct sched_clock_data *this_scd(void)
59 {
60         return &__get_cpu_var(sched_clock_data);
61 }
62
63 static inline struct sched_clock_data *cpu_sdc(int cpu)
64 {
65         return &per_cpu(sched_clock_data, cpu);
66 }
67
68 void sched_clock_init(void)
69 {
70         u64 ktime_now = ktime_to_ns(ktime_get());
71         int cpu;
72
73         for_each_possible_cpu(cpu) {
74                 struct sched_clock_data *scd = cpu_sdc(cpu);
75
76                 scd->tick_raw = 0;
77                 scd->tick_gtod = ktime_now;
78                 scd->clock = ktime_now;
79         }
80
81         sched_clock_running = 1;
82 }
83
84 /*
85  * min, max except they take wrapping into account
86  */
87
88 static inline u64 wrap_min(u64 x, u64 y)
89 {
90         return (s64)(x - y) < 0 ? x : y;
91 }
92
93 static inline u64 wrap_max(u64 x, u64 y)
94 {
95         return (s64)(x - y) > 0 ? x : y;
96 }
97
98 /*
99  * update the percpu scd from the raw @now value
100  *
101  *  - filter out backward motion
102  *  - use the GTOD tick value to create a window to filter crazy TSC values
103  */
104 static u64 sched_clock_local(struct sched_clock_data *scd)
105 {
106         u64 now, clock, old_clock, min_clock, max_clock;
107         s64 delta;
108
109 again:
110         now = sched_clock();
111         delta = now - scd->tick_raw;
112         if (unlikely(delta < 0))
113                 delta = 0;
114
115         old_clock = scd->clock;
116
117         /*
118          * scd->clock = clamp(scd->tick_gtod + delta,
119          *                    max(scd->tick_gtod, scd->clock),
120          *                    scd->tick_gtod + TICK_NSEC);
121          */
122
123         clock = scd->tick_gtod + delta;
124         min_clock = wrap_max(scd->tick_gtod, old_clock);
125         max_clock = wrap_max(old_clock, scd->tick_gtod + TICK_NSEC);
126
127         clock = wrap_max(clock, min_clock);
128         clock = wrap_min(clock, max_clock);
129
130         if (cmpxchg64(&scd->clock, old_clock, clock) != old_clock)
131                 goto again;
132
133         return clock;
134 }
135
136 static u64 sched_clock_remote(struct sched_clock_data *scd)
137 {
138         struct sched_clock_data *my_scd = this_scd();
139         u64 this_clock, remote_clock;
140         u64 *ptr, old_val, val;
141
142         sched_clock_local(my_scd);
143 again:
144         this_clock = my_scd->clock;
145         remote_clock = scd->clock;
146
147         /*
148          * Use the opportunity that we have both locks
149          * taken to couple the two clocks: we take the
150          * larger time as the latest time for both
151          * runqueues. (this creates monotonic movement)
152          */
153         if (likely((s64)(remote_clock - this_clock) < 0)) {
154                 ptr = &scd->clock;
155                 old_val = remote_clock;
156                 val = this_clock;
157         } else {
158                 /*
159                  * Should be rare, but possible:
160                  */
161                 ptr = &my_scd->clock;
162                 old_val = this_clock;
163                 val = remote_clock;
164         }
165
166         if (cmpxchg64(ptr, old_val, val) != old_val)
167                 goto again;
168
169         return val;
170 }
171
172 u64 sched_clock_cpu(int cpu)
173 {
174         struct sched_clock_data *scd;
175         u64 clock;
176
177         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
178
179         if (sched_clock_stable)
180                 return sched_clock();
181
182         if (unlikely(!sched_clock_running))
183                 return 0ull;
184
185         scd = cpu_sdc(cpu);
186
187         if (cpu != smp_processor_id())
188                 clock = sched_clock_remote(scd);
189         else
190                 clock = sched_clock_local(scd);
191
192         return clock;
193 }
194
195 void sched_clock_tick(void)
196 {
197         struct sched_clock_data *scd;
198         u64 now, now_gtod;
199
200         if (sched_clock_stable)
201                 return;
202
203         if (unlikely(!sched_clock_running))
204                 return;
205
206         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
207
208         scd = this_scd();
209         now_gtod = ktime_to_ns(ktime_get());
210         now = sched_clock();
211
212         scd->tick_raw = now;
213         scd->tick_gtod = now_gtod;
214         sched_clock_local(scd);
215 }
216
217 /*
218  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
219  */
220 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
221 {
222         sched_clock_cpu(smp_processor_id());
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
225
226 /*
227  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
228  */
229 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
230 {
231         if (timekeeping_suspended)
232                 return;
233
234         sched_clock_tick();
235         touch_softlockup_watchdog();
236 }
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
238
239 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
240 {
241         unsigned long long clock;
242         unsigned long flags;
243
244         local_irq_save(flags);
245         clock = sched_clock_cpu(cpu);
246         local_irq_restore(flags);
247
248         return clock;
249 }
250
251 #else /* CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK */
252
253 void sched_clock_init(void)
254 {
255         sched_clock_running = 1;
256 }
257
258 u64 sched_clock_cpu(int cpu)
259 {
260         if (unlikely(!sched_clock_running))
261                 return 0;
262
263         return sched_clock();
264 }
265
266
267 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
268 {
269         return sched_clock_cpu(cpu);
270 }
271
272 #endif /* CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK */
273
274 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);