Fix typos in docstrings and function names.
[sbcl.git] / src / code / time.lisp
index 72abe21..1389742 100644 (file)
 
 (in-package "SB!IMPL")
 
-(defconstant sb!xc:internal-time-units-per-second 1000
-  #!+sb-doc
-  "The number of internal time units that fit into a second. See
-  GET-INTERNAL-REAL-TIME and GET-INTERNAL-RUN-TIME.")
-
-(defconstant micro-seconds-per-internal-time-unit
-  (/ 1000000 sb!xc:internal-time-units-per-second))
-\f
-;;; The base number of seconds for our internal "epoch". We initialize
-;;; this to the time of the first call to GET-INTERNAL-REAL-TIME, and
-;;; then subtract this out of the result.
-(defvar *internal-real-time-base-seconds* nil)
-(declaim (type (or (unsigned-byte 32) null) *internal-real-time-base-seconds*))
+(defun time-reinit ()
+  (reinit-internal-real-time))
 
-(defun get-internal-real-time ()
-  #!+sb-doc
-  "Return the real time in the internal time format. (See
-  INTERNAL-TIME-UNITS-PER-SECOND.) This is useful for finding elapsed time."
-  (multiple-value-bind (ignore seconds useconds) (sb!unix:unix-gettimeofday)
-    (declare (ignore ignore) (type (unsigned-byte 32) seconds useconds))
-    (let ((base *internal-real-time-base-seconds*)
-          (uint (truncate useconds
-                          micro-seconds-per-internal-time-unit)))
-      (declare (type (unsigned-byte 32) uint))
-      (cond (base
-             (truly-the (unsigned-byte 32)
-                        (+ (the (unsigned-byte 32)
-                                (* (the (unsigned-byte 32) (- seconds base))
-                                   sb!xc:internal-time-units-per-second))
-                           uint)))
-            (t
-             (setq *internal-real-time-base-seconds* seconds)
-             uint)))))
+;;; Implemented in unix.lisp and win32.lisp.
+#!+sb-doc
+(setf (fdocumentation 'get-internal-real-time 'function)
+      "Return the real time (\"wallclock time\") since startup in the internal
+time format. (See INTERNAL-TIME-UNITS-PER-SECOND.)")
 
 (defun get-internal-run-time ()
   #!+sb-doc
-  "Return the run time in the internal time format. (See
-  INTERNAL-TIME-UNITS-PER-SECOND.) This is useful for finding CPU usage."
-  (declare (values (unsigned-byte 32)))
-  (multiple-value-bind (ignore utime-sec utime-usec stime-sec stime-usec)
-      (sb!unix:unix-fast-getrusage sb!unix:rusage_self)
-    (declare (ignore ignore)
-             (type (unsigned-byte 31) utime-sec stime-sec)
-             ;; (Classic CMU CL had these (MOD 1000000) instead, but
-             ;; at least in Linux 2.2.12, the type doesn't seem to be
-             ;; documented anywhere and the observed behavior is to
-             ;; sometimes return 1000000 exactly.)
-             (type (integer 0 1000000) utime-usec stime-usec))
-    (let ((result (+ (the (unsigned-byte 32)
-                          (* (the (unsigned-byte 32) (+ utime-sec stime-sec))
-                             sb!xc:internal-time-units-per-second))
-                     (floor (+ utime-usec
-                               stime-usec
-                               (floor micro-seconds-per-internal-time-unit 2))
-                            micro-seconds-per-internal-time-unit))))
-      result)))
+  "Return the run time used by the process in the internal time format. (See
+INTERNAL-TIME-UNITS-PER-SECOND.) This is useful for finding CPU usage.
+Includes both \"system\" and \"user\" time."
+  (system-internal-run-time))
 \f
 ;;;; Encode and decode universal times.
 
 ;;; number of seconds since 1970-01-01
 
 ;;; I'm obliged to Erik Naggum's "Long, Painful History of Time" paper
-;;; <http://heim.ifi.uio.no/~enag/lugm-time.html> for the choice of epoch
-;;; here.  By starting the year in March, we avoid having to test the month
-;;; whenever deciding whether to account for a leap day.  2000 is especially
-;;; special, because it's disvisible by 400, hence the start of a 400 year
-;;; leap year cycle
+;;; <http://naggum.no/lugm-time.html> for the choice of epoch here.
+;;; By starting the year in March, we avoid having to test the month
+;;; whenever deciding whether to account for a leap day.  2000 is
+;;; especially special, because it's divisible by 400, hence the start
+;;; of a 400 year leap year cycle
 
 ;;; If a universal-time is after time_t runs out, we find its offset
 ;;; from 1st March of whichever year it falls in, then add that to
 
 (defun get-universal-time ()
   #!+sb-doc
-  "Return a single integer for the current time of
-   day in universal time format."
-  (multiple-value-bind (res secs) (sb!unix:unix-gettimeofday)
-    (declare (ignore res))
-    (+ secs unix-to-universal-time)))
+  "Return a single integer for the current time of day in universal time
+format."
+  (+ (get-time-of-day) unix-to-universal-time))
 
 (defun get-decoded-time ()
   #!+sb-doc
     (cond
       ((< unix-time (- (ash 1 31)))
        (multiple-value-bind (year offset) (years-since-mar-2000 utime)
-        (declare (ignore year))
-        (+  +mar-1-1903+  (- unix-to-universal-time)  offset)))
+         (declare (ignore year))
+         (+  +mar-1-1903+  (- unix-to-universal-time)  offset)))
       ((>= unix-time (ash 1 31))
        (multiple-value-bind (year offset) (years-since-mar-2000 utime)
-        (declare (ignore year))
-        (+  +mar-1-2035+  (- unix-to-universal-time)  offset)))
+         (declare (ignore year))
+         (+  +mar-1-2035+  (- unix-to-universal-time)  offset)))
       (t unix-time))))
-  
+
 (defun decode-universal-time (universal-time &optional time-zone)
   #!+sb-doc
   "Converts a universal-time to decoded time format returning the following
            (type (integer 1 31) date)
            (type (integer 1 12) month)
            (type (or (integer 0 99) (integer 1899)) year)
-          ;; that type used to say (integer 1900), but that's
-          ;; incorrect when a time-zone is specified: we should be
-          ;; able to encode to produce 0 when a non-zero timezone is
-          ;; specified - bem, 2005-08-09
+           ;; that type used to say (integer 1900), but that's
+           ;; incorrect when a time-zone is specified: we should be
+           ;; able to encode to produce 0 when a non-zero timezone is
+           ;; specified - bem, 2005-08-09
            (type (or null rational) time-zone))
   (let* ((year (if (< year 100)
                    (pick-obvious-year year)
                       (leap-years-before year))
                   (* (- year 1900) 365)))
          (hours (+ hour (* days 24)))
-        (encoded-time 0))
+         (encoded-time 0))
     (if time-zone
         (setf encoded-time (+ second (* (+ minute (* (+ hours time-zone) 60)) 60)))
         (let* ((secwest-guess
 
 (defvar *gc-run-time* 0
   #!+sb-doc
-  "the total CPU time spent doing garbage collection (as reported by
-   GET-INTERNAL-RUN-TIME)")
+  "Total CPU time spent doing garbage collection (as reported by
+GET-INTERNAL-RUN-TIME.) Initialized to zero on startup. It is safe to bind
+this to zero in order to measure GC time inside a certain section of code, but
+doing so may interfere with results reported by eg. TIME.")
 (declaim (type index *gc-run-time*))
 
+(defun print-time (&key real-time-ms user-run-time-us system-run-time-us
+                   gc-run-time-ms processor-cycles eval-calls
+                   lambdas-converted page-faults bytes-consed
+                   aborted)
+  (let ((total-run-time-us (+ user-run-time-us system-run-time-us)))
+    (format *trace-output*
+            "~&Evaluation took:~%~
+                         ~@<  ~@;~/sb-impl::format-milliseconds/ of real time~%~
+                                 ~/sb-impl::format-microseconds/ of total run time ~
+                                  (~@/sb-impl::format-microseconds/ user, ~@/sb-impl::format-microseconds/ system)~%~
+                                 ~[[ Run times consist of ~/sb-impl::format-milliseconds/ GC time, ~
+                                                      and ~/sb-impl::format-milliseconds/ non-GC time. ]~%~;~2*~]~
+                                 ~,2F% CPU~%~
+                                 ~@[~:D form~:P interpreted~%~]~
+                                 ~@[~:D lambda~:P converted~%~]~
+                                 ~@[~:D processor cycles~%~]~
+                                 ~@[~:D page fault~:P~%~]~
+                                 ~:D bytes consed~%~
+                                 ~@[~%before it was aborted by a non-local transfer of control.~%~]~:>~%"
+            real-time-ms
+            total-run-time-us
+            user-run-time-us
+            system-run-time-us
+            (if (zerop gc-run-time-ms) 1 0)
+            gc-run-time-ms
+            ;; Round up so we don't mislead by saying 0.0 seconds of non-GC time...
+            (- (ceiling total-run-time-us 1000) gc-run-time-ms)
+            (if (zerop real-time-ms)
+                100.0
+                (float (* 100 (/ (round total-run-time-us 1000) real-time-ms))))
+            eval-calls
+            lambdas-converted
+            processor-cycles
+            page-faults
+            bytes-consed
+            aborted)))
+
 (defmacro time (form)
   #!+sb-doc
-  "Execute FORM and print timing information on *TRACE-OUTPUT*."
-  `(%time (lambda () ,form)))
+  "Execute FORM and print timing information on *TRACE-OUTPUT*.
+
+On some hardware platforms estimated processor cycle counts are
+included in this output; this number is slightly inflated, since it
+includes the pipeline involved in reading the cycle counter --
+executing \(TIME NIL) a few times will give you an idea of the
+overhead, and its variance. The cycle counters are also per processor,
+not per thread: if multiple threads are running on the same processor,
+the reported counts will include cycles taken up by all threads
+running on the processor where TIME was executed. Furthermore, if the
+operating system migrates the thread to another processor between
+reads of the cycle counter, the results will be completely bogus.
+Finally, the counter is cycle counter, incremented by the hardware
+even when the process is halted -- which is to say that cycles pass
+normally during operations like SLEEP."
+  `(call-with-timing #'print-time (lambda () ,form)))
 
 ;;; Return all the data that we want TIME to report.
 (defun time-get-sys-info ()
   (multiple-value-bind (user sys faults) (sb!sys:get-system-info)
     (values user sys faults (get-bytes-consed))))
 
+(defun elapsed-cycles (h0 l0 h1 l1)
+  (declare (ignorable h0 l0 h1 l1))
+  #!+cycle-counter
+  (+ (ash (- h1 h0) 32)
+     (- l1 l0))
+  #!-cycle-counter
+  nil)
+(declaim (inline read-cycle-counter))
+(defun read-cycle-counter ()
+  #!+cycle-counter
+  (sb!vm::%read-cycle-counter)
+  #!-cycle-counter
+  (values 0 0))
+
+;;; This is so that we don't have to worry about the vagaries of
+;;; floating point printing, or about conversions to floats dropping
+;;; or introducing decimals, which are liable to imply wrong precision.
+(defun format-microseconds (stream usec &optional colonp atp)
+  (declare (ignore colonp))
+  (%format-decimal stream usec 6)
+  (unless atp
+    (write-string " seconds" stream)))
+
+(defun format-milliseconds (stream usec &optional colonp atp)
+  (declare (ignore colonp))
+  (%format-decimal stream usec 3)
+  (unless atp
+    (write-string " seconds" stream)))
+
+(defun %format-decimal (stream number power)
+  (declare (stream stream)
+           (integer number power))
+  (when (minusp number)
+    (write-char #\- stream)
+    (setf number (- number)))
+  (let ((scale (expt 10 power)))
+    (labels ((%fraction (fraction)
+               (if (zerop fraction)
+                   (%zeroes)
+                   (let ((scaled (* 10 fraction)))
+                     (loop while (< scaled scale)
+                           do (write-char #\0 stream)
+                              (setf scaled (* scaled 10)))))
+               (format stream "~D" fraction))
+             (%zeroes ()
+               (let ((scaled (/ scale 10)))
+                 (write-char #\0 stream)
+                 (loop while (> scaled 1)
+                       do (write-char #\0 stream)
+                          (setf scaled (/ scaled 10))))))
+      (cond ((zerop number)
+             (write-string "0." stream)
+             (%zeroes))
+            ((< number scale)
+             (write-string "0." stream)
+             (%fraction number))
+            ((= number scale)
+             (write-string "1." stream)
+             (%zeroes))
+            ((> number scale)
+             (multiple-value-bind (whole fraction) (floor number scale)
+               (format stream "~D." whole)
+               (%fraction fraction))))))
+  nil)
+
 ;;; The guts of the TIME macro. Compute overheads, run the (compiled)
 ;;; function, report the times.
-(defun %time (fun)
-  (declare (type function fun))
+(defun call-with-timing (timer function &rest arguments)
+  #!+sb-doc
+  "Calls FUNCTION with ARGUMENTS, and gathers timing information about it.
+Then calls TIMER with keyword arguments describing the information collected.
+Calls TIMER even if FUNCTION performs a non-local transfer of control. Finally
+returns values returned by FUNCTION.
+
+  :USER-RUN-TIME-US
+      User run time in microseconds.
+
+  :SYSTEM-RUN-TIME-US
+      System run time in microseconds.
+
+  :REAL-TIME-MS
+      Real time in milliseconds.
+
+  :GC-RUN-TIME-MS
+      GC run time in milliseconds (included in user and system run time.)
+
+  :PROCESSOR-CYCLES
+      Approximate number of processor cycles used. (Omitted  if not supported on
+      the platform -- currently available on x86 and x86-64 only.)
+
+  :EVAL-CALLS
+      Number of calls to EVAL. (Omitted if zero.)
+
+  :LAMBDAS-CONVERTED
+      Number of lambdas converted. (Omitted if zero.)
+
+  :PAGE-FAULTS
+      Number of page faults. (Omitted if zero.)
+
+  :BYTES-CONSED
+      Approximate number of bytes consed.
+
+  :ABORTED
+      True if FUNCTION caused a non-local transfer of control. (Omitted if
+      NIL.)
+
+EXPERIMENTAL: Interface subject to change."
   (let (old-run-utime
         new-run-utime
         old-run-stime
         page-faults-overhead
         old-bytes-consed
         new-bytes-consed
-        cons-overhead)
+        cons-overhead
+        (fun (if (functionp function) function (fdefinition function))))
+    (declare (function fun))
     ;; Calculate the overhead...
     (multiple-value-setq
         (old-run-utime old-run-stime old-page-faults old-bytes-consed)
         (old-run-utime old-run-stime old-page-faults old-bytes-consed)
       (time-get-sys-info))
     (setq old-real-time (get-internal-real-time))
-    (let ((start-gc-run-time *gc-run-time*))
-    (multiple-value-prog1
-        ;; Execute the form and return its values.
-        (funcall fun)
-      (multiple-value-setq
-          (new-run-utime new-run-stime new-page-faults new-bytes-consed)
-        (time-get-sys-info))
-      (setq new-real-time (- (get-internal-real-time) real-time-overhead))
-      (let ((gc-run-time (max (- *gc-run-time* start-gc-run-time) 0)))
-        (format *trace-output*
-                "~&Evaluation took:~%  ~
-                 ~S second~:P of real time~%  ~
-                 ~S second~:P of user run time~%  ~
-                 ~S second~:P of system run time~%  ~
-~@[                 [Run times include ~S second~:P GC run time.]~%  ~]~
-                 ~S page fault~:P and~%  ~
-                 ~:D bytes consed.~%"
-                (max (/ (- new-real-time old-real-time)
-                        (float sb!xc:internal-time-units-per-second))
-                     0.0)
-                (max (/ (- new-run-utime old-run-utime) 1000000.0) 0.0)
-                (max (/ (- new-run-stime old-run-stime) 1000000.0) 0.0)
-                (unless (zerop gc-run-time)
-                  (/ (float gc-run-time)
-                     (float sb!xc:internal-time-units-per-second)))
-                (max (- new-page-faults old-page-faults) 0)
-                (max (- new-bytes-consed old-bytes-consed) 0)))))))
+    (let ((start-gc-internal-run-time *gc-run-time*)
+          (*eval-calls* 0)
+          (sb!c::*lambda-conversions* 0)
+          (aborted t))
+      (declare (special *eval-calls* sb!c::*lambda-conversions*))
+      (multiple-value-bind (h0 l0) (read-cycle-counter)
+        (unwind-protect
+             (multiple-value-prog1 (apply fun arguments)
+               (setf aborted nil))
+          (multiple-value-bind (h1 l1) (read-cycle-counter)
+            (let ((stop-gc-internal-run-time *gc-run-time*))
+              (multiple-value-setq
+                  (new-run-utime new-run-stime new-page-faults new-bytes-consed)
+                (time-get-sys-info))
+              (setq new-real-time (- (get-internal-real-time) real-time-overhead))
+              (let* ((gc-internal-run-time (max (- stop-gc-internal-run-time start-gc-internal-run-time) 0))
+                     (real-time (max (- new-real-time old-real-time) 0))
+                     (user-run-time (max (- new-run-utime old-run-utime) 0))
+                     (system-run-time (max (- new-run-stime old-run-stime) 0))
+                     (cycles (elapsed-cycles h0 l0 h1 l1))
+                     (page-faults (max (- new-page-faults old-page-faults) 0)))
+                (let (plist)
+                  (flet ((note (name value &optional test)
+                           (unless (and test (funcall test value))
+                             (setf plist (list* name value plist)))))
+                    (note :aborted aborted #'not)
+                    (note :bytes-consed (max (- new-bytes-consed old-bytes-consed) 0))
+                    (note :page-faults page-faults #'zerop)
+                    ;; cycle counting isn't supported everywhere.
+                    (when cycles
+                      (note :processor-cycles cycles #'zerop)
+                    (note :lambdas-converted sb!c::*lambda-conversions* #'zerop))
+                    (note :eval-calls *eval-calls* #'zerop)
+                    (note :gc-run-time-ms gc-internal-run-time)
+                    (note :system-run-time-us system-run-time)
+                    (note :user-run-time-us user-run-time)
+                    (note :real-time-ms real-time))
+                  (apply timer plist))))))))))