Читаем Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

В Linux функции setitimer() и alarm() используют один и тот же таймер реального времени, который выделяется каждому процессу; это означает, что применение одного из этих вызовов изменяет любой имеющийся таймер, независимо от того, какая функция его установила. Другие реализации UNIX могут вести себя иначе, предоставляя отдельные таймеры для каждого из этих вызовов. Стандарт SUSv3 намеренно оставляет без внимания отношения между функциями setitimer() и alarm(), равно как и взаимодействие между этими функциями и вызовом sleep(), описанным в подразделе 23.4.1. Чтобы обеспечить максимальную переносимость наших приложений, мы должны убедиться в том, что для установки таймеров реального времени используется либо setitimer(), либо alarm().

23.2. Планирование и точность таймеров

В зависимости от нагрузки на систему и поведения планировщика реакция процесса на срабатывание таймера может быть запланирована с небольшой задержкой (обычно речь идет о долях секунды). Несмотря на это, срабатывание периодических таймеров, установленных с помощью вызова setitimer() или других интерфейсов, описанных в следующих разделах, будет происходить регулярно. Например, если интервал таймера реального времени равен 2 секундам, отдельные события могут наступать с такой задержкой, однако любое последующее срабатывание будет планироваться ровно на 2 секунды вперед. Иными словами, интервальные таймеры не подвержены отклонениям, которые могут накапливаться со временем.

Структура timeval, которая применяется в вызове setitimer(), позволяет указывать время с точностью до микросекунд, однако точность самого таймера традиционно ограничена частотой программных часов (см. раздел 10.6). Если значение таймера не кратно минимальному отрезку времени в программных часах, оно округляется в большую сторону. Например, если интервал таймера равен 19 100 микросекунд (то есть чуть больше 19 миллисекунд), то при минимальном отрезке 4 миллисекунды получилось бы, что таймер будет срабатывать каждые 20 миллисекунд.

Таймеры высокой точности

В современных ядрах Linux вышеприведенное утверждение о том, что точность таймера ограничена частотой программных часов, больше не действительно. Начиная с версии ядра 2.6.21, Linux предоставляет опциональную поддержку высокоточных таймеров. Если ее включить (с помощью параметра конфигурации ядра CONFIG_HIGH_RES_TIMERS), точность различных интерфейсов для перехода в режим сна (будут описаны позже в этой главе) и работы с таймерами больше не будет ограничена размером минимального отрезка времени, который распознается системой. Вместо этого вызовы будут настолько точными, насколько это позволяет аппаратное обеспечение. В современных компьютерах отсчет обычно производится с точностью до микросекунды.

Доступность высокоточных таймеров можно определить на основе показателя точности часов, который возвращается вызовом clock_getres() (см. подраздел 23.5.1).

23.3. Установка времени ожидания для блокирующих операций

Одной из целей применения таймеров реального времени является ограничение максимальной продолжительности блокирования системных вызовов. Например, мы можем отменить чтение из терминала, если пользователь не ввел ни единой строчки на протяжении какого-то времени. Это можно сделать следующим образом.

1. Вызываем sigaction(), чтобы установить обработчик сигнала SIGALRM. При этом опускаем флаг SA_RESTART, чтобы системный вызов не перезапускался (см. раздел. 21.5).

2. Делаем вызов alarm() или setitimer(), чтобы установить таймер с максимальным интервалом, на протяжении которого может блокироваться наш системный вызов.

3. Выполняем блокирующий системный вызов.

4. По завершении системного вызова еще раз используем функцию alarm() или setitimer(), чтобы отключить таймер (в случае если системный вызов завершился до того, как истекло время ожидания).

5. Проверяем, не завершился ли блокирующий системный вызов ошибкой EINTR, установленной в переменной errno (то есть не был ли он прерван).

В листинге 23.2 данный подход демонстрируется на примере операции read() и таймера, установленного с помощью вызова alarm().

Листинг 23.2. Выполнение чтения с временем ожидания

timers/timed_read.c

#include

#include "tlpi_hdr.h"

#define BUF_SIZE 200

static void /* Обработчик SIGALRM прерывает блокирующий системный вызов */

handler(int sig)

{

printf("Caught signal\n"); /* НЕБЕЗОПАСНО (см. подраздел 21.1.2) */

}

int

main(int argc, char *argv[])

{

struct sigaction sa;

char buf[BUF_SIZE];

ssize_t numRead;

int savedErrno;

if (argc > 1 && strcmp(argv[1], "-help") == 0)

usageErr("%s [num-secs [restart-flag]]\n", argv[0]);

/* Устанавливаем обработчик сигнала SIGALRM. Позволяем прерывать системные

вызовы, если не был указан второй аргумент командной строки. */

sa.sa_flags = (argc > 2)? SA_RESTART: 0;

sigemptyset(&sa.sa_mask);

sa.sa_handler = handler;

if (sigaction(SIGALRM, &sa, NULL) == –1)

errExit("sigaction");