Scroll to navigation

TIMER_CREATE(2) Руководство программиста Linux TIMER_CREATE(2)

ИМЯ

timer_create - создаёт таймер POSIX для определённого процесса

СИНТАКСИС

#include <signal.h>
#include <time.h>
int timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *sevp,
                 timer_t *timerid);

Компонуется при указании параметра -lrt.

Требования макроса тестирования свойств для glibc (см. feature_test_macros(7)):

timer_create(): _POSIX_C_SOURCE >= 199309L

ОПИСАНИЕ

Вызов timer_create() создаёт новый таймер для процесса. Идентификатор нового таймера возвращается в буфере, указанном в timerid, его значение не должно быть равно null. Данный идентификатор уникален для процесса, пока таймер не будет удалён. Новый таймер создаётся неактивным.

В аргументе clockid задаются часы, которые используются в новом таймере для учёта времени. Это может быть одно из следующих значений:

Настраиваемые системные часы реального времени.
Ненастраиваемые, постоянно идущие вперёд часы, отсчитывающие время с некоторой неопределённой точки в прошлом, которая не изменяется с момент запуска системы.
Часы, измеряющие время ЦП (пользовательское и системное), затраченное вызывающим процессом (всеми его нитями).
Часы, измеряющие время ЦП (пользовательское и системное), затраченное вызывающей нитью.
Подобно CLOCK_MONOTONIC, представляет монотонно растущие часы. Однако, если часы CLOCK_MONOTONIC не отсчитывают время когда система находится в состоянии ожидания (suspended), а часы CLOCK_BOOTTIME учитывают время в таком состоянии системы. Это полезно приложениям, которым необходимо учитывать состояние ожидания. CLOCK_REALTIME не подходят для таких приложений, так как эти часы подвержены скачкообразным изменениям системных часов.
Эти часы подобны CLOCK_REALTIME, но разбудят систему, если она находится с состоянии ожидания. Для установки таймера по этим часам вызывающий должен иметь мандат CAP_WAKE_ALARM.
Эти часы подобны CLOCK_BOOTTIME, но разбудят систему, если она находится с состоянии ожидания. Для установки таймера по этим часам вызывающий должен иметь мандат CAP_WAKE_ALARM.
A system-wide clock derived from wall-clock time but ignoring leap seconds.

See clock_getres(2) for some further details on the above clocks.

Помимо значений, перечисленных ранее, в clockid может быть указано clockid, возвращённое вызовом clock_getcpuclockid(3) или pthread_getcpuclockid(3).

Аргумент sevp указывает на структуру sigevent, которая задаёт способ уведомления вызывающего при срабатывании таймера. Определение и описание структуры смотрите в sigevent(7).

В поле sevp.sigev_notify можно указать следующие значения:

Выполнять синхронное уведомление при срабатывании таймера. Ход таймера можно отслеживать с помощью timer_gettime(2).
При срабатывании таймера генерировать для процесса сигнал sigev_signo. Подробности смотрите в sigevent(7). Полю si_code структуры siginfo_t присваивается значение SI_TIMER. В любой момент времени для таймера в очередь процесса ставится не более одного сигнала; подробности смотрите в timer_getoverrun(2).
При срабатывании вызвать sigev_notify_function, как если бы это была начальная функция новой нити. Подробности смотрите в sigevent(7).
Как для SIGEV_SIGNAL, но сигнал нацелен на нить, чей ID указывается в sigev_notify_thread_id, который должен быть нитью того же процесса что и вызывающий. В поле sigev_notify_thread_id указывается ID ядерной нити, то есть значение, возвращаемое clone(2) или gettid(2). Этот флаг предназначен только для использования в библиотеках нитей.

Указание в sevp значения NULL эквивалентно указанию указателя на структуру sigevent, в которой sigev_notify равно SIGEV_SIGNAL, sigev_signo равно SIGALRM и sigev_value.sival_int равно ID таймера.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ

При успешном выполнении timer_create() возвращается 0 и ID нового таймера помещается в *timerid. При ошибке возвращается -1, а errno устанавливается в соответствующее значение.

ОШИБКИ

Временная ошибка, на время выделения ядром структур таймера.
Некорректный ID часов, sigev_notify, sigev_signo или sigev_notify_thread_id.
Невозможно выделить память.
The kernel does not support creating a timer against this clockid.
clockid was CLOCK_REALTIME_ALARM or CLOCK_BOOTTIME_ALARM but the caller did not have the CAP_WAKE_ALARM capability.

ВЕРСИИ

Данный системный вызов появился в Linux 2.6.

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008.

ЗАМЕЧАНИЯ

С помощью timer_create() программа может создавать несколько интервальных таймеров.

Таймеры не наследуются в потомке после fork(2), и выключаются и удаляются при execve(2).

Ядро заранее выделяет «сигнал реального времени в очереди» для каждого таймера, создаваемого timer_create(). В результате, количество таймеров ограничено ресурсом RLIMIT_SIGPENDING (смотрите setrlimit(2)).

Таймеры, созданные timer_create(), часто называют «(интервальными) таймерами POSIX». Программный интерфейс таймеров POSIX состоит из следующих интерфейсов:

  • timer_create(): Создаёт таймер.
  • timer_settime(2): Включает (запускает) или выключает (останавливает) таймер.
  • timer_gettime(2): Возвращает время, оставшееся до следующего срабатывания таймера вместе с интервалом, заданным в таймере.
  • timer_getoverrun(2): Возвращает счётчик переполнения после последнего срабатывания таймера.
  • timer_delete(2): Выключает и удаляет таймер.

Начиная с Linux 3.10, файл /proc/[pid]/timers можно использовать для просмотра списка таймеров POSIX для процесса с PID равным pid. Подробности смотрите в proc(5).

Начиная с Linux 4.10, поддержка таймеров POSIX теперь необязательна и включена по умолчанию. Поддержку в ядре можно выключить через параметр CONFIG_POSIX_TIMERS.

Отличия между библиотекой C и ядром

Частично, реализация программного интерфейса таймеров POSIX предоставляется glibc. А именно:

  • Большая часть функций для SIGEV_THREAD реализована в glibc, а не в ядре (это необходимо, так как в обработку уведомления вовлечена нить, которая должна управляться библиотекой C, реализующей нити POSIX). Хотя уведомление доставляется процессу через нить, внутри реализации NPTL для SIGEV_THREAD_ID используется значение sigev_notify и сигнал реального времени, который зарезервирован для реализации (смотрите nptl(7)).
  • Стандартная ситуация, когда evp равно NULL, обрабатывается в glibc, где вызывается нижележащий системный вызов с заполненной подходящим образом структурой sigevent.
  • Идентификаторы таймеров, обрабатываемые на уровне пользователя, поддерживаются glibc, которая отображает эти ID в ID таймеров, созданных ядром.

Системные таймерные вызовы POSIX впервые появились в Linux 2.6. До этого в glibc была неполная реализация в пространстве пользователя (только таймеры CLOCK_REALTIME) с использованием нитей POSIX, а реализация glibc до версии 2.17 переключается на неё в системах с ядрами до Linux 2.6.

ПРИМЕРЫ

Программа ниже обрабатывает два аргумента: интервал сна в секундах и частоту таймера в наносекундах. Программа устанавливает обработчик сигнала для таймера, блокирует этот сигнал, создаёт и включает таймер, который срабатывает с заданной частотой, засыпает на указанное количество секунд, а после разблокирует сигнал таймера. Предполагая, что таймер сработает не менее одного раза пока программа спит, обработчик сигнала будет вызван и покажет некоторую информацию об уведомлении таймера. Программа завершается после одного вызова обработчика сигнала.

В следующем примере программа спит 1 секунду после создания таймера, который работает с частотой 100 наносекунд. За время разблокировки и доставки сигнала, произошло около 10 миллионов переполнений.


./$ ./a.out 1 100
Устанавливается обработчик сигнала 34
Блокируется сигнал 34
ID таймера — 0x804c008
Спим 1 секунду
Разблокируется сигнал 34
Пойман сигнал 34


    sival_ptr = 0xbfb174f4;     *sival_ptr = 0x804c008


    счётчик переполнения = 10004886

Исходный код программы

#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#define CLOCKID CLOCK_REALTIME
#define SIG SIGRTMIN
#define errExit(msg)    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \


                        } while (0)
static void
print_siginfo(siginfo_t *si)
{


    timer_t *tidp;


    int or;


    tidp = si->si_value.sival_ptr;


    printf("    sival_ptr = %p; ", si->si_value.sival_ptr);


    printf("    *sival_ptr = %#jx\n", (uintmax_t) *tidp);


    or = timer_getoverrun(*tidp);


    if (or == -1)


        errExit("timer_getoverrun");


    else


        printf("    счётчик переполнения = %d\n", or);
}
static void
handler(int sig, siginfo_t *si, void *uc)
{


    /* Замечание: вызов printf() из обработчика сигнала небезопасен


       (и не должен выполняться в готовых программах), так как


       printf() не async-signal-safe; смотрите signal-safety(7).


       Тем не менее, здесь мы используем printf(), так как это простой


       способ показать когда вызывается обработчик. */


    printf("Пойман сигнал %d\n", sig);


    print_siginfo(si);


    signal(sig, SIG_IGN);
}
int
main(int argc, char *argv[])
{


    timer_t timerid;


    struct sigevent sev;


    struct itimerspec its;


    long long freq_nanosecs;


    sigset_t mask;


    struct sigaction sa;


    if (argc != 3) {


        fprintf(stderr, "Использование: %s <secs> <nsecs>\n",


                argv[0]);


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    /* Устанавливаем обработчик для сигнала таймера */


    printf("Устанавливается обработчик сигнала %d\n", SIG);


    sa.sa_flags = SA_SIGINFO;


    sa.sa_sigaction = handler;


    sigemptyset(&sa.sa_mask);


    if (sigaction(SIG, &sa, NULL) == -1)


        errExit("sigaction");


    /* Временно блокируем сигнал таймера */


    printf("Блокируется сигнал %d\n", SIG);


    sigemptyset(&mask);


    sigaddset(&mask, SIG);


    if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &mask, NULL) == -1)


        errExit("sigprocmask");


    /* Создаём таймер */


    sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;


    sev.sigev_signo = SIG;


    sev.sigev_value.sival_ptr = &timerid;


    if (timer_create(CLOCKID, &sev, &timerid) == -1)


        errExit("timer_create");


    printf("ID таймера %#jx\n", (uintmax_t) timerid);


    /* Запускаем таймер */


    freq_nanosecs = atoll(argv[2]);


    its.it_value.tv_sec = freq_nanosecs / 1000000000;


    its.it_value.tv_nsec = freq_nanosecs % 1000000000;


    its.it_interval.tv_sec = its.it_value.tv_sec;


    its.it_interval.tv_nsec = its.it_value.tv_nsec;


    if (timer_settime(timerid, 0, &its, NULL) == -1)


         errExit("timer_settime");


    /* Ненадолго засыпаем; за это время, таймер может сработать


       несколько раз */


    printf("Спим %d секунду\n", atoi(argv[1]));


    sleep(atoi(argv[1]));


    /* Разблокируем сигнал таймера, чтобы доставлялись


       уведомления таймера */


    printf("Разблокируется сигнал %d\n", SIG);


    if (sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mask, NULL) == -1)


        errExit("sigprocmask");


    exit(EXIT_SUCCESS);
}

СМ. ТАКЖЕ

clock_gettime(2), setitimer(2), timer_delete(2), timer_getoverrun(2), timer_settime(2), timerfd_create(2), clock_getcpuclockid(3), pthread_getcpuclockid(3), pthreads(7), sigevent(7), signal(7), time(7)

ЗАМЕЧАНИЯ

Эта страница является частью проекта Linux man-pages версии 5.10. Описание проекта, информацию об ошибках и последнюю версию этой страницы можно найти по адресу https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

ПЕРЕВОД

Русский перевод этой страницы руководства был сделан Azamat Hackimov <azamat.hackimov@gmail.com>, Dmitry Bolkhovskikh <d20052005@yandex.ru>, Yuri Kozlov <yuray@komyakino.ru> и Иван Павлов <pavia00@gmail.com>

Этот перевод является бесплатной документацией; прочитайте Стандартную общественную лицензию GNU версии 3 или более позднюю, чтобы узнать об условиях авторского права. Мы не несем НИКАКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.

Если вы обнаружите ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, отправьте электронное письмо на man-pages-ru-talks@lists.sourceforge.net.

1 ноября 2020 г. Linux