Temps réel et temps processus¶

Le temps réel est défini comme le temps mesuré à partir d'un point fixe, soit un point standard dans le passé (voir la définition de l'époque et du temps calendaire ci‐dessous), soit un point (p.ex. le démarrage) dans la vie d'un processus (temps écoulé).

Le temps processus est défini comme le temps CPU utilisé par un processus. Il est parfois divisé entre une partie utilisateur et une partie système. Le temps CPU utilisateur est le temps passé à exécuter du code en mode utilisateur. Le temps CPU système est le temps passé par le noyau en mode système pour le processus (p.ex. pendant des appels système). La commande time(1) peut être utilisée pour déterminer le temps CPU utilisé pendant l'exécution du programme. Un programme peut déterminer le temps CPU qu'il a utilisé avec les fonctions times(2), getrusage(2) et clock(3).

L'horloge matérielle¶

La plupart des ordinateurs ont une horloge matérielle (alimentée par une pile) que le noyau lit au démarrage du système pour initialiser l'horloge logicielle. Pour plus de détails, consultez rtc(4) et hwclock(8).

L'horloge logicielle, HZ, et les Jiffies¶

La précision de divers appels système qui définissent des délais (par exemple select(2), sigtimedwait(2)) ou qui mesurent le temps processeur (par exemple getrusage(2)) est limitée par la résolution de l'horloge logicielle, une horloge entretenue par le noyau qui mesure le temps en jiffies (NDT : jiffy – très courte durée). La durée d'un jiffy est déterminée par la valeur de la constante du noyau HZ.

La valeur de HZ varie d'une version du noyau et d'une architecture à l'autre. Sur i386, la situation est la suivante : pour les noyaux jusqu'à Linux 2.4.x inclus, HZ vaut 100, ce qui donne une valeur de jiffy de 10 millisecondes ; à partir de Linux 2.6.0, HZ a été augmenté à 1000, ainsi un jiffy était équivalent à 1 milliseconde. Depuis Linux 2.6.13, la valeur de HZ est un paramètre de configuration du noyau, et peut valoir 100, 250 (la valeur par défaut) ou 1000, donnant des valeurs de 10, 4 et 1 millisecondes, respectivement, pour un jiffy. Depuis Linux 2.6.20, il est aussi possible d'utiliser 300 ; cette valeur est un multiple exact de la fréquence des formats vidéos les plus courants (PAL, 25 Hz ; NTSC, 30 Hz).

L'appel système times(2) est un cas particulier. Il renvoie le temps avec une granularité définie par la constante du noyau USER_HZ. Les applications utilisateur peuvent obtenir la valeur de cette constante avec sysconf(_SC_CLK_TCK).

Horloges du système et des processus ; espaces de noms de temps¶

Le noyau gère une série d’horloges qui mesurent différentes sortes de temps écoulés et virtuels (c’est-à-dire, consommés par le CPU). Ces horloges sont décrites dans clock_gettime(2). Quelques unes de ces horloges sont réglables en utilisant clock_settime(2). Les valeurs de certaines horloges sont virtualisées par les espaces de noms temps. Consulter time_namespaces(7).

Temporisations haute résolution¶

Avant Linux 2.6.21, la précision des appels système de temporisateur et de mise en sommeil (voir plus loin) était limitée par la taille d'un jiffy.

Depuis Linux 2.6.21, Linux gère les temporisateurs haute résolution (HRT : high-resolution timers) de manière optionnelle en configurant CONFIG_HIGH_RES_TIMERS. Sur les systèmes gérant les temporisateurs haute résolution, la précision des mises en sommeil et des appels système des temporisateurs n'est plus limitée par le jiffy et peut être aussi fine que le système le permet (une précision d'une microseconde est typique sur les matériels actuels). Vous pouvez savoir si les temporisateurs haute résolution sont gérés en vérifiant la précision renvoyée par un appel à clock_getres(2) ou en regardant les entrées « resolution » du fichier /proc/timer_list.

Les temporisateurs haute résolution ne sont pas gérés par toutes les architectures matérielles. Cette gestion est disponible sur x86, ARM et PowerPC, entre autres.

L'Époque (Epoch)¶

Les systèmes UNIX représentent le temps depuis l'Époque, qui est le 1er janvier 1970 à 00:00:00 (UTC).

Un programme peut déterminer le temps calendaire avec l’horloge CLOCK_REALTIME de clock_gettime(2), qui renvoie le temps (en secondes et nanosecondes) écoulé depuis l'Époque ; time(2) fournit une information similaire, mais avec une précision à la seconde la plus proche. Le temps système peut être modifié avec clock_settime(2).

Temps décomposé¶

Certaines fonctions de bibliothèque utilisent une structure de type tm pour représenter le temps décomposé, qui stocke le temps décomposé en composantes distinctes (année, mois, jour, heure, minute, seconde, etc.). Cette structure est décrite dans tm(3type), qui décrit également les fonctions qui font la conversion entre temps calendaire et temps décomposé. Les fonctions permettant les conversions entre temps décomposé et représentation sous forme de chaîne de caractères sont décrites dans ctime(3), strftime(3) et strptime(3).

Dormir et placer des temporisateurs¶

Divers appels système et fonctions permettent à un programme de s'endormir (suspendre son exécution) pour une durée spécifiée. Consultez nanosleep(2), clock_nanosleep(2) et sleep(3).

Divers appels système permettent à un processus de placer un temporisateur qui expirera à un point donné dans le futur, et éventuellement à des intervalles répétés. Consultez alarm(2), getitimer(2), timerfd_create(2) et timer_create(2).

Marge de temporisateur¶

Depuis Linux 2.6.28, la valeur de cette « marge de temporisateur » (timer slack) peut être contrôlée pour un thread. Cette marge de temporisation est l'intervalle de temps pendant lequel le noyau pourrait différer le réveil de certains appels qui bloquent avec un délai d'expiration. L'activation de ce délai permet au noyau de fusionner les événements de réveil, réduisant donc ainsiéventuellement le nombre de réveils système et la consommation d'énergie. Veuillez consulter la description de PR_SET_TIMERSLACK dans prctl(2) pour obtenir plus de précisions.