Linux программирование в примерах

Существуют три различных таймера, описанных в табл. 14.2.

Таблица 14.2. Интервальные таймеры

Таймер	Сигнал	Функция
ITIMER_REAL	SIGALRM	Работает в реальном режиме
ITIMER_VIRTUAL	SIGVTALRM	Работает, когда процесс выполняется в режиме пользователя
ITIMER_PROF	SIGPROF	Работает, когда процесс выполняется в режиме пользователя или ядра.

Использование первого таймера, ITIMER_REAL, просто. Таймер работает в реальном времени, посылая SIGALRM по истечении заданного количества времени. (Поскольку посылается SIGALRM, нельзя смешивать вызовы setitimer с вызовами alarm, а смешивание их с вызовом sleep также опасно; см. раздел 10.8.1 «Сигнальные часы, sleep, alarm и SIGALRM».)

Второй таймер, ITIMER_VIRTUAL, также довольно прост. Он действует, когда процесс исполняется, но лишь при выполнении кода пользователя (приложения) Если процесс заблокирован во время ввода/вывода, например, на диск, или, еще важнее, на терминал, таймер приостанавливается.

Третий таймер, ITIMER_PROF, более специализированный. Он действует все время, пока выполняется процесс, даже если операционная система делает что-нибудь для процесса (вроде ввода/вывода). В соответствии со стандартом POSIX, он «предназначен для использования интерпретаторами при статистическом профилировании выполнения интерпретируемых программ». Установив как для ITIMER_VIRTUAL, так и для ITIMER_PROF идентичные интервалы и сравнивая разницу времени срабатывания двух таймеров, интерпретатор может узнать, сколько времени проводится в системных вызовах для выполняющейся интерпретируемой программы [158] . (Как сказано, это довольно специализировано.) Двумя системными вызовами являются:

158

Корректное выполнение профилировки нетривиальная задача, если вы думаете о написании интерпретатора, стоит сначала провести свои исследования — Примеч. автора.

#include <sys/time.h> /* XSI */

int getitimer(int which, struct itimerval *value);
int setitimer(int which, const struct itimerval *value,
 struct itimerval *ovalue);

Аргумент which является одной из перечисленных ранее именованных констант, указывающих таймер, getitimer заполняет struct itimerval, на которую указывает value, текущими установками данного таймера, setitimer устанавливает для данного таймера значение в value. Если имеется ovalue, функция заполняет ее текущим значением таймера. Используйте для ovalue NULL, если не хотите беспокоиться о текущем значении. Обе функции возвращают в случае успеха 0 и -1 при ошибке, struct itimerval состоит из двух членов struct timeval:

struct itimerval {
 struct timeval it_interval; /* следующее значение */
 struct timeval it_value; /* текущее значение */
};

Прикладным программам не следует ожидать, что таймеры будут с точностью до микросекунд. Справочная страница getitimer(2) дает следующее объяснение:

Таймеры никогда не срабатывают раньше заданного времени, вместо этого срабатывая спустя небольшой постоянный интервал времени, зависящий от разрешения системного таймера (в настоящее время 10 мс). После срабатывания будет сгенерирован сигнал, а таймер будет сброшен. Если таймер срабатывает, когда процесс выполняется (для таймера ITIMER_VIRT это всегда верно), сигнал будет доставлен немедленно после создания. В противном случае, доставка будет сдвинута на небольшой промежуток времени, зависящий от загрузки системы.

Из этих трех таймеров ITIMER_REAL кажется наиболее полезным. Следующая программа, ch14-timers.c, показывает, как читать данные с терминала, но с тайм-аутом, чтобы программа не зависала на бесконечное время, ожидая ввода:

1 /* ch14-timers.c --- демонстрация интервальных таймеров */
2
3 #include <stdio.h>
4 #include <assert.h>
5 #include <signal.h>
6 #include <sys/time.h>
7
8 /* handler --- обрабатывает SIGALRM */
9
10 void handler(int signo)
11 {
12 static const char msg[] = "\n*** Timer expired, you lose ***\n";
13
14 assert(signo == SIGALRM);
15
16 write(2, msg, sizeof(msg) - 1);
17 exit(1);
18 }
19
20 /* main --- установить таймер, прочесть данные с тайм-аутом */
21
22 int main(void)
23 {
24 struct itimerval tval;
25 char string[BUFSIZ];
26
27 timerclear(&tval.it_interval); /* нулевой интервал означает не сбрасывать таймер */
28 timerclear(&tval.it_value);
29
30 tval.it_value.tv_sec = 10; /* тайм-аут 10 секунд */
31
32 (void)signal(SIGALRM, handler);
33
34
35 printf("You have ten seconds to enter\nyour name, rank, and serial number: ");
36 (void)setitimer(ITIMER_REAL, &tval, NULL);
37 if (fgets(string, sizeof string, stdin) != NULL) {
38 (void)setitimer(ITIMER_REAL, NULL, NULL); /* выключить таймер */
39 /* обработать оставшиеся данные, вывод диагностики для иллюстрации */
40 printf("I'm glad you are being cooperative.\n");
41 } else
42 printf("\nEOF, eh? We won't give up so easily'\n");
43
44 exit(0);
45 }

Строки 10–18 представляют обработчик сигнала для SIGALRM; вызов assert гарантирует, что обработчик сигнала был установлен соответствующим образом. Тело обработчика выводит сообщение и выходит, но оно может делать что-нибудь более подходящее для крупномасштабной программы.

В функции main строки 27–28 очищают два члена struct timeval структуры struct itimerval.tval. Затем строка 30 устанавливает тайм-аут в 10 секунд. Установка tval.it_interval в 0 означает, что нет повторяющегося сигнала; он срабатывает лишь однажды. Строка 32 устанавливает обработчик сигнала, а строка 34 выводит приглашение.

Строка 36 устанавливает таймер, а строки 37–42 выводят соответствующие сообщения, основываясь на действиях пользователя. Реальная программа выполняла бы в этот момент свою задачу. Важно здесь обратить внимание на строку 38, которая отменяет таймер, поскольку были введены действительные данные.