TIMER_CREATE(2)

ИМЯ
timer_create - создаёт таймер POSIX для определённого процесса

ОБЗОР
#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:

CLOCK_REALTIME
    Настраиваемые системные часы реального времени.

CLOCK_MONOTONIC
    Ненастраиваемые, постоянно идущие вперёд часы, отсчитывающие время с некоторой неопределённой точки в прошлом, которая не изменяется с момент запуска системы.

CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID (начиная с Linux 2.6.12)
    Часы, измеряющие время ЦП (пользовательское и системное), затраченное вызывающим процессом (всеми его нитями).

CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID (начиная с Linux 2.6.12)
    Часы, измеряющие время ЦП (пользовательское и системное), затраченное вызывающей нитью.

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:

SIGEV_NONE
    Выполнять синхронное уведомление при срабатывании таймера. Ход таймера можно отслеживать с помощью timer_gettime(2).

SIGEV_SIGNAL
    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).

SIGEV_THREAD
    При срабатывании вызвать sigev_notify_function, как если бы это была начальная функция новой нити. Подробности смотрите в sigevent(7).

SIGEV_THREAD_ID (есть только в Linux)
    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

EAGAIN
    Временная ошибка, на время выделения ядром структур таймера.

EINVAL
    Некорректный ID часов, sigev_notify, sigev_signo или sigev_notify_thread_id.

ENOMEM
    Невозможно выделить память.

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).

  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.

ПРИМЕР
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 <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 = 0x%lx\n", (long) *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 не
       совсем корректен, так как printf() небезопасна
       в асинхронных сигналах; смотрите signal(7) */
    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 — 0x%lx\n", (long) 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);
}

СМОТРИТЕ 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)