Scroll to navigation

CLOCK_GETRES(2) Руководство программиста Linux CLOCK_GETRES(2)

ИМЯ

clock_getres, clock_gettime, clock_settime - функции часов и времени

СИНТАКСИС

#include <time.h>

int clock_getres(clockid_t clockid, struct timespec *res);

int clock_gettime(clockid_t clockid, struct timespec *tp);

int clock_settime(clockid_t clockid, const struct timespec *tp);

Компонуется при указании параметра -lrt (только для glibc до версии 2.17).

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

clock_getres(), clock_gettime(), clock_settime():

_POSIX_C_SOURCE >= 199309L

ОПИСАНИЕ

Функция clock_getres() определяет разрешающую способность (точность) заданных в clockid часов, и, если res не равно NULL, сохраняет её в struct timespec, указанную в res. Точность часов зависит от реализации и не может быть настроена определённым процессом. Если значение времени, указанное в аргументе tp функции clock_settime(), не кратно res, то оно усекается до кратного res.

Функции clock_gettime() и clock_settime() получают и устанавливают время указанных часов clockid.

Аргументы res и tp представляют структуру timespec, определённую в <time.h>:


struct timespec {


    time_t   tv_sec;        /* секунды */


    long     tv_nsec;       /* наносекунды */
};

Аргумент clockid представляет идентификатор определённых часов, над которыми производится действие. Часы могут использоваться системой в целом и поэтому видимы всем процессам или конкретного процессу, если они отсчитывают время только в пределах одного процесса.

Все реализации поддерживают системные часы реального времени, которые имеют идентификатор CLOCK_REALTIME. Их время представляется в секундах и наносекундах с начала Эпохи. Когда их время изменяется, на таймеры с относительными интервалами это никак не влияет, но таймеры с абсолютной точкой во времени учитывают это.

Может быть реализовано много часов. Представление соответствующих значений времени и влияние на таймеры не определено.

В последних версиях glibc и ядра Linux поддерживаются следующие часы:

A settable system-wide clock that measures real (i.e., wall-clock) time. Setting this clock requires appropriate privileges. This clock is affected by discontinuous jumps in the system time (e.g., if the system administrator manually changes the clock), and by the incremental adjustments performed by adjtime(3) and NTP.
Like CLOCK_REALTIME, but not settable. See timer_create(2) for further details.
A faster but less precise version of CLOCK_REALTIME. This clock is not settable. Use when you need very fast, but not fine-grained timestamps. Requires per-architecture support, and probably also architecture support for this flag in the vdso(7).
A nonsettable system-wide clock derived from wall-clock time but ignoring leap seconds. This clock does not experience discontinuities and backwards jumps caused by NTP inserting leap seconds as CLOCK_REALTIME does.
The acronym TAI refers to International Atomic Time.
A nonsettable system-wide clock that represents monotonic time since—as described by POSIX—"some unspecified point in the past". On Linux, that point corresponds to the number of seconds that the system has been running since it was booted.
The CLOCK_MONOTONIC clock is not affected by discontinuous jumps in the system time (e.g., if the system administrator manually changes the clock), but is affected by the incremental adjustments performed by adjtime(3) and NTP. This clock does not count time that the system is suspended. All CLOCK_MONOTONIC variants guarantee that the time returned by consecutive calls will not go backwards, but successive calls may—depending on the architecture—return identical (not-increased) time values.
Более быстрая, но менее точная версия CLOCK_MONOTONIC. Используйте, если нужны не очень точные метки времени, но очень быстро. Требуется поддержка в архитектуре и, вероятно, поддержка архитектурой этого флага в vdso(7).
Похожи на CLOCK_MONOTONIC, но предоставляют прямой доступ к аппаратным часам, которые не подводятся NTP или постепенной подгонкой, выполняемой adjtime(3). Эти часы останавливаются когда система входит в состояние приостановки.
A nonsettable system-wide clock that is identical to CLOCK_MONOTONIC, except that it also includes any time that the system is suspended. This allows applications to get a suspend-aware monotonic clock without having to deal with the complications of CLOCK_REALTIME, which may have discontinuities if the time is changed using settimeofday(2) or similar.
Like CLOCK_BOOTTIME. See timer_create(2) for further details.
This is a clock that measures CPU time consumed by this process (i.e., CPU time consumed by all threads in the process). On Linux, this clock is not settable.
This is a clock that measures CPU time consumed by this thread. On Linux, this clock is not settable.

Linux also implements dynamic clock instances as described below.

Dynamic clocks

In addition to the hard-coded System-V style clock IDs described above, Linux also supports POSIX clock operations on certain character devices. Such devices are called "dynamic" clocks, and are supported since Linux 2.6.39.

Using the appropriate macros, open file descriptors may be converted into clock IDs and passed to clock_gettime(), clock_settime(), and clock_adjtime(2). The following example shows how to convert a file descriptor into a dynamic clock ID.


#define CLOCKFD 3
#define FD_TO_CLOCKID(fd)   ((~(clockid_t) (fd) << 3) | CLOCKFD)
#define CLOCKID_TO_FD(clk)  ((unsigned int) ~((clk) >> 3))
struct timespec ts;
clockid_t clkid;
int fd;
fd = open("/dev/ptp0", O_RDWR);
clkid = FD_TO_CLOCKID(fd);
clock_gettime(clkid, &ts);

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ

При успешном выполнении функции clock_gettime(), clock_settime() и clock_getres() возвращают 0, или -1 в случае ошибки (errno устанавливается в соответствующее значение).

ОШИБКИ

clock_settime() does not have write permission for the dynamic POSIX clock device indicated.
tp указывает за пределы доступного адресного пространства.
The clockid specified is invalid for one of two reasons. Either the System-V style hard coded positive value is out of range, or the dynamic clock ID does not refer to a valid instance of a clock object.
(clock_settime()): tp.tv_sec отрицательно или tp.tv_nsec вне диапазона [0..999,999,999].
The clockid specified in a call to clock_settime() is not a settable clock.
Вызов clock_settime() со значением clockid равным CLOCK_REALTIME для установки времени в значение меньше текущего значения часов CLOCK_MONOTONIC.
The hot-pluggable device (like USB for example) represented by a dynamic clk_id has disappeared after its character device was opened.
The operation is not supported by the dynamic POSIX clock device specified.
Для установки указанных часов с помощью clock_settime() недостаточно прав.

ВЕРСИИ

Данные системные вызовы впервые появились в Linux 2.6.

АТРИБУТЫ

Описание терминов данного раздела смотрите в attributes(7).

Интерфейс Атрибут Значение
clock_getres(), clock_gettime(), clock_settime() Безвредность в нитях MT-Safe

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SUSv2.

На POSIX-системах, в которых доступны эти функции, символ _POSIX_TIMERS, определённый в <unistd.h>, имеет значение больше 0. Символами _POSIX_MONOTONIC_CLOCK, _POSIX_CPUTIME, _POSIX_THREAD_CPUTIME показывается, что доступны CLOCK_MONOTONIC, CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID. (см. также sysconf(3).)

ЗАМЕЧАНИЯ

В POSIX.1 определено следующее:

Установка значения часов CLOCK_REALTIME с помощью clock_settime() не оказывает влияния на нити, которые находятся в состоянии простоя из-за служб, работа которых основана на этих часах, включая функцию nanosleep(); также, это не оказывает влияние на относительные таймеры, основывающиеся на этих часах. В результате, интервал данных служб истечёт, когда истечёт запрошенный относительный интервал, независимо от нового или старого значения часов.

Согласно POSIX.1-2001, процесс с «соответствующими правами» может настроить часы CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID и CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID с помощью clock_settime(). В Linux эти часы не допускают настройку (т. е., процесс не может иметь «соответствующие права»).

Отличия между библиотекой C и ядром

На некоторых архитектурах реализация clock_gettime() находится в vdso(7).

Историческая справка по системам SMP

До того, как в Linux была добавлена поддержка CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID и CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, реализация этих часов в glibc на многих платформах использовала регистры таймеры ЦП (TSC на i386, AR.ITC на Itanium). Эти регистры могут отличаться у разных ЦП и, как следствие, эти часы могут возвращать поддельные результаты, если выполнение процесса переходит на другой ЦП.

Если процессоры в многопроцессорных системах используют разные источники времени, то нет способа поддерживать сверку между регистрами таймера, так как каждый ЦП будет работать со слегка отличающейся частотой. В этом случае clock_getcpuclockid(0) вернёт ENOENT, чтобы указать на это состояние. Двое часов в этом случае будут полезны, только если можно убедиться, что процесс остался на определённом ЦП.

Процессоры в многопроцессорных системах не приступают к работе одновременно и поэтому регистры таймера обычно работают со смещением. Некоторые архитектуры содержат код, который пытается сократить это смещение при загрузке системы. Однако код не может гарантировать точную подстройку смещений. В glibc нет средств для работы с этими смещениями (в отличие от ядра Linux). Обычно, эти смещения малы и поэтому, в большинстве случаев, их влияние незначительно.

Начиная с glibc 2.4, обёрточные функции системных вызовов, описанных на этой странице, не имеют таких проблем, так как используют ядерную реализацию CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID и CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID (в системах, которые её предоставляют, то есть Linux 2.6.12 и новее).

ПРИМЕРЫ

The program below demonstrates the use of clock_gettime() and clock_getres() with various clocks. This is an example of what we might see when running the program:


$ ./clock_times x
CLOCK_REALTIME : 1585985459.446 (18356 days +  7h 30m 59s)


     resolution:          0.000000001
CLOCK_TAI      : 1585985496.447 (18356 days +  7h 31m 36s)


     resolution:          0.000000001
CLOCK_MONOTONIC:      52395.722 (14h 33m 15s)


     resolution:          0.000000001
CLOCK_BOOTTIME :      72691.019 (20h 11m 31s)


     resolution:          0.000000001

Исходный код программы

/* clock_times.c


   Licensed under GNU General Public License v2 or later.
*/
#define _XOPEN_SOURCE 600
#include <time.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <unistd.h>
#define SECS_IN_DAY (24 * 60 * 60)
static void
displayClock(clockid_t clock, const char *name, bool showRes)
{


    struct timespec ts;


    if (clock_gettime(clock, &ts) == -1) {


        perror("clock_gettime");


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    printf("%-15s: %10jd.%03ld (", name,


            (intmax_t) ts.tv_sec, ts.tv_nsec / 1000000);


    long days = ts.tv_sec / SECS_IN_DAY;


    if (days > 0)


        printf("%ld days + ", days);


    printf("%2dh %2dm %2ds",


            (int) (ts.tv_sec % SECS_IN_DAY) / 3600,


            (int) (ts.tv_sec % 3600) / 60,


            (int) ts.tv_sec % 60);


    printf(")\n");


    if (clock_getres(clock, &ts) == -1) {


        perror("clock_getres");


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    if (showRes)


        printf("     resolution: %10jd.%09ld\n",


                (intmax_t) ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
}
int
main(int argc, char *argv[])
{


    bool showRes = argc > 1;


    displayClock(CLOCK_REALTIME, "CLOCK_REALTIME", showRes);
#ifdef CLOCK_TAI


    displayClock(CLOCK_TAI, "CLOCK_TAI", showRes);
#endif


    displayClock(CLOCK_MONOTONIC, "CLOCK_MONOTONIC", showRes);
#ifdef CLOCK_BOOTTIME


    displayClock(CLOCK_BOOTTIME, "CLOCK_BOOTTIME", showRes);
#endif


    exit(EXIT_SUCCESS);
}

СМ. ТАКЖЕ

date(1), gettimeofday(2), settimeofday(2), time(2), adjtime(3), clock_getcpuclockid(3), ctime(3), ftime(3), pthread_getcpuclockid(3), sysconf(3), time(7), time_namespaces(7), vdso(7), hwclock(8)

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>, Dmitriy S. Seregin <dseregin@59.ru>, Dmitry Bolkhovskikh <d20052005@yandex.ru>, Katrin Kutepova <blackkatelv@gmail.com>, 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.

21 декабря 2020 г.