Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

В Linux функция adjtime() реализована в качестве надстройки над более универсальным (и сложным) характерным для Linux системным вызовом adjtimex(). Этот системный вызов используется резидентной программой (демоном) Network Time Protocol (NTP). Дополнительные сведения можно найти в исходном коде Linux, на странице руководства Linux adjtimex(2) и в спецификации NTP ([Mills, 1992]).

Точность различных связанных со временем системных вызовов, рассматриваемых в данной книге, ограничивается разрешением программных системных часов, которые измеряют отрезки времени в единицах, называемых мгновениями (jiffies). Размер мгновения определяется внутри исходного кода ядра константой HZ. Эта единица измерения используется ядром при выделении процессам времени центрального процессора в соответствии с циклическим алгоритмом его планирования (см. раздел 35.1).

В Linux/x86-32 в ядрах версий до 2.4 включительно частота программных часов была 100 Гц, то есть мгновение составляло 10 миллисекунд.

Поскольку со времени первой реализации Linux скорости работы центральных процессоров существенно возросли, в ядре версии 2.6.0 частота программных часов на Linux/x86-32 была поднята до 1000 Гц. Преимущество повышенной частоты программных часов заключается в том, что таймер может работать с более высокой точностью и замеры времени могут быть намного точнее. Но выводить частоту часов на слишком высокие значения нежелательно, поскольку каждое прерывание от таймера потребляет небольшой объем времени центрального процессора, которое уже невозможно потратить на выполнение процессов.

Споры разработчиков ядра привели в конечном счете к тому, что частота программных часов стала одной из настроек ядра (Timer frequency в разделе Processor type and features). Начиная с версии ядра 2.6.13, частоте работы часов может устанавливаться значение 100, 250 (по умолчанию) или 1000 Гц, что определяет значения мгновений, равные 10, 4 и 1 миллисекунде соответственно. С версии ядра 2.6.20 стала доступна еще одна частота: 300 Гц, представленная числом, которое делится без остатка на две самые распространенные частоты видеокадров: 25 кадров в секунду (PAL) и 30 кадров в секунду (NTSC).

Временем процесса называется объем времени центрального процессора, использованный процессом с момента его создания. В целях учета ядро делит время центрального процессора на следующие два компонента.

• Пользовательское время центрального процессора, представляющее собой время, потраченное на выполнение кода в пользовательском режиме. Иногда его называют фактическим временем, и оно является временем, когда программе кажется, что она имеет доступ к ЦП.

• Системное время центрального процессора, представляющее собой время, потраченное на выполнение кода в режиме ядра. Это время, которое ядро затрачивает на выполнение системных вызовов или других задач в интересах программы (например, на обслуживание ошибок отсутствия страниц).

Иногда время процесса называют общим временем центрального процессора, потребленным процессом.

При запуске программы из оболочки для получения обоих значений времени процесса, а также реального времени, требуемого для выполнения программы, можно воспользоваться командой time(1):

$ time./myprog

real 0m4.84s

user 0m1.030s

sys 0m3.43s

Информация о времени процесса может быть извлечена системным вызовом times(), возвращающим ее в структуре, на которую указывает аргумент buf.

#include

clock_t times(struct tms *buf);

Возвращает при успешном завершении количество тиков часов (sysconf(_SC_CLK_TCK)) с некоторого момента времени в прошлом, или значение (clock_t) –1 при ошибке

Эта tms-структура, на которую указывает buf, выглядит следующим образом:

struct tms {

clock_t tms_utime; /* Пользовательское время ЦП,

использованное вызывающим процессом */

clock_t tms_stime; /* Системное время ЦП, использованное вызывающим процессом */

clock_t tms_cutime; /* Пользовательское время ЦП, прошедшее в ожидании

завершения всех дочерних процессов */

clock_t tms_cstime; /* Системное время ЦП, прошедшее в ожидании завершения

всех дочерних процессов */

};

В первых двух полях tms-структуры возвращаются пользовательские и системные компоненты времени центрального процессора, до сих пор затраченного вызывающим процессом. Последние два поля возвращают информацию о времени ЦП, затраченном всеми завершившимися дочерними процессами, для которых родительский процесс (то есть процесс, вызвавший times()) выполнил системный вызов wait().