clockid_t与clock_gettime 函数

本文主要是介绍clockid_t与clock_gettime 函数，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

clockid_t

kernel的time基本类型:
1) system time
A monotonically increasing value that represents the amount of time the system has been running. 单调增长的系统运行时间, 可以通过time source, xtime及wall_to_monotonic计算出来.
2) wall time
A value representing the the human time of day, as seen on a wrist-watch. Realtime时间: xtime.
3) time source
A representation of a free running counter running at a known frequency, usually in hardware, e.g GPT. 可以通过clocksource->read()得到counter值
4) tick
A periodic interrupt generated by a hardware-timer, typically with a fixed interval defined by HZ: jiffies

这些time之间互相关联, 互相可以转换.
system_time = xtime + cyc2ns(clock->read() - clock->cycle_last) + wall_to_monotonic;
real_time = xtime + cyc2ns(clock->read() - clock->cycle_last)
也就是说real time是从1970年开始到现在的nanosecond, 而system time是系统启动到现在的nanosecond.
这两个是最重要的时间, 由此hrtimer可以基于这两个time来设置过期时间. 所以引入两个clock base：

CLOCK_REALTIME: base在实际的wall time
CLOCK_MONOTONIC: base在系统运行system time

CLOCK_REALTIME 调用ktime_get_real()来获得真实时间, 该函数用上面提到的等式计算出realtime.
CLOCK_MONOTONIC 调用ktime_get(), 用system_time的等式获得monotonic time.

Clock API

clock_gettime(clockid_t, struct timespec *)
获取对应clock的时间
clock_settime(clockid_t, const struct timespec *)
设置对应clock时间
clock_nanosleep(clockid_t, int, const struct timespec *, struct timespec *)
进程nano sleep
clock_getres(clockid_t, struct timespec *)
获取时间精度, 一般是nanosec

clockid_t 定义了四种clock:

CLOCK_REALTIME
System-wide realtime clock. Setting this clock requires appropriate privileges.
CLOCK_MONOTONIC
Clock that cannot be set and represents monotonic time since some unspecified starting point.
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID
High-resolution per-process timer from the CPU.
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID
Thread-specific CPU-time clock.

前两者前面提到了, 后两个是和进程/线程统计时间有关系, 应用层可以利用这四种clock, 提高灵活性及精度.

Timer API

Timer 可以建立进程定时器，单次或者周期性定时。

int timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *restrict evp, timer_t *restrict timerid);
创建定时器。
clockid 指定在哪个clock base下创建定时器。
evp (sigevent) 可以指定定时器到期后内核发送哪个信号给进程，以及信号所带参数；默认为SIGALRM。
timerid 返回所建timer的id号。
在signal 处理函数里，可以通过siginfo_t.si_timerid 获得当前的信号是由哪个timer过期触发的。试验了一下，最多可创建的timer数目和ulimit里的pending signals的有关系，不能超过pending signals的数量。

int timer_gettime(timer_t timerid, struct itimerspec *value);
获得timer的下次过期的时间。

int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *restrict value, struct itimerspec *restrict ovalue);
设置定时器的过期时间及间隔周期。

int timer_delete(timer_t timerid);
删除定时器。

这些系统调用都会建立一个posix_timer的hrtimer，在过期的时候发送信号给进程。//注释1

clock_gettime 函数

#include<time.h>

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

clk_id 检索和设置的clk_id指定的时钟时间

CLOCK_REALTIME:系统实时时间,随系统实时时间改变而改变,即从UTC1970-1-1 0:0:0开始计时,

中间时刻如果系统时间被用户改成其他,则对应的时间相应改变
CLOCK_MONOTONIC:从系统启动这一刻起开始计时,不受系统时间被用户改变的影响
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:本进程到当前代码系统CPU花费的时间
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:本线程到当前代码系统CPU花费的时间

例子：

#include<stdio.h>
#include<time.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
    struct timespec time1 = {0, 0};

    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time1);
    printf("CLOCK_REALTIME: %d, %d\n", time1.tv_sec, time1.tv_nsec);

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &time1);
    printf("CLOCK_MONOTONIC: %d, %d\n", time1.tv_sec, time1.tv_nsec);

    clock_gettime(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, &time1);
    printf("CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID: %d, %d\n", time1.tv_sec, time1.tv_nsec);

    clock_gettime(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &time1);
    printf("CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID: %d, %d\n", time1.tv_sec, time1.tv_nsec);

    printf("\n%d\n", time(NULL));

    sleep(5);

    return 0;
}