Linux API. Исчерпывающее руководство

Тип данных clock_t, применяемый для задания типов четырех полей tms-структуры, является целочисленным типом, который используется для времени, замеренного в единицах, называемых тиками часов. Чтобы привести его к секундам, надо значение типа clock_t разделить на результат (значение, которое вернула sysconf(_SC_CLK_TCK)). (Функция sysconf() рассматривается в разделе 11.2.)

В большинстве аппаратных архитектур Linux sysconf(_SC_CLK_TCK) возвращает число 100. Это соответствует константе ядра USER_HZ. Но на некоторых архитектурах, таких как Alpha и IA-64, USER_HZ может быть определена со значением, отличным от 100.

В случае успешного завершения times() возвращает затраченное (реальное) время в тиках часов, прошедшее с некоторого момента в прошлом. В SUSv3 намеренно не указывается, что собой представляет этот момент, — там просто утверждается, что он не должен поменяться в течение всего времени существования вызывающего процесса. Поэтому единственный портируемый вариант использования этого возвращаемого значения — замерить затраченное время в выполнении процесса, вычислив разницу между значениями, возвращенными парой вызовов times(). Но даже при таком использовании возвращаемое значение times() не отличается надежностью, поскольку может переполнить допустимый диапазон значений типа clock_t, и тогда значение снова начнется с нуля. Иными словами, последующий вызов times() может вернуть число, меньшее, чем ранее сделанный вызов times(). Надежный способ замерить протекание затраченного времени — использовать функцию gettimeofday() (рассмотренную в разделе 10.1).

В Linux для аргумента buf можно указать значение NULL. В таком случае times() просто возвращает результат выполнения функции. Но портируемость при этом не достигается. Использование NULL в качестве значения аргумента buf в SUSv3 не определена, и многие другие реализации UNIX требуют применения для этого аргумента значения, отличного от NULL.

Простой интерфейс для извлечения времени процесса предоставляется функцией clock(). Она возвращает одно значение — замер общего (то есть пользовательского плюс системного) времени центрального процессора, использованного вызывающим процессом.

#include

clock_t clock(void);

Возвращает при успешном завершении общее время центрального процессора, которое было использовано вызывающим процессом (измеряется в CLOCKS_PER_SEC), или значение (clock_t) –1 при ошибке

Значение, возвращенное функцией clock(), измеряется в единицах CLOCKS_PER_SEC, поэтому для получения количества используемого процессом времени ЦП в секундах результат нужно разделить на эту величину. Для CLOCKS_PER_SEC в POSIX.1 предусмотрено фиксированное значение 1 миллион, независимо от разрешения используемых программных часов (см. раздел 10.6). И все же точность clock() ограничена разрешением программных часов.

Хотя в функции clock() в качестве возвращаемого применяется тип clock_t, являющийся таким же типом данных, что используется в системном вызове times(), этими двумя интерфейсами задействуются разные единицы измерений. Это произошло в результате несогласованных определений типа clock_t в POSIX.1 и в стандарте языка программирования C.

Даже притом, что CLOCKS_PER_SEC имеет фиксированное значение (1 миллион), в SUSv3 указывается, что эта константа в несовместимых с XSI системах может быть целочисленной переменной, поэтому мы не можем портируемым образом обращаться с ней, как с константой, заданной во время компиляции (то есть мы не можем использовать ее в выражениях препроцессора #ifdef). Поскольку она может быть определена в качестве длинного целого числа (то есть 1000000L), мы всегда приводим эту константу к long, чтобы ее можно было портируемо вывести на экран с помощью функции printf() (см. подраздел 3.6.2).

В SUSv3 утверждается, что функция clock() должна возвращать «время процессора, использованное процессом». Это утверждение можно по-разному интерпретировать. В некоторых реализациях UNIX время, возвращаемое функцией clock(), включает время центрального процессора, использованное всеми дочерними процессами, завершения которых пришлось ожидать. В Linux это не так.

Пример программы

Программа в листинге 10.5 демонстрирует использование функций, рассмотренных в данном разделе. Функция displayProcessTimes() выводит сообщение, предоставляемое вызывающим кодом, а затем задействует функции clock() и times() для извлечения и вывода на экран показателей времени процесса. Основная программа первый раз вызывает displayProcessTimes(), а затем выполняет цикл, потребляющий время центрального процессора путем многократного вызова функции getppid(), прежде чем снова вызвать функцию displayProcessTimes(), чтобы посмотреть, сколько времени ЦП было затрачено внутри цикла. При использовании этой программы для вызова getppid() 10 миллионов раз мы увидим следующее:

$ ./process_time 10000000

CLOCKS_PER_SEC=1000000 sysconf(_SC_CLK_TCK)=100

At program start:

clock() returns: 0 clocks-per-sec (0.00 secs)