[技術] Linux下的Timer

Written on 10:36 上午 by Yu Lai

其實之前就有用到Timer，只是最近又再一次用到，所以把相關的部份整理一下。
在Linux下實做定時器有兩種方法，分別是alarm()和setitimer()，以下分別介紹：

1. alarm()
alarm()可以用來設定信號SIGALRM在指定的秒數後傳到目前的process。
使用起來比起setitimer較為簡單，但由於使用的單位是秒數，
所以如果不要求很精確的話，用alarm()配合signal()就夠了。

unsigned int alarm(unsigned int seconds)

alarm()用來設置信號SIGALRM在經過參數seconds指定的秒數後傳送給目前的process。
如果參數seconds為0，則之前設置的鬧鐘會被取消，並將剩下的時間返回，
如果之前未設鬧鐘則返回0。

void sigalrm_fn(int sig) {

  printf("alarm!\n");
  alarm(2);

  return;

}

int main(void) {

  signal(SIGALRM, sigalrm_fn);
  alarm(1);
  while(1) pause();

}


2. setitimer()
setitimer()比alarm功能強大，支持3種類型的Timer：
ITIMER_REAL : 以系統真實的時間來計算，它送出SIGALRM信號。
ITIMER_VIRTUAL : 以Process在User-Mode下花費的時間來計算，它送出SIGVTALRM信號。
ITIMER_PROF : 以Process在User-Mode下和Kernel-Mode下所費的時間來計算，它送出SIGPROF信號。

int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue));

setitimer()第一個參數which指定定時器類型（上面三種之一）；
第二個參數是struct itimerval的一個instance；第三個參數可不做處理。
setitimer()調用成功返回0，否則返回-1。

struct itimerval {
struct timeval it_interval; /* timer interval */
struct timeval it_value; /* current value */
};

itimerval結構中的it_value是減少的時間，當這個值為0的時候就發出相應的信號。
然後再將it_value設置為it_interval值。也就是說如果itimerval.it_interval不為0，
則該定時器將持續有效(每隔一段時間就會發送一個信號)。

下面是關於setitimer的一個簡單示範，在該例子中，
每隔一秒發出一個SIGALRM，每隔0.5秒發出一個SIGVTALRM信號:
int sec;

void sigroutine(int signo) {

  switch (signo){
    case SIGALRM:
      printf("Catch a signal -- SIGALRM \n");
      signal(SIGALRM, sigroutine);
      break;
    case SIGVTALRM:
      printf("Catch a signal -- SIGVTALRM \n");
      signal(SIGVTALRM, sigroutine);
      break;
  }
  return;

}

int main() {

  struct itimerval value, ovalue, value2;
  sec = 5;

  printf("process id is %d\n", getpid());
  signal(SIGALRM, sigroutine);
  signal(SIGVTALRM, sigroutine);

  value.it_value.tv_sec = 1;
  value.it_value.tv_usec = 0;
  value.it_interval.tv_sec = 1;
  value.it_interval.tv_usec = 0;
  setitimer(ITIMER_REAL, &value, &ovalue);

  value2.it_value.tv_sec = 0;
  value2.it_value.tv_usec = 500000;
  value2.it_interval.tv_sec = 0;
  value2.it_interval.tv_usec = 500000;
  setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2, &ovalue);

  for(;;) ;

}


PS：
Linux信號機制基本上是從Unix系統中繼承過來的。
早期Unix系統中的信號機制比較簡單和原始，後來在實踐中暴露出一些問題，
因此，把那些建立在早期機制上的信號叫做"不可靠信號"，
信號值小於SIGRTMIN(SIGRTMIN=32，SIGRTMAX=63)的信號都是不可靠信號。
這就是"不可靠信號"的來源。它的主要問題是：Process每次處理信號後，
就將對信號的響應設置為Default動作。在某些情況下，將導致對信號的錯誤處理；
因此，User如果不希望這樣的操作，那麼就要在信號處理函數結尾再一次使用signal()，重新安裝該信號。

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[技術] 在C中列出目錄與檔案

Written on 8:50 上午 by Yu Lai

一般在C中，我們可以使用opendir()與readdir()來列出目錄下所有的檔案。
以下是範例程式：

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <unistd.h>

main() {
    DIR * dir;
    struct dirent * ptr;
    int i;
    dir =opendir(“/etc/rc.d”);
    while((ptr = readdir(dir))!=NULL) {
        printf(“d_name: %s\n”,ptr->d_name);
    }
    closedir(dir);
}

配合struct dirent，定義如下：
struct dirent {
    ino_t d_ino;
    off_t d_off;
    unsigned short int d_reclen;
    unsigned char d_type;
    char d_name[256];
};

d_ino 此目錄進入點的inode
d_off 目錄文件開頭至此目錄進入點的位移
d_reclen d_name的長度，不包含NULL字符
d_type d_name所指的檔案類型
d_name 檔名
其中unsigned cahr d_type;可以來判斷是子目錄或是一般的檔案。
但不知是我使用的uClibC的問題，沒實作到還怎樣，使用上一直有問題。

後來還是找到解決方法，方法有2種，分別如下：
1. 再使用一次readdir()來判斷回傳值，若回傳為NULL，即為檔案。
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <unistd.h>

main() {
    DIR * dir;
    DIR * dir2;
    struct dirent * ptr;
    int i;
    dir =opendir(“/etc/rc.d”);
    while((ptr = readdir(dir))!=NULL) {
        char pathname[100];
        sprintf(pathname,"/etc/rc.d/%s", ptr->d_name);
        if((dir2 = opendir(pathname))==NULL) {
            printf("%s: file\n", ptr->d_name);
        } else {
            printf("%s: directory\n", ptr->d_name);
            closedir(dir2);
        }
    }
    closedir(dir);
}

2. 使用int stat(const char *file_name, struct stat *buf)，
在struct stat其中的 st_mode 可以用來判斷是哪種檔案(也就是上面 d_type的 功用)。
為了方便，POSIX另外有定義幾個MACRO：
S_ISLNK(st_mode) : 是symbolic link
S_ISREG(st_mode) 一般檔案(regular file)
S_ISDIR(st_mode) 目錄(directory)
S_ISCHR(st_mode) 字元設備檔(char device)
S_ISBLK(st_mode) 區塊設備檔(block device)
S_ISSOCK(st_mode) local-domain socket
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <unistd.h>

main() {
    DIR * dir;
    struct dirent * ptr;
    int i;
    dir =opendir(“/etc/rc.d”);
    while((ptr = readdir(dir))!=NULL) {
        char pathname[100];
        struct stat buf;
        sprintf(pathname,"/etc/rc.d/%s", ptr->d_name);
        stat(pathname, &buf);
        if(S_ISREG(buf.st_mode))
            printf("%s: file\n", ptr->d_name);
        else
            printf("%s: directory\n", ptr->d_name);
    }
    closedir(dir);
}

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