Administrace komentářů

Ten cyklus ma spravny v pripade, ze nebude mit cekani delsi nez 1s (v pripade, ze mu to nekdo preplanuje a ono to pretece, tak uz na tom vlastne nezalezi a casem se mu to vzbudi stejne).

Ne, zatuhne to. Dejme tomu: ts.tv_usec == 999999 a usecond == 3: bude se čekat až te.tv_usec >= 1000002, což nemůže nikdy nastat. Doporučuji alespoň následující, s tím, že nemůžete zadat usecond > 999999.

void __usleep_test02(int usecond) {
        struct timeval tv;
        time_t target_sec;
        suseconds_t target_usec;

        gettimeofday(&tv, NULL);
        target_sec = tv.tv_sec;
        target_usec = tv.tv_usec + usecond;
        if (target_usec >= 1000000) {
                target_sec++;
                target_usec -= 1000000;
        }

        while ((tv.tv_usec < target_usec) || (tv.tv_sec < target_sec)) {
                gettimeofday(&tv, NULL);
        }
}

Ta pasaz s casovacem mne velmi zaujala a poprosil bych o rozvedeni. Mikrosekunda je z puhledu systemu cca 1000-2000 instrukci CPU a to neni az tak mnoho.

No, základem všeho je si zajistit RT prioritu procesoru (SCHED_FIFO), jinak se můžete jít koulet - jádro do Vaší čekačky přepne jiný proces a místo 2 us čekáte třeba 20 ms. Pokud máte RT prioritu, tak se to nestane, na druhou stranu jelikož standardní jádro není hard-RT, tak stejně nemáte 100% jistotu, ale už máte aspoň něco, s čím se dá rámcově počítat.

Samotné čekání pak můžete udělat metodou busy wait - tj. tak jak to je naznačeno výše, čekáním v úzké smyčce na ten správný okamžik. Zablokujete tím kompletně jedno jádro procesoru, proto je potřeba vážit kdy a jak se tento postup nasadí. V defaultním nastavení linuxu je proti kompletnímu zablokování pojistka:

$ cat /proc/sys/kernel/sched_rt_period_us
1000000
$ cat /proc/sys/kernel/sched_rt_runtime_us
950000

... což znamená, že i přes RT prioritu bude váš proces donucen ke spánku pokud sežere více než 950000 us z 1000000 us okna (hodnoty v proc lze samozřejmě upravovat). To znamená že na jednoprocesorovém stroji budete mít šanci odladit tu chybně napsanou funkci na čekání :)

Otázkou může být jak je jádro schopné říct kolik je přesně gettimeofday(). V linuxu jsou 2 časovače - clock source a event source. První lze jen číst a druhý lze i programovat na odeslání interruptu za nějakou dobu. Event source je obvykle podstatně méně přesný. Klasický časovač má 1000 Hz, HPETy mají v řádu MHz. Clock source má v optimálním případě přesnost 1 cyklu procesoru. Funkce gettimeofday() funguje tak, že se podívá na globální proměnnou kde je informace o čase posledního eventu a přičte k ní aktuální offset z clock source. Samozřejmě než se poté vyšaší přepnutí z kernel režimu do userspace atd. tak ještě nějaký čas uteče ale obvykle je to o dost méně než ta 1 us která nás zajímá. (Pro ultra přesné časování nesmíte volat funkce kernelu, ale vystačit si třeba s čtením TSC přímo v programu, což je zdroj dalšího opruzu...)

Na druhou stranu pokud zavoláte nanosleep() tak si jádro dá určitou práci s tím, aby nastavilo event source jak nejlépe to jde (tam je toho dost, je potřeba váš časovač zařadit do RB stromu a kdovíco ještě) a pak si dá CPU voraz, takže skutečně tu mikrosekundu spíte. Bohužel kvůli různým overheadům a granularitě event sourcu budete mít trochu horší výsledky než u busy wait, na druhou stranu šetříte lesy :)

Udělal jsem nějaké rychlé testy (viz přiložený program) a zdá se, že se výše popsané potvrzuje. Busy wait sežere 100% cpu a do 2ms okna se netrefí třeba 200x ze 100 000 pokusů. Na druhou stranu nanosleep nežere skoro nic, ale má overhead, se kterým musíte dopředu počítat a díky tomu trochu větší rozptyl.