nanosleep(2) - wariua/manpages-ko GitHub Wiki

nanosleep - 고해상도 sleep

#include <time.h>

int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem);

glibc 기능 확인 매크로 요건 (feature_test_macros(7) 참고):

nanosleep()

_POSIX_C_SOURCE >= 199309L

nanosleep()은 적어도 *req에 지정한 시간이 지날 때까지, 또는 호출 스레드에서 핸들러 호출을 유발하거나 프로세스를 종료시키는 시그널이 전달될 때까지 호출 스레드의 실행을 멈춘다.

호출이 시그널 핸들러에 의해 중단되는 경우에는 nanosleep()이 -1을 반환하고 errno를 EINTR로 설정하며 rem이 NULL이 아니면 남은 시간을 rem이 가리키는 구조체에 써 넣는다. 그러면 *rem의 값으로 다시 nanosleep()을 호출해서 지정했던 중지 시간을 채울 수 있다. (하지만 NOTES 참고.)

timespec 구조체를 사용해 나노초 정밀도로 시간을 지정한다. 구조체가 다음과 같이 정의돼 있다.

struct timespec {
    time_t tv_sec;        /* 초 */
    long   tv_nsec;       /* 나노초 */
};

나노초 필드의 값은 0에서 999999999 사이 범위여야 한다.

sleep(3) 및 usleep(3)과 비교할 때 nanosleep()에는 몇 가지 강점이 있다. 잠드는 시간을 높은 해상도로 지정할 수 있고, POSIX.1에서 이 함수가 시그널과 상호작용하지 않는다고 명확히 명세하고 있으며, 시그널 핸들러로 중단된 잠들기를 재개하는 일이 쉬워진다.

요청 시간 동안 성공적으로 잠든 경우 nanosleep()은 0을 반환한다. 호출이 시그널 핸들러에 의해 중단되거나 오류를 만난 경우에는 -1을 반환하며 오류를 나타내도록 errno를 설정한다.

EFAULT

사용자 공간으로부터 정보를 복사하면서 문제 발생.

EINTR

스레드로 전달된 시그널에 의해 휴지가 중단되었다. (signal(7) 참고.) 남는 시간이 *rem에 기록되었으므로 스레드에서 바로 nanosleep()을 다시 호출해서 휴지를 이어갈 수 있다.

EINVAL

tv_nsec 필드의 값이 0에서 999999999까지 범위 안이 아니거나 tv_sec이 음수이다.

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008.

req에 지정한 시간이 기반 클럭 정밀도(time(7) 참고)의 정수배가 아니면 다음 배수로 시간을 올림 한다. 또한 잠들기가 끝난 후에도 CPU에서 호출 스레드를 다시 실행할 수 있게 될 때까지 지연이 있을 수도 있다.

nanosleep()이 상대적 시간 동안 잠든다는 점이 시그널 때문에 반복해서 호출이 재시작되는 경우 문제가 될 수 있다. 호출 중단과 재시작 사이의 시간 때문에 잠들기가 최종적으로 끝나는 시점이 늦춰지게 되기 때문이다. clock_nanosleep(2)을 절대 시간 값으로 사용하면 이 문제를 피할 수 있다.

POSIX.1에서는 nanosleep()이 CLOCK_REALTIME 클럭에 따라 시간을 재야 한다고 명세한다. 하지만 리눅스에서는 CLOCK_MONOTONIC 클럭으로 시간을 잰다. 이게 중요치 않을 수도 있는 것이, POSIX.1의 clock_settime(2) 명세에서는 CLOCK_REALTIME의 불연속적 변경이 nanosleep()에 영향을 끼치지 말아야 한다고 말한다.

clock_settime(2)을 통해 CLOCK_REALTIME 클럭의 값을 설정하는 것이 이 클럭을 기반으로 한 nanosleep() 함수를 포함한 상대 시간 서비스를 기다리며 블록 돼 있는 스레드들에 어떤 영향도 주지 않아야 한다. ... 따라서 그 시간 서비스들은 클럭의 새 값이나 이전 값과는 상관없이 요청받은 상대적 시간이 경과했을 때 만료해야 한다.

(가령 어떤 시간 제약적 하드웨어를 제어하기 위해) 훨씬 더 정밀한 휴지가 필요한 응용을 지원하기 위해서 SCHED_FIFO나 SCHED_RR 같은 실시간 정책으로 스케줄링 된 스레드에서 nanosleep()을 호출한 경우 2밀리초까지의 휴지는 바쁜 대기를 통해 마이크로초 정밀도로 처리하였다. 이 특수한 확장 동작은 커널 2.5.39에서 제거되었으므로 리눅스 2.6.0 및 이후 커널에서는 이용할 수 없다.

시그널을 잡으며 nanosleep()을 이용하는 프로그램에서 아주 높은 빈도로 시그널을 받는 경우에는 스케줄링 지연과 커널의 수면 시간 및 반환할 remain 값 계산 오차 때문에 nanosleep() 호출 재시작이 이어지면서 remain 값이 천천히 증가할 수도 있다. 그런 문제를 피하려면 clock_nanosleep(2)을 TIMER_ABSTIME 플래그와 함께 사용해서 절대적 시점까지 잠들면 된다.

리눅스 2.4에서는 nanosleep()이 시그널(가령 SIGTSTP)에 의해 정지되면 SIGCONT 시그널로 스레드가 재개된 후에 호출이 EINTR 오류로 실패한다. 이후 시스템 호출을 재시작하는 경우에는 스레드가 정지된 상태에서 보낸 시간이 잠든 시간에 계산되지 않는다. 리눅스 2.6.0 및 이후 커널에는 이 문제가 고쳐져 있다.

clock_nanosleep(2), restart_syscall(2), sched_setscheduler(2), timer_create(2), sleep(3), usleep(3), time(7)

2017-09-15