Использование сигналов в C, как остановить и продолжить программу, когда таймер заканчивается

Question

Я разрабатываю программу, которая работает на Raspberry-Pi (linux), которая получает данные от модулей GPS и обрабатывает их.

Прямо сейчас, программа сосредоточена вокруг while(1) Цикл, который принимает данные GPS и делает что-то с ними (данные передаются с частотой модуля GPS).

Однако я знаю while(1) не очень энергоэффективное решение, (этот RPi будет сидеть на дроне позже).

Я хотел бы установить таймер, и только когда таймер закончится, программа будет принимать данные GPS. В идеале программа должна быть полностью остановлена, пока не закончится таймер, чтобы процессор не тратил на это время и энергию.

Как я могу сделать вышеупомянутое, если SIGSTOP сигнал не допускается в sigaction() звонки?

void timer_handler(int signum){
    /* what can I do to make a program stop and coninue,
       so that no CPU cycles are devoted to this program until
       the timer is elapsed ? (SIGSTOP is not allowed) */
}

int main(int argc, char** argv){

    struct sigaction sigAct;
    struct itimerval timer;
    sa.sa_handler = &timer_handler;

    // SIGALRM is only a place holder here.. 
    sigaction(SIGALRM, &sigAct, NULL);

    /* Here would be some timer.it_value, timer.it_interval stuff,
    setting it to some arbitrary time */

    setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL);

    /* Main program loop here */
    while(1){
        // process GPS data.
        // instead of while(1), I'd like this loop to run only when
        // the timer ends.
    }

}

Answer 1

В вашем цикле просто позвоните pause(), Он будет блокироваться и возвращаться только при получении сигнала, поэтому вы сможете запустить свой код, повторить цикл и повторить. Вам нужен обработчик сигнала, чтобы остановить SIGALRM от завершения вашей программы, но она не должна ничего делать, вы можете просто оставить тело функции пустым.

Например:

#define _POSIX_C_SOURCE 200809L

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>

void timer_handler(int signum)
{
   (void) signum;       /*  Avoids warning for unused argument  */
}

int main(void)
{
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = timer_handler;
    sa.sa_mask = 0;
    sa.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);

    struct itimerval timer;
    timer.it_value.tv_sec = 1;
    timer.it_value.tv_usec = 0;
    timer.it_interval.tv_sec = 1;
    timer.it_interval.tv_usec = 0;
    setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL);

    while ( 1 ) {
        pause();
        printf("Timer expired - get GPS data.\n");
    }

    return 0;
}

дает выход:

paul@horus:~/src/sandbox$ ./alarm
Timer expired - get GPS data.
Timer expired - get GPS data.
Timer expired - get GPS data.
Timer expired - get GPS data.
Timer expired - get GPS data.
Timer expired - get GPS data.
Timer expired - get GPS data.
Timer expired - get GPS data.
^C
paul@horus:~/src/sandbox$

Это довольно грубое решение. Если есть вероятность, что выполнение кода иногда может занять больше времени, чем интервал таймера, то все становится ненадежным, и вы можете иногда пропустить сигнал. Вы можете или не можете заботиться об этом. Для более сложного подхода вы можете заблокировать получение SIGALRM а затем позвоните sigsuspend() с маской сигнала, которая его разблокирует, безопасно знать, что разблокировка и ожидание сигнала будут атомарной операцией. Вот пример такого подхода:

#define _POSIX_C_SOURCE 200809L

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>

void timer_handler(int signum)
{
    static const char msg[] = "Handler was called.\n";
    write(STDIN_FILENO, msg, sizeof(msg) - 1);
    (void) signum;
}

int main(void)
{
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = timer_handler;
    sa.sa_mask = 0;
    sa.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);

    struct itimerval timer;
    timer.it_value.tv_sec = 1;
    timer.it_value.tv_usec = 0;
    timer.it_interval.tv_sec = 1;
    timer.it_interval.tv_usec = 0;
    setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL);

    sigset_t old_mask, block_mask;
    sigemptyset(&block_mask);
    sigaddset(&block_mask, SIGALRM);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &block_mask, &old_mask);

    sleep(3);   /*  To demonstrate signal handler won't be
                    called until sigsuspend() is called, timer
                    is firing every second while we're sleeping  */

    while ( 1 ) {
        sigsuspend(&old_mask);
        printf("Timer expired - get GPS data.\n");
    }

    return 0;
}

с выходом:

paul@horus:~/src/sandbox$ ./alarm2
Handler was called.
Timer expired - get GPS data.
Handler was called.
Timer expired - get GPS data.
Handler was called.
Timer expired - get GPS data.
Handler was called.
Timer expired - get GPS data.
Handler was called.
Timer expired - get GPS data.
Handler was called.
Timer expired - get GPS data.
^C
paul@horus:~/src/sandbox$

Проверка ошибок была опущена для краткости в вышеприведенных примерах, но ваш код, конечно, должен включать ее для каждого системного вызова.