Update.
[platform/upstream/glibc.git] / manual / time.texi
1 @node Date and Time, Non-Local Exits, Arithmetic, Top
2 @chapter Date and Time
3
4 This chapter describes functions for manipulating dates and times,
5 including functions for determining what the current time is and
6 conversion between different time representations.
7
8 The time functions fall into three main categories:
9
10 @itemize @bullet
11 @item
12 Functions for measuring elapsed CPU time are discussed in @ref{Processor
13 Time}.
14
15 @item
16 Functions for measuring absolute clock or calendar time are discussed in
17 @ref{Calendar Time}.
18
19 @item
20 Functions for setting alarms and timers are discussed in @ref{Setting
21 an Alarm}.
22 @end itemize
23
24 @menu
25 * Processor Time::              Measures processor time used by a program.
26 * Calendar Time::               Manipulation of ``real'' dates and times.
27 * Setting an Alarm::            Sending a signal after a specified time.
28 * Sleeping::                    Waiting for a period of time.
29 * Resource Usage::              Measuring various resources used.
30 * Limits on Resources::         Specifying limits on resource usage.
31 * Priority::                    Reading or setting process run priority.
32 @end menu
33
34 @node Processor Time
35 @section Processor Time
36
37 If you're trying to optimize your program or measure its efficiency, it's
38 very useful to be able to know how much @dfn{processor time} or @dfn{CPU
39 time} it has used at any given point.  Processor time is different from
40 actual wall clock time because it doesn't include any time spent waiting
41 for I/O or when some other process is running.  Processor time is
42 represented by the data type @code{clock_t}, and is given as a number of
43 @dfn{clock ticks} relative to an arbitrary base time marking the beginning
44 of a single program invocation.
45 @cindex CPU time
46 @cindex processor time
47 @cindex clock ticks
48 @cindex ticks, clock
49 @cindex time, elapsed CPU
50
51 @menu
52 * Basic CPU Time::              The @code{clock} function.
53 * Detailed CPU Time::           The @code{times} function.
54 @end menu
55
56 @node Basic CPU Time
57 @subsection Basic CPU Time Inquiry
58
59 To get the elapsed CPU time used by a process, you can use the
60 @code{clock} function.  This facility is declared in the header file
61 @file{time.h}.
62 @pindex time.h
63
64 In typical usage, you call the @code{clock} function at the beginning and
65 end of the interval you want to time, subtract the values, and then divide
66 by @code{CLOCKS_PER_SEC} (the number of clock ticks per second), like this:
67
68 @smallexample
69 @group
70 #include <time.h>
71
72 clock_t start, end;
73 double elapsed;
74
75 start = clock();
76 @dots{} /* @r{Do the work.} */
77 end = clock();
78 elapsed = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
79 @end group
80 @end smallexample
81
82 Different computers and operating systems vary wildly in how they keep
83 track of processor time.  It's common for the internal processor clock
84 to have a resolution somewhere between hundredths and millionths of a
85 second.
86
87 In the GNU system, @code{clock_t} is equivalent to @code{long int} and
88 @code{CLOCKS_PER_SEC} is an integer value.  But in other systems, both
89 @code{clock_t} and the type of the macro @code{CLOCKS_PER_SEC} can be
90 either integer or floating-point types.  Casting processor time values
91 to @code{double}, as in the example above, makes sure that operations
92 such as arithmetic and printing work properly and consistently no matter
93 what the underlying representation is.
94
95 @comment time.h
96 @comment ISO
97 @deftypevr Macro int CLOCKS_PER_SEC
98 The value of this macro is the number of clock ticks per second measured
99 by the @code{clock} function.
100 @end deftypevr
101
102 @comment time.h
103 @comment POSIX.1
104 @deftypevr Macro int CLK_TCK
105 This is an obsolete name for @code{CLOCKS_PER_SEC}.
106 @end deftypevr
107
108 @comment time.h
109 @comment ISO
110 @deftp {Data Type} clock_t
111 This is the type of the value returned by the @code{clock} function.
112 Values of type @code{clock_t} are in units of clock ticks.
113 @end deftp
114
115 @comment time.h
116 @comment ISO
117 @deftypefun clock_t clock (void)
118 This function returns the elapsed processor time.  The base time is
119 arbitrary but doesn't change within a single process.  If the processor
120 time is not available or cannot be represented, @code{clock} returns the
121 value @code{(clock_t)(-1)}.
122 @end deftypefun
123
124
125 @node Detailed CPU Time
126 @subsection Detailed Elapsed CPU Time Inquiry
127
128 The @code{times} function returns more detailed information about
129 elapsed processor time in a @w{@code{struct tms}} object.  You should
130 include the header file @file{sys/times.h} to use this facility.
131 @pindex sys/times.h
132
133 @comment sys/times.h
134 @comment POSIX.1
135 @deftp {Data Type} {struct tms}
136 The @code{tms} structure is used to return information about process
137 times.  It contains at least the following members:
138
139 @table @code
140 @item clock_t tms_utime
141 This is the CPU time used in executing the instructions of the calling
142 process.
143
144 @item clock_t tms_stime
145 This is the CPU time used by the system on behalf of the calling process.
146
147 @item clock_t tms_cutime
148 This is the sum of the @code{tms_utime} values and the @code{tms_cutime}
149 values of all terminated child processes of the calling process, whose
150 status has been reported to the parent process by @code{wait} or
151 @code{waitpid}; see @ref{Process Completion}.  In other words, it
152 represents the total CPU time used in executing the instructions of all
153 the terminated child processes of the calling process, excluding child
154 processes which have not yet been reported by @code{wait} or
155 @code{waitpid}.
156
157 @item clock_t tms_cstime
158 This is similar to @code{tms_cutime}, but represents the total CPU time
159 used by the system on behalf of all the terminated child processes of the
160 calling process.
161 @end table
162
163 All of the times are given in clock ticks.  These are absolute values; in a
164 newly created process, they are all zero.  @xref{Creating a Process}.
165 @end deftp
166
167 @comment sys/times.h
168 @comment POSIX.1
169 @deftypefun clock_t times (struct tms *@var{buffer})
170 The @code{times} function stores the processor time information for
171 the calling process in @var{buffer}.
172
173 The return value is the same as the value of @code{clock()}: the elapsed
174 real time relative to an arbitrary base.  The base is a constant within a
175 particular process, and typically represents the time since system
176 start-up.  A value of @code{(clock_t)(-1)} is returned to indicate failure.
177 @end deftypefun
178
179 @strong{Portability Note:} The @code{clock} function described in
180 @ref{Basic CPU Time}, is specified by the @w{ISO C} standard.  The
181 @code{times} function is a feature of POSIX.1.  In the GNU system, the
182 value returned by the @code{clock} function is equivalent to the sum of
183 the @code{tms_utime} and @code{tms_stime} fields returned by
184 @code{times}.
185
186 @node Calendar Time
187 @section Calendar Time
188
189 This section describes facilities for keeping track of dates and times
190 according to the Gregorian calendar.
191 @cindex Gregorian calendar
192 @cindex time, calendar
193 @cindex date and time
194
195 There are three representations for date and time information:
196
197 @itemize @bullet
198 @item
199 @dfn{Calendar time} (the @code{time_t} data type) is a compact
200 representation, typically giving the number of seconds elapsed since
201 some implementation-specific base time.
202 @cindex calendar time
203
204 @item
205 There is also a @dfn{high-resolution time} representation (the @code{struct
206 timeval} data type) that includes fractions of a second.  Use this time
207 representation instead of ordinary calendar time when you need greater
208 precision.
209 @cindex high-resolution time
210
211 @item
212 @dfn{Local time} or @dfn{broken-down time} (the @code{struct
213 tm} data type) represents the date and time as a set of components
214 specifying the year, month, and so on, for a specific time zone.
215 This time representation is usually used in conjunction with formatting
216 date and time values.
217 @cindex local time
218 @cindex broken-down time
219 @end itemize
220
221 @menu
222 * Simple Calendar Time::        Facilities for manipulating calendar time.
223 * High-Resolution Calendar::    A time representation with greater precision.
224 * Broken-down Time::            Facilities for manipulating local time.
225 * Formatting Date and Time::    Converting times to strings.
226 * TZ Variable::                 How users specify the time zone.
227 * Time Zone Functions::         Functions to examine or specify the time zone.
228 * Time Functions Example::      An example program showing use of some of
229                                  the time functions.
230 @end menu
231
232 @node Simple Calendar Time
233 @subsection Simple Calendar Time
234
235 This section describes the @code{time_t} data type for representing
236 calendar time, and the functions which operate on calendar time objects.
237 These facilities are declared in the header file @file{time.h}.
238 @pindex time.h
239
240 @cindex epoch
241 @comment time.h
242 @comment ISO
243 @deftp {Data Type} time_t
244 This is the data type used to represent calendar time.
245 When interpreted as an absolute time
246 value, it represents the number of seconds elapsed since 00:00:00 on
247 January 1, 1970, Coordinated Universal Time.  (This date is sometimes
248 referred to as the @dfn{epoch}.)  POSIX requires that this count
249 ignore leap seconds, but on some hosts this count includes leap seconds
250 if you set @code{TZ} to certain values (@pxref{TZ Variable}).
251
252 In the GNU C library, @code{time_t} is equivalent to @code{long int}.
253 In other systems, @code{time_t} might be either an integer or
254 floating-point type.
255 @end deftp
256
257 @comment time.h
258 @comment ISO
259 @deftypefun double difftime (time_t @var{time1}, time_t @var{time0})
260 The @code{difftime} function returns the number of seconds elapsed
261 between time @var{time1} and time @var{time0}, as a value of type
262 @code{double}.  The difference ignores leap seconds unless leap
263 second support is enabled.
264
265 In the GNU system, you can simply subtract @code{time_t} values.  But on
266 other systems, the @code{time_t} data type might use some other encoding
267 where subtraction doesn't work directly.
268 @end deftypefun
269
270 @comment time.h
271 @comment ISO
272 @deftypefun time_t time (time_t *@var{result})
273 The @code{time} function returns the current time as a value of type
274 @code{time_t}.  If the argument @var{result} is not a null pointer, the
275 time value is also stored in @code{*@var{result}}.  If the calendar
276 time is not available, the value @w{@code{(time_t)(-1)}} is returned.
277 @end deftypefun
278
279
280 @node High-Resolution Calendar
281 @subsection High-Resolution Calendar
282
283 The @code{time_t} data type used to represent calendar times has a
284 resolution of only one second.  Some applications need more precision.
285
286 So, the GNU C library also contains functions which are capable of
287 representing calendar times to a higher resolution than one second.  The
288 functions and the associated data types described in this section are
289 declared in @file{sys/time.h}.
290 @pindex sys/time.h
291
292 @comment sys/time.h
293 @comment BSD
294 @deftp {Data Type} {struct timeval}
295 The @code{struct timeval} structure represents a calendar time.  It
296 has the following members:
297
298 @table @code
299 @item long int tv_sec
300 This represents the number of seconds since the epoch.  It is equivalent
301 to a normal @code{time_t} value.
302
303 @item long int tv_usec
304 This is the fractional second value, represented as the number of
305 microseconds.
306
307 Some times struct timeval values are used for time intervals.  Then the
308 @code{tv_sec} member is the number of seconds in the interval, and
309 @code{tv_usec} is the number of additional microseconds.
310 @end table
311 @end deftp
312
313 @comment sys/time.h
314 @comment BSD
315 @deftp {Data Type} {struct timezone}
316 The @code{struct timezone} structure is used to hold minimal information
317 about the local time zone.  It has the following members:
318
319 @table @code
320 @item int tz_minuteswest
321 This is the number of minutes west of UTC.
322
323 @item int tz_dsttime
324 If nonzero, daylight saving time applies during some part of the year.
325 @end table
326
327 The @code{struct timezone} type is obsolete and should never be used.
328 Instead, use the facilities described in @ref{Time Zone Functions}.
329 @end deftp
330
331 It is often necessary to subtract two values of type @w{@code{struct
332 timeval}}.  Here is the best way to do this.  It works even on some
333 peculiar operating systems where the @code{tv_sec} member has an
334 unsigned type.
335
336 @smallexample
337 /* @r{Subtract the `struct timeval' values X and Y,}
338    @r{storing the result in RESULT.}
339    @r{Return 1 if the difference is negative, otherwise 0.}  */
340
341 int
342 timeval_subtract (result, x, y)
343      struct timeval *result, *x, *y;
344 @{
345   /* @r{Perform the carry for the later subtraction by updating @var{y}.} */
346   if (x->tv_usec < y->tv_usec) @{
347     int nsec = (y->tv_usec - x->tv_usec) / 1000000 + 1;
348     y->tv_usec -= 1000000 * nsec;
349     y->tv_sec += nsec;
350   @}
351   if (x->tv_usec - y->tv_usec > 1000000) @{
352     int nsec = (y->tv_usec - x->tv_usec) / 1000000;
353     y->tv_usec += 1000000 * nsec;
354     y->tv_sec -= nsec;
355   @}
356
357   /* @r{Compute the time remaining to wait.}
358      @r{@code{tv_usec} is certainly positive.} */
359   result->tv_sec = x->tv_sec - y->tv_sec;
360   result->tv_usec = x->tv_usec - y->tv_usec;
361
362   /* @r{Return 1 if result is negative.} */
363   return x->tv_sec < y->tv_sec;
364 @}
365 @end smallexample
366
367 @comment sys/time.h
368 @comment BSD
369 @deftypefun int gettimeofday (struct timeval *@var{tp}, struct timezone *@var{tzp})
370 The @code{gettimeofday} function returns the current date and time in the
371 @code{struct timeval} structure indicated by @var{tp}.  Information about the
372 time zone is returned in the structure pointed at @var{tzp}.  If the @var{tzp}
373 argument is a null pointer, time zone information is ignored.
374
375 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  The
376 following @code{errno} error condition is defined for this function:
377
378 @table @code
379 @item ENOSYS
380 The operating system does not support getting time zone information, and
381 @var{tzp} is not a null pointer.  The GNU operating system does not
382 support using @w{@code{struct timezone}} to represent time zone
383 information; that is an obsolete feature of 4.3 BSD.
384 Instead, use the facilities described in @ref{Time Zone Functions}.
385 @end table
386 @end deftypefun
387
388 @comment sys/time.h
389 @comment BSD
390 @deftypefun int settimeofday (const struct timeval *@var{tp}, const struct timezone *@var{tzp})
391 The @code{settimeofday} function sets the current date and time
392 according to the arguments.  As for @code{gettimeofday}, time zone
393 information is ignored if @var{tzp} is a null pointer.
394
395 You must be a privileged user in order to use @code{settimeofday}.
396
397 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  The
398 following @code{errno} error conditions are defined for this function:
399
400 @table @code
401 @item EPERM
402 This process cannot set the time because it is not privileged.
403
404 @item ENOSYS
405 The operating system does not support setting time zone information, and
406 @var{tzp} is not a null pointer.
407 @end table
408 @end deftypefun
409
410 @comment sys/time.h
411 @comment BSD
412 @deftypefun int adjtime (const struct timeval *@var{delta}, struct timeval *@var{olddelta})
413 This function speeds up or slows down the system clock in order to make
414 gradual adjustments in the current time.  This ensures that the time
415 reported by the system clock is always monotonically increasing, which
416 might not happen if you simply set the current time.
417
418 The @var{delta} argument specifies a relative adjustment to be made to
419 the current time.  If negative, the system clock is slowed down for a
420 while until it has lost this much time.  If positive, the system clock
421 is speeded up for a while.
422
423 If the @var{olddelta} argument is not a null pointer, the @code{adjtime}
424 function returns information about any previous time adjustment that
425 has not yet completed.
426
427 This function is typically used to synchronize the clocks of computers
428 in a local network.  You must be a privileged user to use it.
429 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  The
430 following @code{errno} error condition is defined for this function:
431
432 @table @code
433 @item EPERM
434 You do not have privilege to set the time.
435 @end table
436 @end deftypefun
437
438 @strong{Portability Note:}  The @code{gettimeofday}, @code{settimeofday},
439 and @code{adjtime} functions are derived from BSD.
440
441
442 @node Broken-down Time
443 @subsection Broken-down Time
444 @cindex broken-down time
445 @cindex calendar time and broken-down time
446
447 Calendar time is represented as a number of seconds.  This is convenient
448 for calculation, but has no resemblance to the way people normally
449 represent dates and times.  By contrast, @dfn{broken-down time} is a binary
450 representation separated into year, month, day, and so on.  Broken down
451 time values are not useful for calculations, but they are useful for
452 printing human readable time.
453
454 A broken-down time value is always relative to a choice of local time
455 zone, and it also indicates which time zone was used.
456
457 The symbols in this section are declared in the header file @file{time.h}.
458
459 @comment time.h
460 @comment ISO
461 @deftp {Data Type} {struct tm}
462 This is the data type used to represent a broken-down time.  The structure
463 contains at least the following members, which can appear in any order:
464
465 @table @code
466 @item int tm_sec
467 This is the number of seconds after the minute, normally in the range
468 @code{0} through @code{59}.  (The actual upper limit is @code{60}, to allow
469 for leap seconds if leap second support is available.)
470 @cindex leap second
471
472 @item int tm_min
473 This is the number of minutes after the hour, in the range @code{0} through
474 @code{59}.
475
476 @item int tm_hour
477 This is the number of hours past midnight, in the range @code{0} through
478 @code{23}.
479
480 @item int tm_mday
481 This is the day of the month, in the range @code{1} through @code{31}.
482
483 @item int tm_mon
484 This is the number of months since January, in the range @code{0} through
485 @code{11}.
486
487 @item int tm_year
488 This is the number of years since @code{1900}.
489
490 @item int tm_wday
491 This is the number of days since Sunday, in the range @code{0} through
492 @code{6}.
493
494 @item int tm_yday
495 This is the number of days since January 1, in the range @code{0} through
496 @code{365}.
497
498 @item int tm_isdst
499 @cindex Daylight Saving Time
500 @cindex summer time
501 This is a flag that indicates whether Daylight Saving Time is (or was, or
502 will be) in effect at the time described.  The value is positive if
503 Daylight Saving Time is in effect, zero if it is not, and negative if the
504 information is not available.
505
506 @item long int tm_gmtoff
507 This field describes the time zone that was used to compute this
508 broken-down time value, including any adjustment for daylight saving; it
509 is the number of seconds that you must add to UTC to get local time.
510 You can also think of this as the number of seconds east of UTC.  For
511 example, for U.S. Eastern Standard Time, the value is @code{-5*60*60}.
512 The @code{tm_gmtoff} field is derived from BSD and is a GNU library
513 extension; it is not visible in a strict @w{ISO C} environment.
514
515 @item const char *tm_zone
516 This field is the name for the time zone that was used to compute this
517 broken-down time value.  Like @code{tm_gmtoff}, this field is a BSD and
518 GNU extension, and is not visible in a strict @w{ISO C} environment.
519 @end table
520 @end deftp
521
522 @comment time.h
523 @comment ISO
524 @deftypefun {struct tm *} localtime (const time_t *@var{time})
525 The @code{localtime} function converts the calendar time pointed to by
526 @var{time} to broken-down time representation, expressed relative to the
527 user's specified time zone.
528
529 The return value is a pointer to a static broken-down time structure, which
530 might be overwritten by subsequent calls to @code{ctime}, @code{gmtime},
531 or @code{localtime}.  (But no other library function overwrites the contents
532 of this object.)
533
534 Calling @code{localtime} has one other effect: it sets the variable
535 @code{tzname} with information about the current time zone.  @xref{Time
536 Zone Functions}.
537 @end deftypefun
538
539 Using the @code{localtime} function is a big problem in multi-threaded
540 programs.  The result is returned in a static buffer and this is used in
541 all threads.  POSIX.1c introduced a varient of this function.
542
543 @comment time.h
544 @comment POSIX.1c
545 @deftypefun {struct tm *} localtime_r (const time_t *@var{time}, struct tm *@var{resultp})
546 The @code{localtime_r} function works just like the @code{localtime}
547 function.  It takes a pointer to a variable containing the calendar time
548 and converts it to the broken-down time format.
549
550 But the result is not placed in a static buffer.  Instead it is placed
551 in the object of type @code{struct tm} to which the parameter
552 @var{resultp} points.
553
554 If the conversion is successful the function returns a pointer to the
555 object the result was written into, i.e., it returns @var{resultp}.
556 @end deftypefun
557
558
559 @comment time.h
560 @comment ISO
561 @deftypefun {struct tm *} gmtime (const time_t *@var{time})
562 This function is similar to @code{localtime}, except that the broken-down
563 time is expressed as Coordinated Universal Time (UTC)---that is, as
564 Greenwich Mean Time (GMT)---rather than relative to the local time zone.
565
566 Recall that calendar times are @emph{always} expressed in coordinated
567 universal time.
568 @end deftypefun
569
570 As for the @code{localtime} function we have the problem that the result
571 is placed in a static variable.  POSIX.1c also provides a replacement for
572 @code{gmtime}.
573
574 @comment time.h
575 @comment POSIX.1c
576 @deftypefun {struct tm *} gmtime_r (const time_t *@var{time}, struct tm *@var{resultp})
577 This function is similar to @code{localtime_r}, except that it converts
578 just like @code{gmtime} the given time as Coordinated Universal Time.
579
580 If the conversion is successful the function returns a pointer to the
581 object the result was written into, i.e., it returns @var{resultp}.
582 @end deftypefun
583
584
585 @comment time.h
586 @comment ISO
587 @deftypefun time_t mktime (struct tm *@var{brokentime})
588 The @code{mktime} function is used to convert a broken-down time structure
589 to a calendar time representation.  It also ``normalizes'' the contents of
590 the broken-down time structure, by filling in the day of week and day of
591 year based on the other date and time components.
592
593 The @code{mktime} function ignores the specified contents of the
594 @code{tm_wday} and @code{tm_yday} members of the broken-down time
595 structure.  It uses the values of the other components to compute the
596 calendar time; it's permissible for these components to have
597 unnormalized values outside of their normal ranges.  The last thing that
598 @code{mktime} does is adjust the components of the @var{brokentime}
599 structure (including the @code{tm_wday} and @code{tm_yday}).
600
601 If the specified broken-down time cannot be represented as a calendar time,
602 @code{mktime} returns a value of @code{(time_t)(-1)} and does not modify
603 the contents of @var{brokentime}.
604
605 Calling @code{mktime} also sets the variable @code{tzname} with
606 information about the current time zone.  @xref{Time Zone Functions}.
607 @end deftypefun
608
609 @node Formatting Date and Time
610 @subsection Formatting Date and Time
611
612 The functions described in this section format time values as strings.
613 These functions are declared in the header file @file{time.h}.
614 @pindex time.h
615
616 @comment time.h
617 @comment ISO
618 @deftypefun {char *} asctime (const struct tm *@var{brokentime})
619 The @code{asctime} function converts the broken-down time value that
620 @var{brokentime} points to into a string in a standard format:
621
622 @smallexample
623 "Tue May 21 13:46:22 1991\n"
624 @end smallexample
625
626 The abbreviations for the days of week are: @samp{Sun}, @samp{Mon},
627 @samp{Tue}, @samp{Wed}, @samp{Thu}, @samp{Fri}, and @samp{Sat}.
628
629 The abbreviations for the months are: @samp{Jan}, @samp{Feb},
630 @samp{Mar}, @samp{Apr}, @samp{May}, @samp{Jun}, @samp{Jul}, @samp{Aug},
631 @samp{Sep}, @samp{Oct}, @samp{Nov}, and @samp{Dec}.
632
633 The return value points to a statically allocated string, which might be
634 overwritten by subsequent calls to @code{asctime} or @code{ctime}.
635 (But no other library function overwrites the contents of this
636 string.)
637 @end deftypefun
638
639 @comment time.h
640 @comment POSIX.1c
641 @deftypefun {char *} asctime_r (const struct tm *@var{brokentime}, char *@var{buffer})
642 This function is similar to @code{asctime} but instead of placing the
643 result in a static buffer it writes the string in the buffer pointed to
644 by the parameter @var{buffer}.  This buffer should have at least room
645 for 16 bytes.
646
647 If no error occurred the function returns a pointer to the string the
648 result was written into, i.e., it returns @var{buffer}.  Otherwise
649 return @code{NULL}.
650 @end deftypefun
651
652
653 @comment time.h
654 @comment ISO
655 @deftypefun {char *} ctime (const time_t *@var{time})
656 The @code{ctime} function is similar to @code{asctime}, except that the
657 time value is specified as a @code{time_t} calendar time value rather
658 than in broken-down local time format.  It is equivalent to
659
660 @smallexample
661 asctime (localtime (@var{time}))
662 @end smallexample
663
664 @code{ctime} sets the variable @code{tzname}, because @code{localtime}
665 does so.  @xref{Time Zone Functions}.
666 @end deftypefun
667
668 @comment time.h
669 @comment POSIX.1c
670 @deftypefun {char *} ctime_r (const time_t *@var{time}, char *@var{buffer})
671 This function is similar to @code{ctime}, only that it places the result
672 in the string pointed to by @var{buffer}.  It is equivalent to (written
673 using gcc extensions, @xref{Statement Exprs,,,gcc,Porting and Using gcc}.):
674
675 @smallexample
676 (@{ struct tm tm; asctime_r (localtime_r (time, &tm), buf); @})
677 @end smallexample
678
679 If no error occurred the function returns a pointer to the string the
680 result was written into, i.e., it returns @var{buffer}.  Otherwise
681 return @code{NULL}.
682 @end deftypefun
683
684
685 @comment time.h
686 @comment ISO
687 @comment POSIX.2
688 @deftypefun size_t strftime (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, const struct tm *@var{brokentime})
689 This function is similar to the @code{sprintf} function (@pxref{Formatted
690 Input}), but the conversion specifications that can appear in the format
691 template @var{template} are specialized for printing components of the date
692 and time @var{brokentime} according to the locale currently specified for
693 time conversion (@pxref{Locales}).
694
695 Ordinary characters appearing in the @var{template} are copied to the
696 output string @var{s}; this can include multibyte character sequences.
697 Conversion specifiers are introduced by a @samp{%} character, followed
698 by an optional flag which can be one of the following.  These flags
699 are all GNU extensions. The first three affect only the output of
700 numbers:
701
702 @table @code
703 @item _
704 The number is padded with spaces.
705
706 @item -
707 The number is not padded at all.
708
709 @item 0
710 The number is padded with zeros even if the format specifies padding
711 with spaces.
712
713 @item ^
714 The output uses uppercase characters, but only if this is possible
715 (@pxref{Case Conversion}).
716 @end table
717
718 The default action is to pad the number with zeros to keep it a constant
719 width.  Numbers that do not have a range indicated below are never
720 padded, since there is no natural width for them.
721
722 Following the flag an optional specification of the width is possible.
723 This is specified in decimal notation.  If the natural size of the
724 output is of the field has less than the specified number of characters,
725 the result is written right adjusted and space padded to the given
726 size.
727
728 An optional modifier can follow the optional flag and width
729 specification.  The modifiers, which are POSIX.2 extensions, are:
730
731 @table @code
732 @item E
733 Use the locale's alternate representation for date and time.  This
734 modifier applies to the @code{%c}, @code{%C}, @code{%x}, @code{%X},
735 @code{%y} and @code{%Y} format specifiers.  In a Japanese locale, for
736 example, @code{%Ex} might yield a date format based on the Japanese
737 Emperors' reigns.
738
739 @item O
740 Use the locale's alternate numeric symbols for numbers.  This modifier
741 applies only to numeric format specifiers.
742 @end table
743
744 If the format supports the modifier but no alternate representation
745 is available, it is ignored.
746
747 The conversion specifier ends with a format specifier taken from the
748 following list.  The whole @samp{%} sequence is replaced in the output
749 string as follows:
750
751 @table @code
752 @item %a
753 The abbreviated weekday name according to the current locale.
754
755 @item %A
756 The full weekday name according to the current locale.
757
758 @item %b
759 The abbreviated month name according to the current locale.
760
761 @item %B
762 The full month name according to the current locale.
763
764 @item %c
765 The preferred date and time representation for the current locale.
766
767 @item %C
768 The century of the year.  This is equivalent to the greatest integer not
769 greater than the year divided by 100.
770
771 This format is a POSIX.2 extension.
772
773 @item %d
774 The day of the month as a decimal number (range @code{01} through @code{31}).
775
776 @item %D
777 The date using the format @code{%m/%d/%y}.
778
779 This format is a POSIX.2 extension.
780
781 @item %e
782 The day of the month like with @code{%d}, but padded with blank (range
783 @code{ 1} through @code{31}).
784
785 This format is a POSIX.2 extension.
786
787 @item %g
788 The year corresponding to the ISO week number, but without the century
789 (range @code{00} through @code{99}).  This has the same format and value
790 as @code{%y}, except that if the ISO week number (see @code{%V}) belongs
791 to the previous or next year, that year is used instead.
792
793 This format is a GNU extension.
794
795 @item %G
796 The year corresponding to the ISO week number.  This has the same format
797 and value as @code{%Y}, except that if the ISO week number (see
798 @code{%V}) belongs to the previous or next year, that year is used
799 instead.
800
801 This format is a GNU extension.
802
803 @item %h
804 The abbreviated month name according to the current locale.  The action
805 is the same as for @code{%b}.
806
807 This format is a POSIX.2 extension.
808
809 @item %H
810 The hour as a decimal number, using a 24-hour clock (range @code{00} through
811 @code{23}).
812
813 @item %I
814 The hour as a decimal number, using a 12-hour clock (range @code{01} through
815 @code{12}).
816
817 @item %j
818 The day of the year as a decimal number (range @code{001} through @code{366}).
819
820 @item %k
821 The hour as a decimal number, using a 24-hour clock like @code{%H}, but
822 padded with blank (range @code{ 0} through @code{23}).
823
824 This format is a GNU extension.
825
826 @item %l
827 The hour as a decimal number, using a 12-hour clock like @code{%I}, but
828 padded with blank (range @code{ 1} through @code{12}).
829
830 This format is a GNU extension.
831
832 @item %m
833 The month as a decimal number (range @code{01} through @code{12}).
834
835 @item %M
836 The minute as a decimal number (range @code{00} through @code{59}).
837
838 @item %n
839 A single @samp{\n} (newline) character.
840
841 This format is a POSIX.2 extension.
842
843 @item %p
844 Either @samp{AM} or @samp{PM}, according to the given time value; or the
845 corresponding strings for the current locale.  Noon is treated as
846 @samp{PM} and midnight as @samp{AM}.
847
848 @ignore
849 We currently have a problem with makeinfo.  Write @samp{AM} and @samp{am}
850 both results in `am'.  I.e., the difference in case is not visible anymore.
851 @end ignore
852 @item %P
853 Either @samp{am} or @samp{pm}, according to the given time value; or the
854 corresponding strings for the current locale, printed in lowercase
855 characters.  Noon is treated as @samp{pm} and midnight as @samp{am}.
856
857 This format is a GNU extension.
858
859 @item %r
860 The complete time using the AM/PM format of the current locale.
861
862 This format is a POSIX.2 extension.
863
864 @item %R
865 The hour and minute in decimal numbers using the format @code{%H:%M}.
866
867 This format is a GNU extension.
868
869 @item %s
870 The number of seconds since the epoch, i.e., since 1970-01-01 00:00:00 UTC.
871 Leap seconds are not counted unless leap second support is available.
872
873 This format is a GNU extension.
874
875 @item %S
876 The second as a decimal number (range @code{00} through @code{60}).
877
878 @item %t
879 A single @samp{\t} (tabulator) character.
880
881 This format is a POSIX.2 extension.
882
883 @item %T
884 The time using decimal numbers using the format @code{%H:%M:%S}.
885
886 This format is a POSIX.2 extension.
887
888 @item %u
889 The day of the week as a decimal number (range @code{1} through
890 @code{7}), Monday being @code{1}.
891
892 This format is a POSIX.2 extension.
893
894 @item %U
895 The week number of the current year as a decimal number (range @code{00}
896 through @code{53}), starting with the first Sunday as the first day of
897 the first week.  Days preceding the first Sunday in the year are
898 considered to be in week @code{00}.
899
900 @item %V
901 The @w{ISO 8601:1988} week number as a decimal number (range @code{01}
902 through @code{53}).  ISO weeks start with Monday and end with Sunday.
903 Week @code{01} of a year is the first week which has the majority of its
904 days in that year; this is equivalent to the week containing the year's
905 first Thursday, and it is also equivalent to the week containing January
906 4.  Week @code{01} of a year can contain days from the previous year.
907 The week before week @code{01} of a year is the last week (@code{52} or
908 @code{53}) of the previous year even if it contains days from the new
909 year.
910
911 This format is a POSIX.2 extension.
912
913 @item %w
914 The day of the week as a decimal number (range @code{0} through
915 @code{6}), Sunday being @code{0}.
916
917 @item %W
918 The week number of the current year as a decimal number (range @code{00}
919 through @code{53}), starting with the first Monday as the first day of
920 the first week.  All days preceding the first Monday in the year are
921 considered to be in week @code{00}.
922
923 @item %x
924 The preferred date representation for the current locale, but without the
925 time.
926
927 @item %X
928 The preferred time representation for the current locale, but with no date.
929
930 @item %y
931 The year without a century as a decimal number (range @code{00} through
932 @code{99}).  This is equivalent to the year modulo 100.
933
934 @item %Y
935 The year as a decimal number, using the Gregorian calendar.  Years
936 before the year @code{1} are numbered @code{0}, @code{-1}, and so on.
937
938 @item %z
939 @w{RFC 822}/@w{ISO 8601:1988} style numeric time zone (e.g.,
940 @code{-0600} or @code{+0100}), or nothing if no time zone is
941 determinable.
942
943 This format is a GNU extension.
944
945 @item %Z
946 The time zone abbreviation (empty if the time zone can't be determined).
947
948 @item %%
949 A literal @samp{%} character.
950 @end table
951
952 The @var{size} parameter can be used to specify the maximum number of
953 characters to be stored in the array @var{s}, including the terminating
954 null character.  If the formatted time requires more than @var{size}
955 characters, @code{strftime} returns zero and the content of the array
956 @var{s} is indetermined.  Otherwise the return value indicates the
957 number of characters placed in the array @var{s}, not including the
958 terminating null character.
959
960 @emph{Warning:} This convention for the return value which is prescribed
961 in @w{ISO C} can lead to problems in some situations.  For certain
962 format strings and certain locales the output really can be the empty
963 string and this cannot be discovered by testing the return value only.
964 E.g., in most locales the AM/PM time format is not supported (most of
965 the world uses the 24 hour time representation).  In such locales
966 @code{"%p"} will return the empty string, i.e., the return value is
967 zero.  To detect situations like this something similar to the following
968 code should be used:
969
970 @smallexample
971 buf[0] = '\1';
972 len = strftime (buf, bufsize, format, tp);
973 if (len == 0 && buf[0] != '\0')
974   @{
975     /* Something went wrong in the strftime call.  */
976     @dots{}
977   @}
978 @end smallexample
979
980 If @var{s} is a null pointer, @code{strftime} does not actually write
981 anything, but instead returns the number of characters it would have written.
982
983 According to POSIX.1 every call to @code{strftime} implies a call to
984 @code{tzset}.  So the contents of the environment variable @code{TZ}
985 is examined before any output is produced.
986
987 For an example of @code{strftime}, see @ref{Time Functions Example}.
988 @end deftypefun
989
990 @node TZ Variable
991 @subsection Specifying the Time Zone with @code{TZ}
992
993 In POSIX systems, a user can specify the time zone by means of the
994 @code{TZ} environment variable.  For information about how to set
995 environment variables, see @ref{Environment Variables}.  The functions
996 for accessing the time zone are declared in @file{time.h}.
997 @pindex time.h
998 @cindex time zone
999
1000 You should not normally need to set @code{TZ}.  If the system is
1001 configured properly, the default time zone will be correct.  You might
1002 set @code{TZ} if you are using a computer over the network from a
1003 different time zone, and would like times reported to you in the time zone
1004 that local for you, rather than what is local for the computer.
1005
1006 In POSIX.1 systems the value of the @code{TZ} variable can be of one of
1007 three formats.  With the GNU C library, the most common format is the
1008 last one, which can specify a selection from a large database of time
1009 zone information for many regions of the world.  The first two formats
1010 are used to describe the time zone information directly, which is both
1011 more cumbersome and less precise.  But the POSIX.1 standard only
1012 specifies the details of the first two formats, so it is good to be
1013 familiar with them in case you come across a POSIX.1 system that doesn't
1014 support a time zone information database.
1015
1016 The first format is used when there is no Daylight Saving Time (or
1017 summer time) in the local time zone:
1018
1019 @smallexample
1020 @r{@var{std} @var{offset}}
1021 @end smallexample
1022
1023 The @var{std} string specifies the name of the time zone.  It must be
1024 three or more characters long and must not contain a leading colon or
1025 embedded digits, commas, or plus or minus signs.  There is no space
1026 character separating the time zone name from the @var{offset}, so these
1027 restrictions are necessary to parse the specification correctly.
1028
1029 The @var{offset} specifies the time value one must add to the local time
1030 to get a Coordinated Universal Time value.  It has syntax like
1031 [@code{+}|@code{-}]@var{hh}[@code{:}@var{mm}[@code{:}@var{ss}]].  This
1032 is positive if the local time zone is west of the Prime Meridian and
1033 negative if it is east.  The hour must be between @code{0} and
1034 @code{23}, and the minute and seconds between @code{0} and @code{59}.
1035
1036 For example, here is how we would specify Eastern Standard Time, but
1037 without any daylight saving time alternative:
1038
1039 @smallexample
1040 EST+5
1041 @end smallexample
1042
1043 The second format is used when there is Daylight Saving Time:
1044
1045 @smallexample
1046 @r{@var{std} @var{offset} @var{dst} [@var{offset}]@code{,}@var{start}[@code{/}@var{time}]@code{,}@var{end}[@code{/}@var{time}]}
1047 @end smallexample
1048
1049 The initial @var{std} and @var{offset} specify the standard time zone, as
1050 described above.  The @var{dst} string and @var{offset} specify the name
1051 and offset for the corresponding daylight saving time time zone; if the
1052 @var{offset} is omitted, it defaults to one hour ahead of standard time.
1053
1054 The remainder of the specification describes when daylight saving time is
1055 in effect.  The @var{start} field is when daylight saving time goes into
1056 effect and the @var{end} field is when the change is made back to standard
1057 time.  The following formats are recognized for these fields:
1058
1059 @table @code
1060 @item J@var{n}
1061 This specifies the Julian day, with @var{n} between @code{1} and @code{365}.
1062 February 29 is never counted, even in leap years.
1063
1064 @item @var{n}
1065 This specifies the Julian day, with @var{n} between @code{0} and @code{365}.
1066 February 29 is counted in leap years.
1067
1068 @item M@var{m}.@var{w}.@var{d}
1069 This specifies day @var{d} of week @var{w} of month @var{m}.  The day
1070 @var{d} must be between @code{0} (Sunday) and @code{6}.  The week
1071 @var{w} must be between @code{1} and @code{5}; week @code{1} is the
1072 first week in which day @var{d} occurs, and week @code{5} specifies the
1073 @emph{last} @var{d} day in the month.  The month @var{m} should be
1074 between @code{1} and @code{12}.
1075 @end table
1076
1077 The @var{time} fields specify when, in the local time currently in
1078 effect, the change to the other time occurs.  If omitted, the default is
1079 @code{02:00:00}.
1080
1081 For example, here is how one would specify the Eastern time zone in the
1082 United States, including the appropriate daylight saving time and its dates
1083 of applicability.  The normal offset from UTC is 5 hours; since this is
1084 west of the prime meridian, the sign is positive.  Summer time begins on
1085 the first Sunday in April at 2:00am, and ends on the last Sunday in October
1086 at 2:00am.
1087
1088 @smallexample
1089 EST+5EDT,M4.1.0/2,M10.5.0/2
1090 @end smallexample
1091
1092 The schedule of daylight saving time in any particular jurisdiction has
1093 changed over the years.  To be strictly correct, the conversion of dates
1094 and times in the past should be based on the schedule that was in effect
1095 then.  However, this format has no facilities to let you specify how the
1096 schedule has changed from year to year.  The most you can do is specify
1097 one particular schedule---usually the present day schedule---and this is
1098 used to convert any date, no matter when.  For precise time zone
1099 specifications, it is best to use the time zone information database
1100 (see below).
1101
1102 The third format looks like this:
1103
1104 @smallexample
1105 :@var{characters}
1106 @end smallexample
1107
1108 Each operating system interprets this format differently; in the GNU C
1109 library, @var{characters} is the name of a file which describes the time
1110 zone.
1111
1112 @pindex /etc/localtime
1113 @pindex localtime
1114 If the @code{TZ} environment variable does not have a value, the
1115 operation chooses a time zone by default.  In the GNU C library, the
1116 default time zone is like the specification @samp{TZ=:/etc/localtime}
1117 (or @samp{TZ=:/usr/local/etc/localtime}, depending on how GNU C library
1118 was configured; @pxref{Installation}).  Other C libraries use their own
1119 rule for choosing the default time zone, so there is little we can say
1120 about them.
1121
1122 @cindex time zone database
1123 @pindex /share/lib/zoneinfo
1124 @pindex zoneinfo
1125 If @var{characters} begins with a slash, it is an absolute file name;
1126 otherwise the library looks for the file
1127 @w{@file{/share/lib/zoneinfo/@var{characters}}}.  The @file{zoneinfo}
1128 directory contains data files describing local time zones in many
1129 different parts of the world.  The names represent major cities, with
1130 subdirectories for geographical areas; for example,
1131 @file{America/New_York}, @file{Europe/London}, @file{Asia/Hong_Kong}.
1132 These data files are installed by the system administrator, who also
1133 sets @file{/etc/localtime} to point to the data file for the local time
1134 zone.  The GNU C library comes with a large database of time zone
1135 information for most regions of the world, which is maintained by a
1136 community of volunteers and put in the public domain.
1137
1138 @node Time Zone Functions
1139 @subsection Functions and Variables for Time Zones
1140
1141 @comment time.h
1142 @comment POSIX.1
1143 @deftypevar {char *} tzname [2]
1144 The array @code{tzname} contains two strings, which are the standard
1145 names of the pair of time zones (standard and daylight
1146 saving) that the user has selected.  @code{tzname[0]} is the name of
1147 the standard time zone (for example, @code{"EST"}), and @code{tzname[1]}
1148 is the name for the time zone when daylight saving time is in use (for
1149 example, @code{"EDT"}).  These correspond to the @var{std} and @var{dst}
1150 strings (respectively) from the @code{TZ} environment variable.  If
1151 daylight saving time is never used, @code{tzname[1]} is the empty string.
1152
1153 The @code{tzname} array is initialized from the @code{TZ} environment
1154 variable whenever @code{tzset}, @code{ctime}, @code{strftime},
1155 @code{mktime}, or @code{localtime} is called.  If multiple abbreviations
1156 have been used (e.g. @code{"EWT"} and @code{"EDT"} for U.S. Eastern War
1157 Time and Eastern Daylight Time), the array contains the most recent
1158 abbreviation.
1159
1160 The @code{tzname} array is required for POSIX.1 compatibility, but in
1161 GNU programs it is better to use the @code{tm_zone} member of the
1162 broken-down time structure, since @code{tm_zone} reports the correct
1163 abbreviation even when it is not the latest one.
1164
1165 Though the strings are declared as @code{char *} the user must stay away
1166 from modifying these strings.  Modifying the strings will almost certainly
1167 lead to trouble.
1168
1169 @end deftypevar
1170
1171 @comment time.h
1172 @comment POSIX.1
1173 @deftypefun void tzset (void)
1174 The @code{tzset} function initializes the @code{tzname} variable from
1175 the value of the @code{TZ} environment variable.  It is not usually
1176 necessary for your program to call this function, because it is called
1177 automatically when you use the other time conversion functions that
1178 depend on the time zone.
1179 @end deftypefun
1180
1181 The following variables are defined for compatibility with System V
1182 Unix.  Like @code{tzname}, these variables are set by calling
1183 @code{tzset} or the other time conversion functions.
1184
1185 @comment time.h
1186 @comment SVID
1187 @deftypevar {long int} timezone
1188 This contains the difference between UTC and the latest local standard
1189 time, in seconds west of UTC.  For example, in the U.S. Eastern time
1190 zone, the value is @code{5*60*60}.  Unlike the @code{tm_gmtoff} member
1191 of the broken-down time structure, this value is not adjusted for
1192 daylight saving, and its sign is reversed.  In GNU programs it is better
1193 to use @code{tm_gmtoff}, since it contains the correct offset even when
1194 it is not the latest one.
1195 @end deftypevar
1196
1197 @comment time.h
1198 @comment SVID
1199 @deftypevar int daylight
1200 This variable has a nonzero value if daylight savings time rules apply.
1201 A nonzero value does not necessarily mean that daylight savings time is
1202 now in effect; it means only that daylight savings time is sometimes in
1203 effect.
1204 @end deftypevar
1205
1206 @node Time Functions Example
1207 @subsection Time Functions Example
1208
1209 Here is an example program showing the use of some of the local time and
1210 calendar time functions.
1211
1212 @smallexample
1213 @include strftim.c.texi
1214 @end smallexample
1215
1216 It produces output like this:
1217
1218 @smallexample
1219 Wed Jul 31 13:02:36 1991
1220 Today is Wednesday, July 31.
1221 The time is 01:02 PM.
1222 @end smallexample
1223
1224
1225 @node Setting an Alarm
1226 @section Setting an Alarm
1227
1228 The @code{alarm} and @code{setitimer} functions provide a mechanism for a
1229 process to interrupt itself at some future time.  They do this by setting a
1230 timer; when the timer expires, the process receives a signal.
1231
1232 @cindex setting an alarm
1233 @cindex interval timer, setting
1234 @cindex alarms, setting
1235 @cindex timers, setting
1236 Each process has three independent interval timers available:
1237
1238 @itemize @bullet
1239 @item
1240 A real-time timer that counts clock time.  This timer sends a
1241 @code{SIGALRM} signal to the process when it expires.
1242 @cindex real-time timer
1243 @cindex timer, real-time
1244
1245 @item
1246 A virtual timer that counts CPU time used by the process.  This timer
1247 sends a @code{SIGVTALRM} signal to the process when it expires.
1248 @cindex virtual timer
1249 @cindex timer, virtual
1250
1251 @item
1252 A profiling timer that counts both CPU time used by the process, and CPU
1253 time spent in system calls on behalf of the process.  This timer sends a
1254 @code{SIGPROF} signal to the process when it expires.
1255 @cindex profiling timer
1256 @cindex timer, profiling
1257
1258 This timer is useful for profiling in interpreters.  The interval timer
1259 mechanism does not have the fine granularity necessary for profiling
1260 native code.
1261 @c @xref{profil} !!!
1262 @end itemize
1263
1264 You can only have one timer of each kind set at any given time.  If you
1265 set a timer that has not yet expired, that timer is simply reset to the
1266 new value.
1267
1268 You should establish a handler for the appropriate alarm signal using
1269 @code{signal} or @code{sigaction} before issuing a call to @code{setitimer}
1270 or @code{alarm}.  Otherwise, an unusual chain of events could cause the
1271 timer to expire before your program establishes the handler, and in that
1272 case it would be terminated, since that is the default action for the alarm
1273 signals.  @xref{Signal Handling}.
1274
1275 The @code{setitimer} function is the primary means for setting an alarm.
1276 This facility is declared in the header file @file{sys/time.h}.  The
1277 @code{alarm} function, declared in @file{unistd.h}, provides a somewhat
1278 simpler interface for setting the real-time timer.
1279 @pindex unistd.h
1280 @pindex sys/time.h
1281
1282 @comment sys/time.h
1283 @comment BSD
1284 @deftp {Data Type} {struct itimerval}
1285 This structure is used to specify when a timer should expire.  It contains
1286 the following members:
1287 @table @code
1288 @item struct timeval it_interval
1289 This is the interval between successive timer interrupts.  If zero, the
1290 alarm will only be sent once.
1291
1292 @item struct timeval it_value
1293 This is the interval to the first timer interrupt.  If zero, the alarm is
1294 disabled.
1295 @end table
1296
1297 The @code{struct timeval} data type is described in @ref{High-Resolution
1298 Calendar}.
1299 @end deftp
1300
1301 @comment sys/time.h
1302 @comment BSD
1303 @deftypefun int setitimer (int @var{which}, struct itimerval *@var{new}, struct itimerval *@var{old})
1304 The @code{setitimer} function sets the timer specified by @var{which}
1305 according to @var{new}.  The @var{which} argument can have a value of
1306 @code{ITIMER_REAL}, @code{ITIMER_VIRTUAL}, or @code{ITIMER_PROF}.
1307
1308 If @var{old} is not a null pointer, @code{setitimer} returns information
1309 about any previous unexpired timer of the same kind in the structure it
1310 points to.
1311
1312 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  The
1313 following @code{errno} error conditions are defined for this function:
1314
1315 @table @code
1316 @item EINVAL
1317 The timer interval was too large.
1318 @end table
1319 @end deftypefun
1320
1321 @comment sys/time.h
1322 @comment BSD
1323 @deftypefun int getitimer (int @var{which}, struct itimerval *@var{old})
1324 The @code{getitimer} function stores information about the timer specified
1325 by @var{which} in the structure pointed at by @var{old}.
1326
1327 The return value and error conditions are the same as for @code{setitimer}.
1328 @end deftypefun
1329
1330 @comment sys/time.h
1331 @comment BSD
1332 @table @code
1333 @item ITIMER_REAL
1334 @findex ITIMER_REAL
1335 This constant can be used as the @var{which} argument to the
1336 @code{setitimer} and @code{getitimer} functions to specify the real-time
1337 timer.
1338
1339 @comment sys/time.h
1340 @comment BSD
1341 @item ITIMER_VIRTUAL
1342 @findex ITIMER_VIRTUAL
1343 This constant can be used as the @var{which} argument to the
1344 @code{setitimer} and @code{getitimer} functions to specify the virtual
1345 timer.
1346
1347 @comment sys/time.h
1348 @comment BSD
1349 @item ITIMER_PROF
1350 @findex ITIMER_PROF
1351 This constant can be used as the @var{which} argument to the
1352 @code{setitimer} and @code{getitimer} functions to specify the profiling
1353 timer.
1354 @end table
1355
1356 @comment unistd.h
1357 @comment POSIX.1
1358 @deftypefun {unsigned int} alarm (unsigned int @var{seconds})
1359 The @code{alarm} function sets the real-time timer to expire in
1360 @var{seconds} seconds.  If you want to cancel any existing alarm, you
1361 can do this by calling @code{alarm} with a @var{seconds} argument of
1362 zero.
1363
1364 The return value indicates how many seconds remain before the previous
1365 alarm would have been sent.  If there is no previous alarm, @code{alarm}
1366 returns zero.
1367 @end deftypefun
1368
1369 The @code{alarm} function could be defined in terms of @code{setitimer}
1370 like this:
1371
1372 @smallexample
1373 unsigned int
1374 alarm (unsigned int seconds)
1375 @{
1376   struct itimerval old, new;
1377   new.it_interval.tv_usec = 0;
1378   new.it_interval.tv_sec = 0;
1379   new.it_value.tv_usec = 0;
1380   new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
1381   if (setitimer (ITIMER_REAL, &new, &old) < 0)
1382     return 0;
1383   else
1384     return old.it_value.tv_sec;
1385 @}
1386 @end smallexample
1387
1388 There is an example showing the use of the @code{alarm} function in
1389 @ref{Handler Returns}.
1390
1391 If you simply want your process to wait for a given number of seconds,
1392 you should use the @code{sleep} function.  @xref{Sleeping}.
1393
1394 You shouldn't count on the signal arriving precisely when the timer
1395 expires.  In a multiprocessing environment there is typically some
1396 amount of delay involved.
1397
1398 @strong{Portability Note:} The @code{setitimer} and @code{getitimer}
1399 functions are derived from BSD Unix, while the @code{alarm} function is
1400 specified by the POSIX.1 standard.  @code{setitimer} is more powerful than
1401 @code{alarm}, but @code{alarm} is more widely used.
1402
1403 @node Sleeping
1404 @section Sleeping
1405
1406 The function @code{sleep} gives a simple way to make the program wait
1407 for short periods of time.  If your program doesn't use signals (except
1408 to terminate), then you can expect @code{sleep} to wait reliably for
1409 the specified amount of time.  Otherwise, @code{sleep} can return sooner
1410 if a signal arrives; if you want to wait for a given period regardless
1411 of signals, use @code{select} (@pxref{Waiting for I/O}) and don't
1412 specify any descriptors to wait for.
1413 @c !!! select can get EINTR; using SA_RESTART makes sleep win too.
1414
1415 @comment unistd.h
1416 @comment POSIX.1
1417 @deftypefun {unsigned int} sleep (unsigned int @var{seconds})
1418 The @code{sleep} function waits for @var{seconds} or until a signal
1419 is delivered, whichever happens first.
1420
1421 If @code{sleep} function returns because the requested time has
1422 elapsed, it returns a value of zero.  If it returns because of delivery
1423 of a signal, its return value is the remaining time in the sleep period.
1424
1425 The @code{sleep} function is declared in @file{unistd.h}.
1426 @end deftypefun
1427
1428 Resist the temptation to implement a sleep for a fixed amount of time by
1429 using the return value of @code{sleep}, when nonzero, to call
1430 @code{sleep} again.  This will work with a certain amount of accuracy as
1431 long as signals arrive infrequently.  But each signal can cause the
1432 eventual wakeup time to be off by an additional second or so.  Suppose a
1433 few signals happen to arrive in rapid succession by bad luck---there is
1434 no limit on how much this could shorten or lengthen the wait.
1435
1436 Instead, compute the time at which the program should stop waiting, and
1437 keep trying to wait until that time.  This won't be off by more than a
1438 second.  With just a little more work, you can use @code{select} and
1439 make the waiting period quite accurate.  (Of course, heavy system load
1440 can cause unavoidable additional delays---unless the machine is
1441 dedicated to one application, there is no way you can avoid this.)
1442
1443 On some systems, @code{sleep} can do strange things if your program uses
1444 @code{SIGALRM} explicitly.  Even if @code{SIGALRM} signals are being
1445 ignored or blocked when @code{sleep} is called, @code{sleep} might
1446 return prematurely on delivery of a @code{SIGALRM} signal.  If you have
1447 established a handler for @code{SIGALRM} signals and a @code{SIGALRM}
1448 signal is delivered while the process is sleeping, the action taken
1449 might be just to cause @code{sleep} to return instead of invoking your
1450 handler.  And, if @code{sleep} is interrupted by delivery of a signal
1451 whose handler requests an alarm or alters the handling of @code{SIGALRM},
1452 this handler and @code{sleep} will interfere.
1453
1454 On the GNU system, it is safe to use @code{sleep} and @code{SIGALRM} in
1455 the same program, because @code{sleep} does not work by means of
1456 @code{SIGALRM}.
1457
1458 @comment time.h
1459 @comment POSIX.1
1460 @deftypefun int nanosleep (const struct timespec *@var{requested_time}, struct timespec *@var{remaining})
1461 If the resolution of seconds is not enough the @code{nanosleep} function
1462 can be used.  As the name suggests the sleeping period can be specified
1463 in nanoseconds.  The actual period of waiting time might be longer since
1464 the requested time in the @var{requested_time} parameter is rounded up
1465 to the next integer multiple of the actual resolution of the system.
1466
1467 If the function returns because the time has elapsed the return value is
1468 zero.  If the function return @math{-1} the global variable @var{errno}
1469 is set to the following values:
1470
1471 @table @code
1472 @item EINTR
1473 The call was interrupted because a signal was delivered to the thread.
1474 If the @var{remaining} parameter is not the null pointer the structure
1475 pointed to by @var{remaining} is updated to contain the remaining time.
1476
1477 @item EINVAL
1478 The nanosecond value in the @var{requested_time} parameter contains an
1479 illegal value.  Either the value is negative or greater than or equal to
1480 1000 million.
1481 @end table
1482
1483 This function is a cancelation point in multi-threaded programs.  This
1484 is a problem if the thread allocates some resources (like memory, file
1485 descriptors, semaphores or whatever) at the time @code{nanosleep} is
1486 called.  If the thread gets canceled these resources stay allocated
1487 until the program ends.  To avoid this calls to @code{nanosleep} should
1488 be protected using cancelation handlers.
1489 @c ref pthread_cleanup_push / pthread_cleanup_pop
1490
1491 The @code{nanosleep} function is declared in @file{time.h}.
1492 @end deftypefun
1493
1494 @node Resource Usage
1495 @section Resource Usage
1496
1497 @pindex sys/resource.h
1498 The function @code{getrusage} and the data type @code{struct rusage}
1499 are used for examining the usage figures of a process.  They are declared
1500 in @file{sys/resource.h}.
1501
1502 @comment sys/resource.h
1503 @comment BSD
1504 @deftypefun int getrusage (int @var{processes}, struct rusage *@var{rusage})
1505 This function reports the usage totals for processes specified by
1506 @var{processes}, storing the information in @code{*@var{rusage}}.
1507
1508 In most systems, @var{processes} has only two valid values:
1509
1510 @table @code
1511 @comment sys/resource.h
1512 @comment BSD
1513 @item RUSAGE_SELF
1514 Just the current process.
1515
1516 @comment sys/resource.h
1517 @comment BSD
1518 @item RUSAGE_CHILDREN
1519 All child processes (direct and indirect) that have terminated already.
1520 @end table
1521
1522 In the GNU system, you can also inquire about a particular child process
1523 by specifying its process ID.
1524
1525 The return value of @code{getrusage} is zero for success, and @code{-1}
1526 for failure.
1527
1528 @table @code
1529 @item EINVAL
1530 The argument @var{processes} is not valid.
1531 @end table
1532 @end deftypefun
1533
1534 One way of getting usage figures for a particular child process is with
1535 the function @code{wait4}, which returns totals for a child when it
1536 terminates.  @xref{BSD Wait Functions}.
1537
1538 @comment sys/resource.h
1539 @comment BSD
1540 @deftp {Data Type} {struct rusage}
1541 This data type records a collection usage amounts for various sorts of
1542 resources.  It has the following members, and possibly others:
1543
1544 @table @code
1545 @item struct timeval ru_utime
1546 Time spent executing user instructions.
1547
1548 @item struct timeval ru_stime
1549 Time spent in operating system code on behalf of @var{processes}.
1550
1551 @item long int ru_maxrss
1552 The maximum resident set size used, in kilobytes.  That is, the maximum
1553 number of kilobytes that @var{processes} used in real memory simultaneously.
1554
1555 @item long int ru_ixrss
1556 An integral value expressed in kilobytes times ticks of execution, which
1557 indicates the amount of memory used by text that was shared with other
1558 processes.
1559
1560 @item long int ru_idrss
1561 An integral value expressed the same way, which is the amount of
1562 unshared memory used in data.
1563
1564 @item long int ru_isrss
1565 An integral value expressed the same way, which is the amount of
1566 unshared memory used in stack space.
1567
1568 @item long int ru_minflt
1569 The number of page faults which were serviced without requiring any I/O.
1570
1571 @item long int ru_majflt
1572 The number of page faults which were serviced by doing I/O.
1573
1574 @item long int ru_nswap
1575 The number of times @var{processes} was swapped entirely out of main memory.
1576
1577 @item long int ru_inblock
1578 The number of times the file system had to read from the disk on behalf
1579 of @var{processes}.
1580
1581 @item long int ru_oublock
1582 The number of times the file system had to write to the disk on behalf
1583 of @var{processes}.
1584
1585 @item long int ru_msgsnd
1586 Number of IPC messages sent.
1587
1588 @item long ru_msgrcv
1589 Number of IPC messages received.
1590
1591 @item long int ru_nsignals
1592 Number of signals received.
1593
1594 @item long int ru_nvcsw
1595 The number of times @var{processes} voluntarily invoked a context switch
1596 (usually to wait for some service).
1597
1598 @item long int ru_nivcsw
1599 The number of times an involuntary context switch took place (because
1600 the time slice expired, or another process of higher priority became
1601 runnable).
1602 @end table
1603 @end deftp
1604
1605 An additional historical function for examining usage figures,
1606 @code{vtimes}, is supported but not documented here.  It is declared in
1607 @file{sys/vtimes.h}.
1608
1609 @node Limits on Resources
1610 @section Limiting Resource Usage
1611 @cindex resource limits
1612 @cindex limits on resource usage
1613 @cindex usage limits
1614
1615 You can specify limits for the resource usage of a process.  When the
1616 process tries to exceed a limit, it may get a signal, or the system call
1617 by which it tried to do so may fail, depending on the limit.  Each
1618 process initially inherits its limit values from its parent, but it can
1619 subsequently change them.
1620
1621 @pindex sys/resource.h
1622 The symbols in this section are defined in @file{sys/resource.h}.
1623
1624 @comment sys/resource.h
1625 @comment BSD
1626 @deftypefun int getrlimit (int @var{resource}, struct rlimit *@var{rlp})
1627 Read the current value and the maximum value of resource @var{resource}
1628 and store them in @code{*@var{rlp}}.
1629
1630 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  The
1631 only possible @code{errno} error condition is @code{EFAULT}.
1632 @end deftypefun
1633
1634 @comment sys/resource.h
1635 @comment BSD
1636 @deftypefun int setrlimit (int @var{resource}, struct rlimit *@var{rlp})
1637 Store the current value and the maximum value of resource @var{resource}
1638 in @code{*@var{rlp}}.
1639
1640 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  The
1641 following @code{errno} error condition is possible:
1642
1643 @table @code
1644 @item EPERM
1645 You tried to change the maximum permissible limit value,
1646 but you don't have privileges to do so.
1647 @end table
1648 @end deftypefun
1649
1650 @comment sys/resource.h
1651 @comment BSD
1652 @deftp {Data Type} {struct rlimit}
1653 This structure is used with @code{getrlimit} to receive limit values,
1654 and with @code{setrlimit} to specify limit values.  It has two fields:
1655
1656 @table @code
1657 @item rlim_cur
1658 The current value of the limit in question.
1659 This is also called the ``soft limit''.
1660 @cindex soft limit
1661
1662 @item rlim_max
1663 The maximum permissible value of the limit in question.  You cannot set
1664 the current value of the limit to a larger number than this maximum.
1665 Only the super user can change the maximum permissible value.
1666 This is also called the ``hard limit''.
1667 @cindex hard limit
1668 @end table
1669
1670 In @code{getrlimit}, the structure is an output; it receives the current
1671 values.  In @code{setrlimit}, it specifies the new values.
1672 @end deftp
1673
1674 Here is a list of resources that you can specify a limit for.
1675 Those that are sizes are measured in bytes.
1676
1677 @table @code
1678 @comment sys/resource.h
1679 @comment BSD
1680 @item RLIMIT_CPU
1681 @vindex RLIMIT_CPU
1682 The maximum amount of cpu time the process can use.  If it runs for
1683 longer than this, it gets a signal: @code{SIGXCPU}.  The value is
1684 measured in seconds.  @xref{Operation Error Signals}.
1685
1686 @comment sys/resource.h
1687 @comment BSD
1688 @item RLIMIT_FSIZE
1689 @vindex RLIMIT_FSIZE
1690 The maximum size of file the process can create.  Trying to write a
1691 larger file causes a signal: @code{SIGXFSZ}.  @xref{Operation Error
1692 Signals}.
1693
1694 @comment sys/resource.h
1695 @comment BSD
1696 @item RLIMIT_DATA
1697 @vindex RLIMIT_DATA
1698 The maximum size of data memory for the process.  If the process tries
1699 to allocate data memory beyond this amount, the allocation function
1700 fails.
1701
1702 @comment sys/resource.h
1703 @comment BSD
1704 @item RLIMIT_STACK
1705 @vindex RLIMIT_STACK
1706 The maximum stack size for the process.  If the process tries to extend
1707 its stack past this size, it gets a @code{SIGSEGV} signal.
1708 @xref{Program Error Signals}.
1709
1710 @comment sys/resource.h
1711 @comment BSD
1712 @item RLIMIT_CORE
1713 @vindex RLIMIT_CORE
1714 The maximum size core file that this process can create.  If the process
1715 terminates and would dump a core file larger than this maximum size,
1716 then no core file is created.  So setting this limit to zero prevents
1717 core files from ever being created.
1718
1719 @comment sys/resource.h
1720 @comment BSD
1721 @item RLIMIT_RSS
1722 @vindex RLIMIT_RSS
1723 The maximum amount of physical memory that this process should get.
1724 This parameter is a guide for the system's scheduler and memory
1725 allocator; the system may give the process more memory when there is a
1726 surplus.
1727
1728 @comment sys/resource.h
1729 @comment BSD
1730 @item RLIMIT_MEMLOCK
1731 The maximum amount of memory that can be locked into physical memory (so
1732 it will never be paged out).
1733
1734 @comment sys/resource.h
1735 @comment BSD
1736 @item RLIMIT_NPROC
1737 The maximum number of processes that can be created with the same user ID.
1738 If you have reached the limit for your user ID, @code{fork} will fail
1739 with @code{EAGAIN}.  @xref{Creating a Process}.
1740
1741 @comment sys/resource.h
1742 @comment BSD
1743 @item RLIMIT_NOFILE
1744 @vindex RLIMIT_NOFILE
1745 @itemx RLIMIT_OFILE
1746 @vindex RLIMIT_OFILE
1747 The maximum number of files that the process can open.  If it tries to
1748 open more files than this, it gets error code @code{EMFILE}.
1749 @xref{Error Codes}.  Not all systems support this limit; GNU does, and
1750 4.4 BSD does.
1751
1752 @comment sys/resource.h
1753 @comment BSD
1754 @item RLIM_NLIMITS
1755 @vindex RLIM_NLIMITS
1756 The number of different resource limits.  Any valid @var{resource}
1757 operand must be less than @code{RLIM_NLIMITS}.
1758 @end table
1759
1760 @comment sys/resource.h
1761 @comment BSD
1762 @defvr Constant int RLIM_INFINITY
1763 This constant stands for a value of ``infinity'' when supplied as
1764 the limit value in @code{setrlimit}.
1765 @end defvr
1766
1767 @c ??? Someone want to finish these?
1768 Two historical functions for setting resource limits, @code{ulimit} and
1769 @code{vlimit}, are not documented here.  The latter is declared in
1770 @file{sys/vlimit.h} and comes from BSD.
1771
1772 @node Priority
1773 @section Process Priority
1774 @cindex process priority
1775 @cindex priority of a process
1776
1777 @pindex sys/resource.h
1778 When several processes try to run, their respective priorities determine
1779 what share of the CPU each process gets.  This section describes how you
1780 can read and set the priority of a process.  All these functions and
1781 macros are declared in @file{sys/resource.h}.
1782
1783 The range of valid priority values depends on the operating system, but
1784 typically it runs from @code{-20} to @code{20}.  A lower priority value
1785 means the process runs more often.  These constants describe the range of
1786 priority values:
1787
1788 @table @code
1789 @comment sys/resource.h
1790 @comment BSD
1791 @item PRIO_MIN
1792 @vindex PRIO_MIN
1793 The smallest valid priority value.
1794
1795 @comment sys/resource.h
1796 @comment BSD
1797 @item PRIO_MAX
1798 @vindex PRIO_MAX
1799 The smallest valid priority value.
1800 @end table
1801
1802 @comment sys/resource.h
1803 @comment BSD
1804 @deftypefun int getpriority (int @var{class}, int @var{id})
1805 Read the priority of a class of processes; @var{class} and @var{id}
1806 specify which ones (see below).  If the processes specified do not all
1807 have the same priority, this returns the smallest value that any of them
1808 has.
1809
1810 The return value is the priority value on success, and @code{-1} on
1811 failure.  The following @code{errno} error condition are possible for
1812 this function:
1813
1814 @table @code
1815 @item ESRCH
1816 The combination of @var{class} and @var{id} does not match any existing
1817 process.
1818
1819 @item EINVAL
1820 The value of @var{class} is not valid.
1821 @end table
1822
1823 When the return value is @code{-1}, it could indicate failure, or it
1824 could be the priority value.  The only way to make certain is to set
1825 @code{errno = 0} before calling @code{getpriority}, then use @code{errno
1826 != 0} afterward as the criterion for failure.
1827 @end deftypefun
1828
1829 @comment sys/resource.h
1830 @comment BSD
1831 @deftypefun int setpriority (int @var{class}, int @var{id}, int @var{priority})
1832 Set the priority of a class of processes to @var{priority}; @var{class}
1833 and @var{id} specify which ones (see below).
1834
1835 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  The
1836 following @code{errno} error condition are defined for this function:
1837
1838 @table @code
1839 @item ESRCH
1840 The combination of @var{class} and @var{id} does not match any existing
1841 process.
1842
1843 @item EINVAL
1844 The value of @var{class} is not valid.
1845
1846 @item EPERM
1847 You tried to set the priority of some other user's process, and you
1848 don't have privileges for that.
1849
1850 @item EACCES
1851 You tried to lower the priority of a process, and you don't have
1852 privileges for that.
1853 @end table
1854 @end deftypefun
1855
1856 The arguments @var{class} and @var{id} together specify a set of
1857 processes you are interested in.  These are the possible values for
1858 @var{class}:
1859
1860 @table @code
1861 @comment sys/resource.h
1862 @comment BSD
1863 @item PRIO_PROCESS
1864 @vindex PRIO_PROCESS
1865 Read or set the priority of one process.  The argument @var{id} is a
1866 process ID.
1867
1868 @comment sys/resource.h
1869 @comment BSD
1870 @item PRIO_PGRP
1871 @vindex PRIO_PGRP
1872 Read or set the priority of one process group.  The argument @var{id} is
1873 a process group ID.
1874
1875 @comment sys/resource.h
1876 @comment BSD
1877 @item PRIO_USER
1878 @vindex PRIO_USER
1879 Read or set the priority of one user's processes.  The argument @var{id}
1880 is a user ID.
1881 @end table
1882
1883 If the argument @var{id} is 0, it stands for the current process,
1884 current process group, or the current user, according to @var{class}.
1885
1886 @c ??? I don't know where we should say this comes from.
1887 @comment Unix
1888 @comment dunno.h
1889 @deftypefun int nice (int @var{increment})
1890 Increment the priority of the current process by @var{increment}.
1891 The return value is the same as for @code{setpriority}.
1892
1893 Here is an equivalent definition for @code{nice}:
1894
1895 @smallexample
1896 int
1897 nice (int increment)
1898 @{
1899   int old = getpriority (PRIO_PROCESS, 0);
1900   return setpriority (PRIO_PROCESS, 0, old + increment);
1901 @}
1902 @end smallexample
1903 @end deftypefun