+Sia le funzioni per la gestione dei tempi viste in
+sez.~\ref{sec:sys_cpu_times} che quelle per la gestione dei timer di
+sez.~\ref{sec:sig_alarm_abort} sono state a lungo limitate dalla risoluzione
+massima dei tempi dell'orologio interno del kernel, che era quella ottenibile
+dal timer di sistema che governa lo \textit{scheduler}, e quindi limitate
+dalla frequenza dello stesso che si ricordi, come già illustrato in
+sez.~\ref{sec:proc_hierarchy}, è data dal valore della costante \texttt{HZ}.
+
+I contatori usati per il calcolo dei tempi infatti erano basati sul numero di
+\textit{jiffies} che vengono incrementati ad ogni \textit{clock tick} del
+timer di sistema, il che comportava anche, come accennato in
+sez.~\ref{sec:sig_alarm_abort} per \func{setitimer}, problemi per il massimo
+periodo di tempo copribile da alcuni di questi orologi, come quelli associati
+al \textit{process time} almeno fino a quando, con il kernel 2.6.16, non è
+stato rimosso il limite di un valore a 32 bit per i \textit{jiffies}.
+
+\itindbeg{POSIX~Timer~API}
+
+Nelle architetture moderne però tutti i computer sono dotati di temporizzatori
+hardware che possono supportare risoluzioni molto elevate, ed in maniera del
+tutto indipendente dalla frequenza scelta per il timer di sistema che governa
+lo \textit{scheduler}, normalmente si possono ottenere precisioni fino al
+microsecondo, andando molto oltre in caso di hardware dedicato.
+
+Per questo lo standard POSIX.1-2001 ha previsto una serie di nuove funzioni
+relative a quelli che vengono chiamati ``\textsl{orologi}
+\textit{real-time}'', in grado di supportare risoluzioni fino al
+nanosecondo. Inoltre le CPU più moderne sono dotate a loro volta di contatori
+ad alta definizione che consentono una grande accuratezza nella misura del
+tempo da esse dedicato all'esecuzione di un processo.
+
+Per usare queste funzionalità ed ottenere risoluzioni temporali più accurate,
+occorre però un opportuno supporto da parte del kernel, ed i cosiddetti
+\itindex{High~Resolution~Timer~(HRT)} \textit{high resolution timer} che
+consentono di fare ciò sono stati introdotti nel kernel ufficiale solo a
+partire dalla versione 2.6.21.\footnote{per il supporto deve essere stata
+ abilitata l'opzione di compilazione \texttt{CONFIG\_HIGH\_RES\_TIMERS}, il
+ supporto era però disponibile anche in precedenza nei patch facenti parte
+ dello sviluppo delle estensioni \textit{real-time} del kernel, per cui
+ alcune distribuzioni possono averlo anche con versioni precedenti del
+ kernel.} Le funzioni definite dallo standard POSIX per gestire orologi ad
+alta definizione però erano già presenti, essendo stata introdotte insieme ad
+altre funzioni per il supporto delle estensioni \textit{real-time} con il
+rilascio del kernel 2.6, ma la risoluzione effettiva era nominale.
+
+A tutte le implementazioni che si rifanno a queste estensioni è richiesto di
+disporre di una versione \textit{real-time} almeno per l'orologio generale di
+sistema, quello che mantiene il \textit{calendar time} (vedi
+sez.~\ref{sec:sys_time_base}), che in questa forma deve indicare il numero di
+secondi e nanosecondi passati a partire dal primo gennaio 1970 (\textit{The
+ Epoch}). Si ricordi infatti che l'orologio ordinario usato dal
+\textit{calendar time} riporta solo un numero di secondi, e che la risoluzione
+effettiva normalmente non raggiunge il nanosecondo (a meno di hardware
+specializzato). Oltre all'orologio generale di sistema possono essere
+presenti altri tipi di orologi \textit{real-time}, ciascuno dei quali viene
+identificato da un opportuno valore di una variabile di tipo
+\type{clockid\_t}; un elenco di quelli disponibili su Linux è riportato in
+tab.~\ref{tab:sig_timer_clockid_types}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
+ \hline
+ \hline
+ \constd{CLOCK\_REALTIME} & Orologio \textit{real-time} di sistema, può
+ essere impostato solo con privilegi
+ amministrativi.\\
+ \constd{CLOCK\_MONOTONIC} & Orologio che indica un tempo monotono
+ crescente (a partire da un tempo iniziale non
+ specificato) che non può essere modificato e
+ non cambia neanche in caso di reimpostazione
+ dell'orologio di sistema.\\
+ \constd{CLOCK\_PROCESS\_CPUTIME\_ID}& Contatore del tempo di CPU usato
+ da un processo (il \textit{process time} di
+ sez.~\ref{sec:sys_cpu_times}, nel totale di
+ \textit{system time} e \textit{user time})
+ comprensivo di tutto il tempo di CPU usato
+ da eventuali \textit{thread}.\\
+ \constd{CLOCK\_THREAD\_CPUTIME\_ID}& Contatore del tempo di CPU
+ (\textit{user time} e \textit{system time})
+ usato da un singolo \textit{thread}.\\
+ \hline
+ \constd{CLOCK\_MONOTONIC\_RAW}&Simile al precedente, ma non subisce gli
+ aggiustamenti dovuti all'uso di NTP (viene
+ usato per fare riferimento ad una fonte
+ hardware). Questo orologio è specifico di
+ Linux, ed è disponibile a partire dal kernel
+ 2.6.28.\\
+ \constd{CLOCK\_BOOTTIME} & Identico a \const{CLOCK\_MONOTONIC} ma tiene
+ conto anche del tempo durante il quale il
+ sistema è stato sospeso (nel caso di
+ sospensione in RAM o \textsl{ibernazione} su
+ disco. Questo orologio è specifico di Linux,
+ ed è disponibile a partire dal kernel
+ 2.6.39.\\
+ \constd{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}&Identico a \const{CLOCK\_REALTIME}, ma se
+ usato per un timer il sistema sarà riattivato
+ anche se è in sospensione. Questo orologio è
+ specifico di Linux, ed è disponibile a
+ partire dal kernel 3.0.\\
+ \constd{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM}&Identico a \const{CLOCK\_BOOTTIME}, ma se
+ usato per un timer il sistema sarà riattivato
+ anche se è in sospensione. Questo orologio è
+ specifico di Linux, ed è disponibile a
+ partire dal kernel 3.0.\\
+% \const{} & .\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Valori possibili per una variabile di tipo \typed{clockid\_t}
+ usata per indicare a quale tipo di orologio si vuole fare riferimento.}
+ \label{tab:sig_timer_clockid_types}
+\end{table}
+
+
+% NOTE: dal 3.0 anche i cosiddetti Posix Alarm Timers, con
+% CLOCK_REALTIME_ALARM vedi http://lwn.net/Articles/429925/
+% TODO: dal 3.10 anche CLOCK_TAI
+
+Per poter utilizzare queste funzionalità le \acr{glibc} richiedono che la
+macro \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} sia definita ad un valore maggiore o uguale
+di \texttt{199309L} (vedi sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}), inoltre i
+programmi che le usano devono essere collegati con la libreria delle
+estensioni \textit{real-time} usando esplicitamente l'opzione \texttt{-lrt}.
+
+Si tenga presente inoltre che la disponibilità di queste funzionalità avanzate
+può essere controllato dalla definizione della macro \macrod{\_POSIX\_TIMERS}
+ad un valore maggiore di 0, e che le ulteriori macro
+\macrod{\_POSIX\_MONOTONIC\_CLOCK}, \macrod{\_POSIX\_CPUTIME} e
+\macrod{\_POSIX\_THREAD\_CPUTIME} indicano la presenza dei rispettivi orologi
+di tipo \const{CLOCK\_MONOTONIC}, \const{CLOCK\_PROCESS\_CPUTIME\_ID} e
+\const{CLOCK\_THREAD\_CPUTIME\_ID}; tutte queste macro sono definite in
+\headfile{unistd.h}, che pertanto deve essere incluso per poterle
+controllarle. Infine se il kernel ha il supporto per gli \textit{high
+ resolution timer} un elenco degli orologi e dei timer può essere ottenuto
+tramite il file \procfile{/proc/timer\_list}.
+
+Le due funzioni che ci consentono rispettivamente di modificare o leggere il
+valore per uno degli orologi \textit{real-time} sono \funcd{clock\_settime} e
+\funcd{clock\_gettime}; i rispettivi prototipi sono:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{time.h}
+\fdecl{int clock\_settime(clockid\_t clockid, const struct timespec *tp)}
+\fdesc{Imposta un orologio \textit{real-time}.}
+\fdecl{int clock\_gettime(clockid\_t clockid, struct timespec *tp)}
+\fdesc{Legge un orologio \textit{real-time}.}
+}
+
+{Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
+ caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{tp} non è valido.
+ \item[\errcode{EINVAL}] il valore specificato per \param{clockid} non è
+ valido o il relativo orologio \textit{real-time} non è supportato dal
+ sistema.
+ \item[\errcode{EPERM}] non si ha il permesso di impostare l'orologio
+ indicato (solo per \func{clock\_settime}).
+ \end{errlist}
+}
+\end{funcproto}
+
+Entrambe le funzioni richiedono che si specifichi come primo argomento il tipo
+di orologio su cui si vuole operare con uno dei valori di
+tab.~\ref{tab:sig_timer_clockid_types} o con il risultato di una chiamata a
+\func{clock\_getcpuclockid} (che tratteremo a breve), il secondo argomento
+invece è sempre il puntatore \param{tp} ad una struttura \struct{timespec}
+(vedi fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}) che deve essere stata
+precedentemente allocata. Per \func{clock\_settime} questa dovrà anche essere
+stata inizializzata con il valore che si vuole impostare sull'orologio, mentre
+per \func{clock\_gettime} verrà restituito al suo interno il valore corrente
+dello stesso.
+
+Si tenga presente inoltre che per eseguire un cambiamento sull'orologio
+generale di sistema \const{CLOCK\_REALTIME} occorrono i privilegi
+amministrativi;\footnote{ed in particolare la \textit{capability}
+ \const{CAP\_SYS\_TIME}.} inoltre ogni cambiamento ad esso apportato non avrà
+nessun effetto sulle temporizzazioni effettuate in forma relativa, come quelle
+impostate sulle quantità di \textit{process time} o per un intervallo di tempo
+da trascorrere, ma solo su quelle che hanno richiesto una temporizzazione ad
+un istante preciso (in termini di \textit{calendar time}). Si tenga inoltre
+presente che nel caso di Linux \const{CLOCK\_REALTIME} è l'unico orologio per
+cui si può effettuare una modifica, infatti nonostante lo standard preveda la
+possibilità di modifiche anche per \const{CLOCK\_PROCESS\_CPUTIME\_ID} e
+\const{CLOCK\_THREAD\_CPUTIME\_ID}, il kernel non le consente.
+
+Oltre alle due funzioni precedenti, lo standard POSIX prevede una terza
+funzione di sistema che consenta di ottenere la risoluzione effettiva fornita
+da un certo orologio, la funzione è \funcd{clock\_getres} ed il suo prototipo
+è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{time.h}
+\fdecl{int clock\_getres(clockid\_t clockid, struct timespec *res)}
+\fdesc{Legge la risoluzione di un orologio \textit{real-time}.}
+}
+
+{La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
+ caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo di \param{res} non è valido.
+ \item[\errcode{EINVAL}] il valore specificato per \param{clockid} non è
+ valido.
+ \end{errlist}
+}
+\end{funcproto}
+
+La funzione richiede come primo argomento l'indicazione dell'orologio di cui
+si vuole conoscere la risoluzione (effettuata allo stesso modo delle due
+precedenti) e questa verrà restituita in una struttura \struct{timespec}
+all'indirizzo puntato dall'argomento \param{res}.
+
+Come accennato il valore di questa risoluzione dipende sia dall'hardware
+disponibile che dalla implementazione delle funzioni, e costituisce il limite
+minimo di un intervallo di tempo che si può indicare. Qualunque valore si
+voglia utilizzare nelle funzioni di impostazione che non corrisponda ad un
+multiplo intero di questa risoluzione, sarà troncato in maniera automatica.
+
+Gli orologi elencati nella seconda sezione di
+tab.~\ref{tab:sig_timer_clockid_types} sono delle estensioni specifiche di
+Linux, create per rispondere ad alcune esigenze specifiche, come quella di
+tener conto di eventuali periodi di sospensione del sistema, e presenti solo
+nelle versioni più recenti del kernel. In particolare gli ultimi due,
+contraddistinti dal suffisso \texttt{\_ALARM}, hanno un impiego particolare,
+derivato dalle esigenze emerse con Android per l'uso di Linux sui cellulari,
+che consente di creare timer che possono scattare, riattivando il sistema,
+anche quando questo è in sospensione. Per il loro utilizzo è prevista la
+necessità di una capacità specifica, \const{CAP\_WAKE\_ALARM} (vedi
+sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).
+
+Si tenga presente inoltre che con l'introduzione degli \textit{high resolution
+ timer} i due orologi \const{CLOCK\_PROCESS\_CPUTIME\_ID} e
+\const{CLOCK\_THREAD\_CPUTIME\_ID} fanno riferimento ai contatori presenti in
+opportuni registri interni del processore; questo sui sistemi multiprocessore
+può avere delle ripercussioni sulla precisione delle misure di tempo che vanno
+al di là della risoluzione teorica ottenibile con \func{clock\_getres}, che
+può essere ottenuta soltanto quando si è sicuri che un processo (o un
+\textit{thread}) sia sempre stato eseguito sullo stesso processore.
+
+Con i sistemi multiprocessore infatti ogni singola CPU ha i suoi registri
+interni, e se ciascuna di esse utilizza una base di tempo diversa (se cioè il
+segnale di temporizzazione inviato ai processori non ha una sola provenienza)
+in genere ciascuna di queste potrà avere delle frequenze leggermente diverse,
+e si otterranno pertanto dei valori dei contatori scorrelati fra loro, senza
+nessuna possibilità di sincronizzazione.
+
+Il problema si presenta, in forma più lieve, anche se la base di tempo è la
+stessa, dato che un sistema multiprocessore non avvia mai tutte le CPU allo
+stesso istante, si potrà così avere di nuovo una differenza fra i contatori,
+soggetta però soltanto ad uno sfasamento costante. Per questo caso il kernel
+per alcune architetture ha del codice che consente di ridurre al minimo la
+differenza, ma non può essere comunque garantito che questa si annulli (anche
+se in genere risulta molto piccola e trascurabile nella gran parte dei casi).
+
+Per poter gestire questo tipo di problematiche lo standard ha previsto una
+apposita funzione che sia in grado di ottenere l'identificativo dell'orologio
+associato al \textit{process time} di un processo, la funzione è
+\funcd{clock\_getcpuclockid} ed il suo prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{time.h}
+\fdecl{int clock\_getcpuclockid(pid\_t pid, clockid\_t *clockid)}
+\fdesc{Ottiene l'identificatore dell'orologio di CPU usato da un processo.}
+}
+
+{La funzione ritorna $0$ in caso di successo ed un numero positivo per un
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{ENOSYS}] non c'è il supporto per ottenere l'orologio relativo
+ al \textit{process time} di un altro processo, e \param{pid} non
+ corrisponde al processo corrente.
+ \item[\errcode{EPERM}] il chiamante non ha il permesso di accedere alle
+ informazioni relative al processo \param{pid}, avviene solo se è
+ disponibile il supporto per leggere l'orologio relativo ad un altro
+ processo.
+ \item[\errcode{ESRCH}] non esiste il processo \param{pid}.
+ \end{errlist}
+}
+\end{funcproto}
+
+La funzione ritorna l'identificativo di un orologio di sistema associato ad un
+processo indicato tramite l'argomento \param{pid}. Un utente normale, posto
+che il kernel sia sufficientemente recente da supportare questa funzionalità,
+può accedere soltanto ai dati relativi ai propri processi.
+
+Del tutto analoga a \func{clock\_getcpuclockid}, ma da utilizzare per ottenere
+l'orologio associato ad un \textit{thread} invece che a un processo, è
+\funcd{pthread\_getcpuclockid},\footnote{per poterla utilizzare, come per
+ qualunque funzione che faccia riferimento ai \textit{thread}, occorre
+ effettuare il collegamento alla relativa libreria di gestione compilando il
+ programma con \texttt{-lpthread}.} il cui prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{pthread.h}
+\fhead{time.h}
+\fdecl{int pthread\_getcpuclockid(pthread\_t thread, clockid\_t *clockid)}
+\fdesc{Ottiene l'identificatore dell'orologio di CPU associato ad un
+ \textit{thread}.}
+}
+
+{La funzione ritorna $0$ in caso di successo ed un numero positivo per un
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{ENOENT}] la funzione non è supportata dal sistema.
+ \item[\errcode{ESRCH}] non esiste il \textit{thread} identificato
+ \end{errlist}
+ }
+\end{funcproto}
+
+
+% TODO, dal 2.6.39 aggiunta clock_adjtime
+
+Con l'introduzione degli orologi ad alta risoluzione è divenuto possibile
+ottenere anche una gestione più avanzata degli allarmi; abbiamo già visto in
+sez.~\ref{sec:sig_alarm_abort} come l'interfaccia di \func{setitimer} derivata
+da BSD presenti delle serie limitazioni, come la possibilità di perdere un
+segnale sotto carico, tanto che nello standard POSIX.1-2008 questa viene
+marcata come obsoleta, e ne viene fortemente consigliata la sostituzione con
+nuova interfaccia definita dallo standard POSIX.1-2001 che va sotto il nome di
+\textit{POSIX Timer API}. Questa interfaccia è stata introdotta a partire dal
+kernel 2.6, anche se il supporto di varie funzionalità da essa previste è
+stato aggiunto solo in un secondo tempo.
+
+Una delle principali differenze della nuova interfaccia è che un processo può
+utilizzare un numero arbitrario di timer; questi vengono creati (ma non
+avviati) tramite la funzione di sistema \funcd{timer\_create}, il cui
+prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{signal.h}
+\fhead{time.h}
+\fdecl{int timer\_create(clockid\_t clockid, struct sigevent *evp,
+ timer\_t *timerid)}
+\fdesc{Crea un nuovo timer POSIX.}
+}
+
+{La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
+ caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EAGAIN}] fallimento nel tentativo di allocare le strutture
+ dei timer.
+ \item[\errcode{EINVAL}] uno dei valori specificati per \param{clockid} o per
+ i campi \var{sigev\_notify}, \var{sigev\_signo} o
+ \var{sigev\_notify\_thread\_id} di \param{evp} non è valido.
+ \item[\errcode{ENOMEM}] errore di allocazione della memoria.
+ \end{errlist}
+}
+\end{funcproto}
+
+La funzione richiede tre argomenti: il primo argomento serve ad indicare quale
+tipo di orologio si vuole utilizzare e prende uno dei valori di
+tab.~\ref{tab:sig_timer_clockid_types}; di detti valori però non è previsto
+l'uso di \const{CLOCK\_MONOTONIC\_RAW} mentre
+\const{CLOCK\_PROCESS\_CPUTIME\_ID} e \const{CLOCK\_THREAD\_CPUTIME\_ID} sono
+disponibili solo a partire dal kernel 2.6.12. Si può così fare riferimento sia
+ad un tempo assoluto che al tempo utilizzato dal processo (o \textit{thread})
+stesso. Si possono inoltre utilizzare, posto di avere un kernel che li
+supporti, gli orologi aggiuntivi della seconda parte di
+tab.~\ref{tab:sig_timer_clockid_types}.
+
+Il secondo argomento richiede una trattazione più dettagliata, in quanto
+introduce una struttura di uso generale, \struct{sigevent}, che viene
+utilizzata anche da altre funzioni, come quelle per l'I/O asincrono (vedi
+sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o le code di messaggi POSIX (vedi
+sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}) e che serve ad indicare in maniera generica un
+meccanismo di notifica.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
+ \includestruct{listati/sigevent.h}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \structd{sigevent}, usata per specificare in maniera
+ generica diverse modalità di notifica degli eventi.}
+ \label{fig:struct_sigevent}
+\end{figure}
+
+La struttura \struct{sigevent} (accessibile includendo \headfile{time.h}) è
+riportata in fig.~\ref{fig:struct_sigevent}, la definizione effettiva dipende
+dall'implementazione, quella mostrata è la versione descritta nella pagina di
+manuale di \func{timer\_create}. Il campo \var{sigev\_notify} è il più
+importante essendo quello che indica le modalità della notifica, gli altri
+dipendono dal valore che si è specificato per \var{sigev\_notify}, si sono
+riportati in tab.~\ref{tab:sigevent_sigev_notify}. La scelta del meccanismo di
+notifica viene fatta impostando uno dei valori di
+tab.~\ref{tab:sigevent_sigev_notify} per \var{sigev\_notify}, e fornendo gli
+eventuali ulteriori argomenti necessari a secondo della scelta
+effettuata. Diventa così possibile indicare l'uso di un segnale o l'esecuzione
+(nel caso di uso dei \textit{thread}) di una funzione di modifica in un
+\textit{thread} dedicato.