kernel定時器

1、定時器的分析徐駿王崢嶸第1頁20198291一一概述概述何為定時器？何為定時器？定時器（timer）是unix中提供的一種定時服務(wù)的機(jī)制。它所起的作用是在某個特定的時間喚醒某個進(jìn)程來做一些工作。用到定時器的unix指令有sleepat…etc.在windows95windows98中也有類似的機(jī)制。在硬件中，有一個系統(tǒng)時鐘，可以稱為硬時鐘。同時，linux還維護(hù)一個軟件時鐘稱為軟時鐘。軟時鐘使用jiffies這個全程變量來維持服務(wù)。使用

2、兩套時鐘的原因是因為硬時鐘的讀取太麻煩。所消耗的時間太長。Os通過跟蹤軟時鐘來提供定時服務(wù)。并在每次開機(jī)時，軟時鐘讀取一次硬時鐘，此后各不相關(guān)。定時器服務(wù)過程簡介。定時器服務(wù)過程簡介。定時器的初始化過程在開機(jī)時就初始化完畢。（詳細(xì)分析見后）要求軟件定時服務(wù)的進(jìn)程（如sleepat）申請timer資源，申請成功后它將它所對應(yīng)的timer加入到timer_list鏈表中，并把這個定時器的timeout值交給timerexpirestimer

3、fn()對應(yīng)與該進(jìn)程的定時服務(wù)程序。隨著時鐘硬中斷的發(fā)生，timerexpires越來越小，當(dāng)expires=jiffies時（也就是說，到了定時服務(wù)的預(yù)定時間，當(dāng)最后一次時間中斷發(fā)生時，激活該定時器，轉(zhuǎn)入定時器中斷處理程序，并把定時服務(wù)程序放入bottom_half（一個中斷響應(yīng)的緩沖機(jī)制）刪除該定時器。然后中斷返回。在bottom_half緩沖區(qū)中的定時服務(wù)程序由sched.c中的調(diào)度算法決定何時執(zhí)行（一般馬上就執(zhí)行）。分析簡介分析

4、簡介綜觀定時器的整個流程，我決定把我的分析分成3個部分：1.定時器的初始化過程。2.定時器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定時服務(wù)程序的主體。3.定時器的輔助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及他們所起的作用。備注：本文使用redhat2.0.34的代碼，故與原文可能有出入，請諒解。本文參考:linux電子書籍linuxtalking李善平老師的講義（linux2）。。定時器的分析徐駿王崢嶸第3頁20198293在time.c中，Linux首先定義了函數(shù)“timer_inter

5、rupt()”函數(shù)，本文后續(xù)部分將會再提到此函數(shù)，這兒，只需知道該函數(shù)就是時鐘中斷服務(wù)程序。接著，time.c中又定義了irqaction結(jié)類型的變量irq0:staticstructirqactionirq0=timer_interrupt00“timer“NULLNULL其中structirqaction結(jié)構(gòu)在interrupt.h中被定義，它包含與中斷服務(wù)程序有關(guān)的一些信息，如處理中斷的函數(shù)入口地址（即第一項：void(hler)

6、(intvoidstructpt_regs)）。除timer_inmterrupt()外，time.c中還定義了pentium_timer_interrupt（），這個函數(shù)與timer_inmterrupt相類似，但另外保存了中斷服務(wù)程序發(fā)生時的一些信息。最后，time.c定義了time_init()函數(shù)，該函數(shù)用一個宏（#ifndefCONFIG_APM與#endif對）包括如計算機(jī)中有CPUhardwaretimecounter時須

7、編譯的指令，它包括將中斷處理改為pentium_timer_interrupt（），最后，調(diào)用setup_x86_irq(0設(shè)置中斷向量。二：轉(zhuǎn)入二：轉(zhuǎn)入init進(jìn)程進(jìn)程start_kernel()在設(shè)置完irq0時間3中斷向量后，繼續(xù)各方面的初始化工作，且在此函數(shù)末尾調(diào)用：kernel_thread(initNULL0)在初始化進(jìn)行順利的前提下，函數(shù)必將執(zhí)行到這一步。kernel_thread(程序名，參數(shù)，環(huán)境變量)是一個匯編語言函

8、數(shù)。只有在核心態(tài)運行，且沒有調(diào)用過execve()的進(jìn)程，才可使用該函數(shù)。kernel_thread()利用linuxi386的系統(tǒng)調(diào)用（第0X80號）創(chuàng)建一個新進(jìn)程。該系統(tǒng)調(diào)用返回后，可比較esp寄存器和esi寄存器的值來判斷父、子進(jìn)程。父進(jìn)程通過kernel_thread()函數(shù)返回，執(zhí)行task[0]進(jìn)程。子進(jìn)程則調(diào)用由參數(shù)“程序名”指定的程序。系統(tǒng)轉(zhuǎn)入init進(jìn)程。首先，init（）調(diào)用kernel_thread(bdflush

9、NULL0)創(chuàng)建后臺進(jìn)程bdflush。bdflush（fsbuffer）不斷循環(huán)寫出文件系統(tǒng)緩沖區(qū)中“臟”的內(nèi)容。接著，用調(diào)用函數(shù)init_swap_timer()，這個函數(shù)設(shè)置定時時鐘表（timer_table）的SWAP_TIMER表項，并設(shè)定時鐘中斷響應(yīng)函數(shù)為“swap_tick”，在源代碼中為：timer_table[SWAP_TIMER].expires=0timer_table[SWAP_TIMER].fn=swap_ti

10、cktimer_active|=(1SWAP_TIMER)關(guān)于timer_table的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在下節(jié)有較詳細(xì)的討論。swap_tick函數(shù)在每個時間片滿時被調(diào)用，它首先判斷是否freepage不夠或swap間隔時間到，若是的話，喚醒睡眠在kswapd_awake隊列的進(jìn)程并告訴CPU需要重新調(diào)度。在該程序末尾，程序執(zhí)行：timer_active|=(1SWAP_TIMER)它再次激活timer_table[SWAP_TIMER]表項，