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今天就跟大家聊聊有關基于linux0.11操作系統定時器的原理分析,可能很多人都不太了解,為了讓大家更加了解,小編給大家總結了以下內容,希望大家根據這篇文章可以有所收獲。
操作系統的定時器原理是,操作系統維護了一個定時器節點的鏈表,新增一個定時器節點時,設置一個jiffies值,這是觸發定時中斷的頻率。linux0.11版本里是1秒觸發100次,即10毫秒一次。加入新增一個定時器的jiffies值是2,那經過兩次定時中斷后就會被執行。jiffies值在每次定時中斷時會加一。
_timer_interrupt: push %ds # save ds,es and put kernel data space push %es # into them. %fs is used by _system_call push %fs pushl %edx # we save %eax,%ecx,%edx as gcc doesn't pushl %ecx # save those across function calls. %ebx pushl %ebx # is saved as we use that in ret_sys_call pushl %eax movl $0x10,%eax mov %ax,%ds mov %ax,%es movl $0x17,%eax mov %ax,%fs incl _jiffies ...
下面是定時器的結構圖
#define TIME_REQUESTS 64
// 定時器數組,其實是個鏈表
static struct timer_list {
long jiffies;
void (*fn)();
struct timer_list * next;
} timer_list[TIME_REQUESTS], * next_timer = NULL;
void add_timer(long jiffies, void (*fn)(void))
{
struct timer_list * p;
if (!fn)
return;
// 關中斷,防止多個進程”同時“操作
cli();
// 直接到期,直接執行回調
if (jiffies <= 0)
(fn)();
else {
// 遍歷定時器數組,找到一個空項
for (p = timer_list ; p < timer_list + TIME_REQUESTS ; p++)
if (!p->fn)
break;
// 沒有空項了
if (p >= timer_list + TIME_REQUESTS)
panic("No more time requests free");
// 給空項賦值
p->fn = fn;
p->jiffies = jiffies;
// 在數組中形成鏈表
p->next = next_timer;
// next_timer指向第一個節點,即最早到期的
next_timer = p;
/*
修改鏈表,保證超時時間是從小到大的順序
原理:
每個節點都是以前面一個節點的到時時間為坐標,節點里的jiffies即超時時間
是前一個節點到期后的多少個jiffies后該節點到期。
*/
while (p->next && p->next->jiffies < p->jiffies) {
// 前面的節點比后面節點大,則前面節點減去后面節點的值,算出偏移值,下面準備置換位置
p->jiffies -= p->next->jiffies;
// 先保存一下
fn = p->fn;
// 置換兩個節點的回調
p->fn = p->next->fn;
p->next->fn = fn;
jiffies = p->jiffies;
// 置換兩個節點是超時時間
p->jiffies = p->next->jiffies;
p->next->jiffies = jiffies;
/*
到這,第一個節點是最快到期的,還需要更新后續節點的值,其實就是找到一個合適的位置
插入,因為內核是用數組實現的定時器隊列,所以是通過置換位置實現插入,
如果是鏈表,則直接找到合適的位置,插入即可,所謂合適的位置,
就是找到第一個比當前節點大的節點,插入到他前面。
*/
p = p->next;
}
/*
內核這里實現有個bug,當當前節點是最小時,需要更新原鏈表中第一個節點的值,,
否則會導致原鏈表中第一個節點的過期時間延長,修復代碼如下:
if (p->next && p->next->jiffies > p->jiffies) {
p->next->jiffies = p->next->jiffies - p->jiffies;
}
即更新原鏈表中第一個節點相對于新的第一個節點的偏移,剩余的節點不需要更新,因為他相對于
他前面的節點的偏移不變,但是原鏈表中的第一個節點之前前面沒有節點,所以偏移就是他自己的值,
而現在在他前面插入了一個節點,則他的偏移是相對于前面一個節點的偏移
*/
}
sti();
}
// 定時中斷處理函數
void do_timer(long cpl)
{
extern int beepcount;
extern void sysbeepstop(void);
if (beepcount)
if (!--beepcount)
sysbeepstop();
// 當前在用戶態,增加用戶態的執行時間,否則增加該進程的系統執行時間
if (cpl)
current->utime++;
else
current->stime++;
// next_timer為空說明還沒有定時節點
if (next_timer) {
// 第一個節點減去一個jiffies,因為其他節點都是相對第一個節點的偏移,所以其他節點的值不需要變
next_timer->jiffies--;
// 當前節點到期,如果有多個節點超時時間一樣,即相對第一個節點偏移是0,則會多次進入while循環
while (next_timer && next_timer->jiffies <= 0) {
void (*fn)(void);
fn = next_timer->fn;
next_timer->fn = NULL;
// 下一個節點
next_timer = next_timer->next;
// 執行定時回調函數
(fn)();
}
}
if (current_DOR & 0xf0)
do_floppy_timer();
// 當前進程的可用時間減一,不為0則接著執行,否則可能需要重新調度
if ((--current->counter)>0) return;
current->counter=0;
// 是系統進程則繼續執行
if (!cpl) return;
// 進程調度
schedule();
}
看完上述內容,你們對基于linux0.11操作系統定時器的原理分析有進一步的了解嗎?如果還想了解更多知識或者相關內容,請關注億速云行業資訊頻道,感謝大家的支持。
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