linux的时间管理和定时器原理

   
     
 
    
    void sched_init(void){	...	// 43是控制字端口，0x36=0x00110110,即二进制，方式3，先读写低8位再读写高8位，选择计算器0	outb_p(0x36,0x43);		/* binary, mode 3, LSB/MSB, ch 0 */	/*		写入初始值，40端口是计数通道0，初始值		的含义是，8253每一个波动，初始值会减一，减到0则输出一个通知，		LATCH = (1193180/100),1193180是8253的工作频率，		一秒钟波动1193180次。(1193180/100)就是(1193180/1000)*10，即		(1193180/1000)减到0的时候，过去了1毫秒。乘以10即过去10毫秒。	*/	outb_p(LATCH & 0xff , 0x40);	/* LSB */	// 再写8位	outb(LATCH >> 8 , 0x40);	/* MSB */	// 设置定时中断处理函数，中断号是20,8253会触发该中断	set_intr_gate(0x20,&timer_interrupt);	...}_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	movb $0x20,%al		# EOI to interrupt controller #1	outb %al,$0x20	movl CS(%esp),%eax	andl $3,%eax		# %eax is CPL (0 or 3, 0=supervisor)	pushl %eax	call _do_timer		# 'do_timer(long CPL)' does everything from	addl $4,%esp		# task switching to accounting ...	jmp ret_from_sys_call
   
     
 
    
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    #define TIME_REQUESTS 64// 定时器数组，其实是个链表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;	// 关中断，防止多个进程”同时“操作	cli();	// 直接到期，直接执行回调	if (jiffies <= 0)		(fn)();	else {		// 遍历定时器数组，找到一个空项		for (p = timer_list ; p < timer_list + TIME_REQUESTS ; p++)			if (!p->fn)				break;		// 没有空项了		if (p >= timer_list + TIME_REQUESTS)			panic("No more time requests free");		// 给空项赋值		p->fn = fn;		p->jiffies = jiffies;		// 在数组中形成链表		p->next = next_timer;		// next_timer指向第一个节点，即最早到期的		next_timer = p;		/*			修改链表，保证超时时间是从小到大的顺序			原理：				每个节点都是以前面一个节点的到时时间为坐标，节点里的jiffies即超时时间				是前一个节点到期后的多少个jiffies后该节点到期。		*/		while (p->next && p->next->jiffies < p->jiffies) {			// 前面的节点比后面节点大，则前面节点减去后面节点的值，算出偏移值，下面准备置换位置			p->jiffies -= p->next->jiffies;			// 先保存一下			fn = p->fn;			// 置换两个节点的回调			p->fn = p->next->fn;			p->next->fn = fn;			jiffies = p->jiffies;			// 置换两个节点是超时时间			p->jiffies = p->next->jiffies;			p->next->jiffies = jiffies;			/*				到这，第一个节点是最快到期的，还需要更新后续节点的值，其实就是找到一个合适的位置				插入，因为内核是用数组实现的定时器队列，所以是通过置换位置实现插入，				如果是链表，则直接找到合适的位置，插入即可，所谓合适的位置，				就是找到第一个比当前节点大的节点，插入到他前面。			*/			p = p->next;		}		/*			内核这里实现有个bug，当当前节点是最小时，需要更新原链表中第一个节点的值，，			否则会导致原链表中第一个节点的过期时间延长，修复代码如下：			if (p->next && p->next->jiffies > p->jiffies) {				p->next->jiffies = p->next->jiffies - p->jiffies;			}				即更新原链表中第一个节点相对于新的第一个节点的偏移，剩余的节点不需要更新，因为他相对于			他前面的节点的偏移不变，但是原链表中的第一个节点之前前面没有节点，所以偏移就是他自己的值，			而现在在他前面插入了一个节点，则他的偏移是相对于前面一个节点的偏移		*/	}	sti();}
   
     
 
    
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    void do_timer(long cpl){	...	// 当前在用户态，增加用户态的执行时间，否则增加该进程的系统执行时间	if (cpl)		current->utime++;	else		current->stime++;	// next_timer为空说明还没有定时节点	if (next_timer) {		// 第一个节点减去一个jiffies，因为其他节点都是相对第一个节点的偏移，所以其他节点的值不需要变		next_timer->jiffies--;		// 当前节点到期，如果有多个节点超时时间一样，即相对第一个节点偏移是0，则会多次进入while循环		while (next_timer && next_timer->jiffies <= 0) {			void (*fn)(void);			fn = next_timer->fn;			next_timer->fn = NULL;			next_timer = next_timer->next;			(fn)();		}	}	...	// 进程调度	schedule();}
   
     
 
    
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