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20191330雷清逸 学习笔记8

作者：互联网

20191330 雷清逸 学习笔记8（第五章）

一、知识点归纳以及自己最有收获的内容

知识点归纳

摘要

本章讨论了定时器和定时器服务；介绍了硬件定时器的原理和基于Intel x86的 PC 中的硬件定时器；讲解了 CPU操作和中断处理；描述了Linux中与定时器相关的系统调用、库函数和定时器服务命令；探讨了进程间隔定时器、定时器生成的信号，并通过示例演示了进程间隔定时器。编程项目的目的是要在一个多任务处理系统中实现定时器、定时器中断和间隔定时器。多任务处理系统作为—个Linux进程运行，该系统是 Linux进程内并发任务的一个虚拟 CPU。Linux 进程的实时模式间隔定时器被设计为定期生成SIGALRM信号，充当虚拟CPU的定时器中断，虚拟CPU使用SIGALRM信号捕捉器作为定时器的中断处理程序。该项目可让读进程通过定时器队列实现任务间隔定时器，还可让读进程使用Linux 信号掩码来实现临界区，以防止各项任务和中断处理程序之间出现竞态条件。

最有收获的部分

硬件定时器

个人计算机定时器

4.高分辨率定时器：

（1）大多数电脑都有一个时间戳定时器（TSC），由系统时钟驱动。

CPU操作

中断处理

时钟服务函数

时钟服务可通过系统调用、库函数和用户级命令调用。

以下是Linux的一些基本时钟服务函数：

#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tv,struct timezone *tz);
int settimeofday(const struct timeval *tv,const struct timezone *tz);

这是对Linux内核的系统调用；settimeofday()函数用于设置当前时间；它可以通过库函数ctime（&time）转化为日历形式。

time_t time(time_t *t)

该函数会以秒为单位返回当前时间

time系统调用具有一定的局限性，只提供以秒为单位的分辨率，而不是以微秒为单位。

clock_t times(struct tms *buf)

该函数可用于获取某进程的具体执行时间。它将进程时间存储在struct tms buf中

间隔定时器

Linux为每个进程提供了三种不同类型的间隔计时器。

间隔计时器由setitimer()系统调用创建。getitimer()系统调用返回间隔定时器的状态。

REAL模式间隔定时器

二、问题与解决思路

问题：Linux下的定时器有sleep，usleep，nanosleep等等，它们有什么区别呢？

答：经过对相关资料的查阅，发现它们的区别如下：

sleep()和nanosleep()都是使进程睡眠一段时间后被唤醒，但是二者的实现完全不同。
Linux中并没有提供系统调用sleep()，sleep()是在库函数中实现的，它是通过调用alarm()来设定报警时间，调用sigsuspend()将进程挂起在信号SIGALARM上，sleep()只能精确到秒级上。

nanosleep()则是Linux中的系统调用，它是使用定时器来实现的，该调用使调用进程睡眠，并往定时器队列上加入一个timer_list型定时器，time_list结构里包括唤醒时间以及唤醒后执行的函数，通过nanosleep()加入的定时器的执行函数仅仅完成唤醒当前进程的功能。系统通过一定的机制定时检查这些队列（比如通过系统调用陷入核心后，从核心返回用户态前，要检查当前进程的时间片是否已经耗尽，如果是则调用schedule()函数重新调度，该函数中就会检查定时器队列，另外慢中断返回前也会做此检查），如果定时时间已超过，则执行定时器指定的函数唤醒调用进程。当然，由于系统时间片可能丢失，所以nanosleep()精度也不是很高。

alarm()也是通过定时器实现的，但是其精度只精确到秒级，另外，它设置的定时器执行函数是在指定时间向当前进程发送SIGALRM信号。

三、实践内容与截图，代码链接

实践内容为书本P162-163页的示例5.1，示例5.2及示例5.3

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>

struct timeval t;

int main()
{
    gettimeofday(&t,NULL);
    printf("sec: %ld usec=%ld\n", t.tv_sec,t.tv_usec);
    printf((char *)ctime(&t.tv_sec));
}

实践截图如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>

struct timeval t;
int main()
{
	int r;
	t.tv_sec = 123456789;
	t.tv_usec = 0;
	r = settimeofday(&t,NULL);
	if (!r){
		printf("settimeofday() failed\n");
		exit(1);
	}
	gettimeofday(&t,NULL);
	printf("sec=%ld usec=%ld\n",t.tv_sec,t.tv_usec);
	printf("%s",ctime(&t.tv_sec));
}

实践截图如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

time_t start,end;

int main()
{
	int i;
	start = time(NULL);
	printf("start=%ld\n",start);
	for(i=0;i<123456789;i++)
	end = time(NULL);
	printf("end =%ld time=%ld\n",end,end-start);
}

实践截图如下：

标签：调用,中断,笔记,20191330,定时器,清逸,Linux,进程,CPU
来源： https://www.cnblogs.com/leo-skr/p/15505637.html