linux定时器统计进程运行时间,linux系统时间

5.6.2  系统定时

在Linux 0.12内核的初始化过程中&＃xff0c;PC的可编程定时芯片Intel 8253(8254)的计数器通道0被设置成运行在方式3下(方波发生器方式)&＃xff0c;并且初始计数值LATCH被设置成每隔10ms在通道0输出端OUT发出一个方波上升沿。由于8254芯片的时钟输入频率为1.193180MHz&＃xff0c;因此初始计数值LATCH&＃61;1193180/100&＃xff0c;约为11931。由于OUT引脚被连接到可编程中断控制芯片的0级上&＃xff0c;因此系统每隔10ms就会发出一个时钟中断请求(IRQ0)信号。这个时间节拍就是操作系统运行的脉搏&＃xff0c;我们称之为1个系统滴答或一个系统时钟周期。因此每经过1个滴答时间&＃xff0c;系统就会调用一次时钟中断处理程序(timer_interrupt)。

时钟中断处理程序timer_interrupt主要用来通过jiffies变量来累计自系统启动以来经过的时钟滴答数。每当发生一次时钟中断jiffies值就增1。然后调用C语言函数do_timer()作进一步的处理。调用时所带的参数CPL是从被中断程序的段选择符(保存在堆栈中的CS段寄存器值)中取得当前代码特权级CPL。

do_timer()函数则根据特权级对当前进程运行时间作累计。如果CPL&＃61;0&＃xff0c;则表示进程运行在内核态时被中断&＃xff0c;因此内核就会把进程的内核态运行时间统计值stime增1&＃xff0c;否则把进程用户态运行时间统计值增1。如果软盘处理程序floppy.c在操作过程中添加过定时器&＃xff0c;则对定时器链表进行处理。若某个定时器时间到(递减后等于0)&＃xff0c;则调用该定时器的处理函数。然后对当前进程运行时间进行处理&＃xff0c;把当前进程运行时间片减1。时间片是一个进程在被切换掉之前所能持续运行的CPU时间&＃xff0c;其单位是上面定义的滴答数。如果进程时间片值递减后还大于0&＃xff0c;表示其时间片还没有用完&＃xff0c;于是就退出do_timer()继续运行当前进程。如果此时进程时间片已经递减为0&＃xff0c;表示该进程已经用完了此次使用CPU的时间片&＃xff0c;于是程序就会根据被中断程序的级别来确定进一步处理的方法。若被中断的当前进程是工作在用户态的(特权级别大于0)&＃xff0c;则do_timer()就会调用调度程序schedule()切换到其他进程去运行。如果被中断的当前进程工作在内核态&＃xff0c;即在内核程序中运行时被中断&＃xff0c;则do_timer()会立刻退出。因此这样的处理方式决定了Linux系统的进程在内核态运行时不会被调度程序切换。即进程在内核态程序中运行时是不可抢占的(nonpreemptive) &＃xff0c;但当处于用户态程序中运行时则是可以被抢占的(preemptive)。

注意&＃xff0c;上述定时器专门用于软盘马达开启和关闭定时操作。这种定时器类似现代Linux系统中的动态定时器(Dynamic Timer)&＃xff0c;仅供内核使用。这种定时器可以在需要时动态地创建&＃xff0c;而在定时到期时动态地撤销。在Linux 0.12内核中定时器同时最多可以有64个。定时器的处理代码在sched.c程序283&＃xff5e;368行。