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基于linux0.11操作系统定时器的原理分析

发表于:2025-01-23 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2025年01月23日,今天就跟大家聊聊有关基于linux0.11操作系统定时器的原理分析,可能很多人都不太了解,为了让大家更加了解,小编给大家总结了以下内容,希望大家根据这篇文章可以有所收获。操作系统的定时器原理是,操作系
千家信息网最后更新 2025年01月23日基于linux0.11操作系统定时器的原理分析

今天就跟大家聊聊有关基于linux0.11操作系统定时器的原理分析,可能很多人都不太了解,为了让大家更加了解,小编给大家总结了以下内容,希望大家根据这篇文章可以有所收获。

操作系统的定时器原理是,操作系统维护了一个定时器节点的链表,新增一个定时器节点时,设置一个jiffies值,这是触发定时中断的频率。linux0.11版本里是1秒触发100次,即10毫秒一次。加入新增一个定时器的jiffies值是2,那经过两次定时中断后就会被执行。jiffies值在每次定时中断时会加一。

_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        ...

下面是定时器的结构图

#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();}// 定时中断处理函数void do_timer(long cpl){ extern int beepcount; extern void sysbeepstop(void);
if (beepcount) if (!--beepcount) sysbeepstop(); // 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; // 下一个节点 next_timer = next_timer->next; // 执行定时回调函数 (fn)(); } } if (current_DOR & 0xf0) do_floppy_timer(); // 当前进程的可用时间减一,不为0则接着执行,否则可能需要重新调度 if ((--current->counter)>0) return; current->counter=0; // 是系统进程则继续执行 if (!cpl) return; // 进程调度 schedule();}

看完上述内容,你们对基于linux0.11操作系统定时器的原理分析有进一步的了解吗?如果还想了解更多知识或者相关内容,请关注行业资讯频道,感谢大家的支持。

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