Linux操作系統(tǒng)第五章

第五章中斷與異常中斷的基本知識(shí)中斷描述符表的初始化中斷處理中斷的下半部處理機(jī)制中斷的應(yīng)用－時(shí)鐘中斷數(shù)據(jù)傳送控制方式選擇和衡量控制方式的原則：數(shù)據(jù)傳送速度足夠高系統(tǒng)開(kāi)銷小，所需的處理控制程序少；能充分發(fā)揮硬件資源的能力；數(shù)據(jù)傳送控制方式程序直接控制方式中斷控制方式DMA方式通道方式ProgrammedDirectControl否外圍設(shè)備做接收或發(fā)送數(shù)據(jù)準(zhǔn)備接收到start命令標(biāo)志觸發(fā)器置“done”等待CPU來(lái)的下條指令準(zhǔn)備完畢？是否CPU發(fā)start命令等待執(zhí)行下條指令開(kāi)始數(shù)據(jù)傳送設(shè)備標(biāo)志觸發(fā)器為done”？是(a)(b)優(yōu)點(diǎn)：控制簡(jiǎn)單，不需要多少硬件支持缺點(diǎn)：1.CPU和外設(shè)只能串行工作；2.CPU在一段時(shí)間內(nèi)只能和一臺(tái)外設(shè)交換數(shù)據(jù)，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的并行操作；3.無(wú)法發(fā)現(xiàn)和處理由于設(shè)備和其他硬件所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。Interrupt中斷控制方式的處理過(guò)程接收到CPU發(fā)來(lái)的start指令準(zhǔn)備數(shù)據(jù)并將其置入緩沖寄存器緩沖寄存器滿嗎？控制器發(fā)中斷信號(hào)向設(shè)備發(fā)start指令將中斷允許位置1調(diào)度程序調(diào)度其他進(jìn)程其他進(jìn)程執(zhí)行收到中斷信號(hào)了嗎？中斷處理被中斷進(jìn)程執(zhí)行否否是是設(shè)備CPU優(yōu)點(diǎn)：并行操作缺點(diǎn)：1.I/O控制器的數(shù)據(jù)緩沖寄存器滿，就會(huì)發(fā)中斷。此寄存器一般較小，則在一次數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，中斷次數(shù)較多，將耗去大量CPU時(shí)間；若設(shè)備間并行操作，則中斷次數(shù)增加，造成CPU無(wú)法響應(yīng)中斷和數(shù)據(jù)丟失。2.中斷方式是假設(shè)外設(shè)速度很低。如果外設(shè)速度很高，則造成CPU來(lái)不及取走數(shù)據(jù)緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)丟失。中斷控制的主要優(yōu)點(diǎn)：CPU只有在I/O需要服務(wù)時(shí)才響應(yīng)。外部中斷：外部設(shè)備所發(fā)出的I/O請(qǐng)求。內(nèi)部中斷：也稱之為“異?！保菫榻鉀Q機(jī)器運(yùn)行時(shí)所出現(xiàn)的某些隨機(jī)事件及編程方便而出現(xiàn)的。<>中斷掠影中斷向量：8位無(wú)符號(hào)整數(shù)中斷源的編號(hào)0~255外設(shè)可屏蔽中斷：32~47屏蔽外部I/O請(qǐng)求

中斷線、IRQ異常及非屏蔽中斷：0~31異常：CPU內(nèi)部中斷非屏蔽中斷：計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬件出錯(cuò)引起的異常軟中斷：48~255中斷描述符表：描述中斷的相關(guān)信息中斷相關(guān)的匯編指令：<>5.1中斷的基本知識(shí)中斷向量－每個(gè)中斷源都被分配一個(gè)8位無(wú)符號(hào)整數(shù)作為類型碼，即中斷向量。（0~255）中斷的種類：中斷：外部可屏蔽中斷外部非屏蔽中斷異常：不使用中斷控制器，不能被屏蔽故障陷阱<>中斷向量－中斷源的類型Intelx86通過(guò)兩片中斷控制器8259A來(lái)響應(yīng)15個(gè)外中斷源，每個(gè)8259A可管理8個(gè)中斷源。外部設(shè)備擁有相應(yīng)權(quán)限時(shí)

，可以向特定的中斷線發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)IRQ。外部I/O請(qǐng)求的屏蔽：從CPU的角度，清除eflag的中斷標(biāo)志位（關(guān)中斷）從中斷控制器的角度，將中斷屏蔽寄存器的相應(yīng)位置位<>外設(shè)可屏蔽中斷

異常就是CPU內(nèi)部出現(xiàn)的中斷,即在CPU執(zhí)行特定指令時(shí)出現(xiàn)的非法情況。非屏蔽中斷就是計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬件出錯(cuò)時(shí)引起的異常情況。

Intel把非屏蔽中斷作為一種異常來(lái)處理。在CPU執(zhí)行一個(gè)異常處理程序時(shí)，就不再為其他異?；蚩善帘沃袛嗾?qǐng)求服務(wù)。

<>異常及非屏蔽中斷

Intelx86處理器發(fā)布了大約20種異常（具體數(shù)字與處理器模式有關(guān)）。Linux內(nèi)核必須為每種異常提供一個(gè)專門的異常處理程序。

<>異常及非屏蔽中斷中斷描述符表（IDT）：即中斷向量表，每個(gè)中斷占據(jù)一個(gè)表項(xiàng)（門描述符，8字節(jié)）。<>中斷描述符表主要門描述符為：(1)中斷門（Interruptgate）:類型碼為110,請(qǐng)求特權(quán)級(jí)（DPL）為0。

中斷門包含了一個(gè)中斷或異常處理程序所在段的選擇符和段內(nèi)偏移量。(2)陷阱門（Trapgate）:類型碼為111,與中斷門類似，其唯一的區(qū)別是，不關(guān)中斷。(3)系統(tǒng)門（Systemgate）:Linux內(nèi)核特別設(shè)置的，用來(lái)讓用戶態(tài)的進(jìn)程訪問(wèn)Intel的陷阱門，DPL為3。系統(tǒng)調(diào)用就是通過(guò)系統(tǒng)門進(jìn)入內(nèi)核的。中斷描述符表寄存器IDTR:存放中斷描述符表在內(nèi)存的起始地址。中斷描述符表寄存器IDTR是一個(gè)48位的寄存器，其低16位保存中斷描述符表的大小，高32位保存中斷描述符表的基址。中斷描述符表調(diào)用過(guò)程指令CALL：CALL過(guò)程名調(diào)用中斷過(guò)程的指令I(lǐng)NT

INT中斷向量(0~255)中斷返回指令I(lǐng)RETIRET

加載中斷描述符表的指令LIDT

LIDT48位的偽描述符<>相關(guān)匯編指令

Linux內(nèi)核在系統(tǒng)的初始化階段要初始化可編程控制器8259A；將中斷描述符表的起始地址裝入IDTR寄存器，并初始化表中的每一項(xiàng)。

當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行在實(shí)模式時(shí)，中斷描述符表被初始化，并由BIOS使用。真正進(jìn)入了Linux內(nèi)核，中斷描述符表就被移到內(nèi)存的另一個(gè)區(qū)域，并為進(jìn)入保護(hù)模式進(jìn)行預(yù)初始化：用匯編指令LIDT對(duì)中斷向量表寄存器IDTR進(jìn)行初始化，即把IDTR置為0；把中斷描述符表IDT的起始地址裝入IDTR；setup_idt()函數(shù)填充中斷描述表中的256個(gè)表項(xiàng)。<>5.2中斷描述符表的初始化IDT表項(xiàng)的設(shè)置通過(guò)_set_gate()函數(shù)實(shí)現(xiàn)

調(diào)用該函數(shù)在IDT表中插入一個(gè)中斷門：voidset_intr_gate(unsignedintn,void*addr){_set_gate(idt_table+n,14,0,addr);}調(diào)用該函數(shù)在IDT表中插入一個(gè)陷阱門：staticvoid__init

set_trap_gate(unsignedintn,void*addr){_set_gate(idt_table+n,15,0,addr);}調(diào)用該函數(shù)在IDT表中插入一個(gè)系統(tǒng)門：staticvoid__initset_system_gate(unsignedintn,void*addr){_set_gate(idt_table+n,15,3,addr);}<>IDT表項(xiàng)的設(shè)置trap_init()函數(shù)用于設(shè)置中斷描述符表開(kāi)頭的19個(gè)陷阱門和系統(tǒng)門。這些中斷向量都是CPU保留用于異常處理的，例：set_trap_gate(0,÷_error);set_trap_gate(1,&debug);set_trap_gate(19,&simd_coprocessor_error);set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call);

<>初始化陷阱門和系統(tǒng)門中斷門的設(shè)置是由init_IRQ()函數(shù)中的一段代碼完成的：設(shè)置時(shí)必須跳過(guò)用于系統(tǒng)調(diào)用的向量0x80

中斷處理程序的入口地址是一個(gè)數(shù)組interrupt[]，數(shù)組中的每個(gè)元素是指向中斷處理函數(shù)的指針。

<>中斷門的設(shè)置for(i=0;i<NR_IRQS;i++){intvector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR+i;if(vector!=SYSCALL_VECTOR)set_intr_gate(vector,interrupt[i]);}中斷和異常的硬件處理：從硬件的角度看CPU如何處理中斷和異常中斷請(qǐng)求隊(duì)列的建立：方便外設(shè)共享中斷線

中斷處理程序的執(zhí)行

從中斷返回：調(diào)用恢復(fù)中斷現(xiàn)場(chǎng)的宏RESTORE_ALL，徹底從中斷返回

<>5.3中斷處理當(dāng)CPU執(zhí)行了當(dāng)前指令之后，CS和EIP這對(duì)寄存器中所包含的內(nèi)容就是下一條將要執(zhí)行指令的虛地址。在對(duì)下一條指令執(zhí)行前，CPU先要判斷在執(zhí)行當(dāng)前指令的過(guò)程中是否發(fā)生了中斷或異常。如果發(fā)生了一個(gè)中斷或異常，那么CPU將做以下事情：<>中斷和異常的硬件處理

確定所發(fā)生中斷或異常的向量i（在0～255之間）通過(guò)IDTR寄存器找到IDT表，讀取IDT表第i項(xiàng)（或叫第i個(gè)門）分“段”級(jí)、“門”級(jí)兩步進(jìn)行有效性檢查檢查是否發(fā)生了特權(quán)級(jí)的變化

中斷和異常處理中CPU的工作SSESPEFLAGSCSEIPERRORCODEEFLAGSCSEIPERRORCODE堆棧增長(zhǎng)方向中斷發(fā)生前夕的SS:ESP返回地址錯(cuò)誤碼<>中斷處理程序堆棧由于硬件條件的限制，很多硬件設(shè)備共享一條中斷線。為方便處理，Linux為每條中斷線設(shè)置了一個(gè)中斷請(qǐng)求隊(duì)列。中斷服務(wù)例程與中斷處理程序中斷線共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)注冊(cè)中斷服務(wù)例程<>中斷請(qǐng)求隊(duì)列的建立中斷服務(wù)例程（InterruptServiceRoutine）：每個(gè)中斷請(qǐng)求都有自己?jiǎn)为?dú)的中斷服務(wù)例程。中斷處理程序：共享同一條中斷線的所有中斷請(qǐng)求有一個(gè)總的中斷處理程序。在Linux中，15條中斷線對(duì)應(yīng)15個(gè)中斷處理程序。<>中斷服務(wù)例程與中斷處理程序

structirqaction{void(*handler)(int,void*,structpt_regs*);unsignedlongflags;unsignedlongmask;constchar*name;void*dev_id；structirqaction*next;};

Handler：指向一個(gè)具體I/O設(shè)備的中斷服務(wù)例程Flags：用一組標(biāo)志描述中斷線與I/O設(shè)備之間的關(guān)系。SA_INTERRUPT：中斷處理程序執(zhí)行時(shí)必須禁止中斷SA_SHIRQ：允許其它設(shè)備共享這條中斷線。SA_SAMPLE_RANDOM：內(nèi)核可以用它做隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器。SA_PROBE：內(nèi)核正在使用這條中斷線進(jìn)行硬件設(shè)備探測(cè)。<>中斷線共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

<>structirqaction{void(*handler)(int,void*,structpt_regs*);unsignedlongflags;unsignedlongmask;constchar*name;void*dev_id；structirqaction*next;};

Name：I/O設(shè)備名dev_id：指定I/O設(shè)備的主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)(參見(jiàn)第9章)。Next：指向irqaction描述符鏈表的下一個(gè)元素

中斷線共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

初始化IDT表之后，必須通過(guò)request_irq()函數(shù)將相應(yīng)的中斷服務(wù)例程掛入中斷請(qǐng)求隊(duì)列，即對(duì)其進(jìn)行注冊(cè)。

在關(guān)閉設(shè)備時(shí)，必須通過(guò)調(diào)用free_irq()函數(shù)釋放所申請(qǐng)的中斷請(qǐng)求號(hào)。

<>注冊(cè)中斷服務(wù)例程

int

request_irq(unsigned

int

irq,void(*handler)(int,void*,struct

pt_regs*),unsignedlongirqflags,constchar*devname,void*dev_id)假定一個(gè)程序要對(duì)／dev/fd0/（第一個(gè)軟盤(pán)對(duì)應(yīng)的設(shè)備）設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)，通常將IRQ6分配給軟盤(pán)控制器，給定這個(gè)中斷號(hào)6，軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序就可以發(fā)出下列請(qǐng)求，以將其中斷服務(wù)例程掛入中斷請(qǐng)求隊(duì)列：

request_irq(6,floppy_interrupt, SA_INTERRUPT|SA_SAMPLE_RANDOM,"floppy",NULL);

注冊(cè)中斷服務(wù)例程

所有的中斷處理程序都執(zhí)行四個(gè)基本的操作：在內(nèi)核棧中保存IRQ的值和寄存器的內(nèi)容。給與IRQ中斷線相連的中斷控制器發(fā)送一個(gè)應(yīng)答，這將允許在這條中斷線上進(jìn)一步發(fā)出中斷請(qǐng)求。執(zhí)行共享這個(gè)IRQ的所有設(shè)備的中斷服務(wù)例程（ISR）。跳到ret_from_intr()的地址后終止。<>中斷處理程序的執(zhí)行

CPU從中斷控制器的一個(gè)端口取得中斷向量I

根據(jù)I從中斷描述符表IDT中找到相應(yīng)的中斷門從中斷門獲得中斷處理程序IRQn_interrupt的入口地址

判斷是否要進(jìn)行堆棧切換調(diào)用do_IRQ()對(duì)所接收的中斷進(jìn)行應(yīng)答，并禁止這條中斷線調(diào)用handle_IRQ_event（）來(lái)運(yùn)行對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)例程-處理最緊急的任務(wù)。

<>中斷處理程序的執(zhí)行

IRQn_interrupt:pushl$n-256jmpcommon_interruptcommon_interrupt:SAVE_ALLcalldo_IRQjmpret_from_intrdo{status|=action->flags;action->handler(irq,action->dev_id,regs);action=action->next;}while(action);

當(dāng)處理所有外設(shè)中斷請(qǐng)求的函數(shù)do_IRQ()執(zhí)行時(shí)，內(nèi)核棧頂包含的就是do_IRQ()的返回地址，這個(gè)地址指向ret_from_intr。從中斷返回時(shí)，CPU要調(diào)用恢復(fù)中斷現(xiàn)場(chǎng)的宏RESTORE_ALL，徹底從中斷返回。

<>從中斷返回中斷服務(wù)例程在中斷請(qǐng)求關(guān)閉的條件下執(zhí)行,避免嵌套使中斷控制復(fù)雜化。

系統(tǒng)不能長(zhǎng)時(shí)間關(guān)中斷運(yùn)行，因此內(nèi)核應(yīng)盡可能快的處理完中斷請(qǐng)求，盡其所能把更多的處理向后推遲。內(nèi)核把中斷處理分為兩部分：上半部（tophalf）和下半部（bottomhalf），上半部?jī)?nèi)核立即執(zhí)行，而下半部留著稍后處理。

<>5.4中斷的下半部處理機(jī)制

為什么把中斷分為兩部分來(lái)處理？一個(gè)快速的“上半部”來(lái)處理硬件發(fā)出的請(qǐng)求，它必須在一個(gè)新的中斷產(chǎn)生之前終止。這一部分做的工作很少。下半部運(yùn)行時(shí)是允許中斷請(qǐng)求的，而上半部運(yùn)行時(shí)是關(guān)中斷的，這是二者之間的主要區(qū)別。Linux內(nèi)核下半部的實(shí)現(xiàn)機(jī)制在內(nèi)核的演變：bottomhalf(簡(jiǎn)稱bh)在2.4以后的版本：小任務(wù)（tasklet）下半部可以在多處理機(jī)上并行執(zhí)行，并有助于驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)者進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。

為什么把中斷分為兩部分來(lái)處理下半部是一個(gè)不能與其他下半部并發(fā)執(zhí)行的高優(yōu)先級(jí)小任務(wù)。

bh_base是一個(gè)指向下半部的指針數(shù)組，用于組織所有下半部

bh_base數(shù)組共有32項(xiàng)，每一項(xiàng)都是一種下半部。<>下半部

下半部外部設(shè)備TIMER_BH定時(shí)器TQUEUE_BH

周期性任務(wù)隊(duì)列SERIAL_BH

串行端口IMMEDIATE_BH

立即任務(wù)隊(duì)列Linux常用的下半部一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組bh_base[]，它把所有的后半部分都組織起來(lái)，其大小為32，數(shù)組中的每一項(xiàng)就是一個(gè)后半部分，即一個(gè)bh函數(shù)。設(shè)置了兩個(gè)32位無(wú)符號(hào)整數(shù)bh_active和bh_mask，每個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)中的一位對(duì)應(yīng)著bh_base[]中的一個(gè)元素。在2.4以前的內(nèi)核中，每次執(zhí)行完do_IRQ()中的中斷服務(wù)例程以后，以及每次系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束之前，就在一個(gè)叫do_bottom_half（）的函數(shù)中執(zhí)行相應(yīng)的bh函數(shù)。在do_bottom_half（）中對(duì)bh函數(shù)的執(zhí)行是在關(guān)中斷的情況下進(jìn)行的，這是因?yàn)?，?duì)單CPU來(lái)說(shuō)，bh函數(shù)的執(zhí)行可以不嵌套；而對(duì)于多CPU來(lái)說(shuō)，在同一時(shí)間內(nèi)最多只允許一個(gè)CPU執(zhí)行bh函數(shù)。那么，在新內(nèi)核的設(shè)計(jì)中，是改進(jìn)bh機(jī)制還是拋棄bh機(jī)制，建立一種新的機(jī)制？2.4選擇了一種折中的辦法，繼續(xù)保留bh機(jī)制，另外增加一種或幾種機(jī)制，并把它們納入一個(gè)統(tǒng)一的框架中，這就是2.4內(nèi)核中的軟中斷（softirq）機(jī)制。軟中斷機(jī)制:軟中斷卻在任何時(shí)候都不需要串行化。Tasklet機(jī)制:建立在軟中斷之上，同一個(gè)tasklet只能運(yùn)行在一個(gè)CPU上，而不同的tasklet可以同時(shí)運(yùn)行在不同的CPU上。在這種情況下，tasklet就不需要是可重入的，因此，編寫(xiě)tasklet比編寫(xiě)一個(gè)軟中斷要容易。

Bh機(jī)制在2.4中依然存在，但不是作為一個(gè)單獨(dú)的機(jī)制存在，而是建立在tasklet之上。因此，在2.4版中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)者必須更新他們?cè)瓉?lái)的驅(qū)動(dòng)程序，用tasklet代替bh。下半部

小任務(wù)是指待處理的下半部，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為tasklet_struct，每個(gè)結(jié)構(gòu)代表一個(gè)獨(dú)立的小任務(wù)。小任務(wù)既可以靜態(tài)地創(chuàng)建，也可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建。

<>小任務(wù)機(jī)制

structtasklet_struct{Structtasklet_struct*next;unsignedlongstate;atomic_tcount; void(*func)(unsignedlong)；unsignedlongdata; }；

如果準(zhǔn)備靜態(tài)地創(chuàng)建一個(gè)小任務(wù)（也就是對(duì)它直接引用），使用下面兩個(gè)宏中的一個(gè)：DECLARE_TASKLET(name,func,data)DECLARE_TASKLET_DISABLED(name,func,data)這兩個(gè)宏都能根據(jù)給定的名字靜態(tài)地創(chuàng)建一個(gè)tasklet_struct結(jié)構(gòu)。第一個(gè)宏把創(chuàng)建的小任務(wù)的引用計(jì)數(shù)器設(shè)置為0，因此，該小任務(wù)處于激活狀態(tài)。另一個(gè)把引用計(jì)數(shù)器設(shè)置為1，所以該小任務(wù)處于禁止?fàn)顟B(tài)。例如：DECLARE_TASKLET(my_tasklet,my_tasklet_handler,dev);這行代碼其實(shí)等價(jià)于structtasklet_structmy_tasklet={NULL,0,ATOMIC_INIT(0),tasklet_handler,dev};聲明和使用小任務(wù)voidtasklet_handler(unsignedlongdata)小任務(wù)不能睡眠，不能在小任務(wù)中使用信號(hào)量或者其它產(chǎn)生阻塞的函數(shù)。但它運(yùn)行時(shí)可以響應(yīng)中斷。通過(guò)調(diào)用tasklet_schedule()函數(shù)并傳遞給它相應(yīng)的tasklet_struct指針，該小任務(wù)就會(huì)被調(diào)度以便適當(dāng)?shù)臅r(shí)候執(zhí)行：tasklet_schedule(&my_tasklet)在小任務(wù)被調(diào)度以后，只要有機(jī)會(huì)它就會(huì)盡可能早的運(yùn)行。調(diào)用tasklet_disable()函數(shù)來(lái)禁止某個(gè)指定的小任務(wù)。tasklet_disable(&my_tasklet);調(diào)用tasklet_enable()函數(shù)可以激活一個(gè)小任務(wù)。tasklet_enable(&my_tasklet); 可以調(diào)用tasklet_kill()函數(shù)從掛起的隊(duì)列中去掉一個(gè)小任務(wù)。<>編寫(xiě)并調(diào)度自己的小任務(wù)任務(wù)隊(duì)列就是指以雙向隊(duì)列形式連接起來(lái)的任務(wù)鏈表，每一個(gè)鏈表元素都描述了一個(gè)可執(zhí)行的內(nèi)核任務(wù)。tq_struct來(lái)描述任務(wù)隊(duì)列中的每一個(gè)鏈表成員。三個(gè)特殊的任務(wù)隊(duì)列：tq_immediate任務(wù)隊(duì)列，由IMMEDIATE_BH下半部運(yùn)行，該隊(duì)列中包括要執(zhí)行的內(nèi)核函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的下半部。

tq_timer任務(wù)隊(duì)列，由TQUEUE_BH下半部運(yùn)行，每次時(shí)鐘中斷都激活這個(gè)下半部。tq_disk任務(wù)隊(duì)列，用于塊設(shè)備任務(wù)。<>任務(wù)隊(duì)列大部分PC機(jī)中有兩個(gè)時(shí)鐘源，分別是實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和操作系統(tǒng)（OS）時(shí)鐘。實(shí)時(shí)時(shí)鐘也叫硬件時(shí)鐘，它靠電池供電，即使系統(tǒng)斷電，也可以維持日期和時(shí)間。RTC和OS時(shí)鐘之間的關(guān)系通常也被稱作操作系統(tǒng)的時(shí)鐘運(yùn)作機(jī)制。不同的操作系統(tǒng)，其時(shí)鐘運(yùn)作機(jī)制也不同。

<>5.5中斷的應(yīng)用－時(shí)鐘中斷時(shí)鐘運(yùn)作機(jī)制OS時(shí)鐘是由可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的輸出脈沖觸發(fā)中斷而產(chǎn)生的。操作系統(tǒng)的“時(shí)間基準(zhǔn)”由設(shè)計(jì)者決定，Linux的時(shí)間基準(zhǔn)是1970年1月1日凌晨0點(diǎn)。OS時(shí)鐘記錄的時(shí)間就是系統(tǒng)時(shí)間。系統(tǒng)時(shí)間以“時(shí)鐘節(jié)拍”為單位。Linux中用全局變量jiffies表示系統(tǒng)自啟動(dòng)以來(lái)的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)目。每次時(shí)鐘中斷jiffies就加1.

<>Linux時(shí)間系統(tǒng)每一次時(shí)鐘中斷的產(chǎn)生都觸發(fā)下列幾個(gè)主要的操作：自系統(tǒng)啟動(dòng)以來(lái)所花費(fèi)的時(shí)間加1更新時(shí)間和日期確定當(dāng)前進(jìn)程在CPU上已運(yùn)行了多長(zhǎng)時(shí)間，如果已經(jīng)超過(guò)了分配給它的時(shí)間，則搶占它更新資源使用統(tǒng)計(jì)數(shù)檢查定時(shí)器時(shí)間間隔是否已到，如果是，則調(diào)用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)

<>時(shí)鐘中斷處理程序時(shí)鐘中斷處理程序本身來(lái)完成通過(guò)TIMER_BH和TQUEUE_BH下半部調(diào)用的函數(shù)來(lái)完成timer_bh()函數(shù)與TIMER_BH下半部相關(guān)聯(lián)，它在每個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍都被激活。

TIMER_BH下半部以關(guān)中斷調(diào)用update_times()函數(shù),該函數(shù)會(huì)以關(guān)中斷來(lái)更新xtime。更新了系統(tǒng)時(shí)鐘xtime之后，update_times()再次打開(kāi)中斷。時(shí)鐘中斷的下半部處理<>定時(shí)器是管理內(nèi)核所花時(shí)間的基礎(chǔ)，也被稱為動(dòng)態(tài)定時(shí)器或內(nèi)核定時(shí)器。

定時(shí)器的使用：執(zhí)行一些初始化工作，設(shè)置一個(gè)到期時(shí)間，指定