20201318李兴昕学习笔记八

第五章：定时器及时钟服务

知识点归纳总结：

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一个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S1GALRM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。

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其中让我最有收获的几个部分如下：

• CPU操作
• 中断处理
• 时钟服务函数
• 间隔计时器
• 编程项目样例代码

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时钟服务函数：

gettimeofday()使用gettimeofday()来查看当前时间，这个函数会计算从1970年1月1号00:00（UTC）到当前的时间跨度。 > 说明：在使用gettimeofday()函数时，第二个参数一般都为空，因为我们一般都只是为了获得当前时间，而不用获得timezone的数值
其函数原型如下:

#include <sys/time.h>
// 调用成功返回0，失败返回-1
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

struct timeval {
    time_t      tv_sec;     /* seconds */
    suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */
};

示例代码：

/************gettimeofday.c file**********/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>

struct timeval t;

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

实践截图：

time系统调用

time_t time(time_t *t)
以秒为单位返回当前时间。如果参数t不是NULL,还会将时间存储在t指向的内存中。 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。

#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);
}

time 和 date 命令

• date：打印或设置系统日期和时间。
• time：报告进程在用户模式和系统模式下的执行时间和总时间。
• hwclock：查询并设置硬件时钟(RTC),也可以通过BIOS来完成。

间隔定时器

定时器仅在进程以 用户模式执行时才减少计时。该定时器设置为完成最初100毫秒计时后开始计时：然后，它以1秒为周期运行。当定时器计时减少为0时，它会向进程发出一个SIGVTALRM ( 26 )信 号。如果进程未安装该信号的捕捉器，将会对该信号进行默认处理，即终止:在这种情况 下，进程将以信号数26终止。如果进程安装了信号捕捉器.Linux内核会让进程执行信号 捕捉器，以用户模式处理信号、在间隔时间开始之前，程序通过以下代码安装SIGVTALRM 信号的信号捕捉器.

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

int count = 0;
struct itimerval t;

void timer_handler(int sig)
{
    printf("timer_handler : signal = %d count = %d\n", sig, ++count);
    if(count>=8)
    {
        printf("cancel timer\n");
        t.it_value.tv_sec = 0;
        t.it_value.tv_usec = 0;
        setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &t ,NULL);
    }
}

int main()
{
    struct itimerval timer;
    signal(SIGVTALRM, timer_handler);
    timer.it_value.tv_sec = 0;
    timer.it_value.tv_usec = 10000;

    timer.it_interval.tv_sec = 1;
    timer.it_interval.tv_usec = 0;
    setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &timer,NULL);
    printf("looping : enter Control-C to terminate\n");
    while(1);
}