Unix/Linux系统编程第五章学习笔记
Unix/Linux系统编程第五章学习笔记
第五章 定时器及时钟服务
5.1硬件定时器
定时器由时钟源和可编程计数器组成。时钟源会产生周期性电信号。计数器减为0时，计数器向CPU生成一个定时器中断，计数器周期称为定时器刻度，是系统的基本计时单元。
5.2个人计时定时器
-
实时时钟(RTC)
即使在个人计算机关机时，它也能连续运行。它用于实时提供时间和日期信息。 -
可编程间隔定时器（PIT）
PIT与CPU分离，提供以毫秒为单位的定时器刻度，在所有I/O设备中，PIT可以最高优先级IRO0中断，PIT定时器中断由Linux内核的定时器中断处理程序来处理。 -
多核CPU中的本地计时器
每个核都是一个独立的处理器，有自己的本地计时器。 -
高分辨率计时器
时间戳定时器（TSC）不适合作为实时设备，可提供纳秒级的定时器分辨率。
5.3/4CPU操作和中断处理
由于无效地址、非法指令、越权等问题，可能会出现异常或陷阱。CPU会异常处理程序，当指令执行结束时，CPU会检查挂起的中断。如果有中断请求，但CPU未处于接受中断的状态，CPU会忽略中断，继续执行指令。
中断处理和异常处理在操作系统内核中进行。对于每个中断，可以编程中断控制器来生成唯一的中断向量，标识中断源。CPU会用它作为中断向量表，其中包含指向中断处理程序入口地址的指针，终端结束后，CPU恢复指令正常执行。
5.5时钟服务函数
- 时钟服务可以通过系统调用、库函数和用户级命令调用
- gettimeofday-settimeofday函数，gettimeofday()函数用于返回当前时间(当前秒的秒和微秒)。settimeofday()函数用于设置当前时间。在Unix/Linux中，时间表示自1970年1月1日00:00:00起经过的秒数。它可以通过库函数ctime(&time)转换为日历形式。
- gettimeofday-settimeofday函数头文件如下：
#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone *tz);
1.gettimeofday()函数实践：
- 代码：
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
main()
{
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv,NULL);
printf("tv_sec : %d\n", tv.tv_sec);
printf("tv_usec : %d\n", tv.tv_usec);
}
- 结果：
2.settimeofday()函数实践：
- 代码：
#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));
}
- 结果：
3.time()函数实践：
- 代码：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main()
{
time_t seconds;
seconds = time(NULL);
printf("%ld seconds has passed since 1970.1.1\n",seconds);
printf("%ld hours has been passed since 1970.1.1\n",seconds/3600);
return(0);
}
- 结果：
4.setitimer()函数实践：
- 代码：
#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=100000;
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);
}
- 结果：
