(莱昂氏unix源代码分析导读-21)时钟中断处理

时钟中断是系统中最重要的中断，每个时钟滴答都会产生时钟中断，它的中断矢量为(0100)或(0103)。

0533: . = 100^.

0534: kwlp; br6

0535: kwlp; br6

0569: .globl _clock

0570: kwlp: jsr r0,call; _clock

显然，时钟中断会通过call例程调用_clock函数，对clock函数，11.1小节有详细的介绍。

我在这里只谈几个问题：

1．参数

clock(dev, sp, r1, nps, r0, pc, ps)有7个参数，想要逐一了解他们，请回头看看上面的栈图；

2．时钟中断是典型的“多用途”中断，它需要进行多个层次的处理。实际上，clock函数对时间进行

3个维度的处理：

（1）时钟滴答

修改p_cpu值，对于大多数进程来说，p_cpu就是占用的cpu滴答数，但如果进程执行时间较长的话，

p_cpu的值会有一个回归——其作用是防止进程的优先级变的太低而导致饿死。

检查定时器，看是否需要执行操作。

（2）秒

修改u.stime、u.utime、time[ ]等以秒为单位的计时器。

甚至还有以4s为单位的系统进程唤醒。

（3）时间片

此版本的unix正好使用1秒作为一个时间片，故与秒的处理发生了重叠。

3．Clock函数的各项工作的“Priority”

显然，在clock函数的多项工作中，优先级是不同的，而且各项工作对于时延的容忍程度是不同的。

对秒级、时间片级的工作——即使是推迟几个时钟滴答再处理对整体的影响也不大。

于是，clock函数内对低优先级、高耗时的工作进行了控制——会进行这样的检查：

if((ps&0340) != 0) return; /by pass following codes

即只有在“前ps”的cpu优先级为0时，才会从事下面那些工作。而一般情况下，

（1） user态cpu优先级为0；

（2） kernel态时，程序调用spl0将自己设置为优先级0。

受到控制的工作有：

（1） 时间片——重设进程优先级的工作；

（2） 计时器处理

（3） Etc

4．时间片处理

按我所学习的操作系统理论，时间片应该是很重要的进程切换的时机。但很遗憾，clock()函数中仅仅调用setpri()，

重新设置了进程的priority，并没有直接调用swtch()切换进程。

但是，且慢……

（1） 在clock()函数返回到call例程后，会有机会切换进程的，关键在runrun是否设置；

（2） setpri()函数是可以增加runrun计数的——还记得吗，那个诡异的判断？

2165: if(p > curpri)

2166: runrun++;

让我们仔细考察一下clock()和setpri()。

对大多数的进程，clock()会以更高的p_cpu调用setpri()函数，这样会降低进程的优先级，显然，对active

进程也是如此。而这正好会使2165那个判断成真——即增加runrun计数，也就引起了后面的进程切换。

【注】：对于2165谜题，希望读者能给出更好的答案。

5．time数组

由time[0]和time[1]组成，记录自1970年以来所经过的秒数。它使用2个16bit整数模拟1个32位整数，

time[0]为高16位bit，time[1]为低16位bit。因此才有以下的算法：

3801: if(++time[1] == 0)

3802: ++time[0];

6．定时器

callout数组记录了要执行的定时任务。

任务按照执行先后顺序排列，其c_time意义如下：

（1） callout[0].c_time ——“绝对时钟滴答数”，再过这么多滴答，即执行函数；

（2） callout[n] .c_time (n>0)——相对于callout[n-1]的相对时钟滴答数

7．tout的叫醒服务

显然，tout[ ]内记录的是下一个要被wakeup的时间，当与当前时间（time[]）相同时，

会调用wakeup(tout)唤醒进程——显然，睡眠的进程使用tout[ ]数组首地址作为睡眠id。

莱昂针对tout的实现提出了自己的看法，但这部分涉及到system call，我们会在下面的章节进行讨论。

注意，我们将swap的部分留在后面讨论。

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