20211301 学习笔记8
教材知识点总结
5.1硬件定时器
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定时器：时钟源和可编程计数器组成的硬件设备
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时钟源：晶体振荡器，产生周期性电信号
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定时器中断：计数减到0
5.2 个人计算机定时器
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实时时钟：RTC，小型备用电池供电，PC关机也能持续运行，提供时间和日期
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可编程间隔定时器：PIT，与CPU分离的一个硬件定时器
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多核CPU中的本地定时器：多核CPU中，每个核都是一个独立的处理器，有自己的本地定时器，由CPU时钟驱动
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高分辨率定时器：时间戳定时器（TSC）。由系统时钟驱动，通过寄存器读取，不同系统主板的时钟频率可能不同，TSC不适合作为实时设备
5.3 CPU操作
- 每个CPU都有一个程序计数器PC,也称为指针IP，以及一个标志或状态寄存器SR，一个堆栈指针SP和几个通用寄存器，PC指向内存中要执行的下一条指令时，SR包含CPU的当前状态
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异常（陷阱）：错误状态，由于无效地址、非法指令、越权
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中断：I/O设备或协处理器发送给CPU的外部信号，请求CPU服务
5.4 中断处理
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中断控制器：外部设备的中断被馈送到中断控制器的预定义输入行，按优先级对中断输入排序，并将最高优先级的中断作为中断请求
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中断向量：对于每个中断，生成一个唯一编号
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中断向量表：获取中断向量号后，CPU用它作为内存中中断向量表中的条目索引
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中断处理程序：条目包含一个指向~的入口地址来实际处理中断
5.5 时钟服务函数
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timezone已经过期，应设置为NULL
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系统调用：
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settimeofday系统调用
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time系统调用
time_t time(time_t*t)
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times系统调用
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data：打印或设置系统日期和时间
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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
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hwclock：查询并设置硬件时钟，也可以通过BIOS来完成
5.6 间隔定时器
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三种类型：虚拟时钟
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setitimer（）：系统调用创建
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getitimer（）：系统调用返回间隔定时器状态
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函数setitimer（）：用当前值填充，指定的定时器在下次到期之前剩余的时间
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函数getitimer（）：指定定时器设置为new_value的值
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示例：
代码实现
- 通过settimeofday设置系统时间
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
int main() {
struct timeval tv;
// 设置要设置的时间，这里假设要设置为2023年11月5日 12:00:00
tv.tv_sec = 1735615200; // 时间戳表示的秒数
tv.tv_usec = 0; // 微秒数
// 调用 settimeofday 函数设置系统时间
if (settimeofday(&tv, NULL) == -1) {
perror("settimeofday");
return 1;
}
printf("系统时间已设置成功！\n");
return 0;
}
- time系统调用示例
#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);
}
苏格拉底提问
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硬件计时器：
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时钟服务函数：
