《Unix/Linux系统编程》第八周学习笔记

《Unix/Linux系统编程》第八周学习笔记

时钟服务函数

gettimeodfay() 获取系统时间
settimeofday() 设置系统时间
time() 以秒为单位返回当前时间
times() 获取进程执行时间

间隔定时器

gettitimer() 获取间隔定时器状态
setitimer（）设置并创建定时器
三种模式

实践

gettimeofday()

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

 int main()
 {
     struct timeval t;
     gettimeofday(&t,NULL);
     printf("sec = %ld , usec = %d\n",t.tv_sec,t.tv_usec);
     printf((char*)ctime(&t.tv_sec));
     return 0;
 }

settimeofday()

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

 int main()
 {
     struct timeval t;
     t.tv_sec = 123456789;
     t.tv_usec = 0;
     int r = settimeofday(&t,NULL);
     if(!r){
         printf("settimeofdat() failed\n");
         return -1;
     }
     gettimeofday(&t,NULL);
     printf("sec = %ld , usec = %ld\n",t.tv_sec,t.tv_usec);
     printf("%s",ctime(&t.tv_sec));
     return 0;
 }

time()

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <time.h>

 int main()
 {
     time_t start , end;
     start = time(NULL);
     printf("start = %ld\n",start);
     for(int i=0;i<123456789;i++);
     end = time(NULL);
     printf("end = %ld\n",end);
     printf("time = %ld\n",end-start);
     return 0;
 }

setitimer()

 #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; // 100000 nsec
     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);
 }

问题

• 中断是如何实现的？
  
  中断的本质是处理器对外开放的实时受控接口。
  
  一个没有中断的计算机体系是决定论的：得知某个时刻CPU和内存的全部数据状态，就可以推衍出未来的全部过程。这样的计算机无法交互，只是个加速器。
  
  添加中断后，计算机指定了会兼容哪些外部命令，并设定服务程序，这种服务可能打断当前任务。这使得CPU“正在执行的程序”与“随时可能发生的服务”，二者形成了异步关系，外界输入的引入使得计算机程序不再是决定论。由人实时控制的中断输入，是无法预测的。再将中断响应规则化，推广开，非计算机科学人群就能控制计算机，发挥创造力。
  
  既然硬件能干扰到CPU的正常的指令执行，那么CPU就必须能感知到干扰信号，所谓的干扰信号就是这里所说的中断信号。
  
  CPU的工作粒度是机器指令级别，那么在每条机器指令执行结束后都会检查一下是否中断信号产生。
  
  这里的实现可能是轮询。这就好比你在玩游戏，此时如果有人喊你的名字(中断信号)干扰你玩游戏那么你立刻就能听到
  
  但人的大脑里有一直在轮询“有没有人喊我的名字？有没有人喊我的名字？有没有人喊我的名字？”了吗？并没有。人脑的中断检查机制是及其高效的。
  
  CPU的硬件特性决定中断处理机制也及其高效。
  
  当那个管脚电平变低（或者变高）的时候，cpu就会被打断，并从特定地址开始执行。
  
  就像cpu的reset被拉低的时候一定会复位并从0地址开始执行一样，都是硬件的结构决定的。