第5章 定时器及时钟服务
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。
硬件定时器
定时器是由时钟源和可编程计数器组成的硬件设备。时钟源通常是一个晶体震荡器，会产生周期性电信号，以精确的频率驱动计数器。
使用一个倒计时值对计数器进行编程，每个时钟信号减1。当计数减为0时，计数器向CPU生成一个定时器中断，将计数值重新加载到计数器中，并重复计时。
计数器周期称为定时器刻度，是系统的基本计时单元。
个人计算机定时器
基于Intel x86的个人计算机有数个定时器
（1）实时时钟
（2）可编程间隔定时器
（3）多核CPU中的本地定时器
（4）高分辨率定时器
CPU操作
每个CPU都有一个程序计时器（PC），也称为指令指针（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，当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，如操作模式、中断掩码和条件码，SP指向当前堆栈栈顶。堆栈是CPU用于特殊操作的一个内存区域。CPU操作可通过无限循环进行建模。
while (power-on) {
(1). fetch instruction: load *PC as instruction, increment PC to point to the next instruction in memory;
(2). decode instruction: interpret the instruction's operation code and generate operands;
(3). execute instruction: perform operation on operands, write results to memory if needed; execution may use the stack, implicitly change PC,
etc.
(4) • check for pending interrupts; may handle interrupts;
}中断处理
外部设备（如定时器）的中断被馈送到中断控制器的预定义输人行 (Intel 1990;Wang 2015)，按优先级对中断输人排序，并将具有最高优先级的中断作为中断请求(IRQ)路由到CPU。在每条指令执行结束时，如果 CPU 未处于接受中断的状态，即在 CPU 的状态寄存器中屏蔽了中断，它将忽略中断请求，使其处于挂起状态，并继续执行下一条指令。如果 CPU 处于接受中断状态，即中断未被屏蔽，那么CPU 将会转移它正常的执行顺序来进行中断处理。对于每个中断，可以编程中断控制器以生成一个唯一编号，叫作中断向量，标识中断谣。在获取中断向量号后，CPU 用它作为内存中中断向量表 (AMD64 2011）中的条目素引，条目包含一个指向中断处理程序人口地址的指针来实际处理中断。当中断处理结束时，CPU恢复指令的正常执行。
时钟服务函数
时钟服务函数可通过系统调用、库函数和用户级命令调用。
gettimeofday-settimeofday
struct timeval{
time_t tv_sec; //secend
suseconds_t tv_usec; //microseconds
};int gettimeofday(struct timeval *tv,struct timezone *tz); //获取系统时间。第二个参数timezone已过期，应设置为NULL
int settimeofday(struct timeval *tv, const struct timezone *tz); //设置系统时间
间隔定时器
课堂笔记
复习：state,read readdir closedir opendir
考点：程序中创建进程与执行
execpv()：
函数原型：
int execvp(const char *file, char *const argv[]);system:execute a shell command
fork（）：