作者：GWD 時間：2019.7.28
一、系統的程序的運轉方式
1、系統時間：（jiffies系統滴答）：CPU内部有一個RTC，會在上電的時候調用mktime函數算出從1970年1月1日0時開始到目前開機點所過的秒數給MKTIME函數傳來的時間結構體的指派是由初始化時從RTC(coms)中讀出的參數 轉化為時間存入全局變量中，并且會為JIFFIES所用；
2、 JIFFIES 是一個系統的時鐘滴答 ，一個系統滴答是10ms ，定時器10ms一個系統滴答—>每隔10ms會引發一個定時器中斷（這個中斷服務函數中，首先進行了jiffies的自加；
Jiffies自增後調用do_timer函數
（一）、分析do_timer()函數
1、Sched.c中打開do_timer函數
時鐘中斷C 函數處理程式，在kernel/system_call.s 中的_timer_interrupt（176 行）被調用。
// 參數cpl 是目前特權級0 或3，0 表示核心代碼在執行。
// 對于一個程序由于執行時間片用完時，則進行任務切換。并執行一個計時更新工作。
void do_timer (long cpl)
{
extern int beepcount; // 揚聲器發聲時間滴答數(kernel/chr_drv/console.c,697)
extern void sysbeepstop (void); // 關閉揚聲器(kernel/chr_drv/console.c,691)
// 如果發聲計數次數到，則關閉發聲。(向0x61 口發送指令，複位位0 和1。位0 控制8253
// 計數器2 的工作，位1 控制揚聲器)。
if (beepcount)
if (!--beepcount)
sysbeepstop ();
// 如果目前特權級(cpl)為0（最高，表示是核心程式在工作），則将超級使用者運作時間stime 遞增；
// 如果cpl > 0，則表示是一般使用者程式在工作，增加utime。
if (cpl)
current->utime++;
else
current->stime++;
// 如果有使用者的定時器存在，則将連結清單第1 個定時器的值減1。如果已等于0，則調用相應的處理
// 程式，并将該處理程式指針置為空。然後去掉該項定時器。
if (next_timer)
{ // next_timer 是定時器連結清單的頭指針(見270 行)。
next_timer->jiffies--;
while (next_timer && next_timer->jiffies <= 0)
{
void (*fn) (); // 這裡插入了一個函數指針定義！！！??
fn = next_timer->fn;
next_timer->fn = NULL;
next_timer = next_timer->next;
(fn) (); // 調用處理函數。
}
}
// 如果目前軟碟控制器FDC 的數字輸出寄存器中馬達啟動位有置位的，則執行軟碟定時程式(245 行)。
if (current_DOR & 0xf0)
do_floppy_timer ();
if ((--current->counter) > 0)
return; // 如果程序運作時間還沒完，則退出。
current->counter = 0;
if (!cpl)
return; // 對于超級使用者程式，不依賴counter 值進行排程。
schedule ();
}
2、問：current是什麼？
答：是目前程序，為什麼目前程序可以用current一個變量來表示呢？這就是作業系統的，魅力，也是面向對象的思想。它有一個封裝的非常好的結構體叫task_struct。CPL變量是核心中用來訓示被中斷程式的特權，0表示核心程序，1表示被中斷的是使用者程序；
3、task_struct:無論是程序的建立、退出、管理都是在跟這個結構體在打交道。建立程序的時候就是建立一個這個task_struct變量；
// 這裡是任務（程序）資料結構，或稱為程序描述符。
// ==========================
// long state 任務的運作狀态（-1 不可運作，0 可運作(就緒)，>0 已停止）。
// long counter 任務運作時間計數(遞減)（滴答數），運作時間片。
// long priority 運作優先數。任務開始運作時counter = priority，越大運作越長。
// long signal 信号。是位圖，每個比特位代表一種信号，信号值=位偏移值+1。
// struct sigaction sigaction[32] 信号執行屬性結構，對應信号将要執行的操作和标志資訊。
// long blocked 程序信号屏蔽碼（對應信号位圖）。
// --------------------------
// int exit_code 任務執行停止的退出碼，其父程序會取。
// unsigned long start_code 代碼段位址。
// unsigned long end_code 代碼長度（位元組數）。
// unsigned long end_data 代碼長度 + 資料長度（位元組數）。
// unsigned long brk 總長度（位元組數）。
// unsigned long start_stack 堆棧段位址。
// long pid 程序辨別号(程序号)。
// long father 父程序号。
// long pgrp 父程序組号。
// long session 會話号。
// long leader 會話首領。
// unsigned short uid 使用者辨別号（使用者id）。
// unsigned short euid 有效使用者id。
// unsigned short suid 儲存的使用者id。
// unsigned short gid 組辨別号（組id）。
// unsigned short egid 有效組id。
// unsigned short sgid 儲存的組id。
// long alarm 報警定時值（滴答數）。
// long utime 使用者态運作時間（滴答數）。
// long stime 系統态運作時間（滴答數）。
// long cutime 子程序使用者态運作時間。
// long cstime 子程序系統态運作時間。
// long start_time 程序開始運作時刻。
// unsigned short used_math 标志：是否使用了協處理器。
// --------------------------
// int tty 程序使用tty 的子裝置号。-1 表示沒有使用。
// unsigned short umask 檔案建立屬性屏蔽位。
// struct m_inode * pwd 目前工作目錄i 節點結構。
// struct m_inode * root 根目錄i 節點結構。
// struct m_inode * executable 執行檔案i 節點結構。
// unsigned long close_on_exec 執行時關閉檔案句柄位圖示志。（參見include/fcntl.h）
// struct file * filp[NR_OPEN] 程序使用的檔案表結構。
// --------------------------
// struct desc_struct ldt[3] 本任務的局部表描述符。0-空，1-代碼段cs，2-資料和堆棧段ds&ss。
// --------------------------
// struct tss_struct tss 本程序的任務狀态段資訊結構。
// ==========================
struct task_struct
{
/* these are hardcoded - don't touch */
long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
long counter;
long priority;
long signal;
struct sigaction sigaction[32];
long blocked; /* bitmap of masked signals */
/* various fields */
int exit_code;
unsigned long start_code, end_code, end_data, brk, start_stack;
long pid, father, pgrp, session, leader;
unsigned short uid, euid, suid;
unsigned short gid, egid, sgid;
long alarm;
long utime, stime, cutime, cstime, start_time;
unsigned short used_math;
/* file system info */
int tty; /* -1 if no tty, so it must be signed */
unsigned short umask;
struct m_inode *pwd;
struct m_inode *root;
struct m_inode *executable;
unsigned long close_on_exec;
struct file *filp[NR_OPEN];
/* ldt for this task 0 - zero 1 - cs 2 - ds&ss */
struct desc_struct ldt[3];
/* tss for this task */
struct tss_struct tss;
};
4、接下來看一下next_timer是什麼？
next_timer 是嫁接與jiffies變量的所有定時器的事件連結清單。如果連結清單上有定時器的話就執行這個定時器，若沒有就不執行
next_timer 是嫁接與jiffies變量的所有定時器的事件連結清單，jiffies就好像一根繩子，連結清單是在上邊打的節，比如十分鐘的時候要執行某些程式，第十分鐘就是連結清單。
5、current->counter ---->程序的時間片
單核CPU作業系統是僞并行的，程序排程就是根據時間片來的；
task_struck一個程序，task_struck[]程序向量表counter；
1）、counter–在哪裡用：程序的排程就是task_struck[]程序連結清單的檢索，找時間片最大的那個程序對象（task_struck），然後進行調用，直到時間片為0，退出之後在進行新一輪的調用。
2）、counter–在哪裡被設定：當全部的 task_struck[]（task[]）所有的程序的counter都為0，就進行新一輪的時間片配置設定；
3）、配置設定方式：優先級時間片輪轉排程算法，可以看出把優先級加到時間片上了，優先級越高時間片越大，就越先執行(*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) +(*p)->priority;
（二）、分析mktime.c
1、首先打開Mktime.c
我們看看誰調用了kernel_mktime這個函數就知道誰在一開始就給他1970的時間了，搜尋一下發現有兩個函數調用了這個
這裡可以看出時間是從cmos中讀出的，這個do…while用的很好，先讀一次，若第二次讀的和第一次不一樣就再讀一次，以防讀的過程中過去了1秒。然後kernel_mktime(&time)把時間傳回給全局變量start_time
再看一下startup_time這個全局變量是幹什麼用的
其中jiffies/HZ是開機用的秒數
注：linux一開始就很注重面向對象的程式設計，tm結構體就是一個對象，在系統中也不斷地在進行建立對象