递增时钟

Question

当一个进程设置为以10的初始时间片运行时，例如，硬件中的某个人应该知道这个初始时间片并将其递减，当时间片变为0时，应该触发中断！

在freeBSD内核中，我明白hardclock和softclock是做这个会计任务的。但是我的问题是，这个时钟的减量与进程的执行是否平行？

Answer 1

这里我将使用PIT作为示例，因为它是最简单的计时机制（并且已经存在了很长一段时间）。

此外，这个答案是相当x86特定的;也是操作系统不可知论者。我对FreeBSD和Linux的内部知识不够详细。其他人可能会更有能力。

从本质上讲，时间片与执行过程并行“递减”，因为定时器为每个“滴答”创建一个IRQ（注意，诸如HPET之类的定时器可以执行“一次性”模式， IRQ经过特定的延迟后，也可用于调度）。一旦时间片减少到零，调度程序将被通知并发生任务切换。所有这些与您的进程“同时”发生：IRQ跳转，运行一些代码，然后让您的进程继续进行，直到时间片耗尽。

需要注意的是，一般来说，由于系统调用的直接结果可能会发生任务切换，因此您不会看到进程运行到其时间片的末尾（例如，从磁盘读取块，甚至写入终端）。

Answer 2

在迷蒙的过去，这更简单：时钟芯片 - 主板上的分立器件 - 将被配置为以XHz的频率周期性触发中断。每当这个“定时器中断”关闭时，当前程序的执行将被挂起（就像任何其他中断一样），内核的调度程序代码会减少它的时间片。当时间片一直归零时，内核会将CPU从程序中移出并将其交给另一个程序。时钟芯片与CPU分离，显然与程序的执行并行运行，但内核的簿记工作必须中断程序（这是我们所谈论的模糊的过去，所以只有一个CPU，所以内核代码和用户代码不能同时运行）。现在，时钟不是一个分立器件，它是CPU的一部分，它可以被编程来做各种聪明的事情。最重要的是，它可以编程为在N微秒后触发一个一个中断，其中N可能非常大;这允许内核在很长时间内使CPU闲置（计算机方面，也许就像一整秒），如果没有什么建设性的，可以节省电力。与此同时，很难再找到单核CPU，内核会做各种巧妙的把戏，把他们的簿记工作推给没有更好的事情处理的CPU，时间片记账会变得更加复杂。 Linux目前使用“Completely Fair Scheduler”，它甚至没有真正的“时间片”概念。我不知道FreeBSD是什么，但如果它很简单，我会感到惊讶。

因此，对于您的问题的简短回答是“大部分是并行的，现在比过去更多，但它不像遥控倒计时器那么简单”。