遞增時鐘

Question

當一個進程設置爲以10的初始時間片運行時，例如，硬件中的某個人應該知道這個初始時間片並將其遞減，當時間片變爲0時，應該觸發中斷！

在freeBSD內核中，我明白hardclock和softclock是做這個會計任務的。但是我的問題是，這個時鐘的減量與進程的執行是否平行？

Answer 1

這裏我將使用PIT作爲示例，因爲它是最簡單的計時機制（並且已經存在了很長一段時間）。

此外，這個答案是相當x86特定的;也是操作系統不可知論者。我對FreeBSD和Linux的內部知識不夠詳細。其他人可能會更有能力。

從本質上講，時間片與執行過程並行「遞減」，因爲定時器爲每個「滴答」創建一個IRQ（注意，諸如HPET之類的定時器可以執行「一次性」模式， IRQ經過特定的延遲後，也可用於調度）。一旦時間片減少到零，調度程序將被通知併發生任務切換。所有這些與您的進程「同時」發生：IRQ跳轉，運行一些代碼，然後讓您的進程繼續進行，直到時間片耗盡。

需要注意的是，一般來說，由於系統調用的直接結果可能會發生任務切換，因此您不會看到進程運行到其時間片的末尾（例如，從磁盤讀取塊，甚至寫入終端）。

Answer 2

在迷濛的過去，這更簡單：時鐘芯片 - 主板上的分立器件 - 將被配置爲以XHz的頻率週期性觸發中斷。每當這個「定時器中斷」關閉時，當前程序的執行將被掛起（就像任何其他中斷一樣），內核的調度程序代碼會減少它的時間片。當時間片一直歸零時，內核會將CPU從程序中移出並將其交給另一個程序。時鐘芯片與CPU分離，顯然與程序的執行並行運行，但內核的簿記工作必須中斷程序（這是我們所談論的模糊的過去，所以只有一個CPU，所以內核代碼和用戶代碼不能同時運行）。現在，時鐘不是一個分立器件，它是CPU的一部分，它可以被編程來做各種聰明的事情。最重要的是，它可以編程爲在N微秒後觸發一個一個中斷，其中N可能非常大;這允許內核在很長時間內使CPU閒置（計算機方面，也許就像一整秒），如果沒有什麼建設性的，可以節省電力。與此同時，很難再找到單核CPU，內核會做各種巧妙的把戲，把他們的簿記工作推給沒有更好的事情處理的CPU，時間片記賬會變得更加複雜。 Linux目前使用「Completely Fair Scheduler」，它甚至沒有真正的「時間片」概念。我不知道FreeBSD是什麼，但如果它很簡單，我會感到驚訝。

因此，對於您的問題的簡短回答是「大部分是並行的，現在比過去更多，但它不像遙控倒計時器那麼簡單」。