在Linux的0號中斷是一個定時器中斷。在固定的時間間隔都發生一次中斷,也是說每秒發生該中斷的頻率都是固定的。該頻率是常量HZ,該值一般是在100 ~ 1000之間。該中斷的作用是為了定時更新系統日期和時間,使系統時間不斷地得到跳轉。另外該中斷的中斷處理函數除了更新系統時間外,還需要更新本地CPU統計數。指的是調用scheduler_tick遞減進程的時間片,若進程的時間片遞減到0,進程則被調度出去而放棄CPU使用權。
Linux的OS時鐘的物理產生原因是可編程定時/計數器產生的輸出脈沖,這個脈沖送入CPU,就可以引發一個中斷請求信號,我們就把它叫做時鐘中斷。
“時鐘中斷”是特別重要的一個中斷,因為整個操作系統的活動都受到它的激勵。系統利用時鐘中斷維持系統時間、促使環境的切換,以保證所有進程共享CPU;利用時鐘中斷進行記帳、監督系統工作以及確定未來的調度優先級等工作??梢哉f,“時鐘中斷”是整個操作系統的脈搏。
時鐘中斷的物理產生如圖所示:

操作系統對可編程定時/計數器進行有關初始化,然后定時/計數器就對輸入脈沖進行計數(分頻),產生的三個輸出脈沖Out0、Out1、Out2各有用途,很多接口書都介紹了這個問題,我們只看Out0上的輸出脈沖,這個脈沖信號接到中斷控制器8259A_1的0號管腳,觸發一個周期性的中斷,我們就把這個中斷叫做時鐘中斷,時鐘中斷的周期,也就是脈沖信號的周期,我們叫做“滴答”或“時標”(tick)。從本質上說,時鐘中斷只是一個周期性的信號,完全是硬件行為,該信號觸發CPU去執行一個中斷服務程序,但是為了方便,我們就把這個服務程序叫做時鐘中斷。
IBM PC中使用的是8253或8254芯片。有關該芯片的詳細知識我們不再詳述,只大體介紹以下它的組成和作用,如下表5.1所示:
表 8253/8254的組成及作用
| 名稱 | 端口地址 | 工作方式 | 產生的輸出脈沖的用途 | 
| 計數器0 | 0x40 | 方式3 | 時鐘中斷,也叫系統時鐘 | 
| 計數器1 | 0x41 | 方式2 | 動態存儲器刷新 | 
| 計數器2 | 0x42 | 方式3 | 揚聲器發聲 | 
| 控制寄存器 | 0x43 | / | 用于8253的初始化,接收控制字 | 
計數器0的輸出就是圖中的Out0,它的頻率由操作系統的設計者確定,Linux對8253的初始化程序段如下(在/arch/i386/kernel/i8259.c的init_IRQ()函數中):
set_intr_gate(ox20, interrupt[0]); /*在IDT的第0x20個表項中插入一個中斷門。這個門中的段選擇符設置成內核代碼段的選擇符,偏移域設置成0號中斷處理程序的入口地址。*/ outb_p(0x34,0x43); /* 寫計數器0的控制字:工作方式2*/ outb_p(LATCH & 0xff , 0x40); /* 寫計數初值LSB 計數初值低位字節*/ outb(LATCH >> 8 , 0x40); /* 寫計數初值MSB 計數初值高位字節*/ LATCH(英文意思為:鎖存器,即其中鎖存了計數器0的初值)為計數器0的計數初值,在/include/linux/timex.h中定義如下: #define CLOCK_TICK_RATE 1193180 /* 圖5.3中的輸入脈沖 */ #define LATCH ((CLOCK_TICK_RATE + HZ/2) / HZ) /* 計數器0的計數初值 */
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