專利名稱：操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域、自動化和控制領(lǐng)域等，具體涉及操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法。
背景技術(shù)：
在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)起關(guān)鍵的作用。在操作系統(tǒng)的核心內(nèi)容——調(diào)度控制、內(nèi)存控制、中斷控制、時(shí)鐘控制、通訊控制中，時(shí)鐘控制起了非常重要的作用。在一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，對時(shí)鐘的設(shè)定、取消是一個(gè)很頻繁的操作，在對時(shí)鐘控制準(zhǔn)確性要求的同時(shí)，還要求時(shí)鐘控制的高效性。
傳統(tǒng)時(shí)鐘控制采用了一個(gè)定時(shí)隊(duì)列的控制方式，在設(shè)置定時(shí)時(shí)，要根據(jù)當(dāng)前用戶設(shè)定的定時(shí)長度到隊(duì)列中找到自己所在的位置。它必須從第一個(gè)定時(shí)器開始，檢查該定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間值，如果比自己設(shè)定的時(shí)間短，則繼續(xù)查找下一個(gè)定時(shí)器，下一個(gè)定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間值加上前面的定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間值和再同用戶設(shè)定的定時(shí)時(shí)長相比較。如此反復(fù)，直至前面定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間和大于用戶設(shè)置的時(shí)長，才將該定時(shí)器插入隊(duì)列中，同時(shí)要修改自己和在自己后面的一個(gè)定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間值。
如果在一個(gè)頻繁的進(jìn)行定時(shí)操作的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，例如交換機(jī)中，有1000用戶同時(shí)打電話，從主叫摘機(jī)到通話后掛機(jī)釋放，至少要進(jìn)行5次定時(shí)器設(shè)定、取消的操作，那么就可能同時(shí)有上千個(gè)定時(shí)器須同時(shí)設(shè)定。按照傳統(tǒng)定時(shí)器控制的方式，所消耗的時(shí)間和占用的系統(tǒng)資源將非常可觀。
因此，傳統(tǒng)的時(shí)鐘控制不能提供一個(gè)高效率的時(shí)鐘控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，用于多時(shí)鐘的控制和管理，既能保障時(shí)鐘控制的高效性，又能保障時(shí)鐘控制的準(zhǔn)確性，特別是在對時(shí)鐘操作頻繁的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，高效性和準(zhǔn)確性更加明顯。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，用于對多時(shí)鐘控制隊(duì)列進(jìn)行處理，該方法包括定時(shí)的中斷處理，用于完成定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長的減1操作及準(zhǔn)備超時(shí)消息的產(chǎn)生；定時(shí)器的設(shè)置與取消，分別用于完成將定時(shí)器掛入定時(shí)隊(duì)列和取出；超時(shí)消息調(diào)度，供系統(tǒng)調(diào)度使用的，用于產(chǎn)生超時(shí)消息；在所述定時(shí)的中斷處理、定時(shí)器的設(shè)置與取消、超時(shí)消息調(diào)度中均包含有多時(shí)鐘控制隊(duì)列處理，其處理過程至少包括不同隊(duì)列完成不同定時(shí)時(shí)長的處理，每個(gè)定時(shí)隊(duì)列只完成固定時(shí)長的定時(shí)，在隊(duì)列控制頭中用剩余時(shí)間這一變量來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和，新的定時(shí)器掛入相應(yīng)隊(duì)列的隊(duì)尾時(shí)，無需查找它隊(duì)列中在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和。
所述多時(shí)鐘控制隊(duì)列主要包含以下的控制隊(duì)列定時(shí)空閑隊(duì)列，用來控制空閑的定時(shí)器；定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，用來控制定時(shí)時(shí)長即將到達(dá)的定時(shí)器；定時(shí)忙隊(duì)列，定時(shí)時(shí)間已到，等待調(diào)度控制給設(shè)定定時(shí)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息；控制不同時(shí)長的多個(gè)隊(duì)列，用來控制不同定時(shí)時(shí)長的處理。
所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，每個(gè)隊(duì)列的隊(duì)列控制頭和定時(shí)器均包含以下的基本信息前向指針，用于找到下一個(gè)定時(shí)器；后向指針，用于找到上一個(gè)定時(shí)器；隊(duì)列標(biāo)記，用來指明當(dāng)前是哪個(gè)隊(duì)列；設(shè)定時(shí)長，如果是隊(duì)列控制頭，用來表明當(dāng)前該隊(duì)列所處理的定時(shí)時(shí)長；如果是定時(shí)器，則記錄該定時(shí)器需完成的定時(shí)時(shí)長；剩余時(shí)間，如果是隊(duì)列控制頭，則用來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和；如果是定時(shí)器，則記錄該定時(shí)器完成當(dāng)前所在隊(duì)列定時(shí)的剩余時(shí)間；設(shè)定定時(shí)器的進(jìn)程號，用以記錄是哪一個(gè)進(jìn)程設(shè)定定時(shí)操作的。
所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，多個(gè)隊(duì)列的處理采用以下的方式(1)當(dāng)用戶設(shè)定了一個(gè)m的定時(shí)，根據(jù)該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長找到它所在的隊(duì)列，將該定時(shí)器掛入該定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為m減去該隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長；
(2)當(dāng)該隊(duì)列的定時(shí)完成時(shí)，再根據(jù)它的定時(shí)時(shí)長查找下一個(gè)隊(duì)列，將該定時(shí)器掛入該定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為m減去該隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長減去下一個(gè)隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長；(3)重復(fù)前面的操作，一直到該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長小于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列中定時(shí)時(shí)長，將該定時(shí)器取出并掛入定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列；對于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)的處理，在中斷里需對該隊(duì)列中的所有定時(shí)器進(jìn)行掃描，如定時(shí)到，再將該定時(shí)器取出掛入定時(shí)忙隊(duì)列，由調(diào)度控制進(jìn)行調(diào)度，并給相應(yīng)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息。
所述定時(shí)的中斷處理包括對于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，需檢查隊(duì)列中的每一個(gè)定時(shí)器，如定時(shí)到則掛入定時(shí)忙隊(duì)列，否則對定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長進(jìn)行減1的操作；對于其它的隊(duì)列，只處理隊(duì)列控制頭和隊(duì)列中的第一個(gè)定時(shí)器，將隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間和隊(duì)列中的第一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間減1，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間為0時(shí)，將該定時(shí)器取出并掛入下一隊(duì)列，再繼續(xù)查找下一個(gè)剩余時(shí)間為0的定時(shí)器，并將它取出并掛入下一隊(duì)列，對隊(duì)列中的剩余時(shí)間不為0的定時(shí)器并不處理。
所述定時(shí)器的設(shè)置包括在每個(gè)隊(duì)列只進(jìn)行固定時(shí)長的定時(shí)處理，每一個(gè)掛入該隊(duì)列的定時(shí)器都進(jìn)行相同的定時(shí)，每一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間值是由該隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長減掉在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間值；新的定時(shí)器掛入時(shí)，新的定時(shí)器的剩余時(shí)間為隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長減去隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間值，將隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間置為隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長。
所述定時(shí)器的時(shí)鐘取消包括如果定時(shí)器已在空閑隊(duì)列中，則不做如何處理；當(dāng)在定時(shí)忙隊(duì)列或定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，只需要將定時(shí)器取出并掛入空閑隊(duì)列即可；否則除了要將定時(shí)器取出并掛入空閑隊(duì)列，還需修改定時(shí)器的剩余時(shí)間值。
所述定時(shí)器的時(shí)鐘取消還包括當(dāng)需取消的定時(shí)器是所在隊(duì)列中的最后一個(gè)定時(shí)器，則隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間＝隊(duì)列控制頭的原有剩余時(shí)間減去需取消定時(shí)的定時(shí)器的剩余時(shí)間值；否則，該定時(shí)器后面的一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間＝后面定時(shí)器原有的剩余時(shí)間加上需取消定時(shí)器的剩余時(shí)間值。
所述超時(shí)消息調(diào)度還包括檢查該隊(duì)列是否為空，如不空，則根據(jù)該定時(shí)器中保留的進(jìn)行號給相應(yīng)進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息，并將定時(shí)器歸還空閑隊(duì)列。
所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，還包括初始化處理步驟，包括申請數(shù)據(jù)區(qū)、初始化隊(duì)列頭、設(shè)置隊(duì)列標(biāo)記、剩余時(shí)長清零、設(shè)置隊(duì)列頭的時(shí)長值，將定時(shí)器掛入空閑隊(duì)列。


圖1為本發(fā)明定時(shí)器隊(duì)列控制框圖；圖2為本發(fā)明定時(shí)器處理過程框圖；圖3為本發(fā)明檢查定時(shí)器設(shè)定時(shí)長的流程圖；圖4為本發(fā)明檢查定時(shí)器剩余時(shí)間的流程圖；圖5為本發(fā)明定時(shí)器定時(shí)設(shè)置的流程圖；圖6為本發(fā)明定時(shí)器定時(shí)取消的流程圖；圖7為本發(fā)明超時(shí)消息調(diào)度流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明時(shí)鐘控制方法，主要由三部分組成一、定時(shí)的中斷處理模塊，它完成的基本功能是定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長的減1操作及準(zhǔn)備超時(shí)消息的產(chǎn)生；二、定時(shí)器的設(shè)置與取消模塊，分別完成將定時(shí)器掛入定時(shí)隊(duì)列和取出的功能。三、超時(shí)消息調(diào)度模塊，是供系統(tǒng)調(diào)度使用的，用以產(chǎn)生超時(shí)消息；多時(shí)鐘控制隊(duì)列它的處理過程分別包含在上述三部分內(nèi)容中，共同組成了我們設(shè)計(jì)的時(shí)鐘控制系統(tǒng)。
本發(fā)明多時(shí)鐘控制隊(duì)列的方法，它的核心方法用簡單的語言描述如下不同隊(duì)列完成不同定時(shí)時(shí)長的處理，每個(gè)定時(shí)隊(duì)列只完成固定時(shí)長的定時(shí)，在隊(duì)列控制頭中用剩余時(shí)間這一變量來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和，以便新的定時(shí)器掛入相應(yīng)隊(duì)列的隊(duì)尾時(shí)無需查找它隊(duì)列中在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間和。下面所進(jìn)行的所有操作都是為了實(shí)現(xiàn)這一思想。
本發(fā)明的時(shí)鐘控制隊(duì)列主要包含以下的控制隊(duì)列定時(shí)空閑隊(duì)列用來控制空閑的定時(shí)器；定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長即將到達(dá)的的定時(shí)器；定時(shí)忙隊(duì)列定時(shí)時(shí)間已到，等待調(diào)度控制給設(shè)定定時(shí)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息；
控制不同時(shí)長的多個(gè)隊(duì)列用來控制不同定時(shí)時(shí)長的處理；每個(gè)隊(duì)列的隊(duì)列控制頭和定時(shí)器均包含以下的基本信息(1)前向指針由于采用了隊(duì)列的控制方式，必須通過前向指針找到下一個(gè)定時(shí)器；(2)后向指針通過它找到上一個(gè)定時(shí)器；(3)隊(duì)列標(biāo)記用來指明當(dāng)前是哪個(gè)隊(duì)列；(4)設(shè)定時(shí)長如果是隊(duì)列控制頭，用來表明當(dāng)前該隊(duì)列所處理的定時(shí)時(shí)長；如果是定時(shí)器，則記錄該定時(shí)器需完成的定時(shí)時(shí)長；(5)剩余時(shí)間如果是隊(duì)列控制頭，則用來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和；如果是定時(shí)器，則記錄該定時(shí)器完成當(dāng)前所在隊(duì)列定時(shí)的剩余時(shí)間；(6)設(shè)定定時(shí)器的進(jìn)程號用以記錄是哪一個(gè)進(jìn)程設(shè)定定時(shí)操作的。
對多個(gè)隊(duì)列的處理，采用以下的方式當(dāng)用戶設(shè)定了一個(gè)m的定時(shí)，首先根據(jù)該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長找到它所在的隊(duì)列，將該定時(shí)器掛入該定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為m減去該隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長；當(dāng)該隊(duì)列的定時(shí)完成時(shí)，再根據(jù)它的定時(shí)時(shí)長查找下一個(gè)隊(duì)列，將該定時(shí)器掛入該定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為m減去該隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長減去下一個(gè)隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長；重復(fù)前面的操作，一直到該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長小于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列中定時(shí)時(shí)長，將該定時(shí)器取出并掛入定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列。對于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)的處理，在中斷里需對該隊(duì)列中的所有定時(shí)器進(jìn)行掃描，如定時(shí)到，再將該定時(shí)器取出掛入定時(shí)忙隊(duì)列，由調(diào)度控制進(jìn)行調(diào)度，并給相應(yīng)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息。
1.定時(shí)器的中斷處理中斷處理的實(shí)時(shí)性要求處理的步驟盡可能少，動作盡可能快。對于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，需檢查隊(duì)列中的每一個(gè)定時(shí)器，如定時(shí)到則掛入定時(shí)忙隊(duì)列，否則對定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長進(jìn)行減1的操作；對于其它的隊(duì)列，我們只處理隊(duì)列控制頭和隊(duì)列中的第一個(gè)定時(shí)器，將隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間和隊(duì)列中的第一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間減1，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間為0時(shí)，將該定時(shí)器取出并掛入下一隊(duì)列，再繼續(xù)查找下一個(gè)剩余時(shí)間為0的定時(shí)器，并將它取出并掛入下一隊(duì)列，對隊(duì)列中的剩余時(shí)間不為0的定時(shí)器并不處理。
2.定時(shí)器的時(shí)鐘設(shè)置
從前面介紹的傳統(tǒng)定時(shí)器的控制方式可以看到，定時(shí)器的設(shè)置是非常占用系統(tǒng)資源和耗時(shí)的。原因在于它需要到隊(duì)列中逐個(gè)查找定時(shí)器，直到發(fā)現(xiàn)它應(yīng)該插入的位置。而我們采用的多隊(duì)列的控制方式，直接將定時(shí)器掛入相應(yīng)隊(duì)列的隊(duì)尾，從根本上改變這種查找、插入的工作方式。這也是采用這種多隊(duì)列控制最大的優(yōu)勢。
隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間是用來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，剩余時(shí)間值為0；由于每個(gè)隊(duì)列只進(jìn)行固定時(shí)長的定時(shí)處理，每一個(gè)掛入該隊(duì)列的定時(shí)器都進(jìn)行相同的定時(shí)，因此每一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間值是由該隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長減掉在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間值，這樣才是它自己真正的時(shí)間剩余值。而我們正是用隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和，以便新的定時(shí)器掛入時(shí)，新的定時(shí)器的剩余時(shí)間為隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長減去隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間值。由于剛掛入一個(gè)定時(shí)器，顯然需要將隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間置為隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長；定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長＝用戶要求的設(shè)定時(shí)長-隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長；定時(shí)器的剩余時(shí)間＝隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長-隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間；隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間＝隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長。
3.定時(shí)器的時(shí)鐘取消由于定時(shí)器中有一個(gè)隊(duì)列標(biāo)記，可以很容易的知道當(dāng)前所處的隊(duì)列。如果當(dāng)前已在空閑隊(duì)列中，則不做如何處理；如果是在定時(shí)忙隊(duì)列或定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，只需要將定時(shí)器取出并掛入空閑隊(duì)列即可；否則除了要將定時(shí)器取出并掛入空閑隊(duì)列，還需修改定時(shí)器的剩余時(shí)間值。如果需取消的定時(shí)器是所在隊(duì)列中的最后一個(gè)定時(shí)器，則隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間＝隊(duì)列控制頭的原有剩余時(shí)間減去需取消定時(shí)的定時(shí)器的剩余時(shí)間值；如果不是的話，該定時(shí)器后面的一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間＝后面定時(shí)器原有的剩余時(shí)間加上需取消定時(shí)器的剩余時(shí)間值。
4.超時(shí)消息調(diào)度該模塊是供系統(tǒng)調(diào)度使用的，用以產(chǎn)生超時(shí)消息。檢查該隊(duì)列是否為空，如不空，則根據(jù)該定時(shí)器中保留的進(jìn)行號給相應(yīng)進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息，并將定時(shí)器歸還空閑隊(duì)列。
下面舉例說明采用11個(gè)隊(duì)列來進(jìn)行時(shí)鐘的控制過程，這11個(gè)隊(duì)列分別如下1.定時(shí)空閑隊(duì)列用來控制空閑的定時(shí)器；2.定時(shí)忙隊(duì)列定時(shí)時(shí)間已到，等待調(diào)度控制給設(shè)定定時(shí)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息；3.定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長小于50ms的定時(shí)器；4.50ms定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于50ms但小于100ms的定時(shí)器；5.100ms定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于100ms但小于500ms的定時(shí)器；6.500ms定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于500ms但小于1s的定時(shí)器；7.1s定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于1s但小于5s的定時(shí)器；8.5s定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于5s但小于10s的定時(shí)器；9.10s定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于10s但小于50s的定時(shí)器；10.50s定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于50s但小于100s的定時(shí)器；11.100s定時(shí)隊(duì)列用來控制定時(shí)時(shí)長大于等于100s的定時(shí)器；如圖1所示每個(gè)隊(duì)列分別采用一個(gè)隊(duì)列頭1，隊(duì)列的控制采用雙向鏈表的方式，隊(duì)列頭1的前向指針指向第一個(gè)定時(shí)器2，后向指針指向最后一個(gè)定時(shí)器5，中間定時(shí)器3、4的前向指針、后向指針分別指向下一個(gè)和前一個(gè)定時(shí)器。
隊(duì)列頭和定時(shí)器采用相同結(jié)構(gòu)，主要包含以下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如下所示typedef struct{WORD next；前向指針；WORD last；后向指針；WORD root；隊(duì)列標(biāo)記，用來指明當(dāng)前是哪個(gè)隊(duì)列；WORD len； 設(shè)定時(shí)長；WORD rst； 剩余時(shí)間；BYTE pno； 設(shè)定定時(shí)器的進(jìn)程號；}TCB；
下面舉例說明這些隊(duì)列的應(yīng)用。
假如用戶設(shè)定了一個(gè)1130ms的定時(shí)，首先將該定時(shí)器掛入1s定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為1130-1000＝130ms；當(dāng)1s的定時(shí)完成時(shí)，將該定時(shí)器取出掛入100ms定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為130-100＝30ms；當(dāng)100ms的定時(shí)完成時(shí)，將該定時(shí)器取出掛入定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，用戶設(shè)定的定時(shí)時(shí)長不變；對定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，在中斷里需對其中的所有定時(shí)器進(jìn)行掃描，如定時(shí)到，再將該定時(shí)器取出掛入定時(shí)忙隊(duì)列，由調(diào)度控制進(jìn)行調(diào)度，并給相應(yīng)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息。
以下我們以1s定時(shí)器隊(duì)列為例，說明我們采用的這種定時(shí)器的設(shè)置方式。
隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長長1000ms/中斷產(chǎn)生間隔，假設(shè)中斷間隔為10ms，即每10ms產(chǎn)生一次中斷，用戶設(shè)置的定時(shí)器最大會產(chǎn)生10ms的誤差。這樣隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長為100，這個(gè)值在初始化時(shí)進(jìn)行設(shè)定，是個(gè)常量。
由于該隊(duì)列固定處理1000ms的定時(shí)，每一個(gè)掛入該隊(duì)列的定時(shí)器只進(jìn)行1000ms的定時(shí)，因此每一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間值是由1000ms減掉在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間值，這樣才是它自己真正的時(shí)間剩余值。
定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長＝用戶要求的設(shè)定時(shí)長-100；定時(shí)器的剩余時(shí)間＝100-隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間；隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間＝100；圖2為定時(shí)器處理過程圖，是先掛入一個(gè)設(shè)定時(shí)長為4200ms的定時(shí)器，經(jīng)過200ms后，再掛入一個(gè)設(shè)定時(shí)長為3400ms的定時(shí)器處理過程。
初始化處理模塊1申請所有定時(shí)器和定時(shí)器隊(duì)列頭所需的數(shù)據(jù)區(qū)；2初始化所有的定時(shí)器隊(duì)列頭，將每個(gè)隊(duì)列頭中的前向指針和后向指針分別指向隊(duì)列頭自己，設(shè)置隊(duì)列頭中的隊(duì)列標(biāo)記為具體的哪一個(gè)隊(duì)列，將所有隊(duì)列中剩余時(shí)間清0；3設(shè)置所有隊(duì)列頭中的時(shí)長len值；(由于我們采用了10ms中斷，故相應(yīng)隊(duì)列頭的時(shí)間值要除10，如下所示50ms定時(shí)隊(duì)列的len＝5；100ms定時(shí)隊(duì)列的len＝10；500ms定時(shí)隊(duì)列的len＝50；1s定時(shí)隊(duì)列的len＝100；5s定時(shí)隊(duì)列的len＝500；10s定時(shí)隊(duì)列的len＝1000；50s定時(shí)隊(duì)列的len＝5000；100s定時(shí)隊(duì)列的len＝10000；)
4將所有的定時(shí)器掛入定時(shí)器空閑隊(duì)列中。
中斷處理模塊中斷處理模塊顧名思義是在中斷里處理的，它每10ms處理一次，需掃描所有的隊(duì)列，其處理步驟如下1.掃描定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列過程；2.掃描50ms定時(shí)隊(duì)列過程；3.掃描100ms定時(shí)隊(duì)列過程；4.掃描500ms定時(shí)隊(duì)列過程；5.掃描1s定時(shí)隊(duì)列過程；6.掃描5s定時(shí)隊(duì)列過程；7.掃描10s定時(shí)隊(duì)列過程；8.掃描50s定時(shí)隊(duì)列過程；9.掃描100s定時(shí)隊(duì)列過程；掃描定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列過程的處理，是按順序從隊(duì)列控制頭開始對隊(duì)列中的每一個(gè)定時(shí)器進(jìn)行檢查，如定時(shí)時(shí)間為0則掛入定時(shí)忙隊(duì)列，如未到，則繼續(xù)查找下一個(gè)定時(shí)器，直至所有隊(duì)列中的定時(shí)器均檢查過。
對于整個(gè)隊(duì)列而言，處理過程如圖3所示開始(步驟30)，判斷隊(duì)列是否為空？(步驟31)若是，則退出；若否，則判斷設(shè)定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長len是否為0？(步驟33)，若是，則從隊(duì)列中取出該定時(shí)器(步驟37)，將該定時(shí)器插入定時(shí)器忙隊(duì)列(步驟38)；若否，定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長減1(步驟34)，檢查是否到隊(duì)列尾(步驟35)，如果沒有，取下一個(gè)定時(shí)器(步驟32)重復(fù)上述步驟。
對于定時(shí)器的剩余時(shí)間，從掃描50ms隊(duì)列開始，隊(duì)列的處理方式是一致的，它的處理如圖4所示開始(步驟40)，判斷隊(duì)列是否為空(步驟41)？若是，則退出；若否，將隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間減1(步驟42)，并將隊(duì)列中的第一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間減1(步驟43)，如果定時(shí)器的剩余時(shí)間不為0(步驟44)，則退出。如果為0，將該定時(shí)器取出并根據(jù)它的設(shè)定時(shí)長把它掛入響應(yīng)隊(duì)列中(步驟45)。再判斷隊(duì)列是否為空(步驟46)，如果空，則退出。如果不為空，則檢查下一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間值(步驟47)，返回到步驟44。
給用戶提供的設(shè)置、取消定時(shí)所用的兩個(gè)原語(primitive)，設(shè)置定時(shí)的原語SET_TIMER，它的處理如圖5所示，取消定時(shí)的原語KILL_TIMER，它的處理如圖6所示。
圖5中，開始，從定時(shí)器空閑隊(duì)列中取出一定時(shí)器，記錄下當(dāng)前的進(jìn)程號和設(shè)定時(shí)長(步驟50)，如果設(shè)定時(shí)長為0，則將該定時(shí)器掛入定時(shí)忙隊(duì)列(步驟56)，退出；如果設(shè)定時(shí)長不為0但小于50ms，將該定時(shí)器掛入定時(shí)時(shí)長小于50ms隊(duì)列的隊(duì)尾(步驟58)，退出(步驟59)。如果設(shè)定時(shí)長不小于50ms，根據(jù)定時(shí)器的時(shí)長找出相應(yīng)的隊(duì)列(步驟53)，將該定時(shí)器掛入該隊(duì)列的隊(duì)尾(步驟54)，計(jì)算定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長、定時(shí)器的剩余時(shí)間和隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間(步驟55)。
圖6中，取出該定時(shí)器所在的隊(duì)列號(步驟60)，檢查定時(shí)器是否還在該隊(duì)列中(步驟61)，不在，則退出。如果在，判斷該定時(shí)器是否在空閑隊(duì)列中(步驟62)，如果不在，判斷是否在忙隊(duì)列中或者定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列中(步驟63)，若是，則從隊(duì)列中刪除該定時(shí)器，將定時(shí)器掛入空閑隊(duì)列中(步驟68)，退出。再取出該定時(shí)器的下一個(gè)定時(shí)器(步驟64)，判斷是否是隊(duì)尾(步驟65)？如果是，隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間等于隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間減去該定時(shí)器的剩余時(shí)間(步驟69)，如果否，則下一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間等于下一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間加上該定時(shí)器的剩余時(shí)間(步驟66)，最后，從隊(duì)列中刪除該定時(shí)器并將定時(shí)器掛入空閑隊(duì)列中(步驟67)。
圖7所示為超時(shí)消息調(diào)度模塊的流程圖，超時(shí)消息調(diào)度模塊是供系統(tǒng)調(diào)度使用的，用以產(chǎn)生超時(shí)消息。
首先判斷定時(shí)器是否為空(步驟70)？如果不為空，從定時(shí)器忙隊(duì)列中刪除該定時(shí)器(步驟71)，根據(jù)定時(shí)器中保留的進(jìn)程號調(diào)度執(zhí)行該進(jìn)程(步驟72)，然后將該定時(shí)器歸還定時(shí)器空閑隊(duì)列(步驟73)，判斷定時(shí)器隊(duì)列是否為空，如果不空，取下一個(gè)定時(shí)器，返回步驟71。
定時(shí)器的隊(duì)列標(biāo)記(root)需特別說明，當(dāng)定時(shí)器掛入空閑隊(duì)列時(shí)，隊(duì)列標(biāo)記中記錄的是自己的定時(shí)器號；而當(dāng)隊(duì)列掛入其它隊(duì)列時(shí)，隊(duì)列標(biāo)記中記錄的則是隊(duì)列頭的定時(shí)器號，主要的作用是可以很容易的知道當(dāng)前定時(shí)器所處的隊(duì)列號。
以上幾個(gè)基本部分，共同組成了時(shí)鐘控制的功能。其中，初始化模塊在系統(tǒng)剛開始運(yùn)行時(shí)調(diào)用一次，以后不再執(zhí)行；中斷處理模塊供系統(tǒng)在中斷里調(diào)用，每次中斷產(chǎn)生調(diào)用一次；超時(shí)消息調(diào)度模塊供調(diào)度控制在系統(tǒng)主循環(huán)里調(diào)度；兩個(gè)原語SET_TIMER和KILL_TIMER則是提供給用戶所用的。
由于是介紹方法，故我們這里只簡單的提供了設(shè)置、取消定時(shí)操作的兩個(gè)原語的設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)自己的需要增加相應(yīng)的原語，如定時(shí)給某個(gè)進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息或取消該操作的原語，提供周期性的發(fā)送超時(shí)消息或取消的原語等。
權(quán)利要求
1.一種操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，用于對多時(shí)鐘控制隊(duì)列進(jìn)行處理，該方法包括定時(shí)的中斷處理，用于完成定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長的減1操作及準(zhǔn)備超時(shí)消息的產(chǎn)生；定時(shí)器的設(shè)置與取消，分別用于完成將定時(shí)器掛入定時(shí)隊(duì)列和取出；超時(shí)消息調(diào)度，供系統(tǒng)調(diào)度使用的，用于產(chǎn)生超時(shí)消息；其特征在于，在所述定時(shí)的中斷處理、定時(shí)器的設(shè)置與取消、超時(shí)消息調(diào)度中均包含有多時(shí)鐘控制隊(duì)列處理，其處理過程至少包括不同隊(duì)列完成不同定時(shí)時(shí)長的處理，每個(gè)定時(shí)隊(duì)列只完成固定時(shí)長的定時(shí)，在隊(duì)列控制頭中用剩余時(shí)間這一變量來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和，新的定時(shí)器掛入相應(yīng)隊(duì)列的隊(duì)尾時(shí)，無需查找它隊(duì)列中在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和。
2.如權(quán)利要求1所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，所述多時(shí)鐘控制隊(duì)列主要包含以下的控制隊(duì)列定時(shí)空閑隊(duì)列，用來控制空閑的定時(shí)器；定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，用來控制定時(shí)時(shí)長即將到達(dá)的定時(shí)器；定時(shí)忙隊(duì)列，定時(shí)時(shí)間已到，等待調(diào)度控制給設(shè)定定時(shí)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息；控制不同時(shí)長的多個(gè)隊(duì)列，用來控制不同定時(shí)時(shí)長的處理。
3.如權(quán)利要求1或者2所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，每個(gè)隊(duì)列的隊(duì)列控制頭和定時(shí)器均包含以下的基本信息前向指針，用于找到下一個(gè)定時(shí)器；后向指針，用于找到上一個(gè)定時(shí)器；隊(duì)列標(biāo)記，用來指明當(dāng)前是哪個(gè)隊(duì)列；設(shè)定時(shí)長，如果是隊(duì)列控制頭，用來表明當(dāng)前該隊(duì)列所處理的定時(shí)時(shí)長；如果是定時(shí)器，則記錄該定時(shí)器需完成的定時(shí)時(shí)長；剩余時(shí)間，如果是隊(duì)列控制頭，則用來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和；如果是定時(shí)器，則記錄該定時(shí)器完成當(dāng)前所在隊(duì)列定時(shí)的剩余時(shí)間；設(shè)定定時(shí)器的進(jìn)程號，用以記錄是哪一個(gè)進(jìn)程設(shè)定定時(shí)操作的。
4.如權(quán)利要求1所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，多個(gè)隊(duì)列的處理采用以下的方式(1)當(dāng)用戶設(shè)定了一個(gè)m的定時(shí)，根據(jù)該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長找到它所在的隊(duì)列，將該定時(shí)器掛入該定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為m-該隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長；(2)當(dāng)該隊(duì)列的定時(shí)完成時(shí)，再根據(jù)它的定時(shí)時(shí)長查找下一個(gè)隊(duì)列，將該定時(shí)器掛入該定時(shí)隊(duì)列，并將該定時(shí)器中定時(shí)時(shí)長改為m-該隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長-下一個(gè)隊(duì)列的設(shè)定時(shí)長；(3)重復(fù)前面的操作，一直到該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長小于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列中定時(shí)時(shí)長，將該定時(shí)器取出并掛入定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列；對于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)的處理，在中斷里需對該隊(duì)列中的所有定時(shí)器進(jìn)行掃描，如定時(shí)到，再將該定時(shí)器取出掛入定時(shí)忙隊(duì)列，由調(diào)度控制進(jìn)行調(diào)度，并給相應(yīng)的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息。
5.如權(quán)利要求1所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，所述定時(shí)的中斷處理包括對于定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，需檢查隊(duì)列中的每一個(gè)定時(shí)器，如定時(shí)到則掛入定時(shí)忙隊(duì)列，否則對定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長進(jìn)行減1的操作；對于其它的隊(duì)列，只處理隊(duì)列控制頭和隊(duì)列中的第一個(gè)定時(shí)器，將隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間和隊(duì)列中的第一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間減1，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間為0時(shí)，將該定時(shí)器取出并掛入下一隊(duì)列，再繼續(xù)查找下一個(gè)剩余時(shí)間為0的定時(shí)器，并將它取出并掛入下一隊(duì)列，對隊(duì)列中的剩余時(shí)間不為0的定時(shí)器并不處理。
6.如權(quán)利要求1所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，所述定時(shí)器的設(shè)置包括在每個(gè)隊(duì)列只進(jìn)行固定時(shí)長的定時(shí)處理，每一個(gè)掛入該隊(duì)列的定時(shí)器都進(jìn)行相同的定時(shí)，每一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間值是由該隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長減掉在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間值；新的定時(shí)器掛入時(shí)，新的定時(shí)器的剩余時(shí)間為隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長-隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間值，將隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間置為隊(duì)列控制頭的設(shè)定時(shí)長。
7.如權(quán)利要求1所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，所述定時(shí)器的時(shí)鐘取消包括如果定時(shí)器已在空閑隊(duì)列中，則不做如何處理；當(dāng)在定時(shí)忙隊(duì)列或定時(shí)即將到達(dá)隊(duì)列，只需要將定時(shí)器取出并掛入空閑隊(duì)列即可；否則除了要將定時(shí)器取出并掛入空閑隊(duì)列，還需修改定時(shí)器的剩余時(shí)間值。
8.如權(quán)利要求7所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，所述定時(shí)器的時(shí)鐘取消還包括當(dāng)需取消的定時(shí)器是所在隊(duì)列中的最后一個(gè)定時(shí)器，則隊(duì)列控制頭的剩余時(shí)間＝隊(duì)列控制頭的原有剩余時(shí)間-需取消定時(shí)的定時(shí)器的剩余時(shí)間值；否則，該定時(shí)器后面的一個(gè)定時(shí)器的剩余時(shí)間＝后面定時(shí)器原有的剩余時(shí)間+需取消定時(shí)器的剩余時(shí)間值。
9.如權(quán)利要求1所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，所述超時(shí)消息調(diào)度還包括檢查該隊(duì)列是否為空，如不空，則根據(jù)該定時(shí)器中保留的進(jìn)行號給相應(yīng)進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息，并將定時(shí)器歸還空閑隊(duì)列。
10.如權(quán)利要求1所述操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，其特征在于，該方法還包括初始化處理步驟，包括申請數(shù)據(jù)區(qū)、初始化隊(duì)列頭、設(shè)置隊(duì)列標(biāo)記、剩余時(shí)長清零、設(shè)置隊(duì)列頭的時(shí)長值，將定時(shí)器掛入空閑隊(duì)列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操作系統(tǒng)中的時(shí)鐘控制方法，用于對多時(shí)鐘控制隊(duì)列進(jìn)行處理，該方法包括定時(shí)的中斷處理、定時(shí)器的設(shè)置與取消和超時(shí)消息調(diào)度，在所述定時(shí)的中斷處理、定時(shí)器的設(shè)置與取消、超時(shí)消息調(diào)度中均包含有多時(shí)鐘控制隊(duì)列處理，其處理過程至少包括不同隊(duì)列完成不同定時(shí)時(shí)長的處理，每個(gè)定時(shí)隊(duì)列只完成固定時(shí)長的定時(shí)，在隊(duì)列控制頭中用剩余時(shí)間這一變量來記錄隊(duì)列中所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和，新的定時(shí)器掛入相應(yīng)隊(duì)列的隊(duì)尾時(shí)，無需查找它隊(duì)列中在它前面的所有定時(shí)器的剩余時(shí)間之和。本發(fā)明既能保障時(shí)鐘控制的高效性，又能保障時(shí)鐘控制的準(zhǔn)確性，特別是在對時(shí)鐘操作頻繁的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中更為明顯。
文檔編號G05B19/00GK1570785SQ0313996
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者王永新, 朱西延, 任小燕, 毛曉峻, 宣志堅(jiān) 申請人:中興通訊股份有限公司