La gestione del clock in Minix

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1 La gestione del clock in Minix Sistemi Operativi Lez. 29 1

2 La periferica Il cristallo di quarzo sottoposto a tensione genera un segnale con frequenza che varia da 5 a 200 MHz Ad ogni ciclo il contatore viene decrementato quando raggiunge il valore zero: La periferica invia un Interrupt HW (IRQ 8) Il contatore viene re-inizializzato L intervallo di tempo che intercorre tra un interrupt ed il successivo è denominato clock tick 2

3 Esempio Un clock chip che contiene un contatore a 16 bit ed un cristallo che genera segnali a 5 MHz, genererà clock tick della durata compresa tra 0,2 microsecondi e 13,1 millisecondi E se il clock è a 100 Mhz? Solitamente all interno di un PC esistono più chip di clock programmabili I chip di clock usati per la sincronizzazione di CPU e BUS di sistema usano circuiti diversi da quelli usati per la gestione degli eventi 3

4 Funzionalità svolte Time of the day: solitamente ottenuto memorizzando il numero di secondi (in termini di tick) trascorsi a partire dal 1/01/1970 4

5 Funzionalità svolte Segnalare la terminazione dei quanti di tempo: i quanti di tempo sono definiti in termini di tick ad ogni interrupt di clock si decrementa il quanto di 1 Accounting per l uso della CPU 5

6 Funzionalità svolte Gestire segnali a tempo per conto dei processi eseguiti dal sistema: alcuni processi basano le loro azioni sull avverarsi o meno di certi eventi, entro intervalli di tempo predeterminati (es. ack di TCP) 6

7 Funzionalità svolte Watchdog timers: simili ai precedenti, con la differenza che allo scadere del tempo prefissato invece di inviare segnali richiamano opportune procedure di gestione Profiling: raccogliere i tempi di esecuzione di diverse componenti del sistema o dei processi utente 7

8 Implementazione Le componenti del sistema operativo coinvolte nella gestione del clock sono: Interrupt handler Clock driver (clock task) Che si appoggia su do_clocktick per svolgere le operazioni richieste Routine di servizio: leggere il clock, leggere l ora del sistema, leggere dei registri all interno del chip 8

9 Driver È la prima componente che si occupa del clock ad essere eseguita sul sistema e quindi deve provvedere alla inizializzazione del dispositivo Viene avviata in fase di boot Costituita da un loop infinito che riceve solo un tipo di messaggi provenienti da HARD_INT e generati dall interrupt handler 9

10 Clock driver 10

11 init_clock() clock_hook.proc_nr_e = CLOCK; Terminata l esecuzione di init_clock(), dopo 16,67 millisecondi arriverà il primo clock interrupt 11

12 irq_handlers [nr_irq_hook] irq_hook_t irq_hook_t irq_hook_t irq_hook_t 12

13 Strutture dati: irq_hook_t STRUTTURA DATI DI RIFERIMENTO PER LA GESTIONE DEGLI INTERRUPT, ESISTE ALMENO UN ELEMENTO irq_hook_t PER OGNI TIPO DI INTERRUPT *HANDLER n.ro IRQ hook_id pid driver policy next Generic handler 13

14 Strutture dati Minix typedef unsigned long irq_policy_t; typedef unsigned long irq_id_t; typedef struct irq_hook { struct irq_hook *next; /* next hook in chain */ int (*handler)(struct irq_hook *); /* interrupt handler */ int irq; /* IRQ vector number */ int id; /* id of this hook */ int proc_nr_e; /* (endpoint) NONE if not in use */ irq_id_t notify_id; /* id to return on interrupt */ irq_policy_t policy; /* bit mask for policy */ } irq_hook_t; typedef int (*irq_handler_t)(struct irq_hook *); 14

15 00089 /*===========================================================================* * put_irq_handler * *===========================================================================*/ PUBLIC void put_irq_handler(hook, irq, handler) irq_hook_t *hook; int irq; irq_handler_t handler; { /* Register an interrupt handler. */ int id; irq_hook_t **line; if (irq < 0 irq >= NR_IRQ_VECTORS) panic("invalid call to put_irq_handler", irq); line = &irq_handlers[irq]; id = 1; while (*line!= NULL) { if (hook == *line) return; /* extra initialization */ line = &(*line)->next; id <<= 1; } if (id == 0) panic("too many handlers for irq", irq); hook->next = NULL; hook->handler = handler; hook->irq = irq; hook->id = id; *line = hook; irq_use = 1 << irq; } 15

16 interrupt_handler() Per prima cosa aggiorna realtime (n.ro di ticks trascorsi dal boot) prevedendo eventuali lost_ticks, variabile globale aggiornata da driver e interrupt handler 16

17 interrupt_handler Aggiorna il PCB del processo nel caso di processo di sistema (quindi non billable) addebita i tick al processo billable di riferimento 17

18 interrupt_handler Nel caso di quanto terminato, o di watchdog timers scaduto viene richiamato il clock driver 18

19 do_clocktick 19

20 do_clocktick 20

21 Clock Service 21