7．7．3．1 getitimer()系统调用的实现

函数sys_getitimer()有两个参数：（1）which，指定查询调用进程的哪一个间隔定时器，其取值可以是ITIMER_REAL、ITIMER_VIRT和ITIMER_PROF三者之一。（2）value指针，指向用户空间中的一个itimerval结构，用于接收查询结果。该函数的源码如下：

/* SMP: Only we modify our itimer values. */ 

asmlinkage long sys_getitimer(int which, struct itimerval *value) 

{ 

int error = -EFAULT; 

struct itimerval get_buffer; 



if (value) { 

error = do_getitimer(which, &get_buffer); 

if (!error && 

copy_to_user(value, &get_buffer, sizeof(get_buffer))) 

error = -EFAULT; 

} 

return error; 

}

显然，sys_getitimer()函数主要通过do_getitimer()函数来查询当前进程的间隔定时器信息，并将查询结果保存在内核空间的结构变量get_buffer中。然后，调用copy_to_usr()宏将 get_buffer中结果拷贝到用户空间缓冲区中。

函数do_getitimer()的源码如下（kernel/itimer.c）：

int do_getitimer(int which, struct itimerval *value) 

{ 

register unsigned long val, interval; 



switch (which) { 

case ITIMER_REAL: 

interval = current->it_real_incr; 

val = 0; 

/* 

* FIXME! This needs to be atomic, in case the kernel timer happens! 

*/ 

if (timer_pending(¤t->real_timer)) { 

val = current->real_timer.expires - jiffies; 



/* look out for negative/zero itimer.. */ 

if ((long) val <= 0) 

val = 1; 

} 

break; 

case ITIMER_VIRTUAL: 

val = current->it_virt_value; 

interval = current->it_virt_incr; 

break; 

case ITIMER_PROF: 

val = current->it_prof_value; 

interval = current->it_prof_incr; 

break; 

default: 

return(-EINVAL); 

} 

jiffiestotv(val, &value->it_value); 

jiffiestotv(interval, &value->it_interval); 

return 0; 

}

查询的过程如下：

（1）首先，用局部变量val和interval分别表示待查询间隔定时器的间隔计数器的当前值和初始值。

（2）如果which＝ITIMER_REAL，则查询当前进程的 ITIMER_REAL间隔定时器。于是从current->it_real_incr中得到ITIMER_REAL间隔定时器的间隔计数器的初始值，并将其保存到interval局部变量中。而对于间隔计数器的当前值，由于ITITMER_REAL间隔定时器是通过real_timer这个内核动态定时器来实现的，因此不能通过current->it_real_value来获得ITIMER_REAL间隔定时器的间隔计数器的当前值，而必须通过real_timer来得到这个值。为此先用timer_pending()函数来判断current->real_timer是否已被起动。如果未启动，则说明ITIMER_REAL间隔定时器也未启动，因此其间隔计数器的当前值肯定是0。因此将val变量简单地置0就可以了。如果已经启动，则间隔计数器的当前值应该等于（timer_real.expires－jiffies）。

（3）如果which＝ITIMER_VIRT，则查询当前进程的ITIMER_VIRT间隔定时器。于是简单地将计数器初值it_virt_incr和当前值it_virt_value分别保存到局部变量interval和val中。

（4）如果which＝ITIMER_PROF，则查询当前进程的ITIMER_PROF间隔定时器。于是简单地将计数器初值it_prof_incr和当前值it_prof_value分别保存到局部变量interval和val中。

（5）最后，通过转换函数jiffiestotv()将val和interval转换成timeval格式的时间值，并保存到value->it_value和value->it_interval中，作为查询结果返回。

7．7．3．2 setitimer()系统调用的实现

函数sys_setitimer()不仅设置调用进程的指定间隔定时器，而且还返回该间隔定时器的原有信息。它有三个参数：（1）which，含义与sys_getitimer()中的参数相同。（2）输入参数value，指向用户空间中的一个itimerval结构，含有待设置的新值。（3）输出参数ovalue，指向用户空间中的一个itimerval结构，用于接收间隔定时器的原有信息。

该函数的源码如下（kernel/itimer.c）：

/* SMP: Again, only we play with our itimers, and signals are SMP safe 

* now so that is not an issue at all anymore. 

*/ 

asmlinkage long sys_setitimer(int which, struct itimerval *value, 

struct itimerval *ovalue) 

{ 

struct itimerval set_buffer, get_buffer; 

int error; 



if (value) { 

if(copy_from_user(&set_buffer, value, sizeof(set_buffer))) 

return -EFAULT; 

} else 

memset((char *) &set_buffer, 0, sizeof(set_buffer)); 



error = do_setitimer(which, &set_buffer, ovalue ? &get_buffer : 0); 

if (error || !ovalue) 

return error; 



if (copy_to_user(ovalue, &get_buffer, sizeof(get_buffer))) 

return -EFAULT; 

return 0; 

}

对该函数的注释如下：

（1）在输入参数指针value非空的情况下，调用copy_from_user()宏将用户空间中的待设置信息拷贝到内核空间中的set_buffer结构变量中。如果value指针为空，则简单地将set_buffer结构变量全部置0。

（2）调用do_setitimer()函数完成实际的设置操作。如果输出参数 ovalue指针有效，则以内核变量get_buffer的地址作为do_setitimer()函数的第三那个调用参数，这样当 do_setitimer()函数返回时，get_buffer结构变量中就将含有当前进程的指定间隔定时器的原来信息。Do_setitimer()函数返回0值表示成功，非0值表示失败。

（3）在do_setitimer()函数返回非0值的情况下，或者ovalue指针为空的情况下（不需要输出间隔定时器的原有信息），函数就可以直接返回了。

（4）如果ovalue指针非空，调用copy_to_user()宏将get_buffer()结构变量中值拷贝到ovalue所指向的用户空间中去，以便让用户得到指定间隔定时器的原有信息值。

函数do_setitimer()的源码如下（kernel/itimer.c）：

int do_setitimer(int which, struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue) 

{ 

register unsigned long i, j; 

int k; 



i = tvtojiffies(&value->it_interval); 

j = tvtojiffies(&value->it_value); 

if (ovalue && (k = do_getitimer(which, ovalue)) < 0) 

return k; 

switch (which) { 

case ITIMER_REAL: 

del_timer_sync(¤t->real_timer); 

current->it_real_value = j; 

current->it_real_incr = i; 

if (!j) 

break; 

if (j > (unsigned long) LONG_MAX) 

j = LONG_MAX; 

i = j + jiffies; 

current->real_timer.expires = i; 

add_timer(¤t->real_timer); 

break; 

case ITIMER_VIRTUAL: 

if (j) 

j++; 

current->it_virt_value = j; 

current->it_virt_incr = i; 

break; 

case ITIMER_PROF: 

if (j) 

j++; 

current->it_prof_value = j; 

current->it_prof_incr = i; 

break; 

default: 

return -EINVAL; 

} 

return 0; 

}

对该函数的注释如下：

（1）首先调用tvtojiffies（）函数将timeval格式的初始值和当前值转换成以时钟滴答为单位的时间值。并分别保存在局部变量i和j中。

（2）如果ovalue指针非空，则调用do_getitimer()函数查询指定间隔定时器的原来信息。如果do_getitimer()函数返回负值，说明出错。因此就要直接返回错误值。否则继续向下执行开始真正地设置指定的间隔定时器。

（3）如果which=ITITMER_REAL，表示设置ITIMER_REAL 间隔定时器。（a）调用del_timer_sync()函数（该函数在单CPU系统中就是del_timer()函数）将当前进程的 real_timer定时器从内核动态定时器链表中删除。（b）将it_real_incr和it_real_value分别设置为局部变量i和j。（c）如果j=0，说明不必启动real_timer定时器，因此执行break语句退出switch…case控制结构，而直接返回。（d）将 real_timer的expires成员设置成（jiffies＋当前值j），然后调用add_timer()函数将当前进程的real_timer定时器加入到内核动态定时器链表中，从而启动该定时器。

（4）如果which=ITIMER_VIRT，则简单地用局部变量i和j的值分别更新it_virt_incr和it_virt_value就可以了。

（5）如果which=ITIMER_PROF，则简单地用局部变量i和j的值分别更新it_prof_incr和it_prof_value就可以了。

（6）最后，返回0值表示成功。

7．7．3．3 alarm系统调用

系统调用alarm可以让调用进程在指定的秒数间隔后收到一个SIGALRM信号。它只有一个参数seconds，指定以秒数计的定时间隔。函数sys_alarm()的源码如下（kernel/timer.c）：

/* 

* For backwards compatibility? This can be done in libc so Alpha 

* and all newer ports shouldn't need it. 

*/ 

asmlinkage unsigned long sys_alarm(unsigned int seconds) 

{ 

struct itimerval it_new, it_old; 

unsigned int oldalarm; 



it_new.it_interval.tv_sec = it_new.it_interval.tv_usec = 0; 

it_new.it_value.tv_sec = seconds; 

it_new.it_value.tv_usec = 0; 

do_setitimer(ITIMER_REAL, &it_new, &it_old); 

oldalarm = it_old.it_value.tv_sec; 

/* ehhh.. We can't return 0 if we have an alarm pending.. */ 

/* And we'd better return too much than too little anyway */ 

if (it_old.it_value.tv_usec) 

oldalarm++; 

return oldalarm; 

}

这个系统调用实际上就是启动进程的ITIMER_REAL间隔定时器。因此它完全可放到用户空间的C函数库（比如libc和glibc）中来实现。但是为了保此内核的向后兼容性，2.4.0版的内核仍然将这个syscall放在内核空间中来实现。函数sys_alarm（）的实现过程如下：

（1）根据参数seconds的值构造一个itimerval结构变量it_new。注意！由于alarm启动的ITIMER_REAL间隔定时器是一次性而不是循环重复的，因此it_new变量中的it_interval成员一定要设置为0。

（2）调用函数do_setitimer()函数以新构造的定时器it_new来启动当前进程的ITIMER_REAL定时器，同时将该间隔定时器的原定时间隔保存到局部变量it_old中。

（3）返回值oldalarm表示以秒数计的ITIMER_REAL间隔定时器的原定时间隔值。因此先把it_old.it_value.tv_sec赋给oldalarm，并且在it_old.it_value.tv_usec非0的情况下，将oldalarm的值加1（也即不足1秒补足1秒）。

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