Linux 2.4 内核说明文档（进程与中断管理篇）（5）

2.6. 内核时钟

现在我们来看看内核时钟。内核时钟常用来为细节函数(时钟处理函数)分派执行时间。主数据结构timer_list定义在include/linux/timer.h文件中：

struct timer_list {
struct list_head list;
unsigned long expires;
unsigned long data;
void (*function)(unsigned long);
volatile int running;
};

list字段用于链接内部链表，操作时由timerlist_lock同步锁保护。expires字段表示了处理函数在以data数据为参数被调用的时间数值。running字段用于SMP机上标识时钟处理函数当前是否运行在其他CPU上。
函数add_timer()和del_timer()用于从链表中增加和删除一个时钟。当时钟终止时，它自动被移出。在时钟被使用之前，它必须被init_timer函数初始化；在其被添加到链表之前，function字段和expires字段必须被设置。

2.7. 下半部机制

bottom half（又名下半部机制）是Linux提高系统中断响应和处理能力的有效机制。 发生中断时，处理器要停止当前正在执行的指令，而操作系统负责将中断发送到对应的设备驱动程序去处理。在中断的处理过程中，系统不能进行其他任何工作，因此，在这段时间内，设备驱动程序要以快的速度完成中断处理，而其他大部分工作在中断处理过程之外进行。Linux 内核利用bottom half处理过程帮助实现中断的快速处理。在中断有效的情况下，有时需要将一个任务分割成小份，以便中断可以获取到资源及时处理，而任务则稍后再继续（例如，对数据进行后加工，唤醒等待该数据的进程等）。
Bottom halves是用于延缓内核任务执行的旧有机制，在linux 1.x中已经实现了。在2.0内核，提供了一个新机制，称为“任务队列”。
Bottom halves由global_bh_lock旋转锁控制，即是在任何CPU上每刻仅有一个bottom half工作。无论如何，当尝试执行处理程序时，如果global_bh_lock，则bottom half被标识为执行态，进程也就得以继续。
Linux中总共仅能注册32个bottom half，操作bottom half的函数如下：
 void init_bh(int nr, void (*routine)(void))：为运行状态宏注册bottom half处理函数。这些状态宏以XXXX_BH格式定义在include/linux/interrupt.h 文件中，例如TIMER_BH或者TQUEUE_BH。通常子系统初始化运行环境时就会调用此函数注册bottom half。
 void remove_bh(int nr)：执行init_bh()相反的操作，删除指定宏。这里没有错误校验过程，因此可能会影响系统。通常子系统清除运行环境时就会调用这个函数。
 void mark_bh(int nr)：将bottom half 标识为执行态。通常，一个中断处理函数就会这样做。
Bottom halves是一些全局的排斥锁，所以问题“什么时候bottom half处理函数会执行”就相当于“什么时候排斥锁会执行”。这个答案就是：a）在每一个schedule里面，b）在每一个中断或者系统调用返回时。

文章来源CU社区：Linux 2.4 内核说明文档（进程与中断管理篇）