操作系统的定时机制实验：Linux内核与用户空间定时

"操作系统实验五 内核的定时机制实验" 在本次大学操作系统实验报告中，实验五聚焦于内核的定时机制，旨在让学生通过实际编程来理解和掌握Linux内核如何处理时间测量以及如何从用户空间获取内核的时间数据。实验内容主要包括三个方面：设置用户态程序响应定时器、使用ITIMER_REAL实现gettimeofday功能，以及记录进程的四种运行时间。 首先，实验要求在用户态编写一个程序，设定一个定时器，并在时间到达时触发特定响应。这是对定时器基本使用方式的练习，可以通过各种方式实现，例如设置一个倒计时并显示相关信息。 其次，实验B的目标是利用定时器ITIMER_REAL模拟gettimeofday函数，使其每秒产生一个信号，用于计算已流逝的秒数。ITIMER_REAL是Linux中的实时定时器，它在时间间隔结束时发送SIGALRM信号。通过设置定时器的间隔为1秒，并为SIGALRM信号定义一个信号处理程序，可以在时间到达时输出当前时间。 实验C涉及记录进程的运行时间，包括realtime（实际时间）、cputime（CPU时间）、usertime（用户CPU时间）和kerneltime（内核CPU时间）。这通常需要用到getrusage()函数，它可以提供关于进程及其子进程使用的资源信息。为了模拟CPU使用和I/O阻塞，实验使用了分解质因数操作和fork()、sleep()函数。 实验步骤中，先设置定时器，然后在信号处理函数中更新计数器以记录时间。在main函数中，通过设置信号处理函数和启动定时器，程序会在接收到10个SIGALRM信号后结束。另一个示例程序可能涉及到使用getrusage()来获取和打印进程的运行时间详情。 通过这个实验，学生不仅能够深入理解Linux内核的定时器机制，还能了解到如何在用户态与内核态之间进行交互，以及如何使用系统调用来获取和分析进程的运行情况。这些技能对于深入学习操作系统和进行系统级编程至关重要。