“如何度量时间的成本？”


    钱学敏提出的这个问题，像一柄重锤，狠狠敲在了刚刚还处在狂喜中的众人心头。


    是啊。


    黄建功的那个“成本管理”理论，听起来天衣无缝。


    但它有一个最根本，最核心的前提。


    那就是，内核必须有能力，在微秒级别，精确地测量出，每一次上下文切换，到底消耗了多少时间。


    没有精确的测量，就没-有精确的扣除。


    那所谓的“公平”，就成了一句空话。


    “我们需要一个……更高精度的时钟。”一个研究员下意识地说道。


    “比我们现在这个10毫秒一次的‘心跳’，要精确得多的时钟。”


    “一个，只为内核所用的，内部的‘秒表’。”


    黄建功点了点头，他当然也想到了这一点。


    他的目光，再次投向了硬件组的负责人，周老。


    “周老。”他的声音，无比郑重，“我们现在这个‘心跳电路’，它的本质，是一个100赫兹的脉冲发生器。”


    “我们能不能，在它的基础上，再引出一路信号？”


    “一路频率极高，比如，达到兆赫兹（MHz）级别的信号？”


    “这个信号，本身不触发中断。它只是像一个永不停歇的计数器，‘嗒、嗒、嗒’地，在后台飞速运转。”


    “当内核开始进行上下文切换时，就记录一下这个计数器的当前值。”


    “当切换结束时，再记录一下它的值。”


    “两个值相减，再乘以这个计数器的周期。我们不就得到了，这一次切换，所消耗的，精确到纳秒级别的时间了吗？”


    黄建功的思路，清晰无比。


    他要在硬件层面，为内核，再打造一个专属的，高精度的“计时器”！


    这个计时器，就像一把刻度极小的标尺。


    专门用来度量“时间”本身。


    听完了黄建功的需求，周老陷入了沉思。


    他身后的硬件专家们，也立刻开始低声讨论起来。


    “兆赫兹级别的信号源……这个不难。我们‘心跳电路’里的那个石英晶体，原始振荡频率，就是10兆赫兹的。”


    “对，我们现在是经过了大量的分频，才把它降到了100赫兹。我们只需要在分频之前，把原始信号引出来就行。”


    “问题是，怎么让CPU去读取这个‘计数器’的值？这需要一个接口，一个能被软件访问的硬件寄存器。”


    “我们需要设计一个新的，小型的硬件模块。就叫它‘高精度事件计时器’（High Precision Event Timer，简称HPET）！”


    “这个模块，要能挂载到CPU的总线上，有自己的地址。CPU可以通过内存读写的指令，来访问它的计数值。”


    讨论越来越热烈。


    对于这群顶级的硬件工程师来说，这个任务，虽然有挑战性，但并非无法完成。


    它不需要修改CPU本身。


    只需要在外部，再设计一个独立的，小型的“挂件”设备。


    几分钟后，周老抬起了头。


    他的脸上，露出了自信的笑容。


    “没问题！”


    他斩钉截铁地说道。


    “给我们三天时间！”


    “我们保证，为‘天枢’内核，铸造出这把，最精准的时间标尺！”


    “好！”黄建功重重地一挥拳。


    软件与硬件的，又一次完美协同，即将展开！


    整个西山基地，再次进入了高速运转的状态。


    周老带领的硬件组，立刻投入到了“高精度事件计时器”的设计与制造中。


    他们要在一块全新的电路板上，实现一个由高频晶振、一个64位的巨大计数器、以及一套与CPU总线交互的控制逻辑组成的，复杂系统。


    而黄建功和钱学敏带领的软件组，则开始了对“天枢”内核的，又一次，颠覆性的重构。


    他们将这个即将诞生的新版本，命名为V0.3。


    “钱学敏，你来负责新的调度器算法设计！”


    黄建功在黑板上，画出了新的内核架构图。


    “我们的调度器，不能再是简单的‘时间片轮转’了。它必须进化！”


    “它要变成一个‘精算师’！”


    “每一次调度，它都要先调用HPET，测量出切换成本。然后，根据我们的‘成本管理’理论，动态地，为下一个任务，计算出一个独一无二的，精确的时间片长度！”


    “这……”钱学敏看着这个全新的，充满了动态之美的调度模型，眼神中闪烁着前所未有的光芒，“这已经不是轮转了，这是一种……基于‘公平’的，动态优先级调度！”


    “没错！”黄建功重重点头，“一个刚刚被‘重税’（高切换成本）剥削过的任务，在下一次排队时，我们甚至可以给它一点‘补偿’，让它的优先级，稍微提前一点。”


    “一个良性的，能够自我调节和修正的，生态系统！”


    “而我，”黄建功的目光，投向了代码的更底层，“我来负责，为内核，编写第一套，真正的‘驱动程序’！”


    “驱动程序？”孙立国不解地问道。


    “对。”黄建功指着周老他们正在忙碌的那片区域，“那个‘高精度事件计时器’，它是一个独立的硬件。CPU不认识它。”


    “我必须写一段专门的代码，来教CPU，如何去跟这个新硬件‘沟通’。”


    “如何去读取它的地址，如何去初始化它，如何去获取它的计数值。”


    “这段代码，就是连接软件世界和硬件世界的，桥梁。”


    “它，就是‘驱动’。”


    一个又一个全新的，属于现代操作系统的核心概念，在这次攻关中，被不断地提出，定义，然后实现。


    驱动程序、动态调度、公平算法、高精度时钟……


    西山的这群科学家们，正在以一种近乎疯狂的速度，奔跑在科技树上。


    他们每解决一个问题，都会发现一个更深，更本质的新问题。


    而每解决一个新问题，他们的认知，他们的技术，就会实现一次指数级的跃迁。


    这是一种痛苦，更是一种无与伦比的，创造的快乐。


    三天后。


    当周老将一块全新的，散发着松香气息的，代号为“标尺”的HPET电路板，郑重地交到黄建功手中时。


    黄建功和他的团队，也已经完成了“天枢”V0.3内核，以及其驱动程序的，全部代码编写工作。


    新的风暴，已经酝酿成型。


    所有人都知道，一场决定操作系统能否拥有“绝对公平”的，终极测试，即将来临。


    黄建功坐在主控台前，将新的内核代码，编译，烧录。


    然后，他深吸一口气，准备按下那个，已经按过无数次的，启动按钮。