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Linux时间子系统之一:clock source(时钟源)

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clock source用于为linux内核提供一个时间基线,如果你用linux的date命令获取当前时间,内核会读取当前的clock source,转换并返回合适的时间单位给用户空间。在硬件层,它通常实现为一个由固定时钟频率驱动的计数器,计数器只能单调地增加,直到溢出为止。时钟源是内核计时的基础,系统启动时,内核通过硬件RTC获得当前时间,在这以后,在大多数情况下,内核通过选定的时钟源更新实时时间信息(墙上时间),而不再读取RTC的时间。本节的内核代码树基于V3.4.10。 /*************

Linux时间子系统之二:表示时间的单位和结构

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人们习惯用于表示时间的方法是:年、月、日、时、分、秒、毫秒、星期等等,但是在内核中,为了软件逻辑和代码的方便性,它使用了一些不同的时间表示方法,并为这些表示方法定义了相应的变量和数据结构,本节的内容就是阐述这些表示方法的意义和区别。 /*****************************************************************************************************/ 声明:本博内容均由http://blog.csdn.net/droi

Linux时间子系统之三:时间的维护者:timekeeper

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本系列文章的前两节讨论了用于计时的时钟源:clocksource,以及内核内部时间的一些表示方法,但是对于真实的用户来说,我们感知的是真实世界的真实时间,也就是所谓的墙上时间,clocksource只能提供一个按给定频率不停递增的周期计数,如何把它和真实的墙上时间相关联?本节的内容正是要讨论这一点。 1. 时间的种类 内核管理着多种时间,它们分别是: RTC时间 wall time:墙上时间 monotonic time raw monotonic time boot time:总启动时间 RTC时间 在

Linux时间子系统之四:定时器的引擎:clock_event_device

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早期的内核版本中,进程的调度基于一个称之为tick的时钟滴答,通常使用时钟中断来定时地产生tick信号,每次tick定时中断都会进行进程的统计和调度,并对tick进行计数,记录在一个jiffies变量中,定时器的设计也是基于jiffies。这时候的内核代码中,几乎所有关于时钟的操作都是在machine级的代码中实现,很多公共的代码要在每个平台上重复实现。随后,随着通用时钟框架的引入,内核需要支持高精度的定时器,为此,通用时间框架为定时器硬件定义了一个标准的接口:clock_event_device,mac

Linux时间子系统之五:低分辨率定时器的原理和实现

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利用定时器,我们可以设定在未来的某一时刻,触发一个特定的事件。所谓低分辨率定时器,是指这种定时器的计时单位基于jiffies值的计数,也就是说,它的精度只有1/HZ,假如你的内核配置的HZ是1000,那意味着系统中的低分辨率定时器的精度就是1ms。早期的内核版本中,内核并不支持高精度定时器,理所当然只能使用这种低分辨率定时器,我们有时候把这种基于HZ的定时器机制成为时间轮:time wheel。虽然后来出现了高分辨率定时器,但它只是内核的一个可选配置项,所以直到目前最新的内核版本,这种低分辨率定时器依然被

Linux时间子系统之六:高精度定时器(HRTIMER)的原理和实现

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上一篇文章,我介绍了传统的低分辨率定时器的实现原理。而随着内核的不断演进,大牛们已经对这种低分辨率定时器的精度不再满足,而且,硬件也在不断地发展,系统中的定时器硬件的精度也越来越高,这也给高分辨率定时器的出现创造了条件。内核从2.6.16开始加入了高精度定时器架构。在实现方式上,内核的高分辨率定时器的实现代码几乎没有借用低分辨率定时器的数据结构和代码,内核文档给出的解释主要有以下几点: 低分辨率定时器的代码和jiffies的关系太过紧密,并且默认按32位进行设计,并且它的代码已经经过长时间的优化,目前的使

Linux时间子系统之七:定时器的应用--msleep(),hrtimer_nanosleep()

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我们已经在前面几章介绍了低分辨率定时器和高精度定时器的实现原理,内核为了方便其它子系统,在时间子系统中提供了一些用于延时或调度的API,例如msleep,hrtimer_nanosleep等等,这些API基于低分辨率定时器或高精度定时器来实现,本章的内容就是讨论这些方便、好用的API是如何利用定时器系统来完成所需的功能的。 /*******************************************************************************************

Linux时间子系统之八:动态时钟框架(CONFIG_NO_HZ、tickless)

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在前面章节的讨论中,我们一直基于一个假设:Linux中的时钟事件都是由一个周期时钟提供,不管系统中的clock_event_device是工作于周期触发模式,还是工作于单触发模式,也不管定时器系统是工作于低分辨率模式,还是高精度模式,内核都竭尽所能,用不同的方式提供周期时钟,以产生定期的tick事件,tick事件或者用于全局的时间管理(jiffies和时间的更新),或者用于本地cpu的进程统计、时间轮定时器框架等等。周期性时钟虽然简单有效,但是也带来了一些缺点,尤其在系统的功耗上,因为就算系统目前无事可做