內(nèi)核中的時(shí)間概念

HZ:
Linux 核心每隔固定周期會(huì)發(fā)出timer interrupt (IRQ 0)，HZ是用來(lái)定義每一秒有幾次timer interrupts。舉例來(lái)說(shuō)，HZ為1000，代表每秒有1000次timer interrupts

jiffies:
全局變量jiffies用于記錄系統(tǒng)啟動(dòng)以來(lái)產(chǎn)生的節(jié)拍的總數(shù)。
啟動(dòng)時(shí)，jiffies初始化為0，此后每次時(shí)鐘中斷處理程序都會(huì)增加該變量的值。
linux提供了4個(gè)宏來(lái)比較節(jié)拍計(jì)數(shù)

#include <linux/jiffies.h> #define time_after(a, b) // b > a #define time_before(a, b) // b < a #define time_after_eq(a, b) // b >= a #define time_before_eq(a, b) // b <= a

時(shí)間獲取

驅(qū)動(dòng)程序中一般不需要知道墻鐘時(shí)間(也就是年月日的時(shí)間)。但驅(qū)動(dòng)可能需要處理絕對(duì)時(shí)間。
為此，內(nèi)核提供了兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，都定義在

struct timeval { time_t tv_sec; /* seconds */ suseconds_t tv_usec; /* microseconds */ };

(2)采用秒和納秒值保存時(shí)間。

struct timespec { time_t tv_sec; /* seconds */ long tv_nsec; /* nanoseconds */ };

(3)用do_gettimeofday()用于獲得timeval

#include <linux/time.h> void do_gettimeofday(struct timeval *tv);

(4) current_kernel_time() 用于獲得timespec

#include <linux/time.h> struct timespec current_kernel_time(void);

延遲操作

1.長(zhǎng)延遲
(1)忙等待
如果對(duì)延遲的精確度要求不高，最簡(jiǎn)單的方法是實(shí)現(xiàn)一個(gè)監(jiān)視jiffies計(jì)時(shí)器的循環(huán)。

unsigned long delay = jiffies + 5*HZ; while(time_before(jiffies, delay))cpu_relax();

(2)超時(shí)

#include <linux/sched.h> signed long schedule_timeout(signed long timeout);

timeout是用jiffies表示的延遲時(shí)間，正常值返回0.
schedule_timeout在使用前需要設(shè)置當(dāng)前進(jìn)程狀態(tài)。

set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); schedule_timeout(2*HZ); /* 睡2秒 */

進(jìn)程經(jīng)過(guò)2秒后會(huì)被喚醒。
第一行調(diào)用set_current_state已設(shè)置當(dāng)前進(jìn)程狀態(tài)，調(diào)度器只有在超時(shí)到期且其狀態(tài)為TASK_RUNNING時(shí)才會(huì)運(yùn)行這個(gè)進(jìn)程。如果不希望被用戶空間打斷，可以將進(jìn)程狀態(tài)設(shè)置為TASK_UNINTERRUPTIBLE。

(3)讓出處理器

while(time_before(jiffies, j1)) schedule();

在等待期間可以讓出處理器，減少CPU的負(fù)擔(dān)。

2.短延遲
對(duì)于那些最多幾十個(gè)毫秒的延遲，不需要依賴時(shí)間滴答

#include <Linux/delay.h> void ndelay(unsigned long nsecs); /*延遲納秒 */ void udelay(unsigned long usecs); /*延遲微秒 */ void mdelay(unsigned long msecs); /*延遲毫秒 */

這三個(gè)延遲函數(shù)均是忙等待函數(shù)，在延遲過(guò)程中無(wú)法運(yùn)行其他任務(wù)。 它們的實(shí)現(xiàn)使用了軟件循環(huán)。

實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)（或者更長(zhǎng)）延遲還有一種方法，這種方法不涉及忙等待

#include <Linux/delay.h> void msleep(unsigned int millisecs); /*休眠毫秒 */ void ssleep(unsigned int seconds); /*休眠秒 */ unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs);/*休眠毫秒，中斷可以喚醒*/

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux内核时间管理(一) ： 时间概念和延迟操作的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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