內核中的時間概念

HZ:
Linux 核心每隔固定周期會發出timer interrupt (IRQ 0)，HZ是用來定義每一秒有幾次timer interrupts。舉例來說，HZ為1000，代表每秒有1000次timer interrupts

jiffies:
全局變量jiffies用于記錄系統啟動以來產生的節拍的總數。
啟動時，jiffies初始化為0，此后每次時鐘中斷處理程序都會增加該變量的值。
linux提供了4個宏來比較節拍計數

#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

時間獲取

驅動程序中一般不需要知道墻鐘時間(也就是年月日的時間)。但驅動可能需要處理絕對時間。
為此，內核提供了兩個結構體，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.長延遲
(1)忙等待
如果對延遲的精確度要求不高，最簡單的方法是實現一個監視jiffies計時器的循環。

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

(2)超時

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

timeout是用jiffies表示的延遲時間，正常值返回0.
schedule_timeout在使用前需要設置當前進程狀態。

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

進程經過2秒后會被喚醒。
第一行調用set_current_state已設置當前進程狀態，調度器只有在超時到期且其狀態為TASK_RUNNING時才會運行這個進程。如果不希望被用戶空間打斷，可以將進程狀態設置為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的負擔。

2.短延遲
對于那些最多幾十個毫秒的延遲，不需要依賴時間滴答

#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 */

這三個延遲函數均是忙等待函數，在延遲過程中無法運行其他任務。 它們的實現使用了軟件循環。

實現毫秒級（或者更長）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

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內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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