之前我們學會了如何編寫一個字符設備，并對其中的一些重要操作進行了說明。對于一個完整的設備而已，可能還有許多工作要做。

本節我們將要說一下內核中是如何對時間問題進行操作的。

本節主要涉及到以下內容：

• 內核中的時間描述；
• 如何獲取當前時間；
• 如何進行延時操作；

內核中的時間描述

在內核中，系統定時硬件以周期性的間隔產生中斷，內核通過這個中斷來跟蹤時間流。

在內核中，上面的中斷間隔是由HZ常數來決定的，該常數是與體系結構相關的，定義在中(或者在其中的某個子文件中)。HZ的含義是一秒內產生的中斷數。如果需要，用戶可以修改這個變量，修改完后需要重新編譯整個內核以及模塊，不過，不建議用戶對該常數進行修改。

內核中使用一個變量來作為中斷計數器，系統啟動時，該計數器清零；上面的中斷發生時，計數器的值加1，因此這個計數器記錄了系統啟動以來的中斷數(也稱為時鐘滴答數)。這個變量稱為jiffies_64，是一個64位的變量(即使在32位系統中也是64位的)，而我們在編寫驅動過程中，常用的變量名稱為jiffies，該變量是一個unsigned long型變量，其值要么就是jiffies_64，要么就是jiffies_64的低32位。以上計數器變量及其相關操作定義在文件中。

通過以上jiffies變量和HZ常數，就可以知道或定義一些時間：

#include unsigned long j = jiffies;unsigned long stamp_1 = j + HZ; /* 未來1秒 */unsigned long stamp_half = j + HZ / 2; /* 未來半秒 */unsigned long stamp_n = j + n * HZ / 1000; /* 未來n毫秒 */

上面對于jiffies可以直接讀取，但對于jiffies_64變量讀取是非原子的，是不可靠的，如果需要使用jiffies_64變量，我們可以使用以下輔助函數：

#include u64 get_jiffies_64(void);

如果兩個unsigned long變量表示獲取到的jiffies時間，則我們可以通過比較其大小來判斷時間先后(較大時間靠后)，但我們還需要考慮時間過長而溢出問題(概率很低)，因此，我們最好使用內核提供的宏來進行比較：

#include int time_after(unsigned long a, unsigned log b); /* 判斷a時間是否比b時間靠后 */int time_before(unsigned long a, unsigned log b); /* 判斷a時間是否比b時間靠前 */int time_after_eq(unsigned long a, unsigned log b); /* 判斷a時間是否比b時間靠后或相等 */int time_before_eq(unsigned long a, unsigned log b); /* 判斷a時間是否比b時間靠前或相等 */

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上面說了內核空間的時間描述。

在用戶空間中，用于描述時間的變量是struct timeval(較老，包含秒和毫秒)和struct timespec(較新，包含秒和納秒)。

如果需要對兩個空間的時間描述，可以使用內核提供的函數進行轉換：

#include unsigned long timespec_to_jiffies(struct timespec *value);void jiffies_to_timespec(unsigned long jiffies, struct timespec *value);unsigned long timeval_to_jiffies(struct timeval *value);void jiffies_to_timeval(unsgined long jiffies, struct timeval *value);

上面的函數看名字和變量就知道其含義和使用方法，這里就不再描述了。

獲取當前時間

通過讀取jiffies變量，我們就可以獲取當前時間(系統啟動后經歷的時間)。

但有時候我們也需要處理絕對時間戳，因此，內核中導出了以下兩個函數來獲取絕對時間：

#include void do_gettimeofday(struct timeval *tv);struct timespec current_kernel_time(void);

延遲執行

設備驅動程序中經常在執行某個操作后需要等待一段時間，讓硬件做后某些任務后再繼續執行。

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對于時間較長的延時(大于一個滴答時鐘)，可以使用等待隊列的方式實現，等待隊列的使用可以查看《Linux設備驅動程序》(九)——休眠與喚醒 ：

wait_queue_head_t wait;init_waitqueue_head(&wait);wait_event_interrupt_timeout(wait, 0, delay);

上面的condition設為0，因為我們并不是在等待某個特定的事件；delay是超時的時間(為jiffies數量，而不是絕對時間)。因此，上面的代碼會進入休眠，等待指定的jiffies數量后繼續執行。

為了使用超時功能而定義了等待隊里頭，這是多余的，因為我們并不需要他。為了避免定義多余的變量，內核提供了以下方法實現延時：

#include set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);schedule_timeout(delay);

通過set_current_state來設置當前進程的狀態(如果是不可中斷的設置為TASK_UNINTERRUPTIBLE)，這樣調度器超時后將其設置為TASK_RUNNING，該進程才會繼續執行；如果沒有設置進程狀態，則進程狀態一直都是TASK_RUNNING，此時后面執行schedule_timeout時，其效果等效于schedule，延時不會起作用。

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對于短延遲，內核提供了以下幾個函數來完成：

#include void ndelay(unsigned long nscs); /* 延遲指定的納秒 */void udelay(unsigned long usecs); /* 延遲指定的微秒 */void mdelay(unsigned long msecs); /* 延遲指定的毫秒 */

這些函數的實現是與具體架構相關的，所有的架構都實現了udelay，其他函數可能沒有定義，會在udelay的基礎上提供默認的未定義的其他函數。

需要知道的是，以上延遲并不是說精確延時指定的時間，而是至少延遲指定的時間，可能會更長。

雖然輸入的參數均為unsigned long類型的，但一般性的規則是只用在其指定的量級上，即上千納秒應該使用udelay，而上千微秒則應使用mdelay，而不是輸入一個很大的值。

以上的延遲都是忙等待函數，因此在延遲期間不能執行其他任務。

對于毫秒級以上的延遲，內核還提供了一種非忙等待的實現：

#include void msleep(unsigned int millisecs); /* 延時等地指定毫秒 */unsigned long msleep_interruptible(unsgined int millisecs); /* 返回剩余毫秒數，一般為0 */void ssleep(unsgined int seconds); /* 延時等待指定秒 */

以上介紹了內核時間的概念、如何獲取內核時間以及在當前線程中的延時操作。下一節繼續說如何進行異步延時操作。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c#获取当前时间 毫秒_《Linux设备驱动程序》（十二）——时间操作（一）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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