Linux內(nèi)核中地時鐘中斷

Linux 內(nèi)核中的時鐘中斷

第七章 Linux 內(nèi)核的時鐘中斷

(By 詹榮開，NUDT)

Copyright ? 2003 by 詹榮開

E-mail:zhanrk@

Linux-2.4.0

Version 1.0.0，2003-2-14

摘要：本文主要從內(nèi)核實現(xiàn)的角度分析了Linux 2.4.0 內(nèi)核的時鐘中斷、內(nèi)核對時間的表示等。本文是

為那些想要了解Linux I/O 子系統(tǒng)的讀者和Linux 驅(qū)動程序開發(fā)人員而寫的。

關(guān)鍵詞：Linux、時鐘、定時器

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Linux 內(nèi)核中的時鐘中斷

前言

時間在一個操作系統(tǒng)內(nèi)核中占據(jù)著重要的地位，它是驅(qū)動一個OS 內(nèi)核運行的“起博器”。一般說來，

內(nèi)核主要需要兩種類型的時間：

1. 在內(nèi)核運行期間持續(xù)記錄當(dāng)前的時間與日期，以便內(nèi)核對某些對象和事件作時間標(biāo)記(timestamp，

也稱為“時間戳”)，或供用戶通過時間syscall 進行檢索。

2. 維持一個固定周期的定時器，以提醒內(nèi)核或用戶一段時間已經(jīng)過去了。

PC 機中的時間是有三種時鐘硬件提供的，而這些時鐘硬件又都基于固定頻率的晶體振蕩器來提供時

鐘方波信號輸入。這三種時鐘硬件是：(1)實時時鐘(Real Time Clock，RTC)；(2)可編程間隔定時器

(Programmable Interval Timer，PIT)；(3)時間戳計數(shù)器(Time Stamp Counter，TSC)。

7．1 時鐘硬件

7．1．1 實時時鐘RTC

自從IBM PC AT 起，所有的PC 機就都包含了一個叫做實時時鐘(RTC)的時鐘芯片，以便在PC 機

斷電后仍然能夠繼續(xù)保持時間。顯然，RTC 是通過主板上的電池來供電的，而不是通過PC 機電源來供電

的，因此當(dāng)PC 機關(guān)掉電源后，RTC 仍然會繼續(xù)工作。通常，CMOS RAM 和RTC 被集成到一塊芯片上，

因此RTC 也稱作“CMOS Timer”。最常見的RTC 芯片是MC146818(Motorola)和DS12887(maxim)，

DS12887 完全兼容于MC 146818，并有一定的擴展。本節(jié)內(nèi)容主要基于MC 146818 這一標(biāo)準(zhǔn)的RTC 芯片。

具體內(nèi)容可以參考MC146818 的Datasheet。

7．1．1．1 RTC 寄存器

MC146818 RTC 芯片一共有64 個寄存器。它們的芯片內(nèi)部地址編號為0x00～0x3F(不是I/O 端口地

址)，這些寄存器一共可以分為三組：

(1)時鐘與日歷寄存器組：共有 10 個(0x00~0x09)，表示時間、日歷的具體信息。在PC 機中，這

些寄存器中的值都是以BCD 格式來存儲的(比如23dec＝0x23BCD)。

(2)狀態(tài)和控制寄存器組：共有4 個(0x0A~0x0D)，控制RTC 芯片的工作方式，并表示當(dāng)前的狀態(tài)。

(3)CMOS 配置數(shù)據(jù)：通用的CMOS RAM，它們與時間無關(guān)，因此我們不關(guān)心它。

時鐘與日歷寄存器組的詳細解釋如下：

Address Function

00 Current second for RTC

01 Alarm second

02 Current minute

03 Alarm minute

總結(jié)

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