《Linux设计与实现》学习笔记——定时器和时间管理
2016-07-01 08:57
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基本概念
系统定时器一种可编程硬件芯片,能够以固定频率产生中断,定时器中断,他的中断处理程序负责更新系统时间,负责执行需要周期性运行的任务。
触发中断的频率即节拍率,可以编程预定。
动态定时器
一种用来推迟执行程序的工具
HZ
系统定时器的频率(节拍率)是静态预处理定义的。
HZ数大小确定应考虑的因素:
HZ越高:
优势:提高时间驱动事件的准确度;调度的粒度更细,进程抢占更准确; 内核定时器以更高的频度和准确度执行。
劣势:节拍率越高,时钟中断程序占用处理器时间越多;并且频繁打乱处理器cache并增加耗电。
Jiffies 全局变量
系统启动以来产生的节拍总数,位于<asm/param.h>
系统运行时间=jiffies/HZ
jiffies的定义
extern unsigned long volatile jiffies;
jiffies回绕的处理
//a超过b,返回真 #define time_after(a,b) ( (long)(b) – (long)(a) < 0 ) //a未超过b,返回真 #define time_before(a,b) ( (long)(b) – (long)(a) > 0 )
unsigned long 使用源码存储,而signed long 使用补码存储,将signed long 强制转换为unsigned long,unsigned long中最高位为1的就会变为负数,使用上面的宏可以在一定范围内,即使发生回绕,时间先后判断,也能正确。
举例 8bit jiffies, jiffies = 255,time1 发生回绕了为1,time2没回绕为254
强转为signed long, jiffies=-1,time1=1,time2=-2
所以time_after(time1, jiffies) : -1 - 1 =-2 < 0
time_after(time2,jiffies) : -1 -(-2) = 1 > 0
实时时钟
RTC用来持久存放系统时间的设备。系统启动时,内核读取RTC来初始化墙上时间,该时间存放在xtime变量中
定时器:周期性触发中断机制。X86是可编程中断时钟PIT,PIT在PC机器中普遍存在
时钟中断处理程序的基本任务 :
体系结构相关部分,体系结构无关部分与体系结构相关的例程作为系统定时器的中断处理程序注册到内核
获得xtime_lock锁,对jiffies_64和xtime进行保护
需要时应答或重新设置系统时钟
周期性的使用墙上时间更新实时时钟
调用体系无关的时钟例程 : tick_periodic()
Jiffies_64+1
更新资源消耗的统计值值。比如当前进程所消耗的系统时间和用户时间
执行已经到期的动态定时器
执行scheduler_tick()函数
更新墙上时间,存放着xtime中
计算平均负载值
定时器
也称动态定时器/内核定时器,管理内核流逝时间的基础。这个工具,能够使工作在指定时间点上执行。内核在时钟中断后执行定时器,定时器作为软中断在下半部上下文执行
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