Linux内核学习之BogoMIPS值的计算

本文介绍了Linux内核中的calibrate_delay()函数,该函数用于计算CPU在一秒钟内执行极短循环的次数,从而得出BogoMIPS值。通过对函数的源代码分析,展示了如何通过循环和折半查找法来估算CPU性能,为读者提供了一个了解Linux内核性能测试的切入点。

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Linux内核学习之BogoMIPS值的计算


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作者:曹磊
对于每一个linux编程爱好者来说,他们都有一个共同的心愿,就是了解linux的内核。但是linux内核的庞大与复杂让人望而生畏。往往是鼓足勇气一头扎进去,学得昏天黑地的,却没有学到什么。这里我想说,初学者不妨先学习学习内核中一些简单的函数,从中既可以得到乐趣,又能了解到内核的一些编程风格。然后,再将linux划分成几个部分,如进程调度、内存管理等,对每个部分从原理上去把握了解。接着,在详细分析各个部分的具体实现。最后,各部分串在一起,把过去单独分析时,不懂的地方加以重新了解。这样循环监禁,可以让我们更快更系统的学习linux的内核。
这是我对内核学习的一些理解,欢迎各位提宝贵意见。我今天向大家介绍的是linux内核中一个有趣的函数calibrate_delay()。
calibrate_delay()函数可以计算出cpu在一秒钟内执行了多少次一个极短的循环,计算出来的值经过处理后得到BogoMIPS值,Bogo是Bogus(伪)的意思,MIPS是millions of instructions per second(百万条指令每秒)的缩写。这样我们就知道了其实这个函数是linux内核中一个cpu性能测试函数。由于内核对这个数值的要求不高,所以内核使用了一个十分简单而有效的算法用于得到这个值。这个值虽然不准确,但也足以令我们心动。如果你想了解自己机器的BogoMIPS,你可以察看/proc/cpuinfo文件中的最后一行。在你知道了自己cpu的BogoMIPS之后,如果你觉得不过瘾,

<think>好的,用户想了解Linux内核驱动中延时函数的实现方法或代码示例。我需要先回忆一下相关的内核API。记得常用的延时函数有mdelay、udelay、ndelay,分别对应毫秒、微秒和纳秒级别的忙等待。这些函数在asm/delay.h或者linux/delay.h头文件中声明。不过要注意,udelay和ndelay在忙等期间会占用CPU,所以不能在原子上下文或中断处理中长时间使用。 还有msleep、usleep_range这些函数,它们属于可睡眠的延时,会让出CPU,适用于进程上下文。msleep在linux/delay.h中定义,而usleep_range可能更灵活一些,允许指定一个时间范围,有助于电源管理优化。 另外,高精度定时器hrtimer可能在某些情况下使用,特别是需要精确到纳秒级的延迟。不过这可能比较复杂,用户可能需要基础的例子。 需要检查用户提供的引用是否有相关内容。引用1提到了pinctrl的错误,可能不相关。引用2关于CPU热插拔的锁,引用3是无线驱动的函数,似乎和延时无关。所以主要依靠自己的知识库。 应该分点说明不同的延时方法,强调使用场景和注意事项。比如忙等待和可睡眠的区别,以及不同函数的头文件和用法示例。最好给出代码片段,比如在驱动中如何使用mdelay和msleep。 还要注意内核版本的差异,比如较新的内核可能推荐usleep_range而不是msleep,因为后者可能不够精确或者有更好的替代。同时提醒用户避免在中断上下文中使用可能睡眠的函数,否则会导致内核崩溃。 最后,生成相关问题,帮助用户深入理解,比如如何选择延时函数,或处理长时间延迟的方法。确保回答结构清晰,符合用户要求的中文回答,使用正确的LaTeX格式,比如函数名用$msleep()$,并引用提供的引用,虽然这里可能用不上,但尽量关联。例如,在提到调度时可能引用CPU锁相关的引用2,但可能不太相关,所以可能不需要。</think>Linux内核驱动中实现延时的常用方法可分为忙等待和调度休眠两类,具体实现方式如下: ### 一、忙等待延时(原子操作) 1. **短延时函数**(适用于中断上下文) ```c #include <linux/delay.h> ndelay(nsecs); // 纳秒级延时 $n \in [1,10000]$ udelay(usecs); // 微秒级延时 $u \in [1,10000]$ mdelay(msecs); // 毫秒级延时 $m \in [1,1000]$ ``` *示例代码*: ```c udelay(200); // 200微秒延时 ``` 2. **实现原理**: 通过CPU空循环消耗时间,精度可达纳秒级但会完全占用CPU。其中`udelay()`基于BogoMIPS计算循环次数[^2]。 ### 二、调度休眠延时(进程上下文) 1. **毫秒级休眠**: ```c #include <linux/delay.h> msleep(msecs); // 不可中断休眠 msleep_interruptible(msecs); // 可中断休眠 ``` 2. **微秒级精确休眠**: ```c usleep_range(min, max); // 推荐的最小误差实现 ``` *示例代码*: ```c usleep_range(5000, 10000); // 5-10毫秒延时 ``` ### 三、高精度定时器(hrtimer) ```c #include <linux/hrtimer.h> hrtimer_start(&timer, ktime_set(0, delay_ns), HRTIMER_MODE_REL); ``` 适用于需要纳秒级精度的场景,需配合定时器回调函数实现。 ### 四、注意事项 1. 在中断上下文中只能使用`ndelay()/udelay()` 2. `mdelay()`会触发`schedule()`检测,可能导致死锁 3. 超过1ms的延时应优先选择调度型函数 4. 驱动中推荐使用`usleep_range()`代替传统休眠函数 ```c // 典型使用场景示例 static irq_handler_t my_interrupt(int irq, void *dev_id) { udelay(50); // 中断处理中的短延时 return IRQ_HANDLED; } static int my_probe(...) { usleep_range(10000, 12000); // 设备初始化延时 msleep(100); // 长延时 } ```
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