NS_MAX_SLEEP_AVG; JIFFIES_TO_NS; MAX_SLEEP_AVG

本文详细解析了操作系统中纳秒级最长睡眠时间的定义及其转换为毫秒的计算方式,介绍了纳秒到毫秒的换算公式,并指出了最长睡眠时间的具体数值。
纳秒级最长睡眠时间为1000 000 000ns
NS_MAX_SLEEP_AVG = 1000 * 1000 000 = 1000 000 000ns
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#define NS_MAX_SLEEP_AVG    ( JIFFIES_TO_NS( MAX_SLEEP_AVG))

将TIME个滴答转化为纳秒(ns)
TIME * 1ms = TIME * 1000 000ns
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#define JIFFIES_TO_NS(TIME) ((TIME) * (1000000000 / HZ))

最长睡眠时间为1000ms(1s)
MAX_SLEEP_AVG = 100 * 10 = 1000ms = 1000ticks
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#define MAX_SLEEP_AVG       ( DEF_TIMESLICE * MAX_BONUS)










 
在 Linux 内核编程中,将用户空间的时间值转换为 `jiffies` 是一个常见的需求,特别是在需要进行定时或延迟操作的场景下。`jiffies` 是内核中的一个全局变量,表示自系统启动以来经过的时钟滴答数。每个时钟滴答的时间间隔由 `HZ` 定义,通常为 1 毫秒(具体取决于内核配置)。 ### 用户空间时间到 jiffies 的转换 用户空间通常使用标准的时间结构体如 `struct timespec` 或 `struct timeval` 来表示时间。为了将其转换为 `jiffies`,可以使用内核提供的辅助函数 `timespec_to_jiffies()` 或 `timeval_to_jiffies()`。这些函数定义在 `<linux/time.h>` 头文件中,并且可以在内核模块中直接使用。 例如,如果从用户空间传递了一个 `struct timespec` 类型的时间值,可以通过以下方式将其转换为 `jiffies`: ```c #include <linux/time.h> struct timespec user_time; unsigned long timeout_jiffies; /* 假设 user_time 已经被正确填充 */ timeout_jiffies = timespec_to_jiffies(&user_time); ``` 同样地,如果是 `struct timeval`,则可以使用 `timeval_to_jiffies()` 函数: ```c #include <linux/time.h> struct timeval user_time; unsigned long timeout_jiffies; /* 假设 user_time 已经被正确填充 */ timeout_jiffies = timeval_to_jiffies(&user_time); ``` 需要注意的是,在内核中处理来自用户空间的数据时,应确保数据的有效性和安全性。建议使用 `copy_from_user()` 函数来安全地从用户空间复制数据到内核空间,并在复制完成后验证数据是否合法。 ### 使用 jiffies 进行延迟操作 一旦获得了以 `jiffies` 表示的时间值,就可以将其用于内核中的延迟或定时操作。例如,可以使用 `schedule_timeout()` 函数让当前进程休眠一段指定的时间: ```c #include <linux/delay.h> #include <linux/sched.h> /* for schedule_timeout */ set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); schedule_timeout(timeout_jiffies); ``` 这段代码会将当前任务置于可中断的睡眠状态,直到指定的 `jiffies` 数量过去。 ### 示例:完整的内核模块 下面是一个简单的内核模块示例,演示了如何从用户空间接收一个时间值并将其转换为 `jiffies`,然后使用该值进行延迟操作: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/time.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/sched.h> #define DEVICE_NAME "usertime_to_jiffies" static int major_number; static struct class *cls; static ssize_t usertime_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) { struct timespec user_time; unsigned long timeout_jiffies; if (count != sizeof(user_time)) { pr_err("Invalid input size\n"); return -EINVAL; } if (copy_from_user(&user_time, buf, count)) { pr_err("Failed to copy data from user space\n"); return -EFAULT; } timeout_jiffies = timespec_to_jiffies(&user_time); pr_info("Sleeping for %lu jiffies (%lu ms)\n", timeout_jiffies, jiffies_to_msecs(timeout_jiffies)); set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); schedule_timeout(timeout_jiffies); pr_info("Woke up after sleeping\n"); return count; } static struct file_operations fops = { .write = usertime_write, }; static int __init usertime_init(void) { major_number = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &fops); if (major_number < 0) { pr_err("Failed to register character device\n"); return major_number; } cls = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME); if (IS_ERR(cls)) { unregister_chrdev(major_number, DEVICE_NAME); pr_err("Failed to create class\n"); return PTR_ERR(cls); } device_create(cls, NULL, MKDEV(major_number, 0), NULL, DEVICE_NAME); pr_info("User time to jiffies module loaded\n"); return 0; } static void __exit usertime_exit(void) { device_destroy(cls, MKDEV(major_number, 0)); class_unregister(cls); class_destroy(cls); unregister_chrdev(major_number, DEVICE_NAME); pr_info("User time to jiffies module unloaded\n"); } module_init(usertime_init); module_exit(usertime_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("Convert user space time to jiffies and sleep"); ``` 在这个示例中,我们创建了一个字符设备 `/dev/usertime_to_jiffies`,用户可以通过写入一个 `struct timespec` 类型的数据来触发内核模块的延迟操作。模块会将用户空间的时间值转换为 `jiffies`,然后调用 `schedule_timeout()` 让当前进程休眠相应的时长。 通过这种方式,可以在内核模块中有效地处理来自用户空间的时间值,并将其转换为适合内核使用的 `jiffies` 格式[^2]。
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