linux时钟jiffies及其相关

参考

http://blog.chinaunix.net/u3/93893/showart_1890710.html

http://www.360doc.com/content/081203/19/36491_2046150.html

 

时间单位转换见http://blog.youkuaiyun.com/mociml/archive/2008/02/10/2087595.aspx

 

在LINUX的时钟中断中涉及至二个全局变量一个是xtime,它是timeval数据结构变量，另一个则是jiffies，首先看timeval结构
struct timeval
{
time_t tv_sec; /***second***/
susecond_t tv_usec;/***microsecond***/
}
到底microsecond是毫秒还是微秒？？

1秒＝1000毫秒（3个零），1秒＝1000 000微秒（6个零），1秒＝1000 000 000纳秒（9个零），1秒＝1000 000 000 000皮秒（12个零）。
秒用s表现，毫秒用ms,微秒用us表示，纳秒用ns表示，皮秒用ps表示，他们的分级单位是千，即每次3个零。
混淆的原因找到了，由于毫秒用ms表示，所以我老是以为microsecond是毫秒，所以就把tv_usec理解错了。
microsecond查词霸也是微秒的意思（microsecond！=ms，microsecond==us），看来单位的表示迷惑了我，也迷惑了大多数人，请朋友们牢记这里，非常重要。

xtime是从cmos电路中取得的时间，一般是从某一历史时刻开始到现在的时间，也就是为了取得我们操作系统上显示的日期。这个就是所谓的“实时时钟”，它的精确度是微秒。

jiffies是记录着从电脑开机到现在总共的时钟中断次数。在linux内核中jiffies远比xtime重要，那么他取决于系统的频率，单位是Hz，这里不得不说一下频率的单位，1MHz＝1000，000Hz（6个零），1KHz=1000Hz（3个零）.
频率是周期的倒数，一般是一秒钟中断产生的次数，所以，假如我们需要知道系统的精确的时间单位时，需要换算了，假如我们系统的频率是200Mhz,那么一次中断的间隔是1秒/200,000，000Hz=0.000 000 005秒看一下上面我们的时间单位，对照一下小数点后面是9个零，所以理论上我们系统的精确度是5纳秒。LINUX系统时钟频率是一个常数HZ来决定的，通常HZ＝100，那么他的精度度就是10ms（毫秒）。也就是说每10ms一次中断。所以一般来说Linux的精确度是10毫秒。

 

硬件给内核提供一个系统定时器用以计算和管理时间，内核通过编程预设系统定时器的频率，即节拍率（tick rate),每一个周期称作一个tick(节拍）。 Linux内核从2.5版内核开始把频率从100调高到1000，时间单位 jiffies 有多长？

"在 Linux 2.6 中，系统时钟每 1 毫秒中断一次（时钟频率，用 HZ 宏表示，定义为 1000，即每秒中断 1000 次，2.4 中定义为 100，很多应用程序也仍然沿用 100 的时钟频率），这个时间单位称为一个 jiffie。"
"jiffies 与绝对时间之间的转换, 用两个宏来完成两种时间单位的互换：JIFFIES_TO_NS()、NS_TO_JIFFIES()"
from http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/kernel/l-kn26sch/index.shtml

（当然带来了很多优点，也有一些缺点）.
   jiffies是内核中的一个全局变量，用来记录自系统启动一来产生的节拍数。譬如，如果计算系统运行了多长时间，可以用 jiffies/tick rate 来计算。jiffies定义在文件<linux/jiffies.h>中：
 

extern unsigned long volatile jiffies;

    可以利用jiffies设置超时等，譬如：

unsigned long timeout = jiffies + tick_rate * 2; // 2秒钟后超时         if(time_before(jiffies, timeout){        // 还没有超时     }     else{        // 已经超时     }

 
  
内核提供了四个宏来比较节拍计数，这些宏定义在文件<linux/jiffies.h>中：

time_before(unknown, known)     time_after(unknown, known)     time_before_eq(unknown, known)     time_after_eq(unknown, known)

    比较的时候用这些宏可以避免jiffies由于过大造成的回绕问题。


    除了系统定时器外，还有一个与时间有关的时钟：实时时钟（RTC），这是一个硬件时钟，用来持久存放系统时间，系统关闭后靠主板上的微型电池保持计时。系统启动时，内核通过读取RTC来初始化Wall Time,并存放在xtime变量中，这是RTC最主要的作用。