操作系统 “滴答”

 操作系统 “滴答”
定时器中断由系统定时硬件以规律地间隔产生; 这个间隔在启动时由内核根据 HZ 值来编程, HZ 是一个体系依赖的值, 在 中定义或者它所包含的一个子平台文件中. 在发布的内核源码中的缺省值在真实硬件上从 50 到 1200 嘀哒每秒, 在软件模拟器中往下到 24. 大部分平台运行在 100 或者 1000 中断每秒; 流行的 x86 PC 缺省是 1000, 尽管它在以前版本上(向上直到并且包括 2.4)常常是 100. 作为一个通用的规则, 即便如果你知道 HZ 的值, 在编程时你应当从不依赖这个特定值.

说明：滴答，是系统给出的默认的“一小段”时间。

跟滴答相关的，如：内存换页、jiffer等

 

使用 jiffies 计数器

这个计数器和来读取它的实用函数位于 , 尽管你会常常只是包含 , 它会自动地将 jiffies.h 拉进来. 不用说, jiffies 和 jiffies_64 必须当作只读的.

无论何时你的代码需要记住当前的 jiffies 值, 可以简单地存取这个 unsigned long 变量, 它被声明做 volatile 来告知编译器不要优化内存读. 你需要读取当前的计数器, 无论何时你的代码需要计算一个将来的时间戳, 如下面例子所示:

#include 

unsigned long j, stamp_1, stamp_half, stamp_n;

j = jiffies; /* read the current value */

stamp_1 = j + HZ; /* 1 second in the future */

stamp_half = j + HZ/2; /* half a second */

stamp_n = j + n * HZ / 1000; /* n milliseconds */

这个代码对于 jiffies 回绕没有问题, 只要不同的值以正确的方式进行比较. 尽管在 32-位 平台上当 HZ 是 1000 时, 计数器只是每 50 天回绕一次, 你的代码应当准备面对这个事件. 为比较你的被缓存的值( 象上面的 stamp_1 ) 和当前值, 你应当使用下面一个宏定义:

 

#include 

int time_after(unsigned long a, unsigned long b);

int time_before(unsigned long a, unsigned long b);

int time_after_eq(unsigned long a, unsigned long b);

int time_before_eq(unsigned long a, unsigned long b);

第一个当 a, 作为一个 jiffies 的快照, 代表 b 之后的一个时间时, 取值为真, 第二个当 时间 a 在时间 b 之前时取值为真, 以及最后 2 个比较"之后或相同"和"之前或相同". 这个代码工作通过转换这个值为 signed long, 减它们, 并且比较结果. 如果你需要以一种安全的方式知道 2 个 jiffies 实例之间的差, 你可以使用同样的技巧: diff = (long)t2 - (long)t1;.

你可以转换一个 jiffies 差为毫秒, 一般地通过:

msec = diff * 1000 / HZ; 

有时, 但是, 你需要与用户空间程序交换时间表示, 它们打算使用 struct timeval 和 struct timespec 来表示时间. 这 2 个结构代表一个精确的时间量, 使用 2 个成员: seconds 和 microseconds 在旧的流行的 struct timeval 中使用, seconds 和 nanoseconds 在新的 struct timespec 中使用. 内核输出 4 个帮助函数来转换以 jiffies 表达的时间值, 到和从这些结构:

#include  

unsigned long timespec_to_jiffies(struct timespec *value);

void jiffies_to_timespec(unsigned long jiffies, struct timespec *value);

unsigned long timeval_to_jiffies(struct timeval *value);

void jiffies_to_timeval(unsigned long jiffies, struct timeval *value);

 

存取这个 64-位 jiffy 计数值不象存取 jiffies 那样直接. 而在 64-位 计算机体系上, 这 2 个变量实际上是一个, 存取这个值对于 32-位 处理器不是原子的. 这意味着你可能读到错误的值如果这个变量的两半在你正在读取它们时被更新. 极不可能你会需要读取这个 64-位 计数器, 但是万一你需要, 你会高兴地得知内核输出了一个特别地帮助函数, 为你完成正确地加锁:

#include  

u64 get_jiffies_64(void);

在上面的原型中, 使用了 u64 类型. 这是一个定义在 中的类型, 在 11 章中讨论, 并且表示一个 unsigned 64-位 类型.

如果你在奇怪 32-位 平台如何同时更新 32-位 和 64-位 计数器, 读你的平台的连接脚本( 查找一个文件, 它的名子匹配 valinux*.lds*). 在那里, jiffies 符号被定义来存取这个 64-位 值的低有效字, 根据平台是小端或者大端. 实际上, 同样的技巧也用在 64-位 平台上, 因此这个 unsigned long 和 u64 变量在同一个地址被存取.

最后, 注意实际的时钟频率几乎完全对用户空间隐藏. 宏 HZ 一直扩展为 100 当用户空间程序包含 param.h, 并且每个报告给用户空间的计数器都对应地被转换. 这应用于 clock(3), times(2), 以及任何相关的函数. 对 HZ 值的用户可用的唯一证据是时钟中断多快发生, 如在 /proc/interrupts 所显示的. 例如, 你可以获得 HZ, 通过用在 /proc/uptime 中报告的系统 uptime 除这个计数值.