一 內核中的時間觀念
內核在硬件的幫助下計算和管理時間。硬件為內核提供一個系統定時器用以計算流逝的時間。系
統定時器以某種頻率自行觸發，產生時鍾中斷，進入內核時鍾中斷處理程序中進行處理。
牆上時間和系統運行時間根據時鍾間隔來計算。
利用時間中斷周期執行的工作：
更新系統運行時間；
更新實際時間；
在smp系統上，均衡調度程序中各處理器上運行隊列；
檢查當前進程是否用盡了時間片，重新進行調度；
運行超時的動態定時器；
更新資源消耗和處理器時間的統計值；
二 節拍率
系統定時器的頻率；通過靜態預處理定義的——HZ；系統啟動按照HZ值對硬件進行設置。體系結構不同，HZ值也不同；HZ可變的。
//內核時間頻率
#define HZ 1000
提高節拍率中斷產生更加頻繁帶來的好處：
提高時間驅動事件的解析度；
提高時間驅動事件的准確度；
內核定時器以更高的頻度和准確度；
依賴頂上執行的系統調用poll()和select()能更高的精度運行；
系統時間測量更精細；
提高進程搶占的准確度；
提高節拍率帶來的副作用：
中斷頻率增高系統負擔增加；
中斷處理程序占用處理器時間增多；
頻繁打斷處理器高速緩存；
節拍率HZ值需要在其中進行平衡。
三 jiffies
jiffies：全局變量，用來記錄自系統啟動以來產生的節拍總數。啟動時內核將該變量初始化為0；
此后每次時鍾中斷處理程序增加該變量的值。每一秒鍾中斷次數HZ，jiffies一秒內增加HZ。系統運行時間 = jiffie/HZ.
jiffies用途：計算流逝時間和時間管理
jiffies內部表示：
extern u64 jiffies_64;
extern unsigned long volatile jiffies; //位長更系統有關32/64
32位：497天后溢出
64位：……
//0.5秒后超時
unsigned long timeout = jiffies + HZ/2; …… //注意jiffies值溢出回繞用宏time_before 而非 直timeout > jiffies
if(time_before(jiffies,timeout)){ //沒有超時
}else{ //超時
}
四 硬時鍾和定時器
兩種設備進行計時：系統定時器和實時時鍾。
實時時鍾（RTC）：用來持久存放系統時間的設備，即便系統關閉后，靠主板上的微型電池提供電力保持系統的計時。
系統啟動內核通過讀取RTC來初始化牆上時間，改時間存放在xtime變量中。
系統定時器：內核定時機制，注冊中斷處理程序，周期性觸發中斷，響應中斷處理程序，進行處理執行以下工作：
l 獲得xtime_lock鎖，訪問jiffies和更新牆上時間xtime；
l 更新實時時鍾；
l 更新資源統計值：當前進程耗時，系統時間等；
l 執行已到期的動態定時器；
l 執行scheduler_tick（）
//中斷處理程序 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev) { //ticks have passed
long nticks; xtime_update(nticks); while (nticks--) update_process_times(user_mode(get_irq_regs())); return IRQ_HANDLED; } void xtime_update(unsigned long ticks) { //seq鎖
write_seqlock(&xtime_lock); do_timer(ticks); write_sequnlock(&xtime_lock); } void do_timer(unsigned long ticks) { jiffies_64 += ticks; //更新牆上時間 ——實際時間
update_wall_time(); calc_global_load(ticks); } void update_process_times(int user_tick) { struct task_struct *p = current; //計算當前進程執行時間
account_process_tick(p, user_tick); //觸發軟中斷TIMER_SOFTIRQ 超時的timer
run_local_timers(); //計算進程時間片
scheduler_tick(); }
五 定時器
定時器：管理內核時間的基礎，推后或執行時間執行某些代碼。
定時器數據結構：
struct timer_list { struct list_head entry; //定時值基於jiffies
unsigned long expires; //定時器內部值
struct tvec_base *base; //定時器處理函數
void (*function)(unsigned long); //定時器處理函數參數
unsigned long data; …… };
定時器使用：
struct timer_list my_timer; //初始化定時器
init_timer(&my_timer); …… //激活定時器
add_timer(&my_timer); //刪除定時器
del_timer(my_timer); ……
六 延遲執行
使用定時器和下半部機制推遲執行任務。還有其他延遲執行的機制：
忙等待：
利用節拍，精確率不高
unsigned long delay = jiffies + 2*HZ ; //2秒 節拍整數倍才行；
while(time_before(jiffies,delay))
;
短延遲：延遲時間精確到毫秒，微妙；短暫等待某個動作完成時,比時鍾節拍更短；依靠數次循環達到延遲效果。
void udelay(unsigned long usecs)
void mdelay(unsigned long msecs)
schedule_timeout()延遲：使執行的任務睡眠指定時間，達到延遲
signed long __sched schedule_timeout(signed long timeout) { struct timer_list timer; unsigned long expire; switch (timeout) { case MAX_SCHEDULE_TIMEOUT: //無限期睡眠
schedule(); goto out; default: if (timeout < 0) { current->state = TASK_RUNNING; goto out; } } //超時時間
expire = timeout + jiffies; //初始化一個timer定時器 參數current task
setup_timer_on_stack(&timer, process_timeout, (unsigned long)current); __mod_timer(&timer, expire, false, TIMER_NOT_PINNED); schedule(); del_singleshot_timer_sync(&timer); /* Remove the timer from the object tracker */ destroy_timer_on_stack(&timer); timeout = expire - jiffies; out: return timeout < 0 ? 0 : timeout; } static void process_timeout(unsigned long __data) { //喚醒被睡眠的任務 wake_up_process((struct task_struct *)__data); }