而在内核的众多功能和机制中,time(时间)相关的特性不仅关乎系统的时序准确性,更是性能调优和实时性保障的重要基础
本文将深入探讨Linux内核中的time机制,展示其如何通过精密的时间管理,助力系统的稳定运行和高效性能
一、Linux时钟框架概述 Linux内核的时钟框架是基于硬件提供的两种定时器(timer)构建的:定时Timer和时间戳Timer
这两种定时器各自承担着不同的职责,共同维护着系统的时间准确性和时序控制
1.定时Timer: - 每个CPU都有一个独立的定时Timer,称为local timer
这种定时器的中断通常是PPI(Private Peripheral Interrupt)类型,即每个CPU都有独立的中断
- Local timer可以工作在两种模式下:低精度模式和高精度模式
-低精度模式:Local timer在PERIODIC模式下工作,以tick时间(1/HZ)周期性地产生中断
在这种模式下,所有基于时间的运算都以tick为单位,精度较低
例如,当HZ=1000时,tick=1ms
-高精度模式:Local timer在ONESHOT模式下工作,支持hrtimer(high resolution)高精度定时器,精度可达纳秒级别
这种模式下,tick timer也被转换成hrtimer
2.时间戳Timer: - 整个系统多个CPU共享一个时间戳Timer,称为global timer
这种定时器通常是32bit/64bit宽度,不会频繁溢出产生中断,系统通过实时读取其计数值来计算当前时间戳
- Global timer服务于clocksource/timekeeper,为系统提供高精度的时间源
系统中可以有多个clocksource,timekeeper会选择精度最高的那个来使用
二、Linux内核中的时间管理机制 Linux内核通过一系列复杂而精细的机制来管理时间,确保系统的时序准确性和性能高效
1.Clocksource和Timekeeper: - Clocksource是Linux内核中用于提供高精度时间源的组件
每个clocksource都有一个评级(rating),表示其精度,timekeeper会选择评级最高的clocksource来使用
- Timekeeper负责维护系统时间,并定期从选中的clocksource中读取时间值来更新系统时间
为了避免cl
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