(五)对linux内核中jiffies+Hz表示一秒钟的理解
jiffies在内核中是一个全局变量,它用来统计系统启动以来系统中产生的总节拍数,这个变量定义在include/Linux/jiffies.h中,定义形式如下。
unsigned long volatile jiffies;
想要理解jiffies的含义,我们需要首先理解时钟 节拍率 节拍的概念。
一、时钟
时钟应用于处理器的定时信号,它使得处理器在时钟中运行,依靠信号时钟,处理器便知道什么时候能够执行它的下一个功能。在linux系统中,时钟分为硬件时钟(又叫实时时钟)和软件时钟(又叫系统时钟)。在对内核编程中,我们经常用到的是系统时钟,系统时钟的主要任务有如下三点:
1.保证系统时间的正确性。
2.防止进程超额使用CPU。
3.记录CPU和资源消耗的统计时间。
系统时钟的初始值在系统启动时,通过读取硬件时钟获得,然后由Linux内核来维护。在系统运行中,系统时钟的更新是根据系统启动后的时钟滴答数来更新的。
实时时钟的主要作用是提供计时和产生精确的时钟中断。实时时钟是用来持久存放系统时间的设备,即便系统关闭后,它也可以靠主板上的微型电池提供的电力保持系统的计时。
二、节拍率
节拍率其实就是系统定时器产生中断的频率,所谓频率即指中断每秒钟产生多少次,即Hz(赫兹)。不同的体系结构的系统而言,节拍率不一定相同。
节拍率(Hz)的值可以在文件include/asm-x86/param.h中看到,定义如下。
#define Hz 1000
三、节拍
节拍就是指系统中连续两次时钟中断的间隔时间,该值等于节拍率分之一,即1/Hz。因为系统再启动时已经设置了Hz,所以系统的节拍也可以确定。内核正是利用节拍来计算系统时钟和系统运行时间的。
三、jiffies变量
jiffies用来统计系统启动以来系统中产生的总节拍数。该变量在系统启动时被初始化为0,接下来没进行一次时钟中断,jiffies自动加1。因此,知道了总的节拍数,然后再除以Hz,即可知系统的运行时间(jiffies/Hz)。
对于jiffies+Hz的含义,jiffies表示当前的系统时钟中断数,Hz表示一秒后的时钟中断的增加量,假设time=jiffies+Hz,正如上面所说 ,内核正是利用节拍数来计算系统时钟和系统运行时间的,则通过jiffies+Hz即可间接表示一秒钟。
如果系统中某个程序运行一段时间后,需要比较该运行时间是否超过一秒,即可通过比较time和程序运行后的jiffies值来判断是否超过一秒。当然此时,我们需要考虑jiffies变量的回绕问题,不可直接用if(time > jiffies)来比较,linux系统提供了4个宏定义来解决用户空间利用jiffies变量进行时间比较时可能产生的回绕现象,如下所示:
time_before()
time_after()
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