Linux內(nèi)核中的jiffies:時間管理詳解
一、jiffies基本概念
jiffies是Linux內(nèi)核中的全局變量,記錄系統(tǒng)啟動后的"時鐘滴答"次數(shù)。
每當系統(tǒng)時鐘中斷發(fā)生,jiffies值就增加1。
它是內(nèi)核測量時間的基本單位,類似于我們?nèi)粘I钪械?quot;秒"。
二、HZ:jiffies的心跳頻率
如果把jiffies比作心跳計數(shù),那么HZ就是心跳的頻率。具體來說,HZ定義了系統(tǒng)時鐘每秒鐘"心跳"的次數(shù),也就是jiffies每秒鐘增長的次數(shù)。
例如:如果HZ=100,就像是心臟每秒跳動100次,那么每個jiffie就代表了1/100秒,即10毫秒。如果HZ=1000,就像心臟每秒跳動1000次,那么每個jiffie就代表了1毫秒。
三、jiffies的特性
- 變量類型:聲明為volatile,確保每次讀取最新值
- 內(nèi)存對齊:使用緩存行對齊減少多處理器系統(tǒng)的緩存沖突
- 初始值:不從0開始,而是從INITIAL_JIFFIES(通常為300秒滴答數(shù))開始
- 存儲大小:32位系統(tǒng)時為無符號32位整數(shù),64位系統(tǒng)時為無符號64位整數(shù)
四、jiffies溢出與時間比較
jiffies會周期性溢出,使得簡單的大小比較不可靠。
內(nèi)核提供了專門的比較函數(shù)處理溢出情況:
time_after(a,b)
:檢查a是否在b之后time_before(a,b)
:檢查a是否在b之前time_after_eq(a,b)
:檢查a是否在b之后或等于btime_before_eq(a,b)
:檢查a是否在b之前或等于b
這些函數(shù)通過將無符號差轉(zhuǎn)為有符號數(shù)來處理溢出問題。
五、時間單位換算
jiffies與常用時間單位的換算關系:
- 1秒 = HZ個jiffies
- 1毫秒 ≈ HZ/1000個jiffies
內(nèi)核提供了換算函數(shù):
- msecs_to_jiffies():毫秒轉(zhuǎn)jiffies
- jiffies_to_msecs():jiffies轉(zhuǎn)毫秒
由于HZ可能不是1000的倍數(shù),換算過程可能有舍入誤差。
總結
jiffies是Linux內(nèi)核時間管理的基礎,盡管有精度限制,但其簡單性和可靠性使它成為最常用的時間計數(shù)機制。理解jiffies的工作原理和最佳實踐對內(nèi)核和驅(qū)動開發(fā)至關重要。
以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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