linux 使用 jiffies 计数器

这个计数器和来读取它的实用函数位于 <linux/jiffies.h>, 尽管你会常常只是包含

<linux/sched.h>, 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 <linux/jiffies.h>

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 <linux/jiffies.h>

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 <linux/time.h>

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 <linux/jiffies.h> 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 <linux/types.h> 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.