1.Linux内核中的钟中jiffies及其作用介绍及jiffies等相关函数详解
2.linux内核中的jiffies有哪些作用?
3.linux ARM GIC中断子系统和cpu timer
4.深入Linux C/C++ Timer定时器的实现核心原理
5.linux中断子系统 - linux 中断处理流程
6.时钟中断服务程序的主要操作是什么 时钟中断服务程序的主要操作是啥

Linux内核中的jiffies及其作用介绍及jiffies等相关函数详解

       Linux内核中，jiffies与时间管理息息相关。断源首先，钟中了解timeval结构体，断源它由时间秒（tv_sec）和微秒（tv_usec）组成，钟中用于表示时间点。断源斜率划线源码微秒（microsecond）实际上代表的钟中是微秒级的时间，而非毫秒（millisecond）。断源

       系统提供了实时时钟（RTC）和内核定时器来处理时间。钟中实时时钟负责持久存储系统时间，断源即便系统关闭后依然能保持计时；而内核定时器则用于计算和管理时间，钟中如执行周期性任务。断源内核定时器的钟中频率通常由HZ宏定义，HZ值决定了每秒的断源时钟中断次数。例如，钟中在Linux 2.6版本中，HZ默认为，意味着每秒有次时钟中断，即每个周期（tick）为1毫秒。

       jiffies是内核中记录自系统启动以来的时钟中断次数的全局变量。它是一个位无符号整型volatile变量，以秒为单位计算，可以通过HZ值将其转换为实际的秒数。由于jiffies值的大小限制，它会在大约天后溢出，因此内核提供了jiffies_变量来存储位的jiffies值，以避免溢出问题。获取jiffies_的低位即得到当前的jiffies值，而使用函数get_jiffies_()可以确保数据的原子性。

       内核中提供了时间比较宏，如time_after()、time_before()等，用于正确处理jiffies的溢出情况，避免在比较时出现逻辑错误。wap 论坛源码例如，time_after()宏可以安全地比较两个jiffies值，确保结果的准确性。

       内核还支持长延迟操作，如busy-wait（使用time_before()等待某个事件发生）和sleep-wait（使用schedule_timeout()设置超时）。然而，这些操作的精度受限于HZ的值，即每秒的时钟中断次数。在内核空间和用户空间中，HZ提供了最精确的时间控制机制。

       对于获取绝对时间（wall time），内核使用实时时钟（RTC）。在系统启动时，RTC时间被读取并存储在xtime变量中。当系统关闭时，xtime中的时间会被写回RTC，确保RTC与系统时间同步。用户空间可以通过函数do_gettimeofday()来读取当前的wall time。

       内核定时器与动态定时器共同作用于时间驱动的事件调度。系统定时器通常由硬件时钟中断驱动，动态定时器则是内核管理机制的一部分，用于在指定时间点执行任务。动态定时器的超时检查依赖于系统定时器的时钟中断，从而实现精确的事件调度。

       总之，jiffies、实时时钟、内核定时器和动态定时器共同构成了Linux内核中时间管理的核心机制，为系统提供了精确的时间服务和依赖时间的事件调度能力。

linux内核中的jiffies有哪些作用?

       Linux内核中的jiffies用于时间管理，如周期性调度、延时及定时器功能。硬件定时器提供时钟源，llama源码编译其频率可调，周期性产生中断，系统借此计时。

       中断频率即系统节拍率，称为tick rate，可于编译内核时通过图形界面设置，默认为Hz。系统自启动起，jiffies全局变量记录节拍数，初始值为0，定义于文件include/linux/jiffies.h中。

       HZ表示每秒节拍数，因此jiffies除以HZ即得系统运行时间，单位为秒。内核提供了多个jiffies与毫秒、微秒、纳秒的转换函数，用于时间单位间的转换。

linux ARM GIC中断子系统和cpu timer

       Linux在ARM GIC中断子系统和CPU timer中实现了中断的高效管理，包括不同类型的中断（SPI、PPI、SGI、LPI）和中断处理流程。本文将详细探讨GIC V3的中断配置、使能，以及Linux驱动中的相关代码示例，同时涉及LPI中断的内存配置和路由机制，以及CPU timer的时钟中断关联。

       Linux下的ARM GIC（Generic Interrupt Controller）中断子系统是个关键组件，它负责中断的分发和路由。GIC V3有四种主要的中断类型：SPI（共享外设中断）处理多个CPU的公共设备，PPI（私有外设中断）专供单个CPU，SGI（软件生成中断）用于核间通信，源码牛魔王而LPI（局部性特定中断）是GICv3新增，采用消息机制并支持PCIe MSI/MSI-x。

       中断流程分为一般和LPI两种，前者涉及多个步骤，后者通过消息传递到相应处理器。Linux驱动中，设备会通过固定HWirq申请中断，驱动会将其转换为系统中断并设置处理函数。

       GICV3配置与使能涉及多个寄存器，如GICD_CTLR、GICD_IROUTER等，它们用于控制中断的全局优先级、路由方式和分组。特别是LPI中断，需要在内存中初始化配置和pending表，然后写入相关寄存器以启用。

       CPU timer则通过时钟相关寄存器如CNTPS_CVAL_EL1来触发中断，当系统时间戳超过预设值时，中断会被处理。整体而言，Linux与ARM GIC的协作确保了系统的稳定和高效。

深入Linux C/C++ Timer定时器的实现核心原理

       深入Linux下的C/C++ Timer定时器实现核心原理

       本文探讨Linux环境下C/C++实现定时器的底层原理及其应用。在操作系统层面，Linux并不提供直接用于定时任务的优雅接口，而是依赖于CPU时钟中断来实现定时功能。

       定时器的实现依赖CPU时钟中断。时钟中断的精确度决定了定时器的精度上限。内核通过特定的数据结构管理多个定时器，在时钟中断处理中识别哪些定时器已超时，并执行相应的动作。用户空间程序则间接依赖于内核的信号、IO事件、调度机制，ognl 源码解析通过这些间接方式实现定时功能。

       实现动态定时器时，常使用数据结构如时间轮、最小堆或红黑树。Linux内核和第三方库如Asio或nginx等，提供了这些算法的具体实现。

       在Linux上使用定时功能时，需要借助现有的定时通知函数封装定时器。常见的函数包括alarm()、setitimer()等。这些函数通过信号SIGALRM实现通知，但存在信号处理的复杂性，不适用于多线程环境。而timer_create()/timer_settime()系列函数，提供了较高的精度（纳秒级），并支持指定实时信号和线程ID作为通知机制，但封装起来较为复杂，且需要链接librt库。

       考虑到多路复用机制（如select/poll/epoll）在实现定时功能时的优势，它们允许设置超时时间，当监控事件在指定时间内未触发时，轮询函数将返回，具备较好的精度和并发能力。

       获取当前时间是实现定时器的关键步骤。常用的函数如time()、ftime()和gettimeofday()各有优劣。其中，clock_gettime()在精度（纳秒级）和系统调用开销方面提供了较好的平衡，且在x-平台上为vdso技术，减少了性能损失。

       设计定时器时，选择合适的时间获取函数和定时通知机制是关键。通过使用epoll和其他定时函数结合，可以实现高效、精准的定时功能。

       在具体实现上，可以使用优先队列（std::priority_queue）或时间轮等数据结构来管理定时器，以确保在系统事件循环中高效地处理超时事件。优先队列支持高效添加和删除定时器，时间轮则通过将超时时间分配到不同的槽中，实现对定时器的高效管理。

       libevent、libco等库提供了解决方案，使用时间轮实现定时器，通过维护一个旋转的指针和多个槽位，实现对定时器的高效管理。时间轮的实现可以显著减少超时事件处理的系统调用次数，从而提高性能。

       最后，考虑到性能和资源的使用，timerfd是一种高精度的定时机制，适用于每个超时事件独享一个文件描述符。然而，这种方式可能导致文件描述符资源的浪费。libevent等库提供了更为高效的解决方案，通过共享一个timerfd来管理多个定时器，仅需一个额外的系统调用。

       综上，Linux环境下C/C++定时器的实现涵盖了底层原理、数据结构选择、时间获取与处理机制，以及性能优化策略。通过合理选择和优化，可以构建高效、精准的定时器系统。

linux中断子系统 - linux 中断处理流程

       当硬件触发中断时，中断信号直接导致处理器执行跳转至中断向量表，进入中断模式（IRQ模式），随后再次跳转至系统模式（svc模式），进行具体的中断处理操作。这一系列模式转换和现场保存操作主要由晦涩难懂的汇编代码实现。在做好必要的准备工作后，调用`handle_arch_irq`函数，最终进入C语言环境进行中断处理。

       解释`handle_arch_irq`函数，这是一个平台相关的函数指针。通过`set_handle_irq`函数将其设置为`gic_handle_irq`。在中断发生后，中断处理流程会调用`gic_handle_irq`函数。

       `gic_handle_irq`函数包含关键代码逻辑，处理三种类型中断：软件触发中断（SGI）、硬件触发中断（PPI）、以及外部硬件中断（SPI）。SGI用于CPU之间的通信，PPI是CPU独立触发的，典型例子是时钟中断，而SPI是最常见的外部中断。

       SGI中断处理相对简单，仅涉及软件处理。PPI和SPI中断则需要考虑GIC的级联问题。系统中存在多个GIC时，需要递归处理。对于PPI和SPI，它们共享处理部分，但SPI处理需要考虑GIC的级联，而PPI处理直接进入SPI处理框架。

       中断源信息记录在GIC的`GIC_CPU_INTACK`寄存器中，包括CPU ID和中断ID。SGI中断中CPU ID具有意义，而PPI/SPI中断中CPU ID无意义，仅读取低位获取hwirq。

       在处理中断号时，代码执行在一个死循环中，确保中断处理过程中产生的额外中断可以立即处理，而无需重新跳转至中断向量表。当从`GIC_CPU_INTACK`读取的中断号大于等于时，中断处理退出。

       处理外设中断如PPI和SPI，调用`handle_domain_irq`函数，传入当前GIC所属domain、hwirq以及pt_regs。内核中存在中断编号（irq），与GIC的interrupt ID不同，存在映射关系，由domain保存。

       进一步调用`__handle_domain_irq`函数处理中断，涉及设置中断状态、跳转至中断处理程序、执行软中断和退出中断环境等步骤。中断状态位在进入中断处理阶段时被设置，而非中断结束时。在特定条件下，中断环境会通过`tick broadcast`更新`jiffies`以防止软中断唤醒的误判。

       通用中断处理函数`generic_handle_irq`实现核心处理逻辑，通过`irq_to_desc`获取中断描述信息，调用`desc->handle_irq()`回调函数进行处理。

       中断回调函数`handle_fasteoi_irq`处理共享中断和级联中断，确保正确执行中断处理程序并进行中断线程化。对于SGI中断，处理流程直接进入IPI中断的特定处理。

       IPI中断的响应与触发机制涉及GIC驱动初始化代码中的`set_smp_cross_call`函数，用于配置发送SGI中断的机制。例如，发送唤醒IPI中断时，调用路径涉及`arch_send_wakeup_ipi_mask`、`__smp_cross_call`，最终调用`gic_raise_softirq`函数。

       中断处理流程涉及多种中断类型和机制，包括硬件触发、软件触发、级联处理、中断线程化等，确保系统能够高效响应中断，进行必要的操作并恢复至正常执行状态。

       参考资料和链接提供进一步学习中断处理流程的资源。

时钟中断服务程序的主要操作是什么 时钟中断服务程序的主要操作是啥

       1、时钟中断服务程序的主要操作是linux在内核初始化时调用函数tlrne_1nlt（），对时钟中断进行相关的初始化工作，一旦硬件定时器使用的中断通道irq0初始化完毕，即会定时向处理器发出中断申请，处理器响应该申请后，即会调用时钟中断处理程序tlmer_mterrup（）。

       2、计算机系统应有两个时钟：实时时钟（rtc）和操作系统（os）时钟，实时时钟是由硬件电路构成的，并由电池供电，因此即使系统断电，也可正常工作。

       3、操作系统时钟是操作系统软件维护的时钟系统，操作系统通过读取实时时钟来初始化系 统时钟，此后二者一直保持同步，共同维持着系统的时间。这里的同步，是指操作系统在运行 过程中，每隔一个固定的时间就会刷新或校正实时时钟中的信息。

Linux：jiffies 的前后顺序判断

       jiffies 是Linux基于时间中断的计数器，每次时钟中断会自增1。内核中需要判断不同jiffies的先后顺序，如超时判断，通过转换为将来时间的jiffies_future，比较当前jiffies_now是否大于等于jiffies_future以判断超时。

       jiffies使用无符号整数保存，可能溢出，如INT_MAX+1变为0，需要正确比较不同jiffies大小。

       内核源码实现两个jiffies大小比较。time_after(a, b)判断a是否发生在b后面。((long)(b)-(long)(a)<0)与((long)(a)-(long)(b)>0)等价，后者解释原理。

       比较大小需考虑几种情况（假设jiffies用位整数存储，a与b差距<公式）。

       若a与b差距>公式，上述大小判断失效。例如，a为公式值，b为0时，a虽在b后面发生，但((long)(a)-(long)(b))却<0。