Kernel 系统时钟

2013-07-02 Tuesday     linux

CONFIG_HZ VS. USER_HZ

在内核中维护了两个 HZ 参数,CONFIG_HZ 和 USER_HZ ,其中前者可以在 make menuconfig 时进行配置,默认 250, 现在有些设置为了 1000,而后者固定为 100 。

CONFIG_HZ / HZ

内核中一般使用 HZ,实际两者等价。该参数决定了内核的时钟频率,由硬件中断产生,每次中断是一次 tick ,也就是内核的一次时钟滴答,同时 jiffies++ 。

可以通过提高该参数增加系统的实时性,但同时会导致过多的时间花费在中断处理中。

USER_HZ

在用户空间使用 clock_t 表示时钟的滴答数。由于内核的 CONFIG_HZ 是变化的,那么如果类似于 glibc 或用户应用程序,在需要获得 clock_t 时,要么通过 sysctl 系统调用,要么通过 /proc 或 /sys 文件系统去获得。

与其采用上面的方法,不如内核定死用户空间看到的 HZ 就是 100 ,然后内核在往用户空间提供 tick 的时候都以这个为单位,这个也就是 USER_HZ 的作用。

使用方式

假设你要设计一个内核模块,该模块提供时间信息给用户程序,且选择用 tick 为单位,那么应使用 jiffies_64_to_clock_t(jiffiex) 将 CONFIG_HZ 转换成 USER_HZ;通过 clock_t_to_jiffies(tick) 将 USER_HZ 转换成 CONFIG_HZ 。

也就是说,在用户程序中,只能看到 USER_HZ ,除非是内核的 bug ,否则以 tick 或 jiffies 为单位的用户空间接口,实际指的都是 USER_HZ 。

查看验证

----- 关于USER_HZ可以在shell中通过如下命令获取
$ getconf CLK_TCK
100

----- 获取CONFIG_HZ
$ grep ^CONFIG_HZ /boot/config-`uname -r`
CONFIG_HZ_1000=y
CONFIG_HZ=1000

对于 USER_HZ 也可以在 C 语言中通过 sysconf(_SC_CLK_TCK) 获得。

其它

2.6.12 以后引入了 NO_HZ 和 high_res timer ,最新的内核使用 NO_HZ_FULL_ALL;也就是当系统空闲时,不再定时产生时钟中断,系统可以进入 default_idle() 节省系统 power 。

通常硬件可以提供多个时钟源,而且可能精度达到 ns 级,这些时钟源可以供 high_res timer 使用,从而不受 CONFIG_HZ 的限制。



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