时间子系统 - 蜗窝科技

Linux的时钟

作者：linuxer 发布于：2017-5-17 18:55 分类：时间子系统

时钟或者钟表（clock）是一种计时工具，每个人都至少有一块，可能在你的手机里，也可能佩戴在你的手腕上。如果Linux也是一个普通人的话，那么她的手腕上应该有十几块手表，包括：CLOCK_REALTIME、CLOCK_MONOTONIC、CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID、CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID、CLOCK_MONOTONIC_RAW、CLOCK_REALTIME_COARSE、CLOCK_MONOTONIC_COARSE、CLOCK_BOOTTIME、CLOCK_REALTIME_ALARM、CLOCK_BOOTTIME_ALARM、CLOCK_TAI。本文主要就是介绍Linux内核中的形形色色的“钟表”。

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标签: clock

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Linux时间子系统之（十四）：tick broadcast framework

作者：linuxer 发布于：2015-5-21 19:26 分类：时间子系统

在内核中，有cpuidle framework可以控制cpu的节电：当没有进程调度到该cpu上执行的时候，swapper进程粉墨登场，将该cpu会被推入到idle状态。当然 CPU的idle状态有深有浅，当CPU睡的比较深入的时候，有可能会关闭本地的timer硬件。这样就会引入一个很有意思的问题：local timer将无法唤醒CPU，该cpu上的所有的software timer将无法唤醒cpu。tick broadcast framework就是用来解决这个问题的。

本文中的代码来自linux kernel 4.0。

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标签: framework tick broadcast

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Linux时间子系统之（十三）：Tick Device layer综述

作者：linuxer 发布于：2015-3-26 18:50 分类：时间子系统

时间子系统中的tick device layer主要涉及kernel/time/tick-*相关的文件，本文的主要内容就是从high level层次（不纠缠在具体的每行代码）描述tick device layer的运作逻辑。

如果说每个.c文件是一个模块的话，我们可以首先简单描述tick device layer的各个模块。tick-common.c描述了tick device的一些通用操作，此外，该文件还包括了周期性tick的代码。想要让系统工作在tickless mode（更准确应该是Dynamic tick模块，也就是说根据系统的当前运行状况，动态的启停周期性tick）需要两个模块的支持，分别是tick-oneshot.c和tick- sched.c。tick-oneshot.c主要是提供和tick device的one shot mode相关的操作接口函数。从字面上看，tick-sched.c是和tick的调度相关，所谓tick的调度包括两个方面，一方面是在系统正常运行过程中，如何产生周期性的tick event，另一方面是在系统没有任务执行，进入idle状态的时候，如何停止周期性的tick，以及恢复的时候如何更新系统状态（例如：jiffies 等）。tick-broadcast.c和tick-broadcast-hrtimer.c是和tick broadcast相关，本文不会涉及这部分的内容，会有专门的文档描述它。

本文的第二章描述了关于tick device概述性的内容，随后在第三章描述了tick device layer是如何初始化的，由于tick device开始总是工作在periodic mode，因此，本章也就顺便描述了周期性tick的运作。如果硬件以及系统配置允许，系统中的tick device会切换one shot mode，从而进入tickless mode，因此第四章描述了在配置了高精度timer的情况下，dynamic tick如何运作之机理，第五章和第四章类似，只不过描述的是没有配置高精度timer的情况。

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标签: Device tick tickless NO_HZ

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Linux时间子系统之（二）：软件架构

作者：linuxer 发布于：2015-3-7 18:37 分类：时间子系统

本文的主要内容是描述内核时间子系统的软件框架。首先介绍了从旧的时间子系统迁移到新的时间子系统的源由，介绍新的时间子系统的优势。第三章汇整了时间子系统的相关文件以及内核配置。最后描述各种内核配置下的时间子系统的数据流和控制流。

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标签: 软件框架时间子系统

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Linux时间子系统之（六）：POSIX timer

作者：linuxer 发布于：2015-1-22 18:12 分类：时间子系统

在用户空间接口函数文档中，我们描述了和POSIX timer相关的操作，主要包括创建一个timer、设定timer、获取timer的状态、获取timer overrun的信息、删除timer。本文将沿着这些用户空间的接口定义来看看内核态的实现。虽然POSIX timer可以基于各种不同的clock创建，本文主要描述real time clock相关的timer。

本文第二章描述了POSIX timer的基本原理，第三章描述系统调用的具体实现，第四章主要讲real time clock的timer callback函数的实现，第五章介绍了timer超期后，内核如何处理信号。

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标签: timer POSIX

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Linux时间子系统之（五）：POSIX Clock

作者：linuxer 发布于：2015-1-5 19:03 分类：时间子系统

clock是timer的基础，任何一个timer都需要运作在一个指定的clock上来。内核中维护了若干的clock，本文第二章描述了clock的基本概念和一些静态定义的posix clock。根据计时的特点，clock分成两种：一种是真实世界的时间概念，另外一个是仅仅计算CPU执行时间，这两种clock分别在第三和第四章描述。从clock的生命周期来看，可以分成静态和动态的posix clock，静态是一直存在于内核中的，而动态clock有创建和销毁的概念，本文第五章描述了dynamic posix clock。

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标签: posix-clock

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Linux时间子系统之（四）：timekeeping

作者：linuxer 发布于：2014-12-29 18:03 分类：时间子系统

timekeeping模块是一个提供时间服务的基础模块。Linux内核提供各种time line，real time clock，monotonic clock、monotonic raw clock等，timekeeping模块就是负责跟踪、维护这些timeline的，并且向其他模块（timer相关模块、用户空间的时间服务等）提供服务，而timekeeping模块维护timeline的基础是基于clocksource模块和tick模块。通过tick模块的tick事件，可以周期性的更新time line，通过clocksource模块、可以获取tick之间更精准的时间信息。

本文熟悉介绍timekeeping的一些基础概念，接着会介绍该模块初始化的过程，此后会从上至下介绍该模块提供的服务、该模块如何和tick模块交互以及如何和clocksource模块交互，最后介绍电源管理相关的内容。

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标签: Linux时间子系统 timekeeping

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