一文搞懂linux时间片，硬件时钟，软件时钟，实时时钟，时间中断，墙上时间

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我是靠谱客的博主火星上项链，最近开发中收集的这篇文章主要介绍一文搞懂linux时间片，硬件时钟，软件时钟，实时时钟，时间中断，墙上时间，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

时间片:

时间片是一个数值,它表明程序在被抢占前所持续运行的时间。
在这里插入图片描述

相对时间绝对时间区别：

如果某个时间在5s后呗调度执行，那么系统所需要的不是绝对时间，而是相对时间(比如,相对现在5s后)；相反，如果被要求管理当前日期和当前时间，则内核不但要计算流逝的时间而且还要计算绝对时间.

实时时钟(又名硬件时钟,时钟硬件,系统定时器):(理解为一个电子设备)

A real-time clock (RTC) is an electronic device (most often in the form of an integrated circuit) that measures the passage of time.
实时时钟（RTC）是一种测量时间流逝的电子设备（通常以集成电路的形式出现）。

它为人们提供精确的实时时间,或者为电子系统提供精确的时间基准, 实时时钟芯片一般使用精度较高的晶体振荡器作为时钟源

RTC时间是以振荡频率来计算的(简称晶振,固定频率发出脉冲)。

可以当做计数器来用

系统时间以它作为基频。

组成：晶体振荡器,计数器,寄存器；

这种时钟称为可编程时钟，可编程时钟有两种模式，-种是一键式(one-shot mode) ，当时钟启动时，会把存储器中的值复制到计数器中，然后，每次晶体的振荡器的脉冲都会使计数器-1。当计数器变为0时，会产生一个中断，并停止工作,直到软件再- -次显示启动。还有一种模式时方波(square-wave mode)模式，在这种模式下，当计数器变为0并产生中断后，存储寄存器的值会自动复制到计数器中，这种周期性（频率）的中断称为一个时钟周期。该中断叫做时钟中断

在这里插入图片描述

时钟中断(CPU中断):

可以理解为周期性产生的事件–比如每10ms一次；都是由系统定时器驱动的。系统定时器是一种可编程的硬件芯片。它能以固定的频率产生中断，该中断就叫做定时器中断，

可以大概的理解为硬件时钟的一个开始到结束的周期。并且以固定频率自行触发。该频率叫做节拍率(tick rate)

由可编程硬件芯片(RTC),它能以固定的频率产生中断。该中断就是所谓的定时器中断。

预编的节拍率对内核来说已知的。

节拍:

连续两次时钟中断的间隔时间。这个间隔时间就称为节拍，它等于节拍率分支一（1/(tick rate)）秒。

内核用这种已知时间间隔.来计算墙上时间,和系统运行时间。内核通过控制时钟中断来维护实际时间。也为用户空间提供了对应的API接口来获取实际日期,实际时间。

节拍率（HZ）：

系统定时器频率( 节拍率),是通过静态预处理定义的，也就是HZ（赫兹）,在系统启动的时候按照HZ值对硬件进行设置。

系统时间(又名时钟软件,软件时钟)：

时钟硬件所做的全部工作是根据已知的时间间隔产生中断。那么其他关于时间的工作需要由时钟软件来完成。通常做的事

维护日常时间（也称为实际时间）
防止进程超时运行。
- 可以理解为时间片，时钟软件在后面操作。
对CPU的使用情况记账
- 进程使用时长记录。因为当中断发生的时候时间必须要停止计算。中断结束后，在恢复倒计时。参考时间片
处理用户进程提出alarm系统调用。
为系统本身各个部分提供监视定时器。

墙上时间(实际时间):

也就是通常看到的 2021年11月8日 20:06:16 或者 Mon Nov 8 20:06:23 CST 2021 这种格式

jiffies:

全局变量jiffies用来记录自系统启动以来产生的节拍的总数。系统启动的时候内核将此变量初始化为0,此后每次时钟中断处理程序就会增加该变量的值。因为一秒钟的时钟中断的次数等于HZ(节拍率)，所以jiffies一秒增加的值也为HZ。（系统运行时间以秒为单位计算）系统运行的时间为jiffies/HZ(节拍率)

jiffies的定义:

extern unsigned long volatile __jiffy_data jiffies;
jiffies变量类型为:(unsigned long)因为,在32位编辑器(系统)上是32位,在64位编辑器(系统)上是64位,32位的jiffies到达一定的值的时候会溢出,需要进行特殊处理。

所以增加了变量 jiffies_64；
定义如下
extern u64 __jiffy_data jiffies_64;

虽然，jiffies和jiffies_64是两个变量，但它们最终指向相同的地址，只是jiffies取的是jiffies_64变量的低32位。这种效果通过链接程序实现的
如图

在这里插入图片描述

linux设置时钟的一些命令

#设置系统时间
date -s "2012-05-18 04:53:00"

#查看硬件时间
clock --show

#系统时间保存到硬件时间里面去 以下命令二选一
hwclock --systohc
clock -w

#修改硬件时间
hwclock --set --date='2012-05-18 04:53:00'

#硬件时间同步到系统时间
hwclock --hctosys

—The end—

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