全局变量jiffies用来记录自系统启动以来产生的节拍的总数。启动时,内核将该变量初始化为0,此后,每次时钟中断处理程序都会增加该变量的值。一秒内时钟中断的次数等于Hz,所以jiffies一秒内增加的值也就是Hz。
系统运行时间以秒为单位,等于jiffies/Hz。
注意,jiffies类型为无符号长整型(unsigned long),其他任何类型存放它都不正确。
将以秒为单位的时间转化为jiffies:
seconds * Hz
将jiffies转化为以秒为单位的时间:
jiffies / Hz
相比之下,内核中将秒转换为jiffies用的多些。
- jiffies的内部表示
jiffies定义于文件<linux\Jiffies.h>中:
ld(1)脚本用于连接主内核映像(在x86上位于arch/i386/kernel/vmlinux.lds.S中),然后用jiffies_64变量的初值覆盖jiffies变量。因此jiffies取整个jiffies_64变量的低32位。
访问jiffies的代码只会读取jiffies_64的低32位,通过get_jiffies_64()函数就可以读取整个64位的值。在64位体系结构上,jiffies_64和jiffies指的是同一个变量。
- jiffies的回绕wrap around
当jiffies的值超过它的最大存放范围后就会发生溢出。对于32位无符号长整型,最大取值为(2^32)-1,即429496795。如果节拍计数达到了最大值后还要继续增加,它的值就会回绕到0。
内核提供了四个宏来帮助比较节拍计数,它们能正确的处理节拍计数回绕的问题:
- 用户空间和HZ
问题提出:
在2.6以前的内核中,如果改变内核中的HZ值会给用户空间中某些程序造成异常结果。因为内核是以节拍数/秒的形式给用户空间导出这个值的,应用程序便依赖这个特定的HZ值。如果在内核中改变了HZ的定义值,就打破了用户空间的常量关系—用户空间并不知道新的HZ值。
解决方法:
内核更改所有导出的jiffies值。内核定义了USER_HZ来代表用户空间看到的HZ值。在x86体系结构上,由于HZ值原来一直是100,所以USER_HZ值就定义为100。内核可以使用宏jiffies_to_clock_t()将一个有HZ表示的节拍计数转换为一个由USER_HZ表示的节拍计数。
用户空间期望HZ=USER_HZ,但是如果它们不相等,则由宏完成转换。
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