时钟中断

大部分PC 机中有两个时钟源，他们分别叫做RTC 和OS（操作系统）时钟。RTC（Real Time Clock，实时时钟）也叫做CMOS 时钟，它是PC 主机板上的一块芯片（或者叫做时钟电路），它靠电池供电，即使系统断电，也可以维持日期和时间。由于它独立于操作系统，所以也被称为硬件时钟，它为整个计算机提供一个计时标准，是最原始最底层的时钟数据。

OS 时钟产生于PC 主板上的定时/计数芯片（8253/8254），由操作系统控制这个芯片的工作，OS 时钟的基本单位就是该芯片的计数周期。在开机时操作系统取得RTC  中的时间数据来初始化OS时钟，然后通过计数芯片的向下计数形成了OS 时钟，所以OS 时钟并不是本质意义上的时钟，它更应该被称为一个计数器。OS 时钟只在开机时才有效，而且完全由操作系统控制，所以也被称为软时钟或系统时钟。

Linux 的OS 时钟的物理产生原因是可编程定时/计数器产生的输出脉冲，这个脉冲送入CPU，就可以引发一个中断请求信号，我们就把它叫做时钟中断。Linux  中用全局变量jiffies 表示系统自启动以来的时钟滴答数目。每个时钟滴答，时钟中断得到执行。时钟中断执行的频率很高：100  次/秒（Linux 设计者将一个“时钟滴答”定义为10ms），时钟中断的主要工作是处理和时间有关的所有信息、决定是否执行调度程序。和时间有关的所有信息包括系统时间、进程的时间片、延时、使用CPU  的时间、各种定时器，进程更新后的时间片为进程调度提供依据，然后在时钟中断返回时决定是否要执行调度程序。

在 Linux 2.6 中，系统时钟每 1 ms中断一次（时钟频率，用 HZ 宏表示，定义为 1000，即每秒中断 1000 次，2.4 中定义为 100，很多应用程序也仍然沿用 100 的时钟频率）

3、Tick(节拍)
Tick是HZ的倒数，即系统计时器 interrupt每发生一次中断的时间（两次连续间隔）。如HZ为250时(linux2.5时设定值)，tick为4ms(millisecond)。

[root@k3master ~]# cat /boot/config-`uname -r` | grep 'CONFIG_HZ='
   CONFIG_HZ=1000   //这个就是内核hz  //1秒内的中断的次数

linux的时钟中断的两个内核全局变量，分别是xtime与jiffies。

1、xtime

一个timeval结构类型变量，是从cmos电路(rtc)中取得的时间，一般是从某一历史时刻开始到现在的时间，也就是为了取得我们操作系统上显示的日期。这个就是“实时时钟”，它的精确度是微秒。获取方式是通过linux-2.6.0\linux-2.6.0\include\linux\time.h(低精度)头文件里面的do_gettimeofday函数获取。(从Linux内核获取时间函数do_gettimeofday)

复制代码 struct timespec类型的结构体变量，定义见文件linux-2.6.0\linux-2.6.0\include\linux\time.h，其声明如下： struct timespec { __kernel_time_t tv_sec; /* 秒数 / long tv_nsec; / 纳秒数,1纳秒(ns)=1e-9秒(s) */ }; extern struct timespec xtime; //1 纳秒=0.000001 毫秒 //1 纳秒=0.001 微秒 // 微秒，时间单位。一秒的一百万分之一，即1秒=10的6次方微秒。缩写为μs。 //1秒(s)=1000000微秒(μs) //纳秒：原称毫微秒，就是10^(-9)秒（10亿分之一秒），即10^(-6)毫秒（1000000分之一毫秒）。1纳秒，等于1微秒的千分之一 //此结构体用于内核记录时间，其中字段tv_sec的单位是秒（s），表示整秒数，字段tv_nsec的单位是纳秒（ns），表示不足一秒的部分，在此其取值范围是0～999999999。 复制代码

2、HZ(赫兹（Hz）是国际单位制中频率的单位，它是每秒中的周期性变动重复次数的计量)

Linux核心每隔固定周期会发出timer interrupt (IRQ 0)，HZ是用来保存每一秒有几次timer interrupts。如HZ为1000，代表每秒有1000次timer interrupts。 HZ可在编译核心时设定，可设定100、250、300或1000。核心版本预设值为250。 HZ这个值可以理解为操作系统的时钟频率，这个时钟的精度远低于硬件的时钟频率。如HZ设置为250，那么为一秒钟250次，每次为4ms，因此操作系统的时钟精度只能达到4ms。

3、Tick(节拍)

Tick是HZ的倒数，即系统计时器 interrupt每发生一次中断的时间（两次连续间隔）。如HZ为250时(linux2.5时设定值)，tick为4ms(millisecond)。

[root@k3master ~]# cat /boot/config-`uname -r` | grep 'CONFIG_HZ='
   CONFIG_HZ=1000   //这个就是内核hz  //1秒内的中断的次数

4、Jiffies

在<linux/jiffies.h>，定义了Jiffies(unsigned long)这个变量。每发生一次timer interrupt，Jiffies变数会被加一。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。 在 Linux 2.6 中，系统时钟每 1 ms中断一次（时钟频率，用 HZ 宏表示，定义为 1000，即每秒中断 1000 次，2.4 中定义为 100，很多应用程序也仍然沿用 100 的时钟频率），这个时间单位称为一个 jiffie。jiffies 与绝对时间之间的转换, 用两个宏来完成两种时间单位的互换：JIFFIES_TO_NS()、NS_TO_JIFFIES()。jiffies是记录着从电脑开机到现在总共的时钟中断次数。