最近受到内核时钟精度的困扰。 具体情况如下：
盲： 1秒=1000毫秒=1000000微妙=1000000000纳秒
首先，linux有一个重要概念，即——节拍，单位为(次/秒)。 2.6内核这个值为1000，在系统中这个值用HZ的宏表示。 同时，有一个全局jiffies变量，表示打开电源后经过的节拍次数。 (这其中也有故事，稍后再解释。 请先记住这个。 当然wall_jiffies的墙上有jiffies，表示从07-01-1970到现在的节奏数。 每个节拍执行一次时钟中断。 也就是说，其精度是毫秒。
接下来，内核有另一个变量xtime，其表示系统的实际时间(墙壁时间)，定义如下： 其中，xtime.tv_sec以秒为单位，存储从Unix的祖先决定的纪元时间(19700701 )到现在的秒数。 xtime.tv_nsec以纳秒为单位记录自上一秒起经过的纳秒数。 也就是说，是纳秒的精度。
C
struct timespec xtime；
struct timespec{
time_t tv_sec； //秒
long tv_nsec； //纳秒
(；
1
2
3
4
5
6
structtimespecxtime；
structtimespec{
time_ttv_sec； //秒
longtv_nsec； //纳秒
(；
最后，linux提供gettimeofday的系统调用。 它返回timeval的结构，定义如下： 如上所述，tv_sec表示墙壁的时间秒，tv_usec表示从上一秒到当前的经过微秒数。 也就是说，其精度很微妙。
C
struct timeval{
long tv_sec； //秒
long tv_usec； //微妙
(；
1
2
3
4
structtimeval{
longtv_sec； //秒
longtv_usec； //微妙
(；
来得太棒了：
1 .每次时钟中断时，内核中的xtime都会更新。 也就是说，每次节拍都会更新。 你妹妹！ 每毫秒更新会产生纳秒的精度吗？ 另外，内核也有可能失去节奏。 纳秒是怎么做的？
2 .根据各种书籍，gettimeofday系统调用是读取的xtime的值。 今天，为什么读了之后失去了精度？ 变得微妙了吗？
我找了一下，故事终于整理好了：
问题1 ) linux启动时，1节拍的时间长度以纳秒为单位初始化为tick_nsec。 初始化值为999848ns。 坑爹啊。 不到一毫秒！ 节奏约为1000.15Hz。 靠过来！ 实际的节奏不是正确的1000！ 因此，每个时钟中断在wall_jiffies中更新xtime时获得的是以纳秒为最小单位的值。 所以！ xtime的粒度应该小于1毫秒，也就是说精度应该小于1毫秒。
2:gettimeday系统调用的xtime代码读取部分如下。
C
do{
未标记的长整型；
seq=read_seqbegin(xtime_lock )；
usec=timer-get_offset (； //在计时器上取从上次时钟中断到现在的微秒数
lost=jiffies - wall_jiffies；
是if (迷失)
usec=lost*(1000000/Hz； //HZ是节拍宏，值为1000
sec=xtime.tv_sec；
usec=(xtime.TV_nsec/1000 )； //由纳秒变成微妙
}while(read_seqretry ) xtime_lock，seq ) )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
do{
未标记的长整型；
seq=read_seqbegin(xtime_lock )；
usec=timer-get_offset (； //在计时器上取从上次时钟中断到现在的微秒数
lost=jiffies-wall_jiffies；
是if (迷失)
usec=lost*(1000000/Hz； //HZ是节拍宏，值为1000
sec=xtime.tv_sec；
usec=(xtime.TV_nsec/1000 )； //由纳秒变成微妙
}while(read_seqretry ) xtime_lock，seq ) )
while部分使用了seg锁。 只看中间的就好了。 加注释就清楚了。 由于节奏可能丢失，lost是丢失的节奏数。 虽然计时器很麻烦，但timer有以下四种情况。
如果cur_timer指向timer_HPET对象，则此方法至少使用hpet计时器——Inter和Microsoft开发的高精度计时器频率10MHz。 也就是说，此时可以提供真正微妙的精度水平。
当cur_timer指向timer_pmtmr对象时，该方法还可以通过使用ACPI PMT定时器(电源管理定时器)的平均速率约为3.58MHz来提供真正微妙级别的精度。
如果cur_timer指向timer_tsc对象，则该方法使用时间戳计数器，内置于所有8086处理器中，每个CPU时钟增加一次计数器，频率为CPU频率，因此timer的精度最高足以承受微妙水平的精度。
如果cur_timer指向timer_PIT对象，则此方法使用pit计数器，即第一个节拍计数。 频率约为1000Hz，此时无法提供精度明显微妙的时间。 所以只有在这种情况下是假毫秒精度！
总的来说，使用gettimeofday系统调用的话，只要不使用速度计数器就可以确保达到微妙精度的时间(削减过程上下文的时间误差)。 网络上说的关于能得到纳秒精度的时间，看起来都是错误的。 除非更改内核，否则使用时间戳计数器实现。 太棒了！
最后说一件事。 jiffies的定义是4个字节。 你可能觉得初始值是0。 其实，不是那样的！ 在linux中，jiffies初始化为0xfffb6c20，是32位的有符号数，正好等于-300 000。 因此，计数器将在系统启动后的5分钟内溢出。 这是为了在开发阶段发现jiffies溢出处理有缺陷的内核代码，从而避免在稳定的版本中出现这样的问题。
参照《深入理解linux内核》
原文链接