Linux操作系统内核的时钟中断机制

摘要：

本文主要从内核实现的角度分析了Linux 2.4.0内核的时钟中断、内核对时间 的表示等。本文是为那些想要了解Linux I/O子系统的读者和Linux驱动程序开发 人员而写的。

关键词：Linux、时钟、定时器

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前言

时间在一个操作系统内核中占据着重要的地位，它是驱动一个OS内核运行的 “起博器”。一般说来，内核主要需要两种类型的时间：

1. 在内核运行期间持续记录当前的时间与日期，以便内核对某些对象和事件 作时间标记（timestamp，也称为“时间戳”），或供用户通过时间syscall进行 检索。

2. 维持一个固定周期的定时器，以提醒内核或用户一段时间已经过去了。

PC机中的时间是有三种时钟硬件提供的，而这些时钟硬件又都基于固定频率 的晶体振荡器来提供时钟方波信号输入。这三种时钟硬件是：（1）实时时钟 （Real Time Clock，RTC）；（2）可编程间隔定时器（Programmable Interval Timer，PIT）；（3）时间戳计数器（Time Stamp Counter，TSC）。

时钟硬件

1、实时时钟RTC

自从IBM PC AT起，所有的PC机就都包含了一个叫做实时时钟（RTC）的时钟 芯片，以便在PC机断电后仍然能够继续保持时间。显然，RTC是通过主板上的电 池来供电的，而不是通过PC机电源来供电的，因此当PC机关掉电源后，RTC仍然 会继续工作。通常，CMOS RAM和RTC被集成到一块芯片上，因此RTC也称作“CMOS Timer”。最常见的RTC芯片是MC146818（Motorola）和DS12887（maxim）， DS12887完全兼容于MC146818，并有一定的扩展。本节内容主要基于MC146818这 一标准的RTC芯片。具体内容可以参考MC146818的Datasheet。

1．1 RTC寄存器

MC146818 RTC芯片一共有64个寄存器。它们的芯片内部地址编号为0x00～ 0x3F（不是I/O端口地址），这些寄存器一共可以分为三组：

（1）时钟与日历寄存器组：共有10个（0x00~0x09），表示时间、日历的具 体信息。在PC机中，这些寄存器中的值都是以BCD格式来存储的（比如23dec＝ 0x23BCD）。

（2）状态和控制寄存器组：共有4个（0x0A~0x0D），控制RTC芯片的工作方 式，并表示当前的状态。

（3）CMOS配置数据：通用的CMOS RAM，它们与时间无关，因此我们不关心它 。

（编辑：云计算网_泰州站长网）

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