Linux內核中地時鐘中斷

Linux 內核中的時鐘中斷

第七章 Linux 內核的時鐘中斷

(By 詹榮開，NUDT)

Copyright ? 2003 by 詹榮開

E-mail:zhanrk@

Linux-2.4.0

Version 1.0.0，2003-2-14

摘要：本文主要從內核實現的角度分析了Linux 2.4.0 內核的時鐘中斷、內核對時間的表示等。本文是

為那些想要了解Linux I/O 子系統的讀者和Linux 驅動程序開發人員而寫的。

關鍵詞：Linux、時鐘、定時器

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Linux 內核中的時鐘中斷

前言

時間在一個操作系統內核中占據著重要的地位，它是驅動一個OS 內核運行的“起博器”。一般說來，

內核主要需要兩種類型的時間：

1. 在內核運行期間持續記錄當前的時間與日期，以便內核對某些對象和事件作時間標記(timestamp，

也稱為“時間戳”)，或供用戶通過時間syscall 進行檢索。

2. 維持一個固定周期的定時器，以提醒內核或用戶一段時間已經過去了。

PC 機中的時間是有三種時鐘硬件提供的，而這些時鐘硬件又都基于固定頻率的晶體振蕩器來提供時

鐘方波信號輸入。這三種時鐘硬件是：(1)實時時鐘(Real Time Clock，RTC)；(2)可編程間隔定時器

(Programmable Interval Timer，PIT)；(3)時間戳計數器(Time Stamp Counter，TSC)。

7．1 時鐘硬件

7．1．1 實時時鐘RTC

自從IBM PC AT 起，所有的PC 機就都包含了一個叫做實時時鐘(RTC)的時鐘芯片，以便在PC 機

斷電后仍然能夠繼續保持時間。顯然，RTC 是通過主板上的電池來供電的，而不是通過PC 機電源來供電

的，因此當PC 機關掉電源后，RTC 仍然會繼續工作。通常，CMOS RAM 和RTC 被集成到一塊芯片上，

因此RTC 也稱作“CMOS Timer”。最常見的RTC 芯片是MC146818(Motorola)和DS12887(maxim)，

DS12887 完全兼容于MC 146818，并有一定的擴展。本節內容主要基于MC 146818 這一標準的RTC 芯片。

具體內容可以參考MC146818 的Datasheet。

7．1．1．1 RTC 寄存器

MC146818 RTC 芯片一共有64 個寄存器。它們的芯片內部地址編號為0x00～0x3F(不是I/O 端口地

址)，這些寄存器一共可以分為三組：

(1)時鐘與日歷寄存器組：共有 10 個(0x00~0x09)，表示時間、日歷的具體信息。在PC 機中，這

些寄存器中的值都是以BCD 格式來存儲的(比如23dec＝0x23BCD)。

(2)狀態和控制寄存器組：共有4 個(0x0A~0x0D)，控制RTC 芯片的工作方式，并表示當前的狀態。

(3)CMOS 配置數據：通用的CMOS RAM，它們與時間無關，因此我們不關心它。

時鐘與日歷寄存器組的詳細解釋如下：

Address Function

00 Current second for RTC

01 Alarm second

02 Current minute

03 Alarm minute

總結

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