Linux时间子系统之clocksource的注册

clocksource注册流程

clocksource_register / clocksource_register_hz / clocksource_register_khz    __clocksource_register_scale        __clocksource_updatefreq_scale            clocks_calc_mult_shift   /* 计算->mult和->shift */            clocksource_max_adjustment   /* 计算->maxadj 11% */            clocksource_max_deferment   /* 计算->max_idle_ns */        clocksource_enqueue        clocksource_enqueue_watchdog        clocksource_select

一个问题是clocksource的->mult和->shift是如何确定的。clocksource_register由调用者直接指定，clocksource_register_hz和clocksource_register_khz则根据时钟源频率和->mult的最大位数按以下算法计算得到。

->mult与->shift的算法

nsecs = (cycles / F) * NSEC_PER_SEC = (cycles * mult) >> shift
其中F为时钟频率，NSEC_PER_SEC为纳秒时钟频率，即10^9。将cycles=F带入上式，得
NSEC_PER_SEC = (F * mult) >> shift
根据频率单位可缩放scale（1为Hz，1000为KHz），得
NSEC_PER_SEC / scale = ((F / scale) * mult) >> shift
令to = NSEC_PER_SEC / scale，from = F / scale，得
to = (from * mult) >> shift
mult = (to << shift) / from
->shift的取值范围为[32:1]，优先取大值，但须要确保->mult不超过有效位数。

for (sft = 32; sft > 0; sft--) {    tmp = (u64)to << sft;    tmp += from / 2;    do_div(tmp, from);    if ((tmp >> sftacc) == 0)        break;}*mult = tmp;*shift = sft;

现在的问题是->mult的最大位数sftacc如何确定。

->mult最大位数的算法

若cycles小于32位，->mult最大32位；
若cycles大于32位，->mult最大为64 - 最大10分钟cylces的位数。

u64 sec = (cs->mask - (cs->mask >> 3)); /* 最大cycles，减去12.5% */do_div(sec, freq); /*转换成秒或毫秒 */do_div(sec, scale); /* 转换成秒*/if (!sec)    sec = 1;else if (sec > 600 && cs->mask > UINT_MAX) /* 若cycles大于32位，有10分钟限制；若cycles不大于32位，没有时间限制（因为最大32位左移不会导致溢出） */    sec = 600;u32 maxsec = sec * scale; /* 转换成秒或毫秒 */u32 sftacc = 32;u64 tmp = ((u64)maxsec * freq) >> 32;while (tmp) {    tmp >>= 1;    sftacc--;}

为什么有10分钟限制

首先看clocksource计数值与实际时间单位的转换关系

s64 clocksource_cyc2ns(cycle_t cycles, u32 mult, u32 shift){    return ((u64)cycles * mult) >> shift;}

这里cycles是两次计数值增量，即->read()返回值与->cycle_last之差。

cycles和->mult都不能无限大，否则乘法结果溢出。内核需要限定一个更新->cycle_last的最大周期，10分钟被认为是合理的强制限定。因为从idle状态退出一定会更新->cycle_last，最大休眠时间->max_idle_ns可以通过以上得到的->mult计算出来。

max_cycles = 1ULL << (63 - (ilog2(cs->mult + cs->maxadj) + 1));   /* ->mult与cycles共同占用63位 */max_cycles = min_t(u64, max_cycles, (u64)cs->mask);   /* 不超过有效位数 */max_nsecs = clocksource_cyc2ns(max_cycles, cs->mult - cs->maxadj, cs->shift);return max_nsecs - (max_nsecs >> 3);

这里+1，11%的修正值和12.5%的余量都是防止溢出的保守的算法。

参考并感谢

http://blog.csdn.net/droidphone/article/details/7975694