定时测量

      1）linux内核给用户很多选择选项，为了兼容不同的硬件提供了多种选项，硬件定时器（HPET、TSC），软件定时器。 
        2)注意处理竞争条件（在多核情况下，会引入在单核情况下不存在的竞争条件，例如，定时器函数在【被删除函数】终止时可能在其他CPU上运行【和删除函数不在一个CPU上】，del_timer_sync()删除指定的定时器后，需要检查定时函数是否还在其他CPU上运行，如果是，则需要等到定时器函数结束）。 
      3）在体系结构中分为 全局时钟和 CPU本地时钟 
      4) 监管内核代码，依赖于eip寄存器的值，来揭示中断发生前内核在做什么。 
      5）看门狗的实现依赖于 非屏蔽中断（NMI）,它们在每个CPU上产生周期性的NMI中断。 
  用tv1，tv2，tv3，tv4，tv5将list_head元素分为在将来2^8-1,2^14-1, 2^20-1, 2^26-1和2^32-1时钟节拍内将要到期的所有动态定时器。（分而治之的思想）

一、定时器 
     

       RTC：振源内部提供，自己有电源，电脑关机后也能自己位置时间，Linux只用RTC来获取时间和日期，可以通过/dev/rtc对设备文件进行操作，可以对RTC编程。 

       TSC：振源外部提供，注意它的振源频率可能是变幻的（有些电脑可以节约功耗，变频工作），所以即使他的频率高，但是不一定选取。

TSC（64位）每个时钟信号到来时加1，其单位与时钟节拍频率有关,如果时钟节拍频率是1GHz，则单位是ns（即每1na增加1）,是计数器（是在上电后工作，RTC可以在断电后工作，RTC有自己的电源）。calibrate_tsc()通过计算一个大约5ms（这个时间是有PIT提供的）的时间间隔内所产生的时钟信号的 个数 来算出 CPU实际频率。 

       PIT ：振源内波提供，他是可以编写的。。你可以规定他的频率，所以你可以在电脑启动时候得知一个固定的时间，但是频率不高。大约能提供1ms一次中断。通常使用0X40 ~ 0x43 I/O端口的一个8254CMOS芯片。 

       HPET、ACPIPMT：振源外部提供，他们两个都是高精度，但是明显HPET精度更高（听名字都知道哈。。==！）

二、常用数据结构 
    1）定时器对象：timer_opt 
       { name, 
          mark_offset, 上一个节拍的准确时间 
          get_offset, 上一个节拍开始经过的时间 (这个主要是拿来获取字节拍，假如你的时钟中断1ms一次，那你要知道100ns这个时间段的时候就会用到这个)
         monotonic_clock, 纳秒数 
         delay 
        } 
     2）jiffies（32位）变量  
     系统启动后每次时钟节拍加1（大约50天会回绕wraparound到 0）。 
     初始化为0xfffb6c20，（-300 000）。大约5分钟内能益出，目的是检查有缺陷的（不能对jiffies作溢出检测）内核代码。 
     unsigned long longget_jiffies_64(void) 
     { 
         unsigned long seq; 
         unsigned long long ret; 
         do{ 
               seq=read_seqbegin(&xtime_lock); 
               ret=jiffies_64; 
         }while(read_seqretry(&xtime_lock,seq)); （注意这里是检查是否读取的和上次一样，如果不一样就说明中途被改过了。。就要重新读取）
         return ret; 
     } 
      voidupdate_times(void) 
      { 
         unsigned long ticks; 
         ticks= jiffies –wall_jiffies; //wall_jiffies变量存储的xtime变量最后更新时间 
         if(ticks){ 
             wall_jiffies +=ticks; 
             update_wall_time 
         } 
          calc_load(ticks); 
      } 
     3)xtime 变量 
      保存当前时间和日期，timespec类型的数据结构{tv_sec,tv_nsec}。

三、记录系统负载 
     1）监管内核代码（readprofiler） 
      为了确定内核的“热点”hotspot。，内核从堆栈取回中断发生前的eip寄存器的值，用这个值揭示中断发生前内核正在做什么。 
      内核启动时“profile=N”,2^N表示要监管代码的大小。 
      /proc/profile中保存采集的数据。 
      2）检查NMI监视器：这个是一个看门狗，他每次中断时不能屏蔽的，每次中断检查一个变量是否加1，正常情况下这个变量每次时钟中断（定时器的中断）都加1，如果出现中断没有发生，或者没有捕获，则说明该cup肯定有什么问题。

四、动态定时器和间隔定时器         
      两种类型定时器：动态定时器（只能由内核使用），间隔定时器（可以由进程在用户态创建） 
      1）动态定时器 
        struct timer_list{ 
             struct list_head entry; 
              unsignedlong expires; 定时器到期时间 
             spinlock_t lock; 
             unsigned long magic; 
             void (*function) (unsigned long); 定时器到期执行函数的地址 
            unsigned long data; 传递给定时器函数的参数（可以存放设备ID，实现处理多个设备驱动程序的超时问题） 
            tvec_base_t * base; 
        } 
         del_singleshot_timer_sync（）函数不能重新激活 

 

        typedef struct tvec_t_base_s { 
     spinlock_t lock; 
          unsigned longtimer_jiffies; 
          struct timer_list*running_timer; 
tvec_root_t tv1;  将来2^8-1节拍 
         tvec_ttv2;           2^14-1 
    tvec_ttv3;           2^20-1 
          tvec_ttv4;         2^26-1 
          tvec_ttv5;         2^32 -1 
       }tvec_base_t; 
  

定时器管理思想：这里我们主要是将某个时间点，后面的256个时间中断将到时的定时器（这里可以看出定时器的精度问题）放到tv1，在256后64的的时钟中断放在tv2，以此类推。每次中断都来，我们都检查tv1上是否为空，为空我们才把tv2移动到tv1，在检查tv2上是否为空，为空我们在吧tv3移动过来，依次类推。这样我们可以节约很多处理时间。。
        if(!index &&  (!cascade(base,&base->tv2,(base->timer_jiffies>>8)&63)) && 
           //将tv2中的所有动态定时器移到base->tv1适当的链表上。 
         (!cascade(base, &base->tv3,(base->timer_jiffies>>14)&63)) && 
      (!cascade(base,&base->tv4,(base->timer_jiffies>>20)&63)) ) 
          cascade(base,&base->tv5,(base->timer_jiffies>>26)&63);

    

2）延迟函数：延迟函数用到的就是定时器方法中的delay；根据精度不同提供udelay（单位us），ndelay（单位ns）；

总体总结:我们电脑会选取一个定时器，一般有多个，我们选取其中一个，然后这个定时器为我们输送一个定时的中断（如1ms一次中断），然后每次中断来到，我们就要更新系统时间，然后是触发软中断，去检查哪些挂着的软定器是否到时。（当然还有其他的一些，如记录负载等等），但是我们主要是这个，所以软定器不一定准，第一是由于给cpu的中断精度不高。第二是中断来的时候，依次执行，假如tv1数组上tv1[0]上面挂有很多个软定时器，则大家可以想象肯定后面的要慢点。。。所以这个定时器是不绝对准的。