linux 内核定时器精度_高精度时钟工作机制简介

1. 为什么会有高精度时钟

既然提到高精度，那么其对应的就是低精度，所以高精度时钟是为了解决低精度时钟计时精度不足的问题。举个例子帮助理解，日出而作，日落而息，古人以天为单位，安排劳作和休息。随着生产效率的提升，人们计时的粒度也在越来越小，对应的就是精度的提高。同样，Linux内核提供的低精度时钟可支持ms级别精度的时钟，随着cpu等硬件能力的提升，任务运行时间能被更精细的控制，单位时间能处理的指令数量增加后，单位时间也会被重新定义，于是能提供纳秒级别精度的高精度时钟取代了低精度时钟。

2. 高精度时钟是如何工作的

低精度时钟使用周期性产生时钟中断的时钟源，这种工作方式显然不适用于高精度时钟，纳秒级别的周期性时钟中断将是任何系统的末日，所以高精度时钟的时钟设备的工作机制是略有不同的。简单来说，可看做是一个每纳秒单调递增加1的计数器，这样两次计数之差就是经过的时间(纳秒)，而这个设备是可编程的，可编程设定一个数值，当计数器计数达到该值时，就会触发一次时钟中断，高精度时钟源的中断是被编程预设的。那么，不难理解，如果周期性对时钟源进行编程，那么就可实现周期性的时钟中断。同样，也可很方便的实现一个纳秒级别的定时器，只需要将定时器的超时时间编程进去即可。

hrtimer本质是一个未来到期执行的任务，通过tick_program_event编程时钟设备，到期产生时钟中断。

流程包括3个角色

（1）hrtimer（时钟任务）

（2）clock_event_device（可编程时钟设备）

（3）timerqueue（内核用于管理时钟任务的管理队列）

设定时钟：hrtimer_init初始化获得一个hrtimer，使用enqueue_hrtimer，将hrtimer加入到timerqueue中，使用tick_program_event对clock_event_device进行编程，设定时钟的超时时间。

时钟到期：时钟设备发送时钟中断hrtimer_interrupt，中断处理执行timerqueue里最早到期时钟的任务。

下图为高精度时钟hrtimer工作流程简图。

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