linux內核時鍾

❶ 為什麼linux上的時間不準

一、問題分析
1.轉換誤差
2.時鍾不穩定
3.時鍾頻率不對
接下來來看一下Linux系統內時間管理的內容
clock source用於為linux內核提供一個時間基線，實際上就是一個時間相關的結構體，如果你用linux的date命令獲取當前時間，內核會讀取當前的clock source轉換並返回合適的時間單位給用戶空間。在硬體層，它通常實現為一個由固定時鍾頻率驅動的計數器（上面的
TimeBase），計數器只能單調地增加，直到溢出為止。系統啟動時，內核通過硬體RTC獲得當前時間，並設置到計數器內，在這以後，內核通過選定的時鍾源更新實時時間信息（牆上
時間），而不再讀取RTC的時間。
clock source可以有多個，系統啟動時會檢查所有clock source然後將精度最好的時鍾源設為當前時鍾源。每個時鍾源的精度由驅動它的時鍾頻率決定，可以用如下命令查看clock source。更詳細的可參考書籍《Linux就該這么學》。

❷ linux 時鍾中斷 哪個定時器

一． Linux的硬體時間
PC機中的時間有三種硬體時鍾實現，這三種都是基於晶振產生的方波信號輸入。這三種時鍾為：（1）實時時鍾RTC ( Real Time Clock) （2）可編程間隔器PIT(Programmable Interval Timer )（3）時間戳計數器TSC(Time Stamp Clock)
1. 實時時鍾 RTC
用於長時間存放系統時間的設備，即時關機後也可依靠主板CMOS電池繼續保持系統的計時，原理圖如下：

Note: Linux與RTC的關系是,當Linux啟動時從RTC讀取時間和日期的基準值，然後在Kernel運行期間便拋開RTC，以軟體的形式維護系統的時間日期，並在適當時機由Kernel將時間寫回RTC Register.
1.1 RTC Register
(1). 時鍾與日歷Register
共10個，地址：0x00-0x09,分別用於保存時間日歷的具體信息，詳情如下：
00 Current Second for RTC
01 Alarm Second
02 Current Minute
03 Alarm Minute
04 Current Hour
05 Alarm Hour
06 Current Day of Week(1=Sunday)
07 Current Date of Month
08 Current Month
09 Current Year
(2).狀態和控制Register
共四個，地址：0x0a-0x0d,控制RTC晶元的工作方式，並表示當前狀態。
l 狀態RegisterA , 0x0A 格式如下：
bit［7］——UIP標志（Update in Progress），為1表示RTC正在更新日歷寄存器組中的值，此時日歷寄存器組是不可訪問的（此時訪問它們將得到一個無意義的漸變值）。
bit［6：4］——這三位是用來定義RTC的操作頻率。各種可能的值如下：

DV2 DV1 DV0
0 0 0 4.194304 MHZ
0 0 1 1.048576 MHZ
0 1 0 32.769 KHZ
1 1 0/1 任何
PC機通常設置成「010」。
bit［3：0］——速率選擇位（Rate Selection bits），用於周期性或方波信號輸出。
RS3 RS2 RS1 RS0 周期性中斷 方波 周期性中斷 方波
0 0 0 0 None None None None
0 0 0 1 30.517μs 32.768 KHZ 3.90625ms 256 HZ
0 0 1 0 61.035μs 16.384 KHZ
0 0 1 1 122.070μs 8.192KHZ
0 1 0 0 244.141μs 4.096KHZ
0 1 0 1 488.281μs 2.048KHZ
0 1 1 0 976.562μs 1.024KHZ
0 1 1 1 1.953125ms 512HZ
1 0 0 0 3.90625ms 256HZ
1 0 0 1 7.8125ms 128HZ
1 0 1 0 15.625ms 64HZ
1 0 1 1 31.25ms 32HZ
1 1 0 0 62.5ms 16HZ
1 1 0 1 125ms 8HZ
1 1 1 0 250ms 4HZ
1 1 1 1 500ms 2HZ
PC機BIOS對其默認的設置值是「0110」
l 狀態Register B , 0x0B 格式如下：
bit［7］——SET標志。為1表示RTC的所有更新過程都將終止，用戶程序隨後馬上對日歷寄存器組中的值進行初始化設置。為0表示將允許更新過程繼續。
bit［6］——PIE標志，周期性中斷enable標志。
bit［5］——AIE標志，告警中斷enable標志。
bit［4］——UIE標志，更新結束中斷enable標志。
bit［3］——SQWE標志，方波信號enable標志。
bit［2］——DM標志，用來控制日歷寄存器組的數據模式，0＝BCD，1＝BINARY。BIOS總是將它設置為0。
bit［1］——24／12標志，用來控制hour寄存器，0表示12小時制，1表示24小時制。PC機BIOS總是將它設置為1。
bit［0］——DSE標志。BIOS總是將它設置為0。
l 狀態Register C，0x0C 格式如下：
bit［7］——IRQF標志，中斷請求標志，當該位為1時，說明寄存器B中斷請求 發生。
bit［6］——PF標志，周期性中斷標志，為1表示發生周期性中斷請求。
bit［5］——AF標志，告警中斷標志，為1表示發生告警中斷請求。
bit［4］——UF標志，更新結束中斷標志，為1表示發生更新結束中斷請求。
l 狀態Register D，0x0D 格式如下：
bit［7］——VRT標志（Valid RAM and Time），為1表示OK，為0表示RTC 已經掉電。
bit［6：0］——總是為0，未定義。
2.可編程間隔定時器 PIT
每個PC機中都有一個PIT，以通過IRQ0產生周期性的時鍾中斷信號,作為系統定時器 system timer。當前使用最普遍的是Intel 8254 PIT晶元，它的I/O埠地址是0x40~0x43。
Intel 8254 PIT有3個計時通道，每個通道都有其不同的用途：
（1） 通道0用來負責更新系統時鍾。每當一個時鍾滴答過去時，它就會通過IRQ0向 系統 產生一次時鍾中斷。
（2） 通道1通常用於控制DMAC對RAM的刷新。
（3） 通道2被連接到PC機的揚聲器，以產生方波信號。
每 個通道都有一個向下減小的計數器，8254 PIT的輸入時鍾信號的頻率是1.193181MHZ，也即一秒鍾輸入1193181個clock-cycle。每輸入一個clock-cycle其時間 通道的計數器就向下減1，一直減到0值。因此對於通道0而言，當他的計數器減到0時，PIT就向系統產生一次時鍾中斷，表示一個時鍾滴答已經過去了。計數 器為16bit,因此所能表示的最大值是65536，一秒內發生的滴答數是：1193181/65536=18.206482.
PIT的I/O埠：
0x40 通道0 計數器 Read/Write
0X41 通道1計數器 Read/Write
0X42 通道2計數器 Read/Write
0X43 控制字 Write Only
Note: 因PIT I/O埠是8位，而PIT相應計數器是16位，因此必須對PIT計數器進行兩次讀寫。
8254 PIT的控制寄存器（0X43）的格式如下：
bit[7:6] — 通道選擇位：00 ，通道0；01，通道1；10，通道2；11，read-back command,僅8254。
bit[5:4] – Read/Write/Latch鎖定位，00,鎖定當前計數器以便讀取計數值；01，只讀高位元組；10，只讀低位元組；11，先高後低。
bit[3:1] – 設定各通道的工作模式。
000 mode0 當通道處於count out 時產生中斷信號,可用於系統定時
001 mode1 Hardware retriggerable one-shot
010 mode2 Rate Generator。產生實時時鍾中斷,通道0通常工作在這個模式下
011 mode3 方波信號發生器
100 mode4 Software triggered strobe
101 mode5 Hardware triggered strobe
3. 時間戳計數器 TSC
從Pentium開始，所有的Intel 80x86 CPU就都包含一個64位的時間戳記數器（TSC）的寄存器。該寄存器實際上是一個不斷增加的計數器，它在CPU的每個時鍾信號到來時加1（也即每一個clock-cycle輸入CPU時，該計數器的值就加1）。
匯編指令rdtsc可以用於讀取TSC的值。利用CPU的TSC，操作系統通常可以得到更為精準的時間度量。假如clock-cycle的頻率是400MHZ，那麼TSC就將每2.5納秒增加一次。
二． Linux時鍾中斷處理程序
1． 幾個概念
（1）時鍾周期（clock cycle）的頻率：8253／8254 PIT的本質就是對由晶體振盪器產生的時鍾周期進行計數，晶體振盪器在1秒時間內產生的時鍾脈沖個數就是時鍾周期的頻率。Linux用宏 CLOCK_TICK_RATE來表示8254 PIT的輸入時鍾脈沖的頻率（在PC機中這個值通常是1193180HZ），該宏定義在include/asm-i386/timex.h頭文件中
#define CLOCK_TICK_RATE 1193180 kernel=2.4 &2.6

（2）時鍾滴答（clock tick）：當PIT通道0的計數器減到0值時，它就在IRQ0上產生一次時鍾中斷，也即一次時鍾滴答。PIT通道0的計數器的初始值決定了要過多少時鍾周期才產生一次時鍾中斷，因此也就決定了一次時鍾滴答的時間間隔長度。
（3）時鍾滴答的頻率（HZ）：1秒時間內PIT所產生的時鍾滴答次數。 這個值也由PIT通道0的計數器初值決定的.Linux內核用宏HZ來表示時鍾滴答的頻率，而且在不同的平台上HZ有不同的定義值。對於ALPHA和 IA62平台HZ的值是1024，對於SPARC、MIPS、ARM和i386等平台HZ的值都是100。該宏在i386平台上的定義如下 （include/asm-i386/param.h）：
#define HZ 100 kernel=2.4
#define HZ CONFIG_HZ kernel=2.6

（4）宏LATCH：定義要寫到PIT通道0的計數器中的值，它表示PIT將隔多少個時鍾周期產生一次時鍾中斷。公式計算：
LATCH＝（1秒之內的時鍾周期個數）÷（1秒之內的時鍾中斷次數）＝（CLOCK_TICK_RATE）÷（HZ）
定義在<include/linux/timex.h>
#define LATCH ((CLOCK_TICK_RATE + HZ/2) / HZ)
(5)全局變數jiffies:用於記錄系統自啟動以來產生的滴答總數。啟動時，kernel將該變數初始為0，每次時鍾中斷處理程序timer_interrupt()將該變數加1。因為一秒鍾內增加的時鍾中斷次數等於Hz，所以jiffies一秒內增加的值也是Hz。由此可得系統運行時間是jiffies/Hz 秒。
jiffies定義於<linux/jiffies.h>中：
extern unsigned long volatile jiffies;
Note:在kernel 2.4，jiffies是32位無符號數；kernel 2.6，jiffies是64位無符號數。
（6）全局變數xtime: 結構類型變數，用於表示當前時間距UNIX基準時間1970-01-01 00：00：00的相對秒數值。當系統啟動時，Kernel通過讀取RTC Register中的數據來初始化系統時間（wall_time）,該時間存放在xtime中。
void __init time_init (void) {
... ...
xtime.tv_sec = get_cmos_time ();
xtime.tv_usec = 0;
... ... }
Note：實時時鍾RTC的最主要作用便是在系統啟動時用來初始化xtime變數。
2.Linux的時鍾中斷處理程序
Linux下時鍾中斷處理由time_interrupt() 函數實現，主要完成以下任務：
l 獲得xtime_lock鎖，以便對訪問的jiffies_64 (kernel2.6)和 xtime進行保護
l 需要時應答或重新設置系統時鍾。
l 周期性的使用系統時間（wall_time）更新實時時鍾RTC
l 調用體系結構無關的時鍾常式：do_timer()。
do_timer()主要完成以下任務：
l 更新jiffies；
l 更新系統時間（wall_time）,該時間存放在xtime變數中
l 執行已經到期的動態定時器
l 計算平均負載值
void do_timer(unsigned long ticks)
{
jiffies_64 += ticks;
update_process_times(user_mode(regs));
update_times (ticks);
}
static inline void update_times(unsigned long ticks)
{
update_wall_time ();
calc_load (ticks);
}
time_interrupt ()：

static void timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs) {
int count;
write_lock (&xtime_lock); //獲得xtime_lock鎖

if(use_cyclone)
mark_timeoffset_cyclone();
else if (use_tsc) {
rdtscl(last_tsc_low); //讀TSC register到last_tsc_low
spin_lock (&i8253_lock); //對自旋鎖i8253_lock加鎖，對8254PIT訪問
outb_p (0x00, 0x43);

count = inb_p(0x40);
count |= inb(0x40) << 8;
if (count > LATCH) {
printk (KERN_WARNING "i8253 count too high! resetting../n");
outb_p (0x34, 0x43);
outb_p (LATCH & 0xff, 0x40);
outb(LATCH >> 8, 0x40);
count = LATCH - 1;
}
spin_unlock (&i8253_lock);

if (count = = LATCH) {
count- -;
}

count = ((LATCH-1) - count) * TICK_SIZE;
delay_at_last_interrupt = (count + LATCH/2) / LATCH;
} //end use_tsc
do_timer_interrupt (irq, NULL, regs);
write_unlock(&xtime_lock);
}//end time_interrupt

do_timer_interrupt():
static inline void do_timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
……
do_timer(regs);
if((time_status & STA_UNSYNC)= =0&&xtime.tv_sec> last_rtc_update + 660 && xtime.tv_usec >= 500000 - ((unsigned) tick) / 2 && xtime.tv_usec <= 500000 + ((unsigned) tick) / 2) {
if (set_rtc_mmss(xtime.tv_sec) == 0)
last_rtc_update = xtime.tv_sec;
else
last_rtc_update = xtime.tv_sec - 600;
……
}
do_timer_interrupt()主要完成：調用do_timer()和判斷是否需要更新CMOS時鍾。更新CMOS時鍾的條件如下：三個須同時成立
1.系統全局時間狀態變數time_status中沒有設置STA_UNSYNC標志，即Linux沒有設置外部同步時鍾（如NTP）
2.自從上次CMOS時鍾更新已經過去11分鍾。全局變數last_rtc_update保存上次更新CMOS時鍾的時間.
3.由於RTC存在Update Cycle，因此應在一秒鍾間隔的中間500ms左右調用set_rtc_mmss()函數，將當前時間xtime.tv_sec寫回RTC中。
Note. Linux kernel 中定義了一個類似jiffies的變數wall_jiffies，用於記錄kernel上一次更新xtime時，jiffies的值。

Summary： Linux kernel在啟動時，通過讀取RTC里的時間日期初始化xtime，此後由kernel通過初始PIT來提供軟時鍾。
時鍾中斷處理過程可歸納為：系統時鍾system timer在IRQ0上產生中斷；kernel調用time_interrupt()；time_interrupt()判斷系統是否使用TSC，若使用 則讀取TSC register;然後讀取PIT 通道0的計數值；調用do_time_interrupt(),實現系統時間更新.

❸ 怎麼看linux內核版本跟時鍾中斷的頻率

內核版本可以通過命令:uname -r 看到

至於時鍾頻率，就要看編譯內核時選擇的值，如：

最下面就是配置的100，如果沒有手動更改的話，可以去內核的param.h中找到定義

❹ linux i2c時鍾rtc該怎樣配置內核

i2c是master和client架構，master就是主控制器這邊的驅動，client就是設備這邊的驅動，master一般都寫好了，你只需要寫相應的client驅動，也就是設備驅動，然後在板級文件裡面注冊一個設備。就可以啦。

❺ 如何修改linux系統時間和時區

方法/步驟
1
修改系統時間。
linux系統時鍾有兩個，一個是硬體時鍾，即BIOS時間，就是我們進行CMOS設置時看到的時間，另一個是系統時鍾，是linux系統Kernel時間。當Linux啟動時，系統Kernel會去讀取硬體時鍾的設置，然後系統時鍾就會獨立於硬體運作。有時我們會發現系統時鍾和硬體時鍾不一致，因此需要執行時間同步，下面就分享一下時間設置及時鍾同步的命令使用方法。
date命令將日期設置為2014年6月18日
---- date -s 06/18/14
將時間設置為14點20分50秒
---- date -s 14:20:50
將時間設置為2014年6月18日14點16分30秒（MMDDhhmmYYYY.ss）
----date 0618141614.30

2
hwclock/clock 命令查看、設置硬體時間
查看系統硬體時鍾
hwclock --show 或者
clock --show
設置硬體時間
hwclock --set --date="06/18/14 14:55" （月/日/年時:分:秒）或者# clock --set --date="06/18/14 14:55" （月/日/年時:分:秒）
3
同步系統及硬體時鍾。
下圖中可以看到硬體和系統時鍾相差半小時。可以使用hwclock或者clock進行同步，
硬體時鍾與系統時鍾同步：
# hwclock --hctosys 或者 # clock --hctosys hc代表硬體時間，sys代表系統時間，即用硬體時鍾同步系統時鍾
系統時鍾和硬體時鍾同步：
# hwclock --systohc或者# clock --systohc 即用系統時鍾同步硬體時鍾

END
方法/步驟2
時區設置：
開始設置時區時，參考網上的資料，使用tzselect 命令來進行，結果發現tzselect命令只是告訴了設置時區的方法，而並不是真的去修改/etc/sysconfig/clock這個文件。換句話說就是tzselect命令僅僅告訴我們通過設置TZ這個環境變數來選擇的時區，然後將變數添加到.profile文件中。下面就簡單介紹一下如何使用tzselect命令設置時區，以及如何通過修改/etc/sysconfig/clock配置文件來設置時區。
tzselect：
執行tzselect命令-->選擇Asia-->選擇China-->選擇east China - Beijing, Guangdong, Shanghai, etc-->然後輸入1。過程如下圖：

執行完tzselect命令選擇時區後，時區並沒有更改，只是在命令最後提示你可以執行TZ='Asia/Shanghai'; export TZ 並將這行命令添加到.profile中，然後退出並重新登錄。參考下圖中date命令看到的結果，最終時區顯示為CST，即中國標准時間。

修改配置文件來修改時區1、修改/etc/sysconfig/clock ZONE=Asia/Shanghai
2、rm /etc/localtime3、鏈接到上海時區文件
ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
執行完上述過程後，重啟機器，即可看到時區已經更改。

❻ 如何修改linux tsc時鍾源

編譯linux內核步驟：1、安裝內核
如果內核已經安裝（/usr/src/目錄有linux子目錄），跳過。如果沒有安裝，在光碟機中放入linux安裝光碟，找到kernel-source-2.xx.xx.rpm文件（xx代表數字，表示內核的版本號），比如RedHat linux的RPMS目錄是/RedHat/RPMS/目錄，然後使用命令rpm -ivh kernel-source-2.xx.xx.rpm安裝內核。如果沒有安裝盤
2、清除從前編譯內核時殘留的.o 文件和不必要的關聯 cd /usr/src/linux
make mrproper
3、配置內核，修改相關參數，請參考其他資料
在圖形界面下，make xconfig；字元界面下，make menuconfig。在內核配置菜單中正確設置個內核選項，保存退出
4、正確設置關聯文件
make dep
5、編譯內核
對於大內核（比如需要SCSI支持），make bzImage
對於小內核，make zImage
6、編譯模塊
make moles
7、安裝模塊
make moles_install
8、使用新內核
把/usr/src/linux/arch/i386/boot/目錄內新生成的內核文件bzImage/zImage拷貝到/boot目錄，然後修改/etc/lilo.conf文件，加一個啟動選項，使用新內核bzImage/zImage啟動。格式如下：

❼ linux如何設置伺服器上的系統時間

date -s 「20181121 17:34:00」

輸入這條命令系統時間會設置為2018年11月21日17點39分。

修改之後你可以輸入date命令查詢當前時間。

(7)linux內核時鍾擴展閱讀：

1、桌面右上角齒輪按鈕，點擊System Settings。