转自：http://blog.csdn.net/droidphone/article/details/7975694
clock source用于为linux内核提供一个时间基线，如果你用linux的date命令获取当前时间，内核会读取当前的clock source，转换并返回合适的时间单位给用户空间。在硬件层，它通常实现为一个由固定时钟频率驱动的计数器，计数器只能单调地增加，直到溢出为止。时钟源是内核计时的基础，系统启动时，内核通过硬件RTC获得当前时间，在这以后，在大多数情况下，内核通过选定的时钟源更新实时时间信息（墙上时间），而不再读取RTC的时间。本节的内核代码树基于V3.4.10。
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1. struct clocksource结构
内核用一个clocksource结构对真实的时钟源进行软件抽象，现在我们从clock source的数据结构开始，它的定义如下：
- struct clocksource {
- /*
- * Hotpath data, fits in a single cache line when the
- * clocksource itself is cacheline aligned.
- */
- cycle_t (*read)(struct clocksource *cs);
- cycle_t cycle_last;
- cycle_t mask;
- u32 mult;
- u32 shift;
- u64 max_idle_ns;
- u32 maxadj;
- #ifdef CONFIG_ARCH_CLOCKSOURCE_DATA
- struct arch_clocksource_data archdata;
- #endif
- const char *name;
- struct list_head list;
- int rating;
- int (*enable)(struct clocksource *cs);
- void (*disable)(struct clocksource *cs);
- unsigned long flags;
- void (*suspend)(struct clocksource *cs);
- void (*resume)(struct clocksource *cs);
- /* private: */
- #ifdef CONFIG_CLOCKSOURCE_WATCHDOG
- /* Watchdog related data, used by the framework */
- struct list_head wd_list;
- cycle_t cs_last;
- cycle_t wd_last;
- #endif
- } ____cacheline_aligned;
我们只关注clocksource中的几个重要的字段。
1.1 rating：时钟源的精度
- 1--99： 不适合于用作实际的时钟源，只用于启动过程或用于测试；
- 100--199：基本可用，可用作真实的时钟源，但不推荐；
- 200--299：精度较好，可用作真实的时钟源；
- 300--399：很好，精确的时钟源；
- 400--499：理想的时钟源，如有可能就必须选择它作为时钟源；
1.2 read回调函数
1.3 mult和shift字段
t = cycle/F;
t = (cycle * mult) >> shift;
F = (1 << shift) / mult;
- static inline s64 clocksource_cyc2ns(cycle_t cycles, u32 mult, u32 shift)
- {
- return ((u64) cycles * mult) >> shift;
- }
2. clocksource的注册和初始化
由上图可见，最终大部分工作会转由__clocksource_register_scale完成，该函数首先完成对mult和shift值的计算，然后根据mult和shift值，最终通过clocksource_max_deferment获得该clocksource可接受的最大IDLE时间，并记录在clocksource的max_idle_ns字段中。clocksource_enqueue函数负责按clocksource的rating的大小，把该clocksource按顺序挂在全局链表clocksource_list上，rating值越大，在链表上的位置越靠前。
3. clocksource watchdog
系统中可能同时会注册对个clocksource，各个clocksource的精度和稳定性各不相同，为了筛选这些注册的clocksource，内核启用了一个定时器用于监控这些clocksource的性能，定时器的周期设为0.5秒：
- #define WATCHDOG_INTERVAL (HZ >> 1)
- #define WATCHDOG_THRESHOLD (NSEC_PER_SEC >> 4)
当有新的clocksource被注册时，除了会挂在全局链表clocksource_list外，还会同时挂在一个watchdog链表上：watchdog_list。定时器周期性地（0.5秒）检查watchdog_list上的clocksource，WATCHDOG_THRESHOLD的值定义为0.0625秒，如果在0.5秒内，clocksource的偏差大于这个值就表示这个clocksource是不稳定的，定时器的回调函数通过clocksource_watchdog_kthread线程标记该clocksource，并把它的rate修改为0，表示精度极差。
4. 建立clocksource的简要过程
在系统的启动阶段，内核注册了一个基于jiffies的clocksource，代码位于kernel/time/jiffies.c：
- struct clocksource clocksource_jiffies = {
- .name = "jiffies",
- .rating = 1, /* lowest valid rating*/
- .read = jiffies_read,
- .mask = 0xffffffff, /*32bits*/
- .mult = NSEC_PER_JIFFY << JIFFIES_SHIFT, /* details above */
- .shift = JIFFIES_SHIFT,
- };
- ......
- static int __init init_jiffies_clocksource(void)
- {
- return clocksource_register(&clocksource_jiffies);
- }
- core_initcall(init_jiffies_clocksource);
它的精度只有1/HZ秒，rating值为1，如果平台的代码没有提供定制的clocksource_default_clock函数，它将返回该clocksource：
- struct clocksource * __init __weak clocksource_default_clock(void)
- {
- return &clocksource_jiffies;
- }
然后，在初始化的后段，clocksource的代码会把全局变量curr_clocksource设置为上述的clocksource：
- static int __init clocksource_done_booting(void)
- {
- ......
- curr_clocksource = clocksource_default_clock();
- ......
- finished_booting = 1;
- ......
- clocksource_select();
- ......
- return 0;
- }
- fs_initcall(clocksource_done_booting);
当然，如果平台级的代码在初始化时也会注册真正的硬件clocksource，所以经过clocksource_select()函数后，curr_clocksource将会被设为最合适的clocksource。如果clocksource_select函数认为需要切换更好的时钟源，它会通过timekeeping_notify通知timekeeping系统，使用新的clocksource进行时间计数和更新操作。
本文转自张昺华-sky博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/5314114.html，如需转载请自行联系原作者
