簡介： 時鐘管理是操作系統不可或缺的一個重要組成部分。無論是應用程序還是內核本身都在大量使用各種各樣的timer。本文介紹了Linux操作系統曾經使用和現在正在使用的時鐘管理機制，著重闡述了內核時鐘子系統的整體架構以及在x86平台上的應用。
Linux 中的定時器
在 Linux 內核中主要有兩種類型的定時器。一類稱為 timeout 類型，另一類稱為 timer 類型。timeout 類型的定時器通常用於檢測各種錯誤條件，例如用於檢測網卡收發數據包是否會超時的定時器，IO 設備的讀寫是否會超時的定時器等等。通常情況下這些錯誤很少發生，因此，使用 timeout 類型的定時器一般在超時之前就會被移除，從而很少產生真正的函數調用和系統開銷。總的來說，使用 timeout 類型的定時器產生的系統開銷很小，它是下文提及的 timer wheel 通常使用的環境。此外，在使用 timeout 類型定時器的地方往往並不關心超時處理，因此超時精確與否，早 0.01 秒或者晚 0.01 秒並不十分重要，這在下文論述 deferrable timers 時會進一步介紹。timer 類型的定時器與 timeout 類型的定時器正相反，使用 timer 類型的定時器往往要求在精確的時鐘條件下完成特定的事件，通常是周期性的並且依賴超時機制進行處理。例如設備驅動通常會定時讀寫設備來進行數據交互。如何高效的管理 timer 類型的定時器對提高系統的處理效率十分重要，下文在介紹 hrtimer 時會有更加詳細的論述。
內核需要進行時鐘管理，離不開底層的硬件支持。在早期是通過 8253 芯片提供的 PIT（Programmable Interval Timer）來提供時鐘，但是 PIT 的頻率很低，只能提供最高 1ms 的時鐘精度，由於 PIT 觸發的中斷速度太慢，會導致很大的時延，對於像音視頻這類對時間精度要求更高的應用並不足夠，會極大的影響用戶體驗。隨著硬件平台的不斷發展變化，陸續出現了 TSC（Time Stamp Counter），HPET（High Precision Event Timer），ACPI PM Timer（ACPI Power Management Timer），CPU Local APIC Timer 等精度更高的時鐘。這些時鐘陸續被 Linux 的時鐘子系統所采納，從而不斷的提高 Linux 時鐘子系統的性能和靈活性。這些不同的時鐘會在下文不同的章節中分別進行介紹。
