對 Linux 時間的理解一直很零散、片面，這次下決心繫統的整理下。
在 x86 體系結構上，總體來說，存在兩種與時間相關的硬件：時鐘和定時器。前者相當於手錶，記錄絕對時間，後者相當於秒錶，記錄相對時間。但其實兩者都可歸結爲定時器。以下就分別說開來。
先說簡單的吧：時鐘，也稱爲實時時鐘，Real Time Clock(RTC)。在所有的 PC 上都存在，在硬件上，它獨立於 CPU 和其它所有芯片，是和 CMOS 集成在一起的，依靠主板上的微型電池供電。這就是爲什麼系統關機後，時間也不會受到影響。RTC 能在 IRQ8 上發出週期性的中斷，頻率在 2-8192HZ 之間。此外，就像手錶也可以用來記時一樣，RTC 也支持對其進行編程，以使當 RTC 到達某個特定的值時激活 IRQ8 總線，即把它當成秒錶來使用。當然，Linux 只利用它來獲取時間和日期的，在系統啓動的時候，內核通過讀取 RTC 來初始化 xtime 變量，再結合系統啓動時間(用啥來表示待會會提到)，就能計算出當前時間。
其實對於 RTC 的理解，以上就足夠了。後續待補充的，是 Linux 內核初始化及更新 xtime 的具體實現。
接下來就談談相對複雜的定時器。
跟時鐘不同，定時器關注的是相對時間。每當設定的時間到了，定時器就會跳出來提醒你，就如同每天早上叫你起牀的鬧鐘。有兩點，第一，設定的時間到了，也即週期性的時間，是如何實現的？第二，如何跳出來？
在 x86 體系結構中有多種定時器：
1. TSC(Time Stamp Counter)
利用 64 位的時間戳計數器寄存器來實現，接收外部振盪器的時鐘信號，在每個時鐘信號到來時加 1。所謂的時鐘信號，是指有固定週期並與運行無關的信號量，對應於 CPU 的主頻。例如當 CPU 的主頻爲 1GHz，那麼 TSC 每納秒增加 1 次。
可以看到，該計數器的增長是非常快的，那是否會產生溢出呢？算算便知：假設 CPU 主頻爲 10G，2^63/10^10，結果約爲 29 年，足夠用了。
利用該寄存器，可以獲得非常精確的時間測量。事實上，Linux 也是據此來確定 CPU 的主頻。calibrate_tsc() 函數通過計算一個大約在 5ms 的時間間隔內所產生的時鐘信號的個數，來算出 CPU 的實際頻率。因爲編譯內核時並不會聲明該頻率，所以同一內核映象可以運行在任何時鐘頻率的 CPU 上。
通過彙編指令 rdtsc 可以讀取該寄存器的值。所謂性能應該是計算出來的而不是測試出來的，該指令提供了一種計算的途徑，後面會專門介紹。
2. PIT(Programmable Interval Timer)
每個 IBM 兼容 PC 都至少包含一個 PIT。如果覺得很枯燥、記憶起來有點困難的話，那就記住這個 Programmable，可編程。這個很關鍵。誰會去對它編程呢？當然是偉大的 Linux 內核了。好，前戲談完，即將正式進入主題了。
首先，既然是間隔定時器，那間隔是多少？如何確定下來的呢？答案叫 HZ，也叫 tick rate。Linux 內核依據這個值，對該定時器編程。在 Linux 2.5 之後，HZ 從 100 調整到了 1000。這個 1/HZ 的間隔也成爲 tick，翻譯成中文叫節拍或者滴答。說到這裏，你會不會有困惑：1/1000 秒也才 1ms，這個精度也太差了吧，像 us、ns 之類的精度，依靠這個定時器，怎麼能達到呢。這個問題很好，但我們暫時先不回答。
其次，如何通知定時的時間已到。估計你也猜到了，答案是中斷。PIT 使用的中斷號是 IRQ0。
有了以上兩點，我們就能知道，PIT 永遠以內核確定的固定頻率，不停的發出中斷。所謂的系統定時器，指的就是 PIT。而這個中斷，就是大名鼎鼎的時鐘中斷，看看中斷裏都幹了啥事情，就知道其地位了：
1. 更新系統運行時間
2. 更新實際時間
3. 檢查當前進程是否已經耗盡了時間片，如果是，則重新調度
4. 在 smp 系統上，均衡調度程序中各處理器上的運行隊列
是不是都是些高大上的事情？
對於 HZ 應該設置成多少的問題，顯然，越高越精確，但是系統的負載也越重。結論是：
1. 沒有證據顯示，對系統中所有程序而言，頻率爲 1000 比頻率爲 100 更合適；
2. 在現代計算機系統上，時鐘頻率爲 1000HZ 不會導致難以接受的負擔，並且不會對系統性能造成較大的影響。
這些說完後，就可以引出 jiffies 這個內核中的全局變量了。jiffies 記錄的是系統啓動以來產生的節拍總數，也即時鐘中斷的總數。因爲一秒鐘內時鐘中斷的次數等於 HZ，所以 jiffies 一秒內的增加值也就爲 HZ。所以，有以下轉換公式：
秒 = jiffies / HZ
或者：
jiffies = 秒 * HZ
話說，除了瞭解概念之外，還必須理解、必須使用過，方能真正掌握。對於 PIT、HZ、tick 等等，應該是理解了，但是 jiffies 是用來幹嘛的、什麼地方能用到呢？