通常,，操作系統(tǒng)可以使用三種方法來表示系統(tǒng)的當前時間與日期：
?、僮詈唵蔚囊环N方法就是直接用一個64位的計數器來對時鐘滴答進行計數。
?、诘诙N方法就是用一個32位計數器來對秒進行計數,，同時還用一個32位的輔助計數器對時鐘滴答計數,，之子累積到一秒為止。因為232超過136年,，因此這種方法直至22世紀都可以讓系統(tǒng)工作得很好,。
③第三種方法也是按時鐘滴答進行計數,，但是是相對于系統(tǒng)啟動以來的滴答次數,，而不是相對于相對于某個確定的外部時刻;當讀外部后備時鐘(如RTC)或用戶輸入實際時間時，根據當前的滴答次數計算系統(tǒng)當前時間,。
UNIX類操作系統(tǒng)通常都采用第三種方法來維護系統(tǒng)的時間與日期,。
1 基本概念
首先,，有必要明確一些Linux內核時鐘驅動中的基本概念。
(1)時鐘周期(clock cycle)的頻率：8253/8254 PIT的本質就是對由晶體振蕩器產生的時鐘周期進行計數,，晶體振蕩器在1秒時間內產生的時鐘脈沖個數就是時鐘周期的頻率,。
Linux用宏CLOCK_TICK_RATE來表示8254 PIT的輸入時鐘脈沖的頻率(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 /* Underlying HZ */
(2)時鐘滴答(clock tick)：我們知道,，當PIT通道0的計數器減到0值時，它就在IRQ0上產生一次時鐘中斷,，也即一次時鐘滴答,。PIT通道0的計數器的初始值決定了要過多少時鐘周期才產生一次時鐘中斷，因此也就決定了一次時鐘滴答的時間間隔長度,。
(3)時鐘滴答的頻率(HZ)：也即1秒時間內PIT所產生的時鐘滴答次數,。類似地，這個值也是由PIT通道0的計數器初值決定的(反過來說,， 確定了時鐘滴答的頻率值后也就可以確定8254 PIT通道0的計數器初值),。Linux內核用宏HZ來表示時鐘滴答的頻率，而且在不同的平臺上HZ有不同的定義值,。對于ALPHA和IA62平臺HZ的 值是1024,，對于SPARC、MIPS,、ARM和i386等平臺HZ的值都是100,。該宏在i386平臺上的定義如下(include/asm- i386/param.h)：
#ifndef HZ
#define HZ 100
#endif
根據HZ的值，我們也可以知道一次時鐘滴答的具體時間間隔應該是(1000ms/HZ)=10ms,。
(4)時鐘滴答的時間間隔：Linux用全局變量tick來表示時鐘滴答的時間間隔長度,，該變量定義在kernel/timer.c文件中，如下：
long tick = (1000000 + HZ/2) / HZ; /* timer interrupt period */
tick變量的單位是微妙(μs),，由于在不同平臺上宏HZ的值會有所不同,，因此方程式tick=1000000÷HZ的結果可能會是個小數， 因此將其進行四舍五入成一個整數,，所以Linux將tick定義成(1000000+HZ/2)/HZ,，其中被除數表達式中的HZ/2的作用就是用來將 tick值向上圓整成一個整型數。
另外,，Linux還用宏TICK_SIZE來作為tick變量的引用別名(alias),，其定義如下(arch/i386/kernel/time.c)：
#define TICK_SIZE tick
(5)宏LATCH：Linux用宏LATCH來定義要寫到PIT通道0的計數器中的值，它表示PIT將沒隔多少個時鐘周期產生一次時鐘中斷,。顯然LATCH應該由下列公式計算：
LATCH=(1秒之內的時鐘周期個數)÷(1秒之內的時鐘中斷次數)=(CLOCK_TICK_RATE)÷(HZ)
類似地,，上述公式的結果可能會是個小數，應該對其進行四舍五入,。所以,，Linux將LATCH定義為(include/linux/timex.h)：
/* LATCH is used in the interval timer and ftape setup. */
#define LATCH ((CLOCK_TICK_RATE + HZ/2) / HZ) /* For divider */
類似地，被除數表達式中的HZ/2也是用來將LATCH向上圓整成一個整數。
2 表示系統(tǒng)當前時間的內核數據結構
作為一種UNIX類操作系統(tǒng),，Linux內核顯然采用本節(jié)一開始所述的第三種方法來表示系統(tǒng)的當前時間,。Linux內核在表示系統(tǒng)當前時間時用到了三個重要的數據結構：
①全局變量jiffies：這是一個32位的無符號整數,，用來表示自內核上一次啟動以來的時鐘滴答次數,。每發(fā)生一次時鐘滴答，內核的時鐘中斷處 理函數timer_interrupt()都要將該全局變量jiffies加1,。該變量定義在kernel/timer.c源文件中,，如下所示：
unsigned long volatile jiffies;
C語言限定符volatile表示jiffies是一個易該變的變量，因此編譯器將使對該變量的訪問從不通過CPU內部cache來進行,。
?、谌肿兞縳time：它是一個timeval結構類型的變量，用來表示當前時間距UNIX時間基準1970-01-01 00：00：00的相對秒數值,。結構timeval是Linux內核表示時間的一種格式(Linux內核對時間的表示有多種格式,，每種格式都有不同的時間 精度)，其時間精度是微秒,。該結構是內核表示時間時最常用的一種格式,，它定義在頭文件include/linux/time.h中，如下所示：
struct timeval {
time_t tv_sec; /* seconds */
suseconds_t tv_usec; /* microseconds */
};
其中,，成員tv_sec表示當前時間距UNIX時間基準的秒數值,，而成員tv_usec則表示一秒之內的微秒值，且1000000>tv_usec>=0,。
Linux內核通過timeval結構類型的全局變量xtime來維持當前時間,，該變量定義在kernel/timer.c文件中，如下所示：
/* The current time */
volatile struct timeval xtime __attribute__ ((aligned (16)));
但是,，全局變量xtime所維持的當前時間通常是供用戶來檢索和設置的,，而其他內核模塊通常很少使用它(其他內核模塊用得最多的是 jiffies)，因此對xtime的更新并不是一項緊迫的任務,，所以這一工作通常被延遲到時鐘中斷的底半部分(bottom half)中來進行,。由于bottom half的執(zhí)行時間帶有不確定性，因此為了記住內核上一次更新xtime是什么時候,，Linux內核定義了一個類似于jiffies的全局變量 wall_jiffies,，來保存內核上一次更新xtime時的jiffies值。時鐘中斷的底半部分每一次更新xtime的時侯都會將 wall_jiffies更新為當時的jiffies值,。全局變量wall_jiffies定義在kernel/timer.c文件中：
/* jiffies at the most recent update of wall time */
unsigned long wall_jiffies;
?、廴肿兞縮ys_tz：它是一個timezone結構類型的全局變量，表示系統(tǒng)當前的時區(qū)信息,。結構類型timezone定義在include/linux/time.h頭文件中,，如下所示：
struct timezone {
int tz_minuteswest; /* minutes west of Greenwich */
int tz_dsttime; /* type of dst correction */
};
基于上述結構,，Linux在kernel/time.c文件中定義了全局變量sys_tz表示系統(tǒng)當前所處的時區(qū)信息，如下所示：
struct timezone sys_tz;