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一、关于时间的概念

1.GMT 时间

• （1）GMT（Greenwich Mean Time）是格林尼治时间。
• （2）意义：作为全球国际时间，用以描述全球性事件的时间，方便大家记忆。
• （3）为了方便，一个国家都统一使用一个当地时间。

2.UTC 时间

• （1）GMT 时间是以前使用的，现在越来越多地使用 UTC（Universal Time Coordinated）时间， 即通用协调时间。其实它与 GMT 一样，都与英国伦敦的本地时间一样。
• （2）北京时间：北京是东八区，领先 UTC 八个小时，即 UTC + 8 = 北京时间。

二、Linux 系统中的时间

1.jiffies 的引入

• （1）jiffies 是 Linux内核中一个全局变量，用来记录以内核的节拍时间为单位的数值。
• （2）内核配置的时候定义了一个节拍时间，Linux 内核调度系统工作时就是以这个节拍时间为时间片（轮询）的。
• （3）jiffies 开机时有一个基准值，内核每过一个节拍时间 jiffies 就会+1。然后到了系统任意 一个时间，我们当前时间就被 jiffies 这个变量所标注。

2、Linux 系统如何记录时间

• （1）内核在开机的时候会从 RTC 获取当前时间作为初始基准时间，这个时间对应着一个 jiffies 值。这个 jiffies 值的计算方法是：用当前时间减去 1970-01-01 00：00：00 + 0000 （UTC），然后把这个时间段换算成 jiffies 数值。
• （2）系统运行时每个时钟节拍的末尾都会让 jiffies+1，当我们需要获取时间时，就用 jiffies 去计算。
• （3）其实操系统只在开机时读取一次 RTC，整个系统运行过程中 RTC 是无作用的。RTC 真 正的作用是在 OS 的两次开机之间进行时间的保存。
• （4）理解时一定要点时间和段时间结合起来理解，jiffies 这个变量记录的是段时间。
• （5）一个时间节拍的长度取决于操作系统的配置，现代 Linux 一般是 10ms 或 1ms。这个时 间其实就是调度时间，在内核中用 HZ 来记录和表示。如果 HZ 定义成 1000 那么时间 节拍就是 1/1000，即 1ms。

3.Linux 系统中时间相关的系统调用

• （1）常用的时间相关的 API 和库函数有 9 个：
  time/ctime/localtime/gmtime/mktime/asctime/strftime/gettimeofday/settimeofday
• （2）time 系统调用返回当前时间以秒为单位的距离 1970-01-01 00：00：00 + 0000（UTC） 过去的秒数。内部其实是根据 jiffies 换算得到秒数。其他函数基本都是围绕着 time 来工作的。
• （3）gmtime 和 localtime 会把 time 得到的秒数变成一个 struct tm 结构体表示的时间，区别 是 gmtime 得到的是国际时间，而 localtime 得到的是本地时间。
• （4）总结：不管用哪个系统调用，最终得到的时间本质上都是一个时间，只不过不同的函 数返回的时间格式不同、精度不同。

#include 
#include 
#include 
int main(void)
{time_t tNow=-1;struct tm tmNow;//==============time//tNow=time(NULL);//返回值,获取系统时间,单位为秒time(&tNow);//指针做输出型参数if (tNow < 0) return -1;printf("time: %ld.\n", tNow);//=============ctimeprintf("ctime: %s.\n", ctime(&tNow));//=============gmtime和localtimememset(&tmNow, 0, sizeof(tmNow));gmtime_r(&tNow, &tmNow);printf("年%d 月%d 日%d 时%d.\n", tmNow.tm_year, tmNow.tm_mon, tmNow.tm_mday, tmNow.tm_hour);memset(&tmNow, 0, sizeof(tmNow));localtime_r(&tNow, &tmNow);printf("年%d 月%d 日%d 时%d.\n", tmNow.tm_year, tmNow.tm_mon, tmNow.tm_mday, tmNow.tm_hour);return 0;
}

三、Linux 中使用随机数

1、随机数和伪随机数

• （1）随机数是随机出现的，没有任何依据的一组数列。
• （2）真正的随机数列是不存在的，只是一种理想情况，我们平时只能通过一些算法得到一 个伪随机数序列。
• （3）我们平时说的随机数，基本都是指伪随机数。

2.Linux 中随机数相关 API

• （1）连续多次调用 rand 函数可以返回一个伪随机数序列。
• （2）srand 函数用来设置 rand 函数的种子。

3.实战演示

• （1）单纯使用 rand 函数 n 次，可得到一个 0~RAND_MAX 之间的伪随机数序列。如果需要调整范围，可以在得到序列后再次进行计算。
• （2）单纯使用 rand 函数来得到伪随机数序列有缺陷，每次执行程序得到的伪随机数序列是同一个序列。
• （3）究其原因，是 rand 函数内部每次都使用 1 作为 seed，若想要得到不同的伪随机数序列， 就需要使用 srand 来设置种子。

4、总结

• （1）在每次执行程序时，先用 srand 函数设置一个与上次不同的 seed，再多次调用 rand 函数，就可得到不同的伪随机数序列。
• （2）通常用 time 函数返回值作为 srand 的参数。

  #include 
  #include 
  int main(int argc,char* arhv[])
  {int i=0,val=0;printf("RAND_MAX = %d.\n", RAND_MAX); // 2147483647srand(time(NULL));//time(NULL);获取系统时间,单位为秒,srand设置随机种子for(i=0;i<6;i++){val=rand();//生成随机数printf("%d ", (val % 6));}printf("\n");return 0;
  }
  

5、在Linux中获取一些真正的随机数

• （1）收集一些随机发生的事件的时间（譬如有人动鼠标、触摸屏操作），作为种子去生成随 机数序列。

四、proc 文件系统介绍

1.操作系统级别的调试

• （1）简单程序单步调试。
• （2）复杂程序 printf 打印信息调试。
• （3）框架体系日志记录信息调试。
• （4）内核调试的困境。

2.proc 虚拟文件系统的工作原理

• （1）Linux 是一个非常庞大、非常复杂的一个单独程序，对于这样一个程序来说调试是非常复杂的。
• （2）像 kernel 这样庞大的项目，添加/更改一个功能是非常麻烦的，因为可能会影响到其他功能。
• （3）为了降低内核调试和学习的难度，内核开发者们在内核中添加了一些属性，专门用于调试内核，proc 文件系统就是一个尝试。
• （4）proc 文件系统的思路是：在内核中构建一个虚拟文件系统/proc，内核运行时将一些关 键的数据结构以文件在方式呈现在该目录中的一些特定文件里，相当于将不可见的内核 数据结构以可视化的方式呈现给内核开发者
• （5）proc 目录下的文件大小都是 0，因为这些文件本身并不存在于硬盘中，它只是一个接 口。

3.常用的 proc 中的文件介绍

• （1）/proc/cmdline
• （2）/proc/cpuinfo
• （3）/proc/devices
• （4）/proc/interrupt

4、扩展：sys 文件系统

• （1）与/proc 文件系统一样，都是虚拟文件系统，都在根目录下有个目录。
• （2）不同的是/proc 中的文件只能读，/sys 中的文件可以读写。

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