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使用 Power Architecture™ 技术的 Time Base 寄存器可以在使用 PowerPC® 和 Cell Broadband Engine™ （Cell/B.E.）微处理器运行 Linux® 的系统中以纳秒的精度来度量时间。可以有效使用这些技术的应用程序包括时间戳事务（通常是对单一用途的消息进行加密或进行数字签名），对代码进行分析，实现微小、精确的软件延时。
应用程序通常都会使用至少一种形式来度量时间（例如，事务时间戳）。为了实现这个目的，POSIX 库提供了一些与时间有关的函数，例如 gettimeofday，它为应用程序开发人员提供了一个简单易用的接口。当应用程序深入使用这些时间函数时，更有效地使用这些与时间有关的函数，可以改进程序的整体性能。这对于某些底层任务来说是无价的，例如对代码进行分析，或者在设备驱动程序或其他严格时间要求的代码中进行精确的延时。
在 Power Architecture 平台上，可以通过使用 gettimeofday 进一步改进性能。本文后面给出了一种在 PowerPC 和 Cell/B.E. PPE 处理器上运行的 64 位 Linux® 操作系统上从 UNIX® 纪元（1970 年 1 月 1 日）开始至今的一种有效而精确的时间度量机制，它可以提供毫秒和纳秒的精度。然而，需要注意有些 Linux 版本提供了本文中给出的一个 gettimeofday 的类似实现，不过您可能会注意到它们所实现的精度要稍微低一些。
这种技术也可以在 AIX 操作系统上实现。不过，下面介绍的例子和系统细节都是对应于 64 位的 Linux 实现的。
Time Base 寄存器
Power Architecture 文档（Book II: PowerPC Virtual Environment Architecture，请参阅 参考资料）提供了一个名为 Time Base（TB）的计数寄存器，它用来记录系统时间。TB 寄存器会以一种依赖于实现的频率周期性地增加，这个频率可能不是恒定的。操作系统（OS）要负责确定更新频率是否发生了变化，以及对内部结构进行必要的调整。
PowerPC Architecture 声明如下：
- TB 寄存器是 64 位长的。
- 每次更新都会增加 1。
- 操作系统必须要能够确定更新频率。
- 当 TB 达到自己的最大值时，就会溢出并从 0 重新开始。此时没有明显的迹象，要交由操作系统进行处理。
- OS 必须要在开机时对 TB 寄存器进行初始化。
详细信息请查看 PowerPC Virtual Environment Architecture（可在本页底部的 参考资料 部分查看关于这些声明和本文提及的其他文档的链接）。注意 Cell/B.E. PPE 也实现了 TB 寄存器。
TB 寄存器自己并没有包含计算时间所需要的足够信息。Power Architecture 规范将很多对 TB 寄存器进行处理的责任都交给操作系统来完成，操作系统需要提供其他一些信息，例如更新频率、启动时的 Time Base 寄存器的值，等等。整个计算机制非常迅速且高效。
在 Linux 操作系统的情况中，系统库可以在 systemcfg 结构中导出以下信息：
清单 1. Time Base 特有的系统信息
struct systemcfg {
...
__u64 tb_orig_stamp; /* Time Base at boot */
__u64 tb_ticks_per_sec; /* Time Base ticks / sec */
__u64 tb_to_xs; /* Inverse of TB to 2^20 */
__u64 stamp_xsec;
__u64 tb_update_count; /* Time Base atomicity ctr */
...
};
|
其中：
tb_orig_stamp：系统引导时 TB 寄存器的值 tb_ticks_per_sec：每秒 TB 寄存器的滴答数（在今后计算中不会使用） tb_to_xs：用来将 TB 滴答数转换成 xseconds stamp_xsec：包含了系统引导时的时间，单位是 xseconds tb_update_count：在对 TB 寄存器进行更新时用作计数器使用
这个结构可以通过包含下面的头文件来访问：
#include <asm/systemcfg.h>
如何使用汇编语言读取寄存器
mftb 指令可以将 TB 寄存器的值传输到一个通用寄存器中。其语法如下：
mftb rx
PowerPC Virtual Environment Architecture [1] 提供了更多有关这条指令的技术细节，并介绍了一个使用汇编语言计算
