Linuxc - 关于Linux的应用层定时器
使用定时器的目的无非是为了周期性的执行某一任务，或者是到了一个指定时间去执行某一个任务。要达到这一目的，一般有两个常见的比较有效的方法。一个是用 Linux 内部的三个定时器；另一个是用 sleep 或 usleep 函数让进程睡眠一段时间；其实，还有一个方法，那就是用 gettimeofday、difftime 等自己来计算时间间隔，然后时间到了就执行某一任务，但是这种方法效率低，所以不常用。
1、alarm
如果不要求很精确的话，用 alarm() 和 signal() 就够了
unsigned int alarm(unsigned int seconds)
专门为SIGALRM信号而设，在指定的时间seconds秒后，将向进程本身发送SIGALRM信号，又称为闹钟时间。进程调用alarm后，任何以前的alarm()调用都将无效。如果参数seconds为零，那么进程内将不再包含任何闹钟时间。如果调用alarm()前，进程中已经设置了闹钟时间，则返回上一个闹钟时间的剩余时间，否则返回0。
示例：
#include
#include
#include
void sigalrm_fn(int sig)
{
printf("alarm!\n");
alarm(2);
return;
}
int main(void)
{
signal(SIGALRM, sigalrm_fn);
alarm(2);
while(1) pause();
}
2、setitimer
int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue));
int getitimer(int which, struct itimerval *value);
strcut timeval
{
long tv_sec; /*秒*/
long tv_usec; /*微秒*/
};
struct itimerval
{
struct timeval it_interval; /*时间间隔*/
struct timeval it_value; /*当前时间计数*/
};
setitimer() 比 alarm() 功能强大，支持3种类型的定时器：
ITIMER_REAL：给一个指定的时间间隔，按照实际的时间来减少这个计数，当时间间隔为0的时候发出SIGALRM信号。
ITIMER_VIRTUAL：给定一个时间间隔，当进程执行的时候才减少计数，时间间隔为0的时候发出SIGVTALRM信号。
ITIMER_PROF：给定一个时间间隔，当进程执行或者是系统为进程调度的时候，减少计数，时间到了，发出SIGPROF信号。
setitimer() 第一个参数 which 指定定时器类型（上面三种之一）；第二个参数是结构 itimerval 的一个实例；第三个参数可不做处理。
下面是关于setitimer调用的一个简单示范，在该例子中，每隔一秒发出一个SIGALRM，每隔0.5秒发出一个SIGVTALRM信号：：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int sec;
void sigroutine(int signo){
switch (signo){
case SIGALRM:
printf("Catch a signal -- SIGALRM \n");
signal(SIGALRM, sigroutine);
break;
case SIGVTALRM:
printf("Catch a signal -- SIGVTALRM \n");
signal(SIGVTALRM, sigroutine);
break;
}
return;
}
int main()
{
struct itimerval value, ovalue, value2;
sec = 5;
printf("process id is %d ", getpid());
signal(SIGALRM, sigroutine);
signal(SIGVTALRM, sigroutine);
value.it_value.tv_sec = 1;
value.it_value.tv_usec = 0;
value.it_interval.tv_sec = 1;
value.it_interval.tv_usec = 0;
setitimer(ITIMER_REAL, &value, &ovalue);
value2.it_value.tv_sec = 0;
value2.it_value.tv_usec = 500000;
value2.it_interval.tv_sec = 0;
value2.it_interval.tv_usec = 500000;
setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2, &ovalue);
for(;;);
}
该例子的执行结果如下：
localhost:~$ ./timer_test
process id is 579
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGALRM
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGALRM
Catch a signal –GVTALRM
注意：Linux信号机制基本上是从Unix系统中继承过来的。早期Unix系统中的信号机制比较简单和原始，后来在实践中暴露出一些问题，因此，把那些建立在早期机制上的信号叫做”不可靠信号”，信号值小于SIGRTMIN(Red hat 7.2中，SIGRTMIN=32，SIGRTMAX=63)的信号都是不可靠信号。这就是”不可靠信号”的来源。它的主要问题是：进程每次处理信号后，就将对信号的响应设置为默认动作。在某些情况下，将导致对信号的错误处理；因此，用户如果不希望这样的操作，那么就要在信号处理函数结尾再一次调用 signal()，重新安装该信号。
3、用 sleep 以及 usleep 实现定时执行任务
4、通过自己计算时间差的方法来定时
5、使用 select 来提供精确定时和休眠
6、高精度硬件中断定时器 hrtimer
需要在 kernel 中打开 “high resolution Timer support”，驱动程序中 hrtimer 的初始化如下：
hrtimer_init(&m_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
m_timer.function = vibrator_timer_func;
hrtimer_start(&m_timer, ktime_set(0, 62500), HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
定时函数 vibrator_timer_func 如下：
static enum hrtimer_restart vibrator_timer_func(struct hrtimer *timer)
{
gpio_set_value(gpio_test, 1);
gpio_set_value(gpio_test, 0);
hrtimer_forward_now(&m_timer,ktime_set(0, 62500));
return HRTIMER_RESTART;
}
其中 gpio_test 为输出引脚，为了方便输出查看。但是用示波器查看引脚波形时，发现虽然设定的周期为62.5us，但是输出总是为72us左右，而且偶尔会有两个波形靠的很近（也就是说周期突然变为10us以下）。我将周期设到40us的话，就会出现72us和10us经常交替出现，无法实现精确的40us的波形，如果设置到100us时，则波形就是100us了，而且貌似没有看到有10us以下的周期出现。