Linux 内核定时器

         一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了。

                                                                                                                                         ----小新

一、引言

        Linux内核定时器是一种用于在特定时间间隔后触发特定事件的重要组件。它对于系统的性能和稳定性至关重要，特别是在需要精确时间同步和事件处理的应用程序中。本文将深入探讨Linux内核定时器的实现，工作原理以及如何使用它来调度任务。

二、Linux内核定时器的工作原理

        Linux内核定时器基于内核计时器实现，它使用一个循环队列来存储定时器的到期时间和回调函数。当系统时钟中断时，内核会检查当前时间是否已经超过了某个定时器的到期时间，并执行相应的回调函数。

 （1）节拍率

        系统定时器频率是通过静态预处理定义的，也就是 HZ ，在系统启动时按照 Hz 对硬件进行设置。体系结构不同，HZ 的值也不同。内核在文件 中定义了 HZ 的实际值，节拍率就 是 HZ ，周期为 1/HZ 。一般 ARM 体系结构的节拍率多数都等于 100 。在编译 Linux 内核的时候可以通过 图形化界面设置系统节拍率，按照如下路径打开配置界面：

-> Kernel Features

-> Timer frequency ( [=y])

          从上图可以看出可选的系统节拍率为 100Hz 、 200Hz 、 250Hz 、 300Hz 、 500Hz 和 1000Hz ，默认情况下 选择 100Hz 。设置好以后打开 Linux 内核源码根目录下的 .config 文件。

（2）jiffies

        全局变量 jiffies 用来记录自系统启动以来产生的节拍的总数。启动时，内核将该变量初始化为 0 ，此 后， 每次时钟中断处理程序都会增加该变量的值。因为一秒内时钟中断的次数等于 Hz ，所以 jiffes 一秒内 增加的值也就为 Hz ，系统运行时间以秒为单位计算，就等于 jiffes/Hz。       

                                                 jiffes=seconds*HZ。

举例来说

<1> 定时 10ms

计算： jiffies +msecs_to_jiffies(10)

<2> 定时 10us

计算： jiffies +usecs_to_jiffies(10)

三、Linux内核定时器的实现

        以下是一个简单的Linux内核定时器实现的例子：

#include  
#include  
#include  
#include  
static struct timer_list my_timer; 
static void my_timer_function(unsigned long data) 
{ 
    printk(KERN_INFO "My timer expired!\n"); 
} 

static int __init my_timer_init(void) 
{ 
    printk(KERN_INFO "Initializing my timer...\n"); 
    init_timer(&my_timer, my_timer_function, NULL, 0); 
    my_timer.expires = jiffies + msecs_to_jiffies(5000); // 5 seconds 
    add_timer(&my_timer); 
    return 0; 
} 

static void __exit my_timer_exit(void) 
{ 
    del_timer(&my_timer); 
    printk(KERN_INFO "Removing my timer...\n"); 
} 

module_init(my_timer_init); 
module_exit(my_timer_exit); 
MODULE_LICENSE("GPL");

 

        在这个例子中，我们首先定义了一个名为my_timer的定时器，并定义了一个回调函数my_timer_function，这个函数会在定时器到期时被调用。然后，我们在my_timer_init函数中初始化了定时器，设置了定时器的到期时间，并添加了定时器。最后，我们在my_timer_exit函数中删除了定时器。这个模块可以被加载和卸载，当加载时，它会开始一个新的定时器，当卸载时，它会停止定时器。

四、总结

        Linux内核定时器是一个强大的工具，它可以用来调度任务，处理系统事件，以及实现各种其他需要定时触发的事件。通过使用内核定时器，我们可以实现精确的时间同步和事件处理，这对于系统的性能和稳定性至关重要。本文深入探讨了Linux内核定时器的实现和工作原理，并给出了一个简单的例子来展示如何使用它来调度任务。希望这篇论文能帮助读者更好地理解和使用Linux内核定时器。