Linux内核编程1-- 低精度定时器的使用
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利用定时器，我们可以设定在未来的某一时刻，触发一个特定的事件。所谓低精度定时器，是指这种定时器的计时单位基于jiffies值的计数，也就是说，它的精度只有1/HZ，假如你的内核配置的HZ是1000，那意味着系统中的低分辨率定时器的精度就是1ms。早期的内核版本中，内核并不支持高精度定时器，理所当然只能使用这种低分辨率定时器，我们有时候把这种基于HZ的定时器机制称为时间轮：time wheel。虽然后来出现了高分辨率定时器，但它只是内核的一个可选配置项，所以直到目前最新的内核版本，这种低精度定时器依然被大量地使用着。
- 头文件： /linux/timer.h
- 源文件： /kernel/time/timer.c
一，低精度定时器的使用
1 . struct timer_list 结构体
想要使用低精度定时器，主要需要定义并填充一个 sruct timer_list 结构体，如下
struct timer_list {
/*
* All fields that change during normal runtime grouped to the
* same cacheline
*/
struct list_head entry; //内核使用
unsigned long expires; // 需要填写期望的jiffies计数值
struct tvec_base *base; // 内核使用
void (*function)(unsigned long); // 回调函数指针， 定时器完成时被调用
unsigned long data; // 回调函数的参数
int slack;
......
};
- entry: 字段用于把一组定时器组成一个链表，至于内核如何对定时器进行分组，我们会在后面进行解释。
- expires: 字段指出了该定时器的到期时刻，也就是期望定时器到期时刻的jiffies计数值。
- base 每个cpu拥有一个自己的用于管理定时器的tvec_base结构，该字段指向该定时器所属的cpu所对应tvec_base结构。
- function 字段是一个函数指针，定时器到期时，系统将会调用该回调函数，用于响应该定时器的到期事件。
- data 该字段用于上述回调函数的参数。
- slack 对有些对到期时间精度不太敏感的定时器，到期时刻允许适当地延迟一小段时间，该字段用于计算每次延迟的HZ数。
要定义一个timer_list，我们可以使用静态和动态两种办法，静态方法使用DEFINE_TIMER宏：
#define DEFINE_TIMER(_name, _function, _expires, _data) \
struct timer_list _name = \
TIMER_INITIALIZER(_function, _expires, _data)
该宏将得到一个名字为 _name，并分别用 _function , _expires,_data参数填充timer_list的相关字段。
如果要使用动态的方法，则可以自己声明一个timer_list结构，然后手动初始化它的各个字段：
struct timer_list timer; //定义timer_list
......
init_timer(&timer); // 初始化timer
timer.function = _function;
timer.expires = _expires;
timer.data = _data; // 回调函数的参数数据
2. 相关API
这里只是简单列出了几个常用的API，具体的可以查看源代码 :
-
init_timer(&timer); 初始化一个定时器
#define init_timer(timer) \ __init_timer((timer), 0) -
add_timer(&timer); 激活一个定时器
/** * add_timer - start a timer * @timer: the timer to be added * * The kernel will do a ->function(->data) callback from the * timer interrupt at the ->expires point in the future. The * current time is 'jiffies'. * * The timer's ->expires, ->function (and if the handler uses it, ->data) * fields must be set prior calling this function. * * Timers with an ->expires field in the past will be executed in the next * timer tick. */ void add_timer(struct timer_list *timer) { BUG_ON(timer_pending(timer)); mod_timer(timer, timer->expires); } EXPORT_SYMBOL(add_timer); -
mod_timer(&timer, jiffies+50); 更改定时器到期的时间
/** * mod_timer - modify a timer's timeout * @timer: the timer to be modified * @expires: new timeout in jiffies * * mod_timer() is a more efficient way to update the expire field of an * active timer (if the timer is inactive it will be activated) * * mod_timer(timer, expires) is equivalent to: * * del_timer(timer); timer->expires = expires; add_timer(timer); * * Note that if there are multiple unserialized concurrent users of the * same timer, then mod_timer() is the only safe way to modify the timeout, * since add_timer() cannot modify an already running timer. * * The function returns whether it has modified a pending timer or not. * (ie. mod_timer() of an inactive timer returns 0, mod_timer() of an * active timer returns 1.) */ int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires) { expires = apply_slack(timer, expires); /* * This is a common optimization triggered by the * networking code - if the timer is re-modified * to be the same thing then just return: */ if (timer_pending(timer) && timer->expires == expires) return 1; return __mod_timer(timer, expires, false, TIMER_NOT_PINNED); } EXPORT_SYMBOL(mod_timer); -
del_timer(&timer); 当不需要一个定时器时调用这个删除一个定时器
/** * del_timer - deactive a timer. * @timer: the timer to be deactivated * * del_timer() deactivates a timer - this works on both active and inactive * timers. * * The function returns whether it has deactivated a pending timer or not. * (ie. del_timer() of an inactive timer returns 0, del_timer() of an * active timer returns 1.) */ int del_timer(struct timer_list *timer) { struct tvec_base *base; unsigned long flags; int ret = 0; debug_assert_init(timer); timer_stats_timer_clear_start_info(timer); if (timer_pending(timer)) { base = lock_timer_base(timer, &flags); ret = detach_if_pending(timer, base, true); spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags); } return ret; } EXPORT_SYMBOL(del_timer);
3. 示例： 利用timer_list每隔20s打印一次rtc时间
#include