Linux设备驱动之定时与延时

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Linux通过系统硬件定时器以规律的间隔(由HZ度量)产生定时器中断,每次中断使得一个内核计数器的值jiffies累加,因此这个jiffies就记录了系统启动开始的时间流逝,然后内核据此实现软件定时器和延时。

Demo for jiffies and HZ

  1. #include <linux/jiffies.h>
  2. unsigned long j, stamp_1, stamp_half, stamp_n;
  3. j = jiffies; /* read the current value */
  4. stamp_1 = j + HZ; /* 1 second in the future */
  5. stamp_half = j + HZ/2; /* half a second */
  6. stamp_n = j + n * HZ / 1000; /* n milliseconds */

内核定时器

硬件时钟中断处理程序会唤起 TIMER_SOFTIRQ 软中断,运行当前处理器上到期的所有内核定时器。

定时器定义/初始化

在Linux内核中,timer_list结构体的一个实例对应一个定时器:

/* 当expires指定的定时器到期时间期满后,将执行function(data) */

  1. /* 当expires指定的定时器到期时间期满后,将执行function(data) */
  2.    struct timer_list {
  3.        unsigned long expires;           /*定时器到期时间*/
  4.        void (*function)(unsigned long); /* 定时器处理函数 */
  5.        unsigned long data;              /* function的参数 */
  6.        …
  7.    };
  8.    /* 定义 */
  9.    struct timer_list my_timer;
  10.    /* 初始化函数 */
  11.    void init_timer(struct timer_list * timer);
  12.    /* 初始化宏 */
  13.    TIMER_INITIALIZER(_function, _expires, _data)
  14.    /* 定义并初始化宏 */
  15.    DEFINE_TIMER(_name, _function, _expires, _data)

定时器添加/移除

  1. /* 注册内核定时器,将定时器加入到内核动态定时器链表中 */
  2.    void add_timer(struct timer_list * timer);
  3.    /* del_timer_sync()是 del_timer()的同步版,在删除一个定时器时需等待其被处理完,
  4.       因此该函数的调用不能发生在中断上下文 */
  5.    void del_timer(struct timer_list * timer);
  6.    void del_timer_sync(struct timer_list * timer);

定时时间修改

  1. int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires);

延时

短延时

  1. void ndelay(unsigned long nsecs);
  2. void udelay(unsigned long usecs);
  3. void mdelay(unsigned long msecs);

内核在启动时,会运行一个延迟测试程序(delay loop calibration),计算出lpj(loops per jiffy),根据lpj就实现了这几个函数,属忙等待。

长延时

  • 一个很直观的方法是比较当前的 jiffies 和目标 jiffies:
  1. int time_after(unsigned long a, unsigned long b); /* a after b, true */
  2. int time_before(unsigned long a, unsigned long b); /* a before b */
  3. int time_after_eq(unsigned long a, unsigned long b); /* a after or equal b */
  4. int time_before_eq(unsigned long a, unsigned long b);/* a before or equal b */
  • 睡着延时
  1. void msleep(unsigned int millisecs);
  2. unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs);
  3. void ssleep(unsigned int seconds);

Tip: msleep()、 ssleep()不能被打断。

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