5-3 Linux内核计时、延时函数与内核定时器【转】

r囧r小猫 2022-02-02 07:25 206阅读 0赞

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**5-3 Linux内核计时、延时函数与内核定时器**

计时

1、  
内核时钟

1.1  
内核通过定时器（timer）中断来跟踪时间流

1.2  
硬件定时器以周期性的间隔产生时间中断，这个间隔（即频率）由内核根据HZ来确定，HZ是一个与体系结构无关的常数。

1.3  
这个时间间隔通常取1ms到10ms.

2、  
jiffies计算器

2.1每次当定时器中断发生时，内核内部通过一个64位的变量jiffies\_64做加一计数。

2.2驱动[程序][Link 1]开发者通常访问的是jiffies变量，它是jiffes\_64的低32位。

2.3jiffies是unsigned  
long型的变量，该变量被声明为volatile，这样可避免编译器对访问该变量的语句的优化。

2.4jiffies记录了自最近一次Linux启动后到当前的时间间隔（即时钟中断发生的次数）。驱动程序常利用jiffies来计算不同事件间的时间间隔。

3、HZ

3.1 HZ表每秒中产生的定时中断次数

3.2 HZ就代表1秒，HZ/2就代表0.5秒

4、使用jiffies计数器

\#include<linux/jiffies.h>

Unsigned long current\_i, stamp\_1,  
stamp\_half, stamp\_n;

Current\_i = jiffies; //读取当前的值

Stamp\_1 = current\_i+HZ; //未来的一秒

Stamp\_half = current\_i +HZ/2 ; //未来的半秒

Stamp\_n = current\_i + n\*HZ/1000; //未来的n毫秒

5、为了防止jiffies溢出导致问题，最好使用宏比较

\#include<linux/jiffies.h>

Int time\_after(unsigned long a, unsigned long b);//判断a代表的时间是否在b之后。

Int time\_before(unsigned long a,unsigned long b);

Int time\_after\_eq(unsigned long a ,unsigned long b);

Int time\_before\_eq(unsigned long a,unsigned long b);

6、

(1)用户空间的timeval

struct timeval\{

time\_t tv\_sev;//秒、

suseconds\_t tv\_usec;//毫秒

(2)用户空间的timespec

struct timespec\{

time\_t tv\_sec;//秒

long tv\_nsec;//纳秒

7、内核空间jiffies和用户空间的timeval、timevspec的转换。

\#include<linux/time.h>

unsigned long timespec\_to\_jiffies(struct timespec\* value);

void jiffies\_to\_timespec(unsigned long jiffie,struct timespec\* value);

unsigned long timeval\_to\_jiffies(struct timeval\* value);

void jiffies\_to\_timeval(unsigned long jiffies, struct  
timeval\* value);

8、获取当前时间

\#include<linux/time.h>  
void do\_gettimeofday(struct timeval\*  
tv);

struct timespec current\_kernel\_time(void);

9、使用jiffies延时（如果对延时的精度要求不是很高时，用忙等待）

unsigned long j = jiffies + delay\*HZ

while(jiffies<j)\{ //jiffies表当前的滴答值，是不停地走的。  
  
/\*do nothing\*/

10、长延迟。

while(time\_before(jiffies,end\_time))\{

Schedule();//在end\_time之前，则调度

\#include<linux/sched.h>  
signed long schedule\_timeout(signed long timeout);//使用jiffies表示的延迟。先做超时，

典型应用：

set\_current\_state(TASK\_INTERRUPTIBLE);//设置状态值，设置为可中断的睡眠

schedule\_timeout(delay);//延时

11、短延时（忙等待延时，不发生休眠）

\#include<linux/delay>

//以下三个延时函数均是忙等待函数，因而在延迟过程中午饭运行其他任务。不发生休眠的。

void ndelay(unsigned long nsecs); //延时纳秒

void udelay(unsigned long usecs);//延时微秒

void mdelay(unsigned long msecs);//延时毫秒

12、不用忙等待的延时方式（将调用进程休眠给定时间）

\#include<linux/delay.h>

void msleep(unsigened int millisecs);//休眠millisecs毫秒  
不可中断的休眠millisecs毫秒

unsigned long msleep\_interruptible(unsigned int millisecs);//可中断的休眠

void ssleep(unsigned int seconds);//休眠seconds秒。

内核定时器：

13、定时器用于控制某个函数（定时器处理函数）在未来的某个特定时间执行。内核定时器注册的处理函数只执行一次—不是循环执行的。

14、内核定时器被组织成双向链表，并使用struct  
time\_list 结构描述。

\#include<linux/timer.h>

struct timer\_list\{

unsigned long expires; //超时的jiffies

void (\*function)(unsigned long);//超时处理函数

unsigned long data; //超时处理函数参数。

\}；

15、内核定时器操作函数

15.1初始化（初始化定时器队列结构）

void init\_timer(struct timer\_list \* timer);

struct timer\_list TIMER\_INITIALIZER(\_function,\_expires,\_data);

15.2添加定时器（启动定时器，开始倒计时）

void add\_timer(struct time\_list \*tiemer0:

15.3删除定时器（在定时器超时前将它删除。定时器超时后，系统会自动地将它删除）

15.4内核定时器使用模板

static struct timer\_list key\_timer;//定义内核定时器对象

static void key\_timer\_handle(unsigned ong data)//定时器处理函数

……

//定时器处理函数具体执行[代码][Link 1]

……

// 定时器参数的更新，重启定时器

key\_timer.expires = jiffies+ KEY\_TIMER\_DELAY;

add\_time(&key\_time);  
//赋新值，可以实现  
循环

……

//设备驱动模块加载函数

static int\_\_ init xxx\_init(void)

……

//初始化内核定时器

init\_time(&key\_timer);

key\_timer.function=&key\_timer\_handle;

key\_timer.data = （unsigned long）key\_desc;

key\_timer.expires = jiffies+KEY\_TIMER\_DELAY;

//添加内核定时器（这是第一次启动）

add\_time(&key\_time);

……

Static void\_\_exit xxx\_exit(void)

\{  
……

//删除定时器

del\_timer(&key\_timer);

……

16、内核定时器与tasklet比较

16.1相同点：  
在中断期间运行，时钟会在调度他们的同一个cpu上运行，软件中断的上下文，原子模式运行。（软件中断时打开硬件中断的同时执行某些异步任务的一种内核机制）

16.2不同的：不能要求TASKLECT在给定的时间执行。

声明：本文非原创，整理自申嵌

本文转自张昺华-sky博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/5314250.html，如需转载请自行联系原作者

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