全志A64开发板Linux内核定时器编程

青旅半醒 2022-02-14 15:45 227阅读 0赞

> 开发平台 芯灵思Sinlinx A64  
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Linux 内核定时器是内核用来控制在未来某个时间点（基于jiffies）调度执行某个函数的一种机制，其实现位于 和 kernel/timer.c 文件中。

内核定时器的数据结构

struct timer_list {
        struct list_head entry;  //双向链表元素list：用来将多个定时器连接成一条双向循环队列。
        unsigned long expires; //expires 字段表示期望定时器执行的 jiffies 值，到达该 jiffies 值时，将调用 function 函数，并传递 data 作为参数。
        void (*function)(unsigned long); //指向一个可执行函数。当定时器到期时，内核就执行function所指定的函数。而data域则被内核用作function函数的调用参数。
        unsigned long data;
        struct tvec_base *base;
        /* ... */
    };

时间比较操作  
在定时器应用中经常需要比较两个时间值，以确定timer是否超时，所以Linux内核在timer.h头文件中定义了4个时间关系比较操作宏。这里我们说时刻a在时刻b之后，就意味着时间值a≥b。  
Linux强烈推荐用户使用它所定义的下列4个时间比较操作宏（include/linux/timer.h）：

#define time_after(a,b) ((long)(b) - (long)(a) < 0)
    #define time_before(a,b) time_after(b,a)
    #define time_after_eq(a,b) ((long)(a) - (long)(b) >= 0)
    #define time_before_eq(a,b) time_after_eq(b,a)

Linux 内核时间相关转换函数

1.  unsigned long usecs\_to\_jiffies(const unsigned int u)  
    功能： 把微秒转换成时钟节拍

参数： u 时间微秒  
返回： 对应的时钟节拍数量

1.  unsigned long msecs\_to\_jiffies(const unsigned int m)  
    功能： 把毫秒转换成时钟节拍

参数： u 时间毫秒  
返回： 对应的时钟节拍数量  
示例： 要定时从现在开始， 3 毫秒执行一个函数  
expires 设置为 jiffies+ msecs\_to\_jiffies(3)

Linux 内核定时器操作相关 API

1.  静态定义结构体变量并且初始化（宏）  
    DEFINE\_TIMER(\_name, \_function, \_expires, \_data)

功能： 定义一个名字为\_name 的 struct timer\_list 结构的变量， 并且初始化它的 function, expires, data 成员

1.  定时器初始化（宏）  
    init\_timer(timer)

功能： 只是对 struct timer\_list 结构成员进行一些基础初始化操作， function, expires, data 成员还需要用户自  
己填充。

3.设置定时器（宏）  
setup\_timer(timer, fn, data)  
功能： 设置定时器中的 function, data 和一些基础成员， expires 并没有初始化， 需要用户自己进行初始化

1.  注册定时器到内核
2.  add\_timer(struct timer\_list \*timer)

功能： 向内核注册一个定时器， 注册后会马上开始计时。  
5.从内核注销定时器  
int del\_timer(struct timer\_list \* timer);  
功能： 从内核定时链表上删除指定的定时器， 删除后就不会再执行绑定的函数

1.  修改定时器定时时间值， 并且重新注册
2.  mod\_timer(struct timer\_list \*timer, unsigned long expire0.s);

功能： 修改定时器定时时间值， 并且重新注册， 不管这个定时的超时函数是否执行过。 执行完成后会马上启  
动定时。

> 内核定时器编程步骤

Step1 定义timer_list 结构变量
    Step2 定义超时函数
    Step3 对timer_list结构变量进行初始化
    Step4 注册定时器，启动定时
    Step5 注销定时器

### 驱动代码： ###

#include <linux/module.h>  
    #include <linux/init.h>  
    #include <linux/timer.h>  
      
    //Step1 timer_list 结构变量  
    struct timer_list timer;  
    //Step2 超时函数  
    void timer_fun(long data)  
    {  
            printk("%s is call! data:%d\r\n",__FUNCTION__,data);//__FUNCTION__   获取当前函数名  
            mod_timer(&timer, jiffies + HZ*1); //再次修改本定时器超时时间为当前时间后1秒  
    }  
    static int __init timer_init(void)  
    {  
            //Step3 对timer_list结构变量进行初始  
            init_timer(&timer);  
            setup_timer(&timer, timer_fun, 666);  
            timer.expires = jiffies + HZ*2;  
            //Step4 注册定时器，启动定时  
            add_timer(&timer);  
            printk("Timer start!\r\n");  
            return 0;  
    }  
    static void __exit timer_exit(void) //Module exit function specified by module_exit()  
    {  
            //Step5 注销定时器  
            del_timer_sync(&timer);  
            printk("Timer over!\r\n");  
    }  
    module_init(timer_init);  
    module_exit(timer_exit);  
    MODULE_LICENSE("GPL");

### Makefile代码： ###

KERN_DIR = /work/lichee/linux-3.4  
    all:  
            make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules  
    clean:  
            make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean  
            rm -rf modules.order  
    obj-m        += timer_drv.o

最后使用 dmseg 命令查看，可以看到每隔1秒打印一次  
![150433wn01zqyj5hjz0513.png.thumb.jpg][]

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