晚上7点10分..
“小涛哥,这章不是叫Linux设备驱动程序之中断与时钟,前边你讲了中断,还给了我很多模版,我都看懂了,这次是不是要开始讲时钟了..”
“真聪明,越来越喜欢你这聪明的样子了,说的不错,今天就要开始一个新的模块--内核时钟”我很少夸人,为啥今天夸她呢了,呵呵.
定时器,意思大家都明白,我就不说了,要是不明白,把它想成个闹钟总可以吧..
定时器分为硬件和软件定时器,软件定时器最终还是要依靠硬件定时器来完成。内核在时钟中断发生后检测各定时器是否到期,到期后的定时器处理函数将作为软中断在底半部执行。实质上,时钟中断处理程序执行update_process_timers函数,该函数调用run_local_timers函数,这个函数处理TIMER_SOFTIRQ软中断,运行当前处理上到期的所有定时器。
Linux内核中定义提供了一些用于操作定时器的数据结构和函数如下:
1)timer_list:说定时器,当然要来个定时器的结构体
struct timer_list{ struct list_head entry; //定时器列表 unsigned long expires; //定时器到期时间 void (*function)(unsigned long) ;//定时器处理函数 unsigned long data; //作为参数被传入定时器处理函数 struct timer_base_s *base; }
2)初始化定时器:void init_timer(struct timer_list *timer);经过这个初始化后,entry的next为NULL,并给base赋值
3)增加定时器:void add_timer(struct timer_list *timer); 该函数用于注册内核定时器,并将定时器加入到内核动态定时器链表中。
4)删除定时器:int del_timer(struct timer_list *timer);
说明:del_timer_sync是del_timer的同步版,主要在多处理器系统中使用,如果编译内核时不支持SMP,del_timer_sync和del_timer等价.
5)修改定时器:int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires);
下边是一个使用定时器的模版:
struct xxx_dev /*second设备结构体*/ { struct cdev cdev; /*cdev结构体*/ ... struct timer_list xxx_timer; /*设备要使用的定时器*/ }; int xxx_func1(...) //xxx驱动中某函数 { struct xxx_dev *dev = filp->private_data; ... /*初始化定时器*/ init_timer(&dev->xxx_timer); dev->xxx_timer.function = &xxx_do_handle; dev->xxx_timer.data = (unsigned long)dev; dev->xxx_timer.expires = jiffies + delay; add_timer(&dev->xxx_timer); /*添加(注册)定时器*/ ... return 0; } int xxx_func2(...) //驱动中某函数 { ... del_timer(&second_devp->s_timer); ... } static void xxx_do_timer(unsigned long arg) //定时器处理函数 { struct xxx_device *dev = (struct xxx_device *)(arg); ... //调度定时器再执行 dev->xxx_timer.expires = jiffies + delay; add_timer(&dev->xxx_timer); }
在定时器函数中往往会在做完具体工作后,延迟expires并将定时器再次添加到内核定时器链表中,以便定时器能被再次触发(这句话我也是从别处抄来的,别告诉小王哈)。
在内核定时器中,常常少不了要说下内核延迟的事,请接着往下看:
1)短延迟:在linux内核中提供了三个函数来分别实现纳秒,微秒,毫秒延迟,原理上是忙等待,它根据CPU频率进行一定次数的循环
void ndelay(unsigned long nsecs); void udelay(unsigned long usecs); void mdelay(unsigned long msecs);
毫秒延迟已经相当大了,当然更秒延迟当然要小一些,在内核中,为了性能,最好不要用mdelay,这会耗费大量cpu资源,那么咋办呢,凉拌..
void msleep(unsigned int millisecs); unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs); void ssleep(unsigned int seconds);
这三个是内核专门提供该我们用来处理毫秒以上的延迟。上述函数将使得调用它的进程睡眠参数指定的秒数,其中第二个是可以被打断的,其余的两个是不可以的。
2)长延迟:内核中进行延迟最常用的方法就是比较当前的jiffies和目标jiffies(当前的加上时间间隔的jiffies),直到未来的jiffies达到目标jiffies。比如:
unsigned long delay = jiffies + 100; //延迟100个jiffies while(time_before(jiffies, delay));
与time_before对应的还有一个time_after().其实就是#define time_before(a,b) time_after(b,a);
另外两个是time_after_eq(a,b)和time_before_eq(a,b)
3)睡着延迟:这显然是比忙等待好的方法,因为在未到来之前,进程会处于睡眠状态,把CPU空出来,让CPU可以做别的事情,等时间到了,调用schedule_timeout()就可以唤醒它并重新调度执行。msleep和msleep_interruptible本质上都是依靠包含了schedule_timeout的schedule_timeout_uninterruptible()和schedule_
timeout_interruptible()实现。就像下边这样:
void msleep(unsigned int msecs)
{ unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1; while(timeout) timeout = schedule_timeout_uninterruptible(timeout); } unsigned long msleep_interruptible(unsigned int msecs) { unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1; while(timeout && !signal_pending(current)) timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout); return jiffies_to_msecs(timeout); }
signed long __sched schedule_timeout_interruptible()signed long timeout) { __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); return schedule_timeout(timeout); } signed long __sched schedule_timeout_uninterruptible()signed long timeout) { __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE); return schedule_timeout(timeout); }