内核定时器

在开发驱动程序的时候，难免要遇到将某些工作推后一定时间的处理，或者周期性的轮询硬件的状态。Linux提供了内核定时器完成这类工作。
定时器的使用非常方便，只需要执行一些初始化的操作，设置一个超时时间，指定超时发生时执行的函数，然后激活定时器就可以了。它的处理和工作队列还是有点类似的。其实，在Linux内核开发中，很多的操作都是类似的。还有一点需要注意的，内核定时器并不是周期运行，它在超时后自动销毁。因此，如果要实现周期轮询，就需要在定时器执行函数返回前再次激活定时器。
下面看看一个实现轮询操作的小例子：

struct timer_list polling_timer;

init_timer(&polling_timer);
polling_timer.data = (unsigned long)something;
polling_timer.function = polling_handler;
polling_timer.expires = jiffies + 2 * HZ;
add_timer(&polling_timer);

void polling_handler(unsigned long data) {
...
polling_timer.expires = jiffies + 2 * HZ;
add_timer(&polling_timer); 
}

jiffies是Linux内核中的一个全局变量，用来记录自系统启动以来产生的节拍的总数。启动时，内核将该变量初始化为0，此后，每次时钟中断处理程序都会增加该变量的值。
HZ是内核定义的宏，在i386体系结构中定义为：
#define HZ 1000
2.6内核的时钟中断频率是1000，也就是说，在1秒里jiffies会被增加1000。因此jiffies + 2 * HZ表示推后2秒钟。
有时，需要更改已经激活的定时器，采用如下函数：
mod_timer(&polling_timer, jiffies + new_delay);
如果需要在定时器超时前停止定时器，可以使用del_timer()函数：
del_timer(&polling_timer);
在多处理器的情况下使用：
del_timer_sync(&polling_timer);
注意，不需要为已经超时的定时器调用该函数，因为它们会自动被删除。
内核定时器是在时钟中断发生后，作为软中断在下半部的上下文钟执行的。所有的定时器结构都以链表的形式存储。时钟中断发生后，内核按链表顺序依次执行。一般来说，定时器在超时后会立即执行，但是也有可能被推迟到下一个时钟节拍才能运行，所以不能用定时器来实现硬实时的操作。又因为内核定时器发生在软中断中，因此，定时器执行函数不能够睡眠，也不能够持有信号量。如果对硬件的访问需要使用信号量同步，或者可能睡眠（比如需要调用kmalloc内存分配，但是由于某种原因不能使用GFP_ATOMIC标志），就不能直接通过定时器来实现了。一个变通的做法是在内核定时器执行函数里调用工作队列，在工作队列处理函数中实现对硬件的访问。