十二、【内核时钟】linux内核时钟

一、什么是内核时钟

　　　操作系统的正常工作，需要硬件提供一下系统时钟，系统利用该时钟进行轮转调度、sleep....，这个时钟信号就叫内核时钟（系统节拍、滴答时钟）。系统节拍（内核时钟）频率越高，所能识别的时间刻度越精细，实时性好，但系统负担加重

内核时钟的设置，要结合处理器的性能

二、内核时钟（HZ）如何设置

make menuconfig--->System Type

 

 

 三、jiffies

　　此变量是用于记录从内核启动到当前时刻，经历了多少个系统节拍。

jiffies在内核启动时初始化为0，然后随着系统节拍的道理，每一节拍+1.

四、内核中时间相关的函数

ssleep、msleep这两个函数会导致调度器启动，调度其他内核线程

ndelay 、udelay这两个不休眠，忙等延时。

实际应用中，忙等延时与休眠时结合使用。例如，红外接收器9ms和4.5ms的引导码检测，可以使用休眠延时；超声波模块，20us的触发信号，可以用到udelay

五、内核定时器

1、内核定时器结构体

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struct timer_list {     /*      * All fields that change during normal runtime grouped to the      * same cacheline      */     struct list_head entry;     unsigned long expires;  //定时时长     struct tvec_base *base;       void (*function)(unsigned long);  //超时时执行的函数     unsigned long data;    //传给定时器处理函数的参数       int slack;   #ifdef CONFIG_TIMER_STATS     int start_pid;     void *start_site;     char start_comm[16]; #endif #ifdef CONFIG_LOCKDEP     struct lockdep_map lockdep_map; #endif };

2、定时器的初始化

（1）定义一个按键定时器

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1	struct timer_list key_timer;

(2) 初始化

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1 2	#define init_timer(timer)\     init_timer_key((timer), NULL, NULL)

例如 ：

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init_timer(&key_timer);//完成其它成员的初始化，但是核心的expires 、function、data由使用者初始化 key_timer.expires = key_timer.function = xxx_func; key_timer.data =

3、启动内核定时器

（1）add_timer :启动定时器

 

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1	void add_timer(struct timer_list *timer)

 

（2）mod_timer：修改定时器的超时时间，并启动定时器

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

　mod_timer()函数=    del_timer(timer); timer->expires = expires; add_timer(timer);　

4、删除内核定时器

一般用在驱动卸载exit函数中。

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1	int del_timer(struct timer_list *timer)

六、使用内核定时器进行按键消抖

 

如图所示，是按键按下的电平信号的，按键按下之前是高电平，按下时，电平被拉低，但是在按下时，会有抖动，如上图；在释放按键时，同时也会有抖动。所以我们要使用内核定时器进行按键消抖。

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#include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/device.h> #include <linux/ioport.h> #include <linux/io.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/types.h> #include <linux/gpio.h> #include <cfg_type.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/miscdevice.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/wait.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/timer.h>   struct key_gpio_t{     unsigned int gpionum;     unsigned int irq;     char irqname[20];     unsigned char keyvalue; }; static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(key_wq) ; static bool flag = false; static struct key_gpio_t key_gpio[]= {     {PAD_GPIO_A+28,IRQ_GPIO_A_START+28,"KEY2_GPIOA28",2},     {PAD_GPIO_B+30,IRQ_GPIO_B_START+30,"KEY3_GPIOB30",3},     {PAD_GPIO_B+31,IRQ_GPIO_B_START+31,"KEY4_GPIOB31",4},     {PAD_GPIO_B+9,IRQ_GPIO_B_START+9,  "KEY6_GPIOB9",6}, }; static char keyvalue = 0; static struct timer_list key_timer; /* //用tasklet实现下半部 static void key_tasklet_func(unsigned long data)//下半部 { //做一些对时间要求不严格的工作      printk(KERN_INFO"key_tasklet_func\n");     flag = true;  //设置flag为true     wake_up_interruptible(&key_wq); //按键按下时，唤醒等待队列    }   static  DECLARE_TASKLET(key_tasklet, key_tasklet_func, 0); */ //用工作队列实现下半部 static void key_work_func(struct work_struct *work) {     printk(KERN_INFO"key_work_func\n");     flag = true;  //设置flag为true     wake_up_interruptible(&key_wq); //按键按下时，唤醒等待队列   } static  DECLARE_WORK(key_work, key_work_func);    static ssize_t gec6818_key_read(struct file *filp, char __user * buf, size_t size, loff_t *oft) {                 int ret;       wait_event_interruptible(key_wq, flag);       flag = false;  //唤醒一次队列后要复位flag的值       if(size !=1)       {         return -EINVAL;       }       ret = copy_to_user(buf, &keyvalue, sizeof(keyvalue));       if(ret != 0)       {         return (size -ret);       }       keyvalue=0;       return size; } static irqreturn_t gec6818_key_handler(int irq, void * dev) {           struct key_gpio_t keytmp=*(struct key_gpio_t *)dev;     keyvalue =keytmp.keyvalue;     key_timer.data=keytmp.gpionum;     mod_timer(&key_timer,  jiffies+(HZ/1000)*20); //20ms消抖，20ms后执行超时处理函数使用工作队列唤醒等待队列read键值。     return IRQ_HANDLED; }     struct file_operations key_misc_fops= {     .read = gec6818_key_read, }; static struct miscdevice key_misc={     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,     .name = "key_misc",     .fops =  &key_misc_fops,     }; static void key_timer_func(unsigned long arg) {   if(!gpio_get_value(arg))    //当检测到低电平的时候调度工作队列，唤醒等待队列，read keyvalue，释放按键高电平时不唤醒，我们读的时按键按下，按键释放时不读    {     schedule_work(&key_work);    }       } static int __init  gec6818_key_init(void) {       int ret,i;        printk(KERN_INFO"gec6818_key_init\n");       ret = misc_register(&key_misc);       if(ret < 0)       {             printk(KERN_INFO"key misc register fail.\n");         goto misc_register_err;       }     for(i=0;i<4;i++)     {          ret = request_irq(key_gpio[i].irq, gec6818_key_handler,IRQF_TRIGGER_FALLING,key_gpio[i].irqname,(void*)&key_gpio[i]);          if(ret < 0)          {             printk(KERN_INFO"request_irq fail.\n");             goto irq_request_err;          }     }     init_timer(&key_timer);     key_timer.function = key_timer_func;     return 0;   irq_request_err:     while(i--)     {         free_irq(key_gpio[i].irq,NULL);     } misc_register_err:         return 0; }   static void __exit gec6818_key_exit(void) {     int i;     del_timer(&key_timer);     printk(KERN_INFO"gec6818_key_exit\n");     misc_deregister(&key_misc);         for(i=0;i<4;i++)      {         free_irq(key_gpio[i].irq,(void *)&key_gpio[i]);      }     }   module_init(gec6818_key_init); module_exit(gec6818_key_exit); MODULE_LICENSE("GPL");

　main.c

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#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <sys/ioctl.h>     int main() {     int fd,ret;       char keyvalue=0;     fd = open("/dev/key_misc",O_RDWR);     if(fd<0)     {         perror("open key_misc error!");            }     while(1)     {         ret=read(fd,&keyvalue,1);         if(ret !=1)         {             perror("read error");             continue;         }           printf("keyvalue=key%d\n",keyvalue);     }            close(fd); }