軟件上的定時器最終要依靠硬件時鐘來實現,簡單的說,內核會在時鐘中斷髮生後檢測各個註冊到內核的定時器是否到期,若是到期,就回調相應的註冊函數,將其做爲中斷底半部來執行。實際上,時鐘中斷處理程序會觸發TIMER_SOFTIRQ軟中斷,運行當前處理器上到期的全部定時器。
設備驅動程序如要得到時間信息以及須要定時服務,均可以使用內核定時器。linux
要說內核定時器,首先就得說說內核中關於時間的一個重要的概念:jiffies變量,做爲內核時鐘的基礎,jiffies每隔一個固定的時間就會增長1,稱爲增長一個節拍,這個固定間隔由定時器中斷來實現,每秒中產生多少個定時器中斷,由在<linux/param.h>中定義的HZ宏來肯定,如此,能夠經過jiffies獲取一段時間,好比jiffies/HZ表示自系統啓動的秒數。下兩秒就是(jiffies/HZ+2),內核中用jiffies來計時,秒轉換成的jiffies:seconds*HZ,因此以jiffiy爲單位,以當前時刻爲基準計時2秒:(jiffies/HZ+2)*HZ=jiffies+2*HZ若是要獲取當前時間,可使用do_gettimeofday(),該函數填充一個struct timeval結構,有着接近微妙的分辨率。函數
//kernel/time/timekeeping.c 473 /** 474 * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval 475 * @tv: pointer to the timeval to be set 476 * 477 * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday() 478 */ 479 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
驅動程序爲了讓硬件有足夠的時間完成一些任務,經常須要將特定的代碼延後一段時間來執行,根據延時的長短,內核開發中使用長延時和短延時兩個概念。長延時的定義爲:延時時間>多個jiffies,實現長延時能夠用查詢jiffies的方法:atom
time_before(jiffies, new_jiffies); time_after(new_jiffiesmjiffies);
**短延時的定義爲:延遲事件接近或短於一個jiffy,實現短延時能夠調用code
udelay(); mdelay();
這兩個函數都是忙等待函數,大量消耗CPU時間,前者使用軟件循環來延遲指定數目的微妙數,後者使用前者的嵌套來實現毫秒級的延時。對象
驅動能夠註冊一個內核定時器,來指定一個函數在將來某個時間來執行。定時器從註冊到內核開始計時,達到指定的時間後會執行註冊的函數。即超時值是一個jiffies值,當jiffies值大於timer->expires時,timer->function就會被執行。API以下隊列
//定一個定時器 struct timer_list my_timer; //初始化定時器 void init_timer(struct timer_list *timer); mytimer.function = my_function; mytimer.expires = jiffies +HZ; //增長定時器 void add_timer(struct timer_list *timer); //刪除定時器 int del_tiemr(struct timer_list *timer);
static struct timer_list tm; struct timeval oldtv; void callback(unsigned long arg) { struct timeval tv; char *strp = (char*)arg; do_gettimeofday(&tv); printk("%s: %ld, %ld\n", __func__, tv.tv_sec - oldtv.tv_sec, tv.tv_usec- oldtv.tv_usec); oldtv = tv; tm.expires = jiffies+1*HZ; add_timer(&tm); } static int __init demo_init(void) { init_timer(&tm); do_gettimeofday(&oldtv); tm.function= callback; tm.data = (unsigned long)"hello world"; tm.expires = jiffies+1*HZ; add_timer(&tm); return 0; }
除了使用內核定時器完成定時延遲工做,Linux內核還提供了一套封裝好的"快捷方式"-delayed_work,和內核定時器相似,其本質也是利用工做隊列和定時器實現,事件
//include/linux/workqueue.h 100 struct work_struct { 101 atomic_long_t data; 102 struct list_head entry; 103 work_func_t func; 104 #ifdef CONFIG_LOCKDEP 105 struct lockdep_map lockdep_map; 106 #endif 107 }; 113 struct delayed_work { 114 struct work_struct work; 115 struct timer_list timer; 116 117 /* target workqueue and CPU ->timer uses to queue ->work */ 118 struct workqueue_struct *wq; 119 int cpu; 120 };
struct work_struct
--103-->須要延遲執行的函數, typedef void (work_func_t)(struct work_struct work);開發
至此,咱們可使用一個delayed_work對象以及相應的調度API實現對指定任務的延時執行get
//註冊一個延遲執行 591 static inline bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,unsigned long delay) //註銷一個延遲執行 2975 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
和內核定時器同樣,延遲執行只會在超時的時候執行一次,若是要實現循環延遲,只須要在註冊的函數中再次註冊一個延遲執行函數。it
schedule_delayed_work(&work,msecs_to_jiffies(poll_interval));