Linux內(nèi)核定時(shí)器

在Linux內(nèi)核中，也可以通過(guò)定時(shí)器來(lái)完成定時(shí)功能。但和單片機(jī)不同的是，Linux內(nèi)核定時(shí)器是一種基于未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的計(jì)時(shí)方式，它以當(dāng)前時(shí)刻為啟動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)，以未來(lái)的某一時(shí)刻為終止點(diǎn)，類似于我們的鬧鐘。
當(dāng)內(nèi)核定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到達(dá)時(shí)，會(huì)進(jìn)入用戶指定的函數(shù)，相當(dāng)于軟中斷。內(nèi)核定時(shí)器完成注冊(cè)啟動(dòng)后，僅執(zhí)行一次后就不會(huì)重復(fù)執(zhí)行（即超時(shí)候會(huì)自動(dòng)關(guān)閉），若需要重復(fù)執(zhí)行則需要手動(dòng)再次啟動(dòng)（即修改超時(shí)時(shí)間）。
Linux內(nèi)核定時(shí)器相關(guān)函數(shù)位置：include/linux/timer.h

1.相關(guān)結(jié)構(gòu)體

??在使用內(nèi)核定時(shí)器時(shí)，我們需要關(guān)心的相關(guān)結(jié)構(gòu)體及其成員：

struct timer_list {
struct list_head entry;
unsigned long expires; /* 定時(shí)器時(shí)鐘節(jié)拍*/
struct tvec_base *base;
void (*function)(unsigned long); /*定時(shí)器工作函數(shù) */
unsigned long data; /*傳給定時(shí)器工作函數(shù)的參數(shù) */
};

?在Linux內(nèi)核中，有一個(gè)全局變量jiffies用來(lái)記錄時(shí)鐘節(jié)拍，每當(dāng)時(shí)鐘中斷觸發(fā)一次，jiffies就會(huì)+1。因此jiffies變量記錄了系統(tǒng)從啟動(dòng)開始時(shí)鐘中斷觸發(fā)的次數(shù)。我們由此可以利用jiffies來(lái)計(jì)算驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)。jiffies每秒增加HZ次，因此jiffies+1的時(shí)長(zhǎng)有HZ決定。當(dāng)HZ=100時(shí)，jiffies+1的時(shí)長(zhǎng)則為10ms。在Linux3.5的內(nèi)核中HZ值默認(rèn)為200，即jiffies+1的時(shí)長(zhǎng)則為5ms。

2.相關(guān)函數(shù)

2.1 定時(shí)器初始化init_timer()

#define init_timer(timer)
函數(shù)功能： 初始化定時(shí)
形參： 定時(shí)器結(jié)構(gòu)體

2.2 啟動(dòng)定時(shí)器add_timer()

void add_timer(struct timer_list *timer)
函數(shù)功能： 啟動(dòng)定時(shí)器
形參： 定時(shí)器結(jié)構(gòu)體

2.3 修改定時(shí)時(shí)間mod_timer()

int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
函數(shù)功能： 修改定時(shí)器時(shí)間
形參： timer – 定時(shí)器結(jié)構(gòu)體
???expires --定時(shí)時(shí)間( 以時(shí)鐘節(jié)拍填入)

??注意：expires 填寫是基于jiffies+延時(shí)時(shí)間

2.4毫秒轉(zhuǎn)為時(shí)鐘節(jié)拍 msecs_to_jiffies()

unsigned long msecs_to_jiffies(const unsigned int m)
函數(shù)功能： 將毫秒時(shí)間轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)
形參： m – 毫秒時(shí)間
返回值： – 返回節(jié)拍數(shù)

2.5微秒轉(zhuǎn)為時(shí)鐘節(jié)拍 usecs_to_jiffies()

unsigned long usecs_to_jiffies(const unsigned int u)
函數(shù)功能： 將微秒時(shí)間轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)
形參： m – 位秒時(shí)間
返回值： – 返回節(jié)拍數(shù)

2.6關(guān)閉定時(shí)器

int del_timer(struct timer_list *timer)
函數(shù)功能：關(guān)閉定時(shí)器(停用一個(gè)定時(shí)器)
 define del_timer_sync(t)
函數(shù)功能：關(guān)閉定時(shí)器(停用一個(gè)定時(shí)器)，多處理器使用。如果編內(nèi)核時(shí)不支持 SMP(多處理器)， del_timer_sync()和 del_timer()等價(jià)

2.7 獲取jiffies時(shí)間

#include 
u64 get_jiffies_64(void)
函數(shù)功能： 獲取jiffies時(shí)間
返回值： 返回時(shí)鐘節(jié)拍jiffies

2.8 獲取內(nèi)核高精度時(shí)間

ktime_t ktime_get(void)
函數(shù)功能： 獲取內(nèi)核高精度時(shí)間
返回值： ktime_t – 共用體類型

union ktime {
	s64	tv64;
	#if BITS_PER_LONG != 64 && !defined(CONFIG_KTIME_SCALAR)
		struct
		 {
			# ifdef __BIG_ENDIAN
			s32	sec, nsec;
			# else
			s32	nsec, sec;
			# endif
		} tv;
	#endif
};

2.9 時(shí)間轉(zhuǎn)換函數(shù)

s64 ktime_to_ms(const ktime_t kt) /* 將獲取的系統(tǒng)時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為ms單位*/
s64 ktime_to_us(const ktime_t kt) /* 將獲取的系統(tǒng)時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為us單位*/
/將獲取的時(shí)間轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘結(jié)構(gòu)體/
struct timeval ktime_to_timeval(const ktime_t kt)
struct timespec ktime_to_timespec(const ktime_t kt)

3.內(nèi)核定時(shí)器示例

??內(nèi)核定時(shí)器使用步驟：

1. 初始化內(nèi)核定時(shí)器init_timer，設(shè)置超時(shí)時(shí)間，編寫內(nèi)核定時(shí)工作函數(shù)；
2. 啟動(dòng)定時(shí)器add_timer;
3. 若需要重復(fù)定時(shí)，則需要在定時(shí)器工作函數(shù)中修改超時(shí)時(shí)間mod_timer

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
struct timer_list timer;
/*定時(shí)器工作函數(shù)*/
void timer_work(unsigned long data)
{
	ktime_t time1;
	printk("定時(shí)器時(shí)間到!data=%ld,",data);
	time1=ktime_get();
	printk("定時(shí)時(shí)間:%llu \n",ktime_to_ms(time1));
	mod_timer(&timer,jiffies+msecs_to_jiffies(2000));/*修改定時(shí)時(shí)間*/
}
static int __init wbyq_timer_init(void)
{
	timer.expires=jiffies+msecs_to_jiffies(1000);/*定時(shí)時(shí)間*/
	timer.function=timer_work;/*定時(shí)器工作函數(shù)*/
	timer.data=666;/*傳給定時(shí)器工作函數(shù)參數(shù)，選填*/
	init_timer(&timer);/*初始化定時(shí)器*/
	add_timer(&timer);/*啟動(dòng)定時(shí)器*/
	return 0;
	
}
/*驅(qū)動(dòng)釋放*/
static void __exit wbyq_timer_cleanup(void)
{
	del_timer_sync(&timer);//關(guān)閉定時(shí)器
    printk("驅(qū)動(dòng)出口，驅(qū)動(dòng)注銷成功\n");
}
module_init(wbyq_timer_init);//驅(qū)動(dòng)入口函數(shù)
module_exit(wbyq_timer_cleanup);//驅(qū)動(dòng)出口函數(shù)

MODULE_LICENSE("GPL");//驅(qū)動(dòng)注冊(cè)協(xié)議
MODULE_AUTHOR("it_ashui");
MODULE_DESCRIPTION("Exynos4 timer Driver");