Linux设备驱动之定时与延时

Linux通过系统硬件定时器以规律的间隔(由HZ度量)产生定时器中断，每次中断使得一个内核计数器的值jiffies累加，因此这个jiffies就记录了系统启动开始的时间流逝，然后内核据此实现软件定时器和延时。

Demo for jiffies and HZ

1. #include <linux/jiffies.h> 
2.  
3. unsigned long j, stamp_1, stamp_half, stamp_n; 
4.  
5. j = jiffies; /* read the current value */ 
6. stamp_1 = j + HZ; /* 1 second in the future */ 
7. stamp_half = j + HZ/2; /* half a second */ 
8. stamp_n = j + n * HZ / 1000; /* n milliseconds */ 

内核定时器

硬件时钟中断处理程序会唤起 TIMER_SOFTIRQ 软中断，运行当前处理器上到期的所有内核定时器。

定时器定义/初始化

在Linux内核中，timer_list结构体的一个实例对应一个定时器：

/* 当expires指定的定时器到期时间期满后，将执行function(data) */

1. /* 当expires指定的定时器到期时间期满后，将执行function(data) */ 
2.    struct timer_list { 
3.        unsigned long expires;           /*定时器到期时间*/ 
4.        void (*function)(unsigned long); /* 定时器处理函数 */ 
5.        unsigned long data;              /* function的参数 */ 
6.        ... 
7.    }; 
8.  
9.    /* 定义 */ 
10.    struct timer_list my_timer; 
11.  
12.    /* 初始化函数 */ 
13.    void init_timer(struct timer_list * timer); 
14.    /* 初始化宏 */ 
15.    TIMER_INITIALIZER(_function, _expires, _data) 
16.  
17.    /* 定义并初始化宏 */ 
18.    DEFINE_TIMER(_name, _function, _expires, _data) 

定时器添加/移除

1. /* 注册内核定时器，将定时器加入到内核动态定时器链表中 */ 
2.    void add_timer(struct timer_list * timer); 
3.  
4.    /* del_timer_sync()是 del_timer()的同步版，在删除一个定时器时需等待其被处理完， 
5.       因此该函数的调用不能发生在中断上下文 */ 
6.    void del_timer(struct timer_list * timer); 
7.    void del_timer_sync(struct timer_list * timer); 

定时时间修改

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

延时

短延时

1. void ndelay(unsigned long nsecs);  
2. void udelay(unsigned long usecs);  
3. void mdelay(unsigned long msecs); 

内核在启动时，会运行一个延迟测试程序(delay loop calibration)，计算出lpj(loops per jiffy),根据lpj就实现了这几个函数，属忙等待。

长延时

• 一个很直观的方法是比较当前的 jiffies 和目标 jiffies：

1. int time_after(unsigned long a, unsigned long b); /* a after b, true */  
2. int time_before(unsigned long a, unsigned long b); /* a before b */  
3. int time_after_eq(unsigned long a, unsigned long b); /* a after or equal b */  
4. int time_before_eq(unsigned long a, unsigned long b);/* a before or equal b */ 

• 睡着延时

1. void msleep(unsigned int millisecs);  
2. unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs);  
3. void ssleep(unsigned int seconds); 

Tip: msleep()、 ssleep()不能被打断。