Linux內(nèi)核定時(shí)器與延遲工作怎么實(shí)現(xiàn)

本篇內(nèi)容介紹了“Linux內(nèi)核定時(shí)器與延遲工作怎么實(shí)現(xiàn)”的有關(guān)知識，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

內(nèi)核定時(shí)器

軟件上的定時(shí)器最終要依靠硬件時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)，簡單的說，內(nèi)核會在時(shí)鐘中斷發(fā)生后檢測各個(gè)注冊到內(nèi)核的定時(shí)器是否到期，如果到期，就回調(diào)相應(yīng)的注冊函數(shù)，將其作為中斷底半部來執(zhí)行。實(shí)際上，時(shí)鐘中斷處理程序會觸發(fā)TIMER_SOFTIRQ軟中斷，運(yùn)行當(dāng)前處理器上到期的所有定時(shí)器。

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序如要獲得時(shí)間信息以及需要定時(shí)服務(wù)，都可以使用內(nèi)核定時(shí)器。

jiffies

要說內(nèi)核定時(shí)器，首先就得說說內(nèi)核中關(guān)于時(shí)間的一個(gè)重要的概念:jiffies變量，作為內(nèi)核時(shí)鐘的基礎(chǔ)，jiffies每隔一個(gè)固定的時(shí)間就會增加1,稱為增加一個(gè)節(jié)拍，這個(gè)固定間隔由定時(shí)器中斷來實(shí)現(xiàn)，每秒中產(chǎn)生多少個(gè)定時(shí)器中斷，由在<linux/param.h>中定義的HZ宏來確定，如此，可以通過jiffies獲取一段時(shí)間，比如jiffies/HZ表示自系統(tǒng)啟動(dòng)的秒數(shù)。下兩秒就是(jiffies/HZ+2),內(nèi)核中用jiffies來計(jì)時(shí)，秒轉(zhuǎn)換成的jiffies:seconds*HZ，所以以jiffiy為單位，以當(dāng)前時(shí)刻為基準(zhǔn)計(jì)時(shí)2秒:(jiffies/HZ+2)*HZ=jiffies+2*HZ如果要獲取當(dāng)前時(shí)間，可以使用do_gettimeofday()，該函數(shù)填充一個(gè)struct timeval結(jié)構(gòu)，有著接近微妙的分辨率。

//kernel/time/timekeeping.c /** * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval * @tv:         pointer to the timeval to be set * * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday() */ void do_gettimeofday(struct timeval *tv)

驅(qū)動(dòng)程序?yàn)榱俗層布凶銐虻臅r(shí)間完成一些任務(wù)，常常需要將特定的代碼延后一段時(shí)間來執(zhí)行，根據(jù)延時(shí)的長短，內(nèi)核開發(fā)中使用長延時(shí)和短延時(shí)兩個(gè)概念。長延時(shí)的定義為：延時(shí)時(shí)間>多個(gè)jiffies，實(shí)現(xiàn)長延時(shí)可以用查詢jiffies的方法：

time_before(jiffies, new_jiffies); time_after(new_jiffiesmjiffies);

**短延時(shí)的定義為：延遲事件接近或短于一個(gè)jiffy，實(shí)現(xiàn)短延時(shí)可以調(diào)用

udelay(); mdelay();

這兩個(gè)函數(shù)都是忙等待函數(shù)，大量消耗CPU時(shí)間，前者使用軟件循環(huán)來延遲指定數(shù)目的微妙數(shù)，后者使用前者的嵌套來實(shí)現(xiàn)毫秒級的延時(shí)。

定時(shí)器

驅(qū)動(dòng)可以注冊一個(gè)內(nèi)核定時(shí)器，來指定一個(gè)函數(shù)在未來某個(gè)時(shí)間來執(zhí)行。定時(shí)器從注冊到內(nèi)核開始計(jì)時(shí)，達(dá)到指定的時(shí)間后會執(zhí)行注冊的函數(shù)。即超時(shí)值是一個(gè)jiffies值，當(dāng)jiffies值大于timer->expires時(shí)，timer->function就會被執(zhí)行。API如下

//定一個(gè)定時(shí)器  struct timer_list my_timer;//初始化定時(shí)器  void init_timer(struct timer_list *timer); mytimer.function = my_function; mytimer.expires = jiffies +HZ;//增加定時(shí)器  void add_timer(struct timer_list *timer);//刪除定時(shí)器  int del_tiemr(struct timer_list *timer);

實(shí)例

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; }

延遲工作

除了使用內(nèi)核定時(shí)器完成定時(shí)延遲工作，Linux內(nèi)核還提供了一套封裝好的"快捷方式"-delayed_work，和內(nèi)核定時(shí)器類似，其本質(zhì)也是利用工作隊(duì)列和定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，

//include/linux/workqueue.h  struct work_struct {                     atomic_long_t data;          struct list_head entry;          work_func_t func;  #ifdef CONFIG_LOCKDEP          struct lockdep_map lockdep_map;  #endif  };  struct delayed_work {              114         struct work_struct work;          struct timer_list timer;    /* target workqueue and CPU ->timer uses to queue ->work */          struct workqueue_struct *wq;          int cpu;  };

--103-->需要延遲執(zhí)行的函數(shù), typedef void (work_func_t)(struct work_struct work);

至此，我們可以使用一個(gè)delayed_work對象以及相應(yīng)的調(diào)度API實(shí)現(xiàn)對指定任務(wù)的延時(shí)執(zhí)行

//注冊一個(gè)延遲執(zhí)行  591 static inline bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,unsigned long delay)//注銷一個(gè)延遲執(zhí)行 2975 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)

和內(nèi)核定時(shí)器一樣，延遲執(zhí)行只會在超時(shí)的時(shí)候執(zhí)行一次，如果要實(shí)現(xiàn)循環(huán)延遲，只需要在注冊的函數(shù)中再次注冊一個(gè)延遲執(zhí)行函數(shù)。

schedule_delayed_work(&work,msecs_to_jiffies(poll_interval));

“Linux內(nèi)核定時(shí)器與延遲工作怎么實(shí)現(xiàn)”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！