4412 Linux定时器

一、Linux定时器基础知识

1.1 定时器的使用范围

延后执行某个操作，定时查询某个状态；前提是对时间要求不高的地方

1.2 内核时间概念

• Hz：（系统时钟通过CONFIG_HZ来设置，范围是100-1000；HZ决定使用中断发生的频率）

• • 1/200 = 5ms，说明4412中是5ms产生一次时钟中断。如果就没有定义的话，默认是100
• 内核的全局变量jiffies：（记录内核自启动来的节拍数，内核之启动以来，产生的中断数）时钟中断，每产生一个中断，jiffies就加1。
• jiffies/HZ：jiffies除以Hz得到内核自启动以来的秒数

2.1 内核定时器的例程

结构体timer_list，函数setup_timer，add_timer，del_timer，mod_timer

struct timer_list {
    /*
     * All fields that change during normal runtime grouped to the
     * same cacheline
     */
    struct list_head entry;
    unsigned long expires;
    struct tvec_base *base;

    void (*function)(unsigned long);
    unsigned long data;

    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
};

timer_list参数

• struct list_head entry双向链表
• unsigned long expires：超时时间，记录什么时候产生时钟中断
• struct tvec_base *base：管理时钟的结构体
• void *(function)(unsigned long)：时钟中断产生之后的动作
• unsigned long data：传递的参数

#define setup_timer(timer, fn, data)                    
    do {                                
        static struct lock_class_key __key;         
        setup_timer_key((timer), #timer, &__key, (fn), (data));
    } while (0)

void add_timer(struct timer_list *timer);
int del_timer(struct timer_list * timer);
int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires);

2.2 双向链表

platform_driver_register→driver_register

→bus_add_driver

→struct bus_type *bus

→struct subsys_private *p

→struct kset subsys→struct list_head list;

2.3 mod_timer相当于

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

3 内核定时器实现的分析

从内核定时器初始化到定时器例程

3.1 add_timer如何添加定时器

        add_timer→mod_timer
        →__mod_timer（内核函数有下划线，表示“局部函数”）
        →internal_add_timer

3.2 struct tvec_base *base结构体分析--管理内核时钟的结构体

        struct tvec_base {
            spinlock_t lock;    //自旋锁
            struct timer_list *running_timer;    //内核中正在处理的定时器
            unsigned long timer_jiffies;        //内核目前正在处理的定时器时间
            unsigned long next_timer;    
            struct tvec_root tv1;
            {
                struct list_head vec[TVR_SIZE];//256长度数组
                TVR_SIZE→#define TVR_SIZE (1 << TVR_BITS)
                TVR_BITS=8;
                宏定义CONFIG_BASE_SMALL=0
                TVR_SIZE = 256
            }
            struct tvec tv2;    //64长度数组
            struct tvec tv3;
            struct tvec tv4;
            struct tvec tv5;
        }

per_cpu 与CPU核多少有关    
DEFINE_PER_CPU看到这样的变量，就表明这个变量是和CPU核相关的。

有一些宏定义是在内核目录的config文件配置的 

3.3 internal_add_timer

分析idx参数
如果idx<256,则将time_list添加到TV1
如果idx<256*64,则将time_list添加到TV2
如果idx<256*64*64,则将time_list添加到TV3
如果idx<256*64*64*64,则将time_list添加到TV4
如果idx > 0xffffffffUL，则将time_list添加到TV5

3.4 list_add_tail

双向链表操作函数都在include/linux/list.h文件中