LinuxLinux5.4.70内核定时器的使用
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了LinuxLinux5.4.70内核定时器的使用相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
文章目录
1. 定时器简介
本篇文章介绍内核定时器是基于内核Linux5.4.70版本,它是内核用来控制再未来某个时间点(基于jiffies)调度执行某个函数的一种机制,代码实现位于include/linux/timer.h
和kernel/time/timer.c
文件中。
定时器数据结构,如下:
struct timer_list
/*
* All fields that change during normal runtime grouped to the
* same cacheline
*/
struct hlist_node entry; // 定时器列表
unsigned long expires; // 定时器到期时间(linux的jiffies基准时间)
void (*function)(struct timer_list *); // 定时器处理函数
u32 flags;
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
struct lockdep_map lockdep_map;
#endif
;
Note:新版本内核对于void (*function)(struct timer_list *)
处理函数的参数发生了变化,struct timer_list *
定时器地址可以通过from_timer
也就是container_of
计算出传参进来的结构体首地址,这样来达到传参的目标。使用例子如下:(不完整,只为说明问题。)
#define from_timer(var, callback_timer, timer_fieldname) \\
container_of(callback_timer, typeof(*var), timer_fieldname)
// 为每个key定义了一个timer
struct gpio_key_cfg
int gpio_num;
int gpio_irq;
int gpio_flag;
struct gpio_desc *gpiod;
struct timer_list key_timer;
;
static void key_timer_expires(struct timer_list *t)
int val;
/**
*这里就是通过struct timer_list *t来获取该gpio key的struct gpio_key_cfg地址。
* 这样及知道了是哪个timer expires,还知道了是哪个gpio产生的事件。它就是这样来给timer来传递参数。
*/
struct gpio_key_cfg *pGpioKey = from_timer(pGpioKey, t, key_timer);
val = gpiod_get_value(pGpioKey->gpiod);
printk("key_timer_expires %d %d\\n", pGpioKey->gpio_num, val);
timer_setup(&pGpioKeyCfg[i].key_timer, key_timer_expires, 0); // 在probe中,为每一个key创建一个timer
mod_timer(&pGpioKey->key_timer, jiffies + HZ/50); // key中断发生后,启动timer。
2. Timer相关API介绍
函数 | 说明 |
timer_setup(timer, callback, flags) | 初始化定时器,主要是初始化 timer_list 结构体, 设置其中的函数、flags。 |
DEFINE_TIMER(_name, _function) | 初始化定时器,主要是定义并初始化 timer_list 结构体, 设置其中的函数、flags默认为0。 |
void add_timer(struct timer_list *timer) | 向内核添加定时器。timer->expires 表示超时时间。 当超时时间到达,内核就会调用这个函数:timer->function(timer->data)。 |
int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires) | 修改定时器的超时时间 |
int timer_pending(const struct timer_list * timer) | 定时器状态查询,如果在系统的定时器列表中则返回1,否则返回0; |
int del_timer(struct timer_list * timer) | 删除定时器。 |
3. Timer时间单位
在内核的配置中,我们可以看到CONFIG_HZ
的配置,如下:
这表示内核每秒中会发生 100 次系统滴答中断(tick),这就像人类的心跳一样,这是 Linux 系统的心跳。每发生一次 tick 中断,全局变量 jiffies
就会累加 1。
CONFIG_HZ=100
表示每个滴答是 10ms。
定时器的时间就是基于 jiffies
,我们修改超时时间时,一般使用这 2 种方法:
mod_timer(&timer, jiffies + xxx); // xxx 表示多少个滴答后超时,也就是 xxx*10ms
mod_timer(&timer, jiffies + 2*HZ); // HZ 等于 CONFIG_HZ,2*HZ 就相当于 2 秒
4. Timer Demo测试验证
下面Demo使用了2种方法初始化Timer:
- 方法一:timer_setup(&test_timer1, kernel_timer_expires, 0);
- 方法二:DEFINE_TIMER(test_timer2, kernel_timer_expires);
使用mod_timer
修改timer超时间并启动,在不使用的时del_timer
删除Timer。
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/timer.h>
static void kernel_timer_expires(struct timer_list *t);
static struct timer_list test_timer1;
//初始化timer2
static DEFINE_TIMER(test_timer2, kernel_timer_expires);
static void kernel_timer_expires(struct timer_list *t)
if(t == &test_timer1)
printk("Timer 1 is coming\\r\\n");
mod_timer(&test_timer1, jiffies + 1*HZ); // 重新设置timer1 1s timeout
else if(t == &test_timer2)
printk("Timer 2 is coming\\r\\n");
mod_timer(&test_timer2, jiffies + 2*HZ); // 重新设置timer2 2s timeout
else
printk("Err: timer is unknown!!!\\r\\n");
static int __init kernel_timer_init(void)
printk("Enter timer test...\\r\\n");
//初始化timer1
timer_setup(&test_timer1, kernel_timer_expires, 0);
//启动timer1、timer2
mod_timer(&test_timer1, jiffies + 1*HZ); // 1s timeout
mod_timer(&test_timer2, jiffies + 2*HZ); // 2s timeout
return 0;
static void __exit kernel_timer_exit(void)
printk("Exit timer test!!!\\r\\n");
del_timer(&test_timer1);
del_timer(&test_timer2);
module_init(kernel_timer_init);
module_exit(kernel_timer_exit);
编译烧录验证如下:
5. 定时器内部机制简单分析
定时器就是通过软件中断来实现的,它属于 TIMER_SOFTIRQ
软中断。对于 TIMER_SOFTIRQ
软中断,初始化代码如下:
当发生硬件中断时,硬件中断处理完后,内核会调用软件中断的处理函数。对于 TIMER_SOFTIRQ
,会调用 run_timer_softirq
,它的函数如下:
run_timer_softirq
__run_timers(base);
while (time_after_eq(jiffies, base->clk))
……
expire_timers(base, heads + levels);
fn = timer->function; // 获取当前timer的function函数。
call_timer_fn(timer, fn, baseclk);
fn(timer); // 调用超时timer的function函数。
当jiffies
大于或等于 timer->expires
时,该timer 就超时。在 TIMER_SOFTIRQ
的处理函数中,会从链表中把这些超时的 timer 取出来,执行其中的函数。
??????系统是如何产生滴答的 ??????
在IMX6ULL开发板执行命令cat /proc/interrupts
,可以看到 CPU0 下有一个数值变化特别快,它就是滴答中断:
通过上面的截图可以发现滴答中断名字就是“i.MX Timer Tick”,通过名字可以找到对应的源码timer-imx-gpt.c
如下:
mxc_timer_interrupt
就是滴答中断的处理函数,代码如下:
经过ced->event_handler(ced)
整个内核代码搜索发现,它调用的是tick_handle_periodic
位于 kernel\\time\\tick-common.c
中,它里面的调用关系如下:
tick_handle_periodic
tick_periodic(cpu);
do_timer(1);
jiffies_64 += ticks; // jiffies 就是 jiffies_64
jiffies
就是 jiffies_64
,因为在 arch\\arm\\kernel\\vmlinux.lds.S
被定义如下:
6. 参考资料
1:Linux内核定时器和工作队列的总结和实例
https://www.jianshu.com/p/a3ad64ddbd89
2:linux内核定时器使用及原理
https://blog.csdn.net/lizhiguo0532/article/details/6406161
3:Linux定时器的使用
https://wenku.baidu.com/view/cab7028fcc22bcd126ff0c58.html
4:Linux内核定时器
https://www.cnblogs.com/forthetechnology/p/10541364.html
5:Linux内核定时器
https://www.cnblogs.com/yangjiguang/p/7643034.html
6:韦东山资料
《嵌入式Linux应用开发完全手册_韦东山全系列视频文档-IMX6ULL开发板.pdf》
以上是关于LinuxLinux5.4.70内核定时器的使用的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章