Linux时间子系统之二：Alarm Timer

Posted 2020-09-27 Arnold Lu@南京

一、前言

严格来讲Alarm Timer也算POSIX Timer一部分，包含两种类型CLOCK_REALTIME_ALARM和CLOCK_BOOTTIME_ALARM。分别是在CLOCK_REALTIME和CLOCK_BOOTTIME后面加上_ALARM。Alarm Timer之外的POSIX Timer在内核进入cpuidle或者suspend之后，都会因为省电关闭ClockEvent设备而停止计时。而Alarm Timer恰恰借助RTC设备的长供电且具备唤醒功能，在系统进入suspend过程中，将最近一次超时expires写入RTC设备，超时后会将系统从suspend状态唤醒，执行timer超市函数。

这样在程序执行过程中，就不需要一直持有wakelock。

二、背景介绍

Alarm Timer可以说工作在两种状态下，一种是和其他Timer一样的基于hrtimer；另一种是在系统进入suspend后基于RTC设备。

RTC设备在系统外独立供电，RTC具备Alarm功能。在Alarm触发后，通过中断唤醒suspend的系统。

在device_initcall-->alarmtimer_init时，注册一个alarmtimer的platform_device，驱动为alarmtimer_driver。将alarmtimer_suspend作为钩子函数插入系统suspend流程，这样就将suspend和Alarm Timer功能挂钩了。

三、重要数据结构

struct alarm_base作为AlarmTimer时钟类型结构体，包含ALARM_REALTIME和ALARM_BOOTTIME两种。

static struct alarm_base { 　　spinlock_t lock;---------------------------------互斥访问锁 　　struct timerqueue_head timerqueue;-------AlarmTimer自己维护了expires红黑树。 　　struct hrtimer timer;--------------------------将其加入到hrtimer_bases对应的红黑树中。 　　ktime_t (*gettime)(void);--------------------获取对应类型时钟的时间函数 　　clockid_t base_clockid;------------------------时钟类型ID，CLOCK_REALTIME和CLOCK_BOOTTIME } alarm_bases[ALARM_NUMTYPE];

CLOCK_REALTIME_ALARM和CLOCK_REALTIME、CLOCK_BOOTTIME_ALARM和CLOCK_BOOTTIME都是用同样的base_clockid，但是_ALARM维护的alarm_bases[ALARM_NUMTYPE].timerqueue将他们与其他hrtimer区分开了。

struct k_clock alarm_clock作为两种类型共用的时钟/Timer函数：

struct k_clock alarm_clock = { 　　.clock_getres = alarm_clock_getres, 　　.clock_get = alarm_clock_get, 　　.timer_create = alarm_timer_create, 　　.timer_set = alarm_timer_set, 　　.timer_del = alarm_timer_del, 　　.timer_get = alarm_timer_get, 　　.nsleep = alarm_timer_nsleep, };

 

static struct rtc_timer rtctimer;--------------------RTC Timer

static struct rtc_device *rtcdev;-------------------RTC设备对应的结构体

struct rtc_time是RTC设备表示的时间格式：

struct rtc_time { 　　int tm_sec; 　　int tm_min; 　　int tm_hour; 　　int tm_mday; 　　int tm_mon; 　　int tm_year; 　　int tm_wday; 　　int tm_yday; 　　int tm_isdst; };

struct ktime_t是内核时间格式。

这两种时间格式的转换，rtc_time到ktime_t通过rtc_tm_to_ktime；ktime_t到rtc_time通过rtc_ktime_to_tm。

四、AlarmTimer正常工作状态下运行

 

五、AlarmTimer在进入Suspend时、Suspend中、Resume时状态分析