Linux内核定时器timer_list的使用
内核定时器:
定时器(优势也称为动态地上那个时期或内核定时器)是管理内核流逝时间放的基础。内核经常需要推后执行某些代码,如中断的下半部机制就是为了将工作放到 以后执行。
定时器的使用很简单,你只需要执行一些初始化工作,设置一个超时时间,指定超时发生后的执行函数,然后激活定时器就可以了。指定的函数将在定时器到期时自动执行,注意定时器并周期运行,它在超时后自动撤销,不断地创建和撤销,而且它的执行次数不受限制,故被称为动态定时器。
使用注意:
Timer是Linux内核的一种软中断,被调用函数是异步执行的。
由于是软中断,所以函数被执行的时候是处于非进程的上下文中,所以有以下规则需要遵守:
调度函数总是在注册它的同一CPU中运行,即便是在SMP(对称多处理器)系统中。
定时器的数据结构:定义在文件<linux/timer.h>中
struct timer_list {
struct list_head entry;
unsigned long expires;
void (*function)(unsigned long);
unsigned long data;
struct tvec_base *base;
...
};
相关函数:
init_timer(struct timer_list*):定时器初始化函数;
add_timer(struct timer_list*):往系统添加定时器;
mod_timer(struct timer_list *, unsigned long jiffier_timerout):修改定时器的超时时间为jiffies_timerout;
d. timer_pending(struct timer_list *):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;
del_timer(struct timer_list*):删除定时器。
使用步骤:
init_timer->[timer.expires=? & timer.function=?]->add_timer->[mod_timer]->del_timer.
具体例子:
//timer.c 每1ms打印一次hello world
#include <linux/module.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/jiffies.h>
struct timer_list mytimer;
static void myfunc(unsigned long data)
{
printk("------%s------\n", (char *)data);
mod_timer(&mytimer,jiffies + HZ/1000);
}
static int __init mytimer_init(void)
{
//setup_timer(&mytimer, myfunc, (unsigned long)"Hello,world!");
init_timer(&mytimer); //初始化内核定时器
mytimer.function = myfunc; //指定定时时间到后的回调函数
mytimer.data = (unsigned long)"hello world"; //回调函数的参数
mytimer.expires = jiffies+HZ/1000; //定时时间 1ms
add_timer(&mytimer);
return 0;
}
static void __exit mytimer_exit(void)
{
del_timer(&mytimer);
}
module_init(mytimer_init);
module_exit(mytimer_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("KUNAlY");
MODULE_DESCRIPTION("Demo for timer");
Makefile文件:
obj-m:=timer.o
PWD:=$(shell pwd)
KERNELPATH:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
all:
make -C $(KERNELPATH) M=$(PWD) modules
clean:
make -C $(KERNELPATH) M=$(PWD) clean
执行步骤:
即可看到执行效果,在内核每1ms打印一次hello world,timer_list的最大精度为1ms,下面进行检测误差。
检测误差:
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/time.h>
#include <linux/timer.h>
static struct timer_list tm; //定义一个定时器
struct timeval oldtv; //获取系统时间,用来计时
void myfunction(unsigned long arg)
{
struct timeval tv;
char *data = (char*)arg;
printk("%s: %lu, %s\n", __func__, jiffies, data);
do_gettimeofday(&tv); //获取新的当前时间
printk("%s:%ldms\n", __func__,
tv.tv_usec/1000- oldtv.tv_usec/1000); //与上次中断间隔 ms=us/1000
//do_gettimeofday(&oldtv); //获取当前时间
oldtv = tv;
tm.expires = jiffies+HZ/1000; //定时时间1ms
add_timer(&tm); //重新开始计时
}
static int __init demo_init(void)
{
printk(KERN_INFO "%s : start!...\n",__func__);
init_timer(&tm); //初始化内核定时器
do_gettimeofday(&oldtv); //获取当前时间
tm.function = myfunction; //指定定时时间到后的回调函数
tm.data = (unsigned long)"hello world"; //回调函数的参数
tm.expires = jiffies+HZ/1000; //定时时间 1ms
add_timer(&tm); //将定时器加入内核
return 0;
}
static void __exit demo_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "%s: exit!...\n",__func__);
del_timer(&tm); //注销定时器
}
module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Kunaly");
MODULE_DESCRIPTION("Demo for timer_test");
执行步骤:
执行结果(每隔几次就会有误差,不能每次精确到1ms):
注意:
本运行环境为:centos7,内核版本为linux-kernel-3.10.0-957.el7.x86_64
新版本的内核4.x, 5.x ,不断更新中,运行会出现一定的偏差,个别函数找不到了,而网上大多都是基于2.6版本的API,导致我再用Ubuntu时使用的5.2版本的内核总是出现一些错误,相关函数需要重新替换。
因需求是精度到1ms的定时器,所以还得再看看内核中hrtimer的使用。
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