Linux內核定時器

在Linux內核中，也可以通過定時器來完成定時功能。但和單片機不同的是，Linux內核定時器是一種基于未來時間點的計時方式，它以當前時刻為啟動的時間點，以未來的某一時刻為終止點，類似于我們的鬧鐘。
當內核定時器定時時間到達時，會進入用戶指定的函數，相當于軟中斷。內核定時器完成注冊啟動后，僅執行一次后就不會重復執行（即超時候會自動關閉），若需要重復執行則需要手動再次啟動（即修改超時時間）。
Linux內核定時器相關函數位置：include/linux/timer.h

1.相關結構體

??在使用內核定時器時，我們需要關心的相關結構體及其成員：

struct timer_list {
struct list_head entry;
unsigned long expires; /* 定時器時鐘節拍*/
struct tvec_base *base;
void (*function)(unsigned long); /*定時器工作函數 */
unsigned long data; /*傳給定時器工作函數的參數 */
};

?在Linux內核中，有一個全局變量jiffies用來記錄時鐘節拍，每當時鐘中斷觸發一次，jiffies就會+1。因此jiffies變量記錄了系統從啟動開始時鐘中斷觸發的次數。我們由此可以利用jiffies來計算驅動程序運行時長。jiffies每秒增加HZ次，因此jiffies+1的時長有HZ決定。當HZ=100時，jiffies+1的時長則為10ms。在Linux3.5的內核中HZ值默認為200，即jiffies+1的時長則為5ms。

2.相關函數

2.1 定時器初始化init_timer()

#define init_timer(timer)
函數功能： 初始化定時
形參： 定時器結構體

2.2 啟動定時器add_timer()

void add_timer(struct timer_list *timer)
函數功能： 啟動定時器
形參： 定時器結構體

2.3 修改定時時間mod_timer()

int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
函數功能： 修改定時器時間
形參： timer – 定時器結構體
???expires --定時時間( 以時鐘節拍填入)

??注意：expires 填寫是基于jiffies+延時時間

2.4毫秒轉為時鐘節拍 msecs_to_jiffies()

unsigned long msecs_to_jiffies(const unsigned int m)
函數功能： 將毫秒時間轉換為時鐘節拍數
形參： m – 毫秒時間
返回值： – 返回節拍數

2.5微秒轉為時鐘節拍 usecs_to_jiffies()

unsigned long usecs_to_jiffies(const unsigned int u)
函數功能： 將微秒時間轉換為時鐘節拍數
形參： m – 位秒時間
返回值： – 返回節拍數

2.6關閉定時器

int del_timer(struct timer_list *timer)
函數功能：關閉定時器(停用一個定時器)
 define del_timer_sync(t)
函數功能：關閉定時器(停用一個定時器)，多處理器使用。如果編內核時不支持 SMP(多處理器)， del_timer_sync()和 del_timer()等價

2.7 獲取jiffies時間

#include 
u64 get_jiffies_64(void)
函數功能： 獲取jiffies時間
返回值： 返回時鐘節拍jiffies

2.8 獲取內核高精度時間

ktime_t ktime_get(void)
函數功能： 獲取內核高精度時間
返回值： ktime_t – 共用體類型

union ktime {
	s64	tv64;
	#if BITS_PER_LONG != 64 && !defined(CONFIG_KTIME_SCALAR)
		struct
		 {
			# ifdef __BIG_ENDIAN
			s32	sec, nsec;
			# else
			s32	nsec, sec;
			# endif
		} tv;
	#endif
};

2.9 時間轉換函數

s64 ktime_to_ms(const ktime_t kt) /* 將獲取的系統時鐘轉換為ms單位*/
s64 ktime_to_us(const ktime_t kt) /* 將獲取的系統時鐘轉換為us單位*/
/將獲取的時間轉換為時鐘結構體/
struct timeval ktime_to_timeval(const ktime_t kt)
struct timespec ktime_to_timespec(const ktime_t kt)

3.內核定時器示例

??內核定時器使用步驟：

1. 初始化內核定時器init_timer，設置超時時間，編寫內核定時工作函數；
2. 啟動定時器add_timer;
3. 若需要重復定時，則需要在定時器工作函數中修改超時時間mod_timer

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
struct timer_list timer;
/*定時器工作函數*/
void timer_work(unsigned long data)
{
	ktime_t time1;
	printk("定時器時間到!data=%ld,",data);
	time1=ktime_get();
	printk("定時時間:%llu \n",ktime_to_ms(time1));
	mod_timer(&timer,jiffies+msecs_to_jiffies(2000));/*修改定時時間*/
}
static int __init wbyq_timer_init(void)
{
	timer.expires=jiffies+msecs_to_jiffies(1000);/*定時時間*/
	timer.function=timer_work;/*定時器工作函數*/
	timer.data=666;/*傳給定時器工作函數參數，選填*/
	init_timer(&timer);/*初始化定時器*/
	add_timer(&timer);/*啟動定時器*/
	return 0;
	
}
/*驅動釋放*/
static void __exit wbyq_timer_cleanup(void)
{
	del_timer_sync(&timer);//關閉定時器
    printk("驅動出口，驅動注銷成功\n");
}
module_init(wbyq_timer_init);//驅動入口函數
module_exit(wbyq_timer_cleanup);//驅動出口函數

MODULE_LICENSE("GPL");//驅動注冊協議
MODULE_AUTHOR("it_ashui");
MODULE_DESCRIPTION("Exynos4 timer Driver");