Timing und Verzögerung von Linux-Gerätetreibern: eine praktische Methode zur Implementierung zeitbezogener Funktionen

Haben Sie sich jemals gefragt, wie Sie Treiber für Ihre Geräte unter Linux schreiben können? Haben Sie jemals darüber nachgedacht, wie Sie Ihren Treiber in die Lage versetzen können, einige zeitbezogene Funktionen in einem Linux-System zu implementieren, wie z. B. Timing, Verzögerung, Timeout usw.? Wenn Sie sich für diese Probleme interessieren, stellt Ihnen dieser Artikel eine effektive Methode zum Erreichen dieser Ziele vor: Timing und Verzögerung von Linux-Gerätetreibern.

Linux generiert in regelmäßigen Abständen Timer-Interrupts (gemessen durch HZ) durch den System-Hardware-Timer. Jeder Interrupt führt dazu, dass sich der Wert eines Kernel-Zählers akkumuliert. Daher zeichnet dieser Jiffies die seit dem Systemstart verstrichene Zeit auf und dann den Kernel entsprechend Implementieren Sie Software-Timer und Verzögerungen.

Demo für Sekunden und HZ

    #include 

    unsigned long j, stamp_1, stamp_half, stamp_n;

    j = jiffies; /* read the current value */
    stamp_1 = j + HZ; /* 1 second in the future */
    stamp_half = j + HZ/2; /* half a second */
    stamp_n = j + n * HZ / 1000; /* n milliseconds */

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Kernel-Timer

Der Hardware-Uhr-Interrupt-Handler löst den Soft-Interrupt TIMER_SOFTIRQ aus und führt alle Kern-Timer aus, die auf dem aktuellen Prozessor abgelaufen sind.

Timer-Definition/Initialisierung

Im Linux-Kernel entspricht eine Instanz der timer_list-Struktur einem Timer:

    /* 当expires指定的定时器到期时间期满后，将执行function(data) */
    struct timer_list {
        unsigned long expires;           /*定时器到期时间*/
        void (*function)(unsigned long); /* 定时器处理函数 */
        unsigned long data;              /* function的参数 */
        ...
    };

    /* 定义 */
    struct timer_list my_timer;

    /* 初始化函数 */
    void init_timer(struct timer_list * timer);
    /* 初始化宏 */
    TIMER_INITIALIZER(_function, _expires, _data)

    /* 定义并初始化宏 */
    DEFINE_TIMER(_name, _function, _expires, _data)

Timer hinzufügen/entfernen

    /* 注册内核定时器，将定时器加入到内核动态定时器链表中 */
    void add_timer(struct timer_list * timer);

    /* del_timer_sync()是 del_timer()的同步版，在删除一个定时器时需等待其被处理完，
       因此该函数的调用不能发生在中断上下文 */
    void del_timer(struct timer_list * timer);
    void del_timer_sync(struct timer_list * timer);

Geplante Zeitänderung

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

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Verzögerung

Kurze Verzögerung

    void ndelay(unsigned long nsecs);
    void udelay(unsigned long usecs);
    void mdelay(unsigned long msecs);

Wenn der Kernel startet, führt er ein Verzögerungstestprogramm (Verzögerungsschleifenkalibrierung) aus, um lpj (Schleifen pro Augenblick) zu berechnen. Diese Funktionen werden basierend auf lpj implementiert, das mit dem Warten beschäftigt ist.

Lange Zeitverzögerung

• Eine sehr intuitive Möglichkeit besteht darin, die aktuellen Jiffies mit den Ziel-Jiffies zu vergleichen:

  int time_after(unsigned long a, unsigned long b);    /* a after b, true */
  int time_before(unsigned long a, unsigned long b);   /* a before b */
  int time_after_eq(unsigned long a, unsigned long b); /* a after or equal b */
  int time_before_eq(unsigned long a, unsigned long b);/* a before or equal b */
  

• Schlafverzögerung

  void msleep(unsigned int millisecs);
  unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs);
  void ssleep(unsigned int seconds);
  

  Tipp: msleep() und ssleep() können nicht unterbrochen werden.

Durch diesen Artikel haben wir etwas über die Anwendung und Rolle von Timing und Verzögerung in Linux-Gerätetreibern erfahren und gelernt, wie man verschiedene Timer- und Verzögerungsfunktionen verwendet. Wir haben festgestellt, dass Timing und Verzögerung eine Methode sind, die sich sehr gut für die Entwicklung eingebetteter Systeme eignet und es uns ermöglicht, zeitbezogene Funktionen einfach zu implementieren. Natürlich unterliegen Timing und Verzögerung auch einigen Vorsichtsmaßnahmen und Einschränkungen, wie etwa Genauigkeitsproblemen und Auswirkungen auf die Leistung. Daher müssen wir bei der Verwendung von Timing und Verzögerung über bestimmte Hardware-Kenntnisse und -Erfahrung sowie gute Programmiergewohnheiten und Debugging-Fähigkeiten verfügen. Ich hoffe, dieser Artikel kann Ihnen einen einfachen und nützlichen Leitfaden bieten, der Ihnen ein erstes Verständnis von Timing und Verzögerung vermittelt.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonTiming und Verzögerung von Linux-Gerätetreibern: eine praktische Methode zur Implementierung zeitbezogener Funktionen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!