Linux裝置驅動之定時與延時：一種實現時間相關功能的便捷方法

你是否想過如何在Linux系統中為你的裝置編寫驅動程式？你是否想過如何在Linux系統中讓你的驅動程式實現一些時間相關的功能，例如定時、延遲、超時等？如果你對這些問題感興趣，那麼本文將為你介紹一種實現這些目標的有效方法——Linux裝置驅動之定時與延時。

#Linux透過系統硬體定時器以規律的間隔（由HZ度量）產生定時器中斷，每次中斷使得一個內核計數器的值jiffies累加，因此這個jiffies就記錄了系統啟動開始的時間流逝，然後內核據此實現軟體定時器和延時。

Demo for jiffies and 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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核心定時器

硬體時鐘中斷處理程序會喚起 TIMER_SOFTIRQ 軟中斷，運行目前處理器上到期的所有核心計時器。

定時器定義/初始化

在Linux核心中，timer_list結構體的一個實例對應一個計時器：

    /* 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)

計時器新增/移除

    /* 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);

定時時間修改

#

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

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延時

#短延時

#

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

核心在啟動時，會運行一個延遲測試程式（delay loop calibration），計算出lpj（loops per jiffy）,根據lpj就實現了這幾個函數，屬忙等待。

長延時

• #一個很直覺的方法是比較目前的 jiffies 和目標 jiffies：

  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 */
  

• 睡著延時

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

  Tip: msleep()、 ssleep()不能打斷。

透過本文，我們了解了定時與延時在Linux裝置驅動程式中的應用和作用，學習如何使用各種定時器和延時函數。我們發現，定時與延時是一種非常適合嵌入式系統開發的方法，它可以讓我們方便地實現時間相關的功能。當然，定時與延時也有一些注意事項與限制，例如需要注意精準度問題、需要注意效能影響等。因此，在使用定時與延時時，我們需要有一定的硬體知識和經驗，以及良好的程式設計習慣和除錯技巧。希望本文能為你提供一個簡單而有用的指導，讓你對定時與延時有一個初步的認識與理解。

以上是Linux裝置驅動之定時與延時：一種實現時間相關功能的便捷方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！