Linux设备驱动——内核定时器timer

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我是靠谱客的博主追寻唇膏，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Linux设备驱动——内核定时器timer，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

内核定时器使用

内核定时器是内核用来控制在未来某个时间点（基于jiffies）调度执行某个函数的一种机制，其实现位于 <Linux/timer.h> 和 kernel/timer.c 文件中。

内核定时器的调度函数运行过一次后就不会再被运行了（相当于自动注销），但可以通过在被调度的函数中重新调度自己来周期运行。

内核定时器的数据结构

struct timer_list {
    struct list_head entry; 
    unsigned long expires;
    void (*function)(unsigned long);
    unsigned long data; 
    struct tvec_base *base;
    /* ... */
};

其中 expires 字段表示期望定时器执行的 jiffies 值，到达该 jiffies 值时，将调用 function 函数，并传递 data 作为参数。当一个定时器被注册到内核之后，entry 字段用来连接该定时器到一个内核链表中。base 字段是内核内部实现所用的。

需要注意的是 expires 的值是32位的，因为内核定时器并不适用于长的未来时间点。

初始化

在使用 struct timer_list 之前，需要初始化该数据结构，确保所有的字段都被正确地设置。初始化有两种方法。

方法一：

DEFINE_TIMER(timer_name, function_name, expires_value, data);
该宏会定义一个名叫 timer_name 内核定时器，并初始化其 function, expires, name 和 base 字段。

方法二：

struct timer_list mytimer;
void init_timer(struct timer_list *timer);
上述init_timer函数将初始化struct timer_list的 entry的next 为 NULL ，并未base指针赋值

或者

 setup_timer(&mytimer, (*function)(unsigned long), unsigned long data);
 这个函数也可以用于初始化定时器并赋值其成员

注意，无论用哪种方法初始化，其本质都只是给字段赋值，所以只要在运行 add_timer() 之前，expires, function 和 data 字段都可以直接再修改。

定时器要生效，还必须被连接到内核专门的链表中，这可以通过 add_timer(struct timer_list *timer) 来实现。

重新注册（修改）

要修改一个定时器的调度时间，可以通过调用 mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)。mod_timer() 会重新注册定时器到内核，而不管定时器函数是否被运行过，也就是说当前这个定时器如果正在运行，则更新计数值重新计数；如果没有运行，则调用这个定时器开始运行。
使用这个函数的话可以不调用add_timer(struct timer_list *timer)

注销

注销一个定时器，可以通过
del_timer(struct timer_list *timer) 或 del_timer_sync(struct timer_list *timer) 。

其中 del_timer_sync 是用在 SMP 系统上的（在非SMP系统上，它等于del_timer），当要被注销的定时器函数正在另一个 cpu 上运行时，del_timer_sync() 会等待其运行完，所以这个函数会休眠。另外还应避免它和被调度的函数争用同一个锁。对于一个已经被运行过且没有重新注册自己的定时器而言，注销函数其实也没什么事可做。

int timer_pending(const struct timer_list *timer);
这个函数用来判断一个定时器是否被添加到了内核链表中以等待被调度运行。注意，当一个定时器函数即将要被运行前，内核会把相应的定时器从内核链表中删除（相当于注销）。

例如在gpio实现键盘（gpio_keys.c）的代码中：


struct gpio_button_data {
	const struct gpio_keys_button *button;
	struct input_dev *input;
	struct timer_list timer;
	struct work_struct work;
	unsigned int timer_debounce;	/* in msecs */
	unsigned int irq;
	spinlock_t lock;
	bool disabled;
	bool key_pressed;
};

struct gpio_button_data *bdata

gpio_set_debounce(button->gpio, button->debounce_interval * 1000);

setup_timer(&bdata->timer, gpio_keys_gpio_timer, (unsigned long)bdata);
mod_timer(&bdata->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(bdata->timer_debounce));
del_timer_sync(&bdata->timer);