Linux内核定时器

在编写驱动的时候，可能也会用到定时器，比如按键消抖…由于驱动的代码是在内核态，所以就需要使用内核态的定时器，而不是用户态的定时器

Linux内核的定时器相对于以前STM32用的定时器，有以下区别：

  • 内核定时器是软件定时器，采用系统时钟实现，并不是硬件定时器
  • 定时器超时是由软件设置和管理的，通过内核或者应用程序来控制，而回调函数的执行是在预定的时间点或者时间间隔后发生的，不算中断
  • 内核定时器不是周期运行的，超时后就会停止，需要手动再次开启（如果还需要用的话）

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1.基本数据结构

Linux内核使用如下的结构体来描述一个定时器：

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struct timer_list {
    struct list_head entry;
    unsigned long expires; 				/* 定时器超时时间，单位是节拍数 */
    struct tvec_base *base;
    void (*function)(unsigned long); 	/* 定时处理函数 */
    unsigned long data; 				/* 要传递给 function 函数的参数 */
    int slack;
};
  • expires：表示定时器的到期时间，以 jiffies 单位表示。jiffies 是 Linux 内核中的一个全局变量，表示自系统启动以来的时钟节拍数。内核以HZ作为1s的节拍数，所以计算时可能用到该宏定义。定时器到期时，内核会检查当前 jiffies 是否达到或超过 expires，以确定定时器是否到期。
  • function：定时器到期时调用的回调函数，其原型为 void (*function)(unsigned long)。当定时器到期时，内核会执行此函数来完成定时器设定的操作。
  • **data**：传递给回调函数 function 的参数，通常用于向回调函数传递额外的数据。

2.定时器常用函数

2.1定时器初始化

定时器初始化有2种方式：

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// 法1：已过时
void init_timer(struct timer_list *timer);
// example
struct timer_list my_timer;
init_timer(&my_timer);

// 法2
void timer_setup(struct timer_list *timer, void (*callback)(struct timer_list *), unsigned int flags);
// example
struct timer_list my_timer;
timer_setup(&my_timer, my_timer_callback, 0);

2.2启动定时器

初次使用定时器时，需要向内核添加该定时器，使其开始计时

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int add_timer(struct timer_list *timer);

后续需要设置超时的时间（系统节拍数）

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

// example
mod_timer(&my_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(5000));

2.3删除定时器

当不再需要定时器时，可以使用以下函数来删除定时器，确保释放相关资源

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int del_timer(struct timer_list *timer);
int del_timer_sync(struct timer_list *timer);//多核CPU时，使用这个函数

// example
del_timer(&my_timer);

3.使用定时器的基本步骤

  • 初始化定时器：通常使用 init_timer 或者更现代的 timer_setup 函数来初始化一个 timer_list 结构体，并指定回调函数。
  • 设置定时器：使用 mod_timer 函数将初始化好的定时器添加到系统的定时器列表中，并设置定时器的到期时间。
  • 删除定时器：使用 del_timer 函数来删除定时器，确保在不再需要定时器时及时释放资源