Linux内核高精度定时器hrtimer使用实例

简介

随着内核不断更新演进,内核对定时器的分辨率要求越来越高。硬件的高速发展也逐渐能够满足内核的这一要求,因此内核针对硬件提供的便利,开始设计了更高分辨率的定时器(hrtimer),可达到ns级别。本文主要讲解如何使用高精度定时器。

更多介绍详见内核文档目录kernel/Documentation/timers/hrtimers.txt

数据结构

/**
* 定时器调用标志位
*/
enum hrtimer_restart {
    HRTIMER_NORESTART, /* Timer is not restarted */
    HRTIMER_RESTART, /* Timer must be restarted */
};

/**
* struct hrtimer - 基本的hrtimer结构
* @node:timerqueue节点,它也管理node.expires,
*        计时器内部的绝对到期时间
*        表示形式。时间与时钟有关
*        计时器基于的。通过添加进行设置
*        松弛到_softexpires值。对于非范围计时器
*        与_softexpires相同。
* @_softexpires:hrtimer的绝对最早到期时间。
*        计时器的到期时间
*        武装。
* @function: 计时器到期回调函数
* @base:    指向计时器基础的指针(每个cpu和每个时钟)
* @state:    状态信息(请参见上面的位值)
* @is_rel:  设置计时器
* @start_pid:计时器统计信息字段,用于存储任务的pid
*            启动计时器
* @start_site:计时器统计信息字段,用于存储计时器所在的站点
*  开始了
* @start_comm:计时器统计信息字段,用于存储其中的进程名称
*            启动计时器
*
* hrtimer结构必须由hrtimer_init()初始化
*/
struct hrtimer {
struct  timerqueue_node  node;
ktime_t _softexpires;
enum hrtimer_restart  (*function)(struct hrtimer *);
struct hrtimer_clock_base *base;
    u8 state;
    u8 is_rel;
#ifdef CONFIG_TIMER_STATS
    int  start_pid;
    void *start_site;
    char start_comm[16];
#endif
};


使用流程

(1)定义定时器结构体变量

static struct hrtimer task1_timer;

(2)初始化定时器任务

hrtimer_init(&task1_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
task1_timer.function = task1_timer_func;

(3)实现定时器回调

static enum hrtimer_restart task1_timer_func(struct hrtimer *timer)
{
    queue_work(test1_workqueue, &test1_item); 
    hrtimer_start(&task1_timer, ktime_set(2, 0), HRTIMER_MODE_REL);  // 2s
    return HRTIMER_NORESTART;
}

(4)开启定时器

hrtimer_cancel(&task1_timer);
/* ktime_set第一个参数为秒单位,第二个参数为纳秒,定时时间0s + 900000000ns */
hrtimer_start(&task1_timer, ktime_set(0, 900000000), HRTIMER_MODE_REL);

注意事项

(1) 在需要调用开启函数hrtimer_start,先调用hrtimer_cancel将定时器关闭。避免定时器被被开启两次,导致bug。

(2) 重复调用定时器可以在定时器回调函数,返回值返回HRTIMER_RESTART。也可以重新调用hrtimer_start,返回HRTIMER_NORESTART。

(3) 只需要重复执行指定次数,实现方法(举其中一种):

int i = 0, num = 4;
static enum hrtimer_restart task1_timer_func(struct hrtimer *timer)
{
    if(i < num) {
        i++;
        queue_work(test1_workqueue, &test1_item);
        hrtimer_start(&task1_timer, ktime_set(0, 900000000), HRTIMER_MODE_REL);  // 0.9s
    } else {
        i = 0;
    }
    return HRTIMER_NORESTART;
}

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