linux驱动之内核定时器

linux内核定时器如何使用?

内核定时器不是周期性的, 一次定时时间到了以后就会关闭, 除非重新打开

关键函数
头文件 include\linux\timer.h

定时器结构体:

struct timer_list {
	/*
	 * All fields that change during normal runtime grouped to the
	 * same cacheline
	 */
	struct hlist_node	entry;
	unsigned long		expires;//超时时间
	void			(*function)(unsigned long);//定时器超时函数
	unsigned long		data;//传入超时函数的参数
	u32			flags;

#ifdef CONFIG_TIMER_STATS
	int			start_pid;
	void			*start_site;
	char			start_comm[16];
#endif
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
	struct lockdep_map	lockdep_map;
#endif
};
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通过宏 from_timer 可以获取包含定时器结构体的首地址

①setup_timer(timer, fn, data);
设置定时器，主要是初始化timer_list结构体，设置其中的函数、参数。
*② void add_timer(struct timer_list timer)：
向内核添加定时器。timer->expires表示超时时间。
当超时时间到达，内核就会调用这个函数：timer->function(timer->data)。
*③ int mod_timer(struct timer_list timer, unsigned long expires):
修改定时器的超时时间，
它等同于：del_timer(timer); timer->expires = expires; add_timer(timer);
但是更加高效。
*④ int del_timer(struct timer_list timer)：
删除定时器。
**⑤int del_timer_sync(struct timer_list *timer) **
del_timer_sync函数是 del_timer函数的同步版，会等待其他处理器使用完定时器再删除，
del_timer_sync不能使用在中断上下文中。

int del_timer_sync(struct timer_list *timer) 
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定时器时间单位

编译内核时，可以在内核源码根目录下用“ls -a”看到一个隐藏文件 .config, 打开后可以看到如下这项：
CONFIG_HZ=100
这表示内核每秒中会发生100次系统滴答中断
每发生一次tick中断，全局变量jiffies就会累加1。
这个在内核配置是可以修改的
menuconfig的

-> Kernel Features                                                                                                            
   -> Timer frequency (<choice> [=y])  
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全局变量 jiffies
既然是变量那么就有溢出的风险, 内核提供了宏来避免溢出造成的错误
time_after(unkown, known) unkown > known?
time_before(unkown, known) unkown < known?
time_after_eq(unkown, known) unkown >= known?
time_before_eq(unkown, known) unkown <= known?

unkown通常为 jiffies，known通常是需要对比的值。

Linux内核提供了几个 jiffies和 ms、us、ns之间的转换函数

//将 jiffies类型的参数 j分别转换为对应的毫秒、微秒、纳秒。
int jiffies_to_msecs(const unsigned long j)  
int jiffies_to_usecs(const unsigned long j) 
u64 jiffies_to_nsecs(const unsigned long j) 

// 将毫秒、微秒、纳秒转换为 jiffies类型。 
long msecs_to_jiffies(const unsigned int m) 
long usecs_to_jiffies(const unsigned int u) 
unsigned long nsecs_to_jiffies(u64 n)
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  unsigned long timeout; 
  timeout = jiffies + (2 * HZ);    /* 超时的时间点 */ 
   
  /************************************* 
    具体的代码 
   ************************************/ 
    
  /* 判断有没有超时 */ 
  if(time_before(jiffies, timeout)) { 
   /* 超时未发生 */ 
 } else { 
   /* 超时发生 */ 
 } 
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定时器的时间就是基于jiffies的，我们修改超时时间时，一般使用这2种方法：
① 在add_timer之前，直接修改：
timer.expires = jiffies + xxx; // xxx表示多少个滴答后超时，也就是xxx10ms
timer.expires = jiffies + 2HZ; // HZ等于CONFIG_HZ，2HZ就相当于2秒
**!宏 HZ 表示一秒的节拍数, 即频率 **
② 在add_timer之后，使用mod_timer修改：
mod_timer(&timer, jiffies + xxx); // xxx表示多少个滴答后超时，也就是xxx10ms
mod_timer(&timer, jiffies + 2HZ); // HZ等于CONFIG_HZ，2HZ就相当于2秒

编码
核心代码:

定时器超时函数申明:

static void key_timer_expire(unsigned long data)
{
	/* data ==> gpio */
	struct gpio_dev *dev = data;//地址强转
}

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初始化定时器:

struct gpio_dev{
	int gpio;
	......
	struct timer_list key_timer;//声明一个定时器
} ;
static struct gpio_dev dev;

//初始化定时器
setup_timer(&dev.key_timer, key_timer_expire, &dev);

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向内核添加定时器:

注意: 这里add_timer添加之后 如果超时时间是0, 那么超时函数会被马上调用, 所以在刚开始时,要先设成最大值
dev.key_timer.expires = ~0; //~0 变成最大值
add_timer(&gpio_keys_100ask[i].key_timer);
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设置定时器超时时间:
如果定时器还没有激活的话，mod_timer函数会激活定时
器

//HZ表示1000毫秒, HZ/50表示20毫秒
mod_timer(&dev->key_timer, jiffies + HZ/50);//也可以使用宏jffies + msecs_to_jiffies(20);

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内核短延迟函数

 纳秒、微秒和毫秒延时函数。
void ndelay(unsigned long nsecs) 
 void udelay(unsigned long usecs) 
void mdelay(unsigned long mseces)
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