内核定时器：
定时触发定时器中断，执行定时器中断处理函数 <linux/timer.h>
定时器数据类型是：
struct timer_list { unsigned long expires; //定时器计数时间值 void (*function)(unsigned long); //定时器处理函数 unsigned long data; //私有数据 }; /定义并初始化定时器/ #define DEFINE_TIMER(_name, _function, _expires, _data) \ struct timer_list _name = { \ .entry = { .prev = TIMER_ENTRY_STATIC }, \ .function = (_function), \ .expires = (_expires), \ .data = (_data), \ .base = &boot_tvec_bases, \ .slack = -1, \ __TIMER_LOCKDEP_MAP_INITIALIZER( \ FILE “:” __stringify(LINE)) \ }
内核中使用jiffies进行时间计数，计数的频率由HZ来决定
如果expires的值和jiffies值相等，就会触发定时器中断
expires = jiffies + HZ； //定时多长时间？ 定时1Sexpires = jiffies + n*HZ //定时n秒 init_timer(struct timer_list * timer) //初始化定时器的函数宏 void add_timer(struct timer_list *timer); //添加定时器int del_timer(struct timer_list * timer); //删除定时器 修改定时器时间，再次触发定时器中断 int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires);功能：修改定时器时间参数： @timer 定时器结构体指针 @expires 定时器定时时间
在2.4版本内核下用链表和信号实现定时器
1. setitimer 的原型 #include <sys/time.h> int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,struct itimerval *old_value); setitimer 能够在 Timer 到期之后，自动再次启动自己，因此，用它来解决 Single-Shot Timer 和 Repeating Timer 的问题显得很简单。该函数可以工作于 3 种模式：ITIMER_REAL 以实时时间 (real time) 递减，在到期之后发送 SIGALRM 信号ITIMER_VIRTUAL 仅进程在用户空间执行时递减，在到期之后发送 SIGVTALRM 信号ITIMER_PROF 进程在用户空间执行以及内核为该进程服务时 ( 典型如完成一个系统调用 ) 都会递减，与 ITIMER_VIRTUAL 共用时可度量该应用在内核空间和用户空间的时间消耗情况，在到期之后发送 SIGPROF 信号 2. setitimer 定时器的值定义 struct itimerval { struct timeval it_interval; /* next value */ struct timeval it_value; /* current value */ }; struct timeval { long tv_sec; /* seconds */ long tv_usec; /* microseconds */ }; setitimer() 以 new_value 设置特定的定时器，如果 old_value 非空，则它返回 which 类型时间间隔定时器的前一个值。定时器从 it_value 递减到零，然后产生一个信号，并重新设置为 it_interval，如果此时 it_interval 为零，则该定时器停止。任何时候，只要 it_value 设置为零，该定时器就会停止。由于 setitimer() 不支持在同一进程中同时使用多次以支持多个定时器，因此，如果需要同时支持多个定时实例的话，需要由实现者来管理所有的实例。用 setitimer() 和链表，可以构造一个在进程环境下支持多个定时器实例的 Timer，在一般的实现中的 PerTickBookkeeping 时，会递增每个定时器的 elapse 值，直到该值递增到最初设定的 interval 则表示定时器到期。 3. 基于链表的定时器定义
typedef int timer_id; /** * The type of callback function to be called by timer scheduler when a timer * has expired. * * @param id The timer id. * @param user_data The user data. * $param len The length of user data. */ typedef int timer_expiry(timer_id id, void *user_data, int len); /** * The type of the timer */ struct timer { LIST_ENTRY(timer) entries;/**< list entry */ timer_id id; /**< timer id */ int interval; /**< timer interval(second) */ int elapse; /**< 0 -> interval */ timer_expiry *cb; /**< call if expiry */ void *user_data; /**< callback arg */ int len; /**< user_data length */ };
4. 定时器链表
/** * The timer list */ struct timer_list { LIST_HEAD(listheader, timer) header; /**< list header */ int num; /**< timer entry number */ int max_num; /**< max entry number */ void (*old_sigfunc)(int); /**< save previous signal handler */ void (*new_sigfunc)(int); /**< our signal handler */ struct itimerval ovalue; /**< old timer value */ struct itimerval value; /**< our internal timer value */ };
5. 定时器链表的创建和 Destroy
/** * Create a timer list. * * @param count The maximum number of timer entries to be supported initially. * * @return 0 means ok, the other means fail. */ int init_timer(int count) { int ret = 0; if(count <=0 || count > MAX_TIMER_NUM) { printf("the timer max number MUST less than %d.\n", MAX_TIMER_NUM); return -1; } memset(&timer_list, 0, sizeof(struct timer_list)); LIST_INIT(&timer_list.header); timer_list.max_num = count; /* Register our internal signal handler and store old signal handler */ if ((timer_list.old_sigfunc = signal(SIGALRM, sig_func)) == SIG_ERR) { return -1; } timer_list.new_sigfunc = sig_func; /*Setting our interval timer for driver our mutil-timer and store old timer value*/ timer_list.value.it_value.tv_sec = TIMER_START; timer_list.value.it_value.tv_usec = 0; timer_list.value.it_interval.tv_sec = TIMER_TICK; timer_list.value.it_interval.tv_usec = 0; ret = setitimer(ITIMER_REAL, &timer_list.value, &timer_list.ovalue); return ret; } /** * Destroy the timer list. * * @return 0 means ok, the other means fail. */ int destroy_timer(void) { struct timer *node = NULL; if ((signal(SIGALRM, timer_list.old_sigfunc)) == SIG_ERR) { return -1; } if((setitimer(ITIMER_REAL, &timer_list.ovalue, &timer_list.value)) < 0) { return -1; } while (!LIST_EMPTY(&timer_list.header)) { /* Delete. */ node = LIST_FIRST(&timer_list.header); LIST_REMOVE(node, entries); /* Free node */ printf("Remove id %d\n", node->id); free(node->user_data); free(node); } memset(&timer_list, 0, sizeof(struct timer_list)); return 0; }
6. 向定时器链表中添加定时器
/** * Add a timer to timer list. * * @param interval The timer interval(second). * @param cb When cb!= NULL and timer expiry, call it. * @param user_data Callback's param. * @param len The length of the user_data. * * @return The timer ID, if == INVALID_TIMER_ID, add timer fail. */ timer_id add_timer(int interval, timer_expiry *cb, void *user_data, int len) { struct timer *node = NULL; if (cb == NULL || interval <= 0) { return INVALID_TIMER_ID; } if(timer_list.num < timer_list.max_num) { timer_list.num++; } else { return INVALID_TIMER_ID; } if((node = malloc(sizeof(struct timer))) == NULL) { return INVALID_TIMER_ID; } if(user_data != NULL || len != 0) { node->user_data = malloc(len); memcpy(node->user_data, user_data, len); node->len = len; } node->cb = cb; node->interval = interval; node->elapse = 0; node->id = timer_list.num; LIST_INSERT_HEAD(&timer_list.header, node, entries); return node->id; }
7. 信号处理函数驱动定时器
/* Tick Bookkeeping */ static void sig_func(int signo) { struct timer *node = timer_list.header.lh_first; for ( ; node != NULL; node = node->entries.le_next) { node->elapse++; if(node->elapse >= node->interval) { node->elapse = 0; node->cb(node->id, node->user_data, node->len); } } }
