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5-3 Linux内核计时、延时函数与内核定时器
计时
1、
内核时钟
1.1
内核通过定时器（timer）中断来跟踪时间流
1.2
硬件定时器以周期性的间隔产生时间中断，这个间隔（即频率）由内核根据HZ来确定，HZ是一个与体系结构无关的常数。
1.3
这个时间间隔通常取1ms到10ms.
2、
jiffies计算器
2.1每次当定时器中断发生时，内核内部通过一个64位的变量jiffies_64做加一计数。
2.2驱动程序开发者通常访问的是jiffies变量，它是jiffes_64的低32位。
2.3jiffies是unsigned
long型的变量，该变量被声明为volatile，这样可避免编译器对访问该变量的语句的优化。
2.4jiffies记录了自最近一次Linux启动后到当前的时间间隔（即时钟中断发生的次数）。驱动程序常利用jiffies来计算不同事件间的时间间隔。
3、HZ
3.1 HZ表每秒中产生的定时中断次数
3.2 HZ就代表1秒，HZ/2就代表0.5秒
4、使用jiffies计数器
#include<linux/jiffies.h>
Unsigned long current_i, stamp_1,
stamp_half, stamp_n;
Current_i = jiffies; //读取当前的值
Stamp_1 = current_i+HZ; //未来的一秒
Stamp_half = current_i +HZ/2 ; //未来的半秒
Stamp_n = current_i + n*HZ/1000; //未来的n毫秒
5、为了防止jiffies溢出导致问题，最好使用宏比较
#include<linux/jiffies.h>
Int time_after(unsigned long a, unsigned long b);//判断a代表的时间是否在b之后。
Int time_before(unsigned long a,unsigned long b);
Int time_after_eq(unsigned long a ,unsigned long b);
Int time_before_eq(unsigned long a,unsigned long b);
6、
(1)用户空间的timeval
struct timeval{
time_t tv_sev;//秒、
suseconds_t tv_usec;//毫秒
}
(2)用户空间的timespec
struct timespec{
time_t tv_sec;//秒
long tv_nsec;//纳秒
}
7、内核空间jiffies和用户空间的timeval、timevspec的转换。
#include<linux/time.h>
unsigned long timespec_to_jiffies(struct timespec* value);
void jiffies_to_timespec(unsigned long jiffie,struct timespec* value);
unsigned long timeval_to_jiffies(struct timeval* value);
void jiffies_to_timeval(unsigned long jiffies, struct
timeval* value);
8、获取当前时间
#include<linux/time.h>
void do_gettimeofday(struct timeval*
tv);
struct timespec current_kernel_time(void);
9、使用jiffies延时（如果对延时的精度要求不是很高时，用忙等待）
unsigned long j = jiffies + delay*HZ
while(jiffies<j){ //jiffies表当前的滴答值，是不停地走的。
/*do nothing*/
}
10、长延迟。
while(time_before(jiffies,end_time)){
Schedule();//在end_time之前，则调度
}
#include<linux/sched.h>
signed long schedule_timeout(signed long timeout);//使用jiffies表示的延迟。先做超时，
典型应用：
set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);//设置状态值，设置为可中断的睡眠
schedule_timeout(delay);//延时
11、短延时（忙等待延时，不发生休眠）
#include<linux/delay>
//以下三个延时函数均是忙等待函数，因而在延迟过程中午饭运行其他任务。不发生休眠的。
void ndelay(unsigned long nsecs); //延时纳秒
void udelay(unsigned long usecs);//延时微秒
void mdelay(unsigned long msecs);//延时毫秒
12、不用忙等待的延时方式（将调用进程休眠给定时间）
#include<linux/delay.h>
void msleep(unsigened int millisecs);//休眠millisecs毫秒
不可中断的休眠millisecs毫秒
unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs);//可中断的休眠
void ssleep(unsigned int seconds);//休眠seconds秒。
内核定时器：
13、定时器用于控制某个函数（定时器处理函数）在未来的某个特定时间执行。内核定时器注册的处理函数只执行一次—不是循环执行的。
14、内核定时器被组织成双向链表，并使用struct
time_list 结构描述。
#include<linux/timer.h>
struct timer_list{
unsigned long expires; //超时的jiffies
void (*function)(unsigned long);//超时处理函数
unsigned long data; //超时处理函数参数。
}；
15、内核定时器操作函数
15.1初始化（初始化定时器队列结构）
void init_timer(struct timer_list * timer);
struct timer_list TIMER_INITIALIZER(_function,_expires,_data);
15.2添加定时器（启动定时器，开始倒计时）
void add_timer(struct time_list *tiemer0:
15.3删除定时器（在定时器超时前将它删除。定时器超时后，系统会自动地将它删除）
15.4内核定时器使用模板
static struct timer_list key_timer;//定义内核定时器对象
static void key_timer_handle(unsigned ong data)//定时器处理函数
{
……
//定时器处理函数具体执行代码
……
// 定时器参数的更新，重启定时器
key_timer.expires = jiffies+ KEY_TIMER_DELAY;
add_time(&key_time);
//赋新值，可以实现
循环
……
}
//设备驱动模块加载函数
static int__ init xxx_init(void)
{
……
//初始化内核定时器
init_time(&key_timer);
key_timer.function=&key_timer_handle;
key_timer.data = （unsigned long）key_desc;
key_timer.expires = jiffies+KEY_TIMER_DELAY;
//添加内核定时器（这是第一次启动）
add_time(&key_time);
……
}
Static void__exit xxx_exit(void)
{
……
//删除定时器
del_timer(&key_timer);
……
}
16、内核定时器与tasklet比较
16.1相同点：
在中断期间运行，时钟会在调度他们的同一个cpu上运行，软件中断的上下文，原子模式运行。（软件中断时打开硬件中断的同时执行某些异步任务的一种内核机制）
16.2不同的：不能要求TASKLECT在给定的时间执行。
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