核心定時器

核心中最終的計時資源是定時器。定時器用於定時器超時處理程式在未來某個特定時間點執行，或者週期性的輪詢硬體的狀態。linux提供了核心定時器完成這類工作。

定時器的只需要執行一些初始化的操作，如：設定乙個超時時間，指定超時要呼叫的函式，然後啟用定時器就可以了。它的處理和工作佇列還是有點類似的。和任務隊列一樣，核心定時器並不是週期執行，它在超時後自動銷毀。因此，如果要實現週期輪詢，就需要在定時器執行函式返回前再次啟用定時器。我理解的是下面超時處理函式中的add_timer(&polling_timer);就是再次啟用的作用，不知道是否準確。

一般來說，定時器都在超時後馬上就會執行超時處理函式，但是也有可能被推遲到下乙個時鐘節拍時才能執行，所以不能用定時器來實現任何硬實時任務。

下面看看乙個實現輪詢操作的小例子：

struct timer_list polling_timer;

init_timer(&polling_timer);

polling_timer.data = (unsigned long)something;

polling_timer.function = polling_handler;

polling_timer.expires = jiffies + 2 * hz;

add_timer(&polling_timer);

void polling_handler(unsigned long data) {

polling_timer.expires = jiffies + 2 * hz;

add_timer(&polling_timer);

jiffies是linux核心中的乙個全域性變數，用來記錄自系統啟動以來產生的節拍的總數。啟動時，核心將該變數初始化為0，此後，每次時鐘中斷處理程式都會增加該變數的值。因為一秒內時鐘中斷的次數等於hz，所以jiffies一秒內增加的值也就為hz。系統執行時間以秒為單位計算，就等於jiffies/hz。

節拍率hz是通過靜態預處理定義的，在系統啟動時按照hz值對硬體進行設定。體系結構不同，hz值就不同，在i386體系結構在include/asm-i386/param.h中定義如下：

#define hz 1000

每秒鐘時鐘中斷1000次，也就是說，在1秒裡jiffies會被增加1000。因此jiffies + 2 * hz表示推後2秒鐘。

void init_timer(struct timer_list *timer);

該函式用來初始化定時器結構，其實它只將prev和next指標清零；

void add_timer(struct timer_list *timer);

該函式將定時器插入活動定時器的全域性佇列中，即啟用定時器；

void mod_timer(&polling_timer, jiffies + new_delay);

需要更改已經啟用的定時器的超時時間，則呼叫上面函式；

del_timer(&polling_timer);

如果需要在定時器超時前將定時器從鍊錶中刪除，則呼叫上面函式。注意：定時器超時後，系統會自動刪除定時器，則不用呼叫上面函式。

在多處理器的情況下使用：

del_timer_sync(&polling_timer);

和del_timer函式類似，不同的是該函式確保在它返回時，定時器函式不在任何cpu上執行，大多數情況下使用該函式。再次注意：不需要為已經超時的定時器呼叫該函式，因為系統會自動刪除。在已經從鍊錶刪除的定時器上呼叫del_timer()或del_timer_sync()沒什麼害處，所以說從定時器函式中刪除定時器是一種很好的習慣。

核心定時器是在時鐘中斷發生後，作為軟中斷在下半部的上下文中執行的。所有的定時器結構都以鍊錶的形式儲存。時鐘中斷發生後，核心按鍊錶順序依次執行。因為核心定時器發生在軟中斷中，因此，定時器執行函式不能夠睡眠，也不能夠持有訊號量。如果對硬體的訪問需要使用訊號量同步，或者可能睡眠（比如需要呼叫kmalloc記憶體分配，但是由於某種原因不能使用gfp_atomic標誌），就不能直接通過定時器來實現了。乙個變通的做法是在核心定時器執行函式裡呼叫工作佇列，在工作佇列處理函式中實現對硬體的訪問。

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