定時(shí)器的使用

1、定義定時(shí)器結(jié)構(gòu)體timer_list。

2、設(shè)置超時(shí)時(shí)間，定義定時(shí)器處理函數(shù)和傳參。

3、激活定時(shí)器。

1、定義并初始化定時(shí)器結(jié)構(gòu)體timer_list。

/*include/linux/timer.h*/
struct timer_list {
struct list_head entry;
unsigned long expires; //設(shè)置在執(zhí)行定時(shí)器處理函數(shù)的時(shí)間
void (*function)(unsigned long); //定時(shí)器處理函數(shù)
unsigned long data; //處理函數(shù)的傳參
...

靜態(tài)定義并初始化：

初始化結(jié)構(gòu)體的同時(shí)給指定測成員賦值
動態(tài)初始化

struct timer_list TIMER_INITIALIZER(_function, _expires, _data);

動態(tài)初始化：

/*定義一個(gè)名為my_timer的timer_list數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)*/
struct timer_list my_timer;
/*初始化my_timer的部分內(nèi)部成員*/
init_timer(&my_timer);

2、設(shè)置超時(shí)時(shí)間，定義定時(shí)器處理函數(shù)和傳參。

這一步驟是要填充timer_list的三個(gè)成員：expires、function和data。

void timer_func(unsigned long data) //2.定義定時(shí)器處理函數(shù)
{
printk("time out![%d] [%s]\n", (int)data, current->comm);
}
然后給timer_list的三個(gè)成員賦值：

my_timer.expires = jiffies + 5*HZ; //2.設(shè)定定時(shí)器處理函數(shù)觸發(fā)時(shí)間為5秒
my_timer.function = timer_func; //2.給結(jié)構(gòu)體指定定時(shí)器處理函數(shù)
my_timer.data = (unsigned long)99; //2.設(shè)定定時(shí)器處理函數(shù)的傳參

當(dāng)前時(shí)間（jiffies）的后5秒（5*HZ）

3、激活定時(shí)器。

add_timer(&my_timer); //3.激活定時(shí)器

int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
//這是改變定時(shí)器超時(shí)時(shí)間的函數(shù)，如果在指定的定時(shí)器(timer)沒超時(shí)前調(diào)用，超時(shí)時(shí)間會更新為新的新的超時(shí)時(shí)間(expires)。如果在定時(shí)器超時(shí)后調(diào)用，那就相當(dāng)于重新指定超時(shí)時(shí)間并再次激活定時(shí)器。

irqreturn_t irq_handler(int irqno, void *dev_id)
15 {
16 printk("irq\n");
17 /*0.5秒觸發(fā)一次定時(shí)器處理函數(shù),則只有最后一次抖動的中斷會觸發(fā)timer_func*/
18 mod_timer(&my_timer, jiffies + 100); //0.5*200 = 100
19 return IRQ_HANDLED; //表示中斷在處理,IRQ_NONE表示中斷沒處理
20 }

每次進(jìn)入中斷，都會刷新定時(shí)器的值。當(dāng)按下按鍵時(shí)，由于抖動的關(guān)系，會出現(xiàn)多次的中斷，但只有最后的一次中斷才會觸發(fā)一次定時(shí)器處理函數(shù)。

jiffies 回繞

全局變量#### jiffies 用來記錄自啟動以來產(chǎn)生的節(jié)拍的總數(shù)。系統(tǒng)啟動時(shí)會將該變量初始化為0，此后，每當(dāng)時(shí)鐘中斷產(chǎn)生時(shí)就會增加該變量的值。 jiffies和另外一個(gè)變量息息相關(guān)：HZ。HZ是每秒系統(tǒng)產(chǎn)生的時(shí)鐘中斷次數(shù)，所以jiffies每秒增加的值也就是HZ.
在2.6內(nèi)核中被定義為1000
extern unsigned long volatile jiffies;
如果HZ為1000，那么回繞時(shí)間將只有50天左 右。如果發(fā)生了回繞現(xiàn)象，對內(nèi)核中直接利用jiffies來比較時(shí)間的代碼將產(chǎn)生很不利的影響，

內(nèi)核也專門針對這種情況提供了四個(gè)宏來幫助比較jiffies計(jì)數(shù)：

  #define time_after(unknown,known) ((long)(known) - (long)(unknown)<0)
  #define time_before(unkonwn,known) ((long)(unknown) - (long)(known)<0)
  #define time_after_eq(unknown,known) ((long)(unknown) - (long)(known)>=0)
  #define time_before_eq(unknown,known) ((long)(known) -(long)(unknown)>=0)

原碼

原碼采 用一個(gè)最高位作為符號位，其余位是數(shù)據(jù)大小的二進(jìn)制表示。
正數(shù)的補(bǔ)碼即為原碼，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為原碼除符號位外其他各位取反再加1

unsigned long timeout = jiffies + HZ/2; /* timeout in 0.5s */  
  
/* do some work ... */  
do_somework();  
  
/* then see whether we took too long */  
if (time_before(jiffies, timeout)) {  
/* we did not time out, call no_timeout_handler() ... */  
no_timeout_handler();  
  
} else {  
/* we timed out, call timeout_handler() ... */  
timeout_handler();  
}  

time_after等比較時(shí)間先后的宏背后的原理

上述time_after等比較時(shí)間先/后的宏為什么能夠解決jiffies溢出造成的錯(cuò)誤情況呢？
我們?nèi)匀灰?位無符號整型(unsigned char)為例來加以說明。仿照上面的time_after宏，我們可以給出簡化的8位無符號整型對應(yīng)的after宏：

define uc_after(a, b) ((char)(b) - (char)(a) < 0)

設(shè)a和b的數(shù)據(jù)類型為unsigned char，b為臨近8位無符號整型最大值附近的一個(gè)固定值254，下面給出隨著a（設(shè)其初始值為254）變化而得到的計(jì)算值：

從上面的計(jì)算可以看出，設(shè)定b不變，隨著a（設(shè)其初始值為254）不斷增長1，a的取值變化為：
254, 255,一次產(chǎn)生溢出
0, 1, ..., 124, 125, 126, 127, 126, ..., 253, 254, 255, (二次產(chǎn)生溢出)
0, 1, ...
...

而(char)(b) - (char)(a)的變化為：
0, -1,
-2, -3, ..., -126, -127, -128, 127, 126, ..., 1, 0, -1,
-2, -3, ...
...

從上面的詳細(xì)過程可以看出，當(dāng)a取值為254，255, 接著在（一次產(chǎn)生溢出）之后變?yōu)?，然后增長到127之前，uc_after(a,b)的結(jié)果都顯示a是在b之后，這也與我們的預(yù)期相符。但在a取值為 127之后，uc_after(a,b)的結(jié)果卻顯示a是在b之前。

從上面的運(yùn)算過程可以得出以下結(jié)論：
使用uc_after(a,b)宏來計(jì)算兩個(gè)8位無符號整型a和b之間的大?。ɑ蛳?后，before/after），那么a和b的取值應(yīng)當(dāng)滿足以下限定條件：

兩個(gè)值之間相差從邏輯值來講應(yīng)小于有符號整型的最大值。

比如： 對于8位無符號整型，兩個(gè)值之間相差從邏輯值來講應(yīng)小于128。

對于32位無符號整型，兩個(gè)值之間相差從邏輯值來講應(yīng)小于2147483647。

對于HZ=100，那么兩個(gè)時(shí)間值之間相差不應(yīng)當(dāng)超過2147483647/100秒 = 0.69年 = 248.5天。對于HZ=60，那么兩個(gè)時(shí)間值之間相差不應(yīng)當(dāng)超過2147483647/60秒 = 1.135年。

在實(shí)際代碼應(yīng)用中，需要比較先/后的兩個(gè)時(shí)間值之間一般都相差很小，范圍大致在1秒~1天左右，所以以上time_after等比較時(shí)間先 /后的宏完全可以放心地用于實(shí)際的代碼中。