Linux设备驱动学习（五）------Linux下定时器操作

在裸机编程中，我们知道常用的三大模块，GPIO，定时器，UART（串口），前面几篇文章已经介绍了GPIO的模块与应用的分而治之的模型，还有串口通讯的统一接口，那么接下来就是定时器的操作了：

让我们想想，我们在裸机的时候，定时器一般实现什么功能？延迟（这个必须有），计数（这个很常用），超时中断（用的也挺多），那么在Linux下，我们又怎么实现他们呢？

延迟：

Linux下的延迟比较简单，和windows下编程差不多，sleep（）函数，没错，就是它，在us/os中，任务的调度就发生在延迟函数下，而裸机编程我们要迟延时候，就只能在那里空转盲等，非常的浪费资源。

sleep延迟的单位是s，如果想要延迟毫秒或者微妙，就用usleep()；usleep的基本单位是us（微妙）,所以如果一个操作我想要延迟2ms，就值需要调用usleep(2000)；就可以延迟2ms，是不是比裸机编程操作方便了很多，而且效率还高，不会浪费硬件资源在哪里盲等！

计数：

这个也很常用，我们常常要记录下一个操作，或者一个引脚的电平的长度时候，就需要使用计数功能。裸机编程下，一般都会有个寄存器存放从计时开始到现在的计数次数，我们一般通过这个方法读出寄存器里面的数值，而在Linux却完全不是这样，也是通过一个结构体，通过操作统一的函数接口来获取。

Linux下，对于时间操作有个很重要的结构体：

	struct timeval
	{
		tv_sec;		//秒数
		tv_usec;	//微妙数
	}

这个结构体记录着需要计时的秒数，和微妙数，如果看过我前面串口通讯的文章的朋友，对这个结构体不陌生，我在使用select方法的时候，设置一个超时的时间，用的就是这个结构体。这个可以精确的对时间进行操作。

让我们看一段代码，怎么获取某个操作的时间长度：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>

int main()

{

	struct timeval tpstart, tpend;			//记录记录时间开始和结束的两个变量
	double timeuse;					//最后换算成double类型的，如1.23s

	int i = 0;					//短暂延迟变量

	gettimeofday(&tpstart, NULL); 			//记录开始计时时间tpstart

	for (i = 0; i < 65536; i++);				//延迟一会

	gettimeofday(&tpend, NULL); 				//记录计时结束时间tpend

	timeuse = 1000000 * (tpend.tv_sec - tpstart.tv_sec) + tpend.tv_usec- tpstart.tv_usec;

	timeuse /= 1000000;							//换算成*.* s

	printf("processor time is %lf s\n", timeuse);

	return 0;

}

这个程序很简单，可能大家不理解的是，gettimeofday这个函数，大家应该都知道Linux所有时间起始位1970年1月1日，00:00开始，这个函数就是计算从这个时间点，到现在的精确时间，精确到微妙，经过差值换算，就可以得到执行for语句所耗费的时间，Linux中也很多不精确计时法，只能计时到秒级，这里就不多说了。一般这样的操作可以满足大多数情况。

超时中断：

这个功能我没有在应用程序层实验过，但是在内核驱动层，却是有这个功能，我用的也不多，只是简单的介绍下：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/timer.h>

struct timer_list timer;							//定义定时器结构体

//超时中断服务子函数
void timeout(void)
{
	printk("<0>Time out!The data is %d\n",timer.data);
}

static int __init timer_init(void)  
{
	init_timer(&timer);							//初始化定时器
		
	timer.data = 5;								//为了验证进入了中断
	timer.expires = jiffies + (5*HZ);					//设置超时时间
	timer.function = timeout;						//设置超时之后中断服务子程序入口

	add_timer(&timer);							//启动定时器
	return 0;
}


static void __exit timer_exit(void)	
{
	del_timer(&timer);
	printk("Goodbye!Kernel\n");
}

module_init(timer_init);
module_exit(timer_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

这个模块加载之后，5秒之后就会进入中断程序，打印出一段话，表示成功进入了超时中断。

jiffies为一个全局变量，unsigned long 类型，它是从机子开始运行，到现在为止，产生的节拍总数，在每次时钟中断时都会加1，HZ是个宏定义，表示一秒产生的中断次数，所有上面的表达语句为5秒产生超时中断。

相信到了这里，大家对于Linux编程应该有了一点入门的感觉了，我至少有这个感觉，它的逻辑结构和操作都和裸机编程不一样，不过慢慢的我们要转变过来，下一篇文章我会讲述，我们为什么要在嵌入式系统中采用Linux！