Linux内核定时功能

• 配置内核系统节拍率

1. 图形化界面配置 -> Kernel Features
                               ->Timer frequencey (<choise> [=y])
2. in .config 文件
   CONFIG_HZ_100=y
   CONFIG_HZ=100
3. in include/asm-generic/param.h
   #define HZ CONFIG_HZ
4. 高节拍和低节拍的优缺点：
   ①、高节拍率会提高系统时间精度，如果采用 100Hz 的节拍率，时间精度就是 10ms，采用
   1000Hz 的话时间精度就是 1ms，精度提高了 10 倍。高精度时钟的好处有很多，对于那些对时
   间要求严格的函数来说，能够以更高的精度运行，时间测量也更加准确。
   ②、高节拍率会导致中断的产生更加频繁，频繁的中断会加剧系统的负担，1000Hz 和 100Hz
   的系统节拍率相比，系统要花费 10 倍的“精力”去处理中断。中断服务函数占用处理器的时间
   增加，但是现在的处理器性能都很强大，所以采用 1000Hz 的系统节拍率并不会增加太大的负
   载压力。根据自己的实际情况，选择合适的系统节拍率，本教程我们全部采用默认的 100Hz 系
   统节拍率。

• jiffies
  Linux 内核使用全局变量 jiffies 来记录系统从启动以来的系统节拍数，系统启动的时候会
  将 jiffies 初始化为 0，jiffies 定义在文件 include/linux/jiffies.h 中，定义如下：
  示例代码 50.1.1.2 include/jiffies.h 文件
  jiffies_64 和 jiffies 其实是同一个东西，jiffies_64 用于 64 位系统，而 jiffies 用于 32 位系统。
  为了兼容不同的硬件，jiffies 其实就是 jiffies_64 的低 32 位

  #include "include/linux/jiffies.h"
  
  extern u64 __jiffy_data jiffies_64;
  extern unsigned long volatile __jiffy_data jiffies;
  
  /*unkown通常为jiffies，known通常是需要对比的值*/
  time_after(unkown, known)
  time_before(unkown, known)
  time_after_eq(unkown, known)
  time_before_eq(unkown, known)

•  Linux内核提供了几个jiffies和ms，us，ns之间的转换函数
   

  
  /*将jiffies类型的参数j分别转换为对应的毫秒，微秒，纳秒*/
  int jiffies_to_msecs(const unsigned long j)
  int jiffies_to_usecs(const unsigned long j)
  u64 jiffies_to_nsecs(const unsigned long j)
  /*将毫秒，微秒，纳秒转换为jiffies类型*/
  long msecs_to_jiffies(const unsigned int m)
  long usecs_to_jiffies(const unsigned int u)
  unsigned long nsecs_to_jiffies(u64 n)
  

• 内核短延时函数

  
  /*纳秒，微秒和毫秒延时函数*/
  void ndelay(unsigned long nsecs)
  void udelay(unsigned long usecs)
  void mdelay(unsigned long mseces)

• 内核定时器
  定时器是一个很常用的功能，需要周期性处理的工作都要用到定时器。Linux 内核定时器
  采用系统时钟来实现，并不是我们在裸机篇中讲解的 PIT 等硬件定时器。Linux 内核定时器使
  用很简单，只需要提供超时时间(相当于定时值)和定时处理函数即可，当超时时间到了以后设
  置的定时处理函数就会执行，和我们使用硬件定时器的套路一样，只是使用内核定时器不需要
  做一大堆的寄存器初始化工作。
  在使用内核定时器的时候要注意一点，内核定时器并不是周期
  性运行的，超时以后就会自动关闭，因此如果想要实现周期性定时，那么就需要在定时处理函
  数中重新开启定时器。

  #include "include/linux/timer.h"
  
  struct timer_list {
    struct list_head entry;
    unsigned long expires;           /* 定时器超时时间，单位是节拍数*/
    struct tvec_base *base;
  
    void (*function)(unsigned long); /*定时处理函数*/
    unsigned long data;              /*要传递给function函数的参数*/
  
    int slack;
  };
  
  void init_timer(struct timer_list *timer)
  
  /*向 Linux 内核注册定时器，使用 add_timer 函数向内核注册定时器以后，
  定时器就会开始运行
  */
  void add_timer(struct timer_list *timer)
  
  /*删除一个定时器，不管定时器有没有被激活，都可以使用此函数删除。
  在多处理器系统上，定时器可能会在其他的处理器上运行，因此在调用 del_timer 函数删除定时
  器之前要先等待其他处理器的定时处理器函数退出
  返回值：0，定时器还没被激活；1，定时器已经激活。
  */
  int del_timer(struct timer_list *timer)
  
  /*del_timer 函数的同步版，会等待其他处理器使用完定时器再删除，
  返回值：0，定时器还没被激活；1，定时器已经激活
  del_timer_sync 不能使用在中断上下文中
  */
  int del_timer_sync(struct timer_list *timer)
  
  /*用于修改定时值，如果定时器还没有激活的话，mod_timer 函数会激活定时
  器
  expires：修改后的超时时间
  返回值：0，调用 mod_timer 函数前定时器未被激活；1，调用 mod_timer 函数前定时器已
  被激活
  */
  int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)