篇首语：本文由小编为大家整理，主要介绍了LinuxLinux5.4.70内核定时器的使用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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文章目录

• 1. 定时器简介
• 2. Timer相关API介绍
• 3. Timer时间单位
• 4. Timer Demo测试验证
• 5. 定时器内部机制简单分析
• 6. 参考资料

1. 定时器简介

本篇文章介绍内核定时器是基于内核Linux5.4.70版本，它是内核用来控制再未来某个时间点（基于jiffies）调度执行某个函数的一种机制，代码实现位于include/linux/timer.h和kernel/time/timer.c文件中。

定时器数据结构，如下：

struct timer_list /* * All fields that change during normal runtime grouped to the * same cacheline */struct hlist_nodeentry; // 定时器列表unsigned longexpires; // 定时器到期时间（linux的jiffies基准时间）void(*function)(struct timer_list *); // 定时器处理函数u32flags;#ifdef CONFIG_LOCKDEPstruct lockdep_maplockdep_map;#endif;

Note：新版本内核对于void (*function)(struct timer_list *)处理函数的参数发生了变化，struct timer_list *定时器地址可以通过from_timer也就是container_of计算出传参进来的结构体首地址，这样来达到传参的目标。使用例子如下：（不完整，只为说明问题。）

#define from_timer(var, callback_timer, timer_fieldname) \container_of(callback_timer, typeof(*var), timer_fieldname)// 为每个key定义了一个timerstruct gpio_key_cfgint gpio_num;int gpio_irq;int gpio_flag;struct gpio_desc *gpiod;struct timer_list key_timer;;static void key_timer_expires(struct timer_list *t)int val;/** *这里就是通过struct timer_list *t来获取该gpio key的struct gpio_key_cfg地址。 * 这样及知道了是哪个timer expires，还知道了是哪个gpio产生的事件。它就是这样来给timer来传递参数。 */struct gpio_key_cfg *pGpioKey = from_timer(pGpioKey, t, key_timer);val = gpiod_get_value(pGpioKey->gpiod);printk("key_timer_expires %d %d\n", pGpioKey->gpio_num, val);timer_setup(&pGpioKeyCfg[i].key_timer, key_timer_expires, 0); // 在probe中，为每一个key创建一个timermod_timer(&pGpioKey->key_timer, jiffies + HZ/50);  // key中断发生后，启动timer。

2. Timer相关API介绍

函数	说明
timer_setup(timer, callback, flags)	初始化定时器，主要是初始化 timer_list 结构体， 设置其中的函数、flags。
DEFINE_TIMER(_name, _function)	初始化定时器，主要是定义并初始化 timer_list 结构体， 设置其中的函数、flags默认为0。
void add_timer(struct timer_list *timer)	向内核添加定时器。timer->expires 表示超时时间。 当超时时间到达，内核就会调用这个函数：timer->function(timer->data)。
int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)	修改定时器的超时时间
int timer_pending(const struct timer_list * timer)	定时器状态查询，如果在系统的定时器列表中则返回1，否则返回0；
int del_timer(struct timer_list * timer)	删除定时器。

3. Timer时间单位

在内核的配置中，我们可以看到CONFIG_HZ的配置，如下：

这表示内核每秒中会发生 100 次系统滴答中断(tick)，这就像人类的心跳一样，这是 Linux 系统的心跳。每发生一次 tick 中断，全局变量 jiffies 就会累加 1。

CONFIG_HZ=100 表示每个滴答是 10ms。

定时器的时间就是基于 jiffies ，我们修改超时时间时，一般使用这 2 种方法：

mod_timer(&timer, jiffies + xxx); // xxx 表示多少个滴答后超时，也就是 xxx*10msmod_timer(&timer, jiffies + 2*HZ); // HZ 等于 CONFIG_HZ，2*HZ 就相当于 2 秒

4. Timer Demo测试验证

下面Demo使用了2种方法初始化Timer：

1. 方法一：timer_setup(&test_timer1, kernel_timer_expires, 0);
2. 方法二：DEFINE_TIMER(test_timer2, kernel_timer_expires);

使用mod_timer修改timer超时间并启动，在不使用的时del_timer删除Timer。

#include #include #include static void kernel_timer_expires(struct timer_list *t);static struct timer_list test_timer1;//初始化timer2static DEFINE_TIMER(test_timer2, kernel_timer_expires);static void kernel_timer_expires(struct timer_list *t)if(t == &test_timer1)printk("Timer 1 is coming\r\n");mod_timer(&test_timer1, jiffies + 1*HZ); // 重新设置timer1 1s timeoutelse if(t == &test_timer2)printk("Timer 2 is coming\r\n");mod_timer(&test_timer2, jiffies + 2*HZ); // 重新设置timer2 2s timeoutelseprintk("Err: timer is unknown!!!\r\n");static int __init kernel_timer_init(void)printk("Enter timer test...\r\n");//初始化timer1timer_setup(&test_timer1, kernel_timer_expires, 0);//启动timer1、timer2mod_timer(&test_timer1, jiffies + 1*HZ); // 1s timeoutmod_timer(&test_timer2, jiffies + 2*HZ); // 2s timeoutreturn 0;static void __exit kernel_timer_exit(void)printk("Exit timer test!!!\r\n");del_timer(&test_timer1);del_timer(&test_timer2);module_init(kernel_timer_init);module_exit(kernel_timer_exit);

编译烧录验证如下：

5. 定时器内部机制简单分析

定时器就是通过软件中断来实现的，它属于 TIMER_SOFTIRQ 软中断。对于 TIMER_SOFTIRQ 软中断，初始化代码如下：

当发生硬件中断时，硬件中断处理完后，内核会调用软件中断的处理函数。对于 TIMER_SOFTIRQ，会调用 run_timer_softirq，它的函数如下：

run_timer_softirq__run_timers(base);while (time_after_eq(jiffies, base->clk)) ……expire_timers(base, heads + levels);fn = timer->function; // 获取当前timer的function函数。call_timer_fn(timer, fn, baseclk);fn(timer);  // 调用超时timer的function函数。

当jiffies 大于或等于 timer->expires 时，该timer 就超时。在 TIMER_SOFTIRQ 的处理函数中，会从链表中把这些超时的 timer 取出来，执行其中的函数。

？？？？？？系统是如何产生滴答的 ？？？？？？
在IMX6ULL开发板执行命令cat /proc/interrupts，可以看到 CPU0 下有一个数值变化特别快，它就是滴答中断：

通过上面的截图可以发现滴答中断名字就是“i.MX Timer Tick”，通过名字可以找到对应的源码timer-imx-gpt.c如下：

mxc_timer_interrupt 就是滴答中断的处理函数，代码如下：

经过ced->event_handler(ced)整个内核代码搜索发现，它调用的是tick_handle_periodic位于 kernel\time\tick-common.c 中，它里面的调用关系如下：

tick_handle_periodictick_periodic(cpu);do_timer(1);jiffies_64 += ticks; // jiffies 就是 jiffies_64

jiffies 就是 jiffies_64，因为在 arch\arm\kernel\vmlinux.lds.S 被定义如下：

6. 参考资料

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1：Linux内核定时器和工作队列的总结和实例
https://www.jianshu.com/p/a3ad64ddbd89

2：linux内核定时器使用及原理
https://blog.csdn.net/lizhiguo0532/article/details/6406161

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3：Linux定时器的使用
https://wenku.baidu.com/view/cab7028fcc22bcd126ff0c58.html

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4：Linux内核定时器
https://www.cnblogs.com/forthetechnology/p/10541364.html

5：Linux内核定时器
https://www.cnblogs.com/yangjiguang/p/7643034.html

6：韦东山资料
《嵌入式Linux应用开发完全手册_韦东山全系列视频文档-IMX6ULL开发板.pdf》

以上是关于LinuxLinux5.4.70内核定时器的使用的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章