Linuxカーネルタイマーと遅延作業ドライバー開発の詳細説明

Linux カーネル タイマーと遅延作業は、スケジュールされたタスクと遅延実行タスクを実装するためによく使用される 2 つのメカニズムです。これらを使用すると、ドライバーは、ハードウェア デバイスのニーズと特性に適応するために、適切な時点で特定の機能を実行できます。しかし、Linux カーネル タイマーを適切に使用して遅延に対処するにはどうすればよいでしょうか?この記事では、Linux カーネル タイマーと遅延ワーク ドライバー開発の基本的な知識とスキルを、理論的および実践的な側面の両方から紹介し、いくつかの一般的な問題と解決策を紹介します。

カーネルタイマー

ソフトウェア上のタイマーは、最終的にはハードウェア クロックに依存します。簡単に言うと、カーネルは、クロック割り込みが発生した後、カーネルに登録されている各タイマーが期限切れになったかどうかを検出します。期限切れになると、対応する登録関数がコールバックされます。これを下半分への中断として実行します。実際、クロック割り込みハンドラーは TIMER_SOFTIRQ ソフト割り込みをトリガーし、現在のプロセッサーで期限切れになったすべてのタイマーを実行します。
時間情報を取得し、タイミング サービスを必要とするデバイス ドライバーは、カーネル タイマーを使用できます。

ジフィー

カーネル タイマーについて話すには、まずカーネル内の時間の重要な概念について話さなければなりません。jiffies 変数。カーネル クロックの基礎として、jiffies は一定時間ごとに 1 ずつ増加します。ビートの追加と呼ばれます。この固定間隔はタイマー割り込みによって実装されます。1 秒あたりに生成されるタイマー割り込みの数は、 で定義された HZ マクロによって決まります。このようにして、jiffies を渡すことができます。たとえば、jiffies/HZ などの期間は、システム起動後の秒数を表します。次の 2 秒は (jiffies/HZ 2) です。カーネルはタイミングに jiffies を使用します。秒は jiffies に変換されます: 秒*HZ ため、単位は jiffy であり、現在時刻が基準として使用されます。タイミング 2 秒: ( jiffies/HZ 2)*HZ=jiffies 2*HZ 現在時刻を取得したい場合は、**do_gettimeofday()** を使用できます。この関数は struct timeval 構造体に書き込みます。微妙に近い解像度で。

リーリー

ハードウェアが一部のタスクを完了するのに十分な時間を確保するために、ドライバーは特定のコードの実行を一定期間遅延させる必要があることがよくあります。遅延の長さに応じて、 長い遅延 および# カーネル開発で使用されます ##短い遅延 2 つの概念。長い遅延の定義は次のとおりです: 遅延時間 > 複数の jiffies 長い遅延を実現するには、jiffies をクエリする方法を使用できます: リーリー

**短い遅延の定義は、遅延イベントが 1 ジフィーに近いか、それより短いことです。短い遅延を実現するには、

を呼び出します。 リーリー

これら 2 つの関数は、大量の CPU 時間を消費するビジー待機関数です。前者はソフトウェア ループを使用して指定されたマイクロ秒数の遅延を実現し、後者は前者のネストを使用してミリ秒レベルの遅延を実現します。

＃＃＃＃＃＃タイマー＃＃＃＃＃＃

ドライバーはカーネル タイマーを登録して、将来の特定の時刻に実行される関数を指定できます。タイマーはカーネルに登録されるとカウントを開始し、指定した時間が経過すると登録された関数が実行されます。つまり、タイムアウト値は jiffies 値であり、jiffies 値が timer->expires より大きい場合、timer->function が実行されます。 APIは以下の通りです

リーリー ＃＃＃＃＃＃例＃＃＃＃＃＃ リーリー 仕事の遅れ

Linux カーネルは、カーネル タイマーを使用してスケジュールされた遅延作業を完了することに加えて、カプセル化された「ショートカット」のセット -

layed_work も提供します。これはカーネル タイマーに似ており、基本的にワーク キューとタイミング。デバイスの実装、 リーリー

#「」

struct work_struct
–103–>需要延迟执行的函数, typedef void (work_func_t)(struct work_struct work);

”

至此，我们可以使用一个delayed_work对象以及相应的调度API实现对指定任务的延时执行

//注册一个延迟执行
591 static inline bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,unsigned long delay)
//注销一个延迟执行
2975 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)    

和内核定时器一样，延迟执行只会在超时的时候执行一次，如果要实现循环延迟，只需要在注册的函数中再次注册一个延迟执行函数。

schedule_delayed_work(&work,msecs_to_jiffies(poll_interval));

本文从理论和实践两方面，详细介绍了Linux内核定时器与延迟工作驱动开发的基本知识和技巧。我们首先了解了Linux内核定时器与延迟工作的概念、原理、特点和API函数，然后学习了如何使用Linux内核定时器与延迟工作来实现按键事件的检测和处理。最后，我们介绍了一些在Linux内核定时器与延迟工作驱动开发过程中可能遇到的问题，以及相应的解决方法。

通过本文，我们希望能够帮助你掌握Linux内核定时器与延迟工作驱动开发的基本方法和技巧，为你在嵌入式Linux领域的进一步学习和工作打下坚实的基础。

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