Linux的定时器—有时也称为动态定时器或内核定时器—是管理内核时间的基础。定时器是一种软件功能,即允许在将来的某个时刻,函数在给定的时间间隔用完时被调用。注意的是定时器并不会周期运行,它在超时后就自行销毁,这也是定时器被称为动态定时器的一个原因。动态定时器不断地创建和销毁,而且它的运行次数也不受限制。
定时器在内核代码中属于一个基础组件。要想完全弄清楚linux2.6中内核定时器的实现,得先从初始化开始。
在start_kernel(void)-->init_timers(void)
在timer_cpu_notify(&timers_nb,(unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
(void*)(long)smp_processor_id());
中执行
init_timers_cpu(cpu) //初始化本cpu中的timers
初始化的主要代码是:
这段代码的主体是base,base的定义是:structtvec_base *base;
这个tvec_base是动态定时器的主要数据结构,每个cpu上有一个,它包含相应cpu中处理动态定时器需要的所有数据。为简化分析仅考虑单cpu。给出这个数据机构:
其中,timer_list是具体定时器的结构体(后面再具体看timer_list结构体);上面包含tv1,tv2,tv3,tv4,tv5;内核定时器的巧妙设计就在于此。
从这个定义看到,tv1就是长度为256的数组,数组成员是list_head;同样的,tv2,tv3,tv4和tv5都是长度为64的数组,数组成员是list_head。List_head就是linux内核代码中广泛使用的双向链表。在阻塞和非阻塞中的等待队列时就看到了list_head的应用。那么,tv1-tv5都是数组+链表的实现,其实hash的有一种简单实现就是数组+链表的组合,那么这几个就有些hash的味道,具体是不是,还要分析道后面才知道。
再回到前面的初始化中,
for(j = 0; j < TVN_SIZE; j++) {
INIT_LIST_HEAD(base->tv5.vec+ j);
INIT_LIST_HEAD(base->tv4.vec+ j);
INIT_LIST_HEAD(base->tv3.vec+ j);
INIT_LIST_HEAD(base->tv2.vec+ j);
}
for(j = 0; j < TVR_SIZE; j++)
INIT_LIST_HEAD(base->tv1.vec+ j);
就tv1-tv5这5个结构体中的数组中每个list_head进行初始化。
base->timer_jiffies= jiffies;
base->next_timer= base->timer_jiffies;
将base中的timer_jiffies和next_timer都初始化为jiffies。
初始化完成后,在init_timers函数的第二个重要的步骤是:
open_softirq(TIMER_SOFTIRQ,run_timer_softirq);
下面来看具体定时器的初始化和添加操作:
初始化的函数:
初始化的宏定义:
定时器的添加:
Timer_list结构体的定义: