Linux设备驱动程序学习(10)-时间、延迟及延缓操作.pdf

在Linux系统中，设备驱动程序经常需要处理时间相关的任务，如等待、计时以及延缓操作。本节主要探讨Linux设备驱动程序中的时间管理机制，包括时间的度量、延迟和延缓操作。 时间的度量在Linux内核中主要通过一个名为“jiffies”的计数器来实现。jiffies是一个全局的、递增的64位变量，表示自系统启动以来的时钟滴答数。虽然jiffies_64是64位的，但在32位系统上，驱动程序通常通过jiffies（一个unsigned long类型）来访问，这通常是jiffies_64的低32位。jiffies是一个只读变量，不能直接修改。为了获取当前的jiffies值，可以直接读取这个变量，例如`jiffies = jiffies;`。 HZ是内核时钟中断频率的单位，表示每秒的时钟滴答数，这是一个体系结构依赖的值。在<linux/param.h>中定义，或者在针对特定子平台的文件中。在编写驱动程序时，不应依赖HZ的具体值，而应该使用HZ常量，因为内核开发者已经选择了最合适的HZ值。对于用户空间，HZ通常被扩展为100，即使实际的HZ值可能不同。用户可以通过/proc/interrupts和/proc/uptime文件来间接获取准确的HZ值。 在ARM架构下，HZ的值可以在内核配置文件.config中找到。例如，在s3c2410_defconfig中，HZ可能被设置为200。这意味着每秒钟会有200次时钟中断发生。在编写驱动程序时，需要考虑到这一点，因为这将影响到定时器的精度和延迟计算。 Linux内核提供了一些工具宏来处理jiffies值，比如time_after和time_before，它们用于比较两个jiffies值，判断哪个更早或更晚。time_after(a, b)返回true当b发生在a之后，time_before则反之。这些宏用于检查是否已经超过了预定的时间点，例如： ```c #define time_after(a, b) ((long)(b) - (long)(a) < 0) #define time_before(a, b) time_after(b, a) ``` 在驱动程序中，可以使用这些宏来实现延迟操作。例如，如果想要在1秒后执行某个操作，可以这样设置： ```c unsigned long stamp = jiffies + HZ; while (time_before(jiffies, stamp)) { // 这里进行忙等待或调度 } // 1秒过去了，现在执行操作 ``` 另外，Linux内核还提供了schedule_delayed_work()和queue_delayed_work()等函数，用于延后执行工作队列中的任务，这样可以避免长时间阻塞当前上下文，提高系统的响应性。这些函数允许指定一个相对于当前jiffies的延迟时间，然后内核会在指定时间后自动执行工作。 总结来说，Linux设备驱动程序中的时间管理涉及到对HZ的理解、jiffies计数器的使用以及相关工具宏和延后操作函数的应用。理解这些概念对于编写高效、精确的驱动程序至关重要。