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linux内核(驱动)编程中的延时函数都有哪些

程序员文章站 2024-01-23 14:12:40
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摘要:Linux内核或驱动程序中经常会使用到一些延时函数,在这段时间里硬件设备可以完成相关的工作。本文主要讲述linux中经常使用到的纳秒级、毫秒级及秒级的延时函数及其使用方法和场景。

1、时间度量

先介绍两个有用的全局变量:HZjiffies

  • HZ是Linux内核中的一个重要全局变量,表示系统在1秒钟的时间里系统时钟中断(由硬件定时器产生)发生的次数。它一般取值为1000,但不同硬件平台有不同取值。
  • 系统初始化的时候,将一个全局计数器jiffies设置为0,此后每当时钟中断发生一次,系统就将jiffies的值加1,所以这个值记录了系统启动以来经历的时间。
  • 比较jiffies的值可以使用Linux定义的几个宏:
/* 当a>b时返回true,否则返回false*/
#define time_after(a,b)	( typecheck(unsigned long,a) &&\
						  typecheck(unsigned long,a) &&\
						  ((long)(b)-(long)(a) < 0) )

/* 当a<b时返回true,否则返回false*/
#define time_before(a,b)	time_after(b,a)	

/* 当a>=b时返回true,否则返回false*/
#define time_after_eq(a,b)	( typecheck(unsigned long,a) &&\
						  typecheck(unsigned long,a) &&\
						  ((long)(a)-(long)(b) >= 0) )
/* 当a<=b时返回true,否则返回false*/
#define time_before_eq(a,b)	time_after_eq(b,a)	

2、时间延时

2.1短延时

  • 在设备驱动程序处理硬件读写时,往往需要延时一段短时间以使设备成功完成某些操作,因为CPU指令执行速度远大于硬件设备,不延时的话可能会和CPU速度匹配不上。
  • Linux内核提供了2个函数来分别完成不同量级的延时(延时期间程序忙等待):
static inline void ndelay(unsigned long x);
static inline void udelay(unsigned long x);

这些函数的实现依赖于具体的平台,可能有的平台硬件上根本实现不了纳秒级的延时,此时内核会使用一个有限循环函数来达到此目的:

static inline void ndelay(unsigned long x)
{
	...
	/*根据CPU频率及x的值计算出count的值*/
	while(count)
	{
		count--;
	}
}

2.2中等延时

一般称毫秒级的延时为中等延时,内核实现了3个函数(延时期间程序进入睡眠状态):

/* 延时msecs毫秒,程序进入睡眠,且不可被打断 */
void msleep(unsigned int msecs);

/* 延时msecs毫秒,程序进入睡眠,但可以被打断 */
unsigned long msleep_interruptible(unsigned int msecs);

/* 延时msecs毫秒,程序进入睡眠,且不可被打断 */
static inline void ssleep(unsigned int secs);

2.3长延时

长延时表示驱动程序要延时相对较长的一段时间,方法主要使比较当前jiffies值和目标jiffies值,它是忙等待的。下例实现了延时10秒的目的:

unsigned long timeout = jiffies + 10*HZ;
while(time_before(jiffies, timeout));