十一、【核心時鐘】linux核心時鐘
阿新 • • 發佈：2021-12-25
一、什麼是核心時鐘
作業系統的正常工作，需要硬體提供一下系統時鐘，系統利用該時鐘進行輪轉排程、sleep....，這個時鐘訊號就叫核心時鐘（系統節拍、滴答時鐘）。系統節拍（核心時鐘）頻率越高，所能識別的時間刻度越精細，實時性好，但系統負擔加重
核心時鐘的設定，要結合處理器的效能
二、核心時鐘（HZ）如何設定
make menuconfig--->System Type
三、jiffies
此變數是用於記錄從核心啟動到當前時刻，經歷了多少個系統節拍。
jiffies在核心啟動時初始化為0，然後隨著系統節拍的道理，每一節拍+1.
四、核心中時間相關的函式
ssleep、msleep這兩個函式會導致排程器啟動，排程其他核心執行緒
ndelay 、udelay這兩個不休眠，忙等延時。
實際應用中，忙等延時與休眠時結合使用。例如，紅外接收器9ms和4.5ms的引導碼檢測，可以使用休眠延時；超聲波模組，20us的觸發訊號，可以用到udelay
五、核心定時器
1、核心定時器結構體
struct timer_list { /* * All fields that change during normal runtime grouped to the * same cacheline */ struct list_head entry; unsigned long expires; //定時時長 struct tvec_base *base; void (*function)(unsigned long); //超時時執行的函式 unsigned long data; //傳給定時器處理函式的引數 int slack; #ifdef CONFIG_TIMER_STATS int start_pid; void *start_site; char start_comm[16]; #endif #ifdef CONFIG_LOCKDEP struct lockdep_map lockdep_map; #endif };
2、定時器的初始化
（1）定義一個按鍵定時器
struct timer_list key_timer;
(2) 初始化
#define init_timer(timer)\
init_timer_key((timer), NULL, NULL)
例如 ：
init_timer(&key_timer);//完成其它成員的初始化，但是核心的expires 、function、data由使用者初始化
key_timer.expires =
key_timer.function = xxx_func;
key_timer.data =
3、啟動核心定時器
void add_timer(struct timer_list *timer) int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)---修改定時值，啟動定時器
4、刪除核心定時器
int del_timer(struct timer_list *timer)
六、使用核心定時器進行按鍵消抖
如圖所示，是按鍵按下的電平訊號的，按鍵按下之前是高電平，按下時，電平被拉低，但是在按下時，會有抖動，如上圖；在釋放按鍵時，同時也會有抖動。所以我們要使用核心定時器進行按鍵消抖。
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/ioport.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <cfg_type.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/timer.h>
struct key_gpio_t{
unsigned int gpionum;
unsigned int irq;
char irqname[20];
unsigned char keyvalue;
};
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(key_wq) ;
static bool flag = false;
static struct key_gpio_t key_gpio[]=
{
{PAD_GPIO_A+28,IRQ_GPIO_A_START+28,"KEY2_GPIOA28",2},
{PAD_GPIO_B+30,IRQ_GPIO_B_START+30,"KEY3_GPIOB30",3},
{PAD_GPIO_B+31,IRQ_GPIO_B_START+31,"KEY4_GPIOB31",4},
{PAD_GPIO_B+9,IRQ_GPIO_B_START+9, "KEY6_GPIOB9",6},
};
static char keyvalue = 0;
static struct timer_list key_timer;
/*
//用tasklet實現下半部
static void key_tasklet_func(unsigned long data)//下半部
{
//做一些對時間要求不嚴格的工作
printk(KERN_INFO"key_tasklet_func\n");
flag = true; //設定flag為true
wake_up_interruptible(&key_wq); //按鍵按下時，喚醒等待佇列
}
static DECLARE_TASKLET(key_tasklet, key_tasklet_func, 0);
*/
//用工作佇列實現下半部
static void key_work_func(struct work_struct *work)
{
printk(KERN_INFO"key_work_func\n");
flag = true; //設定flag為true
wake_up_interruptible(&key_wq); //按鍵按下時，喚醒等待佇列
}
static DECLARE_WORK(key_work, key_work_func);
static ssize_t gec6818_key_read(struct file *filp, char __user * buf, size_t size, loff_t *oft)
{
int ret;
wait_event_interruptible(key_wq, flag);
flag = false; //喚醒一次佇列後要復位flag的值
if(size !=1)
{
return -EINVAL;
}
ret = copy_to_user(buf, &keyvalue, sizeof(keyvalue));
if(ret != 0)
{
return (size -ret);
}
keyvalue=0;
return size;
}
static irqreturn_t gec6818_key_handler(int irq, void * dev)
{
struct key_gpio_t keytmp=*(struct key_gpio_t *)dev;
keyvalue =keytmp.keyvalue;
key_timer.data=keytmp.gpionum;
mod_timer(&key_timer, jiffies+(HZ/1000)*20); //20ms消抖，20ms後執行超時處理函式使用工作佇列喚醒等待佇列read鍵值。
return IRQ_HANDLED;
}
struct file_operations key_misc_fops=
{
.read = gec6818_key_read,
};
static struct miscdevice key_misc={
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = "key_misc",
.fops = &key_misc_fops,
};
static void key_timer_func(unsigned long arg)
{
if(!gpio_get_value(arg)) //當檢測到低電平的時候排程工作佇列，喚醒等待佇列，read keyvalue，釋放按鍵高電平時不喚醒，我們讀的時按鍵按下，按鍵釋放時不讀
{
schedule_work(&key_work);
}
}
static int __init gec6818_key_init(void)
{
int ret,i;
printk(KERN_INFO"gec6818_key_init\n");
ret = misc_register(&key_misc);
if(ret < 0)
{
printk(KERN_INFO"key misc register fail.\n");
goto misc_register_err;
}
for(i=0;i<4;i++)
{
ret = request_irq(key_gpio[i].irq, gec6818_key_handler,IRQF_TRIGGER_FALLING,key_gpio[i].irqname,(void*)&key_gpio[i]);
if(ret < 0)
{
printk(KERN_INFO"request_irq fail.\n");
goto irq_request_err;
}
}
init_timer(&key_timer);
key_timer.function = key_timer_func;
return 0;
irq_request_err:
while(i--)
{
free_irq(key_gpio[i].irq,NULL);
}
misc_register_err:
return 0;
}
static void __exit gec6818_key_exit(void)
{
int i;
del_timer(&key_timer);
printk(KERN_INFO"gec6818_key_exit\n");
misc_deregister(&key_misc);
for(i=0;i<4;i++)
{
free_irq(key_gpio[i].irq,(void *)&key_gpio[i]);
}
}
module_init(gec6818_key_init);
module_exit(gec6818_key_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
main.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
int main()
{
int fd,ret;
char keyvalue=0;
fd = open("/dev/key_misc",O_RDWR);
if(fd<0)
{
perror("open key_misc error!");
}
while(1)
{
ret=read(fd,&keyvalue,1);
if(ret !=1)
{
perror("read error");
continue;
}
printf("keyvalue=key%d\n",keyvalue);
}
close(fd);
}