一、前言

在用戶空間接口函數文檔中，我們描述了和POSIX timer相關的操作，主要包括創建一個timer、設定timer、獲取timer的狀態、獲取timer overrun的信息、刪除timer。本文將沿著這些用戶空間的接口定義來看看內核態的實現。雖然POSIX timer可以基於各種不同的clock創建，本文主要描述real time clock相關的timer。

本文第二章描述了POSIX timer的基本原理，第三章描述系統調用的具體實現，第四章主要講real time clock的timer callback函數的實現，第五章介紹了timer超期後，內核如何處理信號。

二、基本概念和工作原理

1、如何標識POSIX timer

POSIX.1b interval timer（後面的文章中簡稱POSIX timer）是用來替代傳統的interval timer的，posix timer一個重要的改進是進程可以創建更多（而不是3個）timer，既然可以創建多個timer，那麽就存在標識問題，我們用timer ID來標識一個具體的posix timer。這個timer ID也作為一個handler參數在用戶空間和內核空間之間傳遞。

posix timer是一種資源，它隸屬於某一個進程，。對於kernel，我們會用timer ID來標識一個POSIX timer，而這個ID是由進程自己管理和分配的。在進程控制塊（struct task_struct ）中有一個struct signal_struct *signal的成員，用來管理和signal相關的控制數據。timer的處理和信號的發送是有關系的，因此也放到該數據結構中：

……
int posix_timer_id;
……

一個進程在fork的時候，posix_timer_id會被設定為0，因此，對於一個進程而言，其timer ID從0開始分配，隨後會依次加一，達到最大值後會從0開始。由此可見，timer ID不是一個全局唯一標識符，只是能保證在一個進程內，其ID是唯一的。實際timer ID的分配算法可以參考posix_timer_add函數，如下：

static int posix_timer_add(struct k_itimer *timer)
{
struct signal_struct *sig = current->signal;
int first_free_id = sig->posix_timer_id;－－－－－－－－－－－－－－－－（1）
struct hlist_head *head;
int ret = -ENOENT;

do {－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（2）
spin_lock(&hash_lock);
head = &posix_timers_hashtable[hash(sig, sig->posix_timer_id)];－－－－（3）
if (!__posix_timers_find(head, sig, sig->posix_timer_id)) {－－－－－－－－（4）
hlist_add_head_rcu(&timer->t_hash, head);
ret = sig->posix_timer_id;
}
if (++sig->posix_timer_id < 0)－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（5）
sig->posix_timer_id = 0;
if ((sig->posix_timer_id == first_free_id) && (ret == -ENOENT))－－－－－－（6）
ret = -EAGAIN;
spin_unlock(&hash_lock);
} while (ret == -ENOENT);
return ret;
}

（1）sig->posix_timer_id中記錄了上一次分配的ID+1，該值被認為是下一個可以使用的free ID（當然，這個假設不一定成立，但是有很大的機會），也就是本次scan free timer ID的起點位置。

（2）do while是一個循環過程，如果選定的timer ID不是free的，我們還需要++sig->posix_timer_id，以便看看下一個timer ID是否是free的，這個過程不斷的循環執行，直到找到一個free的timer ID，或者出錯退出循環。一旦找到free的timer ID，則將該posix timer插入哈希表。

（3）根據分配的timer ID和該進程的signal descriptor的地址，找到該posix timer的hash鏈表頭

（4）看看該進程中是否已經有了該timer ID的posix timer存在，如果沒有，那麽timer ID分配完成

（5）否則，看看下一個timer ID的情況。如果溢出（超過了INT_MAX），那麽從0開始搜索

（6）如果scan了一圈還是沒有找到free timer ID，那麽就出錯返回。

2、如何組織POSIX timer

static DEFINE_HASHTABLE(posix_timers_hashtable, 9);
static DEFINE_SPINLOCK(hash_lock);

隨著系統啟動和運行，各個進程會不斷的創建屬於自己的POSIX timer，這些timer被放到了一個全局的hash表中，也就是posix_timers_hashtable。該table共計有512個入口，每個入口都是一個POSIX timer鏈表頭的指針。每一個系統中的POSIX timer都會根據其hash key放入到其中一個入口中（掛入鏈表）。具體hash key的計算方法是：

static int hash(struct signal_struct *sig, unsigned int nr)
{
return hash_32(hash32_ptr(sig) ^ nr, HASH_BITS(posix_timers_hashtable));
}

計算key考慮的factor包括timer ID值和進程signal descriptor的地址。

hash_lock是包含全局POSIX timer的鎖，每次訪問該資源的時候需要使用該鎖進行保護。

除了作為一個全局資源來管理的hash table，每個進程也會管理自己分配和釋放的timer資源，當然，這也是通過鏈表進行管理的，鏈表頭在該進程signal descriptor的posix_timers成員中：

……
struct list_head posix_timers;
……

一旦進程創建了一個timer，那麽就會掛入posix_timers的鏈表中。

3、如何抽象POSIX timer

在內核中用struct k_itimer 來描述一個POSIX timer：

struct k_itimer {
struct list_head list; －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（1）
struct hlist_node t_hash;
spinlock_t it_lock; －－－－－保護本數據結構的spin lock
clockid_t it_clock;－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（2）
timer_t it_id;
int it_overrun; －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（3）
int it_overrun_last;
int it_requeue_pending; －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（4）
#define REQUEUE_PENDING 1
int it_sigev_notify; －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（5）
struct signal_struct *it_signal; －－－－該timer對應的signal descriptor
union { －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（6）
struct pid *it_pid; /* pid of process to send signal to */
struct task_struct *it_process; /* for clock_nanosleep */
};
struct sigqueue *sigq; －－－超期後，該sigquue成員會掛入signal pending隊列
union { －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（7）
struct {
struct hrtimer timer;
ktime_t interval;
} real;
struct cpu_timer_list cpu;
struct {
unsigned int clock;
unsigned int node;
unsigned long incr;
unsigned long expires;
} mmtimer;
struct {
struct alarm alarmtimer;
ktime_t interval;
} alarm;
struct rcu_head rcu;
} it;
};

（1）這兩個成員都是和POSIX timer的組織有關。t_hash是鏈接入全局hash table的節點，而list成員是和進程管理自己創建和釋放timer的鏈表相關。

（2）這兩個成員描述了POSIX timer的基本信息的。任何一個timer都是基於clock而構建的，it_clock說明該timer是以系統中哪一個clock為標準來計算超時時間。it_id描述了該timer的ID，在一個進程中唯一標識該timer。

（3）理解這兩個成員首先對timer overrun的概念要理解。對overrun的解釋我們可以用信號異步通知的例子來描述（創建進程執行callback函數也是一樣的）。假設我們當一個POSIX timer超期後，會發送信號給進程，但是也有可能該信號當前被mask而導致signal handler不會調度執行（當然也有其他的場景導致overrun，這裏就不描述了）。這樣，我們當然想知道這種timer的overrun的次數。假設一個timer設定超期時間是1秒，那當timer超期後，會產生一個pending的signal，但是由於種種原因，在3秒後，信號被進程捕獲到，調用signal handler，這時候overrun的次數就是2次。用戶空間可以通過timer_getoverrun來獲取這個overrun的次數。

根據POSIX標準，當信號被遞交給進程後，timer_getoverrun才會返回該timer ID的overrun count，因此在kernel中需要兩個成員，只有信號還沒有遞交給進程，it_overrun就會不斷的累積，一旦完成遞交，it_overrun會保存在it_overrun_last成員中，而自己會被清除，準備進行下一次overrun count的計數。因此，實際上timer_getoverrun函數實際上是獲取it_overrun_last的數據，代碼如下：

SYSCALL_DEFINE1(timer_getoverrun, timer_t, timer_id)
{
……

overrun = timr->it_overrun_last;
……

return overrun;
}

（4）it_requeue_pending標識了該timer對應信號掛入signal pending的狀態。該flag的LSB bit標識該signal已經掛入signal pending隊列，其他的bit作為信號的私有數據。下面的代碼會更詳細的描述。

（5）it_sigev_notify成員說明了timer超期後如何異步通知該進程（線程）。定義如下：

#define SIGEV_SIGNAL 0 －－－－－使用向進程發送信號的方式來通知
#define SIGEV_NONE 1 －－－－－－沒有異步通知事件，用戶空間的程序用輪詢的方法
#define SIGEV_THREAD 2 －－－－異步通知的方式是創建一個新線程來執行callback函數
#define SIGEV_THREAD_ID 4 －－－－－使用向指定線程發送信號的方式來通知

（6）這個成員用來標識進程。

（7）it這個成員是一個union類型的，用於描述和timer interval相關的信息，不同類型的timer選擇使用不同的成員數據。alarm是和alarm timer相關的成員，具體可以參考alarm timer的文檔。（mmtimer不知道用在什麽場合，可能和Multimedia Timer相關）。real用於real time clock的場景。real time clock的timer是構建在高精度timer上的（timer成員），而interval則描述該timer的mode，如果是one shot類型的，interval等於0，否則interval描述周期性觸發timer的時間間隔。更詳細的內容會在本文後面的小節中描述。

三、和POSIX timer相關的系統調用

1、創建timer的系統調用。具體代碼如下：

SYSCALL_DEFINE3(timer_create, const clockid_t, which_clock,
struct sigevent __user *, timer_event_spec,
timer_t __user *, created_timer_id)
{
struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);－－根據clock ID獲取內核中的struct k_clock
struct k_itimer *new_timer;
int error, new_timer_id;
sigevent_t event;
int it_id_set = IT_ID_NOT_SET;

new_timer = alloc_posix_timer();－－－－－分配一個POSIX timer，所有成員被初始化為0

spin_lock_init(&new_timer->it_lock);
new_timer_id = posix_timer_add(new_timer);－－－－－－－－－－－（1）

it_id_set = IT_ID_SET;
new_timer->it_id = (timer_t) new_timer_id;
new_timer->it_clock = which_clock;
new_timer->it_overrun = -1; －－－－－－－－－－－－－－－－－－－（2）

if (timer_event_spec) {
if (copy_from_user(&event, timer_event_spec, sizeof (event))) {－－－－－拷貝用戶空間的參數
error = -EFAULT;
goto out;
}
rcu_read_lock();
new_timer->it_pid = get_pid(good_sigevent(&event));－－－－－－－－（3）
rcu_read_unlock();
} else {
event.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
event.sigev_signo = SIGALRM;
event.sigev_value.sival_int = new_timer->it_id;
new_timer->it_pid = get_pid(task_tgid(current));－－－－－－－－－－（4）
}

new_timer->it_sigev_notify = event.sigev_notify;
new_timer->sigq->info.si_signo = event.sigev_signo; －－信號ID
new_timer->sigq->info.si_value = event.sigev_value;
new_timer->sigq->info.si_tid = new_timer->it_id; －－－信號發送的目的地線程ID
new_timer->sigq->info.si_code = SI_TIMER; －－－－－－－－－－－－－（5）

if (copy_to_user(created_timer_id,
&new_timer_id, sizeof (new_timer_id))) {－－－－－－－－－－－－－（6）
error = -EFAULT;
goto out;
}

error = kc->timer_create(new_timer);－－－－－－調用具體clock的create timer函數

spin_lock_irq(¤t->sighand->siglock);
new_timer->it_signal = current->signal;
list_add(&new_timer->list, ¤t->signal->posix_timers);－－－－－－－（7）
spin_unlock_irq(¤t->sighand->siglock);

return 0;
}

（1）將該timer加入到全局的哈希表中。當然，在加入之前，要分配一個timer ID，內核要確保該timer ID是在本進程內能唯一標識該timer。

（2）初始化該posix timer，設定timer ID，clock ID以及overrun的值。it_id_set這個變量主要用於出錯處理，如果其值等於IT_ID_SET，說明已經完成插入全局的哈希表的操作，那麽其後的出錯處理要有從全局的哈希表中摘除該timer的操作（註意：上面的代碼省略了出錯處理，有興趣的讀者可以自行閱讀）。

（3）good_sigevent這個函數主要是用來進行參數檢查。用戶空間的程序可以通過sigevent_t的數據結構來控制timer超期之後的行為。例如可以向某一個指定的線程（不是進程）發送信號（sigev_notify設定SIGEV_THREAD_ID並且設定SIGEV_SIGNAL），當然這時候要傳遞thread ID的信息。內核會根據這個thread ID來尋找對應的struct task_struct，如果找不到，那麽說明用戶空間傳遞的參數有問題。如果該thread ID對應的struct task_struct的確存在，那麽還需要該thread ID對應的thread和當前thread屬於同一個進程。此外，一旦程序打算用signal通知的方式來進行timer超期通知，那麽傳入的sigev_signo參數必須是一個有效的signal ID。如果這些檢查通過，那麽good_sigevent返回適當的pid信息。這裏有兩種場景，一種是指定thread ID，另外一種是發送給當前進程（實際上是返回當前的線程組leader）

（4）如果用戶空間的程序沒有指定sigevent_t的參數，那麽內核的缺省行為是發送SIGALRM給調用線程所屬的線程組leader。

（5）初始化信號發送相關的數據結構。SI_TIMER用來標識該信號是由於posix timer而產生的。

（6）將分配的timer ID 拷貝回用戶空間

（7）建立posix timer和當前進程signal descriptor的關系（所有線程共享一個signal descriptor）

2、獲取一個posix timer剩余時間的系統調用，代碼如下：

SYSCALL_DEFINE2(timer_gettime, timer_t, timer_id,
struct itimerspec __user *, setting)
{
struct itimerspec cur_setting;
struct k_itimer *timr;
struct k_clock *kc;
unsigned long flags;
int ret = 0;

timr = lock_timer(timer_id, &flags);－－－－－－－－根據timer ID找到對應的posix timer

kc = clockid_to_kclock(timr->it_clock);－－－－－－根據clock ID獲取內核中的struct k_clock

if (WARN_ON_ONCE(!kc || !kc->timer_get))
ret = -EINVAL;
else
kc->timer_get(timr, &cur_setting); －－－－－－調用具體clock的get timer函數

unlock_timer(timr, flags);

if (!ret && copy_to_user(setting, &cur_setting, sizeof (cur_setting))) －－將結果copy到用戶空間
return -EFAULT;

return ret;
}

3、timer_getoverrun、timer_settime和timer_delete

這三個系統調用都非常簡單，這裏就不細述了，有興趣的讀者可以自行閱讀。

四、real time clock的timer callback函數

對於real time base的那些clock（CLOCK_REALTIME、CLOCK_MONOTONIC等），其timer相關的函數都是構建在一個高精度timer的基礎上，這個高精度timer就是posix timer中的it.real.timer成員。

1、common_timer_create，代碼如下：

static int common_timer_create(struct k_itimer *new_timer)
{
hrtimer_init(&new_timer->it.real.timer, new_timer->it_clock, 0);
return 0;
}

代碼很簡單，就是初始化了一個高精度timer而已。具體高精度timer的內容可以參考本站其他文檔。

2、common_timer_set，代碼如下：

common_timer_set(struct k_itimer *timr, int flags,
struct itimerspec *new_setting, struct itimerspec *old_setting)
{
struct hrtimer *timer = &timr->it.real.timer;－－－獲取該posix timer對應的高精度timer
enum hrtimer_mode mode;

if (old_setting)
common_timer_get(timr, old_setting); －－－－獲取舊的timer設定，參考下節描述

timr->it.real.interval.tv64 = 0; －－－－－－－初始化interval設定
if (hrtimer_try_to_cancel(timer) < 0)－－－－馬上就要進行新的設定了，當然要停掉該高精度timer
return TIMER_RETRY;

timr->it_requeue_pending = (timr->it_requeue_pending + 2) &
~REQUEUE_PENDING;
timr->it_overrun_last = 0; －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（1）

if (!new_setting->it_value.tv_sec && !new_setting->it_value.tv_nsec)
return 0; －－－－如果新設定的時間值等於0的話，那麽該函數僅僅是停掉timer並獲取old value。

mode = flags & TIMER_ABSTIME ? HRTIMER_MODE_ABS : HRTIMER_MODE_REL; －－（2）
hrtimer_init(&timr->it.real.timer, timr->it_clock, mode);
timr->it.real.timer.function = posix_timer_fn; －－－－－高精度timer的mode，callback函數設定

hrtimer_set_expires(timer, timespec_to_ktime(new_setting->it_value)); －－超期時間設定

timr->it.real.interval = timespec_to_ktime(new_setting->it_interval); －－－－－－－－－－（3）

if (((timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) == SIGEV_NONE)) { －－－－－－－－（4）
if (mode == HRTIMER_MODE_REL) {
hrtimer_add_expires(timer, timer->base->get_time());
}
return 0;
}

hrtimer_start_expires(timer, mode); －－－－啟動高精度timer
return 0;
}

（1）it_overrun_last實際上是和timer_getoverrun的調用有關。在一個timer觸發後到異步通知完成之間可能會產生overrun，但是，一旦重新調用timer_settime之後，上次的overrun count要被清除。it_requeue_pending狀態flag中的信號私有數據加一（這個私有數據是[31:1]，因此代碼中加2），並且清除pending flag。

（2）這裏的代碼都是對該posix timer對應的高精度timer進行各種設定。該timer的callback函數會在下一章分析

（3）設置interval的值，通過該值可以設定周期性timer，用戶空間傳入的參數是timespec，需轉換成ktime的時間格式

（4）對於輪詢類型的posix timer，我們並不會真正啟動該timer（插入到高精度timer的紅黑樹中），而是僅僅為那些設定相對事件的timer配置正確的超期時間值。

3、common_timer_get，代碼如下：

static void common_timer_get(struct k_itimer *timr, struct itimerspec *cur_setting)
{
ktime_t now, remaining, iv;
struct hrtimer *timer = &timr->it.real.timer;

memset(cur_setting, 0, sizeof(struct itimerspec));

iv = timr->it.real.interval; －－－獲取該posix timer對應的timer period值

if (iv.tv64)－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（1）
cur_setting->it_interval = ktime_to_timespec(iv);－－－interval timer需返回timer period
else if (!hrtimer_active(timer) &&
(timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) != SIGEV_NONE)－－－－－－－（2）
return;

now = timer->base->get_time(); －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（3）

if (iv.tv64 && (timr->it_requeue_pending & REQUEUE_PENDING ||
(timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) == SIGEV_NONE))
timr->it_overrun += (unsigned int) hrtimer_forward(timer, now, iv); －－－－－－－－（4）

remaining = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), now); －－－計算剩余時間
if (remaining.tv64 <= 0) { －－已經超期
if ((timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) != SIGEV_NONE)
cur_setting->it_value.tv_nsec = 1; －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（5）
} else
cur_setting->it_value = ktime_to_timespec(remaining); －－－返回剩余時間信息
}

（1）posix timer的時間設定用struct itimerspec表示：

struct itimerspec {
struct timespec it_interval; /* timer period */
struct timespec it_value; /* timer expiration */
};

如果it_interval等於0的話，那麽說明該posix timer是一個one shot類型的timer。如果非零的話，則說明該timer是一個periodic timer（或者稱之為interval timer），it_interval定義了周期性觸發的時間值。這個timer period值對應內核struct k_itimer中的it.real.interval成員。

（2）如果是one shot類型的timer，it_interval返回0值就OK了，我們只需要設定it_value值。對於通過信號進行異步通知的posix timer，如果對應的高精度timer已經不是active狀態了，那麽it_value值也是0，表示該timer已經觸發了。

（3）獲取當前時間點的值。不論timer當初是如何設定的：相對或者絕對，it_value總是返回相對於當前時間點的值，因此這裏需要獲取當前時間點的值。

（4）對於一個周期性觸發的timer，並且設定SIGEV_NONE，實際上，該timer是不會觸發的，都是用戶程序自己調用timer_gettime來輪詢情況，因此在get time函數中處理超期後，再次設定高精度timer的任務，同時計算overrun次數。

如果periodic timer設定信號異步通知的方式，那麽在信號pending到信號投遞到進程這段時間內，雖然由於各種情況可能導致這段時間很長，按理periodic timer應該多次觸發，但是實際上，信號只有在投遞到進程後才會再次restart高精度timer，因此在信號pending期間，如果用戶調用了timer_gettime，也需要自己處理timer的超期以及overrun。

（5）TODO。

4、common_timer_del。比較簡單，不再贅述。

五、和posix timer相關的信號處理

1、發送什麽信號？發向哪一個進程或者線程？

用戶空間的程序可以通過timer_create函數來創建timer，在創建timer的時候就設定了異步通知的方式（SIGEV_SIGNAL、SIGEV_NONE和SIGEV_THREAD），SIGEV_NONE方式比較簡單，沒有異步通知，用戶空間的程序自己需要調用timer_gettime來輪詢是否超期。SIGEV_THREAD則是創建一個線程來執行callback函數。我們這一章的場景主要描述的就是設定為SIGEV_SIGNAL方式，也就是timer超期後，發送信號來異步通知。缺省是發送給創建timer的進程，當然，也可以設定SIGEV_THREAD_ID的標識，發給一個該進程內的特定的線程。

一個指定進程的timer超期後，產生的信號會掛入該進程（線程）pending隊列，需要註意的是：在任意的時刻，特定timer的信號只會掛入一次，也就是說，該信號產生到該信號被投遞到進程之間，如果timer又一次超期觸發了，這時候，signal pending隊列不會再次掛入信號（即便該signal是一個real-time signal），只會增加overrun的次數。

2、信號的產生

在set timer函數中，內核會設定高精度timer的超期回調函數為posix_timer_fn，代碼如下：

static enum hrtimer_restart posix_timer_fn(struct hrtimer *timer)
{
struct k_itimer *timr;
unsigned long flags;
int si_private = 0;
enum hrtimer_restart ret = HRTIMER_NORESTART; －－－－－－－－－－－（1）

timr = container_of(timer, struct k_itimer, it.real.timer);－－－－－－－－－－－（2）
spin_lock_irqsave(&timr->it_lock, flags);

if (timr->it.real.interval.tv64 != 0)
si_private = ++timr->it_requeue_pending; －－－－－－－－－－－－－－－（3）

if (posix_timer_event(timr, si_private)) { －－－－－－－－－－－－－－－－－（4）
如果該signal的handler設定是ignor，那麽需要對interval類型的timer做特別處理
}
}

unlock_timer(timr, flags);
return ret;
}

（1）高精度timer的超期callback函數的返回值標識了是否需要再次將該timer掛入隊列，以便可以再次觸發timer。對於one shot類型的，需要返回HRTIMER_NORESTART，對於periodic timer，需要返回HRTIMER_RESTART。缺省設定不再次start該timer。

（2）POSIX timer對應的高精度timer是嵌入到k_itimer數據結構中的，通過container_of可以獲取該高精度timer對應的那個k_itimer數據。

（3）對於one shot類型的timer，不存在signal requeue的問題。對於周期性timer，有可能會有overrun的問題，這時候，需要傳遞一個signal的私有數據，以便在queue signal的時候進行標識。++timr->it_requeue_pending用來標記該timer處於pending狀態（加一就是將LSB設定為1）

（4）具體將信號掛入進程（線程）signal pending隊列的操作在posix_timer_event函數中，該函數會調用send_sigqueue函數進行具體操作。如下：

int send_sigqueue(struct sigqueue *q, struct task_struct *t, int group)
{……

ret = 0;
if (unlikely(!list_empty(&q->list))) {－－－－－－－－是否已經掛入signal pending隊列？
q->info.si_overrun++;－－－－－－－－－－－－如果是，那麽增加overrun counter就OK了
return ret;
}
q->info.si_overrun = 0; －－－－－－首次掛入signal pending隊列，初始化overrun counter等於0
pending = group ? &t->signal->shared_pending : &t->pending;－掛入進程的還是線程的pending隊列
list_add_tail(&q->list, &pending->list);－－－－掛入pending隊列
sigaddset(&pending->signal, sig);－－－－－－設定具體哪一個signal pending
complete_signal(sig, t, group);－－－－－－－設定TIF_SIGPENDING標記
……
}

如果信號已經正確的產生了，掛入進程或者線程的signal pending隊列（也有可能是僅僅增加overrun的計數），或者處理過程中發生了錯誤，posix_timer_event返回False，這時候整個處理就結束了。如果返回TRUE，說明該signal被進程ignor了。這時候需要一些特殊的處理。

相信大家已經註意到了，default的情況下，該高精度timer的callback返回HRTIMER_NORESTART，即便是periodic timer也是如此，難道periodic timer不需要restart高精度timer嗎？當然需要，只不過不是在這裏，在投遞信號的時候會處理的，具體可以參考dequeue_signal的處理。然而，如果一個periodic timer的信號處理是ignor類型的，那麽信號是不會掛入pending隊列的，這時候不會有信號的投遞，不會調用dequeue_signal，這時候則需要在這個callback函數中處理的。這時候會設定下一個超期時間，並返回HRTIMER_RESTART，讓高精度timer有機會重新掛入高精度timer的紅黑樹中。

3、信號投遞到進程

timer超期後會產生一個信號（配置了SIGEV_SIGNAL），這個信號雖然產生了，但是具體在什麽時間點被投遞到進程並執行signal處理函數呢？在ARM中斷處理過程文檔中，我們給出了一個場景（另外一個場景是系統調用返回用戶空間，這裏略過不表，思路是類似的），在返回用戶空間之前，中斷處理代碼會檢查struct thread_info中的flag標記，看看是否有_TIF_WORK_MASK的設定：

#define _TIF_WORK_MASK (_TIF_NEED_RESCHED | _TIF_SIGPENDING | _TIF_NOTIFY_RESUME)

如果任何一個bit有設定，那麽就會調用do_work_pending來處理，如果設定了_TIF_SIGPENDING，那麽就調用do_signal來處理信號，屬於當前進程的pending signal會被一一處理，首先調用dequeue_signal，從隊列中取出信號，然後調用signal handler執行。相關的dequeue_signal代碼如下：

int dequeue_signal(struct task_struct *tsk, sigset_t *mask, siginfo_t *info)
{……
if ((info->si_code & __SI_MASK) == __SI_TIMER && info->si_sys_private) {
spin_unlock(&tsk->sighand->siglock);
do_schedule_next_timer(info);
spin_lock(&tsk->sighand->siglock);
}
return signr;
}

如果你想通過發生信號的方式進行異步通知，那麽必須要設定si_code為SI_TIMER。對於real time的clock，do_schedule_next_timer函數會調用schedule_next_timer來處理periodic timer的restart：

static void schedule_next_timer(struct k_itimer *timr)
{
struct hrtimer *timer = &timr->it.real.timer;

if (timr->it.real.interval.tv64 == 0)－－－one shot類型的，直接退出
return;

timr->it_overrun += (unsigned int) hrtimer_forward(timer,－－－設定下次超期時間並計算overrun次數
timer->base->get_time(),
timr->it.real.interval);

timr->it_overrun_last = timr->it_overrun;－－－保存該timer的overrun次數
timr->it_overrun = -1;－－－－為下次初始化overrun
++timr->it_requeue_pending;－－－－－－清除pending標記並增加信號私有數據域
hrtimer_restart(timer);－－－－restart該timer
}

Linux時間子系統(六) POSIX timer