在操作系统中,中断是一种重要的机制,可以让系统在特定事件发生时,立即停止当前的任务,转而执行一个有高优先级的任务。而Linux操作系统也不例外,其中的Timer中断机制就起到了至关重要的作用。本文将,包括Timer的工作原理、Timer中断的相关概念和使用方法、以及Linux内核中Timer的实现方式。
Timer的工作原理
Timer是一种计时器,用于在特定时间后触发中断。Timer的工作原理主要包括定时器的创建、启动、停止和删除等几个环节。下面分别介绍一下这些环节。
创建定时器:在Linux中,使用struct timer_list结构体来表示定时器。当需要创建一个新的定时器时,需要先初始化一个timer_list类型的结构体,并且设置它的expired字段为定时器触发的绝对时间点,比如下面的代码:
struct timer_list my_timer;
init_timer(&my_timer);
my_timer.expires = jiffies + HZ; // HZ表示每秒钟中断的个数
启动定时器:启动定时器时,需要将定时器添加到内核中,以便在指定时间后执行回调函数。这可以通过使用add_timer函数来完成,如下所示:
add_timer(&my_timer);
停止定时器:当定时器已经启动后,需要在指定时间之前停止它时,可以使用del_timer函数来取消定时器,如下所示:
del_timer(&my_timer);
删除定时器:在定时器不再使用时,需要将其从内核中删除。可以使用del_timer_safe函数来删除定时器,如下所示:
del_timer_safe(&my_timer);
Timer中断的相关概念和使用方法
Timer中断是一种特殊的中断源,它能够让内核在指定的时间中断内核代码,并执行相应的回调函数。下面我们分别介绍一下Timer中断的相关概念和使用方法。
Timer中断的类型
在Linux中,Timer中断一共有4种类型:
1. 运行时定时器(Runtime Timer):在运行时就启动的定时器,一般用于延时响应等场景。
2. 重复定时器(Repeating Timer):每次定时周期结束后,会自动重新启动定时器。一般用于循环计时等场景。
3. 间隔定时器(Interval Timer):与重复定时器类似,但在定时周期结束后,会再延迟一定时间才重新启动。一般用于限流等场景。
4. 心跳定时器(Heartbeat Timer):特殊类型的重复定时器,它不仅在定时周期结束后重新启动,还会在每次定时周期开始时启动。一般用于周期性任务等场景。
Timer中断的使用方法
在Linux中,Timer中断的使用方法主要有两种:一种是通过编写内核模块来使用;另一种是通过用户空间的时间管理库(如libc)来使用。
在内核模块中使用Timer中断,可以使用sysfs,procfs等接口,将自己的定时器注册到系统中。下面是一个简单的内核模块例子:
#include
static struct timer_list my_timer;
static void my_timer_callback(unsigned long data)
{
printk(KERN_INFO “Timer fired\n”);
mod_timer(&my_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(1000));
}
static int __init my_timer_init(void)
{
printk(KERN_INFO “Install my_timer modulen”);
init_timer(&my_timer);
my_timer.function = my_timer_callback;
my_timer.data = 0;
my_timer.expires = jiffies + msecs_to_jiffies(1000);
add_timer(&my_timer);
return 0;
}
static void __exit my_timer_exit(void)
{
printk(KERN_INFO “Uninstall my_timer modulen”);
del_timer_sync(&my_timer);
}
module_init(my_timer_init);
module_exit(my_timer_exit);
在用户空间中使用Timer中断,则可以使用timer_create函数来创建一个新的定时器,然后使用timer_settime函数来启动定时器:
#include
static void my_timer_callback(sigval_t val)
{
printf(“Timer fired\n”);
}
int mn(int argc, char *argv[])
{
timer_t timerid;
struct sigevent sev;
struct itimerspec its = {0, 100000};
sev.sigev_notify = SIGEV_THREAD;
sev.sigev_notify_function = &my_timer_callback;
timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid);
timer_settime(timerid, 0, &its, NULL);
while (1)
{
printf(“Wting for timerinterrupt\n”);
sleep(1);
}
timer_delete(timerid);
}
Linux内核中Timer的实现方式
在Linux内核中,Timer的实现主要是通过软件中断来实现的。当Timer计时周期结束后,内核会通过调用do_timer函数来触发一次中断,从而调用所有已经超时的Timer的回调函数。具体在内核中,有两个重要的数据结构来管理Timer,分别为timer_list和hrtimer。
timer_list结构体是Linux内核中Timer的基础实现,用于表示一个Timer。hrtimer是timer_list的高分辨率版本,它支持子微秒级以上的分辨率,可以更准确地定时。
Timer在内核中的管理一般包括初始化、添加、删除和停止等操作。下面分别介绍一下这些操作的具体实现。
初始化:在内核模块中使用Timer时,可以使用init_timer函数完成Timer结构体的初始化。而hrtimer则支持自动初始化,只需要将数据对象设置为hrtimer结构体即可。
添加:在内核中,添加一个Timer节点到Timers链表中,可以使用add_timer函数来实现。而在hrtimer中,则需要先调用hrtimer_init函数初始化一个hrtimer结构体,然后在调用hrtimer_start函数启动定时器。
删除:在内核中删除Timer节点,首先需要调用del_timer函数来取消定时器的触发,然后调用timer_pending函数来检查是否仍然有Timer待处理。在hrtimer中,则可以通过调用hrtimer_cancel函数来删除Timer。
停止:当需要停止Timer时,在内核中可以使用del_timer_sync函数来保证Timer不被中断,即使Timer已经开始执行。在hrtimer中,则可以使用hrtimer_try_to_cancel函数来尝试停止Timer的触发。
本文深入解析了Linux中Timer中断机制的相关概念和使用方法,包括Timer的工作原理、Timer中断的相关概念和使用方法、以及Linux内核中Timer的实现方式。对于开发或运维Linux系统的人员,深入理解和掌握Timer中断机制是至关重要的,可以帮助他们更好地编写和优化自己的代码。
相关问题拓展阅读:
哈哈 这个问题也曾经折磨我很久 各种办法都不行缺亩粗 最后的解决的办法是 开BIOS 把什么APIC通通的关掉 然后就可伏镇以了 不过进Windows又得再进bios打开耐链 不然打不开windows的
方法1 :这时我们可以到windows 系统下的根目录下的boot/grub 文件夹中的menu.lst 里的kernel /vmlinuz 这一行最后添加noapic 就行了。
方法2 :在安装引导界面时看到grub 的启动菜单后按e ,在内核的选项中按照提示加上noapic 即:进入编辑状态在kernel 行上再按e ,然后把光标移到最后,如果最孙喊后有两个横线,即– ,就在此前加上noapic ,注意和前后已有的东西都要用空格隔开,如果没有两个横线,就直接加在最后,然后按esc 退出编辑状态,按b 即可启动。
方法3 :出现这种情况时按DEL+CTRL+ALT 重启,并按DEL 键进入到BIOS 界面,到POWER 下的APIC 选项,改为DISABLED ,然后重启就可以安装了。(但是改为该参数的话,启动不了Windows 系统,这时得把该值改为原来的ENABLED 值。)
如果安装完后,在启动时 还出现这物判样的问题则也通过上面的方法2,方法3来使系统正常启动并进入。进入后到/boot/grub/menu.lst 的kernel 内核这一行来的最后添加noapic 这个选项。(所有选项之间要有空则蚂野格)修改完毕之后再重新启动一下。应该就没有问题了。
如果你只是想用,而不是想找问题解决的话,你可以还原快照。
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新闻标题:深入解析LinuxTimer中断机制(linuxtimer中断)
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