タイマーによって、我々は、将来の特定の時間に特定のアクションを実行するためにコンピュータを制御することができます。従来のタイマクロックは、時間単位として（ジフィー）をマダニ、それは、より低い精度（例えばHZ = 1000、1ミリ秒の精度のために）、我々はまた、タイマーの精度が低い呼を有しています。
1.タイマーを初期化します
私たちは、概要で導入init_timerでタイマーカーネルを初期化していた、3つの最も重要な情報でタイマーがある：成熟度、有効期限処理機能、期限切れ処理関数パラメータ。タイマーとマクロ構造の構造体timer_list init_timer（構造体タイマは、より適切な名前であってもよい）は、以下のように定義されます。
linux/include/linux/timer.h:
#define init_timer(timer)
__init_timer((timer), 0)
#define __init_timer(_timer, _flags)
init_timer_key((_timer), (_flags), NULL, NULL)
struct timer_list {
/*
* All fields that change during normal runtime grouped to the
* same cacheline
*/
struct list_head entry; /*用于将当前定时器挂到CPU的tvec_base链表中*/
unsigned long expires; /*定时器到期时间*/
struct tvec_base *base; /*定时器所属的tvec_base*/
void (*function)(unsigned long); /*到期处理函数*/
unsigned long data; /*到期处理函数的参数*/
int slack; /*允许的偏差值*/
...
};
実装init_timer_key、CPUの初期化動作を実行するためにタイマー構造をtvec_baseを指します。各CPUコアは、各CPU上のタイマに関連するグローバル情報を記録するために使用される構造体tvec_baseオブジェクトを、（我々は次のセクションで詳細に説明する）が割り当てられます。
linux/kernel/timer.c:
/**
* init_timer_key - initialize a timer
* @timer: the timer to be initialized
* @flags: timer flags
* @name: name of the timer
* @key: lockdep class key of the fake lock used for tracking timer
* sync lock dependencies
*
* init_timer_key() must be done to a timer prior calling *any* of the
* other timer functions.
*/
void init_timer_key(struct timer_list *timer, unsigned int flags,
const char *name, struct lock_class_key *key)
{
debug_init(timer);
do_init_timer(timer, flags, name, key);
}
static void do_init_timer(struct timer_list *timer, unsigned int flags,
const char *name, struct lock_class_key *key)
{
struct tvec_base *base = __raw_get_cpu_var(tvec_bases);
timer->entry.next = NULL;
timer->base = (void *)((unsigned long)base | flags);
timer->slack = -1;
...
}
struct tvec_base {
spinlock_t lock; /*同步当前tvec_base的链表操作*/
struct timer_list *running_timer; /*正在运行(到期触发)的定时器*/
unsigned long timer_jiffies; /*用于判断定时器是否到期的当前时间，通常和系统的jiffies值相等*/
unsigned long next_timer; /*下一个到期的定时器的到期时间*/
unsigned long active_timers; /*激活的定时器的个数*/
struct tvec_root tv1; /*tv1~tv5是用于保存已添加定时器的链表，也称为时间轮*/
struct tvec tv2;
struct tvec tv3;
struct tvec tv4;
struct tvec tv5;
} ____cacheline_aligned;
/*
* per-CPU timer vector definitions:
*/
#define TVN_BITS (CONFIG_BASE_SMALL ? 4 : 6)
#define TVR_BITS (CONFIG_BASE_SMALL ? 6 : 8)
#define TVN_SIZE (1 << TVN_BITS)
#define TVR_SIZE (1 << TVR_BITS)
#define TVN_MASK (TVN_SIZE - 1)
#define TVR_MASK (TVR_SIZE - 1)
#define MAX_TVAL ((unsigned long)((1ULL << (TVR_BITS + 4*TVN_BITS)) - 1))
struct tvec {
struct list_head vec[TVN_SIZE];
};
struct tvec_root {
struct list_head vec[TVR_SIZE];
};
2.タイマーを追加します。
add_timerでtvec_baseのリストラウンドCPU時間を実行するためにタイマーを追加します。次のようにコアは、それぞれタイマーリストに配列の5つのレベルを連結タイマ満了時間jiffy単位は（小さい方の値が以前の有効期限が切れる）、現在の時刻との差に応じて、低レベルのリストは、以前に満了します表：
| 配列リスト | 時差 |
|---|---|
| TV1 | 0-255（2 ^ 8） |
| TV2 | 256から16383（2 ^ 14） |
| TV3 | 16384-1048575（2 ^ 20） |
| TV4 | 1048576-67108863（2 ^ 26） |
| TV5 | 67108864から4294967295（2 ^ 32） |
配列のサイズは、TV1 TVR_SIZE、TV2 TV3 TV4 TV5配列サイズは、設定項目に応じてTVN_SIZE、CONFIG_BASE_SMALLでされ、彼らは異なるサイズを有します。デフォルトでは、TVN_SIZEサイズは16で、時間TVR_SIZEサイズは64で、それはメモリ空間を節約したい場合には、TVN_SIZEサイズは64で、TVR_SIZEサイズは256で、CONFIG_BASE_SMALLを有効にCONFIG_BASE_SMALLを有効にすることができません以下の議論はCONFIG_BASE_SMALLの状況を作ることができない私に基づいています。新しいタイマーを追加するときに、タイマーの差分値に応じて、システムはタイマーを決定するために、jiffy単位のtimer_jiffiesフィールドを満了するTV5にTV1に配置された端の配列、システムのすべての下記に示すような構造のタイマー：
ビューのadd_timerコードの実装の観点から、それは最終的にはタイマーと差がで適切なリストに追加された時間に応じて__internal_add_timer呼び出します。
linux/kernel/timer.c:
static void
__internal_add_timer(struct tvec_base *base, struct timer_list *timer)
{
unsigned long expires = timer->expires;
unsigned long idx = expires - base->timer_jiffies; /*idx即为时间差*/
struct list_head *vec;
if (idx < TVR_SIZE) {
int i = expires & TVR_MASK; /*以超时时间(而非时间差idx)作为索引寻找对应的链表，方便后续的超时处理*/
vec = base->tv1.vec + i;
} else if (idx < 1 << (TVR_BITS + TVN_BITS)) {
int i = (expires >> TVR_BITS) & TVN_MASK;
vec = base->tv2.vec + i;
} else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) {
int i = (expires >> (TVR_BITS + TVN_BITS)) & TVN_MASK;
vec = base->tv3.vec + i;
} else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) {
int i = (expires >> (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
vec = base->tv4.vec + i;
} else if ((signed long) idx < 0) {
/*
* Can happen if you add a timer with expires == jiffies,
* or you set a timer to go off in the past
*/
vec = base->tv1.vec + (base->timer_jiffies & TVR_MASK);
} else {
int i;
/* If the timeout is larger than MAX_TVAL (on 64-bit
* architectures or with CONFIG_BASE_SMALL=1) then we
* use the maximum timeout.
*/
if (idx > MAX_TVAL) {
idx = MAX_TVAL;
expires = idx + base->timer_jiffies;
}
i = (expires >> (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
vec = base->tv5.vec + i;
}
/*
* Timers are FIFO:
*/
list_add_tail(&timer->entry, vec);
}
3.トリガタイマ
セクション割り込みクロックでは、我々は毎回割り込み地元のタイマーを扱うときに処理がrun_local_timers呼び出されます言及しました。
linux/kernel/timer.c:
/*
* Called by the local, per-CPU timer interrupt on SMP.
*/
void run_local_timers(void)
{
...
raise_softirq(TIMER_SOFTIRQ); /*最终在中断返回时进入软中断处理函数run_timer_softirq*/
}
/*
* This function runs timers and the timer-tq in bottom half context.
*/
static void run_timer_softirq(struct softirq_action *h)
{
struct tvec_base *base = __this_cpu_read(tvec_bases);
...
if (time_after_eq(jiffies, base->timer_jiffies)) /*实际当前时间晚于base中记录的当前时间，说明需要更新base中时间或者有定时器到期*/
__run_timers(base);
}
処理ロジックタイマーが切れる、プロセスは、リストがすべてTV1空の場合は、必ずTV1における最初のタイマーであるし、リストから移動し、TV1のTV2に追加し直す; TV1とTV2が空の場合、その後からようにと、携帯TV1およびTV2のリストに再追加TV3。コードは次のように実装されています。
linux/kernel/timer.c:
/**
* __run_timers - run all expired timers (if any) on this CPU.
* @base: the timer vector to be processed.
*
* This function cascades all vectors and executes all expired timer
* vectors.
*/
static inline void __run_timers(struct tvec_base *base)
{
struct timer_list *timer;
spin_lock_irq(&base->lock);
while (time_after_eq(jiffies, base->timer_jiffies)) {
struct list_head work_list;
struct list_head *head = &work_list;
int index = base->timer_jiffies & TVR_MASK; /*以base中的当前时间为索引取出已到期的定时器*/
大专栏 【时间子系统】四、低精度定时器span>/*
* Cascade timers:
*/
/*如果低级链表为空，则从高级别链表中移动添加到低级别中*/
if (!index &&
(!cascade(base, &base->tv2, INDEX(0))) &&
(!cascade(base, &base->tv3, INDEX(1))) &&
!cascade(base, &base->tv4, INDEX(2)))
cascade(base, &base->tv5, INDEX(3));
++base->timer_jiffies; /*累加base中当前时间*/
list_replace_init(base->tv1.vec + index, &work_list);
/*处理已到期的定时期的回调函数*/
while (!list_empty(head)) {
void (*fn)(unsigned long);
unsigned long data;
bool irqsafe;
timer = list_first_entry(head, struct timer_list,entry);
fn = timer->function;
data = timer->data;
irqsafe = tbase_get_irqsafe(timer->base);
timer_stats_account_timer(timer);
base->running_timer = timer;
detach_expired_timer(timer, base);
if (irqsafe) {
spin_unlock(&base->lock);
call_timer_fn(timer, fn, data);
spin_lock(&base->lock);
} else {
spin_unlock_irq(&base->lock);
call_timer_fn(timer, fn, data);
spin_lock_irq(&base->lock);
}
}
}
base->running_timer = NULL;
spin_unlock_irq(&base->lock);
}
#define INDEX(N) ((base->timer_jiffies >> (TVR_BITS + (N) * TVN_BITS)) & TVN_MASK)
static int cascade(struct tvec_base *base, struct tvec *tv, int index)
{
/* cascade all the timers from tv up one level */
struct timer_list *timer, *tmp;
struct list_head tv_list;
list_replace_init(tv->vec + index, &tv_list);
/*
* We are removing _all_ timers from the list, so we
* don't have to detach them individually.
*/
list_for_each_entry_safe(timer, tmp, &tv_list, entry) {
BUG_ON(tbase_get_base(timer->base) != base);
/* No accounting, while moving them */
__internal_add_timer(base, timer);
}
return index;
}
指定してください再現：ウーさんのブログ >> [時間] 4つのサブシステムを、低精度のタイマー