Linux内核系统定时器TIMER实现过程分析

Linux系统定时器，在内核中扮演着重要角色。内核的许多重要实现如任务调度，工作队列等均以系统定时器关系密切。系统定时器能以可编程的频率中断处理，这一中断叫做软中断。此频率即为每秒的定时器节拍数HZ。HZ的越大，说明定时器节拍越小，线程调度的准确性会越高。但HZ设得过大，对一个系统来说并不好，会导CPU开销过大，反而造成任务调度效率降低。滴答jiffies 变量记录系统启动以来，系统定时器已经触发的次数。也就是说每过一秒jiffies的增量为HZ，一般HZ=100，HZ是可以配置的，在S3C2440 arm linux中配置为200.

下面基于Linux2.6.30.4源码来探讨其实现原理及其过程。

要理解系统定时器实现原理，先来看看关系到系统定时器的各种数据结构，其具体的描述参数。

结构体structtimer_list来描述timer的参数，其数据结构如下：

[cpp]

struct timer_list {
structlist_head entry; //timer双向链表
unsignedlong expires; //timer超时变量
void(*function)(unsigned long); //timer超时回调函数 www.linuxidc.com
unsignedlong data; //传递给回调函数的数据，也就是定时器数据
struct tvec_base *base; //timer base向量表用于timer_list的挂载和链表管理
//timer的一些扩展参数
#ifdef CONFIG_TIMER_STATS
void*start_site;
charstart_comm[16];
intstart_pid;
#endif
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
structlockdep_map lockdep_map;
#endif
};

其中：

[cpp]

list_entry结构：
struct list_head {
structlist_head *next, *prev;
};
tevc_base的结构：
struct tvec_base {
spinlock_tlock; //自旋锁lock
structtimer_list *running_timer; //指向已经挂载进来的timer_list
unsignedlong timer_jiffies; //timer jiffies用于记录定时器当前jiffies
structtvec_root tv1; //5组tvec_base,从tv1~tv5，成员数各不相同
structtvec tv2; //其成员数TVR_SIZE,TVN_SIZE决定
structtvec tv3;
structtvec tv4;
structtvec tv5;
} ____cacheline_aligned;
#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)
struct tvec {
structlist_head vec[TVN_SIZE]; // tv2~t5个数为64的数组
};
struct tvec_root {
structlist_head vec[TVR_SIZE]; //tv1个数为256的数组
};

Linux内核系统定时器TIMER实现过程分析

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