Роберт Лав - Разработка ядра Linux

Ядро предоставляет системный вызов time() [58] ля некоторых аппаратных платформ функция sys_time() не реализована, а вместо этого она эмулируется библиотекой функций языка С на основании вызова gettimeofday() . , однако системный вызов gettimeofday()полностью перекрывает его возможности. Библиотека функций языка С также предоставляет другие функции, связанные с абсолютным временем, такие как ftime()и ctime().

Системный вызов settimeofday()позволяет установить абсолютное время в указанное значение. Для того чтобы его выполнить, процесс должен иметь возможность использования CAP_SYS_TIME.

Если не считать обновления переменной xtime, то ядро не так часто использует абсолютное время, как пространство пользователя. Одно важное исключение— это код файловых систем, который хранят в индексах файлов значения моментов времени доступа к файлам.

Таймеры (timers), или, как их еще иногда называют, динамические таймеры , или таймеры ядра , необходимы для управления ходом времени в ядре. Коду ядра часто необходимо откладывать выполнение некоторых функций на более позднее время. Здесь намеренно выбрано не очень четкое понятие " позже ". Назначение механизма нижних половин — это не задерживать выполнение, а не выполнять работу прямо сейчас . В связи с этим необходим инструмент, который позволяет задержать выполнение работы на некоторый интервал времени. Если этот интервал времени не очень маленький, но и не очень большой, то решение проблемы — таймеры ядра.

Таймеры очень легко использовать. Необходимо выполнить некоторые начальные действия, указать момент времени окончания ожидания, указать функцию, которая будет выполнена, когда закончится интервал времени ожидания, и активизировать таймер. Указанная функция будет выполнена, когда закончится интервал времени таймера. Таймеры не являются циклическими. Когда заканчивается интервал времени ожидания, таймер ликвидируется. Это одна из причин, почему таймеры называют динамическими [59] Другая причина состоит в том, что в ядрах старых версий (до 2.3) существовали статические таймеры. Такие таймеры создавались во время компиляции, а не во время выполнения. Они имели ограниченные возможности и из-за их отсутствия сейчас никто не огорчается. . Таймеры постоянно создаются и ликвидируются, на количество таймеров не существует ограничений. Использование таймеров очень популярно во всех частях ядра.

Таймеры представлены с помощью структур timer_list, которая определена в файле следующим образом.

struct timer_list {

struct list_head entry; /* таймеры хранятся в связанном списке */

unsigned long expires; /* время окончание срока ожидания в

импульсах системного таймера (jiffies) */

spinlock_t lock; /* блокировка для защиты данного таймера */

void (*function)(unsigned long); /*функция-обработчик таймера */

unsigned long data; /* единственный аргумент обработчика */

struct tvec_t_base_s *base; /* внутренние данные таймера, не трогать! */

};

К счастью, использование таймеров не требует глубокого понимания назначения полей этой структуры. На самом деле, крайне не рекомендуется использовать поля этой структуры не по назначению, чтобы сохранить совместимость с возможными будущими изменениями кода. Ядро предоставляет семейство интерфейсов для работы с таймерами, чтобы упростить эту работу. Все необходимые определения находятся в файле . Большинство реализаций находится в файле kernel/timers.

Первый шаг в создании таймера — это его объявление в следующем виде.

struct timer_list my_timer;

Далее должны быть инициализированы поля структуры, которые предназначены для внутреннего использования. Это делается с помощью вспомогательной функции перед вызовом любых функций, которые работают с таймером.

init_timer(&my_timer);

Далее необходимо заполнить все остальные поля структуры, например, следующим образом.

my_timer.expires = jiffies + delay; /* интервал времени таймера

закончится через delay импульсов */

my_timer.data = 0; /* в функцию-обработчик будет передан параметр,

равный нулю */

my_timer.function = my_function; /* функция, которая будет выполнена,

когда интервал времени таймера истечет */

Значение поля my_timer.expiresуказывает время ожидания в импульсах системного таймера (необходимо указывать абсолютное количество импульсов). Когда текущее значение переменной jiffiesстановится большим или равным значению поля my_timer.expires, вызывается функция-обработчик my_timer.functionс параметром my_timer.data. Как видно из описания структуры timer_list, функция-обработчик должна соответствовать следующему прототипу.