LinuxDriver - Timer

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内核定时器简介

定时器是我们在应用层编程经常使用的技术，在内核驱动中我们也会经常使用定时器，例如使用定时器来进行按键的消抖，这次我们就简单了解下 Linux 内核中的定时器。

内核使用下面的结构来描述一个定时器：

struct timer_list {
    struct list_head entry; 
	/* 定时时间 */
    unsigned long expires;
	/* 定时器回调函数 */
    void (*function)(unsigned long);
	/* 传递给定时器回调函数的参数 */
    unsigned long data; 
    struct tvec_base *base;
    /* ... */
};

我们只需要关心加上注释的 3 个参数即可。

使用内核定时器消抖

我们知道普通的机械按键在按下的过程中会存在抖动现象，会导致一个按键的中断被触发多次，我们可以通过定时器延时来解决这个问题。

下面是一个按键消抖的框架，其中在模块 init 函数中注册定时器到内核，按键的中断处理来更新并启动定时器，定时器回调函数来处理实际的按键逻辑，在模块 exit 函数中删除定时器，同时需要一个全局指针来传递中断处理函数和定时器回调函数的参数。

/* 定时器所在的头文件 */
#include <linux/timer.h>

/* 动态定义一个定时器结构 */
struct timer_list my_timer;
/* 声明定时器的回调函数 */
void timer_fun(unsigned long data);

/* 参数指针 */
static volatile int *timer_data = NULL;

/*
 * 按键中断处理，将定时器延时 10 ms 后执行回调函数
 */
irqreturn_t key1_handler(int irq, void *dev_id)
{
	printk(KERN_DEBUG "key1_handler\n");
	/* 接受中断的参数 */
	timer_data = (volatile int *)dev_id;
	
	/* Delay 10ms, jiffies 一秒内增加的值为 HZ, 所以 HZ / 100 就相当于 1000 / 100 = 10 ms，即延时时间是 10 ms，你也可以自行设定 */
	mod_timer(&my_timer, jiffies + HZ / 100);

	return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

/*
 * Timer function
 */
void timer_fun(unsigned long data)
{
	/* 在模块 init 函数中第一次 add_timer 会自动调用一次定时器的回调函数，这里进行相应的处理 */
	if (NULL == timer_data)
	{
		printk(KERN_DEBUG "******First time_fun******\n");
		return;
	}	
	
	printk(KERN_DEBUG "------timer_fun------\n");
	
	/* 下面的逻辑即为中断处理中的逻辑 */
	volatile int *tmp_press_cnt = timer_data;
	*tmp_press_cnt += 1;

	ev_press = 1;
	wake_up_interruptible(&key_wait_queue);
	
	kill_fasync(&key_async, SIGIO, POLLIN);

	return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}


/*
 * Module init
 */
static int __init mykey_int_init(void)
{
	key_create_device();

	/* 初始化定时器 */
	init_timer(&my_timer);
	/* 设置回调函数 */
	my_timer.function = timer_fun;
	
	/* expires 没有配置时默认值是 0， 因为我们是进行按键的消抖动，所以这里不需要赋值 */
	
	/* 向内核注册定时器 */
	add_timer(&my_timer);

	printk(KERN_DEBUG DEV_NAME "\tmykey_int_init ok!\n");
	return 0;
}



/*
 * Module exit
 */
static void __exit mykey_int_exit(void)
{
	key_destroy_device();
	/* 删除定时器 */
	del_timer(&my_timer);
	printk(KERN_DEBUG DEV_NAME "\tmykey_int_exit ok!\n");
}

总结

当你将这个框架应用到实际的代码中时，你按下按键时如果按键发生了抖动，那么在中断处理程序中的打印信息会打印多次，而定时器处理中的打印信息只会打印一次，说明我们的按键消抖成功，即实际的中断处理的逻辑代码只会被调用一次。