Linux下的hrtimer高精度定时器【转】

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hrtimer高精度定时器的interval由ktime_set(const long secs, const unsigned long nsecs)决定，可做到ns级。此处的例子为5ms interval：

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1. #include <linux/kernel.h>
2. #include <linux/module.h>
3. #include <linux/hrtimer.h>
4. #include <linux/ktime.h>
5. MODULE_LICENSE("GPL");
6. static struct hrtimer hr_timer;
7. static struct work_struct wq_hrtimer;
8. static ktime_t ktime;
9. static unsigned int interval=5000; /* unit: us */
10. struct timespec uptimeLast;
11. static unsigned int count=0;
12. #define COUNT_INTERVAL 4000
13. unsigned long long diff_tv(struct timespec start, struct timespec end) {
14. return (end.tv_sec-start.tv_sec)*1000000000+(end.tv_nsec-start.tv_nsec);
15. }
16. enum hrtimer_restart my_hrtimer_callback( struct hrtimer *timer )
17. {
18. schedule_work(&wq_hrtimer);
19. return HRTIMER_NORESTART;
20. }
21. static void wq_func_hrtimer(struct work_struct *work)
22. {
23. struct timespec uptime;
24. hr_timer.function = my_hrtimer_callback;
25. ktime = ktime_set( interval/1000000, (interval%1000000)*1000 );
26. hrtimer_start(&hr_timer, ktime, HRTIMER_MODE_REL );
27. /* print time every COUNT_INTERVAL*interval second*/
28. if(count%COUNT_INTERVAL==0)
29. {
30. do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
31. printk(KERN_INFO"hrtimer:%9lu sec, %9lu ns, interval_delay=%lu ns\n",
32. (unsigned long) uptime.tv_sec, uptime.tv_nsec,
33. (unsigned long)(diff_tv(uptimeLast, uptime)-interval*1000*COUNT_INTERVAL) \
34. /COUNT_INTERVAL);
35. uptimeLast=uptime;
36. }
37. count++;
38. }
39. static int __init module_hrtimer_init( void )
40. {
41. struct timespec uptime;
42. printk(KERN_INFO"HR Timer module installing\n");
43. hrtimer_init( &hr_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL );
44. ktime = ktime_set( interval/1000000, (interval%1000000)*1000 );
45. hr_timer.function = my_hrtimer_callback;
46. hrtimer_start( &hr_timer, ktime, HRTIMER_MODE_REL );
47. do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
48. uptimeLast = uptime;
49. printk(KERN_INFO"hrtimer:%9lu sec, %9lu ns\n", (unsigned long) uptime.tv_sec,
50. uptime.tv_nsec );
51. INIT_WORK(&wq_hrtimer, wq_func_hrtimer);
52. return 0;
53. }
54. static void __exit module_hrtimer_exit( void )
55. {
56. int ret;
57. ret = hrtimer_cancel( &hr_timer );
58. if (ret)
59. printk("The timer was still in use...\n");
60. printk("HR Timer module uninstalling\n");
61. return;
62. }
63. module_init(module_hrtimer_init);
64. module_exit(module_hrtimer_exit);

如果在my_hrtimer_callback()里面直接返回HRTIMER_RESTART会导致立即重新进入my_hrtimer_callback()。这时shell对输入没有任何响应。

所以为了解决这个问题，创建了一个work queue，由my_hrtimer_callback() enqueue这个工作队列。在work queue的处理函数里面重启hrtimer。

但是这样带来的负面影响是进入hrtimer_callback和wq_func被调用之间有Linux系统调度引入的延迟，导致interval出现误差。经过实测，在ZC706缺省配置下，这个延迟大约是17.5us (hrtimer interval为5ms，每20秒计算一次interval误差)。

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1. [email protected]:~/nfs/hrtimer# insmod hrtimer.ko
2. HR Timer module installing
3. hrtimer:    2900 sec, 993366078 ns
4. hrtimer:    2900 sec, 998395278 ns, interval_delay=369966 ns
5. hrtimer:    2921 sec,  69525447 ns, interval_delay=17782 ns
6. hrtimer:    2941 sec, 139764655 ns, interval_delay=17559 ns
7. hrtimer:    2961 sec, 210029519 ns, interval_delay=17566 ns
8. hrtimer:    2981 sec, 280465631 ns, interval_delay=17609 ns
9. hrtimer:    3001 sec, 350677038 ns, interval_delay=17552 ns
10. hrtimer:    3021 sec, 420625114 ns, interval_delay=17487 ns
11. hrtimer:    3041 sec, 490744847 ns, interval_delay=17529 ns