文章目录
- 一、不同点
- 二、v3s定时器参考驱动
- 三、编写实验测试
- 1. 驱动程序
- 2. 应用程序
- 3. 运行测试
在之前我们在学习阿尔法开发板的时候编写过这个是实验,那么为什么又要重新写一篇文章呢?
这是因为在v3S的开发板上,软件定时器和一般的定时器稍微有点不同。
一、不同点
一般定时器结构体:
struct timer_list {
/*
* All fields that change during normal runtime grouped to
* the same cacheline
*/
struct hlist_node entry;
unsigned long expires;
void (*function)(unsigned long);
unsigned long data;
u32 flags;
int slack;
#ifdef CONFIG_TIMER_STATS
int start_pid;
void *start_site;
char start_comm[16];
#endif
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
struct lockdep_map lockdep_map;
#endif
};
v3S定时器结构体:
struct timer_list {
/*
* All fields that change during normal runtime grouped to the
* same cacheline
*/
struct hlist_node entry;
unsigned long expires;
void (*function)(struct timer_list *);
u32 flags;
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
struct lockdep_map lockdep_map;
#endif
};
可以看出,v3s的定时器结构体少了一部分东西。
二、v3s定时器参考驱动
因为链接是github上的,网络有时候可能进不去,不方便随时查看,这里贴出来。
// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
* hangcheck-timer.c
*
* Driver for a little io fencing timer.
*
* Copyright (C) 2002, 2003 Oracle. All rights reserved.
*
* Author: Joel Becker <joel.becker@oracle.com>
*/
/*
* The hangcheck-timer driver uses the TSC to catch delays that
* jiffies does not notice. A timer is set. When the timer fires, it
* checks whether it was delayed and if that delay exceeds a given
* margin of error. The hangcheck_tick module parameter takes the timer
* duration in seconds. The hangcheck_margin parameter defines the
* margin of error, in seconds. The defaults are 60 seconds for the
* timer and 180 seconds for the margin of error. IOW, a timer is set
* for 60 seconds. When the timer fires, the callback checks the
* actual duration that the timer waited. If the duration exceeds the
* allotted time and margin (here 60 + 180, or 240 seconds), the machine
* is restarted. A healthy machine will have the duration match the
* expected timeout very closely.
*/
#include <linux/module.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/reboot.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/sysrq.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/hrtimer.h>
#define VERSION_STR "0.9.1"
#define DEFAULT_IOFENCE_MARGIN 60 /* Default fudge factor, in seconds */
#define DEFAULT_IOFENCE_TICK 180 /* Default timer timeout, in seconds */
static int hangcheck_tick = DEFAULT_IOFENCE_TICK;
static int hangcheck_margin = DEFAULT_IOFENCE_MARGIN;
static int hangcheck_reboot; /* Defaults to not reboot */
static int hangcheck_dump_tasks; /* Defaults to not dumping SysRQ T */
/* options - modular */
module_param(hangcheck_tick, int, 0);
MODULE_PARM_DESC(hangcheck_tick, "Timer delay.");
module_param(hangcheck_margin, int, 0);
MODULE_PARM_DESC(hangcheck_margin, "If the hangcheck timer has been delayed more than hangcheck_margin seconds, the driver will fire.");
module_param(hangcheck_reboot, int, 0);
MODULE_PARM_DESC(hangcheck_reboot, "If nonzero, the machine will reboot when the timer margin is exceeded.");
module_param(hangcheck_dump_tasks, int, 0);
MODULE_PARM_DESC(hangcheck_dump_tasks, "If nonzero, the machine will dump the system task state when the timer margin is exceeded.");
MODULE_AUTHOR("Oracle");
MODULE_DESCRIPTION("Hangcheck-timer detects when the system has gone out to lunch past a certain margin.");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_VERSION(VERSION_STR);
/* options - nonmodular */
#ifndef MODULE
static int __init hangcheck_parse_tick(char *str)
{
int par;
if (get_option(&str,&par))
hangcheck_tick = par;
return 1;
}
static int __init hangcheck_parse_margin(char *str)
{
int par;
if (get_option(&str,&par))
hangcheck_margin = par;
return 1;
}
static int __init hangcheck_parse_reboot(char *str)
{
int par;
if (get_option(&str,&par))
hangcheck_reboot = par;
return 1;
}
static int __init hangcheck_parse_dump_tasks(char *str)
{
int par;
if (get_option(&str,&par))
hangcheck_dump_tasks = par;
return 1;
}
__setup("hcheck_tick", hangcheck_parse_tick);
__setup("hcheck_margin", hangcheck_parse_margin);
__setup("hcheck_reboot", hangcheck_parse_reboot);
__setup("hcheck_dump_tasks", hangcheck_parse_dump_tasks);
#endif /* not MODULE */
#define TIMER_FREQ 1000000000ULL
/* Last time scheduled */
static unsigned long long hangcheck_tsc, hangcheck_tsc_margin;
static void hangcheck_fire(struct timer_list *);
static DEFINE_TIMER(hangcheck_ticktock, hangcheck_fire);
static void hangcheck_fire(struct timer_list *unused)
{
unsigned long long cur_tsc, tsc_diff;
cur_tsc = ktime_get_ns();
if (cur_tsc > hangcheck_tsc)
tsc_diff = cur_tsc - hangcheck_tsc;
else
tsc_diff = (cur_tsc + (~0ULL - hangcheck_tsc)); /* or something */
if (tsc_diff > hangcheck_tsc_margin) {
if (hangcheck_dump_tasks) {
printk(KERN_CRIT "Hangcheck: Task state:\n");
#ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
handle_sysrq('t');
#endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
}
if (hangcheck_reboot) {
printk(KERN_CRIT "Hangcheck: hangcheck is restarting the machine.\n");
emergency_restart();
} else {
printk(KERN_CRIT "Hangcheck: hangcheck value past margin!\n");
}
}
#if 0
/*
* Enable to investigate delays in detail
*/
printk("Hangcheck: called %Ld ns since last time (%Ld ns overshoot)\n",
tsc_diff, tsc_diff - hangcheck_tick*TIMER_FREQ);
#endif
mod_timer(&hangcheck_ticktock, jiffies + (hangcheck_tick*HZ));
hangcheck_tsc = ktime_get_ns();
}
static int __init hangcheck_init(void)
{
printk("Hangcheck: starting hangcheck timer %s (tick is %d seconds, margin is %d seconds).\n",
VERSION_STR, hangcheck_tick, hangcheck_margin);
hangcheck_tsc_margin =
(unsigned long long)hangcheck_margin + hangcheck_tick;
hangcheck_tsc_margin *= TIMER_FREQ;
hangcheck_tsc = ktime_get_ns();
mod_timer(&hangcheck_ticktock, jiffies + (hangcheck_tick*HZ));
return 0;
}
static void __exit hangcheck_exit(void)
{
del_timer_sync(&hangcheck_ticktock);
printk("Hangcheck: Stopped hangcheck timer.\n");
}
module_init(hangcheck_init);
module_exit(hangcheck_exit);
三、编写实验测试
1. 驱动程序
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
/**
* file name:timer
* date: 2021-08-31 21:13
* version:1.0
* author:luatao
* describe:timer device drive
*/
#define TIMER_CNT 1 /* 设备号个数 */
#define TIMER_NAME "timer" /* 设备名*/
#define LEDOFF 1 /* 关灯 */
#define LEDON 0 /* 开灯 */
#define CLOSE_CMD (_IO(0XEF, 0x1)) /* 关闭定时器 */
#define OPEN_CMD (_IO(0XEF, 0x2)) /* 打开定时器 */
#define SETPERIOD_CMD (_IO(0XEF, 0x3)) /* 设置定时器周期指令 */
/* 设备结构体 自定义 */
struct timer_dev{
dev_t devid; /*设备号 */
struct cdev cdev; /* cdev */
struct class *class; /* 类*/
struct device *device; /* 设备 */
int major; /* 主设备号 */
int minor; /* 次设备号 */
struct device_node *nd; /* 设备节点 */
int led_gpio; /* timer所使用的GPIO编号 */
int timeperiod; /* 定时周期,单位为ms*/
// struct timer_list timer; /* 定义一个定时器 */
spinlock_t lock; /* 自旋锁 */
};
/* 定义一个设备结构体 */
struct timer_dev timer; /* timer 设备 */
/* 定义定时器和回调函数 */
static void timer_function(struct timer_list *);
static DEFINE_TIMER(Timer, timer_function); // Timer:是一个定时器对象 timer_function:回调函数
/* 定时器回掉函数 */
void timer_function(struct timer_list * arg)
{
static int sta = 1; // LED灯的状态
int timeperiod; // 定时器周期
unsigned long flags; // 中断标志
sta = !sta; // led状态翻转
gpio_set_value(timer.led_gpio, sta);
/* 重启定时器 */
spin_lock_irqsave(&timer.lock, flags); // 保存中断 上锁
timeperiod = timer.timeperiod; // 获取当前设置的周期
spin_unlock_irqrestore(&timer.lock, flags); // 恢复中断 并解锁
mod_timer(&Timer, jiffies + msecs_to_jiffies(timeperiod)); // 设置定时器新的定时时间
}
/* 打开设备 */
static int timer_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &timer; /* 设置私有数据 */
/* 设置默认定时 周期 */
timer.timeperiod = 1000; // 默认为1s
printk("timer open!\r\n");
return 0;
}
/* 控制设备 */
static long timer_unlock_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
int timeperiod; // 周期
unsigned long flags; // 中断标志
struct timer_dev *dev = filp->private_data;
switch(cmd){
case CLOSE_CMD: /* 关闭定时器 */
del_timer_sync(&Timer); // 等待当前定时时间完成之后关闭定时器
break;
case OPEN_CMD: /* 打开定时器 */
spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags); // 保存中断 上锁
timeperiod = dev->timeperiod; // 获取当前设置的周期
spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags); // 恢复中断 并解锁
mod_timer(&Timer, jiffies + msecs_to_jiffies(timeperiod)); // 设置定时器新的定时时间
break;
case SETPERIOD_CMD: /* 设置定时器周期 */
spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags); // 保存中断 上锁
dev->timeperiod = arg; // 设置周期
spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags); // 恢复中断 并解锁
mod_timer(&Timer, jiffies + msecs_to_jiffies(arg)); // 设置定时器新的定时时间
break;
default:
break;
}
return 0 ;
}
/* 释放设备 */
static int timer_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("timer release!\r\n");
return 0;
}
/* 设备操作函数结构体 */
static struct file_operations timer_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = timer_open,
.unlocked_ioctl = timer_unlock_ioctl,
.release = timer_release,
};
/* 驱动入口函数 */
static int __init timer_init(void)
{
int ret; // 返回值
/* 初始化自旋锁 */
spin_lock_init(&timer.lock);
/* 获取设备数中的属性数据 */
/* 1. 获取设备节点 /led*/
timer.nd = of_find_node_by_path("/leds/blue_led"); // 通过绝对路径查找设备节点
if(timer.nd == NULL){
printk("led node no find!\r\n");
return -EINVAL; /* 无效参数 不知道这个返回值是啥意思,我觉得返回一个负数就可以,这个值是23,不知道有没有处理*/
}
/* 2. 获取设备树中的gpio属性 得到gpioled所使用的gpio编号 */
timer.led_gpio = of_get_named_gpio(timer.nd, "gpios", 0);
if(timer.led_gpio < 0 ){
printk("can't get led-gpio\r\n");
return -EINVAL; /* 无效参数 不知道这个返回值是啥意思,我觉得返回一个负数就可以,这个值是23,不知道有没有处理*/
}
printk("led-gpio num = %d \r\n", timer.led_gpio); // 打印获取的led-gpio属性值
/* 申请IO */
ret = gpio_request(timer.led_gpio, "led0");
if(ret != 0){
printk("gpio request failed!\r\n");
}
/* 3. 设置GPIO1_IO03为输出,并且输出高电平,默认关闭led灯 */
ret = gpio_direction_output(timer.led_gpio, 1);
if(ret < 0){
printk("can't set gpio!\r\n");
}
/* 注册字符设备驱动 */
/* 1. 创建设备号 */
if(timer.major){ // 定义了设备号
timer.devid = MKDEV(timer.major, 0 ); // 根据主设备号和次设备号合成设备号
register_chrdev_region(timer.devid, TIMER_CNT, TIMER_NAME); // 注册设备号
}else{ // 没有定义设备号 动态生成
alloc_chrdev_region(&timer.devid,0,TIMER_CNT, TIMER_NAME ); // 申请设备号
timer.major = MAJOR(timer.devid); // 获取主设备号
timer.minor = MINOR(timer.devid); // 获取次设备号
}
printk("timer major = %d,minor = %d\r\n",timer.major, timer.minor); // 打印主设备号和次设备号
/* 2. 初始化 cdev */
timer.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&timer.cdev, &timer_fops); // 初始化cdev
/* 3. 添加cdev */
cdev_add(&timer.cdev, timer.devid, TIMER_CNT ); // 向linux系统添加cdev
/* 自动创建设备节点文件 */
/* 4. 创建类 */
timer.class = class_create(THIS_MODULE, TIMER_NAME); // 创建类
if(IS_ERR(timer.class)){
return PTR_ERR(timer.class);
}
/* 5. 创建设备 */
timer.device = device_create(timer.class, NULL, timer.devid, NULL, TIMER_NAME);
if(IS_ERR(timer.device)){
return PTR_ERR(timer.device);
}
return 0;
}
/* 驱动出口函数 */
static void __exit timer_exit(void)
{
/* 释放IO */
gpio_set_value(timer.led_gpio ,1) ; // 关闭LED
gpio_free(timer.led_gpio);
/* 删除定时器 */
del_timer_sync(&Timer); // 删除timer
/* 注销字符设备驱动 */
cdev_del(&timer.cdev); /* 删除 cdev */
unregister_chrdev_region(timer.devid, TIMER_CNT ); /* 注销设备号 */
device_destroy(timer.class, timer.devid); /* 注销设备 */
class_destroy(timer.class); /* 注销类 */
printk("timer drive unregsister ok !\r\n");
}
/* 加载驱动入口和出口函数 */
module_init(timer_init);
module_exit(timer_exit);
/* LICENSE 和 AUTHOR 信息*/
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("luatao");
2. 应用程序
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
/**
* file name:timerApp
* date: 2021-08-31 21:40
* version:1.0
* author:luatao
* describe:定时器测试APP
* 执行命令:./timerApp
*/
#define CLOSE_CMD (_IO(0XEF, 0x1)) /* 关闭定时器 */
#define OPEN_CMD (_IO(0XEF, 0x2)) /* 打开定时器 */
#define SETPERIOD_CMD (_IO(0XEF, 0x3)) /* 设置定时器周期指令 */
/* 主程序 */
int main(int argc, char *argv[])
{
char *filename; // 可执行文件名
int fd,ret; // fd: 文件句柄 ret:函数操作返回值
unsigned int cmd =0 ,arg = 0; // cmd:输入的命令 arg: 要设置的周期值 也就是定时时间
unsigned char str[100];
/* 先判断输入的参数 */
if(argc != 2){ // 本身文件名带1个 执行文件1个
printf("parameter error!\r\n");
return -1;
}
/* 分析参数 ,提取有用的信息 */
filename = argv[1]; // 可执行文件名
/* 打开key文件 */
fd = open(filename, O_RDWR); // 可读可写
if(fd < 0){
printf("can't open file:%s\r\n",filename);
return -1;
}
/* 循环操作定时器*/
while(1){
printf("Input CMD:");
ret = scanf("%d", &cmd); // 输入一个命令
if(ret != 1){ // 参数输入错误
fgets(str,100, stdin); // 接收一个字符串 防止卡死
}
/* 判断执行什么命令 */
switch(cmd){
case 1:
cmd = CLOSE_CMD; // 关闭定时器
break;
case 2:
cmd = OPEN_CMD; // 打开定时器
break;
case 3:
cmd = SETPERIOD_CMD; // 设置定时器周期
printf("input timer period:");
ret = scanf("%d",&arg);
if(ret != 1){
fgets(str,100, stdin); // 接收一个字符串 防止卡死
}
}
ioctl(fd,cmd, arg); /* 控制定时器*/
}
/* 关闭文件 */
ret = close(fd);
if(ret < 0){
printf("can't close file %s \r\n", filename);
return -1;
}
return 0;
}
3. 运行测试
按下面的步骤可以看出效果。
输入“2”,打开定时器,此时 LED 灯就会以默认的 1 秒周期开始闪烁。
在输入“3”来设置定时周期,根据提示输入要设置的周期值,输入“500”,表示设置定时器周期值为 500ms,设置好以后 LED 灯就会以 500ms 为间隔,开始闪烁。
最后可以通过输入“1”来关闭定时器,
关闭定时器后输入2 可以继续打开定时器。