hrtimer的基本操作
Linux的传统定时器通过时间轮算法实现(timer.c),但hrtimer通过红黑树算法实现。在struct hrtimer里面有一个node域,类型为struct rb_node,这个域代表了hrtimer在红黑树中的位置。
hrtimer_start
hrtimer_start函数将一个hrtimer加入到一个按照到期时间排序的红黑树中,其主要流程为:
int hrtimer_start(struct hrtimer *timer, ktime_t tim, const enum hrtimer_mode mode);
// 根据time和mode参数的值计算hrtimer的超时时间,并设置到timer->expire域。
// expire设置的是绝对时间,所以如果参数mode的值为HRTIMER_MODE_REL(即参数tim的值为相对时间),那么需要将tim的值修正为绝对时间:
// expire = tim + timer->base->get_time()。(注意本文只研究单CPU的情况)
//调用enqueue_hrtimer,将hrtimer加入到红黑树中。
hrtimer的到期
hrtimer在hrtimer_run_queues函数中判断是否到期执行。hrtimer_run_queues的调用链为:linux的系统时钟函数->update_process_times->run_local_timers->hrtimer_run_queues。
void hrtimer_run_queues(void)
// 判断是否是高精度模式,如果是高精度模式,立即返回。本文暂不考虑这种情况。
// 对每一个时钟源(REAL和MONOTONIC)的红黑树,按到期先后顺序检查hrtimer,看它们是否到期(将定时器与时钟源的softirq_time比较)。如果到期,就把这个到期的定时器取出,然后按照定时器的具体模式执行相应的操作:
l 如果定时器模式为HRTIMER_CB_SOFTIRQ,那么将定时器搬到hrtimer_cpu_base的cb_pending队列
l 调用__run_hrtimer,在__run_hrtimer中执行定时器的回调函数。
在没有配置高精度模式时,cb_pending队列中的定时器会在T_SOFTIRQ软中断中执行。调用链为
run_timer_softirq-> hrtimer_run_pending-> run_hrtimer_pending-> run_hrtimer_pending
hrtimer_cancel
hrtimer_cancel函数的作用是删除一个正在排队的定时器。这里分三种情况,一种是定时器已到期,并且设置了软中断模式;第二种是没有到期,还在红黑树中;第三种是定时器正在执行。
l 第一种情况,定时器被挂在hrtimer_cpu_base的cb_pending队列中,所以需要把它从pending队列中移出。
l 第二种情况,定时器还在红黑树中,那么把它从红黑树中移出。由于本文暂时只考虑高精度没有打开的情况,所以先不研究定时器正好排在红黑树第一个时的情况(即代码中调用hrtimer_force_reprogram函数的部分)。
l 第三种情况删除失败,hrtimer_cancel函数会循环重试,等到定时器执行完的时候再删除。(这在多CPU系统中可能会发生)