建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代操作系統(tǒng)的軟實(shí)時(shí)性越來越得到重視。Linux作為一種主流的開源操作系統(tǒng)，其內(nèi)核設(shè)計(jì)的軟實(shí)時(shí)性能也得到了廣泛認(rèn)可。其中，hrtimer是一個(gè)重要的軟實(shí)時(shí)性能優(yōu)化工具，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的定時(shí)器管理。本文將深入探究Linux中hrtimer的應(yīng)用技巧，為讀者提供關(guān)于hrtimer的基礎(chǔ)知識和常見用法，幫助讀者更好地優(yōu)化軟實(shí)時(shí)性能。
成都創(chuàng)新互聯(lián)公司主要從事成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、成都網(wǎng)站制作、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、企業(yè)做網(wǎng)站、公司建網(wǎng)站等業(yè)務(wù)。立足成都服務(wù)敖漢,十年網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn),價(jià)格優(yōu)惠、服務(wù)專業(yè),歡迎來電咨詢建站服務(wù):18980820575
什么是hrtimer？
在深入探究hrtimer的應(yīng)用技巧之前，我們需要了解什么是hrtimer。
hrtimer本質(zhì)上是一種定時(shí)器，其中“hr”是high-resolution的縮寫，表示高分辨率。與傳統(tǒng)定時(shí)器不同的是，hrtimer能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的定時(shí)，達(dá)到微秒級甚至納秒級的時(shí)間精度。同時(shí)，hrtimer還能夠進(jìn)行周期性定時(shí)，因此它被廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求較高的場景。
hrtimer主要應(yīng)用于Linux內(nèi)核中，可以用來進(jìn)行內(nèi)核線程調(diào)度、延遲計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等場景。同時(shí)，hrtimer還被廣泛應(yīng)用于Linux下的各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)應(yīng)用程序中。
hrtimer的基本使用方法
理解了hrtimer的概念和作用之后，接下來我們將介紹hrtimer的基本使用方法。
hrtimer的使用分為兩個(gè)階段：創(chuàng)建hrtimer和注冊hrtimer。
1. 創(chuàng)建hrtimer
hrtimer的創(chuàng)建需要使用hrtimer_init函數(shù)，該函數(shù)定義如下：
“`
void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t which_clock, enum hrtimer_mode mode);
“`
其中，timer是要?jiǎng)?chuàng)建的hrtimer實(shí)例，which_clock是時(shí)鐘源，mode是定時(shí)器的模式。
2. 注冊hrtimer
hrtimer注冊需要使用hrtimer_start或hrtimer_forward函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)分別用于啟動(dòng)或重置定時(shí)器。它們的定義如下：
“`
int hrtimer_start(struct hrtimer *timer, const ktime_t expires, const enum hrtimer_mode mode);
void hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, const ktime_t interval);
“`
其中，timer是要注冊的hrtimer實(shí)例，expires是定時(shí)器的到期時(shí)間，mode是定時(shí)器的模式。
除此之外，hrtimer還有一些常用的屬性和方法，如下：
– hrtimer_cancel：取消定時(shí)器注冊
– hrtimer_get_residue：獲取剩余時(shí)間
– hrtimer_get_expires：獲取下次到期時(shí)間
– hrtimer_restart：重新啟動(dòng)定時(shí)器
hrtimer應(yīng)用技巧
了解了hrtimer的基本使用方法之后，我們來看一些hrtimer的實(shí)際應(yīng)用技巧。
1. 定時(shí)管理
在實(shí)際應(yīng)用中，有許多場景需要進(jìn)行定時(shí)管理，比如延遲計(jì)算、周期性任務(wù)等。此時(shí)，hrtimer就能夠派上用場。
比如下面的代碼中，我們使用hrtimer啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器到期時(shí)輸出“hello world”。這個(gè)例子展示了如何使用hrtimer進(jìn)行定時(shí)管理：
“`
#include
#include
#include
static struct hrtimer hr_timer;
enum hrtimer_restart timer_callback(struct hrtimer *timer)
{
printk(KERN_INFO “Hello world\n”);
hrtimer_forward(timer, ktime_get(), ktime_set(0, 1000000));
return HRTIMER_RESTART;
}
int init_module(void)
{
ktime_t ktime = ktime_set(0, 1000000);
hrtimer_init(&hr_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
hr_timer.function = &timer_callback;
hrtimer_start(&hr_timer, ktime, HRTIMER_MODE_REL);
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
hrtimer_cancel(&hr_timer);
}
MODULE_LICENSE(“GPL”);
“`
2. 內(nèi)核線程調(diào)度
線程調(diào)度是Linux內(nèi)核的一項(xiàng)重要功能，它能夠讓內(nèi)核按照某種策略動(dòng)態(tài)地分配CPU時(shí)間給各個(gè)線程。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過hrtimer來實(shí)現(xiàn)內(nèi)核線程調(diào)度。
比如下面的代碼中，我們使用hrtimer代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定時(shí)器來調(diào)度內(nèi)核線程。具體來說，當(dāng)定時(shí)器到期時(shí)，會(huì)喚醒對應(yīng)的內(nèi)核線程，從而實(shí)現(xiàn)線程調(diào)度：
“`
#include
#include
#include
#include
static enum hrtimer_restart timer_callback(struct hrtimer *timer);
struct task_struct *task;
static struct hrtimer hr_timer;
enum hrtimer_restart timer_callback(struct hrtimer *timer)
{
wake_up_process(task);
hrtimer_forward(timer, ktime_get(), ktime_set(0, 1000000));
return HRTIMER_RESTART;
}
int thread_fn(void *data)
{
printk(KERN_INFO “I’m in\n”);
while (!kthread_should_stop()) {
set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
schedule();
printk(KERN_INFO “awaken\n”);
}
printk(KERN_INFO “I’m out\n”);
return 0;
}
int init_module(void)
{
ktime_t ktime = ktime_set(1, 0);
hrtimer_init(&hr_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
hr_timer.function = &timer_callback;
hrtimer_start(&hr_timer, ktime, HRTIMER_MODE_REL);
task = kthread_create(&thread_fn, NULL, “my_thread”);
wake_up_process(task);
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
hrtimer_cancel(&hr_timer);
kthread_stop(task);
}
MODULE_LICENSE(“GPL”);
“`
3. 延遲計(jì)算
延遲計(jì)算是一種實(shí)時(shí)性要求較高的場景。利用hrtimer，我們可以實(shí)現(xiàn)高精度的延遲計(jì)算。比如下面的代碼中，我們使用hrtimer實(shí)現(xiàn)一個(gè)每隔10ms打印一次時(shí)間戳的程序：
“`
#include
#include
#include
#include
static struct hrtimer hr_timer;
static ktime_t kt_period;
enum hrtimer_restart timer_callback(struct hrtimer *timer)
{
ktime_t currtime, remnder;
currtime = ktime_get();
printk(KERN_INFO “%lld.%lld\n”, (long long)currtime.tv_sec, (long long)currtime.tv_nsec);
remnder = ktime_sub(kt_period, ktime_get());
hrtimer_forward_now(timer, remnder);
return HRTIMER_RESTART;
}
int init_module(void)
{
kt_period = ktime_set(0, 10000000); // 10ms
hrtimer_init(&hr_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
hr_timer.function = &timer_callback;
hrtimer_start(&hr_timer, kt_period, HRTIMER_MODE_REL);
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
hrtimer_cancel(&hr_timer);
}
MODULE_LICENSE(“GPL”);
“`
成都網(wǎng)站建設(shè)公司-創(chuàng)新互聯(lián),建站經(jīng)驗(yàn)豐富以策略為先導(dǎo)10多年以來專注數(shù)字化網(wǎng)站建設(shè),提供企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),高端網(wǎng)站設(shè)計(jì),響應(yīng)式網(wǎng)站制作,設(shè)計(jì)師量身打造品牌風(fēng)格,熱線:028-86922220linux 中斷 下半部 處理時(shí)間過長 怎么辦
linux中斷的命令是“ctrl+c”這個(gè)就茄漏早是命令搜嘩。建議在使用的時(shí)候使用linux后臺(tái)管理命令，這樣任務(wù)操作兩不誤，這個(gè)就是linux的多任務(wù)操顫雀作。具體命令可以參考linux就該這樣學(xué)一書，希望能夠幫助你
一、中斷處理為什么要下半部？
Linux在中斷處理中間中斷處理分了上半部和下半部，目的就是提高系統(tǒng)的響應(yīng)能力和并發(fā)能力。通俗一點(diǎn)來講：當(dāng)一個(gè)中斷產(chǎn)生，調(diào)用該中斷對應(yīng)的處理程序(上半部)然后告訴系統(tǒng)，對應(yīng)的后半部可以執(zhí)行了。然后中斷處理程序就返回，下半部會(huì)在合適的時(shí)機(jī)有系統(tǒng)調(diào)用。這樣一來就大大的減少了中斷處理所需要的時(shí)間。
二、那些工作應(yīng)該放在上半部，那些應(yīng)該放在下半部？
沒有嚴(yán)格的規(guī)則，只有一些提示：
1、對時(shí)間非常敏感，放在上半部。
2、與硬件相關(guān)的，放在上半部。
3、不能被其他中斷打斷的工作，放在上半部。
以上三點(diǎn)之外的，考慮放在下半部。
三、下半部機(jī)制在Linux中是怎么實(shí)現(xiàn)的？
下半部在Linux中有以下實(shí)現(xiàn)機(jī)制：
1、BH(在2.5中刪除)
2、任務(wù)隊(duì)列(task queue，在2.5刪除)
3、軟中斷(softirq，2.3開始。本文重點(diǎn))
4、tasklet(2.3開始)
5、工作隊(duì)列(work queue，2.5開始)
四、軟中斷是怎么實(shí)現(xiàn)的(以下代碼出自2.6.32)？
軟中斷不會(huì)搶占另外一個(gè)軟中斷，唯一可以搶占軟中斷的是中斷處理程序。
軟中斷可以在不同CPU上并發(fā)執(zhí)行(哪怕是同一個(gè)軟中斷)
1、軟中斷是編譯期間靜態(tài)分配的，定義如畝源下：
struct softirq_action { void (*action)(struct softirq_action *); };
/*
* PLEASE, avoid to allocate new softirqs, if you need not _really_ high
* frequency threaded job scheng. For almost all the purposes
* tasklets are more than enough. F.e. all serial device BHs et
* al. should be converted to tasklets, not to softirqs.
*/
enum {
HI_SOFTIRQ=0,
TIMER_SOFTIRQ,
NET_TX_SOFTIRQ,
NET_RX_SOFTIRQ,
BLOCK_SOFTIRQ,
BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ,
TASKLET_SOFTIRQ,
SCHED_SOFTIRQ,
HRTIMER_SOFTIRQ,
RCU_SOFTIRQ, /* Preferable RCU should always be the last softirq */
NR_SOFTIRQS
};
/*
* map softirq index to softirq name. update ‘softirq_to_name’ in * kernel/softirq.c when adding a new softirq.
*/
extern char *softirq_to_name;
static struct softirq_action softirq_vec __cacheline_aligned_in_p;
說明：
(1)、軟中斷的個(gè)數(shù)書上說是32，看來到這個(gè)版本已經(jīng)發(fā)生變化了。
(2)、void (*action)(struct softirq_action *);傳遞整個(gè)結(jié)構(gòu)體指針在于當(dāng)結(jié)構(gòu)體成員發(fā)生變化是，接口不變。
2、系統(tǒng)執(zhí)行軟中斷一個(gè)注冊的軟中斷必須被標(biāo)記后才會(huì)執(zhí)行(觸發(fā)軟中斷)，通常中斷處理程序會(huì)在返回前標(biāo)記它的軟中斷。在下列地方，待處理的軟中斷會(huì)被執(zhí)行：
(1)、從一個(gè)硬件迅悉態(tài)中斷代碼處返回。
(2)、在ksoftirqd內(nèi)核線程。
(3)、在那些顯示檢查和執(zhí)行待處理的軟中斷代碼中。
ksoftirqd說明：
每個(gè)處理器都有一個(gè)這樣的線程。所有線程的名字都叫做ksoftirq/n，區(qū)別在于n，它對應(yīng)的是處理器的編號。在一個(gè)雙CPU的機(jī)器上就有兩個(gè)這樣陸世的線程，分別叫做ksoftirqd/0和ksoftirqd/1。為了保證只要有空閑的處理器，它們就會(huì)處理軟中斷，所以給每個(gè)處理器都分配一個(gè)這樣的線程。
執(zhí)行軟中斷的代碼如下：
alinkage void __do_softirq(void)
{
struct softirq_action *h;
__u32 pending;
int max_restart = MAX_SOFTIRQ_RESTART;
int cpu;
pending = local_softirq_pending();
account_system_vtime(current);
__local_bh_disable((unsigned long)__builtin_return_address(0));
lockdep_softirq_enter();
cpu = p_processor_id();
restart:
/* Reset the pending bitmask before enabling irqs */
set_softirq_pending(0);
local_irq_enable();
h = softirq_vec;
do {
if (pending & 1) {
int prev_count = preempt_count();
kstat_incr_softirqs_this_cpu(h – softirq_vec);
trace_softirq_entry(h, softirq_vec);
h->action(h);
trace_softirq_exit(h, softirq_vec);
if (unlikely(prev_count != preempt_count())) {
printk(KERN_ERR “huh, entered softirq %td %s %p”
“with preempt_count %08x,”
” exited with %08x?\n”, h – softirq_vec,
softirq_to_name,
h->action, prev_count, preempt_count());
preempt_count() = prev_count;
}
rcu_bh_qs(cpu);
}
h++;
pending >>= 1;
} while (pending);
local_irq_disable();
pending = local_softirq_pending();
if (pending && –max_restart)
goto restart;
if (pending)
wakeup_softirqd();
lockdep_softirq_exit();
account_system_vtime(current);
_local_bh_enable();
}
3、編寫自己的軟中斷
(1)、分配索引，在HI_SOFTIRQ與NR_SOFTIRQS中間添加自己的索引號。
(2)、注冊處理程序，處理程序：open_softirq(索引號，處理函數(shù))。
(3)、觸發(fā)你的軟中斷：raise_softirq(索引號)。
4、軟中斷處理程序注意
(1)、軟中斷處理程序執(zhí)行的時(shí)候，允許響應(yīng)中斷，但自己不能休眠。
(2)、如果軟中斷在執(zhí)行的時(shí)候再次觸發(fā)，則別的處理器可以同時(shí)執(zhí)行，所以加鎖很關(guān)鍵。
加入等待隊(duì)列，等系統(tǒng)有空的時(shí)候執(zhí)行
kill -9 強(qiáng)制殺死?。?！
linux hrtimer用法的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于linux hrtimer用法,深入探究：Linux中hrtimer的應(yīng)用技巧,linux 中斷 下半部 處理時(shí)間過長 怎么辦的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
成都網(wǎng)站建設(shè)選創(chuàng)新互聯(lián)(?:028-86922220),專業(yè)從事成都網(wǎng)站制作設(shè)計(jì),高端小程序APP定制開發(fā),成都網(wǎng)絡(luò)營銷推廣等一站式服務(wù)。
本文名稱：深入探究：Linux中hrtimer的應(yīng)用技巧(linuxhrtimer用法)
當(dāng)前鏈接：http://www.dlmjj.cn/article/dhhpcsj.html
