【linux驱动】定时器的使用

【linux驱动】定时器的使用

1.介绍

1.1相关名词

HZ、jiffies、tick

Linux系统启动后，每隔固定周期就会发出timer interrupt(IRQ 0)，HZ用来定义每一秒发生多少次timer interrupt；
一般HZ的值并不确定，可以被修改设定；可供修改的值有：100HZ 200HZ 250HZ 300HZ 500HZ 1000HZ;
具体修改方法下面有

Tick是HZ的倒数，意即timer；
也就是发生一次中断的时间；比如HZ是250时，tick为1/250s，也就是4ms；

Jiffies为Linux核心变数（unsigned long）用来记录系统开启以来，发生的timer interrupt的次数；这里需要注意的就是32位的类型会出现溢出导致数据不准确（这个时间好像是30天还是40天，记不住，大概是这个时间）;64位的类型就不会出现这个问题，溢出都要几百万年了；其他的倒是不用怎么关注，定时器的使用，程序里面都是套路；下面是一些其他的内容，提供给想了解的同志。

1.2配置HZ的方法

menuconfig

打开menuconfig配置界面

cd xxx/Linux-xxx.xxx 
make menuconfig

我的系统默认选择的是100HZ

其他选项：

.config

cd 到对应linux源码顶层目录下
vi .config

修改后，可以使用下面的命令：
esc 后  :wq!
要是只是看看，就直接esc :q!

2.API

头文件：

#include <linux/timer.h>

对应结构体：

    struct timer_list { 
        struct hlist_node entry; //构成内核链表相关成员
        unsigned long  expires; //定时器到期时间
        void   (*function)(struct timer_list *); //定时器处理函数
        u32			flags; //一般填写为0
    };

初始化定时器：

方式1：
 void timer_func(struct timer_list *timer)
 {
 }
 mytimer.expires = jiffies+HZ;  //# define HZ CONFIG_HZ 定时1s
 timer_setup(&mytimer, timer_func, 0);


方式2：
 /*我的好像是linux版本太低，导致无法使用比较新的API,因此使用下面的方式*/
 void timer_func(struct timer_list *timer)
 {
 }
init_timer(&mytimer);
mytimer.expires = jiffies + HZ/50;
mytimer.function = timer_func;  // 设置定时器到期时调用的回调函数

还有其他的方式，这里就不一一赘述，有兴趣的可以多多探索

启动定时器：

    void add_timer(struct timer_list *timer)
    //启动定时器，定时器启动之后只会执行一次，add_timer只能调用一次，
    //如果第二次调用内核会崩溃
    
    int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
    //功能再次启动定时器

删除定时器：

    int del_timer(struct timer_list *timer)
    //删除定时器

3.示例

key.h

#ifndef __KEY_CTRL_H__
#define __KEY_CTRL_H__

#include <linux/timer.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/timer.h>

#define KEY_NAME1 "KEY_USER1"
#define KEY_NAME2 "KEY_USER2"
#define CONSUMER_LABEL1 "user1"
#define CONSUMER_LABEL2 "user2"

#define PATH_DTS_KEY_USR1 "/psd_key_irqs/user1"
#define PATH_DTS_KEY_USR2 "/psd_key_irqs/user2"

#define KMD_ERR(str) \
	printk("%s %s line: %d %s \n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, str);

typedef struct my_key {
    char *dev_name;
    struct device_node *key_node;
    unsigned int key_irq_no;
    int key_num;
    int key_status;//led开关状态
    int Level_state;//电平状态
    struct timer_list mytimer; // 分配定时器
} key_ctrl_t;

/*key1设备树控制的初始化*/
int key1_ctrl_init(key_ctrl_t * key);
/*key2设备树控制的初始化*/
int key2_ctrl_init(key_ctrl_t * key);
/*led设备树控制的卸载处理函数*/
void key_ctrl_exit(key_ctrl_t * key);

#endif

key.c

#include"key_ctrl.h"
#include <linux/timer.h>


void my_timer_callback1(unsigned long para)
{
        printk("key1 down...\n");
}

void my_timer_callback2(unsigned long para)
{
        printk("key2 down...\n");
}

irqreturn_t key1_irq_handle(int irq, void* dev)
{
    key_ctrl_t *key1 = (key_ctrl_t *)dev;
    // 启动定时器
    mod_timer(&key1->mytimer, jiffies + HZ/50);
    return IRQ_HANDLED;
}

irqreturn_t key2_irq_handle(int irq, void* dev)
{
    key_ctrl_t * key2 = (key_ctrl_t *)dev;
    // 启动定时器
    mod_timer(&key2->mytimer, jiffies + HZ/50);
    return IRQ_HANDLED;
}

int key1_ctrl_init(key_ctrl_t * key)
{
    int ret;
    key->key_node = of_find_node_by_path(PATH_DTS_KEY_USR1);
    if(IS_ERR(key->key_node))
    {
        KMD_ERR("of_find_node_by_path ERR");
        ret = -ENODATA;
        goto exit;
    }
    // 2.解析得到软中断号
    key->key_irq_no = irq_of_parse_and_map(key->key_node, 0);
    if (key->key_irq_no == 0) {
        printk("irq_of_parse_and_map error\n");
        ret = -EAGAIN;
        goto exit_node;
        // 资源暂时不可用
    }

    init_timer(&key->mytimer);
    key->mytimer.expires = jiffies + HZ/50;
    // timer_setup_on_stack(&key->mytimer, my_timer_callback1, 0);
    key->mytimer.function = my_timer_callback1;  // 设置定时器到期时调用的回调函数
    add_timer(&key->mytimer);              //将定时器加入到系统定时器链表中

    ret = request_irq(key->key_irq_no, key1_irq_handle,
        IRQF_TRIGGER_LOW, KEY_NAME1, key);
    if (ret) {
        printk("request_irq key1 error\n");
        goto exit_irq;
    }
    return 0;
exit_irq:
    free_irq(key->key_irq_no, NULL);
exit_node:
    of_node_put(key->key_node);
exit:
    return ret;  // 出错返回
}

int key2_ctrl_init(key_ctrl_t * key)
{
    int ret;
    key->key_node = of_find_node_by_path(PATH_DTS_KEY_USR2);
    if(IS_ERR(key->key_node))
    {
        KMD_ERR("of_find_node_by_path ERR");
        ret = -ENODATA;
        goto exit;
    }

    // 2.解析得到软中断号
    key->key_irq_no = irq_of_parse_and_map(key->key_node, 0);
    if (key->key_irq_no == 0) {
        printk("irq_of_parse_and_map error\n");
        of_node_put(key->key_node); // 清理已获取的节点
        ret = -EAGAIN;
        goto exit_node;
        // 资源暂时不可用
    }

    init_timer(&key->mytimer);        
    key->mytimer.expires = jiffies + HZ/50;
    // timer_setup(&key->mytimer, my_timer_callback2, 0);
    key->mytimer.function = my_timer_callback2;  // 设置定时器到期时调用的回调函数
    add_timer(&key->mytimer);                //将定时器加入到系统定时器链表中

    ret = request_irq(key->key_irq_no, key2_irq_handle,
        IRQF_TRIGGER_LOW, KEY_NAME2, key);
    if (ret) {
        printk("request_irq key2 error\n");
        goto exit_irq;
    }
    return 0;
exit_irq:
    free_irq(key->key_irq_no, NULL);
exit_node:
    of_node_put(key->key_node);
exit:
    return ret;  // 出错返回
}

void key_ctrl_exit(key_ctrl_t * key)
{
    free_irq(key->key_irq_no,key);
    if (timer_pending(&key->mytimer)) {
        del_timer_sync(&key->mytimer);
    }

}

MODULE_DESCRIPTION("key_ctrl_driver");
MODULE_LICENSE("GPL");

4.调试

这里的按键防抖需要注意以下几点：

首先不加定时器防抖看下，按键硬件是否已经存在防抖机制
其次，使用定时器的时候要确定linux的HZ是多少，确定一次timer irq是多久，再添加防抖代码
再一个就是一般来说，按键抖动会在20ms左右，
最后就是如果HZ是100hz、jiffies+1就是在计数的基础上延时10ms触发自定义的定时器中断函数

over，祝各位定时器使用愉快！