Linux内部的时钟处理机制全面剖析(1)(7)

文章由LinuxBoy分享于2019-03-26 03:03:09热评（338）

3.3 添加或删除软件时钟

在了解了软件时钟的数据组织关系之后，现在来看一下如何添加以及删除一个软件时钟。

3.3.1 添加软件时钟

在 Linux 内核中要添加一个软件时钟，首先必须分配 struct timer_list 类型的变量，然后调用函数 add_timer() 将该软件时钟添加到相应调用 add_timer 函数的 CPU 的 base 中。 Add_timer 是对函数 __mod_timer() 的一层包装。函数 __mod_timer() 的代码如清单3-2：

清单3-2 __mod_timer 函数

int __mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
{
struct tvec_base *base, *new_base;
unsigned long flags;
int ret = 0;
……
base = lock_timer_base(timer, &flags);
if (timer_pending(timer)) {
detach_timer(timer, 0);
ret = 1;
}
new_base = __get_cpu_var(tvec_bases);

if (base != new_base) {
if (likely(base->running_timer != timer)) {
/* See the comment in lock_timer_base() */
timer_set_base(timer, NULL);
spin_unlock(&base->lock);
base = new_base;
spin_lock(&base->lock);
timer_set_base(timer, base);
}
}
timer->expires = expires;
internal_add_timer(base, timer);
spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
return ret;
}

清单3-2 __mod_timer 函数

代码解释：

取得软件时钟所在 base 上的同步锁 struct tvec_base 变量中的自旋锁），并返回该软件时钟的 base ，保存在 base 变量中
如果该软件时钟处在 pending 状态在 base 中，准备执行），则卸载该软件时钟
取得本 CPU 上的 base 指针类型为 struct tvec_base* ），保存在 new_base 中
如果 base 和 new_base 不一样，也就是说软件时钟发生了迁移从一个 CPU 中移到了另一个 CPU 上），那么如果该软件时钟的处理函数当前没有在迁移之前的那个 CPU 上运行，则先将软件时钟的 base 设置为 NULL ，然后再将该软件时钟的 base 设置为 new_base 。否则，跳到5。
设置软件时钟的到期时间
调用 internal_add_timer 函数将软件时钟添加到软件时钟的 base 中本 CPU 的 base ）
释放锁

注：卸载软件时钟的意思是指将软件时钟从软件时钟所在 base 中删除，以后所说的卸载软件时钟也都是这个意思

这里有必要详细说明一下软件时钟如何被添加到软件时钟的 base 中的添加到本 CPU base 的 tv1~tv5 里面），因为这是软件时钟处理的基础。来看函数 internal_add_timer 函数的实现，如清单3-3

清单3-3 internal_add_timer 函数

static void internal_add_timer(struct tvec_base *base, struct timer_list *timer)
{
unsigned long expires = timer->expires;
unsigned long idx = expires - base->timer_jiffies;
struct list_head *vec;
if (idx < TVR_SIZE) {
int i = expires & TVR_MASK;
vec = base->tv1.vec + i;
} else if (idx < 1 << (TVR_BITS + TVN_BITS)) {
int i = (expires >> TVR_BITS) & TVN_MASK;
vec = base->tv2.vec + i;
} else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) {
int i = (expires >> (TVR_BITS + TVN_BITS)) & TVN_MASK;
vec = base->tv3.vec + i;
} else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) {
int i = (expires >> (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
vec = base->tv4.vec + i;
} else if ((signed long) idx < 0) {
vec = base->tv1.vec + (base->timer_jiffies & TVR_MASK);
} else {
int i;
if (idx > 0xffffffffUL) {
idx = 0xffffffffUL;
expires = idx + base->timer_jiffies;
}
i = (expires >> (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
vec = base->tv5.vec + i;
}
list_add_tail(&timer->entry, vec);
}

代码解释：

计算该软件时钟的到期时间和 timer_jiffies 当前正在处理的软件时钟的到期时间）的差值，作为索引保存到 idx 变量中。
判断 idx 所在的区间，在
- [0, ]或者( , 0)该软件时钟已经到期），则将要添加到 tv1 中
- [, ]，则将要添加到 tv2 中
- [, ]，则将要添加到 tv3 中
- [, ]，则将要添加到 tv4 中
- [, )，则将要添加到 tv5 中，但实际上最大值为 0xffffffffUL
计算所要加入的具体位置哪个链表中，即 tv1~tv5 的哪个子链表，参考图3-1）
最后将其添加到相应的链表中