linux怎么实现定时器

Linux定时器：实现原理与使用方法

在Linux系统中，定时器是一种非常重要的机制，它允许程序在特定的时间间隔或者特定事件出现后执行某些任务。Linux提供了多种定时器实现行为，包括硬件定时器、软件定时器和实时定时器等。本文将介绍怎样在Linux中实现这些定时器。

1. 硬件定时器（Hardware Timer）

硬件定时器通常由CPU内部提供，如Intel的TSC（Tick-Counter）或ARM的HPET（High Precision Event Timer）。在Linux内核中，硬件定时器通常用于实现精确的时间戳和内核调度。硬件定时器的设置和管理关键通过`clocksource`和`timerfd`接口完成。以下是一个明了的示例：

```html

#include 
#include 
int main() {
    struct itimerspec its;
    timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0, &timer_fd);
    its.it_value.tv_sec = 5; // 设置定时时间为5秒
    its.it_value.tv_nsec = 0;
    its.it_interval.tv_sec = 0;
    its.it_interval.tv_nsec = 0;
    if (timerfd_settime(timer_fd, 0, &its, NULL) == -1) {
        perror("Setting timer failed");
        return 1;
    }
    // 等待定时器触发
    read(timer_fd, &dummy, sizeof(dummy));
    return 0;
}

```

2. 软件定时器（Software Timer）

Linux内核提供了`timer_create()`函数来创建软件定时器，它们是基于内核工作队列的。以下是一个创建并管理软件定时器的例子：

```html

#include 
#include 
struct timer_data {
    struct timer_list timer;
    void (*func)(void *data);
    void *data;
};
static void timer_func(struct timer_list *timer) {
    struct timer_data *data = container_of(timer, struct timer_data, timer);
    data->func(data->data);
}
int main() {
    struct timer_data td;
    init_timer(&td.timer);
    td.func = &my_function; // 自定义回调函数
    td.data = some_data; // 数据传递
    // 设置定时器，单位为jiffies
    td.timer.expires = jiffies + HZ; // HZ是每秒周期数
    add_timer(&td.timer);
    // 程序执行其他任务...
    // 当定时器到期时，my_function会被调用
    return 0;
}

```

3. 实时定时器（Real-Time Timer, RT-Timer）

对于需要严格时间保证的场景，可以使用实时定时器。Linux提供了`rt_timer_create()`函数来创建实时定时器。这类定时器通常有更好的时间精度和优先级，但资源消耗也较大。例如：

```html

#include 
#include 
struct rt_timer_data {
    struct list_head list;
    struct rtc_timer timer;
    void (*func)(void *data);
    void *data;
};
static void rt_timer_func(struct rtc_timer *rtc) {
    struct rt_timer_data *data = container_of(rtc, struct rt_timer_data, timer);
    data->func(data->data);
}
int main() {
    struct rt_timer_data rt_td;
    init_rtc_timer(&rt_td.timer);
    rt_td.func = &my_realtime_function;
    // 设置定时器，单位为RTC tick
    set_rtc_time(&rtc, current_kernel_time);
    // 将定时器添加到实时定时器链表
    list_add_tail(&rt_td.list, &rtc_timers);
    // 程序执行其他任务...
    // 当定时器到期时，my_realtime_function会被调用
    return 0;
}