Linux的timerfd分析

文章目錄

• 1.      使用方法
• 2.      核心實現

http://blog.csdn.net/walkingman321/article/details/6162055

timerfd是Linux為使用者程式提供的一個定時器介面。這個介面基於檔案描述符，所以能夠被用於select/poll的應用情境。

1.      使用方法

timerfd提供了如下介面供使用者使用

timerfd_create

int timerfd_create(int clockid, int flags);

timerfd_create用於建立一個定時器檔案。

參數clockid可以是CLOCK_MONOTONIC或者CLOCK_REALTIME。

參數flags可以是0或者O_CLOEXEC/O_NONBLOCK。

函數傳回值是一個檔案控制代碼fd。

timerfd_settime

int timerfd_settime(int ufd, int flags, const struct itimerspec * utmr, struct itimerspec * otmr);

此函數用於設定新的逾時時間，並開始計時。

參數ufd是timerfd_create返回的檔案控制代碼。

參數flags為1代表設定的是絕對時間；為0代表相對時間。

參數utmr為需要設定的時間。

參數otmr為定時器這次設定之前的逾時時間。

函數返回0代表設定成功。

timerfd_gettime

int timerfd_gettime(int ufd, struct itimerspec * otmr);

此函數用於獲得定時器距離下次逾時還剩下的時間。如果調用時定時器已經到期，並且該定時器處於迴圈模式（設定逾時時間時struct itimerspec::it_interval不為0），那麼調用此函數之後定時器重新開始計時。

read

當timerfd為阻塞方式時，read函數將被阻塞，直到定時器逾時。

函數傳回值大於0，代表定時器逾時；否則，代表沒有逾時（被訊號喚醒，等等）。

poll/close

poll，close與標準檔案操作相同。

2.      核心實現

timerfd的核心實現代碼在kernel/fs/timerfd.c，它的實現基於Linux的hrtimer。

timerfd_create的實現

SYSCALL_DEFINE2(timerfd_create, int, clockid, int, flags)

l         做一些定時器的初始化工作

l         調用hrtimer_init初始化一個hrtimer

l         調用anon_inode_getfd分配一個dentry，並得到一個檔案號fd，同時傳入timerfd的檔案操作指標struct file_operations timerfd_fops。anno_inode_getfd是檔案系統anon_inodefs的一個協助函數。anon檔案系統比較簡單，整個檔案系統只有一個inode節點，其實現代碼可以在fs/anon_inodes.c中找到。

timerfd_settime的實現

timerfd_settime最終會調用hrtimer_start啟動定時器，其逾時函數被設定為timerfd_tmrproc。

timerfd_tmrproc

timefd_tmrproc是timerfd的定時器逾時函數。在timerfd逾時時，該函數會設定定時器逾時標記位；增加定時器逾時次數（在設定定時器迴圈模式時，可能會出現多次逾時沒有被處理的情況）；喚醒一個等待隊列，從而喚醒可能存在的正被阻塞的read、select。

timerfd_fops

static const struct file_operations timerfd_fops = {

       .release    = timerfd_release,

       .poll        = timerfd_poll,

       .read              = timerfd_read,

};

timerfd_read函數是檔案操作read的核心實現，讀到的是定時器的逾時次數。該函數在阻塞模式下會把自身掛到timerfd的等待隊列中，等待定時器逾時時被喚醒。

timerfd_poll將timerfd的等待隊列登記到一個poll_table，從而在定時器逾時時能喚醒select系統調用。

timerfd_release

timerfd_release函數釋放timerfd_create函數中申請的資源，刪除已指派的定時器。