Linux时钟处理机制（二）

　　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;}

　　代码解释：

　　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

　　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

　　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 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

　　从这个函数可以得知，内核中是按照软件时钟到期时间的相对值（相对于 timer_jiffies 的值）将软件时钟添加到软件时钟所在的 base 中的。

　　3.3.2 删除软件时钟

　　内核可调用 del_timer 函数删除软件时钟， del_timer 的代码如清单3-4

　　清单3-4 del_timer 函数

　　int del_timer(struct timer_list *timer){    struct tvec_base *base;    unsigned long flags;    int ret = 0;    ……    if (timer_pending(timer)) {        base = lock_timer_base(timer, &flags);        if (timer_pending(timer)) {            detach_timer(timer, 1);            ret = 1;        }        spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);    }    return ret;}

　　代码解释：

　　检测该软件时钟是否处在 pending 状态（在 base 中，准备运行），如果不是则直接函数返回

　　如果处于 pending 状态，则获得锁

　　再次检测软件时钟是否处于 pending 状态（该软件时钟可能被卸载了），不是则释放锁然后函数返回

　　如果还是 pending 状态，则将其卸载，之后释放锁，函数返回

　　如果在 SMP 系统中，则需使用 del_timer_sync 函数来删除软件时钟。在讲解 del_timer_sync 函数之前，先来看下 try_to_del_timer_sync 函数的实现（该函数被 del_timer_sync 函数使用），其代码如清单3-5

　　清单3-5 try_to_del_timer_sync 函数

　　int try_to_del_timer_sync(struct timer_list *timer){    struct tvec_base *base;    unsigned long flags;    int ret = -1;    base = lock_timer_base(timer, &flags);    if (base->running_timer == timer)        goto out;    ret = 0;    if (timer_pending(timer)) {        detach_timer(timer, 1);        ret = 1;    }out:    spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);    return ret;}

　　该函数检测当前运行的软件时钟是不是该软件时钟，如果是，则函数返回-1，表明目前不能删除该软件时钟；如果不是检测该软件时钟是否处于 pending 状态，如果不是，则函数返回0，表明软件时钟已经被卸载，如果处于 pending 状态再把软件时钟卸载，函数返回1，表明成功卸载该软件时钟。

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