了解一下Linux系统的节拍定时器吧（system tick timer）

thinkfunny

内核版本2.6.30

0 s, f# }9 X+ w+ @& I0 ECPU：S3C2440
* \* V' v  S  f2 S% I


本文主要说明节拍定时器是如何添加到内核中的，不对定时器实现进行说明。


( U/ m  Z: f8 D5 S& }
ARM 平台的节拍定时器对象使用sys_timer来表示，该结构体位于arch/arm/include/asm/mach/time.h。

! C3 @! |$ G: y+ @, l) E/*
4 e# L  D4 w3 s! R" w/ X! k * This is our kernel timer structure.
( Z. Y1 v- G4 A0 A0 L# U *
* L# Z% \  F2 u3 i2 m * - init
*   Initialise the kernels jiffy timer source, claim interrupt
# F& {$ J. f/ c4 X: S4 r, u *   using setup_irq.  This is called early on during initialisation
: \% e  Z$ z1 c" d* j *   while interrupts are still disabled on the local CPU.
* - suspend
1 _# o, {- ~! u4 w *   Suspend the kernel jiffy timer source, if necessary.  This
1 n" w( t' J! m6 s *   is called with interrupts disabled, after all normal devices
*   have been suspended.  If no action is required, set this to
*   NULL.
* - resume
*   Resume the kernel jiffy timer source, if necessary.  This
0 Z+ l! F- K9 z  g *   is called with interrupts disabled before any normal devices
4 y- U; u  S. D *   are resumed.  If no action is required, set this to NULL.
* - offset
*   Return the timer offset in microseconds since the last timer
*   interrupt.  Note: this must take account of any unprocessed
& _# i: {2 F' N! s; t  p *   timer interrupt which may be pending.
*/
/ V8 z5 a/ P) H# X+ Hstruct sys_timer {
, {2 L+ B6 C# z  l& f  X        struct sys_device        dev;
        void                        (*init)(void);
5 @- B4 k' ]6 F3 R        void                        (*suspend)(void);
        void                        (*resume)(void);
#ifndef CONFIG_GENERIC_TIME
, K  h6 P9 B6 z) z4 Y/ u        unsigned long                (*offset)(void);
#endif
) s4 M9 {& Z; ]};
9 p* }2 R' U9 x: o# K* z
S3C2440的sys_timer的定义在linux/arch/arm/plat-s3c24xx/time.c中，给出的三个方法也在该文件中定义。
struct sys_timer s3c24xx_timer = {
5 l7 A5 T* S2 X* y; \    .init        = s3c2410_timer_init,
) k# E% x; ]  g" _7 u1 U' u' B    .offset        = s3c2410_gettimeoffset,
7 K& I3 F, @5 E5 a2 Y1 L2 r5 l- T    .resume        = s3c2410_timer_setup
( s/ u6 M6 N/ k7 t};

5 `6 F2 P4 ^4 N% n# s$ I9 o4 y' B( k如何将该定时器告知内核呢？
% j# _6 o7 |- l在linux/arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c的最后使用了宏
4 l+ J1 ^6 Y- w2 L( X4 p  y
MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")
& \3 v3 I- F+ E4 Y; B+ B: I0 ~        /* Maintainer: Ben Dooks <ben@fluff.org> */
        .phys_io        = S3C2410_PA_UART,
1 r! v' r  a% O* p        .io_pg_offst        = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
        .boot_params        = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,

0 b7 w" ~4 d' }8 k7 i/ e        .init_irq        = s3c24xx_init_irq,
        .map_io                = smdk2440_map_io,
( @5 Q5 V1 b6 @; l+ x2 R        .init_machine        = smdk2440_machine_init,
6 |/ x. j3 j9 T! n+ F, ]/ n' R5 b        .timer                = &s3c24xx_timer,
MACHINE_END
! l8 V  q( U# P+ e1 H
该宏用于初始化结构体struct machine_desc，结构体成员如下：
$ k: f/ i+ h; n  f5 T+ _' tstruct machine_desc {
        /*
0 w  b, w0 x+ `% j; P2 P  J* l+ I; X         * Note! The first four elements are used
         * by assembler code in head.S, head-common.S
         */
1 c; U+ G% |- J; |4 X        unsigned int                nr;                /* architecture number        */
* Z( v  n: A% L* i5 {        unsigned int                phys_io;        /* start of physical io        */
' s8 L: K$ [% T: [5 @& l$ J        unsigned int                io_pg_offst;        /* byte offset for io
: K- }! G' _, A: {: H4 y# t                                                 * page tabe entry        */
7 [( Z) [" L% f+ _. T) R) x+ F
        const char                *name;                /* architecture name        */
        unsigned long                boot_params;        /* tagged list                */
- n! E' }9 A9 j% u
. ?) W8 L8 P5 I0 d        unsigned int                video_start;        /* start of video RAM        */
& V* @, ^8 }0 u9 P        unsigned int                video_end;        /* end of video RAM        */
( \9 W) d, K1 I# |3 ?: t/ @  T% @) f
1 B5 I* I0 V) o        unsigned int                reserve_lp0 :1;        /* never has lp0        */
( d6 X% X, c% s  P; Z1 }        unsigned int                reserve_lp1 :1;        /* never has lp1        */
        unsigned int                reserve_lp2 :1;        /* never has lp2        */
        unsigned int                soft_reboot :1;        /* soft reboot                */
        void                        (*fixup)(struct machine_desc *,
& P  k/ g- H1 O: Z9 G6 X: s                                         struct tag *, char **,
/ i0 p9 S% s7 {1 F                                         struct meminfo *);
        void                        (*map_io)(void);/* IO mapping function        */
        void                        (*init_irq)(void);
        struct sys_timer        *timer;                /* system tick timer        */
        void                        (*init_machine)(void);
) d6 `& ~4 m6 e2 m/ t  E) {};

; @, _0 y6 h! l: g7 T在这里我们看到了timer指针。通过该宏将timer指针指向了s3c24xx_timer。
接着，再看linux/arch/arm/kernel/setup.c中的setup_arch函数，该函数中执行了下面这话：

5 s1 f. a! X' i    system_timer = mdesc->timer;
; z1 ]4 K! `2 z  j) l2 y$ d
mdesc->timer即为上面宏所给出的s3c24xx_timer，而system_timer为全局变量。通过该全局变量就可使用节拍定时器。
1 v8 b! t9 X, s: d; w0 g, C
最后，我们看下节拍定时器的init方法何时被调用，调用顺序如下：
! |. L- f& X6 J4 m: ~
$ ]5 p0 F5 j3 g  C  d! O: _+ e7 H" cstart_kernel ()-->  time_init()  --> system_timer->init()

( R) R" S5 J3 L7 x) E9 Dtime_init  -函数位于linux/arch/arm/kernel/time.c。

, r  @4 ~1 N, p% _) |' ]
7 D, `% V- U* J: N3 r# j# c


, t4 A: e3 c* v9 w5 ~8 [

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节拍定时器