内核中涉及的延时主要有两种实现方式:忙等待或者睡眠等待。前者阻塞程序,在延时时间到达前一直占用CPU,而后者是将进程挂起(置进程于睡眠状态并释放CPU资源)。所以,前者一般用在延时时间在毫秒以内的精确延时,后者用于延时时间在毫秒以上的长延时。为了充分利用 CPU 资源,使系统有更好的吞吐性能,在对延迟时间的要求并不是很精确的情况下,睡眠等待通常是值得推荐的。
特点:
1.CPU原地空转,死等某个事件满足要求
2.忙等待用于等待时间极短的场合:ns,us,ms(10ms以内)
3.中断和进程都可以使用(硬件中断处理函数,tasklet,工作队列,普通的进程)
内核中提供了如下3个函数用于纳秒、微秒和毫秒级的延时:
void ndelay(unsigned long nsecs);
void udelay(unsigned long usecs);
void mdelay(unsigned long msecs); //一般不建议直接使用mdelay()函数,这将无谓地耗费 CPU 资源
上述延迟的实现原理本质上是忙等待,它根据 CPU 频率进行一定次数的循环。其本质同如下代码:
void delay(unsigned int time)
{
while (time--);
}
内核中进行延迟的一个很直观的方法是比较当前的 jiffies 和目标 jiffies(设置为当前 jiffies 加上时间间隔的 jiffies),直到未来的 jiffies 达到目标 jiffies。
/*延迟 100 个 jiffies*/
unsigned long delay = jiffies + 100;
while (time_before(jiffies, delay));
/*再延迟 2s*/
unsigned long delay = jiffies + 2*HZ;
while (time_before(jiffies, delay));
其中,time_befor()只是一个函数宏,与其对应的还有一个time_after():
#define time_after(a,b) \
(typecheck(unsigned long, a) && \
typecheck(unsigned long, b) && \
((long)(b) - (long)(a) < 0))
#define time_before(a,b) time_after(b,a)
void msleep(int ms) //毫秒级休眠等待
例如:msleep(500) //进程休眠等待500毫秒
说明:应用程序也就是进程利用系统调用函数可以陷入内核空间,然后进程由用户空间切换到
内核空间继续运行,一旦进程在内核空间调用此函数立马释放占用的CPU资源给其他进程
而这个进程进入休眠状态,等待被唤醒,唤醒的方法有两种:
1.进程休眠的时间到期(500毫秒到期),内核主动来唤醒休眠的进程,进程继续运行
2.进程在休眠期间接收到了kill信号,进程会被立即唤醒,但是结果很悲催:进程被唤醒之后立刻死去。
void ssleep(int s) //秒级休眠等待
例如:ssleep(500) //进程休眠等待500秒
说明:应用程序也就是进程利用系统调用函数可以陷入内核空间,然后进程由用户空间切换到
内核空间继续运行,一旦进程在内核空间调用此函数立马释放占用的CPU资源给其他进程
而这个进程进入休眠状态,等待被唤醒,唤醒的方法有两种:
1.进程休眠的时间到期(500秒到期),内核主动来唤醒休眠的进程,进程继续运行
2.进程在休眠期间接收到了kill信号,进程会被立即唤醒,但是结果很悲催:进程被唤醒之后立刻死去。
schedule() //永久性休眠
应用程序也就是进程利用系统调用函数可以陷入内核空间,然后进程由用户空间切换到
内核空间继续运行,一旦进程在内核空间调用此函数立马释放占用的CPU资源给其他进程
而这个进程进入休眠状态,等待被唤醒,唤醒的方法就一种:
1.进程在休眠期间接收到了kill信号,进程会被立即唤醒,但是结果很悲催:进程被唤醒之后立刻死去。
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