Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 1)

Программные таймеры и функции задержки

Таймер — это элемент программного обеспечения, который позволяет функциям стартовать в определенный момент в будущем, после истечения задан
ного интервала времени. Термин тайм-аут обозначает момент, в который истекает интервал времени, ассоциированный с таймером.

Таймеры широко применяются как ядром, так и процессами. Большинство драйверов устройств пользуется таймерами, чтобы распознать аномальные ситуации. Например, драйверы гибких дисков используют таймеры для отключения мотора устройства, если к дискете какое-то время нет обращений, а драйверы параллельных принтеров с помощью таймеров обнаруживают сбои в работе принтера.

Таймеры нередко используются и программистами для форсирования выполнения функций в определенный момент в будущем.

Реализовать таймер относительно легко. Каждый таймер имеет поле, показывающее, когда таймер должен сработать. Значение этого поля рассчитывается прибавлением соответствующего количества тиков к текущему значению переменной jiffies. Затем значение остается неизмененным. Всякий раз, когда ядро проверяет таймер, оно сравнивает поле срабатывания со значением jiffies в данный момент. Таймер срабатывает, когда переменная jiffies становится больше или равной сохраненному значению.

В Linux существует два типа таймеров: динамические таймеры и таймеры интервалов. Первые используются ядром, а таймеры интервалов могут быть созданы процессами в режиме пользователя.

Одно небольшое предостережение относительно таймеров в Linux: поскольку проверка таймеров всегда производится функциями отложенного выполнения, которые могут быть запущены через длительный промежуток времени после того, как были активированы, ядро не может гарантировать, что функции, запускаемые по таймеру, начнут работать сразу, как только время таймера истечет. Оно может лишь гарантировать, что они будут выполнены либо в указанное время, либо с задержкой до нескольких сотен миллисекунд. По этой причине таймеры не подходят для приложений реального времени, в которых время истечения интервала должно строго соблюдаться.

Кроме программных таймеров ядро пользуется также функциями задержки, которые выполняют плотный” цикл, пока не истечет заданный интервал времени.