Linux内核延时函数，原理、实现与应用解析

Linux 内核提供了多种延时函数，用于在驱动程序或系统编程中实现不同级别的时间延迟，以下是对这些延时函数的详细解析：

Linux 内核延时函数详解

短延时（纳秒级、微秒级和毫秒级）

1. ndelay()

原型:void ndelay(unsigned long nsecs);

说明: 该函数用于纳秒级的延时，通过忙等待的方式实现，它根据 CPU 频率进行一定次数的循环来达到延时效果。

示例:ndelay(5000); // 延时5000纳秒

注意事项: 由于硬件平台的差异，某些平台可能无法实现真正的纳秒级延时，内核会使用一个有限循环来模拟延时。

2. udelay()

原型:void udelay(unsigned long usecs);

说明: 该函数用于微秒级的延时，也是通过忙等待的方式实现，它同样依赖于 CPU 频率来计算延时。

示例:udelay(1000); // 延时1000微秒

注意事项: 与 ndelay 类似，udelay 的精度也受限于硬件平台，在某些平台上，它可能无法实现精确的微秒级延时。

3. mdelay()

原型:void mdelay(unsigned long msecs);

说明: 该函数用于毫秒级的延时，虽然名为 mdelay，但通常不直接使用它，因为它可能会导致 CPU 资源的浪费，mdelay 实际上是对 udelay 的宏包装，用于解决大参数传递给 udelay 时可能发生的溢出问题。

示例:mdelay(500); // 延时500毫秒

注意事项: 尽量避免直接使用 mdelay，而是重构代码以允许使用更合适的延时函数。

中等延时（毫秒级）

4. msleep()

原型:void msleep(unsigned int millisecs);

说明: 该函数使调用进程进入睡眠状态指定的毫秒数，它是一个不可中断的睡眠函数，确保进程至少睡眠所指定的时间。

示例:msleep(500); // 睡眠500毫秒

注意事项: 如果需要可中断的睡眠，应使用 msleep_interruptible。

5. msleep_interruptible()

原型:unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs);

说明: 该函数与 msleep 类似，但它允许睡眠被信号打断，如果睡眠被打断，它会返回剩余的睡眠时间（以毫秒为单位）。

示例:msleep_interruptible(500); // 睡眠500毫秒，可被打断

注意事项: 返回值表示剩余的睡眠时间，如果正常完成则返回0。

6. ssleep()

原型:static inline void ssleep(unsigned int secs);

说明: 该函数使调用进程进入睡眠状态指定的秒数，它是一个不可中断的睡眠函数。

示例:ssleep(1); // 睡眠1秒

注意事项: 与 msleep 类似，但睡眠时间以秒为单位。

长延时（基于 jiffies）

7. 基于 jiffies 的延时

说明: 在某些情况下，可以通过比较当前的 jiffies 值和目标 jiffies 值来实现延时，这种方法通常用于较长的延时场景。

示例:

  unsigned long delay = jiffies + 2*HZ; // 延时2秒
  while (time_before(jiffies, delay));

注意事项: 这种方法依赖于系统的时钟中断频率（HZ），因此在不同的硬件平台上可能表现不同，它也是一种忙等待的方式，可能会占用较多的 CPU 资源。

Linux 内核提供了多种延时函数以满足不同的延时需求，对于短延时（纳秒级、微秒级和毫秒级），可以使用 ndelay、udelay 和 mdelay；对于中等延时（毫秒级），可以使用 msleep、msleep_interruptible 和 ssleep；对于长延时，则可以通过比较 jiffies 值来实现，在选择延时函数时，应根据具体的需求和硬件环境来选择合适的函数，需要注意忙等待方式可能会占用较多的 CPU 资源，因此在可能的情况下应优先考虑使用睡眠方式的延时函数。

各位小伙伴们，我刚刚为大家分享了有关linux 内核 延时函数的知识，希望对你们有所帮助。如果您还有其他相关问题需要解决，欢迎随时提出哦！