时间子系统6_高分辨率定时器框架初始化

//	高分辨率定时器框架初始化
//	调用路径：start_kernel->hrtimers_init
//	函数任务：
//		1.创建cpu时钟基础
//		2.注册监听cpu状态变化
//		3.注册高分辨率模式下的定时器软中断
//	注：
//		1.高分辨率定时器框架的通用部分总是编译进内核
//		2.高分辨率定时器框架初始为未激活状态，由低分辨率定时器软中断中切换到高分辨率
1.1 void __init hrtimers_init(void)
{
	//通知clockevent设备管理，创建cpu时钟基础
	hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
			  (void *)(long)smp_processor_id());
	//注册监听cpu 状态信息
	register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
	//高分辨率定时功能通过预处理编译进内核
#ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
	//注册高分辨率模式下的定时器软中断
	open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq);
#endif
}
//	cpu状态监听控制块
2.1 static struct notifier_block __cpuinitdata hrtimers_nb = {
	.notifier_call = hrtimer_cpu_notify,
};

//	处理cpu状态变化
//	函数任务：
//		1.cpu up，初始化cpu的时钟基础
//		2.针对热插拔cpu
//			2.1 cpu dying、frozen，选择cpu，接管do_timer
//			2.2 cpu dead、frozen
//				2.2.1 通知clockevent设备管理，cpu dead
//				2.2.2 迁移dead cpu上的hrtimer到本cpu
3.1 static int __cpuinit hrtimer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
					unsigned long action, void *hcpu)
{
	int scpu = (long)hcpu;

	switch (action)
	{
		//cpu up，初始化此cpu的时钟基础
	case CPU_UP_PREPARE:
	case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
		init_hrtimers_cpu(scpu);
		break;
		//下列情况只针对热插拔cpu
#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
	case CPU_DYING:
	case CPU_DYING_FROZEN:
		//选择cpu接管do_timer
		clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DYING, &scpu);
		break;
	case CPU_DEAD:
	case CPU_DEAD_FROZEN:
		//通知clockevent设备管理，cpu dead
		clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DEAD, &scpu);
		//迁移cpu上的定时任务到本cpu
		migrate_hrtimers(scpu);
		break;
#endif
	default:
		break;
	}
	return NOTIFY_OK;
}

//	初始化cpu的时钟基础
//	函数任务：
//		1.初始化REALTIME、MONOTOMIC两个时钟基础
//		2.更新时钟基础到期时间为KTIME_MAX，即没有hrtimer会到期
//		3.更新高分辨率定时器未激活状态
//	调用路径：init_hrtimers_cpu->init_hrtimers_cpu
4.1 static void __cpuinit init_hrtimers_cpu(int cpu)
{
	//per cpu时钟基础设备，用于维护该cpu的hrtimer
	struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
	int i;

	raw_spin_lock_init(&cpu_base->lock);
	//初始化cpu时钟基础
	for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++)
		cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
	hrtimer_init_hres(cpu_base);
}
4.2 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
{
	//下一次事件到期的绝对时间，KTIME_MAX表示没有hrtimer会到期
	base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
	//高分辨率未激活状态
	base->hres_active = 0;
}

//	cpu时钟基础数据结构
//		提供两种时钟基础
//			CLOCK_MONOTOMIC,系统启动时从0开始，不会跳变，始终单调的运行
//			CLOCK_REALTIME,系统的实际时间，当系统时间改变时，会发生跳变
5.1 struct hrtimer_cpu_base {
	raw_spinlock_t			lock;
	struct hrtimer_clock_base	clock_base[HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES];//当前cpu的时钟基础
#ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
	ktime_t				expires_next;	//下一次事件到期的绝对时间
	int				hres_active;		//高分辨率状态
	int				hang_detected;		//最近一次hrtimer检测到挂起
	unsigned long			nr_events;	//中断事件总数
	unsigned long			nr_retries;	//有效的中断事件总数
	unsigned long			nr_hangs;	//中断挂起的次数
	ktime_t				max_hang_time;	//中断处理程序hrtimer_interrupt可花费的最大时间
#endif
}; 

//	时钟基础数据结构
//		hrtimer组织成红黑树的形式
5.2 struct hrtimer_clock_base {
	struct hrtimer_cpu_base	*cpu_base;
	clockid_t		index;			//用于区分CLOCK_MONOTONIC,CLOCK_REALTIME
	struct rb_root		active;		//所有活跃的hrtimer组织在红黑树中，active指向其树根
	struct rb_node		*first;		//第一个到期的hrtimer
	ktime_t			resolution;		//时钟基础的分辨率，纳秒为单位
	ktime_t			(*get_time)(void);	//读取该时钟基础的时间
	ktime_t			softirq_time;	//在软中断中开始运行hrtimer的时间
#ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
	ktime_t			offset;			//时钟相对于单调时钟的偏移
#endif
};