如何优化Linux驱动中的延时问题？

Linux 驱动中的延时通常分为忙等待和休眠等待，msleep 是休眠函数，不占用 CPU 资源但时间不准确；mdelay 是忙等待函数，时间准确但占用 CPU 资源。

Linux 驱动开发中，延时是一个常见且重要的操作，延时可以用于等待硬件设备完成特定操作、控制任务执行的节奏以及协调多个任务之间的同步，在 Linux 内核中，有多种延时函数可供选择，每种函数都有其特定的应用场景和特点。

Linux 驱动中的延时函数

1. 短延时

在设备驱动程序处理硬件读写时，往往需要延时一段短时间以使设备成功完成某些操作，因为 CPU 指令执行速度远大于硬件设备，不延时的话可能会和 CPU 速度匹配不上，Linux 内核提供了两个函数来分别完成不同量级的延时（延时期间程序忙等待）：

ndelay(unsigned long x)：纳秒级延时函数，实现依赖于具体的平台，可能有的平台硬件上根本实现不了纳秒级的延时，此时内核会使用一个有限循环函数来达到此目的。

udelay(unsigned long x)：微秒级延时函数，同样实现依赖于具体的平台。

2. 中等延时

一般称毫秒级的延时为中等延时，内核实现了三个函数（延时期间程序进入睡眠状态）：

msleep(unsigned int msecs)：毫秒级延时函数，程序进入睡眠，且不可被打断。

msleep_interruptible(unsigned int msecs)：毫秒级延时函数，程序进入睡眠，但可以被打断。

ssleep(unsigned int secs)：秒级延时函数，程序进入睡眠，且不可被打断。

3. 长延时

长延时表示驱动程序要延时相对较长的一段时间，方法主要是比较当前 jiffies 值和目标 jiffies 值，它是忙等待的，下例实现了延时 10 秒的目的：

unsigned long timeout = jiffies + 10 * HZ;
while (time_before(jiffies, timeout));

延时函数的选择与使用场景

udelay() / ndelay() / mdelay()：这些函数是忙等待函数，在延迟过程中无法运行其他任务，这个延迟的时间是准确的，需要等待多少时间就会真正等待多少时间，它们适用于等待时间极短的场合，进程和中断都可以使用忙等待。

msleep()：这是休眠函数，不会忙等待，它不涉及忙等待，时间是不准确的，msleep(200)，大概率是会等待多于 200ms 的，它适用于等待时间较长的场合，只能用于进程，不能用于中断。

示例代码

以下是一个简单的示例代码，演示了如何在 Linux 驱动中使用延时函数：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/jiffies.h>
static int __init my_driver_init(void) {
    printk(KERN_INFO "My driver is initializing.
");
    msleep(1000); // 休眠 1 秒
    printk(KERN_INFO "My driver has initialized.
");
    return 0;
}
static void __exit my_driver_exit(void) {
    printk(KERN_INFO "My driver is exiting.
");
}
module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);

在这个示例中，my_driver_init 函数在驱动初始化时调用msleep(1000)，使当前进程休眠 1 秒，这样可以确保在驱动初始化过程中有足够的时间进行必要的设置或等待硬件设备准备就绪。

Linux 驱动开发中的延时操作是一个重要且常见的需求，通过合理选择和使用延时函数，可以有效地控制任务执行的节奏、等待硬件设备完成特定操作以及协调多个任务之间的同步，在实际开发中，应根据具体的应用场景和需求选择合适的延时函数，并注意避免不必要的延时对系统性能的影响。

FAQs

Q1: Linux 驱动中的延时函数有哪些？

A1: Linux 驱动中的延时函数包括短延时函数如 ndelay()、udelay()，中等延时函数如 msleep()、msleep_interruptible()、ssleep()，以及长延时方法如基于 jiffies 值的忙等待。

Q2: Linux 驱动中延时函数的使用场景是什么？

A2: Linux 驱动中延时函数的使用场景包括等待硬件设备完成特定操作、控制任务执行的节奏以及协调多个任务之间的同步，短延时函数适用于等待时间极短的场合，中等延时函数适用于等待时间较长的场合，长延时方法则用于相对较长时间的延时。

各位小伙伴们，我刚刚为大家分享了有关“linux 驱动 延时”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！