Linux编程——定时器

定时器是实时应用中非常重要的组件，在Linux系统中实际上也提供了丰富的定时器的支持，在Android UWB的底层实现中也被广泛应用，本文进行简单的介绍。

定时器

定时器的基本管理就是创建、设置定时时间、启动定时器、定时器超时处理、停止定时器以及删除定时器，接下来按照流程顺序进行介绍。

1.创建定时器

关于使用POSIX定时器的创建，使用timer_create函数创建，定时以下提供了简单的示例。

#include 

// 定义定时器结构体，将定时器句柄与相关数据进行绑定，以便定时器超时回调处理
typedef struct {
    timer_t hTimerHandle;
    // 其他定时器相关的成员变量
} TimerData;

// 创建定时器函数
void createTimer() {
    TimerData timerData;
    struct sigevent se;

    // 设置定时器事件
    se.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;  // 定时器到期时发送信号
    se.sigev_signo = SIGALRM;       // 使用SIGALRM信号
    se.sigev_value.sival_ptr = &(timerData.hTimerHandle);  // 传递定时器句柄

    // 创建定时器
    timer_create(CLOCK_REALTIME, &se, &(timerData.hTimerHandle));

    // 其他处理定时器的操作
}

在上述代码中，timer_create函数用于创建一个定时器。它接受三个参数：

在代码中，我们可以看到，首先定义了一个TimerData的结构体，用于存储定时器句柄和其他相关的定时器数据。在最后的示例中，可以看到timer_t句柄是如何应用到实际的案例中的。

然后，创建了一个sigevent结构体se，并设置了定时器事件的处理方式。

最后，通过调用timer_create函数，将定时器句柄存储在timerData.hTimerHandle中。

在定时器创建时，还支持一些其他的事件类型，如SIGEV_THREAD等，时间到创建一个新的线程来执行特定的函数。

typedef struct sigevent {
    int sigev_notify;              // 通知方式
    int sigev_signo;               // 信号编号
    union sigval sigev_value;      // 传递的值
    void (*sigev_notify_function)(union sigval);  // 线程处理函数
    pthread_attr_t *sigev_notify_attributes;      // 线程属性
} sigevent_t;

#include 
#include 

// 定时器线程处理函数
void timerThreadHandler(union sigval value) {
    // 处理定时器到期事件
}

// 创建定时器函数
void createTimer() {
    struct sigevent se;
    timer_t timerid;

    // 设置定时器事件
    se.sigev_notify = SIGEV_THREAD;  // 使用线程处理方式
    se.sigev_notify_function = timerThreadHandler;  // 设置线程处理函数
    se.sigev_notify_attributes = NULL;

    // 创建定时器
    timer_create(CLOCK_REALTIME, &se, &timerid);
    // 其他处理定时器的操作
}

2.设置定时器的时间，启动定时器

struct itimerspec是一个用于设置定时器的结构体，在Linux中定义在头文件中。它包含两个成员变量：it_interval和it_value。

struct itimerspec {
    struct timespec it_interval;  // 定时器的间隔时间
    struct timespec it_value;     // 定时器的初始值
};

其中，每个成员变量的含义如下：

通过设置it_interval和it_value的值，可以控制定时器的触发时间和触发频率。

以下是使用struct itimerspec结构体来设置定时器的间隔时间和初始值的示例：

#include 

void setTimer() {
    timer_t timerid;
    struct itimerspec its;

    // 设置定时器间隔时间为2秒，初始值为3秒
    its.it_interval.tv_sec = 2;
    its.it_interval.tv_nsec = 0;
    its.it_value.tv_sec = 3;
    its.it_value.tv_nsec = 0;

    // 设置定时器
    timer_settime(timerid, 0, &its, NULL);

    // 其他处理定时器的操作
}

首先定义了一个itimerspec结构体变量its，并设置了定时器的间隔时间和初始值。

然后，通过调用timer_settime函数来设置定时器。最后，可以进行其他处理定时器的操作。

需要注意的是，it_interval.tv_nsec和it_value.tv_nsec的时间单位是纳秒。在设置定时器时，可以根据需要将其设为不同的值，以实现所需的定时触发行为。

3.停止定时器

停止定时器相对比较简单，将时间相关参数设置为0即可。

static struct itimerspec its = {{0, 0}, {0, 0}};  
timer_settime(timerData.hTimerHandle, 0, &its, NULL);

4.删除定时器

要删除定时器，需要等定时器停止运行之后才能删除，所以第一步应停止定时器。

timer_delete(timerData.hTimerHandle);
//对于存放定时器相关数据的结构体可以清空
memset(&timeData, (uint8_t)0x00, sizeof(TimerData));

5. Android UWB HAL应用

在Android UWB HAL实现中，对定时器进行了一定的封装，如下：

/*
 **Timer Handle structure containing details of a timer.
 */
typedef struct phOsalUwb_TimerHandle {
    timer_t hTimerHandle; /* Handle of the timer */
    /* Timer callback function to be invoked */
    pphOsalUwb_TimerCallbck_t Application_callback;
    void* pContext; /* Parameter to be passed to the callback function */

    phOsalUwb_TimerStates_t eState; /* Timer states */
    /* Osal Timer message posted on User Thread */
    phLibUwb_Message_t tOsalMessage;
  
    //...

} phOsalUwb_TimerHandle_t, *pphOsalUwb_TimerHandle_t;

在timer_t句柄的基础之上增加了相关的回调函数、消息、上下文参数等等，基于定时器实现相关的访问需求。

在phOsalUwb_Timer的实现中，定义了一个phOsalUwb_TimerHandle_t的定时器数组，可以支持多个定时器，以支持多个定时任务的处理。

// 获取自定义定时器句柄
pTimerHandle = (phOsalUwb_TimerHandle_t*)&apTimerInfo[dwIndex];
// 设置定时时间，略

//启动定时器
timer_settime(pTimerHandle->hTimerHandle, 0, &its, NULL);

// 停止定时器
static struct itimerspec its = {{0, 0}, {0, 0}};
timer_settime(pTimerHandle->hTimerHandle, 0, &its, NULL);

// 删除定时器
timer_delete(pTimerHandle->hTimerHandle)

// 由于自定义了定时器结构，需要清除存储的相关数据，这里直接全部设置为0.
/* Clear Timer structure used to store timer related data */
memset(pTimerHandle, (uint8_t)0x00, sizeof(phOsalUwb_TimerHandle_t));