init/mian.c
start_kernel()
--> init_IRQ();
--> tick_init()
--> tick_broadcast_init();
--> tick_nohz_init();
--> init_timers();
--> hrtimers_init();
--> hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
--> open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, hrtimer_run_softirq);
--> softirq_init();
--> time_init();
--> sched_clock_init();
drivers/clocksource/arm_arch_timer.c
/* arm时钟源驱动的入口函数,根据设备树或者acpi分别采用不同的入口 */
arch_timer_of_init() / arch_timer_acpi_init()
--> arch_timer_register()
/*
* 根据arch_timer_uses_ppi模式,为每个cpu core申请arch_timer中断,
* 中断处理中的操作:
* 读取arch timer控制寄存器ARCH_TIMER_REG_CTRL的值
* 如果发现STAT位被置位,清楚此位
* 执行对应clock event设备的event_handler()
*/
--> request_percpu_irq(ppi, arch_timer_handler_phys,
"arch_timer", arch_timer_evt);
--> arch_timer_cpu_pm_init()
/*
* 设置CPU状态机中CPUHP_AP_ARM_ARCH_TIMER_STARTING状态的回调函数
* 在cpu up对应阶段进行调用。
* 回调函数中完成clock event设备(arch_timer_evt)的注册
* 和tick device(tick_cpu_device)的创建。
*/
--> cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ARM_ARCH_TIMER_STARTING,
"clockevents/arm/arch_timer:starting",
arch_timer_starting_cpu, arch_timer_dying_cpu);
--> arch_timer_common_init()
--> arch_timer_banner(arch_timers_present);
--> arch_counter_register(arch_timers_present);
/* 注册新的时钟源clocksource_counter */
--> clocksource_register_hz(&clocksource_counter, arch_timer_rate);
--> timecounter_init(&arch_timer_kvm_info.timecounter, &cyclecounter, start_count);
/* 主要用来启动sched_clock_timer,用来更新sched clock,以供sched_clock()方法使用 */
--> sched_clock_register(arch_timer_read_counter, 56, arch_timer_rate);
--> arch_timer_arch_init()
drivers/clocksource/arm_arch_timer.c
timer_handler(ARCH_TIMER_PHYS_ACCESS, evt)
{
/* 读取寄存器ARCH_TIMER_REG_CTRL值 */
ctrl = arch_timer_reg_read(access, ARCH_TIMER_REG_CTRL, evt);
if (ctrl & ARCH_TIMER_CTRL_IT_STAT) {
ctrl |= ARCH_TIMER_CTRL_IT_MASK;
arch_timer_reg_write(access, ARCH_TIMER_REG_CTRL, ctrl, evt);
/* 执行对应clock event设备的event_handler() */
evt->event_handler(evt);
return IRQ_HANDLED;
}
return IRQ_NONE;
}
struct tick_device {
struct clock_event_device *evtdev;
enum tick_device_mode mode;
};
drivers/clocksource/arm_arch_timer.c
arch_timer_starting_cpu()
--> __arch_timer_setup(ARCH_TIMER_TYPE_CP15, clk);
/*
* 配置并注册clock event设备arch_timer_evt
* 然后set up the tick device
*/
--> clockevents_config_and_register();
--> enable_percpu_irq()
--> arch_counter_set_user_access();
kernel/time/clockevents.c
clockevents_config_and_register()
--> clockevents_config()
/* register the clock event device */
--> clockevents_register_device(struct clock_event_device *dev)
--> list_add(&dev->list, &clockevent_devices);
/* 主要执行tick_setup_device()创建tick device */
--> tick_check_new_device()
--> clockevents_notify_released()
kernel/time/tick_common.c
tick_check_new_device()
/* Setup the tick device */
--> tick_setup_device()
/* 设置其周期tick_perio;*/
--> tick_period = NSEC_PER_SEC / HZ;
/* 设置tick device模式为TICKDEV_MODE_PERIODIC */
--> td->mode = TICKDEV_MODE_PERIODIC;
/*
* 根据tick设备mode,调用tick_setup_periodic创建tick device
* 设置clock event设备的event_handler和operating state
*/
--> tick_setup_periodic()
/* 设置clock event设备arch_timer_evt的event_handler */
--> tick_set_periodic_handler(dev, broadcast);
/*
* linux内核启动初期,tick仍然使用传统时钟实现,此时
* clock event设备的event_handler为tick_handle_periodic()
* 后期会尝试切换到到高精度模式,然后修改clock event设备的event_handler
* 高精度模式下clock event设备的event_handler为hrtimer_interrupt()
*/
--> dev->event_handler = tick_handle_periodic;
/* 设置clock event设备的operating state为periodic
--> clockevents_switch_state(dev, CLOCK_EVT_STATE_PERIODIC)
kernel/time/tick_common.c
/* Event handler for periodic ticks */
tick_handle_periodic()
/* 周期性时钟具体处理函数 */
--> tick_periodic()
/* Keep track of the next tick event */
--> tick_next_period = ktime_add(tick_next_period, tick_period);
/* jiffies计数加“1” */
--> do_timer(1);
/* 更新墙上时间 */
--> update_wall_time();
/* 主要处理函数,切换高精度时钟、scheduler_tick()执行 */
--> update_process_times()
kernel/time/timer.c
update_process_times()
--> run_local_timers()
/*
* 判断是否切换到了高精度模式,如果切换到了高精度模式,不做任何处理
* 如果没有切到高精度模式,判断是否具备切换到高精度模式条件
* 如果具备条件,执行hrtimer_switch_to_hres()中尝试切换到高精度模式
* 否则执行__hrtimer_run_queues()进行定时器超时查询处理
*/
--> hrtimer_run_queues();
--> scheduler_tick(); /* 检查是否需要进行任务切换 */
kernel/time/hrtimer.c
hrtimer_run_queues(void)
/* 如果已经是高精度模式,直接return */
--> if (__hrtimer_hres_active(cpu_base)) return;
/*
* 这里其实有个判断,如果当前满足条件,
* 执行hrtimer_switch_to_hres()尝试切换到高精度模式
*/
--> hrtimer_switch_to_hres()
/* 切换到高精度模式 */
--> tick_init_highres()
/*
* 将clock event设备的event_handler改为hrtimer_interrupt;
* 将tick device的mode和clock eventdevice的state设置为oneshot
*/
--> tick_switch_to_oneshot(hrtimer_interrupt);
/* 设置tick device mode为oneshot */
--> td->mode = TICKDEV_MODE_ONESHOT;
/*
* 设置高精度模式下clock event设备的event_handler
* 从之前的tick_handle_periodic切换为hrtimer_interrupt
*/
--> dev->event_handler =hrtimer_interrupt;
/* 设置clock event设备的state为oneshot */
--> clockevents_switch_state(dev, CLOCK_EVT_STATE_ONESHOT);
/* 初始化并启动sched_timer */
--> tick_setup_sched_timer()
--> hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
/* sched_timer超时处理函数为tick_sched_timer */
--> ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
--> hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
--> hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
--> hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
--> tick_nohz_activate(ts, NOHZ_MODE_HIGHRES);
/*
* 当前不满足切换高精度模式条件,
* 执行__hrtimer_run_queues()进行定时器超时查询处理
*/
--> __hrtimer_run_queues()
kernel/time/tick-sched.c
tick_sched_timer()
/* 增加jiffies计数、更新墙上时间 */
--> tick_sched_do_timer(ts, now);
--> tick_sched_handle(ts, regs);
/*
* 此方法上面已经介绍过了,不同的是:这边检查到已经切换到高精度模式后,
* 不在进行其他操作,直接执行scheduler_tick(),后面有简单逻辑介绍。
*/
--> update_process_times(user_mode(regs));
/* 重新推迟定时器,时间为tick_period,即下一个tick */
--> hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
--> return HRTIMER_RESTART;
kernel/time/time.c
update_process_times()
--> run_local_timers();
/* 因为已经切换到高精度模式,所以这里不做任何操作,直接return了 */
--> hrtimer_run_queues()
{
if (__hrtimer_hres_active(cpu_base)) return;
}
/* 检查是否需要进行任务切换 */
--> scheduler_tick();
kernel/sched/core.c
scheduler_tick() { curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0); }
/* 根据当前任务所属调度类执行对应task_tick方法 */
--> task_tick_fair() / task_tick_rt() / task_tick_dl()
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