LINUX RTC机制实现计时器类

在LINUX中经常要使用计时器，而在LINUX环境下使用计时器不像WINDOWS环境下那样一个SETTIMER()方便，主要有三种方式：使用SLEEP/USLEEP+单独线程；SETITMER加处理信号SIGALRM，或者是RTC机制。这里我讲到的是使用RTC机制实现计时器类。这种方法最为优越，它与传统意义上的SLEEP和SIGALRM信号是分离的，它的运行不受SLEEP的影响，而像SETITMER等都会受到SLEEP的影响，因为它们使用的是同一时钟。
    以前用select实现的计时器类(http://hi.baidu.com/susdisk/blog/item/03f70d35e8e2e182a61e1288.html)其实并不是真正的计时器，它是一个循环，只是在处理完一次ONTIMER()事件后停下了一秒，然后再接着一次ONTIMER()，这其实并不是真正的计时器。真正的计时器应该是不管是否在处理ONTIMER()事件，它都会触发。
    RTC(real-time clock)。现在可以使用LINUX下的RTC机制来编写计时器类，这个类是完全意义上的计时器，经过测试，也基本不占用cpu时间，因为它采用的是底层的硬件时钟，rtc的文档中说的很明白，它与系统时钟最大的区别在于即使它在机器耗能非常低的情况下，也会触发此时钟信号。它也与SLEEP、SETITIMER等函数是完全独立的，就是说，使用这个计时器类，你依然可以使用各种SLEEP函数等，互不影响，这一点我觉得是最重要的。
    实现如下：

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1. CTimer.h:  
2. /* 
3. * CTimer.h 
4. * 
5. * Created on: 2009-7-13 
6. *      Author: DEAN 
7. */  
8. //////////////////////////////////////////////////////////////  
9. // This class provide a timer to finish some works.  
10. // Call StartTimer() to enable it and call StopTimer() to stop  
11. // it. The work you want to do should be written on OnTimer()  
12. // function. Call SetInterval(x) to set every x second to call  
13. // OnTimer() once.  
14. //////////////////////////////////////////////////////////////  
15. #ifndef CTIMER_H_  
16. #define CTIMER_H_  
17. #include <sys/time.h>  
18. #include <linux/rtc.h>  
19. #include <sys/ioctl.h>  
20. #include <pthread.h>  
21. class CTimer  
22. {  
23. private:  
24.     static CTimer *g_singleinstance;  
25.     long m_second, m_counter;  
26.     unsigned long m_data;  
27.     int m_rtcfd;  
28.     pthread_t thread_timer;  
29.     static void *thread_stub(void *p)  
30.     {  
31.         (static_cast<CTimer*>(p))->thread_proc();  
32.     }  
33.     void *thread_proc();  
34.     void OnTimer();  
35. protected:  
36.     CTimer();  
37. public:  
38.     virtual ~CTimer();  
39.     static CTimer *Instance();  
40.     void SetInterval(long second);  
41.     void StartTimer();  
42.     void StopTimer();  
43. };  
44. #endif /* CTIMER_H_ */  
45. CTimer.cpp:  
46. /* 
47. * CTimer.cpp 
48. * 
49. * Created on: 2009-7-13 
50. *      Author: dean 
51. */  
52. #include "Timer.h"  
53. #include <iostream>  
54. #include <sys/time.h>  
55. #include <linux/rtc.h>  
56. #include <sys/ioctl.h>  
57. #include <sys/types.h>  
58. #include <sys/stat.h>  
59. #include <fcntl.h>  
60. #include <pthread.h>  
61. using namespace std;  
62. CTimer *CTimer::g_singleinstance = 0;  
63. CTimer::CTimer():  
64.     m_second(2), m_counter(0)  
65. {  
66.     //Init the rtc  
67.     m_rtcfd = open("/dev/rtc", O_RDONLY);  
68.     if(m_rtcfd < 0)  
69.     {  
70.         cout<<"TimerWarning: open /dev/rtc error..."<<endl;  
71.         return;  
72.     }  
73.     if(ioctl(m_rtcfd, RTC_IRQP_SET, 2) < 0)  
74.     {  
75.         cout<<"TimerWarning: Set rtc request failed..."<<endl;  
76.         close(m_rtcfd);  
77.         return;  
78.     }  
79.     pthread_create(&thread_timer, NULL, thread_stub, this);  
80. }  
81. //////////////////////////private methods//////////////////////////  
82. void *CTimer::thread_proc()  
83. {  
84.     int nfds;  
85.     while(true)  
86.     {  
87.         read(m_rtcfd,&m_data,sizeof(unsigned long));  
88.         ++m_counter;  
89.         if (m_counter >= m_second)  
90.         {  
91.             OnTimer();  
92.             m_counter = 0;  
93.         }  
94.         pthread_testcancel();  
95.     }  
96. }  
97. void CTimer::OnTimer()  
98. {  
99.     cout<<"Timer...."<<endl;  
100. }  
101. //////////////////////////public methods//////////////////////////  
102. CTimer::~CTimer()  
103. {  
104.     pthread_cancel(thread_timer);  
105.     pthread_join(thread_timer, NULL);  
106.     close(m_rtcfd);  
107. }  
108. CTimer *CTimer::Instance()  
109. {  
110.     if (g_singleinstance == 0)  
111.         g_singleinstance = new CTimer;  
112.     return g_singleinstance;  
113. }  
114. void CTimer::SetInterval(long second)  
115. {  
116.     m_second = second * 2;  
117. }  
118. void CTimer::StartTimer()  
119. {  
120.     if (!(m_rtcfd > 0))  
121.     {  
122.         cout<<"TimerWarning: rtcfd < 0...Start failed..."<<endl;  
123.         return;  
124.     }  
125.     if(ioctl(m_rtcfd, RTC_PIE_ON, 0) < 0)  
126.     {  
127.         cout<<"TimerWarning: ioctl(RTC_PIE_ON) failed..."<<endl;  
128.         close(m_rtcfd);  
129.         return;  
130.     }  
131.     m_counter = 0;  
132. }  
133. void CTimer::StopTimer()  
134. {  
135.     if (!(m_rtcfd > 0))  
136.     {  
137.         cout<<"TimerWarning: rtcfd < 0...Stop failed..."<<endl;  
138.         return;  
139.     }  
140.     if(ioctl(m_rtcfd, RTC_PIE_OFF, 0) < 0)  
141.     {  
142.         cout<<"TimerWarning: ioctl(RTC_PIE_ON) failed..."<<endl;  
143.         close(m_rtcfd);  
144.         return;  
145.     }  
146. }  

 

 

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1. linux 下 timer机制 标准实现，一般是用 sigalarm + setitimer() 来实现的，但这样就与 select/epoll 等逻辑有所冲突，我希望所有 event 的通知逻辑都从 select/epoll 中触发。（FreeBSD 中 kqueue 默认就有 FILTER_TIMER，多好）  
2.   
3. ps. /dev/rtc 只能被 open() 一次，因此上面希望与 epoll 合并的想法基本不可能了~  
4.   
5. 下面是通过 /dev/rtc (real-time clock) 硬件时钟实现的 timer机制。:-)  
6. 其中 ioctl(fd, RTC_IRQP_SET, 4) 的第三个参数只能是 2, 4, 8, 16, 32 之一，表示 xx Hz。  
7.   
8. -------------------------------------------------  
9. #include <linux/rtc.h>  
10. #include <sys/ioctl.h>  
11. #include <sys/time.h>  
12. #include <sys/types.h>  
13. #include <fcntl.h>  
14. #include <stdio.h>  
15. #include <unistd.h>  
16. #include <errno.h>  
17. #include <time.h>  
18. #include <err.h>  
19.   
20. int main(void)  
21. {  
22.         unsigned long i = 0;  
23.         unsigned long data = 0;  
24.         int fd = open("/dev/rtc", O_RDONLY);  
25.   
26.         if ( fd < 0 )  
27.                 errx(1, "open() fail");  
28.   
29.         /* set the freq as 4Hz */  
30.         if ( ioctl(fd, RTC_IRQP_SET, 4) < 0 )  
31.                 errx(1, "ioctl(RTC_IRQP_SET) fail");  
32.   
33.         /* enable periodic interrupts */  
34.         if ( ioctl(fd, RTC_PIE_ON, 0) < 0 )  
35.                 errx(1, "ioctl(RTC_PIE_ON)");  
36.   
37.         for ( i = 0; i < 100; i++ )  
38.         {  
39.                 if ( read(fd, &data, sizeof(data)) < 0 )  
40.                         errx(1, "read() error");  
41.   
42.                 printf("timer %d/n", time(NULL));  
43.         }  
44.   
45.         /* enable periodic interrupts */  
46.         if ( ioctl(fd, RTC_PIE_OFF, 0) < 0 )  
47.                 errx(1, "ioctl(RTC_PIE_OFF)");  
48.   
49.   
50.         close(fd);  
51.         return 0;  
52. }