如何在Linux用戶空間中實現高度準確的計時器？

Question

我在我的BeagleBoard上安裝了Angstrom Linux。

我想實現非常準確的計時器，它可以在每500us發射一次。我閱讀了hrtimers，但我發現的所有實現都是針對內核空間的。我想在用戶空間中實現它。

是否有任何API可以調用這些hrtimers，我可以在用戶空間或任何其他方式在linux中實現精確定時器？

我已將jiffy設置爲幾納秒。

Answer 1

最後，經過一番更多的努力，我發現這表明與信號處理（處理SIGALRM），類似於巴西萊Starynkevitch在他的評論暗示一起使用timer_create()，clock_gettime()代碼。

我在我的1 GHz Beaglebone上嘗試了它，時鐘類型爲CLOCK_MONOTONIC，間隔爲500us。

在定時器過期的2%中，出現2%，這正好是500us（我忽略了納秒差異）。和96.6%它是在500 +/- 10us的範圍內。而其餘時間，平均誤差不超過+/- 50us。

This is the link for the code

我已經張貼在這裏的代碼稍加修改。我以下修改的代碼：

1. 對於小的時間間隔爲10μs〜所述count漸漸無限遞減，因此我添加上的信號處理程序本身內測試（count）數的控制。

2. 在運行計時器中添加printf需要很多時間。因此，我將時差存儲在一個數組中，然後在最後一次測試結束後，我將所有內容都打印出來。

3. 我認爲在unsigned long（即以納秒爲單位）中計算時間差要好於在double（以秒爲單位）中的計算，因爲它更準確並且速度可能更快。因此我修改了timerdiff宏以輸出差值（以納秒爲單位）。由於我使用500us或更少的間隔，所以差異將永遠不會溢出unsigned long的範圍。

正如你所看到的，即使修改之後，只有2％的結果精確到< 1us。所以我現在想喜歡不運行Linux的不必要的流程，簡化了，我的計劃更等

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <time.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <signal.h> 
#include <unistd.h> 

#define NSEC_PER_SEC 1000000000L 

#define MAX_TESTS 10000 

#define timerdiff(a,b) (((a)->tv_sec - (b)->tv_sec) * NSEC_PER_SEC + \ 
(((a)->tv_nsec - (b)->tv_nsec))) 

static struct timespec prev = {.tv_sec=0,.tv_nsec=0}; 
static int count = MAX_TESTS; 
unsigned long diff_times[MAX_TESTS]; 

void handler(int signo) 
{ 
    struct timespec now; 
    register int i, correct=0; 

    if(count >= 0) 
    { 
     clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now); 
     diff_times[count]=timerdiff(&now, &prev); 
     prev = now; 
     count --; 
    } 

    else 
    { 
     for(i=0; i<MAX_TESTS; ++i) 
     { 
      if(diff_times[i]/1000 < 510 && diff_times[i]/1000 > 490) 
      { 
       printf("%d->\t", i); 
       correct++; 
      } 
      printf("%lu\n", diff_times[i]); 
     } 
     printf("-> %d\n", correct); 
     exit(0); 
    } 
} 

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    int i = 0; 
    timer_t t_id; 

    struct itimerspec tim_spec = {.it_interval= {.tv_sec=0,.tv_nsec=500000}, 
        .it_value = {.tv_sec=1,.tv_nsec=0}}; 

    struct sigaction act; 
    sigset_t set; 

    sigemptyset(&set); 
    sigaddset(&set, SIGALRM); 

    act.sa_flags = 0; 
    act.sa_mask = set; 
    act.sa_handler = &handler; 

    sigaction(SIGALRM, &act, NULL); 

    if (timer_create(CLOCK_MONOTONIC, NULL, &t_id)) 
     perror("timer_create"); 

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &prev); 

    if (timer_settime(t_id, 0, &tim_spec, NULL)) 
     perror("timer_settime"); 

    while(1); 

    return 0; 
}