在开发驱动过程中在与硬件交互的过程中，不可避免的需要使用到延迟技术，例如在设置外设寄存器后，由于硬件延迟等原因设置之后并不会立即马上上生效，需要等待延迟一小段时间以便设置能够生效，驱动开发人员不可避免的需要使用到内核delay技术。

采用何种延迟技术一直都是是很多开发人员都没有注意到，Robert Love在《Linux Kernel Development》一书中专门对delay技术做出了比较详细的说明。

Busy Looping

Busy Looping即使用使用一个循环计数进行忙等待，直到满足条件。在满足需延迟的时间之后退出循环，内核中提供了一种使用tick 计数方法，通过控制延迟多少个tick数目，来控制整个延迟时间，方法如下：

unsigned long timeout = jiffies + 10; /* ten ticks */while (time_before(jiffies, timeout))
；

jifferes为内核种获取当前clock数目，当获取到的clock数目超过10个时退出循环，time_before函数其本质上就是一个数目比较函数：

#define time_after(a,b)      \(typecheck(unsigned long, a) && \typecheck(unsigned long, b) && \((long)((b) - (a)) < 0))
#define time_before(a,b)    time_after(b,a)

通过上述宏展开可知timer_before()就是比较a的计数是否在b前面，如果a<b则返回true，否则返回fase 。

上述jiffies是在进入循环前获取到当前系统时钟滴答tick数目，当tick数目超过进入timeout数目之后将会退出循环，意思就是延迟10个滴答数目。jiffies获取到的是系统当前的滴答数目，为了防止缓存等影响不能获取最新的当前系统滴答数目，该变量使用volatie变量。

由于每个cpu的频率不一致，例如如果当前系统频率为1000HZ，则延迟10个滴答数目则为10ms，所以每个cpu延迟的时间并不一致，为了可以增加程序可移值性，延迟具体某个时间可以将要延迟的滴答数目* HZ（系统时钟）方法，下面程序可以修改为：

unsigned long delay = jiffies + 2*HZ; /* two seconds */while (time_before(jiffies, delay))
；

上述用例采用2*HZ意味这就是延迟2s。

Busy Looping危害

采用上述busy looping方法，使用忙等待的方式，会长期占用cpu资料，使其他任务得不到调度，为了增加防止在忙等待时候可以调度更好优先级得任务，可以在循环种加入cond_resched，其方法如下：

unsigned long delay = jiffies + 5*HZ；while (time_before(jiffies, delay))cond_resched();

在忙等待时间，如果有更高优先级任务，可以将cpu资源让给其他任务，提高整体性能。但是采用cond_resched（），意味着该方法不能在中断函数种使用。其延迟时间也将会不准确，因为其他任务调度时间可能超过延迟时间。在时间要求不准确的场景可以使用上述方法。

Small Delays

busy loops在时间延迟要求为tick整数倍或者时间要求不是很准确场景下使用，如果要求延迟时间段，且时间精确的场景下，内核提供了一系列的函数分别针对microsecond（微秒）, nanosecond（纳秒）, and millisecond（毫秒）函数，分别为：

void udelay(unsigned long usecs)
void ndelay(unsigned long nsecs)
void mdelay(unsigned long msecs)

udelay是微秒级的延迟，ndelay是纳秒级的延迟，mdelay是毫秒级别的延迟。特别要指出的是其使用的延迟参照最好不要超过该函数的级别，比如微秒级的延迟最好使用udelay，为了防止数据溢出，其参数最好不要超过微妙级别。

The udelay() function should be called only for small delays because larger delays on fast machines might result in overflow.As a rule, do not use udelay() for delays more than one millisecond in duration. For longer durations, mdelay() works fine。

除了上述几个函数之前，还有几个函数可以用于非atomic场景：

usleep_range(unsigned long min, unsigned long max)
msleep(unsigned long msecs)
msleep_interruptible(unsigned long msecs)

schedule_timeout()

除了上述方法之外，内核还从调度角度提供延迟方法：schedule_timeout()

该函数可以将当前进程进行休眠，将cpu资源让给其他任务进行调度，直到所设置的延迟时间达到，唤醒。由于当前进行会休眠所以延迟的时间并不是很精确。使用方法如下：

set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)；schedule_timeout(s * HZ)；

延迟s秒，再设置之前需要将当前任务状态设置为TASK_INTERRUPTIBLE，意思是当任务被标记为TASK_INTERRUPTIBLE，且处于延迟休眠状态时，如果该任务收到一个signal时，该任务也会被唤醒（即使延迟时间还未到），如果在延迟休眠时间段内不想收到signal唤醒打扰可以设置为一下：

set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE)；schedule_timeout(s * HZ)；

特别要说明的时，在使用schedule_timeout()函数之前，必须将task状态设置为TASK_INTERRUPTIBLE或者TASK_UNINTERRUPTIBLE。

具体schedule_timeout()函数说明可以详见《Linux Kernel Development》

参考资料

《Linux Kernel Development》

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