Linux 内核 timer_setup_on_stack 接口使用与注意事项

timer_setup_on_stack 是 Linux 内核中用于在栈上设置定时器的函数。与 timer_setup 类似，它初始化一个定时器，但专门用于栈上定时器的使用场景。相比普通定时器，栈上定时器的生命周期仅限于当前函数调用栈，因此需要特别注意生命周期管理，以避免内存访问错误。

函数原型

void timer_setup_on_stack(struct timer_list *timer, void (*callback)(struct timer_list *), unsigned int flags);

• timer: 指向栈上的 struct timer_list 实例。
• callback: 定时器触发时调用的回调函数。
• flags: 定时器的标志位（一般为 0）。

示例代码

#include <linux/module.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/delay.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("Example for timer_setup_on_stack");

static void stack_timer_callback(struct timer_list *t)
{
    pr_info("Stack timer callback triggered! jiffies = %lu\n", jiffies);
}

static int __init stack_timer_example_init(void)
{
    struct timer_list timer;
    unsigned long delay = msecs_to_jiffies(500); // 500 毫秒延迟

    // 初始化栈上定时器
    timer_setup_on_stack(&timer, stack_timer_callback, 0);

    // 设置定时器触发时间
    timer.expires = jiffies + delay;

    // 添加定时器
    add_timer(&timer);

    pr_info("Stack timer added. jiffies = %lu\n", jiffies);

    // 延时等待定时器触发
    msleep(600);

    // 删除定时器（需要确保定时器已经触发）
    del_timer_sync(&timer);

    // 释放栈上定时器
    destroy_timer_on_stack(&timer);

    pr_info("Stack timer deleted and destroyed.\n");

    return 0;
}

static void __exit stack_timer_example_exit(void)
{
    pr_info("Stack timer example module exited.\n");
}

module_init(stack_timer_example_init);
module_exit(stack_timer_example_exit);

关键点说明

1. 定时器初始化：
   使用 timer_setup_on_stack 初始化栈上定时器，指定回调函数和标志位。

2. 触发时间设置：
   使用 timer.expires = jiffies + delay 指定触发时间。

3. 添加定时器：
   调用 add_timer(&timer) 将定时器加入内核的定时器链表。

4. 删除定时器：
   调用 del_timer_sync(&timer) 确保定时器完成后再移除，避免回调与删除操作竞争。

5. 释放资源：
   在栈上使用的定时器必须调用 destroy_timer_on_stack(&timer) 以释放相关资源。

注意事项

1. 生命周期限制：
   栈上定时器的生命周期受限于当前函数栈帧，必须在函数返回前删除并释放定时器。

2. 回调安全性：
   使用 del_timer_sync 确保回调函数执行完毕，避免因回调未完成而导致竞争条件。

3. 不建议长期存在：
   栈上定时器仅适合短期操作，不应用于长期或跨函数调用的定时任务。

4. 线程上下文问题：
   确保调用栈上定时器的上下文是安全的，不要在中断上下文中使用。

5. 避免内存泄漏：
   忘记调用 destroy_timer_on_stack 可能导致内核内存泄漏。

适用场景

• 在内核模块中实现临时的、短生命周期的定时操作。
• 不需要长期存在的定时器。
• 希望避免动态分配内存的开销。

timer_setup_on_stack 提供了一种高效的定时器管理方式，但它的使用场景和生命周期管理需要开发者特别小心。对于需要长期存在的定时器，建议使用全局或动态分配的定时器。