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1.3 Tick中断处理函数OsTickHandler()
文件kernel\src\los_tick.c
定义的函数VOID OsTickHandler(VOID)
,是时间管理模块中执行最频繁的函数,每当Tick
中断发生时就会调用该函数。我们分析下该函数的源码,⑴处如果开启宏LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME
,会调用定制的tick
处理函数platform_tick_handler()
,默认不开启。⑵处会更新全局变量g_ullTickCount
,⑶处如果开启宏LOSCFG_BASE_CORE_TIMESLICE
,会检查当前运行任务的时间片,在后续任务模块会详细分析下函数OsTimesliceCheck()
。⑷处会遍历任务的排序链表,检查是否有超时的任务。⑸处如果支持定时器特性,会检查定时器是否超时。
源码如下:
LITE_OS_SEC_TEXT VOID OsTickHandler(VOID)
{
#if (LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME == 1)
⑴ platform_tick_handler();
#endif
⑵ g_ullTickCount++;
#if (LOSCFG_BASE_CORE_TIMESLICE == 1)
⑶ OsTimesliceCheck();
#endif
⑷ OsTaskScan(); // task timeout scan
#if (LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR == 1)
⑸ (VOID)OsSwtmrScan();
#endif
}
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2、LiteOS
内核时间管理常用操作
时间管理提供下面几种功能,时间转换、时间统计等,这些函数定义在文件kernel\src\los_tick.c
,我们剖析下这些操作的源代码实现。
2.1 时间转换操作
2.1.1 毫秒转换成Tick
函数UINT32 LOS_MS2Tick(UINT32 millisec)
把输入参数毫秒数UINT32 millisec
可以转化为Tick
数目。代码中OS_SYS_MS_PER_SECOND
,即1秒等于1000毫秒。时间转换也比较简单,知道一秒多少Tick
,除以OS_SYS_MS_PER_SECOND
,得出1毫秒多少Tick
,然后乘以millisec
,计算出Tick
数目的结果值并返回。
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_MS2Tick(UINT32 millisec)
{
if (millisec == OS_NULL_INT) {
return OS_NULL_INT;
}
return ((UINT64)millisec * LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND) / OS_SYS_MS_PER_SECOND;
}
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2.1.2 Tick转化为毫秒
函数UINT32 LOS_Tick2MS(UINT32 tick)
把输入参数Tick
数目转换为毫秒数。时间转换也比较简单,ticks
数目除以每秒多少Tick
数值LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND
,计算出多少秒,然后转换成毫秒,计算出结果值并返回。
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_Tick2MS(UINT32 ticks)
{
return ((UINT64)ticks * OS_SYS_MS_PER_SECOND) / LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND;
}
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2.1.3 Cycle数目转化为毫秒
介绍转换函数之前,先看下一个CpuTick
结构体,结构体比较简单,就2个成员,分别表示一个UINT64
类型数据的高、低32位数值。
typedef struct tagCpuTick {
UINT32 cntHi; /* < 一个64位数值的高32位 */
UINT32 cntLo; /* < 一个64位数值的低32位 */
} CpuTick;
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继续看转换函数OsCpuTick2MS()
,它可以把CpuTick
类型表示的cycle
数目转换为对应的毫秒数,输出毫秒数据的高、低32位数值。看下具体的代码,⑴处校验参数是否为空指针,⑵处检查系统时钟是否配置。⑶处把CpuTick
结构体表示的cycle
数目转化为UINT64
类型数据。⑷处进行数值计算,(DOUBLE)g_sysClock / OS_SYS_MS_PER_SECOND
得到每毫秒多少个cycle
数,然后和tmpCpuTick
做除法运算,得到cycle
数目对应的毫秒数目。⑸处把DOUBLE
类型转换为UINT64
类型,然后执行⑹,分别把结果数值的高、低64位赋值给*msLo
、*msHi
。
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 OsCpuTick2MS(CpuTick *cpuTick, UINT32 *msHi, UINT32 *msLo)
{
UINT64 tmpCpuTick;
DOUBLE temp;
⑴ if ((cpuTick == NULL) || (msHi == NULL) || (msLo == NULL)) {
return LOS_ERRNO_SYS_PTR_NULL;
}
⑵ if (g_sysClock == 0) {
return LOS_ERRNO_SYS_CLOCK_INVALID;
}
⑶ tmpCpuTick = ((UINT64)cpuTick->cntHi << OS_SYS_MV_32_BIT) | cpuTick->cntLo;
⑷ temp = tmpCpuTick / ((DOUBLE)g_sysClock / OS_SYS_MS_PER_SECOND);
tmpCpuTick = (UINT64)temp;
*msLo = (UINT32)tmpCpuTick;
*msHi = (UINT32)(tmpCpuTick >> OS_SYS_MV_32_BIT);
return LOS_OK;
}
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2.1.4 Cycle数目转化为微秒
转换函数OsCpuTick2US()
,它可以把CpuTick
类型表示的cycle
数目转换为对应的毫秒数,输出毫秒数据的高、低32位数值。该函数和OsCpuTick2MS()
类似,自行阅读即可。
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 OsCpuTick2US(CpuTick *cpuTick, UINT32 *usHi, UINT32 *usLo)
{
UINT64 tmpCpuTick;
DOUBLE temp;
if ((cpuTick == NULL) || (usHi == NULL) || (usLo == NULL)) {
return LOS_ERRNO_SYS_PTR_NULL;
}
if (g_sysClock == 0) {
return LOS_ERRNO_SYS_CLOCK_INVALID;
}
tmpCpuTick = ((UINT64)cpuTick->cntHi << OS_SYS_MV_32_BIT) | cpuTick->cntLo;
temp = tmpCpuTick / ((DOUBLE)g_sysClock / OS_SYS_US_PER_SECOND);
tmpCpuTick = (UINT64)temp;
*usLo = (UINT32)tmpCpuTick;
*usHi = (UINT32)(tmpCpuTick >> OS_SYS_MV_32_BIT);
return LOS_OK;
}
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2.2 时间统计操作
2.2.1 获取每个Tick等于多少Cycle数
函数UINT32 LOS_CyclePerTickGet(VOID)
计算1个tick
等于多少cycle
。g_sysClock
系统时钟表示1秒多少cycle
,LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND
一秒多少tick
,相除计算出1 tick
多少cycle
数,即g_cyclesPerTick = g_sysClock / LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND
。
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_CyclePerTickGet(VOID)
{
return g_cyclesPerTick;
}
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2.2.2 获取自系统启动以来的Tick数
UINT64 LOS_TickCountGet(VOID)
函数计算自系统启动以来的Tick
中断的次数。需要注意,在关中断的情况下不进行计数,不能作为准确时间使用。每次Tick
中断发生时,在函数VOID OsTickHandler(VOID)
中会更新g_ullTickCount
数据。
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT64 LOS_TickCountGet(VOID)
{
return g_ullTickCount;
}
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2.2.3 获取系统时钟
UINT32 LOS_SysClockGet(VOID)
函数获取配置的系统时钟。
UINT32 LOS_SysClockGet(VOID)
{
return g_sysClock;
}
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2.2.4 获取系统启动以来的Cycle数
函数VOID HalGetCpuCycle(UINT32 *cntHi, UINT32 *cntLo)
定义在文件kernel\arch\arm\cortex-m7\gcc\los_timer.c
中,该函数获取系统启动以来的Cycle
数。返回结果按高、低32位的无符号数值UINT32 *cntHi, UINT32 *cntLo
分别返回。
我们看下该函数的源码。先关中断,然后⑴处获取启动启动以来的Tick
数目。⑵处通过读取当前值寄存器SysTick Current Value Register
,获取hwCycle
。⑶处表示中断控制和状态寄存器Interrupt Control and State Register
的第TICK_CHECK
位为1时,表示挂起systick
中断,tick
没有计数,需要加1校准。⑷处根据swTick
、g_cyclesPerTick
和hwCycle
计算出自系统启动以来的Cycle
数。⑸处获取Cycle
数的高、低32位的无符号数值,然后开中断、返回。
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR VOID HalGetCpuCycle(UINT32 *cntHi, UINT32 *cntLo)
{
UINT64 swTick;
UINT64 cycle;
UINT32 hwCycle;
UINTPTR intSave;
intSave = LOS_IntLock();
⑴ swTick = g_ullTickCount;
⑵ hwCycle = SysTick->VAL;
⑶ if ((SCB->ICSR & TICK_CHECK) != 0) {
hwCycle = SysTick->VAL;
swTick++;
}
⑷ cycle = (((swTick) * g_cyclesPerTick) + (g_cyclesPerTick - hwCycle));
⑸ *cntHi = cycle >> SHIFT_32_BIT;
*cntLo = cycle & CYCLE_CHECK;
LOS_IntRestore(intSave);
return;
}
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小结
本文带领大家一起剖析了鸿蒙轻内核的时间管理模块的源代码。时间管理模块为任务调度提供必要的时钟节拍,会向应用程序提供所有和时间有关的服务,如时间转换、统计、延迟功能。后续也会陆续推出更多的分享文章,敬请期待,也欢迎大家分享学习、使用鸿蒙轻内核的心得,有任何问题、建议,都可以留言给我们: https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_m/issues 。为了更容易找到鸿蒙轻内核代码仓,建议访问 https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_m,关注Watch
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