- 浏览: 2516904 次
文章分类
最新评论
-
rasonyang:
要早点更换,我也不至于 现在 用 freeswitch。 c ...
asterisk 终于要替换SIP协议栈了 -
redhacker:
你好,博主!你安装后破解了吗?
IBM RSA (IBM rational software architect ) V8 学习之一 安装 -
canghaifuyun1987:
lz 我来关注下你呗,写的好
Spring Aop例子(实现接口) -
zhaoshijie:
请问 这种方式可以拦截到目标方法:ClassPathXmlAp ...
Spring3.0中的AOP注解配置 -
jiji87432:
谢谢分享,有很大帮助。
post和get的区别
rt-thread的定时器管理源码分析
1 前言
rt-thread可以采用软件定时器或硬件定时器来实现定时器管理的,所谓软件定时器是指由操作系统提供的一类系统接口,它构建在硬件定时器基础之上,使系统能够提供不受数目限制的定时器服务。而硬件定时器是芯片本身提供的定时功能。一般是由外部晶振提供给芯片输入时钟,芯片向软件模块提供一组配置寄存器,接受控制输入,到达设定时间值后芯片中断控制器产生时钟中断。硬件定时器的精度一般很高,可以达到纳秒级别,并且是中断触发方式。软件定时器的精度取决于它使用的硬件定时器精度。而rt-thread操作系统在默认情况下是采用的硬件定时器的方式,用户可以通过修改宏定义#ifdef RT_USING_TIMER_SOFT来修改采用哪种。
2 rt-thread的定时器的基本工作原理
在RT-Thread定时器模块维护两个重要的全局变量,一个是当前系统的时间rt_tick(当硬件定时器中断来临时,它将加1),另一个是定时器链表rt_timer_list,系统中新创建的定时期都会被以排序的方式插入到rt_timer_list(硬件定时器模式下使用)链表中,rt_timer_list的每个节点保留了一个定时器的信息,并且在这个节点加入链表时就计算好了产生时间到达时的时间点,即tick,在rt-thread系统中如果采用软件定时器模式,则存在一定时器线程rt_thread_timer_entry,不断获取当前TICK值并与定时器链表rt_timer_list上的定时器对比判断是否时间已到,一旦发现就调用对应的回调函数,即事件处理函数进行处理,而如果采用硬件定时器管理模式的话,则该检查过程放到系统时钟中断例程中进行处理,此时,是不存在定时器线程的。如下图:注:如果采用软件定时器软件定时器,则该定时器链表为rt_soft_timer_list。
3 源码分析
3.1 数据定义
/** * timer structure */ struct rt_timer { struct rt_object parent; //内核对象 rt_list_t list; //链表节点 void (*timeout_func)(void *parameter); //定时器超时例程 void *parameter; //定时器例程的传入参数 rt_tick_t init_tick; //定时器的超时时间,即总共多长时间将产生超时事件 rt_tick_t timeout_tick; //定时器超时的时间点,即产生超时事件时那一该的时间点 }; typedef struct rt_timer *rt_timer_t;
3.2 rt-thread的软件定时器模式
软件定时器线程初始化及启动:
/** * @ingroup SystemInit * * This function will initialize system timer thread */ void rt_system_timer_thread_init(void) { #ifdef RT_USING_TIMER_SOFT//如果采用软件定时器管理模式,则启动定时器线程 rt_list_init(&rt_soft_timer_list);//初始化软件定时器链表 /* start software timer thread */ rt_thread_init(&timer_thread,//初始化软件定时器线程,并启动 "timer", rt_thread_timer_entry, RT_NULL, &timer_thread_stack[0], sizeof(timer_thread_stack), RT_TIMER_THREAD_PRIO, 10); /* startup */ rt_thread_startup(&timer_thread); #endif }
软件定时器线程如下:
/* system timer thread entry */ static void rt_thread_timer_entry(void *parameter) { rt_tick_t next_timeout; while (1) { /* get the next timeout tick */ next_timeout = rt_timer_list_next_timeout(&rt_soft_timer_list);//得到软件定时器链表上的下一个定时器的超时时间点 if (next_timeout == RT_TICK_MAX)//如果超过范围,则挂起当前线程,继续线程调度 { /* no software timer exist, suspend self. */ rt_thread_suspend(rt_thread_self()); rt_schedule(); } else { rt_tick_t current_tick; /* get current tick */ current_tick = rt_tick_get();//获取当前时间点 if ((next_timeout - current_tick) < RT_TICK_MAX/2)//离下个中断时间点还差些时候 { /* get the delta timeout tick */ next_timeout = next_timeout - current_tick;//计算还差多长时间 rt_thread_delay(next_timeout);//休眠一段时间 } } /* lock scheduler */ rt_enter_critical();//时间到,进入临界区 /* check software timer */ rt_soft_timer_check();//检查是否该产生超时事件 /* unlock scheduler */ rt_exit_critical();//退出临界区 } }
检查是否产生中断函数rt_soft_timer_check函数如下定义:
/** * This function will check timer list, if a timeout event happens, the * corresponding timeout function will be invoked. */ void rt_soft_timer_check(void) { rt_tick_t current_tick; rt_list_t *n; struct rt_timer *t; RT_DEBUG_LOG(RT_DEBUG_TIMER, ("software timer check enter\n")); current_tick = rt_tick_get();//得到当前时间点 for (n = rt_soft_timer_list.next; n != &(rt_soft_timer_list);)//得到下一定时器节点 { t = rt_list_entry(n, struct rt_timer, list);//t指向rt_timer定时器 /* * It supposes that the new tick shall less than the half duration of * tick max. */ if ((current_tick - t->timeout_tick) < RT_TICK_MAX / 2)//如果当前的时间点超过定时器的超时时间点 { RT_OBJECT_HOOK_CALL(rt_timer_timeout_hook, (t));//使用钩子函数 /* move node to the next */ n = n->next;//指向下一定时器 /* remove timer from timer list firstly */ rt_list_remove(&(t->list));//移除当前定时器 /* call timeout function */ t->timeout_func(t->parameter);//产生定时器超时事件,调用对应处理函数 /* re-get tick */ current_tick = rt_tick_get();//再次获取当前时间点 RT_DEBUG_LOG(RT_DEBUG_TIMER, ("current tick: %d\n", current_tick)); if ((t->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_PERIODIC) &&//如果当前定时器是周期性定时器,则将其再次按序放入软件定时器链表 (t->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED)) { /* start it */ t->parent.flag &= ~RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED;//置标志为非激活状态 rt_timer_start(t);//再次将定时器t放入软件定时器链表末尾 } else { /* stop timer */ t->parent.flag &= ~RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED;//置标志为非激活状态 } } else break; /* not check anymore */ } RT_DEBUG_LOG(RT_DEBUG_TIMER, ("software timer check leave\n")); }
上面代码中,为什么定时器里判断超时的条件是((current_tick - t→timeout_tick) < RT_TICK_MAX/2)?
因为系统时钟溢出后会自动回绕。取定时器比较最大值是定时器最大值的一半,即RT_TICK_MAX/2(在比较两个定时器值时,值是32位无符号数,相减运算将会自动回绕)。系统支持的定时器最大长度就是RT_TICK_MAX的一半:即248天(10ms/tick),124天(5ms/tick),24.5天(1ms/tick),以下内容相同道理。
其上rt_timer_start函数如下定义:
/** * This function will start the timer * * @param timer the timer to be started * * @return the operation status, RT_EOK on OK, -RT_ERROR on error */ rt_err_t rt_timer_start(rt_timer_t timer) { struct rt_timer *t; register rt_base_t level; rt_list_t *n, *timer_list; /* timer check */ RT_ASSERT(timer != RT_NULL); if (timer->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED)//如果传入的定时器已经激活,则直接返回错误 return -RT_ERROR; RT_OBJECT_HOOK_CALL(rt_object_take_hook, (&(timer->parent)));//使用钩子函数 /* * get timeout tick, * the max timeout tick shall not great than RT_TICK_MAX/2 */ RT_ASSERT(timer->init_tick < RT_TICK_MAX / 2); timer->timeout_tick = rt_tick_get() + timer->init_tick;//得到定时器超时的时间点 /* disable interrupt */ level = rt_hw_interrupt_disable();//关中断 #ifdef RT_USING_TIMER_SOFT//如果采用的是软件定时器管理模式,则将定时器加入到rt_soft_timer_list中 if (timer->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_SOFT_TIMER) { /* insert timer to soft timer list */ timer_list = &rt_soft_timer_list; } else #endif { /* insert timer to system timer list */ timer_list = &rt_timer_list; } for (n = timer_list->next; n != timer_list; n = n->next)//将定时器按序加入到定时器链表中 { t = rt_list_entry(n, struct rt_timer, list); /* * It supposes that the new tick shall less than the half duration of * tick max. */ if ((t->timeout_tick - timer->timeout_tick) < RT_TICK_MAX / 2) { rt_list_insert_before(n, &(timer->list));//将定时器timer插入到t之前 break; } } /* no found suitable position in timer list */ if (n == timer_list)//没有找到合适的位置,则放到链表头 { rt_list_insert_before(n, &(timer->list)); } timer->parent.flag |= RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED;//置定时器为激活状态 /* enable interrupt */ rt_hw_interrupt_enable(level); #ifdef RT_USING_TIMER_SOFT if (timer->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_SOFT_TIMER)//如果系统采用的是软件定时器管理模式,且软件定时器线程处理ready状态,则恢复此线程 { /* check whether timer thread is ready */ if (timer_thread.stat != RT_THREAD_READY) { /* resume timer thread to check soft timer */ rt_thread_resume(&timer_thread);//恢复定时器线程 rt_schedule();//开始线程调度 } } #endif return -RT_EOK; }
软件定时器管理模式的源码分析完了,接下来介绍RTT的硬件定时器管理模式。
3.3 RTT的硬件定时器管理模式
硬件定时器管理模式顾名思义,就是说与硬件相关,因此,不用的MCU,其部分源码是不一样的,因为其要采用MCU的系统时钟中断例程来实现。
以STM32F2XX为例,先找到其启动汇编,位置在:RTT/bsp/stm32f2xx/Libraries/CMSIS/CM3/DeviceSupport/ST/STM32F2xx/startup/arm/startup_stm32f2xx.s
找到中断向量:
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler这是系统时钟中断向量,再找到其中断例程实现:
在bsp/stm32f2xx/drivers/board.c文件中:
/** * This is the timer interrupt service routine. * */ void SysTick_Handler(void)//系统时钟中断例程 { /* enter interrupt */ rt_interrupt_enter(); rt_tick_increase(); /* leave interrupt */ rt_interrupt_leave(); }
其中rt_tick_increase函数在RTT/src/clock.c文件中的实现如下:
/** * This function will notify kernel there is one tick passed. Normally, * this function is invoked by clock ISR. */ void rt_tick_increase(void) { struct rt_thread *thread; /* increase the global tick */ ++ rt_tick;//全局rt_tick加1 /* check time slice */ thread = rt_thread_self();//得到当前正在运行的线程 -- thread->remaining_tick;//纯种剩下时间减1 if (thread->remaining_tick == 0)//如果线程剩余时间为0,即调度时间已到 { /* change to initialized tick */ thread->remaining_tick = thread->init_tick;//将线程剩余时间重新设置初始化值 /* yield */ rt_thread_yield();//调度时间到,切换到其它线程 } /* check timer */ rt_timer_check();//检查硬件定时器链表是否有定时器产生超时事件 }
其中rt_timer_check函数在RTT/src/timer.c文件中如下定义:
/** * This function will check timer list, if a timeout event happens, the * corresponding timeout function will be invoked. * * @note this function shall be invoked in operating system timer interrupt. */ void rt_timer_check(void) { struct rt_timer *t; rt_tick_t current_tick; register rt_base_t level; RT_DEBUG_LOG(RT_DEBUG_TIMER, ("timer check enter\n")); current_tick = rt_tick_get(); /* disable interrupt */ level = rt_hw_interrupt_disable(); while (!rt_list_isempty(&rt_timer_list)) { t = rt_list_entry(rt_timer_list.next, struct rt_timer, list); /* * It supposes that the new tick shall less than the half duration of * tick max. */ if ((current_tick - t->timeout_tick) < RT_TICK_MAX/2) { RT_OBJECT_HOOK_CALL(rt_timer_timeout_hook, (t)); /* remove timer from timer list firstly */ rt_list_remove(&(t->list)); /* call timeout function */ t->timeout_func(t->parameter); /* re-get tick */ current_tick = rt_tick_get(); RT_DEBUG_LOG(RT_DEBUG_TIMER, ("current tick: %d\n", current_tick)); if ((t->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_PERIODIC) && (t->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED)) { /* start it */ t->parent.flag &= ~RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED; rt_timer_start(t); } else { /* stop timer */ t->parent.flag &= ~RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED; } } else break; } /* enable interrupt */ rt_hw_interrupt_enable(level); RT_DEBUG_LOG(RT_DEBUG_TIMER, ("timer check leave\n")); }
此函数与rt_soft_timer_check基本大致相同,只不过一个是查找硬件定时器链表rt_timer_list,一个是查找rt_soft_timer_list.
在此,硬件定时器管理模式基本上介绍完毕,接下来介绍一些定时器接口.
4 定时器接口
4.1 定时器初始化
静态初始化定义器
/** * This function will initialize a timer, normally this function is used to * initialize a static timer object. * * @param timer the static timer object * @param name the name of timer * @param timeout the timeout function * @param parameter the parameter of timeout function * @param time the tick of timer * @param flag the flag of timer */ void rt_timer_init(rt_timer_t timer, const char *name, void (*timeout)(void *parameter), void *parameter, rt_tick_t time, rt_uint8_t flag) { /* timer check */ RT_ASSERT(timer != RT_NULL); /* timer object initialization */ rt_object_init((rt_object_t)timer, RT_Object_Class_Timer, name);//初始化内核对象 _rt_timer_init(timer, timeout, parameter, time, flag); }
_rt_timer_init函数如下定义:
static void _rt_timer_init(rt_timer_t timer, void (*timeout)(void *parameter), void *parameter, rt_tick_t time, rt_uint8_t flag) { /* set flag */ timer->parent.flag = flag;//置flag /* set deactivated */ timer->parent.flag &= ~RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED;//初始化时,设置为非激活状态 timer->timeout_func = timeout;//设置超时事件处理函数 timer->parameter = parameter;//超时事件处理函数的传入参数 timer->timeout_tick = 0;//定时器的超时时间点初始化时为0 timer->init_tick = time;//置超时时间 /* initialize timer list */ rt_list_init(&(timer->list));//初始化本身节点 }
动态创建定时器
/** * This function will create a timer * * @param name the name of timer * @param timeout the timeout function * @param parameter the parameter of timeout function * @param time the tick of timer * @param flag the flag of timer * * @return the created timer object */ rt_timer_t rt_timer_create(const char *name, void (*timeout)(void *parameter), void *parameter, rt_tick_t time, rt_uint8_t flag) { struct rt_timer *timer; /* allocate a object */ timer = (struct rt_timer *)rt_object_allocate(RT_Object_Class_Timer, name);//动态分配定时器内核对象 if (timer == RT_NULL) { return RT_NULL; } _rt_timer_init(timer, timeout, parameter, time, flag);//调用上述的初始化接口 return timer; }
4.2 脱离和删除
脱离:
/** * This function will detach a timer from timer management. * * @param timer the static timer object * * @return the operation status, RT_EOK on OK; RT_ERROR on error */ rt_err_t rt_timer_detach(rt_timer_t timer) { register rt_base_t level; /* timer check */ RT_ASSERT(timer != RT_NULL); /* disable interrupt */ level = rt_hw_interrupt_disable();//关中断 /* remove it from timer list */ rt_list_remove(&(timer->list));//从定时器链表中移除 /* enable interrupt */ rt_hw_interrupt_enable(level);//开中断 rt_object_detach((rt_object_t)timer);//脱离内核对象 return -RT_EOK; }
删除动态创建的定时器
/** * This function will delete a timer and release timer memory * * @param timer the timer to be deleted * * @return the operation status, RT_EOK on OK; RT_ERROR on error */ rt_err_t rt_timer_delete(rt_timer_t timer) { register rt_base_t level; /* timer check */ RT_ASSERT(timer != RT_NULL); /* disable interrupt */ level = rt_hw_interrupt_disable();//关中断 /* remove it from timer list */ rt_list_remove(&(timer->list));//从定时器链表中移除 /* enable interrupt */ rt_hw_interrupt_enable(level);//开中断 rt_object_delete((rt_object_t)timer);//删除动态创建的定时器内核对象 return -RT_EOK; }
4.3 启动定时器
/** * This function will start the timer * * @param timer the timer to be started * * @return the operation status, RT_EOK on OK, -RT_ERROR on error */ rt_err_t rt_timer_start(rt_timer_t timer)此接口已在上面介绍软件定时器模式时已有分析,这里就不再重复了。
4.4 停止定时器
/** * This function will stop the timer * * @param timer the timer to be stopped * * @return the operation status, RT_EOK on OK, -RT_ERROR on error */ rt_err_t rt_timer_stop(rt_timer_t timer) { register rt_base_t level; /* timer check */ RT_ASSERT(timer != RT_NULL); if (!(timer->parent.flag & RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED))//如果定时器已经为非激活状态 return -RT_ERROR; RT_OBJECT_HOOK_CALL(rt_object_put_hook, (&(timer->parent)));//使用钩子函数 /* disable interrupt */ level = rt_hw_interrupt_disable();//关中断 /* remove it from timer list */ rt_list_remove(&(timer->list));//从定时器链表中移除 /* enable interrupt */ rt_hw_interrupt_enable(level);//开中断 /* change stat */ timer->parent.flag &= ~RT_TIMER_FLAG_ACTIVATED;//置非激活状态 return RT_EOK; }
4.5 控制
此接口是用来修改一个定时器的参数,如下代码:
/** * This function will get or set some options of the timer * * @param timer the timer to be get or set * @param cmd the control command * @param arg the argument * * @return RT_EOK */ rt_err_t rt_timer_control(rt_timer_t timer, rt_uint8_t cmd, void *arg) { /* timer check */ RT_ASSERT(timer != RT_NULL); switch (cmd) { case RT_TIMER_CTRL_GET_TIME://获取时间参数 *(rt_tick_t *)arg = timer->init_tick; break; case RT_TIMER_CTRL_SET_TIME://修改时间参数 timer->init_tick = *(rt_tick_t *)arg; break; case RT_TIMER_CTRL_SET_ONESHOT://修改定时器模式为单次触发定时器 timer->parent.flag &= ~RT_TIMER_FLAG_PERIODIC; break; case RT_TIMER_CTRL_SET_PERIODIC://修改定时器为周期触发定时器 timer->parent.flag |= RT_TIMER_FLAG_PERIODIC; break; } return RT_EOK; }
完!
相关推荐
本资源是我的RT-Thread专栏应用篇《RT-Thread 应用篇 — 在STM32L051上使用 RT-Thread》的工程源码: 一个简单的应用:无线温湿度传感器 一个小内存的芯片:STM32L051C8T6 一个小而美丽的物联网操作系统:RT-Thread ...
硬实时内核,这层是RT-Thread的核心,包括了内核系统中对象的实现,例如多线程及其调度,信号量,邮箱,消息队列,内存管理,定时器等实现。 组件层,这些是基于RT-Thread核心基础上的外围组件,例如文件系统,...
1、针对rt-thread3.0版本; 2、硬件定时器实现的时间片(系统tick); 3、OS的时间片轮询功能; 4、代码详解。
RT-Thread 嵌入式实时操作系统 API参考手册 多线程及其调度、信号量、邮箱、消息队列、内存管理、定时器等
RT-Thread Studio包管理失败,原因就是\platform\env_released\env\tools\Python27\DLLs的_ssl.pyd文件有bug,用该更新文件替换后将会解决问题。
RT-Thread 是一款主要由中国开源社区主导开发的开源实时操作系统。实时线程操作系统不仅仅是一个单一的实时操作系统内核,它也是一个完整的应用系统,包含了实时、嵌入式系统相关的各个组件:TCP/IP协议栈,文件系统...
RealThread.RT-Thread.3.1.3.pack的离线安装包,官方下载。直接下载安装就可以使用了。移植RT-Thread使用。
rtthread nano的模板,有基本的内核部分,可以完成线程调度、信号量传递等等
主要提供STM32 基于nano版本的-RT-thread操作系统基础上对LWIP协议栈进行移植,并实现网络通讯功能,提供源码以及测试例程,以及说明文档
rt-thread入门教程PPT
Keil RT-Thread Pack Installer File
RT-thread+GD32F450+HWTIMER,适用于兆易创新GD32F450系列MCU,适用于需要硬件定时器,内含hwtimer底层驱动和使用例程
rt-thread-nano-3.1.3,RT-Thread微内核,包含STM32的移植程序及应用程序,以及线程、队列、事件的应用
• RT-Thread快速入门,在无硬件平台的情况下,如何迅速地了解RT-Thread实时操作系统, 如何使用RT-Thread实时操作系统最基本的一些元素; • RT-Thread作为一个完整的实时操作系统,它能够满足各种实时系统的需求,...
STM32F0 RT-Thread_LED 源码工程:现成的stm32F0上运行的RT-Thread 系统代码,默认任务闪灯
RealThread.RT-Thread.3.1.3.zip
图文并茂讲解如何在keil下建立Rt-Thread工程
RT-THREAD 编程指南,RT-THREAD是一个很好用的操作系统。学习它可以了解操作系统的相关知识,对于学习单片机的朋友很有帮助。
RT-Thread,全称是 Real Time-Thread,顾名思义,它是一个嵌入式实时多线程操作系统,基本属性之一是支持多任务,允许多个任务同时运行并不意味着...而对于资源丰富的物联网设备,RT-Thread 又能使用在线的软件包管理工
RT-Thread 电源管理组件 RT-Thread 构建配置系统 RT-Thread 上的单元测试 RT-Thread 中的 POSIX 支持 RT-Thread开源社区蓝牙调试分享 RT-Thread在摄像头及IoT设备上的实践经验分享 高性能RISCV MCU在以太网以及CAN ...