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时钟中断是rt-thread的线程调度器的驱动力

1 系统时钟中断驱动引擎
rt-thread操作系统中当线程时间片耗尽,或是当线程sleep一段时间后唤醒再被调度,此过程又是如何进行的呢?到底是谁来驱动这一过程的呢?
答案是时钟中断源。且来看看时钟中断例程:
在bsp/stm32f20x/drivers/board.c源文件中存在这么一个时钟中断例程代码:(这里以stm32f20x的MCU为例)
[cpp] 
/** 
 * This is the timer interrupt service routine. 
 * 
 */  
void SysTick_Handler(void)  
{  
    /* enter interrupt */  
    rt_interrupt_enter();//进入中断  
  
    rt_tick_increase();//增加tick  
  
    /* leave interrupt */  
    rt_interrupt_leave();//离开中断  
}  
 
其中rt_tick_increase的函数如下定义:
[cpp]  
/** 
 * 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;//全局变量rt_tick加1  
  
    /* check time slice */  
    thread = rt_thread_self();//获取当前调度的线程  
  
    -- thread->remaining_tick;//当前调度的线程的剩余时间片减1  
    if (thread->remaining_tick == 0)//如果当前调度的线程没有剩余时间片了  
    {  
        /* change to initialized tick */  
        thread->remaining_tick = thread->init_tick;//重新将剩余时间片设置为初始化时间片  
  
        /* yield */  
        rt_thread_yield();//将此线程从调度器就绪队列中取出来放到末尾,再次然后调度  
    }  
  
    /* check timer */  
    rt_timer_check();//检查时钟链表上是否有时间到达的时钟  
}  
rt_thread_yield函数已在之前的文章http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/8584362一文的第7章已有介绍,而rt_timer_check函数在http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/8570841#t4一文中第3.3节也已有介绍。
由上述代码可见,一旦系统产生时钟中断,在中断例程中,系统首先将检查当前正在运行的线程剩余时间片是否耗尽,如果耗尽则将其从调度器就绪队列中取出放到末尾,然后再重新调度线程,接着检查是否有休眠的线程时间到达,如果有,则触发其时钟超时回调函数,这个时钟超时回调函数在之前的文章http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/8584362#t2一文中的2.1节介绍初始化线程函数_rt_thread_init时有如下代码:
[cpp]  
//...  
 /* init thread timer */  
    rt_timer_init(&(thread->thread_timer),//初始化线程的定时器  
                  thread->name,  
                  rt_thread_timeout,  
                  thread,  
                  0,  
                  RT_TIMER_FLAG_ONE_SHOT);  
//...  
 
可见在线程初始化时,就设置了线程内部时钟的超时回调函数rt_thread_timeout函数,关键就是这个函数会进行一些线程调度的操作,其源码如下定义:
[cpp]  
/** 
 * This function is the timeout function for thread, normally which is invoked 
 * when thread is timeout to wait some resource. 
 * 
 * @param parameter the parameter of thread timeout function 
 */  
void rt_thread_timeout(void *parameter)  
{  
    struct rt_thread *thread;  
  
    thread = (struct rt_thread *)parameter;  
  
    /* thread check */  
    RT_ASSERT(thread != RT_NULL);  
    RT_ASSERT(thread->stat == RT_THREAD_SUSPEND);  
  
    /* set error number */  
    thread->error = -RT_ETIMEOUT;  
  
    /* remove from suspend list *///从挂起链表中移除  
    rt_list_remove(&(thread->tlist));  
  
    /* insert to schedule ready list */  
    rt_schedule_insert_thread(thread);//加入调度器  
  
    /* do schedule */  
    rt_schedule();//重新调度  
}  
可见,其会将当前挂起的线程加入到调度器就绪队列,然后重新调度。
2 系统时钟中断引擎小结
综上所述,当系统产生时钟中断时,首先检查当前正在运行的线程是否还有剩余时间片,如果耗尽则从就绪队列中移除放到末尾再重新调度,接着检查是否存在挂起的线程有时间到达的,如果有,则加入到调度器就绪队列中,然后重新调度。
3 软件定时器模式下的驱动引擎
此外,需要注意地是,如果用户设置使用软件软件定时器方式,则系统中还存在一时钟线程timer_thread,见http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/8570841一文,此线程专门随时系统时钟tick的增加来检查定时器是否时间到达,这其中就包含线程的定时器,一旦线程对应的定时器时间到达,则将加入到线程调度器就绪队列中进行调度。由此可见,在设置了软件定时器模式时(默认情况下,rt-thread使用硬件定时器),这个timer_thread线程也是rt_thread操作系统线程调度的驱动引擎.
 
4 如何设置系统时钟中断间隔
查看rt-thread操作系统的用户手册时,上面有提到rt_thead操作系统的时钟每个tick的默认间隔为10ms,那么这个10 ms双是如何来的呢?
答案是在/bsp/stm32f20x/drivers/board.c源文件中,且看SysTick_Configuration函数的实现:
[cpp] 
/******************************************************************************* 
 * Function Name  : SysTick_Configuration 
 * Description    : Configures the SysTick for OS tick. 
 * Input          : None 
 * Output         : None 
 * Return         : None 
 *******************************************************************************/  
void  SysTick_Configuration(void)  
{  
    RCC_ClocksTypeDef  rcc_clocks;  
    rt_uint32_t         cnts;  
  
    RCC_GetClocksFreq(&rcc_clocks);//获得系统的晶振频率  
  
    cnts = (rt_uint32_t)rcc_clocks.HCLK_Frequency / RT_TICK_PER_SECOND;//计算出多少次晶振才是一个tick时间片  
  
    SysTick_Config(cnts);//配置系统tick  
    SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);//配置时钟源  
}  
 
由上述代码可见,rt_thread的系统tick是由RT_TICK_PER_SECOND这个宏来配置的,RT_TICK_PER_SECOND在头文件rtconfig.h文件中定义
补充:软件开发 , C++ ,
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