一秒等于多少毫秒(一秒分为多少毫秒)

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本文分享自华为云社区《鸿蒙轻内核M核源码分析系列六 时间管理》,原文作者:zhushy 。

本文会继续分析 Tick 和时间相关的源码,给读者介绍鸿蒙轻内核的时间管理模块。本文中所涉及的源码,以 OpenHarmony LiteOS-M 内核为例,均可以在开源站点https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_m 获取。

时间管理模块以系统时钟为基础,可以分为 2 部分,一部分是 SysTick 中断,为任务调度提供必要的时钟节拍;另外一部分是,给应用程序提供所有和时间有关的服务,如时间转换、统计功能。

系统时钟是由定时器/计数器产生的输出脉冲触发中断产生的,一般定义为整数或长整数。输出脉冲的周期叫做一个“时钟滴答”,也称为时标或者 Tick。Tick 是操作系统的基本时间单位,由用户配置的每秒 Tick 数决定。如果用户配置每秒的 Tick 数目为 1000,则 1 个 Tick 等于 1ms 的时长。另外一个计时单位是 Cycle,这是系统最小的计时单位。Cycle 的时长由系统主时钟频率决定,系统主时钟频率就是每秒钟的 Cycle 数,对于 216 MHz 的 CPU,1 秒产生 216000000 个 cycles。

用户以秒、毫秒为单位计时,而操作系统以 Tick 为单位计时,当用户需要对系统进行操作时,例如任务挂起、延时等,此时可以使用时间管理模块对 Tick 和秒/毫秒进行转换。

下面,我们剖析下时间管理模块的源代码,若涉及开发板部分,以开发板工程 targets\cortex-m7_nucleo_f767zi_gcc\为例进行源码分析。

1、时间管理初始化和启动

我们先看下时间管理模块的相关配置,然后再剖析如何初始化,如何启动。

1.1 时间管理相关的配置

时间管理模块涉及 3 个配置项,系统时钟 OS_SYS_CLOCK、每秒 Tick 数目 LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND 两个配置选项,还有宏 LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME。LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME 默认关闭,开启时,需要提供定制函数 VOID platform_tick_handler(VOID),在 Tick 中断处理函数中执行定制操作。这些配置项在模板开发板工程目录的文件 target_config.h 中定义,如文件 targets\cortex-m7_nucleo_f767zi_gcc\target_config.h 中定义如下:

#define OS_SYS_CLOCK                                        96000000
#define LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND                    (1000UL)
#define LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME                       0

1.2 时间管理初始化和启动

函数 INT32 main(VOID)会调用 kernel\src\los_init.c 中的函数 UINT32 LOS_Start(VOID)启动系统,该函数会调用启动调度函数 UINT32 HalStartSchedule(OS_TICK_HANDLER handler)。源码如下:

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 LOS_Start(VOID)
{
    return HalStartSchedule(OsTickHandler);
}

​函数 UINT32 HalTickStart(OS_TICK_HANDLER *handler)定义在 kernel\arch\arm\cortex-m7\gcc\los_context.c,源码如下。其中函数参数为 Tick 中断处理函数 OsTickHandler(),后文会分析该 tick 中断处理函数。⑴处代码继续调用函数进一步调用函数 HalTickStart(handler)来设置 Tick 中断启动。⑵处会调用汇编函数 HalStartToRun 开始运行系统,后续任务调度系列再详细分析该汇编函数。

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 HalStartSchedule(OS_TICK_HANDLER handler)
{
    UINT32 ret;
⑴  ret = HalTickStart(handler);
    if (ret != LOS_OK) {
        return ret;
    }
⑵  HalStartToRun();
    return LOS_OK; /* never return */
}

函数 HalTickStart(handler)定义在文件 kernel\arch\arm\cortex-m7\gcc\los_timer.c,源码如下,我们分析下函数的代码实现。⑴处校验下时间管理模块的配置项的合法性。在开启宏 LOSCFG_USE_SYSTEM_DEFINED_INTERRUPT 时,会使用系统定义的中断。会执行⑵处的代码,调用定义在文件 kernel\arch\arm\cortex-m7\gcc\los_interrupt.c 中的函数 OsSetVector()设置中断向量,该函数在中断系列会详细分析。⑶处设置全局变量 g_sysClock 为系统时钟,g_cyclesPerTick 为每 tick 对应的 cycle 数目,g_ullTickCount 初始化为 0,表示系统 tick 中断发生次数。⑷处调用定义在 targets\cortex-m7_nucleo_f767zi_gcc\Drivers\CMSIS\Include\core_cm7.h 文件中的内联函数 uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks),初始化、启动系统定时器 Systick 和中断。

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