鸿蒙内核源码分析(时间管理篇) | 谁是内核基本时间单位

news2024/11/23 23:45:21

时间概念太重要了，在鸿蒙内核又是如何管理和使用时间的呢?

时间管理以系统时钟 g_sysClock 为基础，给应用程序提供所有和时间有关的服务。

  • 用户以秒、毫秒为单位计时.
  • 操作系统以Tick为单位计时，这个认识很重要. 每秒的tick大小很大程度上决定了内核调度的次数多少.
  • 当用户需要对系统进行操作时，例如任务挂起、延时等，此时需要时间管理模块对Tick和秒/毫秒进行转换。

熟悉两个概念:

  • Cycle(周期):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。
  • Tick(节拍):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，可大可小.

怎么去理解他们之间的关系呢?看几个宏定义就清楚了.

#ifndef OS_SYS_CLOCK	//HZ:是每秒中的周期性变动重复次数的计量
#define OS_SYS_CLOCK (get_bus_clk()) //系统主时钟频率 例如:50000000 即20纳秒震动一次
#endif
#ifndef LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND
#define LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND 100 //每秒Tick数，意味着正常情况下每秒100次检查
#endif
#define OS_CYCLE_PER_TICK (g_sysClock / LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND) //每个tick多少机器周期

时钟周期(振荡周期)

在鸿蒙g_sysClock表示时钟周期，是CPU的赫兹，也就是上面说的Cycle，这是固定不变的，由硬件晶振的频率决定的.
OsMain是内核运行的第一个C函数，首个子函数就是 osRegister，完成对g_sysClock的赋值

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT VOID osRegister(VOID)
{
    g_sysClock = OS_SYS_CLOCK; //获取CPU HZ 
    g_tickPerSecond =  LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND;//每秒节拍数 默认100 即一个tick = 10ms
    return;
}

CPU周期也叫(机器周期)

在鸿蒙宏OS_CYCLE_PER_TICK表示机器周期，Tick由用户根据实际情况配置.
例如:主频为1G的CPU，其振荡周期为: 1吉赫 （GHz 109 Hz） = 1 000 000 000 Hz
当Tick为100时，则1 000 000 000/100 = 10000000 ，即一个tick内可产生1千万个CPU周期.CPU就是用这1千万个周期去执行指令的.

指令周期

指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期数也不同。

对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。

对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。

通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。

Tick硬中断函数

LITE_OS_SEC_BSS volatile UINT64 g_tickCount[LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM] = {0};//tick计数器，系统一旦启动，一直在++， 为防止溢出，这是一个 UINT64 的变量
LITE_OS_SEC_DATA_INIT UINT32 g_sysClock;//系统时钟，是绝大部分部件工作的时钟源，也是其他所有外设的时钟的来源 
LITE_OS_SEC_DATA_INIT UINT32 g_tickPerSecond;//每秒Tick数，鸿蒙默认是每秒100次，即:10ms
LITE_OS_SEC_BSS DOUBLE g_cycle2NsScale;	//周期转纳秒级

/* spinlock for task module */
LITE_OS_SEC_BSS SPIN_LOCK_INIT(g_tickSpin); //节拍器自旋锁
#define TICK_LOCK(state)                       LOS_SpinLockSave(&g_tickSpin， &(state))
/*
 * Description : Tick interruption handler
 *///节拍中断处理函数 ，鸿蒙默认10ms触发一次
LITE_OS_SEC_TEXT VOID OsTickHandler(VOID)
{
    UINT32 intSave;

    TICK_LOCK(intSave);
    g_tickCount[ArchCurrCpuid()]++;//当前CPU核计数器
    TICK_UNLOCK(intSave);

#ifdef LOSCFG_KERNEL_VDSO
    OsUpdateVdsoTimeval();
#endif

#ifdef LOSCFG_KERNEL_TICKLESS
    OsTickIrqFlagSet(OsTicklessFlagGet());
#endif

#if (LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME == YES)
    HalClockIrqClear(); /* diff from every platform */
#endif

    OsTimesliceCheck();//时间片检查

    OsTaskScan(); /* task timeout scan *///任务扫描

#if (LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR == YES)
    OsSwtmrScan();//定时器扫描，看是否有超时的定时器
#endif
}

#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
}

解读

  • g_tickCount记录每个CPU核tick的数组，每次硬中断都触发 OsTickHandler，每个CPU核单独计数.
  • OsTickHandler是内核调度的动力，其中会检查任务时间片是否用完，定时器是否超时.主动delay的任务是否需要被唤醒，其本质是个硬中断，在HalClockInit硬时钟初始化时创建的，具体在硬中断篇中会详细讲解.
  • TICK_LOCK是tick操作的自旋锁，宏原型LOS_SpinLockSave在自旋锁篇中已详细介绍.

功能函数

#define OS_SYS_MS_PER_SECOND   1000			//一秒多少毫秒
//获取自系统启动以来的Tick数
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT64 LOS_TickCountGet(VOID)
{
    UINT32 intSave;
    UINT64 tick;

    /*
     * use core0's tick as system's timeline，
     * the tick needs to be atomic.
     */
    TICK_LOCK(intSave);
    tick = g_tickCount[0];//使用CPU core0作为系统的 tick数
    TICK_UNLOCK(intSave);

    return tick;
}
//每个Tick多少Cycle数
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_CyclePerTickGet(VOID)
{
    return g_sysClock / LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND;
}
//毫秒转换成Tick
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_MS2Tick(UINT32 millisec)
{
    if (millisec == OS_MAX_VALUE) {
        return OS_MAX_VALUE;
    }

    return ((UINT64)millisec * LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND) / OS_SYS_MS_PER_SECOND;
}
//Tick转化为毫秒
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_Tick2MS(UINT32 tick)
{
    return ((UINT64)tick * OS_SYS_MS_PER_SECOND) / LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND;
}

说明

  • 在CPU篇中讲过，0号CPU核默认为主核，默认获取自系统启动以来的Tick数使用的是g_tickCount[0]
  • 因每个CPU核的tick是独立计数的，所以g_tickCount中各值是不一样的.
  • 系统的Tick数在关中断的情况下不进行计数，因为OsTickHandler本质是由硬中断触发的，屏蔽硬中断的情况下就不会触发OsTickHandler，自然也就不会有g_tickCount[ArchCurrCpuid()]++的计数，所以系统Tick数不能作为准确时间使用.
  • 追问下，什么情况下硬中断会被屏蔽?

编程示例

前提条件：

  • 使用每秒的Tick数LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND的默认值100。
  • 配好OS_SYS_CLOCK系统主时钟频率。

时间转换

VOID Example_TransformTime(VOID)
{
    UINT32 ms;
    UINT32 tick;

    tick = LOS_MS2Tick(10000);    // 10000ms转换为tick
    dprintf("tick = %d \n"，tick);
    ms = LOS_Tick2MS(100);        // 100tick转换为ms
    dprintf("ms = %d \n"，ms);
}

时间转换结果

tick = 1000
ms = 1000

时间统计和时间延迟

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 LOS_TaskDelay(UINT32 tick);
VOID Example_GetTime(VOID)
{
    UINT32 cyclePerTick;
    UINT64 tickCount;

    cyclePerTick  = LOS_CyclePerTickGet();
    if(0 != cyclePerTick) {
        dprintf("LOS_CyclePerTickGet = %d \n"， cyclePerTick);
    }

    tickCount = LOS_TickCountGet();
    if(0 != tickCount) {
        dprintf("LOS_TickCountGet = %d \n"， (UINT32)tickCount);
    }

    LOS_TaskDelay(200);//延迟200个tick
    tickCount = LOS_TickCountGet();
    if(0 != tickCount) {
        dprintf("LOS_TickCountGet after delay = %d \n"， (UINT32)tickCount);
    }
}

时间统计和时间延迟结果

LOS_CyclePerTickGet = 495000 //取决于CPU的频率
LOS_TickCountGet = 1 //实际情况不一定是1的
LOS_TickCountGet after delay = 201 //实际情况不一定是201，但二者的差距会是200

鸿蒙全栈开发全新学习指南

也为了积极培养鸿蒙生态人才，让大家都能学习到鸿蒙开发最新的技术，针对一些在职人员、0基础小白、应届生/计算机专业、鸿蒙爱好者等人群，整理了一套纯血版鸿蒙（HarmonyOS Next）全栈开发技术的学习路线【包含了大厂APP实战项目开发】。

本路线共分为四个阶段：

第一阶段：鸿蒙初中级开发必备技能

第二阶段：鸿蒙南北双向高工技能基础：gitee.com/MNxiaona/733GH

第三阶段：应用开发中高级就业技术

第四阶段：全网首发-工业级南向设备开发就业技术：https://gitee.com/MNxiaona/733GH

《鸿蒙 (Harmony OS)开发学习手册》（共计892页）

如何快速入门？

1.基本概念
2.构建第一个ArkTS应用
3.……

开发基础知识:gitee.com/MNxiaona/733GH

1.应用基础知识
2.配置文件
3.应用数据管理
4.应用安全管理
5.应用隐私保护
6.三方应用调用管控机制
7.资源分类与访问
8.学习ArkTS语言
9.……

基于ArkTS 开发

1.Ability开发
2.UI开发
3.公共事件与通知
4.窗口管理
5.媒体
6.安全
7.网络与链接
8.电话服务
9.数据管理
10.后台任务(Background Task)管理
11.设备管理
12.设备使用信息统计
13.DFX
14.国际化开发
15.折叠屏系列
16.……

鸿蒙开发面试真题（含参考答案）:gitee.com/MNxiaona/733GH

鸿蒙入门教学视频：

美团APP实战开发教学：gitee.com/MNxiaona/733GH

写在最后

  • 如果你觉得这篇内容对你还蛮有帮助，我想邀请你帮我三个小忙：
  • 点赞，转发，有你们的 『点赞和评论』，才是我创造的动力。
  • 关注小编，同时可以期待后续文章ing🚀，不定期分享原创知识。
  • 想要获取更多完整鸿蒙最新学习资源，请移步前往小编：gitee.com/MNxiaona/733GH

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1648586.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

AI绘画成果展（第一期）

AI绘画成果展（第一期）

免费获取更多原图，备注“AI绘画”，可在文章末尾点击名片进qun获取。 免费获取更多原图，备注“AI绘画”，可在文章末尾点击名片进qun获取。
阅读更多...
Python密码测试程序

Python密码测试程序

下面是一个简单的 Python 密码测试程序，用于检查用户输入的密码是否符合一些基本的安全要求，如长度、包含字母和数字等。这个程序可以作为一个基本的密码验证器，你可以根据需要进行修改和扩展。 1、问题背景 我们正在编写一个程序&#xff0…
阅读更多...
花园牛奶：从靠谱奶牛到新鲜牛奶的匠心之旅

花园牛奶：从靠谱奶牛到新鲜牛奶的匠心之旅

在花园乳业有限公司，我们深知生产出优质牛奶的秘诀——从靠谱的奶牛开始。为此，我们特意引进了品质卓越的荷斯坦奶牛，它们以“黑白花”的优雅身姿，成为了我们牧场上的明星。荷斯坦奶牛以其出色的生产性能和高产奶量而著称&#xf…
阅读更多...
uniapp 自定义App UrlSchemes

uniapp 自定义App UrlSchemes

需求：外部浏览器H5页面，跳转到uniapp开发的原生app内部。 1、uniapp内部的配置： （1）打开manifest->App常用其他设置，如下，按照提示输入您要设置的urlSchemes： （2&am…
阅读更多...
3W 1.5KVDC 3KVDC 隔离宽范围输入，单、双输出 DC/DC 电源模块——TP2L-3W 系列

3W 1.5KVDC 3KVDC 隔离宽范围输入，单、双输出 DC/DC 电源模块——TP2L-3W 系列

TP2L-3W系列是一款高性能、超小型的电源模块，宽范围2:1,4:1输入，输出有稳压和连续短路保护功能，隔离电压为1.5KVDC、3KVDC工作温度范围为–40℃到85℃。特别适合对输出电压的精度有严格要求的地方，外部遥控功能对您的设计又多一项…
阅读更多...
读源码系列文章--开源项目openjob之alarm告警模块

读源码系列文章--开源项目openjob之alarm告警模块

一、背景 告警模块，作为大多数应用都存在的一个基础功能，今天我们就以开源项目openjob 为例，分析其设计及实现。 首先，我们梳理一下需求： 支持多种告警方式，包括钉钉、飞书、微信和webhook。方便业务模块…
阅读更多...
多模态大模型学杂了能力反下降？新研究：MoE+通用专家解决冲突

多模态大模型学杂了能力反下降？新研究：MoE+通用专家解决冲突

微调，能让通用大模型更加适配具体的行业应用。 但现在，研究人员们却发现： 对多模态大模型做“多任务指令微调”，大模型可能会“学得多错得多”，因为不同任务之间的冲突，导致泛化能力下降。 △多模态指令微…
阅读更多...
扩展学习|一文读懂知识图谱

扩展学习|一文读懂知识图谱

一、知识图谱的技术实现流程及相关应用 文献来源：曹倩,赵一鸣.知识图谱的技术实现流程及相关应用[J].情报理论与实践,2015, 38(12):127-132. （一）知识图谱的特征及功能 知识图谱是为了适应新的网络信息环境而产生的一种语义知识组织和服务的方…
阅读更多...
WRT1900ACS搭建openwrt服务器小记

WRT1900ACS搭建openwrt服务器小记

参考链接 wrt1900acs openwrt wrt1900acs openwrt 刷机 wrt1900acs原生固件刷openwrt-23.05.3-mvebu-cortexa9-linksys_wrt1900acs-squashfs-factory.img wrt1900acs openwrt更新刷openwrt-23.05.3-mvebu-cortexa9-linksys_wrt1900acs-squashfs-sysupgrade.bin 通过WEB UI来…
阅读更多...
linux的信号量的使用

linux的信号量的使用

1.信号量 在多线程情况下，线程要进入关键代码就得获取信号量（钥匙）{sem_init(&sem, 0, 0);}，没有信号量的情况下就一直等待sem_wait(&sem)，只到别人把钥匙（sem_post(&sem)）给你。 …
阅读更多...
从哪些方面可以看出现货黄金价格走势？

从哪些方面可以看出现货黄金价格走势？

现货黄金价格的走势受到多种因素的影响，我们可以从宏观经济环境、货币政策、供需关系、市场情绪和技术分析几个主要方面来观察和分析这一贵金属的价格动态。现货黄金作为全球投资市场中的避险资产，其价格波动往往能体现出复杂的经济和政治变化。 宏观经济…
阅读更多...
QT+多线程编程

QT+多线程编程

QT的多线程编程有两种 1、自定义类继承QThread 第一种是自定义一个类继承于QThread，重写run()方法来实现。然后当需要使用线程的时候你就新建一个自定义对象，然后调用start方法开始运行。 下面的例子是widget里面创建一个线程，然后调用sta…
阅读更多...
【docker】常用的把springboot打包为docker镜像的maven插件

【docker】常用的把springboot打包为docker镜像的maven插件

Spring Boot Maven Plugin: Spring Boot 自带的 Maven 插件 (spring-boot-maven-plugin) 支持直接生成 Docker 镜像。通过配置，可以在 Maven 构建过程中自动构建 Docker 镜像，而无需单独编写 Dockerfile。这种方法简化了将应用打包为 Docker 镜像的过程。…
阅读更多...
2024年第七届大数据技术国际会议（ICBDT 2024）即将召开！

2024年第七届大数据技术国际会议（ICBDT 2024）即将召开！

2024年第七届大数据技术国际会议（ICBDT 2024）将于2024年9月20-22日在中国杭州的浙江工商大学举行。数据驱动未来，技术引领潮流。从数据挖掘算法的优化，到数据处理速度的提升，再到数据安全与隐私保护的进步，…
阅读更多...
男士内裤品牌哪个好？口碑最好的男士内裤汇总

男士内裤品牌哪个好？口碑最好的男士内裤汇总

许多男士选内裤可能比较随意，但实际上作为长时间贴合身体皮肤的贴身衣物，经常会出很多汗。而普通的内裤会吸附很多汗水却不易干，导致细菌含量超标，摩擦力增强，容易造成破皮感染从而影响健康。 但是现在的男士内裤种类和…
阅读更多...
专注 APT 攻击与防御——红蓝对抗渗透测试

专注 APT 攻击与防御——红蓝对抗渗透测试

在团体渗透测试的项目中，如红蓝对抗，团队渗透测试比赛等，最重要的是过程与结果实时共享于团队，例如：A同学nmap目标站，B同学也nmap目标站，这在对抗比赛中是极其浪费时间也是非常容易引起防火墙&a…
阅读更多...
吴恩达2022机器学习专项课程C2（高级学习算法）W1（神经网络）：2.4 神经网络层

吴恩达2022机器学习专项课程C2（高级学习算法）W1（神经网络）：2.4 神经网络层

目录 神经网络第一层（隐藏层）计算过程1.输入向量2.神经元的计算2.标识不同神经元3.层输出（激活）向量4.神经网络分层5.标识不同层 神经网络第二层（输出层）计算过程1.输入向量2.层输出（激活&#…
阅读更多...
Java反序列化-CC11链

Java反序列化-CC11链

前言 这条链子的主要作用是为了可以在 Commons-Collections 3.2.1 版本中使用，而且还是无数组的方法。这条链子适用于 Shiro550漏洞 CC11链子流程 CC2 CC6的结合体 CC2 这是CC2的流程图，我们取的是后面那三个链子，但是由于CC2 只能在 c…
阅读更多...
美易官方：英伟达业绩将难以撑起股价？

美易官方：英伟达业绩将难以撑起股价？

美股市场似乎总是对各大公司的业绩表现抱有极大的期待，就像一个永远填不饱的“巨胃”。在这样的市场环境下，即使是业绩骄人的公司也可能难以支撑其股价。英伟达，这家在图形处理单元（GPU）领域享有盛誉的公司&#xff0c…
阅读更多...
echarts双Y轴,并实现图例等

echarts双Y轴,并实现图例等

一个Y轴时yAxis为对象 yAxis: {type: value,name: 占比(%) },两个Y轴时yAxis为数组 yAxis: [{ // 左侧的type: value,name: 占比(%),nameTextStyle: {padding: [0, 0, 10, -50]},min: 0,max: 100,splitNumber: this.splitNumber, // 设置坐标轴的分割段数interval: 20, // 标轴…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023