往期知识点记录：

• 鸿蒙（HarmonyOS）应用层开发（北向）知识点汇总
• 鸿蒙（OpenHarmony）南向开发保姆级知识点汇总~
• 子系统开发内核
• 轻量系统内核（LiteOS-M）
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【中断管理】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【任务管理】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【内存管理】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【内核通信机制】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【时间管理】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【扩展组件】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【内存调测】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【异常调测】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【Trace调测】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【LMS调测】
• 轻量系统内核（LiteOS-M）【SHELL】
• 小型系统内核（LiteOS-A）【概述】
• 小型系统内核（LiteOS-A）【内核启动】
• 小型系统内核（LiteOS-A）【中断及异常处理】
• 标准系统内核（Linux）【New IP内核协议栈】
• 标准系统内核（Linux）【内核增强特性 ＞ 任务调度】
• 持续更新中……

基本概念

时间管理以系统时钟为基础。时间管理提供给应用程序所有和时间有关的服务。系统时钟是由定时/计数器产生的输出脉冲触发中断而产生的，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”。

系统时钟也称为时标或者Tick。一个Tick的时长可以静态配置。用户是以秒、毫秒为单位计时，而操作系统时钟计时是以Tick为单位的，当用户需要对系统操作时，例如任务挂起、延时等，输入秒为单位的数值，此时需要时间管理模块对二者进行转换。

Tick与秒之间的对应关系可以配置。

• Cycle 系统最小的计时单位。Cycle的时长由系统主频决定，系统主频就是每秒钟的Cycle数。

• Tick Tick是操作系统的基本时间单位，对应的时长由系统主频及每秒Tick数决定，由用户配置。

OpenHarmony系统的时间管理模块提供时间转换、统计、延迟功能以满足用户对时间相关需求的实现。

开发指导

用户需要了解当前系统运行的时间以及Tick与秒、毫秒之间的转换关系，以及需要使用到时间管理模块的接口。

接口说明

OpenHarmony LiteOS-A内核的时间管理提供以下几种功能，接口详细信息可查看API参考。

表1 时间管理相关接口说明：

开发流程

1. 调用时间转换接口；

2. 获取系统Tick数完成时间统计等。

说明：

• 获取系统Tick数需要在系统时钟使能之后。

• 时间管理不是单独的功能模块，依赖于los_config.h中的OS_SYS_CLOCK和LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND两个配置选项。

• 系统的Tick数在关中断的情况下不进行计数，故系统Tick数不能作为准确时间计算。

编程实例

VOID Example_TransformTime(VOID)
{
    UINT32 uwMs;
    UINT32 uwTick;
    uwTick = LOS_MS2Tick(10000); //10000 ms数转换为Tick数
    PRINTK("uwTick = %d \n",uwTick);
    uwMs= LOS_Tick2MS(100); //100 Tick数转换为ms数
    PRINTK("uwMs = %d \n",uwMs);
}

VOID Example_GetTime(VOID)
{
    UINT32 uwcyclePerTick;
    UINT64 uwTickCount;

    uwcyclePerTick = LOS_CyclePerTickGet(); //每个Tick多少Cycle数
    if(0 != uwcyclePerTick)
    {
        PRINTK("LOS_CyclePerTickGet = %d \n", uwcyclePerTick);
    }

    uwTickCount = LOS_TickCountGet(); //获取Tick数
    if(0 != uwTickCount)
    {
        PRINTK("LOS_TickCountGet = %d \n", (UINT32)uwTickCount);
    }
    LOS_TaskDelay(200);//延迟200 Tick
    uwTickCount = LOS_TickCountGet();
    if(0 != uwTickCount)
    {
        PRINTK("LOS_TickCountGet after delay = %d \n", (UINT32)uwTickCount);
    }
}

uwTick = 10000 
uwMs = 100

LOS_CyclePerTickGet = 49500 
LOS_TickCountGet = 347931
LOS_TickCountGet after delay = 348134

软件定时器

基本概念

软件定时器，是基于系统Tick时钟中断且由软件来模拟的定时器，当经过设定的Tick时钟计数值后会触发用户定义的回调函数。定时精度与系统Tick时钟的周期有关。

硬件定时器受硬件的限制，数量上不足以满足用户的实际需求，因此为了满足用户需求，提供更多的定时器，OpenHarmony LiteOS-A内核提供软件定时器功能。

软件定时器扩展了定时器的数量，允许创建更多的定时业务。

软件定时器支持以下功能：

• 静态裁剪：能通过宏关闭软件定时器功能。
• 软件定时器创建。
• 软件定时器启动。
• 软件定时器停止。
• 软件定时器删除。
• 软件定时器剩余Tick数获取。

运行机制

软件定时器是系统资源，在模块初始化的时候已经分配了一块连续的内存，系统支持的最大定时器个数由los_config.h中的LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR_LIMIT宏配置。

软件定时器使用了系统的一个队列和一个任务资源，软件定时器的触发遵循队列规则，先进先出。同一时刻设置的定时时间短的定时器总是比定时时间长的靠近队列头，满足优先被触发的准则。

软件定时器以Tick为基本计时单位，当用户创建并启动一个软件定时器时，OpenHarmony系统会根据当前系统Tick时间及用户设置的定时间隔确定该定时器的到期Tick时间，并将该定时器控制结构挂入计时全局链表。

当Tick中断到来时，在Tick中断处理函数中扫描软件定时器的计时全局链表，看是否有定时器超时，若有则将超时的定时器记录下来。

Tick中断处理函数结束后，软件定时器任务（优先级为最高）被唤醒，在该任务中调用之前记录下来的定时器的超时回调函数。

定时器状态：

• OS_SWTMR_STATUS_UNUSED（未使用） 系统在定时器模块初始化的时候将系统中所有定时器资源初始化成该状态。

• OS_SWTMR_STATUS_CREATED（创建未启动/停止） 在未使用状态下调用LOS_SwtmrCreate接口或者启动后调用LOS_SwtmrStop接口后，定时器将变成该状态。

• OS_SWTMR_STATUS_TICKING（计数） 在定时器创建后调用LOS_SwtmrStart接口，定时器将变成该状态，表示定时器运行时的状态。

定时器模式：

• 第一类是单次触发定时器，这类定时器在启动后只会触发一次定时器事件，然后定时器自动删除。

• 第二类是周期触发定时器，这类定时器会周期性的触发定时器事件，直到用户手动停止定时器，否则将永远持续执行下去。

• 第三类也是单次触发定时器，但与第一类不同之处在于这类定时器超时后不会自动删除，需要调用定时器删除接口删除定时器。

开发指导

接口说明

OpenHarmony LiteOS-A内核的软件定时器模块提供以下几种功能。

表1 软件定时器接口说明

开发流程

软件定时器的典型开发流程：

1. 配置软件定时器。

   • 确认配置项LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR和LOSCFG_BASE_IPC_QUEUE为打开状态；
   • 配置LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR_LIMIT最大支持的软件定时器数；
   • 配置OS_SWTMR_HANDLE_QUEUE_SIZE软件定时器队列最大长度；

2. 创建定时器LOS_SwtmrCreate。

   • 创建一个指定计时时长、指定超时处理函数、指定触发模式的软件定时器；
   • 返回函数运行结果，成功或失败；

3. 启动定时器LOS_SwtmrStart。

4. 获得软件定时器剩余Tick数LOS_SwtmrTimeGet。

5. 停止定时器LOS_SwtmrStop。

6. 删除定时器LOS_SwtmrDelete。

说明：

• 软件定时器的回调函数中不要做过多操作，不要使用可能引起任务挂起或者阻塞的接口或操作。

• 软件定时器使用了系统的一个队列和一个任务资源，软件定时器任务的优先级设定为0，且不允许修改 。

• 系统可配置的软件定时器资源个数是指：整个系统可使用的软件定时器资源总个数，而并非是用户可使用的软件定时器资源个数。例如：系统软件定时器多占用一个软件定时器资源数，那么用户能使用的软件定时器资源就会减少一个。

• 创建单次软件定时器，该定时器超时执行完回调函数后，系统会自动删除该软件定时器，并回收资源。

• 创建单次不自删除属性的定时器，用户需要调用定时器删除接口删除定时器，回收定时器资源，避免资源泄露。

编程实例

前置条件

• 在los_config.h中，将LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR配置项打开。

• 配置好LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR_LIMIT最大支持的软件定时器数。

• 配置好OS_SWTMR_HANDLE_QUEUE_SIZE软件定时器队列最大长度。

编程示例

#include "los_swtmr.h"

void Timer1_Callback(uint32_t arg);
void Timer2_Callback(uint32_t arg);

UINT32 g_timercount1 = 0;
UINT32 g_timercount2 = 0;

void Timer1_Callback(uint32_t arg) // 回调函数1
{
    unsigned long tick_last1;
    g_timercount1++;
    tick_last1=(UINT32)LOS_TickCountGet(); // 获取当前Tick数
    PRINTK("g_timercount1=%d\n",g_timercount1);
    PRINTK("tick_last1=%d\n",tick_last1);
}

void Timer2_Callback(uint32_t arg) // 回调函数2
{
    unsigned long tick_last2;
    tick_last2=(UINT32)LOS_TickCountGet();
    g_timercount2 ++;
    PRINTK("g_timercount2=%d\n",g_timercount2);
    PRINTK("tick_last2=%d\n",tick_last2);
}

void Timer_example(void)
{
    UINT16 id1;
    UINT16 id2; // timer id
    UINT32 uwTick;

    /* 创建单次软件定时器，Tick数为1000，启动到1000Tick数时执行回调函数1 */
    LOS_SwtmrCreate (1000, LOS_SWTMR_MODE_ONCE, Timer1_Callback, &id1, 1);

    /* 创建周期性软件定时器，每100Tick数执行回调函数2 */
    LOS_SwtmrCreate(100, LOS_SWTMR_MODE_PERIOD, Timer2_Callback, &id2, 1);
    PRINTK("create Timer1 success\n");

    LOS_SwtmrStart (id1); //启动单次软件定时器
    dprintf("start Timer1 success\n");
    LOS_TaskDelay(200); // 延时200Tick数
    LOS_SwtmrTimeGet(id1, &uwTick); // 获得单次软件定时器剩余Tick数
    PRINTK("uwTick =%d\n", uwTick);

    LOS_SwtmrStop(id1); // 停止软件定时器
    PRINTK("stop Timer1 success\n");

    LOS_SwtmrStart(id1);
    LOS_TaskDelay(1000);
    LOS_SwtmrDelete(id1); // 删除软件定时器
    PRINTK("delete Timer1 success\n");

    LOS_SwtmrStart(id2); // 启动周期性软件定时器
    PRINTK("start Timer2\n");

    LOS_TaskDelay(1000);
    LOS_SwtmrStop(id2);
    LOS_SwtmrDelete(id2);
}

运行结果

create Timer1 success
start Timer1 success
uwTick =800
stop Timer1 success
g_timercount1=1
tick_last1=1201
delete Timer1 success
start Timer2
g_timercount2 =1
tick_last1=1301
g_timercount2 =2
tick_last1=1401
g_timercount2 =3
tick_last1=1501
g_timercount2 =4
tick_last1=1601
g_timercount2 =5
tick_last1=1701
g_timercount2 =6
tick_last1=1801
g_timercount2 =7
tick_last1=1901
g_timercount2 =8
tick_last1=2001
g_timercount2 =9
tick_last1=2101
g_timercount2 =10
tick_last1=2201

原子操作

基本概念

运行机制

开发指导

接口说明

开发流程

有多个任务对同一个内存数据进行加减或交换等操作时，使用原子操作保证结果的可预知性。

说明： 原子操作接口仅支持整型数据。

编程实例

实例描述

调用原子操作相关接口，观察结果：

1. 创建两个任务

   • 任务一用LOS_AtomicInc对全局变量加100次。
   • 任务二用LOS_AtomicDec对全局变量减100次。

2. 子任务结束后在主任务中打印全局变量的值。

示例代码

示例代码如下：

#include "los_hwi.h"
#include "los_atomic.h"
#include "los_task.h"

UINT32 g_testTaskId01;
UINT32 g_testTaskId02;
Atomic g_sum;
Atomic g_count;

UINT32 Example_Atomic01(VOID)
{
    int i = 0;
    for(i = 0; i < 100; ++i) {
        LOS_AtomicInc(&g_sum);
    }

    LOS_AtomicInc(&g_count);
    return LOS_OK;
}

UINT32 Example_Atomic02(VOID)
{
    int i = 0;
    for(i = 0; i < 100; ++i) {
        LOS_AtomicDec(&g_sum);
    }

    LOS_AtomicInc(&g_count);
    return LOS_OK;
}

UINT32 Example_AtomicTaskEntry(VOID)
{
    TSK_INIT_PARAM_S stTask1={0};
    stTask1.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Example_Atomic01;
    stTask1.pcName       = "TestAtomicTsk1";
    stTask1.uwStackSize  = LOSCFG_BASE_CORE_TSK_DEFAULT_STACK_SIZE;
    stTask1.usTaskPrio   = 4;
    stTask1.uwResved     = LOS_TASK_STATUS_DETACHED;

    TSK_INIT_PARAM_S stTask2={0};
    stTask2.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Example_Atomic02;
    stTask2.pcName       = "TestAtomicTsk2";
    stTask2.uwStackSize  = LOSCFG_BASE_CORE_TSK_DEFAULT_STACK_SIZE;
    stTask2.usTaskPrio   = 4;
    stTask2.uwResved     = LOS_TASK_STATUS_DETACHED;

    LOS_TaskLock();
    LOS_TaskCreate(&g_testTaskId01, &stTask1);
    LOS_TaskCreate(&g_testTaskId02, &stTask2);
    LOS_TaskUnlock();

    while(LOS_AtomicRead(&g_count) != 2);
    PRINTK("g_sum = %d\n", g_sum);

    return LOS_OK;
}

结果验证

g_sum = 0

经常有很多小伙伴抱怨说：不知道学习鸿蒙开发哪些技术？不知道需要重点掌握哪些鸿蒙应用开发知识点？

为了能够帮助到大家能够有规划的学习，这里特别整理了一套纯血版鸿蒙（HarmonyOS Next）全栈开发技术的学习路线，包含了鸿蒙开发必掌握的核心知识要点，内容有（ArkTS、ArkUI开发组件、Stage模型、多端部署、分布式应用开发、WebGL、元服务、OpenHarmony多媒体技术、Napi组件、OpenHarmony内核、OpenHarmony驱动开发、系统定制移植等等）鸿蒙（HarmonyOS NEXT）技术知识点。

《鸿蒙 (Harmony OS)开发学习手册》（共计892页）:https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview

如何快速入门？

1.基本概念
2.构建第一个ArkTS应用
3.……

鸿蒙开发面试真题（含参考答案）:https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview

OpenHarmony 开发环境搭建

《OpenHarmony源码解析》:https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview

OpenHarmony 设备开发学习手册:https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview