SylixOS BSP tick驱动流程

Posted 2020-08-31

SylixOS BSP tick驱动流程

1. 开发环境

- 操作系统：SylixOS 
- 编程环境：RealEvo-IDE3.1 
- 硬件平台：IMX6Q实验箱

2.技术实现

时钟节拍（clock tick）是特定的周期性中断。这个中断可以看做是系统心脏的脉动。时钟的节拍式中断使得内核可以将任务延时若干个整数时钟节拍，同时当任务等待事件发生时，提供等待超时的依据。

2.1 Tick的频率设置 
Tick的频率需要根据具体的硬件性能来设置。频率越快，系统的额外开销也会越大。SylixOS中频率通 过bspInit.c文件中的halPrimaryCpuMain函数设置，如程序清单 2-1 所示。

                                 程序清单 2-1 tick频率设置

 

 /*********************************************************************************************************
** 函数名称: halPrimaryCpuMain
** 功能描述: Primary CPU C 入口
** 输　入  : NONE
** 输　出  : 0
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
INT  halPrimaryCpuMain (VOID)
{
    /*
     *  系统内核堆与系统堆
     */
    externUCHAR  __heap_start, __heap_end;
 
    bspOpenocdInit();                                                   /*  初始化 openocd              */
 
    halModeInit();                                                      /*  初始化硬件                  */
 
    /*
     *  这里的调试端口是脱离操作系统的, 所以它应该不依赖于操作系统而存在.
     *  当系统出现错误时, 这个端口显得尤为关键. (项目成熟后可以通过配置关掉)
     *  (!!当前串口已经由bootloader初始化了, 这里无需处理.)
     */
 
    /*
     *  这里使用 bsp设置启动参数, 如果 bootloader支持, 可使用 bootloader设置.
     *  为了兼容以前的项目, 这里 kfpu=yes 允许内核中(包括中断)使用 FPU.
     */
 
#if (BOARD_MARSBOARD == 1)
    API_KernelStartParam("ncpus=2 kdlog=no kderror=yes kfpu=no heapchk=yes hz=1000 hhz=1000");
#else
    API_KernelStartParam("ncpus=4 kdlog=no kderror=yes kfpu=no heapchk=yes hz=1000 hhz=1000");
#endif
                                                                        /*  操作系统启动参数设置        */
    API_KernelStart(usrStartup,
                    (PVOID)&__heap_start,
                    (size_t)&__heap_end - (size_t)&__heap_start,
                    LW_NULL, 0);                                        /*  启动内核                    */
 
    return  (0);                                                        /*  不会执行到这里              */
}

在代码中，调用了API_KernelStartParam函数，函数参数是字符串类型，字符串里的“hz”参数选项后面的数值是需要设置的频率，调用API_KernelStartParam之后，系统的宏LW_TICK_HZ也会被设置为对应的频率，这里的代码运行后LW_TICK_HZ被设置为1000。

2.2 tick初始化

一般选用硬件定时器来实现系统tick功能，因此tick的初始化其实就是IMX6Q实验箱定时器的初始化。 
SylixOS中通过bsplib.c文件里的bspTickInit函数实现tick的初始化。 
Imx6Q实验箱的tick初始化代码如程序清单 2 2 所示，流程见代码中的注释。

                                     程序清单 2-2 tick 初始化

/*********************************************************************************************************
** 函数名称: bspTickInit
** 功能描述: 初始化 tick 时钟
** 输  入  : NONE
** 输  出  : NONE
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
VOID  bspTickInit (VOID)
{
    REGISTERUINT32      uiIncrementValue, uiPrescaler;
 
#if TICK_IN_THREAD > 0
    LW_CLASS_THREADATTR  threakattr;
 
    API_ThreadAttrBuild(&threakattr, (8 * LW_CFG_KB_SIZE),
                        LW_PRIO_T_TICK,
                        LW_OPTION_THREAD_STK_CHK |
                        LW_OPTION_THREAD_UNSELECT |
                        LW_OPTION_OBJECT_GLOBAL |
                        LW_OPTION_THREAD_SAFE, LW_NULL);
 
    htKernelTicks = API_ThreadCreate("t_tick", (PTHREAD_START_ROUTINE)__tickThread,
                                     &threakattr, LW_NULL);
#endif                                                                  /*  TICK_IN_THREAD > 0          */
 
    /*
     *                          (PRESCALER_value+1) x (Load_value+1) x 2
     * The timer interval = ---------------------------------------------
     *                                          PERIPHCLK
     */
    uiIncrementValue = ((imx6qMainClkGet(CPU_CLK) / 2) / LW_TICK_HZ);
    uiPrescaler      = 0;
 
    /*
     * 1.设置定时器分频系数，根据LW_TICK_HZ和分频系数计算出定时器的比较数值；
     */
    _G_uiFullCnt       = uiIncrementValue;
    _G_ui64NSecPerCnt7 = ((1000 * 1000 * 1000 / LW_TICK_HZ) << 7) / _G_uiFullCnt;
 
    /*
     * 2.初始化硬件定时器，设置为对应的计数模式；
     */
    armGlobalTimerInit(LW_TRUE, uiIncrementValue, uiPrescaler, LW_TRUE);
 
    /*
     * 3.将定时器当前的计数值，和比较值写入对应的寄存器；
     */
    armGlobalTimerCounterSet(0);
    armGlobalTimerComparatorSet(uiIncrementValue);
    _G_ui64ComparatorCur = 0;
 
    /*
     * 4.绑定定时器的中断服务函数（__tickTimerIsr），设置中断优先级；
     */
    API_InterVectorConnect(ARM_TICK_INT_VECTOR,
                           (PINT_SVR_ROUTINE)__tickTimerIsr,
                           LW_NULL,
                           "tick_isr");
 
    API_InterVectorEnable(ARM_TICK_INT_VECTOR);
 
    armGicIrqPrioritySet(ARM_TICK_INT_VECTOR, ARM_TICK_INT_PRIORITY);
 
    /*
     * 5.使能定时器，开始计数。
     */
    armGlobalTimerStart();
}

 

2.3 tick中断服务函数

SylixOS里tick中断服务函数为__tickTimerIsr，在2.2节的tick初始化过程中已经绑定，对于bsp开发，只需要在__tickTimerIsr函数内，清除tick使用的定时器的中断位。其余的不需要修改。如程序清单 2-3 所示。

                       程序清单 2-3 tick 中断服务函数

 /*********************************************************************************************************
** 函数名称: __tickTimerIsr
** 功能描述: tick 定时器中断服务例程
** 输  入  : NONE
** 输  出  : 中断返回值
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
staticirqreturn_t  __tickTimerIsr (VOID)
{
    armGlobalTimerIntClear();                                           /*  清除中断                    */
 
    API_KernelTicksContext();                                           /*  保存被时钟中断的线程控制块  */
 
#if TICK_IN_THREAD > 0
    API_ThreadResume(htKernelTicks);
#else
    API_KernelTicks();                                                  /*  内核 TICKS 通知             */
    API_TimerHTicks();                                                  /*  高速 TIMER TICKS 通知       */
#endif                                                                  /*  TICK_IN_THREAD > 0          */
 
    return  (LW_IRQ_HANDLED);
}

3.参考资料