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# 节拍机制
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* [简介](#intro)
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* [函数接口](#func_api)
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* [定时器机制](#tmr_mechanism)
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* [结构定义](#structure)
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* [软件定时器接口](#timer_api)
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<span id="intro"></span>
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## 简介
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每一个操作系统都需要一个时钟计数，提供“心跳”计数，该时钟可以提供系统处理所有和时钟相关的事件。
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XiUOS的“心跳”通过芯片提供的硬件定时器产生的周期性中断进行计数，XiUOS可以在menuconfig界面进行配置，配置单位为毫秒。
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配置界面如下：
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<img src="./imagesrc/tmr_config.png" width="100%"/>
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界面中的数值将配置给变量 TICK_PER_SECOND，该变量解释为每秒钟支持的节拍数（tick）。当 TICK_PER_SECOND
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配置为100，则tick节拍表示10毫秒，即一个时间片（timeslice）为10毫秒。
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在节拍配置成功后，系统支持的调度算法、软件定时器等依赖于该时钟周期服务的事件就可以正常工作了。例如，在XiUOS支持的时间片轮转算法当中，每进行的一次线程切换为10个tick。
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节拍计数执行流程如下图所示：
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<img src="./imagesrc/tmr_process.png" width="100%"/>
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在每一个定时器中断到来时，系统进行常规的中断执行流，定时器按照每一个tick单位进行触发中断，在中断服务程序当中进行自增，并对当前运行线程的时间片进行计算，同步可处理定时器的计数时间。
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<span id="func_api"></span>
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## 函数接口
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```c
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x_ticks_t CalculteTickFromTimeMs(uint32 ms)；
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```
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该函数用于获取毫秒时间转化成节拍数。
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| 参数 | 描述 |
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| --- | --- |
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| ms | 毫秒时间 |
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```c
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uint32 CalculteTimeMsFromTick(x_ticks_t ticks)；
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```
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该函数用于获取节拍数转换成毫秒时间。
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| 参数 | 描述 |
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| --- | --- |
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| ticks | 节拍数 |
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```c
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x_ticks_t CurrentTicksGain(void);
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```
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该函数用于获取当前的时钟节拍数。
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<span id="tmr_mechanism"></span>
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## 内核定时器机制
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内核软件定时器模块根据系统的节拍心跳（tick）提供软件定时服务，用户可以设定固定的超时时间，
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当系统运行的节拍数到达用户设定的超时时间时，便执行用户定义的超时回调函数进行业务处理。
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软件定时器的存在可以解决硬件定时器数量不足的问题。
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<span id="structure"></span>
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### 内核软件定时器结构定义
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```c
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struct Timer
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{
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struct IdNode id_node;
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char name[NAME_NUM_MAX]；
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uint8 active_status;
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uint8 trigger_mode;
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void (*func_callback)(void *param);
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void *param;
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x_ticks_t origin_timeslice;
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x_ticks_t deadline_timeslice;
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DoubleLinklistType link;
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DoubleLinklistType sortlist;
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uint8 prio;
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struct Work *t_work;
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struct TimerDone *done;
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};
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```
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| 成员 | 描述 |
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| --- | --- |
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| id_node | 软件定时器ID，用于唯一标识一个软件定时器 |
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| name | 软件定时器名称 |
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| active_status | 定时器的激活状态 |
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| trigger_mode | 定时器的触发模式，包含单次触发和周期触发两种方式 |
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| func_callback | 定时器超时回调函数 |
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| param | 定时器超时回调函数的参数 |
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| origin_timeslice | 初始化的超时时间 |
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| deadline_timeslice | 截止时间 |
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| link | 系统中所有定时器构成的链表 |
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| sortlist | 处于激活态的定时器链表，并按时间排序 |
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| prio | 记录使用定时器处理回调的线程优先级 |
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| t_work | 定时器所用到的工作队列 |
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| done | 定时器的函数操作集 |
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<span id="timer_api"></span>
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### 内核软件定时器接口
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定时器用户操作结构体定义如下：
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```c
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#define TIMER_TRIGGER_ONCE (1 << 0)
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#define TIMER_TRIGGER_PERIODIC (1 << 1)
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int32 KCreateTimer(const char *name, void (*timeout)(void *parameter), void *parameter, x_ticks_t time, uint8 trigger_mode);
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```
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该函数用于创建一个内核软件定时器，并返回创建成功的软件定时器的ID，ID默认范围0-255，可配置。
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| 参数 | 描述 |
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| name | 定时器名称 |
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| timeout | 软件定时器回调函数 |
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| parameter | 软件定时器回调函数参数 |
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| time | 配置需要等待的超时时间，单位tick |
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| trigger_mode | 触发方式，可以配置为宏TRIGGE_WAY_ONCE和TRIGGE_WAY_PERIODIC |
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```c
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void KTimerDelete(int32 timer_id);
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```
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该函数用于删除一个软件定时器。
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| 参数 | 描述 |
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| --- | --- |
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| timer_id | 待删除的软件定时器ID |
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```c
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x_err_t KTimerStartRun(int32 timer_id);
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```
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该函数用于启动一个软件定时器。
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| 参数 | 描述 |
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| --- | --- |
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| timer_id | 已创建且待运行的软件定时器ID |
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```c
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x_err_t KTimerQuitRun(int32 timer_id);
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```
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该函数用于停止一个软件定时器。
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| 参数 | 描述 |
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| --- | --- |
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| timer_id | 待停止运行的软件定时器ID |
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```c
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x_err_t KTimerModify(int32 timer_id, x_tick_t ticks);
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```
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该函数用于修改一个软件定时器的超时时间。
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| 参数 | 描述 |
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| --- | --- |
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| timer_id | 待修改超时时间的软件定时器ID |
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| ticks | 超时时间 |
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