rt-thread 硬件定时器实现时间片轮询

在操作系统中，时间片轮询是一种任务调度策略，它通过将CPU时间划分为若干个时间段，也称为时间片，然后依次分配给各个等待执行的任务，从而实现多任务的并发执行。rt-thread是一个轻量级实时操作系统，它支持硬件定时器来实现时间片轮询功能。在rt-thread 3.0版本中，硬件定时器与时间片轮询的实现主要涉及以下几个关键点： 1. **硬件定时器**：硬件定时器是操作系统中用于产生周期性中断的基础，通常由微控制器中的定时/计数器硬件资源实现。当定时器溢出或达到预设值时，会产生一个中断，通知CPU执行中断服务程序。 2. **rt_tick_increase函数**：这个函数是硬件中断服务程序的一部分，它在每次硬件定时器中断时被调用。在函数内部，全局变量rt_tick会被递增，表示系统已经过去了1个时间片。此外，函数还会检查当前运行线程的时间片情况。 3. **时间片管理**：在rt_tick_increase函数中，通过调用rt_thread_self()获取当前正在执行的线程，并检查其remaining_tick字段。这个字段记录了线程剩余可以执行的时间片数量。每次中断时，remaining_tick会减1，若减至0，意味着该线程的时间片已用完。 4. **线程切换**：当remaining_tick为0时，说明当前线程的时间片已耗尽，rt_thread_yield()函数被调用，将线程的remaining_tick重新设置为其init_tick初始值，这通常是系统配置的一个固定值，表示线程下一次执行时的总时间片数。同时，线程状态标志被更新为让出处理器使用权，之后通过rt_schedule()进行调度，选择优先级最高的线程执行。 5. **rt_timer_check函数**：此函数用于检查系统的定时器链表，查找是否有定时器到达超时。如果找到超时的定时器，系统会调用对应的超时处理函数。对于周期性定时器，它们会在再次启动时重新加入定时器链表。 通过以上机制，rt-thread操作系统实现了基于硬件定时器的时间片轮询，保证了多个线程的公平执行，提高了系统的响应性和效率。这种设计使得即使在高并发的环境中，每个线程也能得到合理的执行机会，从而达到良好的系统性能和用户体验。