OS Scheduler Interval Timer - 它在哪里运行？如何与之互动？答案

【问题标题】：OS Scheduler Interval Timer - Where does it run? How to interact with it?OS Scheduler Interval Timer - 它在哪里运行？如何与之互动？
【发布时间】：2021-12-24 02:35:35
【问题描述】：

由于它与操作系统的进程调度有关：我了解调度程序需要一个类似“时钟”的设备，称为间隔计时器，以跟踪每个进程使用的时间量以及何时切换到准备过程。

我的问题是 - 间隔计时器在哪里运行？它似乎需要不断地运行，与任何进程并行，以便它可以始终跟踪时间，包括正在运行的进程使用的时间量。但是众所周知，任何时候在 CPU 上只能运行一件事，如果进程正在运行，则意味着间隔计时器无法运行。那么，间隔定时器是用硬件实现的，而不是软件实现的吗？如果是这样，如果我正在构建自定义操作系统和调度程序，我将如何在自定义调度程序代码中访问它并与之通信？

【问题讨论】：

它是一个产生中断的硬件定时器，就像所有其他可以产生中断并导致重新调度的外围设备一样，例如磁盘、kb、鼠标、网络硬件。谷歌“中断”。
'我知道调度程序需要一个类似“时钟”的设备，称为间隔计时器'，不是绝对的。很可能实现一个仅在 I/O 完成中断上运行的系统。计时器对于超时系统调用、睡眠间隔等非常有用，因此它已被普遍实现。当就绪线程多于内核时，它还具有共享 CPU 资源的副作用。
@MartinJames 这个硬件定时器是主板上与 CPU 分开的芯片吗，比如 Intel 8253/8254？还是现在它是在 CPU 内部实现的？
@doofus 目前在 CPU 内部。
大多数 MCU 都有多个片上定时器。 ARM Cortex-M 设备有一个 SYSTICK 定时器，专门用于内核中的 RTOS 调度，而不是作为外设 - 使 MCU 定时器可用于其他目的，例如 PWM 生成、事件定时/计数或以比 RTOS 时钟更高的分辨率进行定时可能支持或需要。

标签： process operating-system scheduler freertos rtos

【解决方案1】：

您所说的“间隔计时器”是一个硬件计时器。它以固定的周期产生一个中断。当“RTOS 滴答”中断发生时，滴答处理程序（通常）：

增加滴答计数器，
更新所有正在运行的软件计时器，
如果任务延迟或软件计时器到期，任何被阻止的任务都将变为就绪，
调度程序运行，最高优先级的就绪任务运行。

请注意，这不是调度程序运行的唯一时间。例如，只要任务在延迟、计时器、信号量、互斥锁、事件标志或邮箱等上显式挂起，就会发生调度。任何导致正在运行的任务阻塞/wait 的 RTOS 调用都会导致调度程序运行。

如果是这样，如果我正在构建自定义操作系统和调度程序，我将如何在自定义调度程序代码中访问它并与之通信？

您只需配置硬件计时器以生成滴答中断并按照上述方式进行操作。您可以查看现有的开源 RTOS 以了解它是如何完成的。尽管您标记的 FreeRTOS 并不完全是传统的，但 uC/OS-II 可能是一个更好的起点 - 它故意简单，最初是为了教授 RTOS 设计和实现而实施的。描述内核的相关书籍以 PDF 格式免费提供，地址为https://weston-embedded.com/micrium-books。

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