Canfestival---Timer机制的理解

2022-06-26 12:05:36 阅读：389 来源： 互联网

标签：real value timer --- Canfestival sleep Timer time row

1 前言

　　最近刚接触Canopen开源且免费的协议栈软件Canfestival，它功能较为完备，支持主站和从站，还带有对象字典编辑工具，属于应用较广的Canopen协议栈。结合自己之前也为产品写过Canopen协议的经验，总结下学习Canfestial的心得。

Canopen对于timer需求在SDO的超时判断，周期的心跳，PDO的发送接收都有体现，所以需要对timer做统一设计。

　　最简单、好理解的做法是在1ms（单位时间）任务里对每个计数器进行计数，当到达给定时间时，回调相应的处理操作。

　　Canfestival的Timer机制却有所不同，它也是利用一个定时器任务，通过设置不同的定时时间来产生定时任务，实现不同时间异步事件的管理。

1.1 源码获取

　　这里我下载的是Canfestival-3版本

　　源码下载地址：https://canfestival.org/code.html.en

2. 原理介绍

　　大致原理如下图所示，假设Ta、Tb是2个周期定时器（如PDO），Tc是随机启动的定时器（如SDO超时判断），通过设置不同的定时器目标值来生成周期任务和非周期任务，就成了该原理的关键。

3 源码解析

　　源码中src/timer.c中定义了用户的timer使用接口

SetAlarm	用户设置申请并设置一个定时器
DelAlarm	用户取消一个定时器
TimeDispatch	timer超时任务回调

此外，和系统相关的接口还有这么几个

getElapsedTime	获取自上一次timer超时到现在的时间
setTimer	重置timer计时相对时间

一个关键全局的定义

total_sleep_time

指向timer当前目标延时时间

用户调用SetAlarm设置定时器的过程

TIMER_HANDLE SetAlarm(CO_Data* d, UNS32 id, TimerCallback_t callback, TIMEVAL value, TIMEVAL period)
{
	TIMER_HANDLE row_number;
	s_timer_entry *row;

	/* in order to decide new timer setting we have to run over all timer rows */
	for(row_number=0, row=timers; row_number <= last_timer_raw + 1 && row_number < MAX_NB_TIMER; row_number++, row++)
	{
		if (callback && 	/* if something to store */
		   row->state == TIMER_FREE) /* and empty row */
		{	/* just store */
			TIMEVAL real_timer_value;
			TIMEVAL elapsed_time;

			if (row_number == last_timer_raw + 1) last_timer_raw++;

			elapsed_time = getElapsedTime();
			/* set next wakeup alarm if new entry is sooner than others, or if it is alone */
			real_timer_value = value;
			real_timer_value = min_val(real_timer_value, TIMEVAL_MAX);

			if (total_sleep_time > elapsed_time && total_sleep_time - elapsed_time > real_timer_value)
			{
				total_sleep_time = elapsed_time + real_timer_value;
				setTimer(real_timer_value);
			}
			row->callback = callback;
			row->d = d;
			row->id = id;
			row->val = value + elapsed_time;
			row->interval = period;
			row->state = TIMER_ARMED;
			return row_number;
		}
	}

	return TIMER_NONE;
}

　　该函数让用户设置了要定时的时长value，如果是周期定时器，还需要设置周期period，然后给了自己的callback。函数申请并激活了id最小的一个定时器，把用户的参数填入，最关键的是这段

elapsed_time = getElapsedTime(); /* set next wakeup alarm if new entry is sooner than others, or if it is alone */ real_timer_value = value; real_timer_value = min_val(real_timer_value, TIMEVAL_MAX);
if (total_sleep_time > elapsed_time && total_sleep_time - elapsed_time > real_timer_value) { total_sleep_time = elapsed_time + real_timer_value; setTimer(real_timer_value); }

从原理图中Tc的加入就很好理解，如果用户要定的时长+已经运行的时长 < Timer原本要延的时长（total_sleep_time），则可以重置Timer，更新目标时长total_sleep_time；如果要定的时长+已经运行的时长 > Timer原本要延的时长 ,则本次不重置Timer了，等到超时处理时来设置。而Tc定时器自身的时长修改为

value + elapsed_time

也是为了统一把val值统一以上次Timer超时时刻为基本的定时时长。重置Timer的原则：保证所有定时器超时时长谁越短谁优先的原则，而所有定时器超时时长也必须有相同的时间基准，也就是上一时刻Timer超时时刻。这是这个原理能实现的关键。

　　也正是如此，TimeDispatch这个超时处理过程就好理解了

void TimeDispatch(void)
{
    TIMER_HANDLE i;
    TIMEVAL next_wakeup = TIMEVAL_MAX; /* used to compute when should normaly occur next wakeup */
    /* First run : change timer state depending on time */
    /* Get time since timer signal */
    UNS32 overrun = (UNS32)getElapsedTime();

    TIMEVAL real_total_sleep_time = total_sleep_time + overrun;

    s_timer_entry *row;

    for(i=0, row = timers; i <= last_timer_raw; i++, row++)
    {
        if (row->state & TIMER_ARMED) /* if row is active */
        {
            if (row->val <= real_total_sleep_time) /* to be trigged */
            {
                if (!row->interval) /* if simply outdated */
                {
                    row->state = TIMER_TRIG; /* ask for trig */
                }
                else /* or period have expired */
                {
                    /* set val as interval, with 32 bit overrun correction, */
                    /* modulo for 64 bit not available on all platforms     */
                    row->val = row->interval - (overrun % (UNS32)row->interval);
                    row->state = TIMER_TRIG_PERIOD; /* ask for trig, periodic */
                    /* Check if this new timer value is the soonest */
                    if(row->val < next_wakeup)
                        next_wakeup = row->val;
                }
            }
            else
            {
                /* Each armed timer value in decremented. */
                row->val -= real_total_sleep_time;

                /* Check if this new timer value is the soonest */
                if(row->val < next_wakeup)
                    next_wakeup = row->val;
            }
        }
    }

    /* Remember how much time we should sleep. */
    total_sleep_time = next_wakeup;

    /* Set timer to soonest occurence */
    setTimer(next_wakeup);

    /* Then trig them or not. */
    for(i=0, row = timers; i<=last_timer_raw; i++, row++)
    {
        if (row->state & TIMER_TRIG)
        {
            row->state &= ~TIMER_TRIG; /* reset trig state (will be free if not periodic) */
            if(row->callback)
                (*row->callback)(row->d, row->id); /* trig ! */
        }
    }
}

首先计算当前实际距离上一次超时花的时间real_total_sleep_time，然后根据每个定时器设定的超时时间val来判断，如果val值小于real_total_sleep_time，则说明该定时的超时时间已经满足，可以触发调用callback条件，否则不满足，则修改val值，将val值重新以当前时间基准点，到下一次超时时再去判断，这就是 row->val -= real_total_sleep_time 的由来。最后根据每个定时器的val值取最小值

next_wakeup来重置Timer，实现下一次任务的调用。同时把 total_sleep_time更新为next_wakeup。就是这样的设计，就保证了一个Timer通过计算不同的定时值来完成周期任务和非周期任务的功能。 4 心得　　同样是定时器设计，我们通常使用循环任务查询方式来实现，通过学习也可以像Canfestival一样，设计成事件任务中断来实现。

标签：real,value,timer,---,Canfestival,sleep,Timer,time,row
来源： https://www.cnblogs.com/wrddc/p/16413226.html

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