rt_api.txt

硬实时操作系统rtlinux的API函数说明文档

RTlinux编程 RTlinux主要的api函数




实时应用程序分为两部分,内核部分和应用部分,应用部分需要和内核部分通过FIFO进行数据交换和控制,除此之外和一般应用程序没有太多区别,内核部分比较复杂,程序以模块方式挂入内核,这部分程序的编写需要对底层的东西有较高的要求,除了掌握RTLinux的API以外还需要对Linux内核编程有较深的了解,以及对硬件部分也有比较熟悉的掌握.


 


没有找到完整的rtlinux的api说明,下面是网上找到的主要的一些函数.


 


POSIX 线程创建函数


一个实时程序是由几个执行的线程组成的。线程是轻量级进程，它们共享共有的地址空间。在RTLinux 中，所有的线程共享Linux 内核地址空间。


int pthread_create (pthread_t *thread, pthread_attr_t * attr, void * (*start_routine)(void *), void *arg)


这是RTLinux 的标准POSIX 线程创建函数。这个线程运行函数指针start_routine 指向的过程，arg 是这个函数的指针的入口参数。线程的属性由attr 对象决定，可以为这个属性设置CPU 号、堆栈大小等属性。设定若为NULL，将会使用默认属性。返回0 表示成功创建线程，线程号放在thread所指向的空间；返回非0 表示创建失败。线程的属性决定在特定的CPU 上创建线程(pthread_attr_setcpu_np)，是否使用FPU(pthread_attr_setfp_np)。


 


int pthread_attr_init (pthread_attr_t *attr)


初始化线程运行的属性。


 


int pthread_ attr_setschedparam (pthread_attr_t *attr, const structsched_param *param)和


int pthread_ attr_setschedparam (constpthread_attr_t *attr, struct sched_param *param)


这两个函数根据程序的需要相应地从attr 中设定/取得线程的运行参数。param 是为调度的SCHED_FIFO 和SCHED_RR 策略定义的属性。


 


int pthread_attr_setcpu_np (pthread_atte_t *attr, int cpu)和


int pthread_attr_getcpu_np (pthread_atte_t *attr, int cpu)


设定/取得线程运行的CPU 号。在SMP 机器上允许线程在一个特定的CPU 上运行。


 


int pthread_cancel (pthread_t thread)


取消一个运行的线程。


 


int pthread_delete_np (pthread_t thread)


删除一个线程，并且释放该线程的所有资源。返回0 表示成功删除，非0 表示删除失败。


 


pthrad_t pthread_self (void)


获得当前正在运行的线程号。


 


clockid_t rtl_getschedclock (void)


获得当前调度方法的时钟。


 


int rtl_setclockmode (clockid_t clock, int mode, hrtime_t mode_param)


设置当前的时钟模式，mode=RTL_CLOCK_MODE_ONESHOT 时是非周期（ 一次性） 模式mode_param 参数无用；


mode=RTL_CLOCK_MODE_PERIODIC 时是周期模式，mode_param 参数是周期的长度。


 


int pthread_wait_np (void)


当前周期的线程运行结束，总是返回0。


 


 


时间相关函数


RTLinux 提供了一些时钟函数用于计时功能，包括线程调度，获得TSP(timestamps)等。


下面的是一般的计时函数(需要包含rtl_time.h)：


 


int clock_gettime(clockid_t clock_id, struct timespec *ts);


读取当前的时间，保存到clock_id 所指的对象中。


 


hrtime_t clock_gethrtime(clockid_t clock);


读取当前时间，但返回一个64 位(hrtime_t)的纳秒时间值。


struct timespec {


time_t tv_sec; /* 秒 */


long tv_nsec; /* 纳秒 */


};


 


一些时间转换的函数，用于把时间格式转换为另外一种格式。


时间转换函数(需要包含rtl_time.h)：


hrtime_t timespec_to_ns(const struct timespec *ts)


timespec 到纳秒数转换


struct timespec timespec_from_ns(hrtime_t t) 


纳秒数到timespec 转换


const struct timespec * hrt2ts(hrtime_t value)


下面是一些支持的时钟类型。


时钟类型相关的宏：


CLOCK_MONOTONIC: POSIX 时钟，以恒定速率运行；不会复位和调整


CLOCK_REALTIME: 标准POSIX 实时时钟。目前与


CLOCK_MONOTONIC 时钟相同


CLOCK_RTL_SCHED: 调度器用来任务调度的时钟


以下是机器结构相关的时钟：


CLOCK_8254: 在x86 单处理器机器上用于调度的时钟


CLOCK_APIC: 用在SMP x86 机器的时钟


 


 


线程调度函数


RTLinux 提供一些调度方式，允许线程代码在特定的时刻运行。


RTLinux 使用单纯优先级驱动的调度器，更搞优先级的线程总是被选择运行。如果两个线程的优先级拥有一样的优先级，选择那一个线程运行是不确定的。


RTLinux 使用下面的调度API：


int pthread_setschedparam (pthread_t thread, int policy, const structsched_param *param)


设置一个线程的调度参数，用policy 和sched_param 两个参数设置thread 的调度参数属性：


policy=SCHED_RR：使用Round-Robin 方法调度


policy=SCHED_FIFO：使用先进先出的方法调度


返回0 表示成功调度，非0 表示失败。


 


int pthread_getschedparam (pthread_t thread, int policy, const structsched_param *param)


获得一个线程的调度参数。将获得的policy 和sched_param 结构放在入口参数所指向的地址里面。


 


int pthread_make_periodic_np (pthread_t thread, hrtime start_time,hrtime_t period)


这个函数标记thread 线程为可运行。线程将在start_time 时刻开始运行，运行的时间间隔由period 给定。


 


int pthread_wait_np (void)


pthread_wait_np 函数将挂起当前运行发线程直到下一周期。这个线程必须是pthread_make_periodic_np 函数标记为可执行。


 


int sched_get_priority_max (int policy)和


int sched_get_priority_min (int policy)


确定sched_priority 可能的值。


 


实时任务与Linux进程之间通信的主要方法是FIFO:


rtf_create()


创建 一个一定大小的FIFO。


rtf_put()


将数据送入FIFO，如果FIFO满，则返回一个错误。


rtf_get()


从FIFO中取出数据，如果FIFO空，则返回一个错误。


rtf_create_handler()


建立响应RT-FIFO变化的子程序。


rtf_destroy()


销毁一个指定的FIFO。


 


编程示例


一个实例来说明RTLinux下的编程方法。这是一以测试RTLinux 下中断延迟的程序。


 


实时部分


init_module 完成对实时部分的初始化。cleanup_module 实现关闭实时


模块的任务。


#include <rtl.h>


#include <rtl_fifo.h>


#include <time.h>


#include <rtl_sched.h>


#include <rtl_sync.h>


#include <pthread.h>


#include <unistd.h>


#include <rtl_debug.h>


#include <errno.h>


#include "common.h"


 


int ntests=500;


int period=1000000;


int bperiod=3100000;


int mode=0;


int absolute=0;


int fifo_size=4000;


int ad