🙀 👩🏾‍🤝‍👨🏼 👩🏻‍🤝‍👨🏼 RTOS के बारे में पूरी सच्चाई। अनुच्छेद # 11। कार्य: विन्यास और एपीआई के लिए परिचय 🎳 🎨 🤱🏿

एक समस्या की अवधारणा पिछले लेखों में पेश की गई थी। वास्तव में, एक कार्य केवल मूल्यों का एक सेट है जिसे प्रोसेसर रजिस्टरों में लोड किया जा सकता है (प्रदर्शन किए जाने वाले कार्य के लिए) या भविष्य में कार्य के लिए प्रासंगिक स्विचिंग के लिए तैयार स्थिति में संग्रहीत किया जा सकता है। सबसे अधिक बार, एक कार्य का अपना स्टैक होता है।

बेशक, रन टू कंप्लीशन (आरटीसी) शेड्यूलर का उपयोग करते समय, संदर्भ स्विचिंग का उपयोग नहीं किया जाता है, और कार्य को प्रोग्राम काउंटर (कोड एंट्री पॉइंट) का मूल्य माना जा सकता है।

कार्य की परिभाषा में कोड ही शामिल नहीं है। कार्य को कोड निष्पादित करना चाहिए, लेकिन यह इसका नहीं है। कार्य सामान्य कार्य हो सकते हैं। इसके अलावा, कई कार्यों के लिए सभी कोड साझा किए जा सकते हैं। सामान्य कोड लगभग हमेशा लिखित आवश्यकताओं के अनुसार लिखा जाना चाहिए। अधिकांश कंपाइलर आसानी से इस कोड के साथ सामना कर सकते हैं, लेकिन लाइब्रेरी कार्यों के साथ देखभाल की जानी चाहिए, क्योंकि वे मल्टीटास्किंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकते हैं।

इस तरह की परिभाषा कुछ नियमों को निर्धारित करती है, जिन्हें इस आलेख में वर्णित कार्यों और एपीआई कार्यों के डेटा संरचनाओं को विकसित करते समय पालन किया जाना चाहिए। मैं न्यूक्लियस एसई में कार्यों के विन्यास की समीक्षा करेगा और न्यूक्लियस एसई और न्यूक्लियस आरटीओएस दोनों में कार्यों पर लागू होने वाली सेवा कॉल (एपीआई कॉल) का विस्तृत अवलोकन शुरू करूंगा।

श्रृंखला में पिछले लेख:
अनुच्छेद # 10 समयबद्धक: उन्नत सुविधाएँ और संदर्भ संरक्षण
अनुच्छेद # 9 समयबद्धक: कार्यान्वयन
अनुच्छेद # 8 न्यूक्लियस एसई: आंतरिक डिजाइन और परिनियोजन
अनुच्छेद # 7 न्यूक्लियस एसई: परिचय
अनुच्छेद # 6 अन्य RTOS सेवाएं
अनुच्छेद # ५ कार्य सहभागिता और सिंक्रनाइज़ेशन
अनुच्छेद # 4 कार्य, संदर्भ स्विचिंग, और व्यवधान
अनुच्छेद # ३ कार्य और योजना
अनुच्छेद # 2 आरटीओएस: संरचना और वास्तविक समय मोड
अनुच्छेद # 1। आरटीओएस: परिचय।

कार्य विन्यास

कार्यों की संख्या

न्यूक्लियस एसई में, कार्य विन्यास मुख्य रूप से nuse_config.h में #define निर्देशों द्वारा संचालित होता है। मुख्य पैरामीटर NUSE_TASK_NUMBER उन कार्यों की संख्या निर्धारित करता है जिन्हें एप्लिकेशन में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। डिफ़ॉल्ट मान 1 है (यानी, निष्पादन के दौरान एक कार्य), और पैरामीटर का अधिकतम मूल्य 16 है। एक गलत मान एक संकलन त्रुटि को जन्म देगा, जो nuse_config_chech.h में जाँच करके उत्पन्न होगा (यह nuse_config.c में शामिल है, जिसका अर्थ है) इस मॉड्यूल के साथ संकलित), # निर्देश निर्देश आग जाएगा। इस पैरामीटर का उपयोग डेटा संरचनाओं को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, उनका आकार इसके मूल्य पर निर्भर करता है।

न्यूक्लियस एसई में, आरटीसी शेड्यूलर का उपयोग करते समय, यह आवश्यक है कि निष्पादन के लिए कम से कम एक कार्य हमेशा तैयार हो। प्राथमिकता शेड्यूलर का उपयोग करते समय, आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि सबसे कम प्राथमिकता वाला कार्य कभी भी निलंबित स्थिति में नहीं होगा, ऐसे कार्य को "पृष्ठभूमि कार्य" माना जाना चाहिए।

कुछ अन्य वास्तविक समय कोर के विपरीत, न्यूक्लियस एसई "सिस्टम कार्यों" का उपयोग नहीं करता है, जिसका अर्थ है कि सभी 16 कार्य उपयोगकर्ता एप्लिकेशन कोड या मिडलवेयर के लिए उपलब्ध हैं।

एपीआई पैरामीटर

नाभिक एसई में प्रत्येक एपीआई फ़ंक्शन (उपयोगिता कॉल) nuse_config.h में #define निर्देश द्वारा सक्रिय होता है। कार्यों के लिए, ये पैरामीटर हैं:

NUSE_TASK_SUSPEND
NUSE_TASK_RESUME
NUSE_TASK_SLEEP
NUSE_TASK_RELINQUISH
NUSE_TASK_CURRENT
NUSE_TASK_CHECK_STACK
NUSE_TASK_RESET
NUSE_TASK_INFORMATION
NUSE_TASK_COUNT

डिफ़ॉल्ट रूप से, उपरोक्त सभी पैरामीटर FALSE पर सेट होते हैं, इस प्रकार हर सेवा कॉल को निष्क्रिय कर देते हैं और उन्हें लागू करने वाले किसी भी कोड को शामिल करने से रोकते हैं। एप्लिकेशन के लिए कार्यों को कॉन्फ़िगर करने के लिए, आपको आवश्यक API कॉल का चयन करना होगा और संबंधित वर्णों को TRUE पर सेट करना होगा।

निम्नलिखित डिफ़ॉल्ट nuse_config.h फ़ाइल का एक स्निपेट है।

यदि आपका कोड API कॉल का उपयोग करता है जो सक्रिय नहीं हुआ है, तो लिंक करने के दौरान एक त्रुटि दिखाई देगी क्योंकि कार्यान्वयन कोड आवेदन में शामिल नहीं था।

कार्यात्मक पैरामीटर

न्यूक्लियस एसई कुछ कार्य कार्यक्षमता जोड़ सकता है। और फिर से, आवश्यक पैरामीटर nuse_config.h फ़ाइल में हैं:

NUSE_SUSPEND_ENABLE आपको कार्यों को रोकने की अनुमति देता है। यदि यह विकल्प नहीं चुना गया है, तो सभी कार्य शेड्यूलिंग के लिए लगातार प्रतीक्षा कर रहे हैं। प्राथमिकता शेड्यूलर का उपयोग करते समय इस पैरामीटर के सक्रियण की आवश्यकता होती है।

NUSE_BLOCKING_ENABLE आपको कई फ़ंक्शन API कॉल के कार्यों को निलंबित करने की अनुमति देता है। यदि यह विकल्प सक्रिय है, तो NUSE_SUSPEND_ENABLE को भी सक्रिय किया जाना चाहिए।

NUSE_INITIAL_TASK_STATE_SUPPORT आपको कार्य की प्रारंभिक स्थिति सेट करने की अनुमति देता है। यदि यह विकल्प नहीं चुना जाता है, तो सृजन के तुरंत बाद सभी कार्यों को अनुसूचक में जोड़ दिया जाएगा।

उपयोगिता कार्य कहता है

न्यूक्लियस आरटीओएस उन कार्यों के साथ काम करने के लिए 16 सेवा कॉल (एपीआई) का समर्थन करता है जो निम्नलिखित कार्यक्षमता प्रदान करते हैं:

कार्यात्मक विवरण	नाभिक आरटीओएस	न्यूक्लियस एसई
किसी कार्य को रोकें	NU_Suspend_Task ()	NUSE_Task_Suspend ()
कार्य फिर से शुरू करें	NU_Resume_Task ()	NUSE_Task_Resume ()
किसी कार्य को विशिष्ट के लिए रोकें अवधि	NU_Sleep ()	NUSE_Task_Sleep ()
सीपीयू नियंत्रण रिलीज	NU_Relinquish ()	NUSE_Task_Relinquish ()
वर्तमान कार्य की आईडी प्राप्त करना	NU_Current_Task_Pointer ()	NUSE_Task_Current ()
उपलब्ध स्टैक आकार की जाँच करना	NU_Check_Stack ()	NUSE_Task_Check_Stack ()
अप्रयुक्त करने के लिए कार्य लौटें राज्य (रीसेट)	NU_Reset_Task ()	NUSE_Task_Reset ()
किसी विशिष्ट कार्य के बारे में जानकारी प्रदान करना	NU_Task_Information ()	NUSE_Task_Information ()
कॉन्फ़िगर किया गया काउंटर कार्य (पल में) आवेदन में	NU_Established_Tasks ()	NUSE_Task_Count ()
एप्लिकेशन (निर्माण) में एक नया कार्य जोड़ना	NU_Create_Task ()	लागू नहीं किया गया।
किसी कार्य को अनुप्रयोग से निकालना	NU_Delete_Task ()	लागू नहीं किया गया।
सभी कार्यों की ओर संकेत करें ऐप में	NU_Task_Pointers ()	लागू नहीं किया गया।
एक्सट्रूज़न एल्गोरिथम बदलें	NU_Change_Preemption ()	लागू नहीं किया गया।
कार्य प्राथमिकता बदलें	NU_Change_Priority ()	लागू नहीं किया गया।
किसी कार्य के समय की मात्रा बदलें	NU_Change_Time_Slice ()	लागू नहीं किया गया।
कार्य पूर्ण होना	NU_Terminate_Task ()	लागू नहीं किया गया।

उपरोक्त सेवा कॉलों में से प्रत्येक के कार्यान्वयन पर विस्तार से चर्चा की गई है, साथ ही साथ आरटीओएस पर निम्नलिखित लेखों में भी चर्चा की गई है।

कार्य प्रबंधन सेवाएं

कार्यों के साथ बुनियादी संचालन: अनिश्चित समय के लिए एक कार्य को रोकें, फिर से शुरू करें, एक विशेष समय के लिए कार्य को रोकें, प्रोसेसर को मुक्त करें। न्यूक्लियस आरटीओएस और न्यूक्लियस एसई इन ऑपरेशनों को करने के लिए चार बुनियादी एपीआई कॉल प्रदान करते हैं, जिनका मैं नीचे वर्णन करूंगा।

किसी कार्य को रोकें

न्यूक्लियस प्लस एक साधारण एपीआई कॉल प्रदान करता है जो आपको एक विशिष्ट कार्य को अनिश्चित काल के लिए रोक देता है। न्यूक्लियस एसई में समान कार्यक्षमता के साथ एक कार्यालय कॉल है।

न्यूक्लियस आरटीओएस में एक कार्य स्थगित करें
सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
स्थिति NU_Suspend_Task (NU_TASK * कार्य);

विकल्प:
कार्य - रुके हुए कार्य की नियंत्रण इकाई के लिए एक संकेतक (जो वर्तमान हो सकता है, और इसकी आईडी NU_Current_Task_Pointer () , अगले लेख में अधिक ) का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती है।

वापसी मूल्य:
NU_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NU_INVALID_TASK - कार्य के लिए अमान्य सूचक;
NU_INVALID_SUSPEND - निर्दिष्ट कार्य में NU_FINISHED या NU_TERMINATED की स्थिति है।

न्यूक्लियस एसई में चैलेंज टास्क पॉज
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस प्लस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
STATUS NUSE_Task_Suspend (NUSE_TASK कार्य);

विकल्प:
कार्य - रुके हुए कार्य का सूचकांक (आईडी) (जो वर्तमान हो सकता है, और इसकी आईडी NUSE_Task_Current () - अगले लेख में अधिक ) का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

वापसी मूल्य:
NUSE_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NUSE_INVALID_TASK - अमान्य कार्य सूचकांक।

न्यूक्लियस एसई में एक कार्य के निलंबन को लागू करें
एपीआई फ़ंक्शन की मुख्य कार्यक्षमता काफी सरल है:

वास्तव में, इस कार्यान्वयन में, NUSE_Suspend_Task () शेड्यूलर फ़ंक्शन को "बिना शर्त रोक" पैरामीटर ( NUSE_PURE_SUSPEND ) के साथ कहा जाता है। यदि रुका हुआ कार्य चालू है, तो यह फ़ंक्शन शेड्यूलर को कॉल करता है।

कार्य फिर से शुरू करें

न्यूक्लियस आरटीओएस एक सरल एपीआई कॉल प्रदान करता है जो आपको एक कार्य को फिर से शुरू करने की अनुमति देता है जो पहले अनिश्चित काल के लिए रोक दिया गया था। न्यूक्लियस एसई में समान कार्यक्षमता के साथ एक कार्यालय कॉल है।

न्यूक्लियस आरटीओएस में चुनौती फिर से शुरू करना
सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
स्थिति NU_Resume_Task (NU_TASK * कार्य);

विकल्प:
कार्य - नए कार्य के नियंत्रण इकाई के लिए एक सूचक।

वापसी मूल्य:
NUSE_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NUSE_INVALID_TASK - कार्य के लिए अमान्य सूचक;
NUSE_INVALID_RESUME - कार्य बिना शर्त निलंबित नहीं किया गया है।

न्यूक्लियस एसई में चैलेंज को फिर से शुरू करें
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
स्थिति NUSE_Task_Resume (NUSE_TASK कार्य);

विकल्प:
कार्य - नवीनीकृत कार्य का सूचकांक (आईडी)।

वापसी मूल्य:
NUSE_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NUSE_INVALID_TASK - अमान्य कार्य सूचकांक;
NUSE_INVALID_RESUME - कार्य बिना शर्त निलंबित नहीं किया गया है।

न्यूक्लियस एसई में रिज्यूमे टास्क को लागू करना
एपीआई फ़ंक्शन की मुख्य कार्यक्षमता काफी सरल है:

वास्तव में, NUSE_Wake_Task () शेड्यूलर फ़ंक्शन को इस कार्यान्वयन में कहा जाता है। यह फ़ंक्शन शेड्यूलर को कॉल करता है यदि प्राथमिकता शेड्यूलर का उपयोग किया जाता है, और नवीनीकृत कार्य में वर्तमान कार्य की तुलना में उच्च प्राथमिकता है।

किसी विशिष्ट अवधि के लिए किसी कार्य को रोकना

न्यूक्लियस आरटीओएस वर्तमान कार्य को एक विशेष समय के लिए रोकने के लिए एक साधारण एपीआई कॉल प्रदान करता है। न्यूक्लियस एसई में समान कार्यक्षमता के साथ एक कार्यालय कॉल है।

समय की एक विशिष्ट अवधि के लिए सस्पेंड कार्यों को कॉल करें न्यूक्लियस आरटीओएस
सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
VOID NU_Sleep (UNSIGNED टिक);

विकल्प:
टिक - समय अवधि जिसके लिए कार्य को निलंबित किया जाना चाहिए (वास्तविक समय में घड़ी की टिक टिक )।

वापसी मूल्य:
नहीं।

एक विशिष्ट समय अवधि के लिए एक कार्य ठहराव को चुनौती दें न्यूक्लियस एसई
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
शून्य NUSE_Task_Sleep (U16 टिक);

विकल्प:
टिक - समय अवधि जिसके लिए कार्य को निलंबित किया जाना चाहिए (वास्तविक समय में घड़ी की टिक टिक )।

वापसी मूल्य:
नहीं।

न्यूक्लियस एसई में किसी विशिष्ट अवधि के लिए किसी कार्य के निलंबन को लागू करना
एपीआई फ़ंक्शन की मुख्य कार्यक्षमता काफी सरल है:

यह कोड NUSE_Task_Timeout_Counter [] में वर्तमान कार्य पैरामीटर में विलंब मूल्य को लोड करता है। उसके बाद, निलंबन समय अवधि ( NUSE_SLEEP_SUSPEND ) के साथ NUSE_Suspend_Task () का उपयोग करके कार्य रोका गया है।

टाइमआउट मान का उपयोग वास्तविक-समय घड़ी के अवरोधक हैंडलर द्वारा किया जाता है। कोड नीचे दिखाया गया है और भविष्य के लेख में अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।

सीपीयू जारी

न्यूक्लियस प्लस राउंड रॉबिन एल्गोरिथ्म पर आधारित एक ही प्राथमिकता के साथ तैयार-से-निष्पादित कार्यों के लिए प्रोसेसर नियंत्रण के हस्तांतरण को सक्षम करने के लिए एक सरल एपीआई कॉल प्रदान करता है। न्यूक्लियस एसई में बहुत समान कार्यक्षमता के साथ एक कार्यालय कॉल है। हालाँकि, इसे प्राथमिकता शेड्यूलर के साथ उपयोग नहीं किया जा सकता है, क्योंकि एक ही प्राथमिकता वाले कई कार्य समर्थित नहीं हैं। प्राथमिकता शेड्यूलर के साथ इस एपीआई कॉल का उपयोग करने का प्रयास करने के परिणामस्वरूप त्रुटि होगी। राउंड रॉबिन और टाइम स्लाइस शेड्यूलर्स के साथ एक यूटिलिटी कॉल काम करती है, रन टू कंप्लीशन शेड्यूलर के साथ, यह एपीआई कॉल अक्षम है।

न्यूक्लियस आरटीओएस प्रोसेसर रिलीज़ कॉल
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस प्लस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
VOID NU_Relinquish (VOID);

विकल्प:
अनुपस्थित हैं।

वापसी मूल्य:
नहीं।

न्यूक्लियस एसई प्रोसेसर रिलीज कॉल
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस प्लस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
शून्य NUSE_Task_Relinquish (शून्य);

विकल्प:
अनुपस्थित हैं।

वापसी मूल्य:
नहीं।

न्यूक्लियस एसई प्रोसेसर रिलीज कार्यान्वयन
API फ़ंक्शन की मुख्य कार्यक्षमता:

अनिवार्य रूप से, यह कार्यान्वयन NUSE_Reschedule () शेड्यूलर फ़ंक्शन को कॉल करता है। यह फ़ंक्शन शेड्यूलर को अगले कार्य को पूरा करने के लिए कहता है।

अगले दो लेख न्यूक्लियस आरटीओएस और न्यूक्लियस एसई उदाहरणों का उपयोग करके कार्य से संबंधित आरटीओएस उपयोगिता कॉल की समीक्षा करना जारी रखेंगे।

लेखक के बारे में: कॉलिन वाल्स तीस वर्षों से इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में काम कर रहे हैं, अपने अधिकांश समय को फर्मवेयर के लिए समर्पित करते हैं। वह अब मेंटर एंबेडेड (मेंटर ग्राफिक्स का एक प्रभाग) में एक फर्मवेयर इंजीनियर है। कॉलिन वॉल्स अक्सर सम्मेलनों और सेमिनारों में बोलते हैं, कई तकनीकी लेखों के लेखक और फर्मवेयर पर दो किताबें। ब्रिटेन में रहता है। कॉलिन का पेशेवर ब्लॉग , ई-मेल: colin_walls@mentor.com।

अनुवाद के बारे में: लेखों की यह श्रृंखला दिलचस्प लग रही थी कि कुछ स्थानों पर पुराने वर्णित दृष्टिकोणों के बावजूद, एक बहुत ही समझने योग्य भाषा में लेखक वास्तविक समय के ओएस की सुविधाओं के लिए खराब प्रशिक्षित पाठक का परिचय देता है। मैं खुद रूसी आरटीओएस के रचनाकारों की टीम से संबंधित हूं, जिसे हम मुफ्त में बनाने का इरादा रखते हैं , और मुझे उम्मीद है कि साइकिल नौसिखिया डेवलपर्स के लिए उपयोगी होगी।

RTOS के बारे में पूरी सच्चाई। अनुच्छेद # 11। कार्य: विन्यास और एपीआई के लिए परिचय