RTOS के बारे में पूरी सच्चाई। अनुच्छेद # 16। संकेत

यह लेख संकेतों पर गौर करेगा, जो न्यूक्लियस एसई में कार्यों के बीच बातचीत का सबसे सरल तंत्र हैं। वे कार्यों के बीच सरल संदेशों को स्थानांतरित करने के लिए कम लागत वाला तरीका प्रदान करते हैं।


श्रृंखला में पिछले लेख:
अनुच्छेद # 15। मेमोरी विभाजन: सेवाएँ और डेटा संरचनाएँ
अनुच्छेद # 14। स्मृति की धाराएं: परिचय और बुनियादी सेवाएं
अनुच्छेद # 13। टास्क डेटा संरचना और असमर्थित एपीआई कॉल
अनुच्छेद # 12 कार्यों के साथ काम करने के लिए सेवाएँ
अनुच्छेद # 11। कार्य: विन्यास और एपीआई के लिए परिचय
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।

संकेतों का उपयोग करना

सिग्नल अन्य सभी प्रकार के कर्नेल ऑब्जेक्ट से भिन्न होते हैं, जिसमें वे स्वायत्त नहीं होते हैं: सिग्नल कार्यों से जुड़े होते हैं और उनके बिना मौजूद नहीं हो सकते। यदि एप्लिकेशन को सिग्नल का उपयोग करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, तो प्रत्येक कार्य में आठ सिग्नल फ्लैग का एक सेट होता है।

कोई भी कार्य किसी अन्य कार्य के लिए संकेत निर्धारित कर सकता है। सिग्नल केवल सिग्नल के मालिक द्वारा पढ़े जा सकते हैं। पढ़ने के दौरान, संकेतों को रीसेट किया जाता है। कार्य अन्य कार्यों के संकेतों को पढ़ या रीसेट नहीं कर सकते हैं।

न्यूक्लियस आरटीओएस में एक उपकरण होता है जो कार्यों को ऐसे कार्यों को असाइन करने की अनुमति देता है जो किसी अन्य कार्य को एक या अधिक सिग्नल फ़्लैग सेट करने पर चलते हैं। यह कुछ हद तक एक बाधा प्रसंस्करण दिनचर्या की याद दिलाता है। यह सुविधा न्यूक्लियस एसई में समर्थित नहीं है; यहां, कार्यों को संकेत झंडे को स्पष्ट रूप से अनुरोध करना चाहिए।

सिग्नल सेटअप

अधिकांश न्यूक्लियस एसई ऑब्जेक्ट्स के साथ, सिग्नल ट्यूनिंग nde_config.h में #define निर्देशों द्वारा निर्धारित की जाती है। मुख्य पैरामीटर NUSE_SIGNAL_SUPPORT है , जो कार्यक्षमता समर्थन (अनुप्रयोग में सभी कार्यों के लिए) को सक्रिय करता है। संकेतों की संख्या को इंगित करने का प्रश्न इसके लायक नहीं है: प्रत्येक कार्य के लिए 8 झंडे आवंटित किए जाते हैं।

इस सक्षम पैरामीटर को सेट करना मुख्य सिग्नल एक्टिवेटर के रूप में कार्य करता है। यह एक उचित आकार वाले एक अच्छी तरह से परिभाषित डेटा संरचना प्रदान करता है। इसके अलावा, यह विकल्प एपीआई सेटिंग्स को सक्रिय करता है।

एपीआई कॉल को सक्रिय करें

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

NUSE_SIGNALS_SEND NUSE_SIGNALS_RECEIVE 

डिफ़ॉल्ट रूप से, वे FALSE पर सेट होते हैं, इस प्रकार प्रत्येक सेवा कॉल को अक्षम कर देते हैं और उस कोड को रोकते हैं जो उन्हें चालू होने से रोकता है। एप्लिकेशन में संकेतों को कॉन्फ़िगर करने के लिए, आपको आवश्यक एपीआई कॉल का चयन करना होगा और संबंधित निर्देशों को TRUE पर सेट करना होगा।

निम्नलिखित डिफ़ॉल्ट nuse_config.h फ़ाइल का एक अंश है:

 #define NUSE_SIGNAL_SUPPORT FALSE /* Enables support for signals */ #define NUSE_SIGNALS_SEND FALSE /* Service call enabler */ #define NUSE_SIGNALS_RECEIVE FALSE /* Service call enabler */ 

सिग्नलिंग समर्थन के साथ एक सक्रिय एपीआई फ़ंक्शन एक संकलन त्रुटि के परिणामस्वरूप होगा। यदि आपका कोड API कॉल का उपयोग करता है जिसे सक्रिय नहीं किया गया है, तो एक लेआउट त्रुटि उत्पन्न होगी क्योंकि कार्यान्वयन कोड को एप्लिकेशन में शामिल नहीं किया गया था। बेशक, दो एपीआई कार्यों का समावेश कुछ अनावश्यक है, क्योंकि इन एपीआई की अनुपस्थिति में सिग्नल समर्थन को सक्रिय करने का कोई मतलब नहीं है। अन्य न्यूक्लियस एसई सुविधाओं के साथ संगतता के लिए एक्टिवेटर्स को जोड़ा गया है।

सिग्नल को बुलाओ

न्यूक्लियस आरटीओएस चार सिग्नल से संबंधित ओवरहेड कॉल का समर्थन करता है जो निम्नलिखित कार्यक्षमता प्रदान करता है:

• किसी दिए गए कार्य के लिए संकेत भेजना। न्यूक्लियस एसई NUSE_Signals_Send () फ़ंक्शन में कार्यान्वित किया जाता है।
• संकेतों का स्वागत। न्यूक्लियस एसई NUSE_Signals_Receive () फ़ंक्शन में कार्यान्वित किया जाता है।
• सिग्नल हैंडलर पंजीकरण। न्यूक्लियस एसई में लागू नहीं।
• / बंद (नियंत्रण) संकेतों को चालू करें। न्यूक्लियस एसई में लागू नहीं।

इन चुनौतियों में से प्रत्येक के कार्यान्वयन पर नीचे विस्तार से चर्चा की गई है।

सिग्नलिंग और सेवाएं प्राप्त करना

कार्य संकेतों के सेट पर किए जा सकने वाले मूलभूत संचालन डेटा भेज रहे हैं (किसी भी कार्य द्वारा निष्पादित किए जा सकते हैं) और डेटा पढ़ना (इसलिए, डेटा साफ़ करना केवल स्वामी कार्य द्वारा किया जा सकता है)। न्यूक्लियस आरटीओएस और न्यूक्लियस एसई इन ऑपरेशनों के लिए दो बुनियादी एपीआई कॉल प्रदान करते हैं, जिन्हें नीचे वर्णित किया जाएगा।

चूंकि सिग्नल बिट्स हैं, उन्हें बाइनरी नंबर के रूप में सर्वोत्तम रूप से कल्पना की जाती है। चूंकि मानक सी ने ऐतिहासिक रूप से द्विआधारी स्थिरांक (केवल अष्टाधारी और हेक्साडेसिमल) के प्रतिनिधित्व का समर्थन नहीं किया है, न्यूक्लियस एसई में एक उपयोगी हेडर फ़ाइल nuse_binary.h है जिसमें सभी 256 8-बिट मानों के लिए b01010101 जैसे #define वर्ण हैं। निम्नलिखित nuse_binary.h फ़ाइल का एक अंश है:

 #define b00000000 ((U8) 0x00) #define b00000001 ((U8) 0x01) #define b00000010 ((U8) 0x02) #define b00000011 ((U8) 0x03) #define b00000100 ((U8) 0x04) #define b00000101 ((U8) 0x05) 

संकेत भेजना

कोई भी कार्य आवेदन में किसी अन्य कार्य के लिए संकेत भेज सकता है। सिग्नल भेजने में एक या एक से अधिक सिग्नल झंडे लगाना शामिल है। यह एक OR ऑपरेशन है जो पहले से सेट किए गए झंडे को प्रभावित नहीं करता है।

न्यूक्लियस आरटीओएस को सिग्नल भेजने के लिए कॉल करें
सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
स्थिति NU_Send_Signals (NU_TASK * कार्य, UNSIGNED सिग्नल);

विकल्प:

कार्य - कार्य नियंत्रण इकाई के लिए सूचक, जिसके लिए सेट सिग्नल झंडे हैं;
सिग्नल - सेट सिग्नल फ्लैग का मूल्य।

वापसी मूल्य:

NU_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NU_INVALID_TASK - कार्य के लिए अमान्य सूचक;

न्यूक्लियस एसई को सिग्नल भेजने के लिए कॉल करें
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

STATUS_NUSE_Signals_Send (NUSE_TASK कार्य, U8 सिग्नल);

विकल्प:

कार्य - कार्य का सूचकांक (आईडी) जिसमें सेट सिग्नल झंडे होते हैं;
सिग्नल - सेट सिग्नल फ्लैग का मूल्य।

वापसी मूल्य:

NUSE_SUCCESS - सेवा कॉल सफलतापूर्वक पूरा हुआ;
NUSE_INVALID_TASK - अमान्य कार्य सूचकांक।

न्यूक्लियस एसई में सिग्नलिंग को लागू करना
नीचे NUSE_Signals_Send () फ़ंक्शन के लिए पूर्ण कोड है:

 STATUS NUSE_Signals_Send(NUSE_TASK task, U8 signals) { #if NUSE_API_PARAMETER_CHECKING if (task >= NUSE_TASK_NUMBER) { return NUSE_INVALID_TASK; } #endif NUSE_CS_Enter(); NUSE_Task_Signal_Flags[task] |= signals; NUSE_CS_Exit(); return NUSE_SUCCESS; } 

कोड बहुत सरल है। मापदंडों के किसी भी सत्यापन के बाद, संकेत मान निर्दिष्ट कार्य के संकेत झंडे पर OR ऑपरेशन से गुजरते हैं। लॉकिंग कार्य सिग्नल को प्रभावित नहीं करते हैं।

संकेत प्राप्त करना

एक कार्य केवल सिग्नल झंडे के अपने सेट को पढ़ सकता है। पढ़ने के दौरान, ध्वज मान रीसेट हो जाते हैं।

न्यूक्लियस आरटीओएस में सिग्नल प्राप्त करने के लिए कॉल करें
सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
UNSIGNED NU_Receive_Signals (VOID);

पैरामीटर: कोई नहीं।

वापसी मूल्य:
संकेत ध्वज मान।

न्यूक्लियस एसई में सिग्नल प्राप्त करने के लिए कॉल करें
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
U8 NUSE_Signals_Receive (शून्य);

पैरामीटर: कोई नहीं।

वापसी मूल्य:
संकेत ध्वज मान।

न्यूक्लियस एसई सिग्नल रिसेप्शन का कार्यान्वयन
निम्नलिखित NUSE_Signals_Receive () फ़ंक्शन के लिए पूर्ण कोड है:

 U8 NUSE_Signals_Receive(void) { U8 signals; NUSE_CS_Enter(); Signals = NUSE_Task_Signal_Flags[NUSE_Task_Active]; NUSE_Task_Signal_Flags[NUSE_Task_Active] = 0; NUSE_CS_Exit(); return signals; } 

कोड बहुत सरल है। झंडे के मूल्य की प्रतिलिपि बनाई गई है, प्रारंभिक मूल्य रीसेट किया गया है, और प्रतिलिपि एपीआई फ़ंक्शन द्वारा वापस आ गई है। लॉकिंग कार्य सिग्नल को प्रभावित नहीं करते हैं।

डेटा संरचनाएं

चूंकि सिग्नल स्वतंत्र वस्तु नहीं हैं, इसलिए मेमोरी का उपयोग उन कार्यों पर निर्भर करता है, जिनसे वे संबंधित हैं। नीचे पूरी समझ के लिए कुछ जानकारी दी गई है। सिग्नल एक डेटा संरचना (रैम में) का उपयोग करते हैं, जो अन्य न्यूक्लियस एसई ऑब्जेक्ट की तरह, एक तालिका है जिसके आयाम एप्लिकेशन में कार्यों की संख्या के अनुरूप हैं। यह डेटा संरचना केवल तभी उपयोग की जाती है जब सिग्नल समर्थन सक्षम हो।

मैं अत्यधिक अनुशंसा करता हूं कि एप्लिकेशन कोड सीधे इस डेटा संरचना तक न पहुंचें, लेकिन उपलब्ध एपीआई कार्यों का उपयोग करें। यह न्यूक्लियस एसई के भविष्य के संस्करणों के साथ असंगति से बचा जाता है, अवांछित साइड इफेक्ट्स, और न्यूक्लियर आरटीओएस के लिए एप्लिकेशन को पोर्ट करना भी सरल करता है। सर्विस कॉल और डिबगिंग सिद्धांतों की समझ को सरल बनाने के लिए डेटा संरचना पर विस्तार से चर्चा की गई है।

रैम में रखा डेटा की संरचना

डेटा संरचना:
NUSE_Task_Signal_Flags [] - प्रत्येक कॉन्फ़िगर किए गए कार्य के लिए एक प्रविष्टि के साथ प्रकार U8 का एक सरणी, इस झंडे में संकेत झंडे संग्रहीत हैं।

इस डेटा संरचना को NUSE_Init_Task () फ़ंक्शन द्वारा शून्य से शुरू किया जाता है जब न्यूक्लियस एसई को लोड किया जाता है।

ROM में रखे गए डेटा की संरचना

सिग्नल में ROM में डेटा संरचनाओं की कमी होती है।

सिग्नल डेटा स्टोर करने के लिए मेमोरी की मात्रा

सभी न्यूक्लियस एसई कोर वस्तुओं के साथ, संकेतों के लिए आवश्यक मेमोरी की मात्रा अनुमानित है।

अनुप्रयोग में सभी संकेतों के लिए ROM में डेटा की मात्रा 0 है।

आवेदन में सभी संकेतों के लिए रैम (बाइट्स में) डेटा संग्रहीत करने के लिए मेमोरी की मात्रा कॉन्फ़िगर किए गए कार्यों ( NUSE_TASK_NUMBER ) की संख्या के बराबर है। लेकिन वास्तव में, यह डेटा कार्यों से संबंधित है और कार्यों के बारे में पिछले लेख में वर्णित है।

अवास्तविक एपीआई कॉल

दो न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई सिग्नलिंग कॉल न्यूक्लियस एसई में लागू नहीं होते हैं:

सिग्नल हैंडलर पंजीकरण

यह एपीआई कॉल वर्तमान कार्य के लिए सिग्नल प्रोसेसिंग प्रक्रिया (फ़ंक्शन) को सेट करता है। न्यूक्लियस एसई को इसकी आवश्यकता नहीं है क्योंकि सिग्नल हैंडलर समर्थित नहीं हैं।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
स्थिति NU_Register_Signal_Handler (VOID (* signal_handler) (UNSIGNED));

विकल्प:
signal_handler - एक फ़ंक्शन जिसे सिग्नल प्राप्त करते समय बुलाया जाना चाहिए

वापसी मूल्य:
NU_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NU_INVALID_POINTER - सिग्नल हैंडलर को नल सूचक ( NULL )

संकेतों का नियंत्रण (सक्रियण / निष्क्रिय करना)

यह सेवा वर्तमान कार्य के लिए संकेतों को सक्रिय और / या निष्क्रिय करती है। प्रत्येक कार्य के लिए, 32 संकेत उपलब्ध हैं। प्रत्येक सिग्नल को सिग्नल_एनेबल_मास्क में थोड़ा सा दर्शाया गया है । Signal_enable_mask में थोड़ा सा जोड़ना संबंधित सिग्नल को सक्षम करता है, और थोड़ा हटाने से यह निष्क्रिय हो जाता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
UNSIGNED NU_Control_Signals (UNSIGNED enable_signal_mask);

विकल्प:
enable_signal_mask - सही संकेतों का प्रतिनिधित्व करने वाला बिट पैटर्न।

वापसी मूल्य:
पिछले सिग्नल को सक्रिय / निष्क्रिय करने के लिए मास्क।

नाभिक RTOS संगत

न्यूक्लियस एसई को विकसित करते समय, मेरा लक्ष्य न्यूक्लियस आरटीओएस के साथ कोड स्तर को अनुकूल बनाए रखना था। सिग्नल कोई अपवाद नहीं हैं, और, डेवलपर के दृष्टिकोण से, उन्हें न्यूक्लियस आरटीओएस के समान ही लागू किया जाता है। कुछ असंगतताएं हैं जिन्हें मैंने वैध माना, यह देखते हुए कि अंतिम कोड समझने में बहुत आसान है और स्मृति का अधिक कुशलता से उपयोग कर सकते हैं। अन्यथा, न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई कॉल को सीधे न्यूक्लियस एसई कॉल्स में स्थानांतरित किया जा सकता है।

सिग्नल संचालकों

न्यूक्लियस एसई में, सिग्नल हैंडलर को समग्र संरचना को सरल बनाने के लिए लागू नहीं किया जाता है।

संकेत उपलब्धता और मात्रा

न्यूक्लियस आरटीओएस में, कार्यों में 32 सिग्नल फ्लैग हो सकते हैं। न्यूक्लियस एसई में, मैंने उनकी संख्या को आठ तक कम करने का फैसला किया, क्योंकि यह सरल अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त होगा और रैम संसाधनों को बचाएगा। यदि आवश्यक हो, तो संकेत पूरी तरह से बंद हो सकते हैं।

अवास्तविक एपीआई कॉल

न्यूक्लियस आरटीओएस चार सिग्नलिंग सेवा कॉल का समर्थन करता है। इनमें से दो को न्यूक्लियस एसई में लागू नहीं किया गया था। उनका वर्णन "अनारक्षित एपीआई कॉल" अनुभाग में ऊपर पाया जा सकता है।

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 वाल्स अक्सर सम्मेलनों और सेमिनारों में बोलते हैं, कई तकनीकी लेखों के लेखक और फर्मवेयर पर दो किताबें हैं। ब्रिटेन में रहता है। कॉलिन का पेशेवर ब्लॉग , ई-मेल: colin_walls@mentor.com।