👩🏼‍🤝‍👨🏿 🤞🏻 🚣🏽 RTOS के बारे में पूरी सच्चाई। अनुच्छेद # 20 सेमफोरस: सहायक सेवाएं और डेटा संरचनाएं 🎹 👩 👳

यह लेख अर्धकुंभ की समीक्षा जारी रखता है।

हेल्पर सेमाफोर सेवाएं

सेमाफोर को रीसेट करें

यह एपीआई कॉल सेमाफोर को इसकी प्रारंभिक, अप्रयुक्त स्थिति में रीसेट करता है। यह एपीआई फ़ंक्शन अन्य कर्नेल ऑब्जेक्ट्स के कार्यों की तुलना में असामान्य है, क्योंकि इस तथ्य के बावजूद कि यह रीसेट करता है, यह न केवल काउंटर को प्रारंभिक मूल्य पर सेट करता है, बल्कि कॉल में एक नया प्रारंभिक काउंटर मान पारित किया जाता है। कोई भी कार्य जो सेमीफ़ायर पर रोक दिया गया है और NUSE_SEMAPHORE_WAS_RESET कोड को Nucleus SE में और Nucleus RTOS, NU_SEMAPHORE_RESET में लौटाता है ।

न्यूक्लियस आरटीओएस में सेमाफोर को रीसेट करने के लिए कॉल करें

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

स्टेटस NU_Reset_Semaphore (NU_SEMAPHORE * semaphore, UNSIGNED initial_count);

विकल्प:

सेमाफोर - उपयोगकर्ता द्वारा प्रदान किए गए सेमाफोर नियंत्रण ब्लॉक के लिए सूचक;
initial_count - वह मान जिसके लिए सेमाफ़ोर सेट किया जाएगा।

वापसी मूल्य:

NU_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NU_INVALID_SEMAPHORE - अमान्य सेमाफ़ोर सूचक।

न्यूक्लियस एसई में एक सेमाफोर रीसेट करने के लिए कॉल करें
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

स्टेटस NUSE_Semaphore_Reset (NUSE_SEMAPHORE सेमाफोर, U8 प्रारंभिक_समूह);

विकल्प:

सेमाफ़ोर - डंप किए गए सेमाफ़ोर का सूचकांक (आईडी);
initial_count - वह मान जिसके लिए सेमाफ़ोर सेट किया जाएगा।

वापसी मूल्य:

NUSE_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NUSE_INVALID_SEMAPHORE - अमान्य सेमाफ़ोर इंडेक्स।

न्यूक्लियस एसई में एक सेमाफोर रीसेट को लागू करना

NUSE_Semaphore_Reset () API फ़ंक्शन का मुख्य कार्य संबंधित NUSE_Semaphore_Counter [] तत्व को निर्दिष्ट मान (मापदंडों की जांच करने के बाद) सेट करना है।

यदि कार्य लॉकिंग सक्रिय है, तो कार्यों को अनलॉक करने के लिए निम्न कोड की आवश्यकता होती है:

while (NUSE_Semaphore_Blocking_Count[semaphore] != 0) { U8 index; /* check whether any tasks are blocked */ /* on this semaphore */ for (index=0; index<NUSE_TASK_NUMBER; index++) { if ((LONIB(NUSE_Task_Status[index]) == NUSE_SEMAPHORE_SUSPEND) && (HINIB(NUSE_Task_Status[index]) == semaphore)) { NUSE_Task_Blocking_Return[index] = NUSE_SEMAPHORE_WAS_RESET; NUSE_Task_Status[index] = NUSE_READY; break; } } NUSE_Semaphore_Blocking_Count[semaphore]--; } #if NUSE_SCHEDULER_TYPE == NUSE_PRIORITY_SCHEDULER NUSE_Reschedule(NUSE_NO_TASK); #endif

सेमाफ़ोर पर निलंबित प्रत्येक कार्य को "समाप्त" के रूप में चिह्नित किया गया है, और कार्य निलंबन कोड NUSE_SEMAPHORE_WAS_RESET देता है। यह प्रक्रिया पूरी होने के बाद, यदि प्राथमिकता शेड्यूलर का उपयोग किया जाता है, तो कॉल NUSE_Reschedule () को प्रारंभ करता है , क्योंकि उच्च प्राथमिकता वाले एक या अधिक कार्य एक तैयार स्थिति में जा सकते हैं और फिर से शुरू होने की प्रतीक्षा कर रहे हैं।

सेमाफोर जानकारी

यह उपयोगिता कॉल सेमाफ़ोर जानकारी देता है। न्यूक्लियस एसई में इस कॉल का कार्यान्वयन न्यूक्लियस आरटीओएस से भिन्न होता है, जिसमें कम जानकारी दी जाती है, क्योंकि वस्तुओं के नामकरण और निलंबन के आदेश का समर्थन नहीं किया जाता है, और कार्यों के निलंबन को अक्षम किया जा सकता है।

न्यूक्लियस आरटीओएस में सेमाफोर जानकारी के लिए कॉल करें

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

STATUS NU_Semaphore_Information (NU_SEMAPHORE * semaphore, CHAR * नाम, UNSIGNED * current_count, OPTION * suspend_type, UNSIGNED * _waiting, NU_TASK ** first_task);

विकल्प:

सेमाफ़ोर - सेमाफ़ोर कंट्रोल ब्लॉक के लिए एक संकेतक जिसके बारे में जानकारी की आवश्यकता होती है;
नाम - इस क्षेत्र में शामिल शून्य समाप्ति बाइट के साथ सेमीफोर के 8-चरित्र नाम के सूचक;
current_count - एक चर के लिए एक सूचक जो अर्ध-काउंटर के वर्तमान मूल्य को ले जाएगा;
सस्पेंड_टाइप - एक वेरिएबल के लिए एक पॉइंटर जो सस्पेंड कार्य के प्रकार को स्वीकार करेगा, मान NU_FIFO और NU_PRIORITY ले सकता है;
task_waiting - एक चर के लिए एक सूचक जो अर्धचालक में निलंबित कार्यों की संख्या ले जाएगा;
first_task - NU_TASK के एक चर के लिए एक संकेतक, जो पहले निलंबित कार्य की नियंत्रण इकाई के लिए एक संकेतक लेगा।

वापसी मूल्य:

NU_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NU_INVALID_SEMAPHORE - अमान्य सेमाफ़ोर सूचक।

न्यूक्लियस एसई में सेमाफोर जानकारी के लिए कॉल करें
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

STATUS NUSE_Semaphore_Information (NUSE_SEMAPHORE सेमाफ़ोर, U8 * current_count, U8 * functions_waiting, NUSE_TASK * first_task);

विकल्प:

सेमाफोर - एक सेमाफोर का एक सूचकांक जिसके बारे में जानकारी प्रदान करना आवश्यक है;
current_count - एक चर के लिए एक सूचक जो अर्ध-काउंटर के वर्तमान मूल्य को ले जाएगा;
task_waiting - एक चर के लिए एक संकेतक जो इस सेमाफोर पर निलंबित किए गए कार्यों की संख्या को ले जाएगा (निलंबित कार्यों के लिए समर्थन अक्षम होने पर कुछ भी नहीं लौटाया जाता है);
first_task - NUSE_TASK के एक चर के लिए एक संकेतक, जो पहले रुके हुए कार्य के सूचकांक को ले जाएगा (ठहराव कार्यों के लिए समर्थन अक्षम होने पर कुछ भी नहीं लौटाया जाता है)।

वापसी मूल्य:

NUSE_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NUSE_INVALID_SEMAPHORE - अमान्य सेमाफ़ोर सूचकांक;
NUSE_INVALID_POINTER - एक या अधिक पॉइंटर पैरामीटर गलत हैं।

न्यूक्लियस एसई में सेमाफोर सूचना को लागू करना

इस एपीआई कॉल को लागू करना बहुत सरल है:

 NUSE_CS_Enter(); *current_count = NUSE_Semaphore_Counter[semaphore]; #if NUSE_BLOCKING_ENABLE *tasks_waiting = NUSE_Semaphore_Blocking_Count[semaphore]; if (NUSE_Semaphore_Blocking_Count[semaphore] != 0) { U8 index; for (index=0; index<NUSE_TASK_NUMBER; index++) { if ((LONIB(NUSE_Task_Status[index]) == NUSE_SEMAPHORE_SUSPEND) && (HINIB(NUSE_Task_Status[index]) == semaphore)) { *first_task = index; break; } } } else { *first_task = 0; } #else *tasks_waiting = 0; *first_task = 0; #endif NUSE_CS_Exit(); return NUSE_SUCCESS;

फ़ंक्शन सेमाफ़ोर की स्थिति देता है। फिर, यदि एपीआई कॉल ब्लॉकिंग कार्यक्षमता सक्रिय है, तो लंबित कार्यों की संख्या और पहले वाले सूचकांक को वापस कर दिया जाता है (अन्यथा, ये पैरामीटर 0 पर सेट हैं)।

सेमाफोर की संख्या प्राप्त करना

यह यूटिलिटी कॉल एप्लिकेशन में सेमाफोर की संख्या लौटाता है। न्यूक्लियस आरटीओएस में, यह मान समय के साथ बदलता है और रिटर्न वैल्यू सेमीफोरस की वर्तमान संख्या से मेल खाती है, और न्यूक्लियस एसई में, रिटर्न वैल्यू असेंबली स्टेज पर सेट की जाती है और अब बदलती नहीं है।

न्यूक्लियस आरटीओएस में एक सेमाफोर काउंटर को कॉल करना

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

UNSIGNED NU_Established_Semaphores (VOID);

विकल्प:
अनुपस्थित हैं।

वापसी मूल्य:
आवेदन में बनाए गए सेमाफोर की संख्या।

न्यूक्लियस एसई में एक सेमाफोर काउंटर को कॉल करना
यह एपीआई कॉल न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई की मुख्य कार्यक्षमता का समर्थन करता है।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

U8 NUSE_Semaphore_Count (शून्य);

विकल्प:
अनुपस्थित हैं।

वापसी मूल्य:
आवेदन में कॉन्फ़िगर किए गए सेमाफोर की संख्या।

न्यूक्लियस एसई में सेमाफोर काउंटरों को लागू करना
इस API कॉल का कार्यान्वयन काफी सरल है: #define NUSE_SEMAPHORE_NUMBER प्रतीक का मान वापस आ गया है ।

डेटा संरचनाएं

सेमाफोर डेटा संरचनाओं (रैम और रोम में) के दो या तीन सरणियों का उपयोग करते हैं, जो, अन्य सभी न्यूक्लियस एसई ऑब्जेक्ट की तरह, टेबल का एक सेट है, जिसका आकार आवेदन और चयनित मापदंडों में सेमाफोर की संख्या पर निर्भर करता है।

मैं दृढ़ता से सलाह देता हूं कि एप्लिकेशन कोड इन डेटा संरचनाओं तक सीधी पहुंच का उपयोग नहीं करता है, लेकिन प्रदान किए गए एपीआई कार्यों के माध्यम से उन्हें संदर्भित करता है। यह न्यूक्लियस एसई के भविष्य के संस्करणों और अवांछित दुष्प्रभावों के साथ असंगति से बचाएगा, साथ ही न्यूक्लियस आरटीओएस के लिए आवेदन को सरल करेगा। सेवा कॉल कोड कैसे काम करता है और डिबगिंग के लिए बेहतर समझ के लिए, डेटा संरचनाओं का एक विस्तृत अवलोकन नीचे दिया गया है।

रैम डेटा

इस डेटा में निम्न संरचना है:
NUSE_Semaphore_Counter [] - प्रकार U8 की एक सरणी जिसमें प्रत्येक कॉन्फ़िगर किए गए सेमाफोर के लिए एक प्रविष्टि है, यह काउंटर के मूल्य को संग्रहीत करता है।
NUSE_Semaphore_Blocking_Count [] - प्रकार U8 की एक सरणी, जिसमें प्रत्येक सेमीफोर पर अवरुद्ध कार्यों के काउंटर शामिल हैं। यह सरणी केवल तभी मौजूद होती है जब API कॉल ब्लॉकिंग कार्यक्षमता सक्रिय होती है।
NUSE_Semaphore_Counter [] प्रारंभिक मूल्य (नीचे "ROM में डेटा देखें") और NUSE_Semaphore_Blocking_Count [] को NUSE_Init_Semadore () का उपयोग करके रीसेट किया जाता है जब Nucleus SE शुरू होता है। निम्न लेखों में से एक न्यूक्लियस एसई स्टार्टअप प्रक्रियाओं का पूरा विवरण प्रदान करेगा।

Nuse_init.c फ़ाइल में इन डेटा संरचनाओं की परिभाषाएँ निम्न हैं।

 RAM U8 NUSE_Semaphore_Counter[NUSE_SEMAPHORE_NUMBER]; #if NUSE_BLOCKING_ENABLE RAM U8 NUSE_Semaphore_Blocking_Count[NUSE_SEMAPHORE_NUMBER]; #endif

ROM डेटा

डेटा संरचना:
NUSE_Semaphore_Initial_Value [] - प्रकार U8 की एक सरणी, प्रत्येक सेमाफोर के लिए एक रिकॉर्ड होने के बाद, ये सेमाफोर के प्रारंभिक मूल्य हैं।

यह डेटा संरचना nuse_config.c में घोषित और आरंभिक ( वैधानिक रूप से) है:

 ROM U8 NUSE_Semaphore_Initial_Value[NUSE_SEMAPHORE_NUMBER] = { /* semaphore initial count values */ };

सेमाफोरस के लिए स्मृति की मात्रा

सभी न्यूक्लियस एसई कर्नेल ऑब्जेक्ट की तरह, सेमाफोर के लिए आवश्यक डेटा की मात्रा अनुमानित है।

अनुप्रयोग में सभी सेमाफोर के लिए ROM (बाइट्स में) की मात्रा NUSE_SEMAPHORE_NUMBER है ।

लॉक एपीआई में सक्रिय कॉल के साथ आवेदन में सभी सेमाफोर के लिए रैम (बाइट्स) में मेमोरी की मात्रा की गणना निम्नानुसार की जा सकती है:
NUSE_SEMAPHORE_NUMBER * 2

अन्यथा, यह NUSE_SEMAPHORE_NUMBER है ।

अवास्तविक एपीआई कॉल

न्यूक्लियस आरटीओएस में मौजूद सेमाफोर के लिए तीन एपीआई कॉल न्यूक्लियस एसई में लागू नहीं होते हैं।

सेमाफोर बनाना

यह एपीआई कॉल एक सेमाफोर बनाता है। न्यूक्लियस एसई की कोई आवश्यकता नहीं है क्योंकि सेमीफोरस सांख्यिकीय रूप से बनाए जाते हैं।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:
STATUS NU_Create_Semaphore (NU_SEMAPHORE * semaphore, CHAR * नाम, UNSIGNED initial_count, OPTION suspend_type);

विकल्प:

सेमाफोर - उपयोगकर्ता द्वारा प्रदान किए गए सेमाफोर कंट्रोल ब्लॉक के लिए एक सूचक; इसका उपयोग अन्य एपीआई कॉल में सेमाफोर को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है;
नाम - 8-वर्ण सेमाफोर नाम का एक संकेतक, जिस पर समाप्त होने वाली अशक्त बाइट के साथ;
initial_count - सेमाफोर का प्रारंभिक मूल्य;
सस्पेंड_टाइप - एक कार्य को एक अर्धवृत्त पर रोक के सिद्धांत को दर्शाता है। यह NU_FIFO और NU_PRIORITY के मूल्यों को ले सकता है, जो FIFO (फर्स्ट-इन-फर्स्ट-आउट) के सिद्धांत और कार्यों के निलंबन की प्राथमिकता के क्रम के अनुरूप है।

वापसी मूल्य:

NU_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NU_INVALID_SEMAPHORE - कहता है कि सेमीफोर कंट्रोल ब्लॉक का पॉइंटर NULL है या पहले से उपयोग में है;
NU_INVALID_SUSPEND - अमान्य सस्पेंड_टाइप पैरामीटर।

सेमाफोर हटाने

यह एपीआई कॉल पहले बनाए गए सेमाफोर को हटा देता है। न्यूक्लियस एसई की आवश्यकता नहीं है क्योंकि सेमीफोर को सांख्यिकीय रूप से बनाया जाता है और हटाया नहीं जा सकता।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

स्टेटस NU_Delete_Semaphore (NU_SEMAPHORE * semaphore);

विकल्प:

सेमाफोर - सेमाफोर कंट्रोल ब्लॉक का सूचक।

वापसी मूल्य:

NU_SUCCESS - कॉल सफलतापूर्वक पूरा हो गया था;
NU_INVALID_SEMAPHORE - अमान्य सेमाफ़ोर सूचक।

इंगित करने के लिए semaphores

यह एपीआई कॉल सिस्टम में सभी सेमाफोर को संकेत की एक क्रमिक सूची बनाता है। इसे न्यूक्लियस एसई की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि सेमाफोर को एक साधारण सूचकांक द्वारा पहचाना जाता है, न कि एक सूचक को।

सेवा कॉल प्रोटोटाइप:

UNSIGNED NU_Semaphore_Pointers (NU_SEMAPHORE ** pointer_list, UNSIGNED maximum_pointers);

विकल्प:

पॉइंटर_लिस्ट - पॉइंटर्स ऑफ़ व्यू पॉइंट्स NU_SEMAPHORE , यह एरे पॉइंटर्स से सेमीफॉर्स से भरा है;
अधिकतम_ पॉइंटर्स - सरणी में पॉइंटर्स की अधिकतम संख्या।

वापसी मूल्य:
सरणी में NU_SEMAPHORE पॉइंटर्स की संख्या।

नाभिक RTOS संगत

अन्य सभी न्यूक्लियस एसई ऑब्जेक्ट के साथ, लक्ष्य न्यूक्लियस आरटीओएस के साथ एप्लिकेशन कोड संगतता को अधिकतम करना था। सेमाफोर कोई अपवाद नहीं हैं और, उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से, उन्हें उसी तरह से लागू किया जाता है जैसे कि न्यूक्लियस आरटीओएस में। एक निश्चित असंगति भी है, जिसे मैंने इस तथ्य को देखते हुए स्वीकार्य माना कि अंतिम कोड स्मृति की मात्रा के संदर्भ में अधिक समझने योग्य और अधिक कुशल हो जाएगा। अन्यथा, न्यूक्लियस आरटीओएस एपीआई कॉल का उपयोग लगभग सीधे न्यूक्लियस एसई कॉल के रूप में किया जा सकता है।

ऑब्जेक्ट पहचानकर्ता

न्यूक्लियस आरटीओएस में, सभी वस्तुओं को एक विशिष्ट प्रकार के डेटा संरचनाओं (नियंत्रण इकाइयों) द्वारा वर्णित किया जाता है। इस नियंत्रण इकाई के लिए एक सूचक सेमाफोर के लिए एक पहचानकर्ता के रूप में कार्य करता है। मैंने फैसला किया कि न्यूक्लियस एसई में, कुशल मेमोरी उपयोग के लिए एक अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता है: सभी कर्नेल ऑब्जेक्ट को रैम और / या रोम में तालिकाओं के एक सेट द्वारा वर्णित किया गया है। इन तालिकाओं का आकार प्रत्येक प्रकार की कॉन्फ़िगर वस्तुओं की संख्या से निर्धारित होता है। किसी विशेष वस्तु की पहचानकर्ता इस तालिका में सूचकांक है। इसलिए मैंने NUSE_SEMAPHORE को U8 के बराबर के रूप में परिभाषित किया, इस प्रकार का एक चर (सूचक नहीं) सेमीफोर के लिए पहचानकर्ता के रूप में कार्य करता है। यदि कोड को न्यूक्लियस एसई से न्यूक्लियस आरटीओएस और इसके विपरीत में पोर्ट किया गया है, तो यह असंगतता को संभालना आसान है। आमतौर पर, ऑब्जेक्ट आइडेंटिफ़ायर पर मूविंग और स्टोरिंग के अलावा कोई ऑपरेशन नहीं किया जाता है।

न्यूक्लियस आरटीओएस नामकरण सेमाफोर का भी समर्थन करता है। इन नामों का उपयोग केवल डीबगिंग के लिए किया जाता है। मैंने उन्हें मेमोरी बचाने के लिए न्यूक्लियस एसई से बाहर कर दिया।

काउंटर का आकार

न्यूक्लियस आरटीओएस पर, सेमाफोर काउंटर टाइप अहस्ताक्षरित है , जो आमतौर पर 32-बिट चर है। न्यूक्लियस एसई में 8-बिट काउंटर है, लेकिन इसे आसानी से बदला जा सकता है। आम तौर पर, न्यूक्लियस आरटीओएस सेमाफोर अतिप्रवाह के लिए जांच नहीं करता है। न्यूक्लियस एसई एपीआई को कॉल करने से काउंटर को 255 से ऊपर के मूल्यों को असाइन करने की अनुमति नहीं दी जाएगी।

अवास्तविक एपीआई कॉल

न्यूक्लियस आरटीओएस सेमाफोरस के साथ काम करने के लिए आठ उपयोगिता कॉल का समर्थन करता है। इनमें से तीन न्यूक्लियस एसई में लागू नहीं हैं। इन चुनौतियों का विवरण, साथ ही न्यूक्लियस एसई से उन्हें बाहर करने का निर्णय ऊपर वर्णित किया गया है।

निम्न आलेख मेलबॉक्सों की जाँच करेगा।

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 के पेशेवर ब्लॉग , ई-मेल: colin_walls@mentor.com।

RTOS के बारे में पूरी सच्चाई। अनुच्छेद # 20 सेमफोरस: सहायक सेवाएं और डेटा संरचनाएं

हेल्पर सेमाफोर सेवाएं

सेमाफोर को रीसेट करें

सेमाफोर जानकारी

सेमाफोर की संख्या प्राप्त करना

डेटा संरचनाएं

रैम डेटा

ROM डेटा

सेमाफोरस के लिए स्मृति की मात्रा

अवास्तविक एपीआई कॉल

सेमाफोर बनाना

सेमाफोर हटाने

इंगित करने के लिए semaphores

नाभिक RTOS संगत

ऑब्जेक्ट पहचानकर्ता

काउंटर का आकार

अवास्तविक एपीआई कॉल

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