没有OS，怎么加信号量，关全局中断可否？

只看该作者 · 2016-11-18 10:48

本帖最后由 gowow 于 2016-11-18 10:51 编辑

涉及到中断和主循环中对总线操作的互斥，想加一个信号量，初步代码如下，有几点疑问
1、有没有更好办法来避免中断影响信号量判断的问题？
2、全局中断怎么关？
3、如果中断条件在关闭期间产生了，等中断恢复开启后，是否还能进中断函数？即关中断会不会导致一次的中断事件丢失？（因为关闭中断时间只有2行指令，应该不用考虑中断多次丢失，只要考虑一次丢失）

volatile int sem = 1;
bool sem_try_get()
{
    //需要在这里关中断避免在sem==1判断后，在sem=0锁定前，又在中断里被重复判断，导致中断和任务同时申请到sem的问题
   if (sem == 1)
   {
      sem = 0;
      //恢复中断
      return true;
   }
   //恢复中断
   return false;
}

void sem_free()
{
   sem = 1;
}

只看该作者 · 2016-11-18 11:04

本帖最后由 lxyppc 于 2016-11-18 11:10 编辑

ARM内核自带信号量
bool sem_try_get()
{
int v = __LDREXW(&sem);
if(v){
return __STREXW(0, &sem)；
}
return false;
}

bool sem_free(){
int v = __LDREXW(&sem);
if(!v){
return __STREXW(1, &sem)；
}
return false;
}

只看该作者 · 2016-11-18 12:10

本帖最后由 gowow 于 2016-11-18 13:37 编辑

lxyppc 发表于 2016-11-18 11:04
ARM内核自带信号量
bool sem_try_get()
{

感谢，已经找到定义了

只看该作者 · 2016-11-18 12:54

lxyppc 发表于 2016-11-18 11:04
ARM内核自带信号量
bool sem_try_get()
{

好牛啊这两个函数从哪里搞来的

只看该作者 · 2016-11-18 13:36

gowow 发表于 2016-11-18 12:10
感谢，不过我用5.16的keil编译，显示__LDREXW未定义，需要加入什么头文件呢？ ...

在core_cmInstr.h这个文件里面定义的
如果不行的话试试用（（uint32_t）__ldrex（&sem））

只看该作者 · 2016-11-18 16:33

另外找到一个SWP,感觉使用起来更加简单,不知道ARM为什么要抛弃SWP

只看该作者 · 2016-11-18 17:13

本帖最后由 gowow 于 2016-11-18 17:18 编辑

lxyppc 发表于 2016-11-18 11:04
ARM内核自带信号量
bool sem_try_get()
{

请教一下，如果有多个sem，ldrex的标记是否只能有一个？

如果只有一个标记，那是否会有以下问题？
taskA使用ldrex标记了semA，还未使用strex占用semA
但此时taskB使用ldrex标记了semB
这时semA的标记是不是就没了？后面taskA去用strex去占用semA，因为semA的标记没了而失败？-----------------------------------------

看见了这个说明，看来多信号量是没法使用了。
一个用于解决多task互锁的指令，居然自己本身就有互锁问题。。。。。。
[size=1.1em]用法

利用 LDREX 和 STREX 可在多个处理器和共享内存系统之前实现进程间通信。

出于性能方面的考虑，请将相应 LDREX 指令和 STREX 指令间的指令数控制到最少。

Note

STREX 指令中所用的地址必须要与近期执行次数最多的 LDREX 指令所用的地址相同。如果使用不同的地址，则 STREX 指令的执行结果将不可预知。

只看该作者 · 2016-11-18 18:24

ldrex 和 strex 本来就是为了实现“读-修改-写”的原子操作并且不关中断而提供的，作为 semaphore 来说，除了没有阻塞机制外，它与 OS 的 semaphore 的操作是一致的。

semaphore 应该这样实现：

复制

uint_fast8_t sem_try_get (uint32_t* sem)

{

  do {

    uint32_t data = __LDREXW (sem);

    if (data == 0)

      return 0;

    data--;

  } while (__STREXW (data, sem) != 0);

  return 1;

}



void sem_free (uint32_t* sem)

{

  while (__STREXW (__LDREXW (sem) + 1, sem) != 0);

}

sem_try_get 的参数是一个指针，指向 semaphore 计数器。如果计数器为 0，表示 sem 不可用，返回 0；如果计数器不为 0，则计数器 - 1，返回 1。
sem_free 使指针指向的计数器值 + 1。

3万 · 2016-11-18 20:46

我曾经也喜欢研究这些东西……
后来发现理清流程后，总是简单的用事件驱动状态机就搞定了。比OS简单的是，不用考虑堆栈了。

如果你确实很喜欢这种OS的风格，可以用protothread

1万 · 2016-11-20 13:51

这个问题问得好啊, 不由得不参加一下.
信号量作为 OS 的资源管理的一个方法, 被广泛支持.
不过它的思想也现实意义并非只在 OS 的环境中才具有.
这个定义 sem_try_get() 在我手头的库函数文件中并没有找到. 不过并不影响对这个问题的讨论.
由于 RISC 的原因, ARM 不能对内存进行单周期的判断并修改操作, (就像 51 的 JBC 指令) CM3 借助 LDREX 和 STREX 检测判断到修改指令之间额外的内存地址访问. 避免内存共享访问的冲突.
我们可以借助 OS 里的 SEM 管理思想应用到非 OS 的系统里, 解决实际问题

只看该作者 · 2016-11-20 15:21

john_lee 发表于 2016-11-18 18:24
ldrex 和 strex 本来就是为了实现“读-修改-写”的原子操作并且不关中断而提供的，作为 semaphore 来说，除 ...

但是这里最重要的是LDREX只能标记一个物理地址，也就是说你整个MCU同时只能有一个信号量在使用

只看该作者 · 2016-11-20 15:23

mohanwei 发表于 2016-11-18 20:46
我曾经也喜欢研究这些东西……
后来发现理清流程后，总是简单的用事件驱动状态机就搞定了。比OS简单的是， ...

不好意思，我也不想研究，我只想找一个能用的信号量办法，不想为了一个信号量，把整个工程都改掉

只是为了使用而使用，不想为了研究或新奇而使用

只看该作者 · 2016-11-20 18:22

gowow 发表于 2016-11-20 15:21
但是这里最重要的是LDREX只能标记一个物理地址，也就是说你整个MCU同时只能有一个信号量在使用 ...

所以要有个循环，保证最近的一次 ldrex 是本循环中的。

只看该作者 · 2016-11-20 18:35

gowow 发表于 2016-11-20 15:21
但是这里最重要的是LDREX只能标记一个物理地址，也就是说你整个MCU同时只能有一个信号量在使用 ...

虽然 ldrex 只能标记一个地址。但配合 strex 加循环就可以轻易地解决这个问题。
当 strex 时，如果标记的地址正确，则 strex 返回 0，否则返回 1。
如果返回 0，自然就成功了，如果返回 1，就循环到头再 ldrex 重新标记一次。

只看该作者 · 2016-11-20 18:56

john_lee 发表于 2016-11-20 18:35
虽然 ldrex 只能标记一个地址。但配合 strex 加循环就可以轻易地解决这个问题。
当 strex 时，如果标记的 ...

如果无限循环倒是可以彻底解决，不过中断里一般不会无限循环或者等待超时
循环个几次应该可以减少多信号量之间的互斥

只看该作者 · 2016-11-20 22:05

放心吧，这是 ARM 推荐的“互斥”访问的标准方法，如果无法做到多个“信号量”共存，那么 ARM 创造 ldrex / strex 指令真是脑子 short 了。

没有OS，怎么加信号量，关全局中断可否？

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