rtic/book/ru/src/by-example/resources.md

123 lines
8.6 KiB
Markdown
Raw Normal View History

2019-02-08 21:18:51 +01:00
## Ресурсы
Одно из ограничений атрибутов, предоставляемых библиотекой `cortex-m-rt` является
то, что совместное использование данных (или периферии) между прерываниями,
или прерыванием и функцией `init`, требуют `cortex_m::interrupt::Mutex`, который
*всегда* требует отключения *всех* прерываний для доступа к данным. Отключение всех
прерываний не всегда необходимо для безопасности памяти, но компилятор не имеет
достаточно информации, чтобы оптимизировать доступ к разделяемым данным.
Атрибут `app` имеет полную картину приложения, поэтому может оптимизировать доступ к
`static`-переменным. В RTFM мы обращаемся к `static`-переменным, объявленным внутри
псевдо-модуля `app` как к *ресурсам*. Чтобы получить доступ к ресурсу, контекст
(`init`, `idle`, `interrupt` или `exception`) должен сначала определить
аргумент `resources` в соответствующем атрибуте.
В примере ниже два обработчика прерываний имеют доступ к одному и тому же ресурсу.
Никакого `Mutex` в этом случае не требуется, потому что оба обработчика запускаются
2019-02-09 06:48:12 +01:00
с одним приоритетом и никакого вытеснения быть не может.
2019-02-08 21:18:51 +01:00
К ресурсу `SHARED` можно получить доступ только из этих двух прерываний.
``` rust
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../examples/resource.rs}}
2019-02-08 21:18:51 +01:00
```
``` console
$ cargo run --example resource
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../ci/expected/resource.run}}
2019-02-08 21:18:51 +01:00
```
## Приоритеты
Приоритет каждого прерывания можно определить в атрибутах `interrupt` и `exception`.
Невозможно установить приоритет любым другим способом, потому что рантайм
забирает владение прерыванием `NVIC`; также невозможно изменить приоритет
обработчика / задачи в рантайме. Благодаря этому ограничению у фреймворка
есть знание о *статических* приоритетах всех обработчиков прерываний и исключений.
Прерывания и исключения могут иметь приоритеты в интервале `1..=(1 << NVIC_PRIO_BITS)`,
где `NVIC_PRIO_BITS` - константа, определённая в библиотеке `device`.
Задача `idle` имеет приоритет `0`, наименьший.
Ресурсы, совместно используемые обработчиками, работающими на разных приоритетах,
требуют критических секций для безопасности памяти. Фреймворк проверяет, что
критические секции используются, но *только где необходимы*: например,
критические секции не нужны для обработчика с наивысшим приоритетом, имеющим
доступ к ресурсу.
API критической секции, предоставляемое фреймворком RTFM (см. [`Mutex`]),
основано на динамических приоритетах вместо отключения прерываний. Из этого следует,
что критические секции не будут допускать *запуск некоторых* обработчиков,
включая все соперничающие за ресурс, но будут позволять запуск обработчиков с
большим приоритетом не соперничащих за ресурс.
[`Mutex`]: ../../api/rtfm/trait.Mutex.html
В примере ниже у нас есть 3 обработчика прерываний с приоритетами от одного
до трех. Два обработчика с низким приоритетом соперничают за ресурс `SHARED`.
Обработчик с низшим приоритетом должен заблокировать ([`lock`]) ресурс
`SHARED`, чтобы получить доступ к его данным, в то время как обработчик со
средним приоритетом может напрямую получать доступ к его данным. Обработчик
с наивысшим приоритетом может свободно вытеснять критическую секцию,
созданную обработчиком с низшим приоритетом.
[`lock`]: ../../api/rtfm/trait.Mutex.html#method.lock
``` rust
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../examples/lock.rs}}
2019-02-08 21:18:51 +01:00
```
``` console
$ cargo run --example lock
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../ci/expected/lock.run}}```
2019-02-08 21:18:51 +01:00
## Поздние ресурсы
В отличие от обычных `static`-переменных, к которым должно быть присвоено
начальное значение, ресурсы можно инициализировать в рантайме.
Мы называем ресурсы, инициализируемые в рантайме *поздними*. Поздние ресурсы
полезны для *переноса* (как при передаче владения) периферии из `init` в
обработчики прерываний и исключений.
Поздние ресурсы определяются как обычные ресурсы, но им присваивается начальное
значение `()` (the unit value). `init` должен вернуть начальные значения для
всех поздних ресурсов, упакованные в структуру типа `init::LateResources`.
2019-02-08 21:18:51 +01:00
В примере ниже использованы поздние ресурсы, чтобы установить неблокированный,
односторонний канал между обработчиком прерывания `UART0` и функцией `idle`.
Очередь типа один производитель-один потребитель [`Queue`] использована как канал.
Очередь разделена на элементы потребителя и поизводителя в `init` и каждый элемент
расположен в отдельном ресурсе; `UART0` владеет ресурсом произодителя, а `idle`
владеет ресурсом потребителя.
[`Queue`]: ../../api/heapless/spsc/struct.Queue.html
``` rust
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../examples/late.rs}}
2019-02-08 21:18:51 +01:00
```
``` console
$ cargo run --example late
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../ci/expected/late.run}}```
2019-02-08 21:18:51 +01:00
## `static`-ресурсы
Переменные типа `static` также можно использовать в качестве ресурсов. Задачи
могут получать только (разделяемые) `&` ссылки на ресурсы, но блокировки не
нужны для доступа к данным. Вы можете думать о `static`-ресурсах как о простых
`static`-переменных, которые можно инициализировать в рантайме и иметь лучшие
правила видимости: Вы можете контролировать, какие задачи получают доступ к
переменной, чтобы переменная не была видна всем фунциям в область видимости,
где она была объявлена.
В примере ниже ключ загружен (или создан) в рантайме, а затем использован в двух
задачах, запущенных на разных приоритетах.
``` rust
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../examples/static.rs}}
2019-02-08 21:18:51 +01:00
```
``` console
$ cargo run --example static
2019-02-11 21:40:53 +01:00
{{#include ../../../../ci/expected/static.run}}```