怎么在atmega128中实现自旋锁？

742 多线程单片机 ATmega128单片机

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 什么是自旋锁？有哪些缺陷？怎么在atmega128中实现自旋锁？ 0
2022-1-24 06:54:12　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 12 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报张玉珍相关推荐 • 如何使用atmega128单片机实现简易密码锁的仿真？ 1263 • 基于Atmega128嵌入式控制器该怎么设计？ 1378 • 基于Atmega128嵌入式控制器该怎么设计？ 1643 • atmega128 icc程序 3917 • 如何利用atmega128单片机实现玩具电子琴的设计？ 1086 • 悬赏求助！！如何用Atmega128实现音乐功能！！！ 2561 • CheapOS在AVR ATMEGA128上的一个移植 5712 • atmega128堆栈的特点是什么？ 870 • 基于ATmega128的LED数码管显示的USART串口通信 5331 • Atmega128 无线烧写程序 3889 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1.自旋锁自旋锁可以看做一个资源二值标识量，当在使用资源前，需要检测锁是否锁上，如果锁已经被锁上，那么就在当前位置不停地检测锁的状态，直到锁被解锁为止。如果锁没有锁没有锁上，那么就将锁锁上，然后再进入临界资源，当临界资源访问结束后，再将其解锁。其示意代码如下： /* 初始化Spin为真 / SPIN_TYPE MySpin = true; void SpinLock(char Spin) { while(Spin==false) /* 检测操作为原子操作，且跳转操作不受其他线程影响 / ; Spin = 0; /* 上锁操作为原子操作 / } void SpinUnLock(char Spin) { Spin = 1; / 解锁操作为原子操作 / } 考虑到atmega128中没有对操作系统支持的指令，为了在atmega128中实现以上的操作条件，这里只能使用开关中断来实现原子操作，但是开关中断的设置需要一定的技巧，尽量减少关中断的时间。参考atmega128指令集，这里给出WinAVR下自旋锁的实现代码： char MySpin = 1; / 初始化自旋锁 / void SpinLock(char Spin) { asm volatile("cli "); /* 关中断 / loop: if((Spin)==0) { asm volatile("sei"); /* 开中断 / goto loop; / 跳转达到循环检测 / } (Spin) = 0; /* 上锁操作 / asm volatile("sei"); } void SpinUnLock(char Spin) { asm volatile("cli "); /* 关中断 / (Spin) = 1; /* 解锁操作 / asm volatile("sei"); / 开中断 / } 上面的上锁操作为了达到原子性，使用了goto语句，注意，在循环检测前必须打开中断，否则调度器会被锁住，导致无法进行任务调度。这里可能会有读者问，为什么在goto loop前可以开中断，那样不就破坏了原子性吗？其实不然，我们可以假设当在goto loop前调度器恰好切换到了其他线程，那么此时由于下一条指令是jump 指令，由于在atmega128中，跳转指令只与状态寄存器中的标志位和跳转地址有关，所以在线程切换回来时，由于线程的现场环境得到恢复，其他线程不会对跳转产生影响，所以该方法可以实现上锁操作。以上实现较为麻烦的原因是atmega128没有提供对操作系统支持的指令，只有LOAD和STR指令，从RAM中读取检测并写回的操作实际上会有4条左右的指令，显然在访问公共变量Spin时，会出现错乱。如果atmega128有像TAS，SWAP等这类指令，那么就可以很容易的实现自旋锁、信号量等线程同步组件。其实相对atmega128而言，51单片机更容易实现自旋锁和信号量，这是因为在51单片机中存在RAM与RAM之间直接操作的指令，一条指令即可实现RAM与RAM之间的数据交换，而且跳转指令中提供了直接根据RAM中数据条件来进行跳转的指令，这是非常有利于实现自旋锁和信号量。 2.自旋锁的缺陷自旋锁虽然简单，但是自旋锁有一个很致命的缺陷，就是当一个线程访问临界资源太久时，另一个线程只能干等，无限的忙等待，这显然会占用CPU的资源，而且做了很长时间的“无用功”。为了解决这个问题，最简单的方法是在发现锁已经被锁住时，直接将自己挂起，然后当另一个线程使用完临界资源后，再将挂起的线程唤醒。这样就节省了等待时间。同时极大减小了CPU的线程切换开销。自旋锁一般用在临界资源访问时间很短的情况下，在这种情况下，自旋锁比二值信号量的响应比更小。所以在具体的实际应用中，应该根据具体要求合理选择，没有哪个方法是通用的。 3.atmega128自旋锁实验以下是关键代码： void task1(void) { while(1) { SpinLock(&MySpin); USART_SendString("Task1 is running!"); SpinUnLock(&MySpin); delay(3); } } void task2(void) //任务函数2 { while(1) { SpinLock(&MySpin); USART_SendString("Task2 is running!"); SpinUnLock(&MySpin); delay(3); } } void task3(void) //任务函数2 { while(1) { SpinLock(&MySpin); USART_SendString("Task3 is running!"); SpinUnLock(&MySpin); delay(3); } } 以下是运行效果：当我们不使用自旋锁时，结果如下：从控制台上可以看出，串口打印出了太多的错误，这显然是临界资源访问冲突导致的，即以串口为临界资源的访问冲突。使用自旋锁的结果：* 从上面可以看出，自旋锁有效地解决了临界资源的访问冲突问题。

2022-1-24 10:39:47 评论举报王波