Nucleus源码分析Pipe.docx
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Nucleus源码分析Pipe
Nucleus源码分析--Pipe模块
大唐微电子技术有限公司
邵壮
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2005-1-610:
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1.概述3
1.1功能描述3
1.2文件信息3
2.实现原理4
2.1管道结构4
2.2管道管理4
2.3管道挂起管理4
2.4紧急挂起管理5
3.数据结构5
3.1PI_PCB管道控制块5
3.2PI_SUSPEND管道挂起控制块5
3.3模块变量（全局）6
4.程序分析6
4.1接口函数映射表6
4.2PIC.C程序6
4.2.1PIC_Create_Pipe6
4.2.2PIC_Delete_Pipe7
4.2.3PIC_Send_To_Pipe10
4.2.4PIC_Receive_From_Pipe11
4.2.5PIC_Cleanup14
4.3PIS.C程序15
4.3.1PIS_Reset_Pipe15
4.3.2PIS_Send_To_Front_Of_Pipe17
4.3.3PIS_Broadcast_To_Pipe18
4.4其它20
4.4.1PID.C20
4.4.2PII.C20
4.4.3PIF.C21
4.4.4PICE.C21
4.4.5PISE.C21
1.
概述
功能描述
管道提供了一种传输多种消息的机制。
发送消息请求将消息拷贝到管道中，接收消息请求从管道中将消息取出来。
消息即既可以放在管道的开头也可以放在管道尾。
管道消息包含一个或多个bytes。
既可以是固定长度的也可以是变长度的。
消息格式的类型在管道建立的时候设置。
变长消息管道需要在每条消息的开头添加额外32位字符。
此外接收变长消息管道的消息请求要声明最大消息尺寸，对定长消息请求声明实际消息尺寸。
管道消息收发服务提供三种挂起方式：
无条件被挂起、超时挂起和不被挂起。
任务被管道挂起有几种原因。
如果一个任务向一个空的管道请求消息，它就会被挂起。
此外，一个任务试图向一个满管道发送消息，它也会被挂起。
一旦管道可以满足挂起任务的要求，任务就将恢复运行。
例如，假设一个任务由于等待管道里的一个消息而被挂起，一旦消息到达管道以后，挂起的任务将会恢复。
多个任务可能被同一个管道挂起。
任务按FIFO或Priority顺序被挂起，在管道建立的时候就设置好。
如果管道支持FIFO挂起，任务恢复的顺序与他们挂起的顺序一致。
如果管道支持优先级挂起，任务的恢复按照告优先级到低优先级的顺序。
管道消息可以被广播。
这种服务类似于发送请求，所有都在等待此管道消息的任务都将得到一个广播消息。
文件信息
管道组件（PI）包括9个文件，列表如下：
文件名称
内容描述
PI_DEFS.H
该文件定义PI组件特定的数据结构和常量
PI_EXTR.H
该文件定义PI组件的外部接口
PID.C
该文件定义PI组件的全局数据结构
PII.C
该文件包括PI组件的初始化代码
PIF.C
该文件包括提供PI组件信息的相关函数
PIC.C
该文件包括PI组件的核心函数
PIS.C
该文件包括PI组件的附加函数
PICE.C
该文件包括有错误检查的定义在PIC.C中的函数
PISE.C
该文件包括有错误检查的定义在PIS.C中的函数
2.实现原理
管道结构
管道内消息可为定长或变长，变长消息时消息前有一个32位字指示消息长度。
读指针pi_read指向第一个消息，写指针pi_write指向最后一个消息后。
其结构如下：
管道管理
应用程序在创建管道前应建立一个NU_PIPE类型的控制块，空间由应用程序提供。
所有已创建管道的控制块都将被加入由PID_Created_Pipes_List所指向的双向链表中，删除管道则将其从此双向链表中删除。
结构如下图所示：
模块变量PID_List_Protect用于保护对于此链表的多重访问。
管道挂起管理
当任务接收或发送消息至管道时，在任务栈内会形成一个局部管道挂起控制块，若因此次调用而挂起，则将该控制块加入此管道的挂起链表。
结构如下：
当需从挂起恢复时，遍历此链表即可。
紧急挂起管理
当任务发送消息至管道中已有消息前时（PIS_Send_To_Front_Of_Pipe），在任务栈内会形成一个局部管道挂起控制块，若因此次调用而挂起，则将该控制块加入此管道的紧急挂起链表。
当从管道中接收消息时，首先从此紧急链表中接收，保证发送的消息在已有消息前被接收。
3.数据结构
PI_PCB管道控制块
typedefstructPI_PCB_STRUCT
{
CS_NODEpi_created;/*已创建管道双向链表结点*/
UNSIGNEDpi_id;/*内部PCBID*/
CHARpi_name[NU_MAX_NAME];/*管道名称*/
DATA_ELEMENTpi_fixed_size;/*定长消息标志*/
DATA_ELEMENTpi_fifo_suspend;/*挂起类型标志*/
#ifPAD_2
DATA_ELEMENTpi_padding[PAD_2];
#endif
UNSIGNEDpi_pipe_size;/*总大小*/
UNSIGNEDpi_messages;/*消息数*/
UNSIGNEDpi_message_size;/*每消息大小*/
UNSIGNEDpi_available;/*空余字节数*/
BYTE_PTRpi_start;/*管道首*/
BYTE_PTRpi_end;/*管道末+1*/
BYTE_PTRpi_read;/*读指针*/
BYTE_PTRpi_write;/*写指针*/
UNSIGNEDpi_tasks_waiting;/*等待任务数*/
structPI_SUSPEND_STRUCT
*pi_urgent_list;/*紧急挂起链表*/
structPI_SUSPEND_STRUCT
*pi_suspension_list;/*挂起链表*/
}PI_PCB;
PI_SUSPEND管道挂起控制块
typedefstructPI_SUSPEND_STRUCT
{
CS_NODEpi_suspend_link;/*挂起列表结点*/
PI_PCB*pi_pipe;/*管道指针*/
TC_TCB*pi_suspended_task;/*挂起任务指针*/
BYTE_PTRpi_message_area;/*管道空间指针*/
UNSIGNEDpi_message_size;/*请求消息大小*/
UNSIGNEDpi_actual_size;/*消息实际大小*/
STATUSpi_return_status;/*返回的状态*/
}PI_SUSPEND;
模块变量（全局）
CS_NODE*PID_Created_Pipees_List;//已创建管道链表头指针
UNSIGNEDPID_Total_Pipees;//已创建管道数量
TC_PROTECTPID_List_Protect;//防止已创建管道链表被多重访问
4.程序分析
接口函数映射表
API函数
对应的内部函数
（NoErrorCheck）
对应的内部函数
（ErrorCheck）
NU_Create_Pipe
PIC_Create_Pipe
PICE_Create_Pipe
NU_Delete_Pipe
PIC_Delete_Pipe
PICE_Delete_Pipe
NU_Reset_Pipe
PIS_Reset_Pipe
PISE_Reset_Pipe
NU_Send_To_Front_Of_Pipe
PIS_Send_To_Front_Of_Pipe
PISE_Send_To_Front_Of_Pipe
NU_Send_To_Pipe
PIC_Send_To_Pipe
PICE_Send_To_Pipe
NU_Broadcast_To_Pipe
PIS_Broadcast_To_Pipe
PISE_Broadcast_To_Pipe
NU_Receive_From_Pipe
PIC_Receive_From_Pipe
PICE_Receive_From_Pipe
NU_Established_Pipes
PIF_Established_Pipes
PIF_Established_Pipes
NU_Pipe_Information
PIF_Pipe_Information
PIF_Pipe_Information
NU_Pipe_Pointers
PIF_Pipe_Pointers
PIF_Pipe_Pointers
PIC.C程序
PIC_Create_Pipe
函数原型：
STATUSPIC_Create_Pipe（NU_PIPE*pipe_ptr,CHAR*name,
VOID*start_address,UNSIGNEDpipe_size,
OPTIONmessage_type,UNSIGNEDmessage_size,
OPTIONsuspend_type）
功能描述：
创建管道
扇入函数：
Application
PICE_Create_Pipe
扇出函数：
CSC_Place_On_List
[HIC_Make_History_Entry]
[TCT_Check_Stack]
TCT_Protect
TCT_Unprotect
输入参数：
pipe_ptr管道控制块指针
name管道名字7个字符，以空字符结束
suspend_type挂起类型
start_address起始地址
pipe_size空间大小
message_type消息类型
message_size消息大小
suspend_type挂起类型
返回值：
NU_SUCCESS成功完成函数调用
实现流程：
PIC_Delete_Pipe
函数原型：
STATUSPIC_Delete_Pipe（NU_PIPE*pipe_ptr）
功能描述：
删除管道并从已创建链表中移出
扇入函数：
Application
PICE_Delete_Pipe
扇出函数：
CSC_Remove_From_List
[HIC_Make_History_Entry]
[TCT_Check_Stack]
TCT_Protect
TCT_System_Protect
TCT_Unprotect
TCC_Resume_Task
TCT_Control_To_System
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