c - Cortex M0 で割り込みを無効にしない同期メカニズム

Question

質問を明確にするために、次のものがあると仮定します。

静的ボタンオブジェクト:static Button_T sButton = {0};
Button を取得する関数:メインループコンテキストvoid GetButton(Button_T * p_button);から呼び出される
ISR ハンドラ:void ButtonISRHandler(void);

仮定:

GetButton実行は、実行されない割り込みによって中断される可能性がありますButtonISRHandler
ButtonISRHandler実行は他の割り込みによって中断される可能性があります
GetButtonButtonISRHandler実行にかかる時間は、2 つの割り込み呼び出し間の最小時間よりも短くなります。
ボタン割り込みは、たとえば 10 ミリ秒ごとにトリガーされる周期的な割り込みです。
ButtonISRHandlerボタンの PIN 状態の確認や、ボタンがタッチされたかどうかの検出 (タッチボタンの場合) などの手順があります。特定の PIN 状態が、たとえば 5 回の連続した呼び出しで安定している場合、sButtonオブジェクトの状態が更新されます。
Button_Tは一般的なオブジェクトです。従来のタクトスイッチやタッチボタンなどの可能性があります。
ScanButtonAndUpdateButton_T オブジェクトのリストを処理できますが、GetButton関数は 1 つのボタンオブジェクトに対してのみ動作します。

問題は次のとおりです。プログラムカウンターが内部にあるときに割り込みが発生する可能性がある古典的なケースGetButton

質問は次のとおりです。割り込みを無効にせずGetButtonに同期する方法は?ButtonISRHandler

私のターゲットプロセッサは LDREX/STREX 操作のない Cortex M0 であるため、この場合の優れたソリューションとなる C11 のアトミックを使用できません。

私の提案する解決策

でクリティカルセクションを使用しGetButtonます。

プログラムカウンタがクリティカルセクション内にあるときに割り込みが発生した場合は、割り込みでは処理せずScanButtonAndUpdate、割り込みで処理しExitCriticalSectionます。実行を延期ScanButtonAndUpdateします。

ScanButtonAndUpdate割り込みとメインコンテキストから同時に関数を呼び出す可能性はありません。この動作はセマフォによって保護されています。

実装

#define SEMAPHORE_GIVEN                             0
#define SEMAPHORE_TAKEN                             1

typedef uint32_t BaseType_T;
typedef struct Button_T;

static volatile BaseType_T sSemaphore = SEMAPHORE_GIVEN;
static volatile bool sIsPendingISR = false;
static volatile Button_T sButton = {0};

void GetButton(Button_T * p_button)
{
    EnterCriticalSection();

    memcpy(p_button, &sButton, sizeof(Button_T))
    /* Other procedures on sButton... */

    ExitCriticalSection();
}

/* Cyclic executed handler */
void ButtonISRHandler(void)
{
    if (!BinarySemaphoreTake()) {
        SetISRPending();
    }
    else {
        ScanButtonAndUpdate();

        BinarySemaphoreGive();
    }
}

void ScanButtonAndUpdate(void)
{
    /* Scan for instance a current PIN state and update sButton object
       if state is stable in next calls */
}

static void EnterCriticalSection(void)
{
    while(false == BinarySemaphoreTake()) continue;
}

static void ExitCriticalSection(void)
{
    BinarySemaphoreGive();

    if (IsPendingISR()){
        ScanButtonAndUpdate();
        ResetISRPending();
    }
}

static bool BinarySemaphoreTake(void)
{
    if (SEMAPHORE_GIVEN == sSemaphore) {
        /* Value Store operation is atomic on the architecture native type */
        sSemaphore = SEMAPHORE_TAKEN;
        return true;
    }
    else {
        return false;
    }
}

static void BinarySemaphoreGive(void)
{
    sSemaphore = SEMAPHORE_GIVEN;
}

static void SetISRPending(void)
{
    sIsPendingISR = true;
}

static void ResetISRPending(void)
{
    sIsPendingISR = false;
}

static bool IsPendingISR(void)
{
    return sIsPendingISR;
}

このソリューションはテスト済みで、問題なく動作しますが、これが隠れたバグのない最適なソリューションであるかどうかはわかりません。

EDIT 1：仮定を更新し、不足しているScanButtonAndUpdate機能を追加しました

c - Cortex M0 で割り込みを無効にしない同期メカニズム

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