常連

RTOSとC言語を使用して組込みソフトの製品を開発しています。


getter, setterを使って下記のように、
TaskA, TaskB間でデータの受け渡しをしたいのですが、

getter, setterを使用する際、
コピー処理が発生してCPUを無駄に使うのと
スタックを無駄に消費してしまいます。

サイズの非常に大きなデータを
getter, setterでやり取りをするため、
RAMが溢れ、スタックサイズを削減する必要性に迫られています。

getter, setterを使って、
dataへのポインタを返すことで、
コピー処理の削減、スタック使用の削減
をすることはできないでしょうか？

その場合、ポインタ経由で
dataを書き換えられてしまうため、
セマフォで排他制御ができなくなるので、
どうしていいか悩んでいます。

アドバイスいただけないでしょうか？


```C

int data[1000];


void getter(int *pData)
{
  セマフォ取得
  memcpy(pData, data, sizeof(data));
  セマフォ開放
}


void setter(int *pData)
{
  セマフォ取得
  memcpy(data, pDate, sizeof(data))
  セマフォ開放
}



int TaskA(void)
{
  while(1){
    int tmp[1000];
    getter(tmp);

    tmp[45] = 10;  //一部のデータを更新

    setter(tmp):  //データを反映
  }
}


int TaskB(void)
{
  while(1){
    int tmp2[1000];
    getter(tmp2);

    //tmp2を使う制御
  }
}

```


~~

C言語でコピーが発生しない(スタックを消費しない)Getter, Setterの書き方

カーネル内の実装について、普段プログラマはセマフォやロックを用いて排他制御を行うと思うのですが、これらのセマフォやロックの実装について勉強致しました。
その結果、スピンロックという手法が取られていることがわかりました。ビジーウエイトによる実装ということがわかりました。そこで二つほど疑問ができました。

[こちら](http://www.nces.is.nagoya-u.ac.jp/NEXCESS/blog/index.php?catid=43)のサイトを見る限りだと、そもそもカーネルの割り込みをさせないことが前提になっています。
つまりこれらの処理は単一プロセサに対しては割り込みさせないという処理が大前提になっているのでしょうか？

またスピンロックはあくまでロックの獲得の１手法であり、スピンロックのみ使えばロックが安全に取れる(マルチプロセサ環境で)ということはありませんよね？

よろしくお願いいたします。

セマフォ、ロックの実装について

### 前提・実現したいこと

visual studio を用いてC言語でセマフォを使用したサンプルコードを実行したいのですがincludeファイルが見つからないということで実行できません。
visual studioにはipc.hやsem.hは存在しないのでしょうか?
どうすれば以下のコードが実行可能になりますか?

### 発生している問題・エラーメッセージ

```
includeファイルを開けません。'ipc.h'No such file or directory
```

### 該当のソースコード

```C
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <ipc.h>
#include <shm.h>
#include <sem.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
	int id, tmp, sid, i;
	int* counter;
	int num;
	union semun inival;
	struct sembuf semlock;
	struct shmid_ds buf;

	semlock.sem_num = 0;
	semlock.sem_flg = 0;

	printf("test");

	srand((unsigned)time(NULL));

	if (argc == 1)
	{
		if ((id = shmget(IPC_PRIVATE, sizeof(int), IPC_CREAT | 0666)) == -1)
		{
			perror("shmget");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
		if ((sid = semget(id, 1, IPC_CREAT | 0700)) == -1)
		{
			perror("semget");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
		inival.val = 1;
		semctl(sid, 0, SETVAL, inival);
		printf("shared memory ID = %d\n", id);
	}
	else if (argc == 2)
	{
		id = atoi(argv[1]);
		if ((sid = semget(id, 1, 0)) == -1)
		{
			perror("semget");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
	}
	printf("Input the number to add. >");
	scanf("%d", &num);

	counter = (int*)shmat(id, 0, 0);
	if (argc == 1) *counter = 0;

	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		semlock.sem_num = 0;
		semlock.sem_op = -1;
		semlock.sem_flg = 0;
		if (semop(sid, &semlock, 1) < 0) break;
		/* セマフォを1減算(ロック) */
		tmp = *counter;
		fprintf(stderr, "counter=%d", tmp);
		sleep(rand() % 4);
		tmp += num; *counter = tmp;
		semlock.sem_num = 0;
		semlock.sem_op = 1;
		semlock.sem_flg = 0;
		if (semop(sid, &semlock, 1) < 0) break;
		/* セマフォを1加算 (アンロック) */
		fprintf(stderr, " -> %d\n", *counter);
		sleep(rand() % 4);
	}

	shmctl(id, IPC_STAT, &buf);

	if (shmdt(counter) == -1) perror("shmdt");
	if (buf.shm_nattch == 1)
	{
		if (shmctl(id, IPC_RMID, 0) == -1) perror("chmctl");
	}

	if (semctl(sid, IPC_RMID, 0) == -1) perror("semctl");
}

```

### 試したこと

visual studioで上記のコードを作成しました，

### 補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

visual studio 2019

Visual Studioでセマフォを使ったコードの実行

### 前提・実現したいこと

Cのpthreadの並列処理の以下のコードをセマフォで排他制御を行うように指示されたのですが、方法が検討ついていません。アドバイスいただけますでしょうか

### 該当のソースコード

```C
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

int val = 0;
int sum = 0;

void do_work(int *p)
{
  int i, tmp;

  for (i = 0; i < 10; i++) {
    if (val == 5) {
      tmp = sum++;
      printf("thread(%d): reached! sum=%d->%d\n", *p, tmp, sum);
      val = 1;
    }
    else
      val++;
    printf("thread(%d): val=%d sum=%d\n", *p, val, sum);
  }
}

int main()
{
  pthread_t thread1, thread2;
  int id1, id2, i;

  id1 = 1, id2 = 2;

  pthread_create(&thread1,
                 NULL,
                 (void *) do_work,
                 (int *) &id1);

  pthread_create(&thread2,
                 NULL,
                 (void *) do_work,
                 (int *) &id2);

  pthread_join(thread1, NULL);
  pthread_join(thread2, NULL);
  exit(0);
}
```

pthreadによる並列処理のセマフォによる排他制御

### 実現しようとしていること
API関数の「OpenSemaphore」でセマフォオブジェクトに対するハンドルを取得後、「CreateSemaphore」でセマフォオブジェクトを生成しようとしています。

### 困っていること
「OpenSemaphore」でセマフォハンドルを取得後、「CreateSemaphore」でセマフォオブジェクトを生成しているのですが、複数のプロセスから生成したセマフォオブジェクトにアクセスすると、セマフォオブジェクトにアクセスできていなくて困っています。
社内の有識者に聞いたところ、「OpenSemaphore」のセマフォ名(lpName)の前に「global\」または「local\」のプレフィックスを付加してみて、と聞いたので実施したらアクセスできるようになりました。

どういうときに、「global\」または「local\」をつけるのでしょうか？ご教授お願いいたします。

セマフォオブジェクトが取得・生成において「global\」または「local\」を付加する理由を教えてください

プリエンプティブマルチタスクなRTOS・C言語を使用して、
センサの値を通信で他のマイコンボードに送信する機能を作っています。

用語

・センサタスク・・・センサ値を取得しセンサモデルにセット、センサドライバが実行される。
・センサモデル・・・センサ値を保持する(排他制御有り)
・通信タスク・・・センサ値を通信で送信、通信アプリが実行される。

センサタスク(タスク優先度高)で1ms周期でセンサ値をAD変換し、
センサモデルにセンサ値をセットします。
一方で、通信タスク(タスク優先度低)では10ms周期でセンサモデルからセンサ値を取得し、
通信で他のボードへセンサ値を送信します。

センサモデルのデータは、
データのセット、取得時にバイナリセマフォで排他制御を行っています。

センサタスクと通信タスクのタスク優先度の間には、
他にも処理が重いタスクが複数あります。

問題：

通信タスクでセンサモデルからセンサ値を取得する際にセマフォを取得すると、
センサタスクがセンサモデルにセンサ値をセットする際に、セマフォで待たされ、
センサ値のAD変換の1ms周期が満たせなくなります。

この問題は、どのように回避すればいいのでしょうか？

センサデータのサイズがかなり大きいため、
ダブルバッファ等を使わず、RAMの使用量を最小限に抑えたいです。

よろしくお願いします。


回答がつかないので、stackOverflowでも質問しています。
回答がもらえたら、こちらで報告します。

アプリ・ドライバ間のセマフォでの排他制御による処理遅延回避方法

#質問

Linux環境において2つのプログラム（プロセス）を用いてデータを送り，それを受信するというプログラムを書きました．
ですが「送信者が立て続けにメッセージを送信すると，受信者が受信に失敗する場合」や「送信者がしばらくメッセージを送信しない場合，受信者が同じメッセージを何度も受信してしまう場合」などがあります．
セマフォを使えばよいとのアドバイスを受けたのですがどうすればよいか分かりません．
どなたかコーディングを教えていただけないでしょうか．

#試したこと

以下は実際に作成したプログラム(セマフォによる排他制御は行っていないもの)です．


##send_by_shm.c
```C
#include <stdio.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/ipc.h> 
#include <sys/shm.h> 
#include <stdlib.h>
#include <string.h> 

int main (int argc, char *argv[]) 
{
	int id;
	char *adr;
	
	if (argc !=2)
	{
		fprintf(stderr, "Usage: send-by-shm <Shared memory ID>");
		exit (EXIT_FAILURE);
	}
	
	id=atoi(argv[1]);
	if((int) (adr = (char *)shmat (id, (void *) 0, 0)) == -1)
	{
		perror("shmat");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	else
	{
		while(1)
		{
			printf("Input any string>");
			fgets(adr, 512, stdin);
			adr[strlen(adr)-1] = '\0';
			if(strcmp (adr, "quit") == 0)
				break;
		}
		if (shmdt (adr) == -1)
		{
			perror("shmdt");
			exit (EXIT_FAILURE); 
		}
	} 
}

```


##receive_by_shm.c
```C
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define BUFSIZE 512

int main()
{
	int id;
	char *adr;
	
	if ((id = shmget (IPC_PRIVATE, BUFSIZE, IPC_CREAT|0666)) == -1)
	{
		perror ("shmget");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	printf("Shared memory ID =%d\n", id);
	
	if ((int)(adr=(char *) shmat (id, (void *) 0, 0)) == -1)
	{
		perror ("shmat");
		shmctl(id, IPC_RMID, NULL);
		exit (EXIT_FAILURE);
	}
	else
	{
		strcpy (adr, "Initial");
		while(1)
		{
			printf("%s\n", adr);
			if (strcmp (adr, "quit") == 0) {
				break;
			}
			sleep(3);
		}
		
		if (shmdt (adr) == -1)
		{
			perror("shmdt");
			shmctl(id, IPC_RMID, NULL);
			exit (EXIT_FAILURE);
		}
	}
	
	if(shmctl(id, IPC_RMID, NULL) == -1)
	{
		perror("chmctl");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
}
```

#実行結果

一度でいいメッセージを何度も受信してしまっている状況です．

```
Shared memory ID = 753669
Initial
Initial
Initial
Initial
Initial
Initial
Initial
Initial
Initial
...
```

Linux環境でのセマフォ処理

Linux環境でセマフォを使いたいと思い，下記のサンプルコードを実行しようと思ったのですが「inivalの記憶域が不明です」と言われ実行できません。
サンプルコードなので間違いはないはずなのですが，何か環境に不備があるのでしょうか?

#コード
```C
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>

int main (int argc, char *argv [])
{
	int id, tmp , sid, i;
	int *counter;
	int num;
	union semun inival;
	struct sembuf semlock;
	struct shmid_ds buf;

	semlock.sem_num=0;
	semlock.sem_flg=0;
	
	printf("test");

	srand((unsigned) time (NULL));
	
	if (argc == 1)
	{
		if ((id = shmget (IPC_PRIVATE, sizeof (int), IPC_CREAT|0666)) == -1)
		{
			perror ("shmget");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
		if ((sid = semget (id, 1,IPC_CREAT | 0700)) == -1)
		{
			perror ("semget");
			exit (EXIT_FAILURE);
		}
		inival.val = 1;
		semctl (sid, 0, SETVAL, inival);
		printf("shared memory ID = %d\n", id);
	}
	else if (argc == 2)
	{
		id = atoi (argv[1]);
		if((sid = semget (id, 1,0)) == -1)
		{
			perror ("semget");
			exit (EXIT_FAILURE);
		}
	}
	printf ("Input the number to add. >");
	scanf ("%d", &num) ;
	
	counter = (int *) shmat (id,0,0);
	if (argc == 1) *counter = 0;
	
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		semlock.sem_num=0;
		semlock.sem_op=-1;
		semlock.sem_flg=0;
		if (semop (sid, & semlock, 1) < 0) break;
											/* セマフォを1減算(ロック) */
		tmp = *counter;
		fprintf (stderr, "counter=%d", tmp);
		sleep(rand()%4);
		tmp += num; *counter = tmp;
		semlock.sem_num=0;
		semlock.sem_op=1;
		semlock.sem_flg=0;
		if (semop(sid, &semlock, 1) < 0) break;
										/* セマフォを1加算 (アンロック) */
		fprintf (stderr," -> %d\n", *counter);
		sleep(rand () % 4);
	}
	
	shmctl (id, IPC_STAT, &buf);
		
	if (shmdt (counter) == -1) perror ("shmdt");
	if (buf.shm_nattch == 1)
	{
		if (shmctl (id, IPC_RMID,0) == -1) perror ("chmctl");
	}
	
	if (semctl (sid,IPC_RMID,0) == -1) perror ("semctl") ;
}
```