Проблемы с подсчетом времени

@MorkTwys · Регистрация: 07.02.2016

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Добрый день!
Реализвал не хитрый код - счетчика милисекунд

Код

uint32_t T1=0;
uint32_t T2=0;

ISR(TIMER0_COMPA_vect)
{
ms++;
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
}

int main(void)
{

while(1)
{
T1=ms;
T2=ms;
uint32_t T3=T2-T1;
}
}

Иногда начал проскакывать неправильный подсчет времени! Залез я в дизассемблер и увидел следующее, что для операции m++, T2=ms и T3=T2-T1 используются те же регистры, что в определенный момент может наложится и я получу значение, не то что нужно:

Код

   ms++;
0000003D  LDS R24,0x0110      Load direct from data sposi
0000003F  LDS R25,0x0111      Load direct from data sposi
00000041  LDS R26,0x0112      Load direct from data sposi
00000043  LDS R27,0x0113      Load direct from data sposi
00000045  ADIW R24,0x01      Add immediate to word
00000046  ADC R26,R1      Add wyth carry
00000047  ADC R27,R1      Add wyth carry
00000048  STS 0x0110,R24      Store direct to data sposi
0000004A  STS 0x0111,R25      Store direct to data sposi
0000004C  STS 0x0112,R26      Store direct to data sposi
0000004E  STS 0x0113,R27      Store direct to data sposi
asm("nop");
00000050  NOP       No operation
asm("nop");
00000051  NOP       No operation
asm("nop");
00000052  NOP       No operation
asm("nop");
00000053  NOP       No operation
}

T1=ms;
00000445  STS 0x0104,R20      Store direct to data sposi
00000447  STS 0x0105,R21      Store direct to data sposi
00000449  STS 0x0106,R22      Store direct to data sposi
0000044B  STS 0x0107,R23      Store direct to data sposi
T2=ms;
0000044E  LDS R24,0x0110      Load direct from data sposi
00000450  LDS R25,0x0111      Load direct from data sposi
00000452  LDS R26,0x0112      Load direct from data sposi
00000454  LDS R27,0x0113      Load direct from data sposi
00000456  STS 0x0100,R24      Store direct to data sposi
00000458  STS 0x0101,R25      Store direct to data sposi
0000045A  STS 0x0102,R26      Store direct to data sposi
0000045C  STS 0x0103,R27      Store direct to data sposi

Подскажите как уйти от этой проблемы? Может у меня подход не правильный? Думал запрет прерывания ставить, но в дальнейшем запрос времени будет использоваться постоянно и везде ставить запрет, будет вносить погрешность!

@u37 · 04.04.2016, 11:37

В обработчике прерываний вначале надо сохранять все используемые регистры, а по выходу восстанавливать.

@Bytt · 04.04.2016, 11:53

Сообщение от u37

В обработчике прерываний вначале надо сохранять все используемые регистры, а по выходу восстанавливать.

Объявлено же явно - ISR (процедура обработки прерываний). Компилятор должен все сделать сам.

@u37 · 04.04.2016, 12:03

Bytt, вопрос был - " для операции m++, T2=ms и T3=T2-T1 используются те же регистры, что в определенный момент может наложится"

@oomomstir · 04.04.2016, 12:08

Где объявление ms? Она volatile?
В общем,
1. Объявить ms как volatile.
2. Либо запрещать прерывания на время чтения ms (в atomic.h есть всякие удобные вещи для этого), либо считывать её в цикле, пока два раза подряд не получите одинаковое значение (суть проблемы: вы можете прочитать один-два-три байта ms, потом придёт прерывание, значение изменится - и вуаля: было 0x000000FF, вы прочитали младший байт, пришло прерывание - значение стало 0x00000100, прочитали остальные байты - и получили 0x000001FF).

А что те же регистры - проблема компилятора, не ваша. push/pop никто не отменял - посмотрите листинг за пределами процитированного вами фрагмента.

@MorkTwys · 04.04.2016, 12:11

Сообщение от oomomstir

Где объявление ms? Она volatile?
В общем,
1. Объявить ms как volatile.
2. Либо запрещать прерывания на время чтения ms (в atomic.h есть всякие удобные вещи для этого), либо считывать её в цикле, пока два раза подряд не получите одинаковое значение (суть проблемы: вы можете прочитать один-два-три байта ms, потом придёт прерывание, значение изменится - и вуаля: было 0x000000FF, вы прочитали младший байт, пришло прерывание - значение стало 0x00000100, прочитали остальные байты - и получили 0x000001FF).

А что те же регистры - проблема компилятора, не ваша. push/pop никто не отменял - посмотрите листинг за пределами процитированного вами фрагмента.

Ок! Спасибо! Попробую что-то с этим сделать.

@MorkTwys · 04.04.2016, 12:21

А что касается чтения значений то да, получил T1=24316 и T2=24060! Не думаю, что volatile тут поможет! Возможно, только запрет прерывания! Кстати при работе с Arduino такого вопроса не возникало? (не могу найти в каком файле описана функция myttys() и прерывания TIMER0 - может кто знает, подскажете!)

команды PUSH действительно есть перед m++, и если они сохраняют значения регистров, то я тогда вообще не понимаю в какой момент происход неправильное чтение!

@oomomstir · 04.04.2016, 12:34

MorkTwys, wiring.c - там просто прерывания запрещают.
А неправильное - то, что я вам описал. Один байт из прошлого значения счётчика, остальные из следующего. Хотя числа у вас немного странные - 0x5EFC и 0x5DFC, можно подумать, что в процессе считывания пришло аж 4 прерывания таймера...

@ShodS · 04.04.2016, 12:45

Сообщение от MorkTwys

то я тогда вообще не понимаю в какой момент происход неправильное чтение!

Несколько раз уже намекают поставить запрет прерывания в чтении переменной...
Но как говорится лучше один раз увидеть чем много раз услышать )))

Код

int main(void)
{

while(1)
{
cli ();
T1=ms;
T2=ms;
sei ();
uint32_t T3=T2-T1;
}
}

@div · 04.04.2016, 13:02

Не-а:

Код

int main(void)
{

while(1)
{
cli ();
T1=ms;
sei ();
cli ();
T2=ms;
sei ();
uint32_t T3=T2-T1;
}
}

@HotD · 04.04.2016, 13:15

налицо нарушение атомарности. Запрещайте прерывания, когда читаете/пишете переменную, которая используется в прерывании.

@omtomtubo · 04.04.2016, 13:34

А на какой частоте контроллер работает?
И для чего 4 nop-а в прерывании?

А вообще, мне кажется, что нужно по-другому использовать периферию.
Можете задачу объяснить?

@MorkTwys · 04.04.2016, 14:00

Сообщение от omtomtubo

А на какой частоте контроллер работает?
И для чего 4 nop-а в прерывании?

А вообще, мне кажется, что нужно по-другому использовать периферию.
Можете задачу объяснить?

F_CPU=14746500UL

Выполение множества подзадач, каждая из которых должна выполнятся со своим промежутком времени!

@MorkTwys · 04.04.2016, 14:04

Сообщение от ShodS

Сообщение от MorkTwys

то я тогда вообще не понимаю в какой момент происход неправильное чтение!

Несколько раз уже намекают поставить запрет прерывания в чтении переменной...
Но как говорится лучше один раз увидеть чем много раз услышать )))

Код

int main(void)
{

while(1)
{
cli ();
T1=ms;
T2=ms;
sei ();
uint32_t T3=T2-T1;
}
}

Это я понимаю, но если я буду считывать значение переменной ms в 100х местах программы, мне надо везде запрертить прерывания! А если задача будет касатся точного подсчета времени у меня будут погрешности!

@MorkTwys · 04.04.2016, 14:08

Наверное правельным решением будет написать функцию с запрещением прерываний и возвратом значения ms

@MorkTwys · 04.04.2016, 14:09

Сообщение от oomomstir

MorkTwys, wiring.c - там просто прерывания запрещают.
А неправильное - то, что я вам описал. Один байт из прошлого значения счётчика, остальные из следующего. Хотя числа у вас немного странные - 0x5EFC и 0x5DFC, можно подумать, что в процессе считывания пришло аж 4 прерывания таймера...

Спасибо! Нашел!

@Редиски · 04.04.2016, 19:42

А в CVAVR volatile можно писать один раз, при объявлении переменной, или надо каждый раз прописывать? В разных источникак по разному указывают

@Редиски 0 / 0 / 0 Регистрация: 28.03.2014 Сообщений: 103
	04.04.2016, 19:42	17
	А в CVAVR volatile можно писать один раз, при объявлении переменной, или надо каждый раз прописывать? В разных источникак по разному указывают 0

@u37 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.12.2016 Сообщений: 3,113
	04.04.2016, 11:37	2
	В обработчике прерываний вначале надо сохранять все используемые регистры, а по выходу восстанавливать. 0

@Bytt 0 / 0 / 0 Регистрация: 22.08.2009 Сообщений: 525
	04.04.2016, 11:53	3
	Сообщение от u37 В обработчике прерываний вначале надо сохранять все используемые регистры, а по выходу восстанавливать. Объявлено же явно - ISR (процедура обработки прерываний). Компилятор должен все сделать сам. 0

@u37 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.12.2016 Сообщений: 3,113
	04.04.2016, 12:03	4
	Bytt, вопрос был - " для операции m++, T2=ms и T3=T2-T1 используются те же регистры, что в определенный момент может наложится" 0

@oomomstir 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.12.2016 Сообщений: 1,864
	04.04.2016, 12:08	5
	Где объявление ms? Она volatile? В общем, 1. Объявить ms как volatile. 2. Либо запрещать прерывания на время чтения ms (в atomic.h есть всякие удобные вещи для этого), либо считывать её в цикле, пока два раза подряд не получите одинаковое значение (суть проблемы: вы можете прочитать один-два-три байта ms, потом придёт прерывание, значение изменится - и вуаля: было 0x000000FF, вы прочитали младший байт, пришло прерывание - значение стало 0x00000100, прочитали остальные байты - и получили 0x000001FF). А что те же регистры - проблема компилятора, не ваша. push/pop никто не отменял - посмотрите листинг за пределами процитированного вами фрагмента. 0

@MorkTwys 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.02.2016 Сообщений: 124
	04.04.2016, 12:11	6
	Сообщение от oomomstir Где объявление ms? Она volatile? В общем, 1. Объявить ms как volatile. 2. Либо запрещать прерывания на время чтения ms (в atomic.h есть всякие удобные вещи для этого), либо считывать её в цикле, пока два раза подряд не получите одинаковое значение (суть проблемы: вы можете прочитать один-два-три байта ms, потом придёт прерывание, значение изменится - и вуаля: было 0x000000FF, вы прочитали младший байт, пришло прерывание - значение стало 0x00000100, прочитали остальные байты - и получили 0x000001FF). А что те же регистры - проблема компилятора, не ваша. push/pop никто не отменял - посмотрите листинг за пределами процитированного вами фрагмента. Ок! Спасибо! Попробую что-то с этим сделать. 0

@MorkTwys 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.02.2016 Сообщений: 124
	04.04.2016, 12:21	7
	А что касается чтения значений то да, получил T1=24316 и T2=24060! Не думаю, что volatile тут поможет! Возможно, только запрет прерывания! Кстати при работе с Arduino такого вопроса не возникало? (не могу найти в каком файле описана функция myttys() и прерывания TIMER0 - может кто знает, подскажете!) команды PUSH действительно есть перед m++, и если они сохраняют значения регистров, то я тогда вообще не понимаю в какой момент происход неправильное чтение! 0

@oomomstir 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.12.2016 Сообщений: 1,864
	04.04.2016, 12:34	8
	MorkTwys, wiring.c - там просто прерывания запрещают. А неправильное - то, что я вам описал. Один байт из прошлого значения счётчика, остальные из следующего. Хотя числа у вас немного странные - 0x5EFC и 0x5DFC, можно подумать, что в процессе считывания пришло аж 4 прерывания таймера... 0

@ShodS 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.02.2010 Сообщений: 2,010
	04.04.2016, 12:45	9
	Сообщение от MorkTwys то я тогда вообще не понимаю в какой момент происход неправильное чтение! Несколько раз уже намекают поставить запрет прерывания в чтении переменной... Но как говорится лучше один раз увидеть чем много раз услышать ))) Код int main(void) { while(1) { cli (); T1=ms; T2=ms; sei (); uint32_t T3=T2-T1; } } 0

@div 0 / 0 / 0 Регистрация: 26.01.2009 Сообщений: 3
	04.04.2016, 13:02	10
	Не-а: Код int main(void) { while(1) { cli (); T1=ms; sei (); cli (); T2=ms; sei (); uint32_t T3=T2-T1; } } 0

@HotD 1 / 1 / 0 Регистрация: 05.10.2017 Сообщений: 2,048
	04.04.2016, 13:15	11
	налицо нарушение атомарности. Запрещайте прерывания, когда читаете/пишете переменную, которая используется в прерывании. 0

@omtomtubo 0 / 0 / 0 Регистрация: 23.03.2012 Сообщений: 1,017
	04.04.2016, 13:34	12
	А на какой частоте контроллер работает? И для чего 4 nop-а в прерывании? А вообще, мне кажется, что нужно по-другому использовать периферию. Можете задачу объяснить? 0

@MorkTwys 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.02.2016 Сообщений: 124
	04.04.2016, 14:00	13
	Сообщение от omtomtubo А на какой частоте контроллер работает? И для чего 4 nop-а в прерывании? А вообще, мне кажется, что нужно по-другому использовать периферию. Можете задачу объяснить? F_CPU=14746500UL Выполение множества подзадач, каждая из которых должна выполнятся со своим промежутком времени! 0

@MorkTwys 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.02.2016 Сообщений: 124
	04.04.2016, 14:04	14
	Сообщение от ShodS Сообщение от MorkTwys то я тогда вообще не понимаю в какой момент происход неправильное чтение! Несколько раз уже намекают поставить запрет прерывания в чтении переменной... Но как говорится лучше один раз увидеть чем много раз услышать ))) Код int main(void) { while(1) { cli (); T1=ms; T2=ms; sei (); uint32_t T3=T2-T1; } } Это я понимаю, но если я буду считывать значение переменной ms в 100х местах программы, мне надо везде запрертить прерывания! А если задача будет касатся точного подсчета времени у меня будут погрешности! 0

@MorkTwys 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.02.2016 Сообщений: 124
	04.04.2016, 14:08	15
	Наверное правельным решением будет написать функцию с запрещением прерываний и возвратом значения ms 0

@MorkTwys 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.02.2016 Сообщений: 124
	04.04.2016, 14:09	16
	Сообщение от oomomstir MorkTwys, wiring.c - там просто прерывания запрещают. А неправильное - то, что я вам описал. Один байт из прошлого значения счётчика, остальные из следующего. Хотя числа у вас немного странные - 0x5EFC и 0x5DFC, можно подумать, что в процессе считывания пришло аж 4 прерывания таймера... Спасибо! Нашел! 0