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深入淺出談Android多線程及AsyncTask機(jī)制

電子設(shè)計(jì) ? 2018-08-30 19:39 ? 次閱讀

一、Android當(dāng)中的多線程

在Android當(dāng)中,當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序的組件啟動(dòng)的時(shí)候,并且沒有其他的應(yīng)用程序組件在運(yùn)行時(shí),Android系統(tǒng)就會(huì)為該應(yīng)用程序組件開辟一個(gè)新的線程來執(zhí)行。默認(rèn)的情況下,在一個(gè)相同Android應(yīng)用程序當(dāng)中,其里面的組件都是運(yùn)行在同一個(gè)線程里面的,這個(gè)線程我們稱之為Main線程。當(dāng)我們通過某個(gè)組件來啟動(dòng)另一個(gè)組件的時(shí)候,這個(gè)時(shí)候默認(rèn)都是在同一個(gè)線程當(dāng)中完成的。當(dāng)然,我們可以自己來管理我們的Android應(yīng)用的線程,我們可以根據(jù)我們自己的需要來給應(yīng)用程序創(chuàng)建額外的線程。

二、Main Thread 和 Worker Thread

在Android當(dāng)中,通常將線程分為兩種,一種叫做Main Thread,除了Main Thread之外的線程都可稱為Worker Thread。

當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行的時(shí)候,Android操作系統(tǒng)就會(huì)給該應(yīng)用程序啟動(dòng)一個(gè)線程,這個(gè)線程就是我們的Main Thread,這個(gè)線程非常的重要,它主要用來加載我們的UI界面,完成系統(tǒng)和我們用戶之間的交互,并將交互后的結(jié)果又展示給我們用戶,所以Main Thread又被稱為UI Thread。

Android系統(tǒng)默認(rèn)不會(huì)給我們的應(yīng)用程序組件創(chuàng)建一個(gè)額外的線程,所有的這些組件默認(rèn)都是在同一個(gè)線程中運(yùn)行。然而,某些時(shí)候當(dāng)我們的應(yīng)用程序需要完成一個(gè)耗時(shí)的操作的時(shí)候,例如訪問網(wǎng)絡(luò)或者是對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢時(shí),此時(shí)我們的UI Thread就會(huì)被阻塞。例如,當(dāng)我們點(diǎn)擊一個(gè)Button,然后希望其從網(wǎng)絡(luò)中獲取一些數(shù)據(jù),如果此操作在UI Thread當(dāng)中完成的話,當(dāng)我們點(diǎn)擊Button的時(shí)候,UI線程就會(huì)處于阻塞的狀態(tài),此時(shí),我們的系統(tǒng)不會(huì)調(diào)度任何其它的事件,更糟糕的是,當(dāng)我們的整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)如果阻塞時(shí)間超過5秒鐘(官方是這樣說的),這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn) ANR (Application Not Responding)的現(xiàn)象,此時(shí),應(yīng)用程序會(huì)彈出一個(gè)框,讓用戶選擇是否退出該程序。對(duì)于Android開發(fā)來說,出現(xiàn)ANR的現(xiàn)象是絕對(duì)不能被允許的。

另外,由于我們的Android UI控件是線程不安全的,所以我們不能在UI Thread之外的線程當(dāng)中對(duì)我們的UI控件進(jìn)行操作。因此在Android的多線程編程當(dāng)中,我們有兩條非常重要的原則必須要遵守:

- 絕對(duì)不能在UI Thread當(dāng)中進(jìn)行耗時(shí)的操作,不能阻塞我們的UI Thread

- 不能在UI Thread之外的線程當(dāng)中操縱我們的UI元素

三、如何處理UI Thread 和 Worker Thread之間的通信

既然在Android當(dāng)中有兩條重要的原則要遵守,那么我們可能就有疑問了?我們既不能在主線程當(dāng)中處理耗時(shí)的操作,又不能在工作線程中來訪問我們的UI控件,那么我們比如從網(wǎng)絡(luò)中要下載一張圖片,又怎么能將其更新到UI控件上呢?這就關(guān)系到了我們的主線程和工作線程之間的通信問題了。在Android當(dāng)中,提供了兩種方式來解決線程直接的通信問題,一種是通過Handler的機(jī)制(這種方式在后面的隨筆中將詳細(xì)介紹),還有一種就是今天要詳細(xì)講解的 AsyncTask 機(jī)制。

四、AsyncTask

AsyncTask:異步任務(wù),從字面上來說,就是在我們的UI主線程運(yùn)行的時(shí)候,異步的完成一些操作。AsyncTask允許我們的執(zhí)行一個(gè)異步的任務(wù)在后臺(tái)。我們可以將耗時(shí)的操作放在異步任務(wù)當(dāng)中來執(zhí)行,并隨時(shí)將任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果返回給我們的UI線程來更新我們的UI控件。通過AsyncTask我們可以輕松的解決多線程之間的通信問題。

怎么來理解AsyncTask呢?通俗一點(diǎn)來說,AsyncTask就相當(dāng)于Android給我們提供了一個(gè)多線程編程的一個(gè)框架,其介于Thread和Handler之間,我們?nèi)绻x一個(gè)AsyncTask,就需要定義一個(gè)類來繼承AsyncTask這個(gè)抽象類,并實(shí)現(xiàn)其唯一的一個(gè) doInBackgroud 抽象方法。要掌握AsyncTask,我們就必須要一個(gè)概念,總結(jié)起來就是: 3個(gè)泛型,4個(gè)步驟。

3個(gè)泛型指的是什么呢?我們來看看AsyncTask這個(gè)抽象類的定義,當(dāng)我們定義一個(gè)類來繼承AsyncTask這個(gè)類的時(shí)候,我們需要為其指定3個(gè)泛型參數(shù)

- Params: 這個(gè)泛型指定的是我們傳遞給異步任務(wù)執(zhí)行時(shí)的參數(shù)的類型

- Progress: 這個(gè)泛型指定的是我們的異步任務(wù)在執(zhí)行的時(shí)候?qū)?zhí)行的進(jìn)度返回給UI線程的參數(shù)的類型

- Result: 這個(gè)泛型指定的異步任務(wù)執(zhí)行完后返回給UI線程的結(jié)果的類型

我們?cè)诙x一個(gè)類繼承AsyncTask類的時(shí)候,必須要指定好這三個(gè)泛型的類型,如果都不指定的話,則都將其寫成Void,例如:

4個(gè)步驟:當(dāng)我們執(zhí)行一個(gè)異步任務(wù)的時(shí)候,其需要按照下面的4個(gè)步驟分別執(zhí)行

- onPreExecute(): 這個(gè)方法是在執(zhí)行異步任務(wù)之前的時(shí)候執(zhí)行,并且是在UI Thread當(dāng)中執(zhí)行的,通常我們?cè)谶@個(gè)方法里做一些UI控件的初始化的操作,例如彈出要給ProgressDialog

- doInBackground(Params... params): 在onPreExecute()方法執(zhí)行完之后,會(huì)馬上執(zhí)行這個(gè)方法,這個(gè)方法就是來處理異步任務(wù)的方法,Android操作系統(tǒng)會(huì)在后臺(tái)的線程池當(dāng)中開啟一個(gè)worker thread來執(zhí)行我們的這個(gè)方法,所以這個(gè)方法是在worker thread當(dāng)中執(zhí)行的,這個(gè)方法執(zhí)行完之后就可以將我們的執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給我們的最后一個(gè) onPostExecute 方法,在這個(gè)方法里,我們可以從網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中獲取數(shù)據(jù)等一些耗時(shí)的操作

- onProgressUpdate(Progess... values): 這個(gè)方法也是在UI Thread當(dāng)中執(zhí)行的,我們?cè)诋惒饺蝿?wù)執(zhí)行的時(shí)候,有時(shí)候需要將執(zhí)行的進(jìn)度返回給我們的UI界面,例如下載一張網(wǎng)絡(luò)圖片,我們需要時(shí)刻顯示其下載的進(jìn)度,就可以使用這個(gè)方法來更新我們的進(jìn)度。這個(gè)方法在調(diào)用之前,我們需要在 doInBackground 方法中調(diào)用一個(gè) publishProgress(Progress) 的方法來將我們的進(jìn)度時(shí)時(shí)刻刻傳遞給 onProgressUpdate 方法來更新


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箭頭上的0或1表示的是TMS信號(hào)的電平。JTAG在每一個(gè)TCK信號(hào)的上升沿采樣TMS信號(hào)和TDI信號(hào),決定狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)是否發(fā)生變化,在每一個(gè)TCK信號(hào)的下降沿輸出TDO信號(hào)??梢钥吹?,無論TAP目前處于哪一個(gè)狀態(tài),只要TMS保持高電平并持續(xù)5個(gè)TCK時(shí)鐘,則TAP一定會(huì)回到Test-Logic-Reset狀態(tài)。 JTAG內(nèi)部有一個(gè)IR(instruction register)寄存器和多個(gè)DR(data register)寄存器,IR寄存器決定要訪問的是哪一個(gè)DR寄存器。DR寄存器有IDCODE、BYPASS等。在Test-Logic-Reset狀態(tài)下IR寄存器默認(rèn)選擇的是IDCODE這個(gè)DR寄存器。 JTAG主機(jī)通過IR SCAN設(shè)置IR寄存器的值,然后通過DR SCAN來讀、寫相應(yīng)的DR寄存器。 二、RISC-V調(diào)試Spec 調(diào)試模塊在CPU芯片設(shè)計(jì)里是最為不起眼的,但又是最為復(fù)雜的模塊之一,大部分開源的處理器IP都沒有調(diào)試模塊。 下面的內(nèi)容基于RISC-V debug spec 0.13版本。 目前RISC-V的官方調(diào)試上位機(jī)是openocd,調(diào)試工具可以是JLink或者CMSIS-DAP,RISC-V調(diào)試系統(tǒng)框架如圖3所示。 圖3 RISC-V調(diào)試系統(tǒng)框架 可以看到主要分為3個(gè)部分,分別是Debug Host,可以理解為PC;Debug Hardware,可以理解為JLink或者CMSIS-DAP這樣的調(diào)試工具;第三部分就是嵌入在芯片內(nèi)部的調(diào)試模塊。在調(diào)試模塊內(nèi)部,與調(diào)試工具直接交互的是DTM模塊,DTM模塊通過DMI接口與DM模塊交互。 1>DTM模塊 在DTM模塊里實(shí)現(xiàn)了一個(gè)TAP控制器(狀態(tài)機(jī)),其中IR寄存器的長(zhǎng)度最少為5位,當(dāng)TAP控制器復(fù)位時(shí),IR的值默認(rèn)為5\'b00001,即選擇的是IDCODE寄存器。DTM模塊的寄存器(DR寄存器)定義如圖4所示。 圖4 DTM寄存器 其中紅色框起來的寄存器是必須要實(shí)現(xiàn)的。下面簡(jiǎn)單介紹一下這幾個(gè)寄存器。 ① IDCODE寄存器(0x01) 當(dāng)TAP狀態(tài)機(jī)復(fù)位時(shí),IR寄存器的值默認(rèn)為0x01,即選擇的是IDCODE寄存器。IDCODE寄存器的每一位含義如圖5所示。IDCODE是只讀寄存器。 圖5 IDCODE寄存器 ● Version:只讀,版本號(hào),可為任意值。 ● PartNumber:只讀,可為任意值。 ● Manufld:只讀,廠商號(hào),遵循JEP106標(biāo)準(zhǔn)分配,實(shí)際中可為任意值,只要不與已分配的廠商號(hào)沖突即可。 ② DTM控制和狀態(tài)寄存器(dtmcs,0x10) dtmcs寄存器的每一位含義如圖6所示。 圖6 dtmcs寄存器 ● dmihardreset:DTM模塊硬復(fù)位,寫1有效。 ● dmireset:清除出錯(cuò),寫1有效。 ● idle:只讀,JTAG 主機(jī)在Run-Test-Idle狀態(tài)停留的時(shí)鐘周期數(shù),0表示不需要進(jìn)入Run-Test-Idle狀態(tài),1表示進(jìn)入Run-Test-Idle狀態(tài)后可以馬上進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài),以此類推。 ● dmistat:只讀,上一次操作的狀態(tài)。0表示無出錯(cuò),1或者2表示操作出錯(cuò),3表示操作還未完成。 ● abits:只讀,dmi寄存器中address域的大小(位數(shù))。 ● version:只讀,實(shí)現(xiàn)所對(duì)應(yīng)的spec版本,0表示0.11版本,1表示0.13版本。 ③ DM模塊接口訪問寄存器(dmi,0x11) dmi寄存器的每一位含義如圖7所示。 圖7 dmi寄存器 ● address:可讀可寫,DM寄存器的長(zhǎng)度(位數(shù))。 ● data:可讀可寫,往DM寄存器讀、寫的數(shù)據(jù),固定為32位。 ● op:可讀可寫,讀或者寫這個(gè)域時(shí)有不同的含義。當(dāng)寫這個(gè)域時(shí),寫0表示忽略address和data的值,相當(dāng)于nop操作;寫1表示從address指定的寄存器讀數(shù)據(jù);寫2表示把data的數(shù)據(jù)寫到address指定的寄存器。寫3為保留值。當(dāng)讀這個(gè)域時(shí),0表示上一個(gè)操作正確完成;1為保留值;2表示上一個(gè)操作失敗,這個(gè)狀態(tài)是會(huì)被記住的,因此需要往dtmcs寄存器的dmireset域?qū)?才能清除這個(gè)狀態(tài)。3表示上一個(gè)操作還未完成。 在Update-DR狀態(tài)時(shí),DTM開始執(zhí)行op指定的操作。在Capture-DR狀態(tài)時(shí),DTM更新data域。 ④ BYPASS寄存器(0x1f) 只讀,長(zhǎng)度為1,值固定為0。 2>DM模塊 從圖3可知,DM模塊訪問RISC-V Core有兩種方式,一種是通過abstract command,另一種是通過system bus。abstract command方式是必須要實(shí)現(xiàn)的,system bus的方式是可選的。 DM模塊的寄存器都為32位,定義如圖8所示。 圖8 DM寄存器 下面介紹一下紅色框起來這幾個(gè)重要的寄存器。 ① data寄存器(data0-data11,0x04-0x0f) 這12個(gè)寄存器是用于abstract command的數(shù)據(jù)寄存器,長(zhǎng)度為32位,可讀可寫。 ② DM控制寄存器(dmcontrol,0x10) dmcontrol寄存器的每一位含義如圖9所示。 圖9 dmcontrol寄存器 ● haltreq:只寫,寫1表示halt(暫停)當(dāng)前hart(hart表示CPU核,存在多核的情況)。 ● resumereq:只能寫1,寫1表示resume(恢復(fù))當(dāng)前hart,即go。 ● hartreset:可讀可寫,寫1表示復(fù)位DM模塊,寫0表示撤銷復(fù)位,這是一個(gè)可選的位。 ● ackhavereset:只能寫1,寫1表示清除當(dāng)前hart的havereset狀態(tài)。 ● hasel:可讀可寫,0表示當(dāng)前只有一個(gè)已經(jīng)被選擇了的hart,1表示當(dāng)前可能有多個(gè)已經(jīng)被選擇了的hart。 ● hartsello:可讀可寫,當(dāng)前選擇的hart的低10位。1位表示一個(gè)hart。 ● hartselhi:可讀可寫,當(dāng)前選擇的hart的高10位。1位表示一個(gè)hart。如果只有一個(gè)hart,那么hasel的值為0,hartsello的值為1,hartselhi的值為0。 ● setresethaltreq:只能寫1,寫1表示當(dāng)前選擇的hart復(fù)位后處于harted狀態(tài)。 ● clrresethaltreq:只能寫1,寫1表示清除setresethaltreq的值。 ● ndmreset:可讀可寫,寫1表示復(fù)位整個(gè)系統(tǒng),寫0表示撤銷復(fù)位。 ● dmactive:可讀可寫,寫0表示復(fù)位DM模塊,寫1表示讓DM模塊正常工作。正常調(diào)試時(shí),此位必須為1。 ③ DM狀態(tài)寄存器(dmstatus,0x11) dmstatus寄存器是一個(gè)只讀寄存器,每一位含義如圖10所示。 圖10 dmstatus寄存器 ● impebreak:1表示執(zhí)行完progbuf的指令后自動(dòng)插入一條ebreak指令,這樣就可以節(jié)省一個(gè)progbuf。當(dāng)progbufsize的值為1時(shí),此值必須為1。 ● allhavereset:1表示當(dāng)前選擇的hart已經(jīng)復(fù)位。 ● anyhavereset:1表示當(dāng)前選擇的hart至少有一個(gè)已經(jīng)復(fù)位。 ● allresumeack:1表示當(dāng)前選擇的所有hart已經(jīng)應(yīng)答上一次的resume請(qǐng)求。 ● anyresumeack:1表示當(dāng)前選擇的hart至少有一個(gè)已經(jīng)應(yīng)答上一次的resume請(qǐng)求。 ● allnonexistent:1表示當(dāng)前選擇的hart不存在于當(dāng)前平臺(tái)。 ● anynonexistent:1表示至少有一個(gè)選擇了的hart不存在于當(dāng)前平臺(tái)。 ● allunavail:1表示當(dāng)前選擇的hart都不可用。 ● anyunavail:1表示至少有一個(gè)選擇了的hart不可用。 ● allrunning:1表示當(dāng)前選擇的hart都處于running狀態(tài)。 ● anyrunning:1表示至少有一個(gè)選擇了的hart處于running狀態(tài)。 ● allhalted:1表示當(dāng)前選擇的hart都處于halted狀態(tài)。 ● anyhalted:1表示至少有一個(gè)選擇了的hart處于halted狀態(tài)。 ● authenticated:0表示使用DM模塊之前需要進(jìn)行認(rèn)證,1表示已經(jīng)通過認(rèn)證。 ● authbusy:0表示可以進(jìn)行正常的認(rèn)證,1表示認(rèn)證處于忙狀態(tài)。 ● hasresethaltreq:1表示DM模塊支持復(fù)位后處于halted狀態(tài),0表示不支持。 ● confstrptrvalid:1表示confstrptr0~3寄存器保存了配置字符串的地址。 ● version:0表示DM模塊不存在,1表示DM模塊的版本為0.11,2表示DM模塊的版本為0.13。 ④ abstract控制和狀態(tài)寄存器(abstractcs,0x16) abstractcs寄存器定義如圖11所示。 圖11 abstractcs寄存器 ● progbufsize:只讀,program buffer的個(gè)數(shù),取值范圍為0~16,每一個(gè)的大小為32位。 ● busy:只讀,1表示abstract命令正在執(zhí)行,當(dāng)寫command寄存器后該位應(yīng)該馬上被置位直到命令執(zhí)行完成。 ● cmderr:可讀、只能寫1,cmderr的值僅當(dāng)busy位為0時(shí)有效。0表示無錯(cuò)誤,1表示正在操作command、abstractcs、data或者progbuf寄存器,2表示不支持當(dāng)前命令,3表示執(zhí)行命令時(shí)出現(xiàn)異常,4表示由于當(dāng)前hart不可用,或者不是處于halted/running狀態(tài)而不能被執(zhí)行,5表示由于總線出錯(cuò)(對(duì)齊、訪問大小、超時(shí))導(dǎo)致的錯(cuò)誤,7表示其他錯(cuò)誤。寫1清零cmderr。 ● datacount:只讀,所實(shí)現(xiàn)的data寄存器的個(gè)數(shù)。 ⑤ abstract命令寄存器(command,0x17) 當(dāng)寫這個(gè)寄存器時(shí),相應(yīng)的操作就會(huì)被執(zhí)行。command寄存器只能寫,定義如圖12所示。 圖12 command寄存器 ● cmdtype:只寫,命令類型,0為表示訪問寄存器,1表示快速訪問,2表示訪問內(nèi)存。 ● control:只寫,不同的命令類型有不同的含義,說明如下。 當(dāng)cmdtype為0時(shí),control定義如圖13所示。 圖13 訪問寄存器 ● cmdtype:值為0。 ● aarsize:2表示訪問寄存器的最低32位,3表示訪問寄存器的最低64位,4表示訪問寄存器的最低128位。如果大于實(shí)際寄存器的大小則此次訪問是失敗的。 ● aarpostincrement:1表示成功訪問寄存器后自動(dòng)增加regno的值。 ● postexec:1表示執(zhí)行progbuf里的內(nèi)容(指令)。 ● transfer:0表示不執(zhí)行write指定的操作,1表示執(zhí)行write指定的操作。 ● write:0表示從指定的寄存器拷貝數(shù)據(jù)到arg0指定的data寄存器。1表示從arg0指定的data寄存器拷貝數(shù)據(jù)到指定的寄存器。 ● regno:要訪問的寄存器。 綜上,可知: Ⅰ. 當(dāng)write=0,transfer=1時(shí),從regno指定的寄存器拷貝數(shù)據(jù)到arg0對(duì)應(yīng)的data寄存器。 Ⅱ. 當(dāng)write=1,transfer=1時(shí),從arg0對(duì)應(yīng)的data寄存器拷貝數(shù)據(jù)到regno指定的寄存器。 Ⅲ. 當(dāng)aarpostincrement=1時(shí),將regno的值加1。 Ⅳ. 當(dāng)postexec=1時(shí),執(zhí)行progbuf寄存器里的指令。 arg對(duì)應(yīng)的data寄存器如圖14所示。 圖14 arg對(duì)應(yīng)的data寄存器 即當(dāng)訪問的寄存器位數(shù)為32位時(shí),arg0對(duì)應(yīng)data0寄存器,arg1對(duì)應(yīng)data1寄存器,arg2對(duì)應(yīng)data2寄存器。 當(dāng)cmdtype為1時(shí),control定義如圖15所示。 圖15 快速訪問 ● cmdtyte:值為1。 此命令會(huì)執(zhí)行以下操作: 1)halt住當(dāng)前hart。 2)執(zhí)行progbuf寄存器里的指令。 3)resume當(dāng)前hart。 當(dāng)cmdtype為2時(shí),control定義如圖16所示。 圖16 訪問內(nèi)存 ● cmdtype:值為2。 ● aamvirtual:0表示訪問的是物理地址,1表示訪問的是虛擬地址。 ● aamsize:0表示訪問內(nèi)存的低8位,1表示訪問內(nèi)存的低16位,2表示訪問內(nèi)存的低32位,3表示訪問內(nèi)存的低64位,4表示訪問內(nèi)存的低128位。 ● aampostincrement:1表示訪問成功后,將arg1對(duì)應(yīng)的data寄存器的值加上aamsize對(duì)應(yīng)的字節(jié)數(shù)。 ● write:0表示從arg1指定的地址拷貝數(shù)據(jù)到arg0指定的data寄存器,1表示從arg0指定的data寄存器拷貝數(shù)據(jù)到arg1指定的地址。 ● target-specific:保留。 綜上,可知: Ⅰ. 當(dāng)write=0時(shí),從arg1指定的地址拷貝數(shù)據(jù)到arg0指定的data寄存器。 Ⅱ. 當(dāng)write=1時(shí),從arg0指定的data寄存器拷貝數(shù)據(jù)到arg1指定的地址。 Ⅲ. 當(dāng)aampostincrement=1時(shí),增加arg1對(duì)應(yīng)的data寄存器的值。 ⑥ 系統(tǒng)總線訪問控制和狀態(tài)寄存器(sbcs,0x38) sbcs寄存器定義如圖17所示。 圖17 sbcs寄存器 ● sbversion:只讀,0表示system bus是2018.1.1之前的版本,1表示當(dāng)前debug spec的版本,即0.13版本。 ● sbbusyerror:只讀,寫1清零,當(dāng)debugger要進(jìn)行system bus訪問操作時(shí),如果上一次的system bus訪問還在進(jìn)行中,此時(shí)會(huì)置位該位。 ● sbbusy:只讀,1表示system bus正在忙。在進(jìn)行system bus訪問前必須確保該位為0。 ● sbreadonaddr:可讀可寫,1表示每次往sbaddress0寄存器寫數(shù)據(jù)時(shí),將會(huì)自動(dòng)觸發(fā)system bus從新的地址讀取數(shù)據(jù)。 ● sbaccess:可讀可寫,訪問的數(shù)據(jù)寬度,0表示8位,1表示16位,2表示32位,3表示64位,4表示128位。 ● sbautoincrement:可讀可寫,1表示每次system bus訪問后自動(dòng)將sbaddress的值加上sbaccess的大小(字節(jié))。 ● sbreadondata:可讀可寫,1表示每次從sbdata0寄存器讀數(shù)據(jù)后將自動(dòng)觸發(fā)system bus從新的地址讀取數(shù)據(jù)。 ● sberror:可讀,寫1清零,0表示無錯(cuò)誤,1表示超時(shí),2表示訪問地址錯(cuò)誤,3表示地址對(duì)齊錯(cuò)誤,4表示訪問大小錯(cuò)誤,7表示其他錯(cuò)誤。 ● sbasize:只讀,system bus地址寬度(位數(shù)),0表示不支持system bus訪問。 ● sbaccess128:只讀,1表示system bus支持128位訪問。 ● sbaccess64:只讀,1表示system bus支持64位訪問。 ● sbaccess32:只讀,1表示system bus支持32位訪問。 ● sbaccess16:只讀,1表示system bus支持16位訪問。 ● sbaccess8:只讀,1表示system bus支持8位訪問。 ⑦ 系統(tǒng)總線地址0寄存器(sbaddress0,0x39) 可讀可寫,如果sbcs寄存器中的sbasize的值為0,那么此寄存器可以不用實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)寫該寄存器時(shí),會(huì)執(zhí)行以下流程: Ⅰ. 設(shè)置sbcs.sbbusy的值為1。 Ⅱ. 從新的sbaddress地址讀取數(shù)據(jù)。 Ⅲ. 如果讀取成功并且sbcs.sbautoincrement的值為1,則增加sbaddress的值。 Ⅳ. 設(shè)置sbcs.sbbusy的值為0。 ⑧ 系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)0寄存器(sbdata0,0x3c) 可讀可寫,如果sbcs寄存器中的所有sbaccessxx的值都為0,那么此寄存器可以不用實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)寫該寄存器時(shí),會(huì)執(zhí)行以下流程: Ⅰ. 設(shè)置sbcs.sbbusy的值為1。 Ⅱ. 將sbdata的值寫到sbaddress指定的地址。 Ⅲ. 如果寫成功并且sbcs.sbautoincrement的值為1,則增加sbaddress的值。 Ⅳ. 設(shè)置sbcs.sbbusy的值為0。 當(dāng)讀該寄存器時(shí),會(huì)執(zhí)行以下流程: Ⅰ. 準(zhǔn)備返回讀取的數(shù)據(jù)。 Ⅱ. 設(shè)置sbcs.sbbusy的值為1。 Ⅲ. 如果sbcs.sbautoincrement的值為1,則增加sbaddress的值。 Ⅳ. 如果sbcs.sbreadondata的值為1,則開始下一次讀操作。 Ⅴ. 設(shè)置sbcs.sbbusy的值為0。 三、RISC-V調(diào)試上位機(jī)分析 RISC-V官方支持的調(diào)試器上位機(jī)是openocd。openocd是地表最強(qiáng)大(沒有之一)的開源調(diào)試上位機(jī),支持各種target(ARM(M、A系列)、FPGA、RISC-V等),支持各種調(diào)試器(Jlink、CMSIS-DAP、FTDI等),支持JTAG和SWD接口。 這里不打算詳細(xì)分析整個(gè)openocd的實(shí)現(xiàn),只是重點(diǎn)關(guān)注針對(duì)RISC-V平臺(tái)的初始化、讀寫寄存器和讀寫內(nèi)存這幾個(gè)流程。 1>openocd啟動(dòng)過程 openocd啟動(dòng)時(shí)需要通過-f參數(shù)制定一個(gè)cfg文件,比如: openocd.exe -f riscv.cfg riscv.cfg文件的內(nèi)容如下: adapter_khz1000 reset_config srst_only adapter_nsrst_assert_width 100 interface cmsis-dap transport select jtag set _CHIPNAME riscv jtag newtap $_CHIPNAME cpu -irlen 5 -expected-id 0x1e200a6d set _TARGETNAME $_CHIPNAME.cpu target create $_TARGETNAME riscv -chain-position $_TARGETNAME ■ 第一行設(shè)置TCK的時(shí)鐘為1000KHz。 ■ 第二行表示不支持通過TRST引腳復(fù)位,只支持TMS為高電平并持續(xù)5個(gè)TCK時(shí)鐘這種方式的復(fù)位。 ■ 第三行是復(fù)位持續(xù)的延時(shí)。 ■ 第四行指定調(diào)試器為CMSIS-DAP。 ■ 第五行指定調(diào)試接口為JTAG。 ■ 第六行指定調(diào)試的target類型為riscv。 ■ 第七行指定生成一個(gè)IR寄存器長(zhǎng)度為5位、IDCODE為0x1e200a6d的JTAG TAP。 ■ 第八、九行指定生成一個(gè)riscv target。 openocd啟動(dòng)時(shí)的主要流程如圖18所示。 圖18 openocd啟動(dòng)流程 下面重點(diǎn)關(guān)注一下examine target這個(gè)流程。 這里的target是指riscv,對(duì)于riscv,首先會(huì)讀取dtmcontrol這個(gè)寄存器,因?yàn)閛penocd支持0.11和0.13版本的DTM,通過這個(gè)寄存器可以知道當(dāng)前調(diào)試的DTM是哪一個(gè)版本。這里選擇0.13版本來分析。通過讀取dtmcontrol,還可以知道idle、abits這些參數(shù)。接下來會(huì)將dmcontrol這個(gè)寄存器的dmactive域?qū)?后再寫1來復(fù)位DM模塊。接下來再讀取dmstatus,判斷version域是否為2。接下來還會(huì)讀取sbcs和abstractcs寄存器,最后就是初始化每一個(gè)hart的寄存器。 2>read register過程 讀寄存器時(shí),先構(gòu)建command寄存器的內(nèi)容,首先將cmdtype的值設(shè)為0,aarsize的值設(shè)為2(寄存器的寬度為32位),transfer的值設(shè)為1,regno的值設(shè)為要讀的寄存器的number,其他值設(shè)為0,然后寫到command寄存器里。然后一直讀取abstractcs寄存器,直到abstractcs寄存器的busy位為0或者超時(shí)。然后再判斷abstractcs寄存器的cmderr的值是否為0,如果不為0則表示此次讀取寄存器失敗,如果為0則繼續(xù)讀取data0寄存器,這樣就可以得到想要讀的寄存器的值。 3>write register過程 寫寄存器時(shí),先將需要寫的值寫到data0寄存器,然后構(gòu)建command寄存器的內(nèi)容,首先將cmdtype的值設(shè)為0,aarsize的值設(shè)為2(寄存器的寬度為32位),transfer的值設(shè)為1,write的值設(shè)為1,regno的值設(shè)為要寫的寄存器的number,其他值設(shè)為0,然后寫到command寄存器里。然后一直讀取abstractcs寄存器,直到abstractcs寄存器的busy位為0或者超時(shí)。然后再判斷abstractcs寄存器的cmderr的值是否為0,如果不為0則表示此次寫寄存器失敗,如果為0則表示寫寄存器成功。 4>read memory過程 如果progbufsize的值大于等于2,則會(huì)優(yōu)先使用通過執(zhí)行指令的方式來讀取內(nèi)存。這里不分析這種方式,而是分析使用system bus的方式。通過前面的分析可知,system bus有兩個(gè)版本V0和V1,這里以V1版本來說明。 先將sbcs寄存器的sbreadonaddr的值設(shè)為1,sbaccess的值設(shè)為2(32位),然后將要讀內(nèi)存的地址寫入sbaddress0寄存器。接著讀sbdata0寄存器,最后讀sbcs寄存器,如果其中的sbbusy、sberror和sbbusyerror都為0,則從sbdata0讀取到的內(nèi)容就是要讀的內(nèi)存的值。 5>write memory過程 和read memory類似,同樣以V1版本來說明。 先將要寫的內(nèi)存地址寫到sbaddress0寄存器,然后將要寫的數(shù)據(jù)寫到data0寄存器,最后讀sbcs寄存器,如果其中的sbbusy、sberror和sbbusyerror都為0,則此次寫內(nèi)存成功。 四、RISC-V JTAG的實(shí)現(xiàn) 通過在STM32F103C8T6上實(shí)現(xiàn)(模擬)RISC-V調(diào)試標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步加深對(duì)RISC-V JTAG調(diào)試的理解。 使用STM32的四個(gè)GPIO作為JTAG信號(hào)的四根線,其中TCK所在的引腳設(shè)為外部中斷,即上升沿和下降沿觸發(fā)方式,實(shí)現(xiàn)了可以通過openocd以RISC-V的調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)來訪問STM32的寄存器和內(nèi)存。程序流程如圖19所示。 圖19 JTAG實(shí)現(xiàn)的程序流程 五、參考資料 1、在STM32上模擬RISC-V JTAG的實(shí)現(xiàn):stm32_riscv_jtag_slave 2、一個(gè)從零開始寫的易懂的RISC-V處理器核:tinyriscv
    發(fā)表于 11-28 22:00

    socket 多線程編程實(shí)現(xiàn)方法

    在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)編程中,多線程技術(shù)被廣泛應(yīng)用于提高服務(wù)器的并發(fā)處理能力。Socket編程是網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ),而將多線程技術(shù)應(yīng)用于Socket編程,可以顯著提升服務(wù)器的性能。 多線程編程的基本概念 多線
    的頭像 發(fā)表于 11-12 14:16 ?453次閱讀

    Python中多線程和多進(jìn)程的區(qū)別

    Python作為一種高級(jí)編程語言,提供了多種并發(fā)編程的方式,其中多線程與多進(jìn)程是最常見的兩種方式之一。在本文中,我們將探討Python中多線程與多進(jìn)程的概念、區(qū)別以及如何使用線程池與進(jìn)程池來提高并發(fā)執(zhí)行效率。
    的頭像 發(fā)表于 10-23 11:48 ?476次閱讀
    Python中<b class='flag-5'>多線程</b>和多進(jìn)程的區(qū)別

    深入淺出系列之代碼可讀性

    原創(chuàng)聲明:該文章是個(gè)人在項(xiàng)目中親歷后的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和分享,如有搬運(yùn)需求請(qǐng)注明出處。 這是“深入淺出系列”文章的第一篇,主要記錄和分享程序設(shè)計(jì)的一些思想和方法論,如果讀者覺得所有受用,還請(qǐng)“一鍵三連
    的頭像 發(fā)表于 08-09 16:00 ?291次閱讀

    ESP32會(huì)不會(huì)有多線程問題,需要加鎖嗎?

    ESP32會(huì)不會(huì)有多線程問題,需要加鎖嗎
    發(fā)表于 07-19 08:05

    多線程設(shè)計(jì)模式到對(duì) CompletableFuture 的應(yīng)用

    最近在開發(fā) 延保服務(wù) 頻道頁時(shí),為了提高查詢效率,使用到了多線程技術(shù)。為了對(duì)多線程方案設(shè)計(jì)有更加充分的了解,在業(yè)余時(shí)間讀完了《圖解 Java 多線程設(shè)計(jì)模式》這本書,覺得收獲良多。本篇文章將介紹其中
    的頭像 發(fā)表于 06-26 14:18 ?417次閱讀
    從<b class='flag-5'>多線程</b>設(shè)計(jì)模式到對(duì) CompletableFuture 的應(yīng)用

    深入淺出TDR阻抗測(cè)試

    Chrent為什么要測(cè)阻抗?計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等領(lǐng)域的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)人員正面臨著越來越快的時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)速率,隨之,信號(hào)完整性變得越來越重要。在當(dāng)前的高工作速率下,影響信號(hào)上升時(shí)間、脈寬、時(shí)序、抖動(dòng)或噪聲內(nèi)容的任何事物都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能和可靠性。為保證信號(hào)完整性,必須了解和控制信號(hào)經(jīng)過的傳輸環(huán)境的阻抗。阻抗不匹配和不連續(xù)會(huì)導(dǎo)致反射,增加系
    的頭像 發(fā)表于 06-06 08:28 ?6449次閱讀
    <b class='flag-5'>深入淺出</b><b class='flag-5'>談</b>TDR阻抗測(cè)試

    深入淺出帶你搞懂-MOSFET柵極電阻

    一、MOSFET簡(jiǎn)介MOSFET是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管,屬于電壓控制電流型元件,是開關(guān)電路中的基本元件,其柵極(G極)內(nèi)阻極高。以N溝道增強(qiáng)型為例,其結(jié)構(gòu)為在一塊濃度較低的P型硅上擴(kuò)散兩個(gè)濃度較高的N型區(qū)作為漏極和源極,半導(dǎo)體表面覆蓋二氧化硅絕緣層并引出一個(gè)電極作為柵極。由于mos管本身的
    的頭像 發(fā)表于 05-09 08:10 ?2.3w次閱讀
    <b class='flag-5'>深入淺出</b>帶你搞懂-MOSFET柵極電阻

    bootloader開多線程做引導(dǎo)程序,跳app初始化后直接進(jìn)hardfualt,為什么?

    如標(biāo)題,想做一個(gè)遠(yuǎn)程升級(jí)的項(xiàng)目,bootloader引導(dǎo)區(qū)域和app都是開多線程跑的,就是自己寫了個(gè)小的任務(wù)調(diào)度器,沒什么功能主要是想讓程序快速的響應(yīng),延時(shí)不會(huì)對(duì)其他程序造成堵塞,程序測(cè)試
    發(fā)表于 04-18 06:07

    鴻蒙OS開發(fā)實(shí)例:【ArkTS類庫多線程CPU密集型任務(wù)TaskPool】

    CPU密集型任務(wù)是指需要占用系統(tǒng)資源處理大量計(jì)算能力的任務(wù),需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,這段時(shí)間會(huì)阻塞線程其它事件的處理,不適宜放在主線程進(jìn)行。例如圖像處理、視頻編碼、數(shù)據(jù)分析等。 基于多線程并發(fā)機(jī)
    的頭像 發(fā)表于 04-01 22:25 ?887次閱讀
    鴻蒙OS開發(fā)實(shí)例:【ArkTS類庫<b class='flag-5'>多線程</b>CPU密集型任務(wù)TaskPool】

    java實(shí)現(xiàn)多線程的幾種方式

    Java實(shí)現(xiàn)多線程的幾種方式 多線程是指程序中包含了兩個(gè)或以上的線程,每個(gè)線程都可以并行執(zhí)行不同的任務(wù)或操作。Java中的多線程可以提高程序
    的頭像 發(fā)表于 03-14 16:55 ?772次閱讀

    python中5種線程鎖盤點(diǎn)

    線程安全是多線程或多進(jìn)程編程中的一個(gè)概念,在擁有共享數(shù)據(jù)的多條線程并行執(zhí)行的程序中,線程安全的代碼會(huì)通過同步機(jī)制保證各個(gè)
    發(fā)表于 03-07 11:08 ?1654次閱讀
    python中5種<b class='flag-5'>線程</b>鎖盤點(diǎn)

    怎么理解負(fù)頻率呢?射頻人眼中的負(fù)頻率

    說實(shí)話,我對(duì)負(fù)頻率這個(gè)概念,也是有點(diǎn)凌亂。不過,最近不是正在看“深入淺出通信原理”嘛,看了一些相關(guān)概念。
    的頭像 發(fā)表于 03-05 16:10 ?3459次閱讀
    怎么理解負(fù)頻率呢?射頻人眼中的負(fù)頻率

    AT socket可以多線程調(diào)用嗎?

    請(qǐng)問AT socket 可以多線程調(diào)用嗎? 有互鎖機(jī)制嗎,還是要自己做互鎖。
    發(fā)表于 03-01 08:22