[Вроде решено] Массив указателей на функции. Указатель на массив Опции

[demiurg1978]

Запутался. Честно скажу, с указателями я не всегда дружу. Помогите написать правильно. Нужно: есть массивы указателей на функцию. И переменные-состояния конечных автоматов, индексы для массивов.

CODE

//************************************************************************
//************************ Главный автомат *******************************
//************************************************************************

//========================================================================
STATE (PROC_DEVICE_INIT, proc_device_init)
STATE (PROC_DEVICE_WAIT_SWITCH_MODE, proc_device_wait_switch_mode)
STATE (PROC_DEVICE_MANUAL, proc_device_manual_mode)
STATE (PROC_DEVICE_AUTOMAT, proc_device_automat_mode)
STATE (PROC_DEVICE_EMERG_MODE, proc_device_emerg_mode)
//========================================================================

enum _proc_device
{
#define STATE(name, func) name,
#include "_proc_device.h"
#undef STATE

PROC_DEVICE_STATES,
};

//========================================================================
typedef void (*FUNC)(void);
//========================================================================

__flash FUNC proc_device_func [PROC_DEVICE_STATES] =
{
#define STATE(name, func) func,
#include "_proc_device.h"
#undef STATE
};

static u08 _proc_device;
static u08 _proc_device_slave;

void proc_device (void)
{
// proc_sens_pwr (SAVE_EEPROM_PARAMETERS); // !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

proc_device_func [_proc_device] (); // В данный момент работает так.
}

Мне нужна функция, у которой в качестве параметров proc_device_func и _proc_device.
Что-то вроде proc_fsm_func (proc_device_func, get_proc_device_state ())

Мои пробы выдают ошибки.

Сообщение отредактировал demiurg1978 - Jan 29 2017, 14:47

[Dog Pawlowa]

Определяем тип переменной PROCEDURE - указатель на функцию

Код

typedef void (*PROCEDURE)(void);

Пишем текст функций.

Код

void function1(void) { ... }
void function2(void) { ... }
void function3(void) { ... }

Определяем, сколько у нас функций в массиве.

Код

#define STATES 3

Создаем массив указателей на функции в программной памяти, что у нас, AVR..

Код

__flash const PROCEDURE function[STATES_QTY] = { function1, function2, function3 };

Все, в программе вызываем вызываем функцию, соответствующую номеру состояния state:

Код

function[state]();

Мне нужна функция, у которой в качестве параметров proc_device_func и _proc_device.
Что-то вроде proc_fsm_func (proc_device_func, get_proc_device_state ())

А зачем так сложно - в функцию передавать указатель на функцию? Чтобы вызвать? Ну так вызовите добавлением скобок.

[demiurg1978]

А зачем так сложно - в функцию передавать указатель на функцию? Чтобы вызвать? Ну так вызовите добавлением скобок.

Покажите, как.

[Dog Pawlowa]

Покажите, как.

Уже сделано! Функция вызывается по индексу в таблице:

Код

function[state]();

Что не устраивает?

[demiurg1978]

Все приведенные примеры по сути повторяют то, что написано в первом сообщении. Излишняя навороченность кода в том сообщении, по сути enum и массив, обвернутые в макросы. И вызов функции один в один как у вас.

Код

   proc_device_func [_proc_device] ();

[Dog Pawlowa]

Все приведенные примеры по сути повторяют то, что написано в первом сообщении. Излишняя навороченность кода в том сообщении, по сути enum и массив, обвернутые в макросы. И вызов функции один в один как у вас.

Правильно, макросы вредны, а все остальное - классика, которую использует каждый второй.
Что не устраивает то?

Вам то зачем дополнительная прослойка в виде функции, в которую будете передавать указатель на функцию?
Будьте проще, пишите как есть, все же работает.

[demiurg1978]

Вроде решил вопрос.

CODE

//========================================================================
typedef void (*FUNC)(void);
//========================================================================

void proc_fsm_func (FUNC __flash *ptr_func, u08 s);

void func_1 (void);
void func_2 (void);
void func_3 (void);
void func_4 (void);

extern FUNC __flash list_func [];
void __flash * get_list_func (void);

void func_1 (void)
{

}

void func_2 (void)
{

}

void func_3 (void)
{

}

void func_4 (void)
{

}

__flash FUNC list_func [4] =
{
func_1,
func_2,
func_3,
func_4,
};

void proc_fsm_func (FUNC __flash *ptr_func, u08 s)
{
ptr_func [s] ();
}

void __flash * get_list_func (void)
{
return list_func;
}

proc_fsm_func (get_list_func (), 2);

Задумка такая: что-то вроде ядра обработчика конечных автоматов. Можно было и так оставить, как сделано в первом сообщении. Для каждого автомата своя строка вызова функции по индексу.
А когда задумал ядро обработчика, тут и возникли трудности. Честно говоря, я еще думаю, стоит ли дальше работать над этим ядром и применять его в проектах.

Сообщение отредактировал demiurg1978 - Jan 29 2017, 17:29

[Dog Pawlowa]

Для каждого автомата своя строка вызова функции по индексу.

Это реализуется очень просто - одним массивом всех функций, но группы индексов массива для каждого автомата не должны перекрываться.
Например, первые 6 функций - автомат А, следующие 19 функций автомат B, и еще 9 функций автомата C.
тогда если массив называется f, обработка всех автоматов будет выглядеть так:

Код

f[stateA]();
f[stateB]();
f[stateC]();

Я так делал один раз в очень специфическом проекте.

[psL]

Например, первые 6 функций - автомат А, следующие 19 функций автомат B, и еще 9 функций автомата C.
Я так делал один раз в очень специфическом проекте.

Допустим нужно добавить еще несколько состояний в автомат A, что делать? Менять условия всякий раз?
Насколько понимаю, ТС разбивает весь код на задачи и у каждой задачи - свой автомат состояний. Т.е. при переключении на соответствующую задачу должен подключаться соответствующий автомат состояния.
В принципе, очень типичная задача. Ничего специфического. Даже тема была https://electronix.ru/forum/index.php?showt...=136908&hl=

[Dog Pawlowa]

Менять условия всякий раз?

Дифайны и енумы уже отменили?

[psL]

Дифайны и енумы уже отменили?

Нет. Просто реализация, исходя из ваших рекомендаций, у ТС получится до безобразия кривой: один глобальный массив со всеми вытекающими. И все это только потому, что указатель на массив функций не осислили)

[Dog Pawlowa]

Просто реализация, исходя из ваших рекомендаций, у ТС получится до безобразия кривой: один глобальный массив со всеми вытекающими.

А что там такое вытекает? Инициализация переменных состояния? Для Вас это тоже проблема?

[demiurg1978]

Если конечный автомат сделан по индексному переходу, то не инициализированная переменная-состояние может наделать делов. Именно поэтому хорош способ, когда нулевое состояние - инициализация всего и вся. Тем более что такой способ бесплатен. ОЗУ инициализировано нулями.
Но если switch-case и состояний много, то код становится трудночитаемым. Опять же, switch-case нагляден. Индексный вызов функций - это блудить и искать нужную функцию. Но в этом случае можно частично облегчить задачу. Например, в одном месте вывести названия состояний и соответствующие названиям функции.
Пример:

Код

//************************************************************************
//************************ Главный автомат *******************************
//************************************************************************

//========================================================================
STATE (PROC_DEVICE_INIT,             proc_device_init)
STATE (PROC_DEVICE_WAIT_SWITCH_MODE, proc_device_wait_switch_mode)
STATE (PROC_DEVICE_MANUAL,           proc_device_manual_mode)
STATE (PROC_DEVICE_AUTOMAT,          proc_device_automat_mode)
STATE (PROC_DEVICE_EMERG_MODE,       proc_device_emerg_mode)
//========================================================================

Сообщение отредактировал demiurg1978 - Jan 29 2017, 19:11

[jcxz]

Но если switch-case и состояний много, то код становится трудночитаемым. Опять же, switch-case нагляден. Индексный вызов функций - это блудить и искать нужную функцию. Но в этом случае можно частично облегчить задачу. Например, в одном месте вывести названия состояний и соответствующие названиям функции.

Есть гораздо более наглядные способы организации автоматов состояний чем switch/case или туева хуча функций.
Например - переключение стека, когда значениями автомата состояний становятся значения PC (или как там в AVR называется счётчик команд?) И код автомата выглядит совершенно линейным и простым.

Дифайны и енумы уже отменили?

Нет. PC - вот лучшее место для хранения состояния автомата состояния!

[Dog Pawlowa]

Нет. PC - вот лучшее место для хранения состояния автомата состояния!

Как же, давайте пихать RTOS во все дыры.
А даже впихнем - все равно куски кода нужно как-то комментировать, можно сказать, что case - это комментарий

[jcxz]

Как же, давайте пихать RTOS во все дыры.

Причём тут RTOS?? Где Вы её узрели в моём сообщении?

[Dog Pawlowa]

Где Вы её узрели в моём сообщении?

вот:

PC - вот лучшее место для хранения состояния автомата состояния!

Самый лучший автомат состояния - это последовательное выполнение команд, тогда состояние однозначно отражается местом в коде. Полностью согласен.
К сожалению, это возможно только для простейших устройств (один автомат), чтобы сделать то же самое для более сложных устройств (больше одного автомата) и сохранить привязку автомата к PC, нужно иметь инструмент, который принудительно переключает PC между "автоматами".
Такой инструмент называется RTOS.
Как?

[jcxz]

нужно иметь инструмент, который принудительно переключает PC между "автоматами".
Такой инструмент называется RTOS.

Нет.
Вы очевидно полагаете, что ОС это нечто такое, божественное, состоящее не из команд, действующее непостижимым образом.
Нет, всё проще - ОС состоит из тех же самых команд, что и остальной код и переключение контекста (которое есть и в ОС), никто не мешает сделать вручную.
И принудительности никакой не надо - переключение надо делать там-же, где у ТС-а находится switch/case (ну или вызов очередной функции из таблицы),
только вместо этого будет сохранение контекста точки вызова (регистры, указатель стека, PC) и восстановление контекста тела автомата.
И в результате получаем тело автомата в виде линейного кода, а не разорванного на много частей switch/case-ами и не распиленное на отдельные функции.
И таких автоматов может быть сколько угодно - для каждого свой стек.

Единственное что правда, так это то, что тело такого автомата будет похоже на задачу ОС с корпоративной многозадачностью.

[demiurg1978]

И в результате получаем тело автомата в виде линейного кода, а не разорванного на много частей switch/case-ами и не распиленное на отдельные функции.
И таких автоматов может быть сколько угодно - для каждого свой стек.

Во-первых: нет такого инструмента.
Во-вторых: текущий проект блок управления оборудованием. Покажите пример конечного автомата по вашему описанию. К примеру, у меня аварийный режим отдельное состояние. Линейный код в студию.

[jcxz]

Во-вторых: текущий проект блок управления оборудованием. Покажите пример конечного автомата по вашему описанию. К примеру, у меня аварийный режим отдельное состояние. Линейный код в студию.

Классический автомат:

CODE

enum {S0, S1, S2, S3, S4, ...};
int state = S0;
switch (state) {
case S0:
{...} //полезная работа0
state = S1;
break;
case S1:
{...} //полезная работа1
state = S2;
break;
case S2:
{...} //полезная работа2
if (условие) state = S3;
else state = S4;
break;
case S3:
{...} //полезная работа3
break;
case S4:
{...} //полезная работа4
break;
...
}

Очевидно - тело автомата - участки внутри case. Но тело разорванное, плохо читаемое при большом числе состояний S...
Соберём тело воедино:

CODE

{...} //полезная работа0
SwitchStack();
{...} //полезная работа1
SwitchStack();
{...} //полезная работа2
if (условие) {
SwitchStack();
{...} //полезная работа3
} else {
SwitchStack();
{...} //полезная работа4
}

Получили линейный, хорошо читаемый код.
Теперь там, где раньше было switch (state) (назовём это - телом хозяина), будет:
SwitchStack(); - переключение стека и контекста процессора на тело автомата.
Сама SwitchStack() внутри сначала сохраняет на стек все регистры, которые по соглашениям вызова компилятора не должны разрушаться при вызове функций. И сохраняет значение PC (адрес возврата).
Потом считывает из static переменной значение указателя стека для тела автомата и сохраняет туда значение указателя стека тела хозяина.
Затем - восстанавливает со стека автомата значения сохранённых регистров и PC и выходит в тело автомата.
При вызове SwitchStack() из тела автомата, она делает обратные действия - возвращается в контекст тела хозяина.
Реализация SwitchStack() - процессоро-зависима. Я не знаю архитектуры AVR. Для Cortex-M и IAR это будет:

CODE

SECTION .text:CODE:NOROOT(2)
PUBLIC SwitchStack
THUMB
SwitchStack:
PUSH {R4-R11, LR} ;сохраним все предохраняемые регистры и адрес возврата для точки вызова на стеке вызова
LDR R0, sp ;читаем указатель на переменную для сохранения SP
LDR R1, [R0] ;читаем из этой переменной вершину стека точки возврата
STR SP, [R0] ;сохраняем вершину стека точки вызова в эту переменную
MOVS SP, R1 ;переключаем стек
POP {R4-R11, PC} ;возвращаемся уже в точку возврата с восстановлением регистров
;всё - контекст переключен
EXTERN spForStateMachine ;хранит указатель стека SP тела автомата или тела хозяина
DATA
sp DC32 spForStateMachine

При желании можно выровнять данное сохранение на 8 (нужно для аппаратной плавучки в M4F) добавив в PUSH/POP регистр R12.
Естественно перед первым переключением на контекст тела автомата, необходимо проинитить стек автомата валидными значениями регистров и переменную spForStateMachine - вершиной этого стека.

[Dog Pawlowa]

Получили линейный, хорошо читаемый код.

Немного спорно.
А при наличии нескольких задач-автоматов SwitchStack() перестает быть симметричной.

[jcxz]

А при наличии нескольких задач-автоматов SwitchStack() перестает быть симметричной.

В смысле? Если нужно несколько независимых автоматов - для каждого свой стек и всё то же самое. В SwitchStack() просто добавится аргумент - указатель на рабочую переменную/стек.
Ну или своя SwitchStack() для каждого автомата.

Я единственный раз использовал дополнительную переменную-состояние. Next_State. И только из-за того, что получались одинаковые куски кода. Как-то зашел разговор о культуре программирования. Я решил перелопатить код в соответствии с перечисленными участником форума правилами. В итоге перематерился.

Это же тема - изначально про случаи сложных автоматов. Для простых достаточно switch/case.
А вот в случае сложных автоматов (а тем более если в них есть повторяющиеся или циклические участки) мой метод значительно упрощает код, он становится легче для анализа и отладки. Значит и матюкаться при его редактировании/отладке приходится меньше.

[demiurg1978]

А вот в случае сложных автоматов (а тем более если в них есть повторяющиеся или циклические участки) мой метод значительно упрощает код, он становится легче для анализа и отладки. Значит и матюкаться при его редактировании/отладке приходится меньше.

Хотелось бы посмотреть реальный пример, который не жалко выложить на обозрение и который показывает причину, почему реализовано именно такое решение. Пока не вижу смысла так заморачиваться. Тем более - с накладными расходами. То бишь сохранение-восстановление контекста.

Сообщение отредактировал demiurg1978 - Feb 2 2017, 09:56

[jcxz]

Хотелось бы посмотреть реальный пример, который не жалко выложить на обозрение и который показывает причину, почему реализовано именно такое решение.

Причины у всех свои. Кто захочет - тот применит. Я тут никого не заставляю. Всё уже более чем разжёвано.
И почему такое решение не может быть реализовано?? Вариант с switch/case при кол-ве состояний >=20 много хуже получается и это, имхо, очевидно.

[demiurg1978]

Вариант с switch/case при кол-ве состояний >=20 много хуже получается и это, имхо, очевидно.

В этом случае никто не спорит. И я сам об этом сказал. Что при большом кол-ве состоянии switch-case нечитабелен. Использую функции и индексный переход.
В вашем же случае я хотел посмотреть причину применения вашего подхода. Эти переходы по состояниям. Так сказать, наглядный реальный пример.

[jcxz]

В этом случае никто не спорит. И я сам об этом сказал. Что при большом кол-ве состоянии switch-case нечитабелен. Использую функции и индексный переход.
В вашем же случае я хотел посмотреть причину применения вашего подхода. Эти переходы по состояниям. Так сказать, наглядный реальный пример.

Ну например - использовал такой метод в ISR осуществляющем приоритетный арбитраж доступа к нескольким микросхемам (FLASH, FRAM) висящим на шине SPI, и управляющем транзакциями
(старт/стоп DMA-пересылок) записи, чтения к этим микросхемам по запросам от нескольких пользовательских каналов. Каждая транзакция состояла из нескольких шагов (подать команду разрешения записи, стартовать передачу блока, завершить обмен, опросить статус чипа и т.п.), которые разбивались на ещё более мелкие шаги. Эти транзакции собирались в ещё более крупные пакеты операций. Каждый такой уровень - это отдельный автомат со своей переменной состояния. Эти автоматы реализовал switch/case-ом.
В этом-же ISR работал процесс осциллографирования, который в реальном времени перегонял данные из кольцевого буфера во FRAM, во FLASH формируя осциллограммы в определённом формате, осуществляя синхронизацию, передискретизацию потока и многое другое. Вот именно его и реализовал вышеописанным способом.
Реализовать в виде задачи ОС это было неоптимально, из-за требований к скорости работы и других требований.
Этот процесс даже описанный указанным способом занимает около 24кБ в исходнике, а в виде классического switch/case - страшно даже подумать. И нереально отладить.
Выкладывать сюда эту реализацию не буду, так как во-первых - коммерческий проект; во-вторых - исходник этот - почти сотня КБ - смысла нет, всё равно никто не станет разбираться в таком объёме, если даже сможет

Так же использовал такой метод при опросе через nRF24L01+ через короткие окна (неск. мсек) удалённого устройства, где тоже весь протокол обмена был описан в виде многоуровневого автомата, и протокол довольно объёмный, так что в виде классического автомата реализовывать - слишком громоздко, а в виде задачи ОС - по требованиям скорости не проходило, так как было нужно много мелких переключений задач.

[Dog Pawlowa]

занимает около 24кБ в исходнике, а в виде классического switch/case - страшно даже подумать.

Оптимизацию включать пробовали? Еще лет 10 назад тот ИАР для того же AVR при оптимизации заменял switch-case на массив функций.

Теперь сравниваем вызов функции по индексу, который используется автором, с Вашей системой.
Выход из функции и вызов ее опять (или вызов следующей при смене состояния) = восстановить регистры, а затем их сохранить.
Ваш вариант = сохранить регистры, а потом восстановить их опять.

Разница - да, она есть, и заключается вот в чем - в одном случае человек в поезде лицом в направлении движения, а в другом - спиной в направлении движения. А поезд тот же, и везет точно так же. Нету разницы!

Экономии программной памяти в огромном количестве - нет! Увеличения быстродействия - нет! (потому что восстановление/сохранение контекста не оптимизировано). Может вызов функции по индексу и требует пары лишних байт, зато позволяет легко организовать иерархию автоматов.

[demiurg1978]

Что-то мне это баловство со стеком не нравится. Хорошо, сохранили контекст. Убежали в другой обработчик. А тут бац. Ситуация в корне поменялась. И тут мы прибегаем в обработчик, где в сохраненных регистрах старые данные. Да такая система, что обезьяна с гранатой. Никогда не знаешь, что произойдет и куда прилетит...

[jcxz]

И тут мы прибегаем в обработчик, где в сохраненных регистрах старые данные. Да такая система, что обезьяна с гранатой. Никогда не знаешь, что произойдет и куда прилетит...

Какие старые данные в каких регистрах???
Вы что такое "переключение контекста" понимаете? Как например это используется в ОС понимаете?
Советую подучить теорию.

Оптимизацию включать пробовали? Еще лет 10 назад тот ИАР для того же AVR при оптимизации заменял switch-case на массив функций.

А Вы читать, то что я написал - пробовали? Что такое "исходник" понимаете?
Я вообще ничего не говорил о скомпилённом размере. Я говорил о сложности "объёмного исходного кода", который для классического автомата будет ещё большего размера и очень запутанным.

И не знаю где там IAR заменяет что-то на массив функций, я по коду IAR для ARM вижу, что на месте switch() такого автомата IAR генерит огромную последовательность из
десятков пар инструкций CMP/BEQ. Вне зависимости - включена оптимизация или нет.
Так что даже по скорости вариант с переключением контекста будет быстрее.

Разница - да, она есть, и заключается вот в чем - в одном случае человек в поезде лицом в направлении движения, а в другом - спиной в направлении движения. А поезд тот же, и везет точно так же. Нету разницы!

Следуя Вашей аналогии: в Вашем случае человек добирается до цели кучей разных поездов, перепрыгивая из одного в другой; в моём - едет на одном поезде и какая разница как он там сидит - спиной или лицом - главное то, что ему удобно и он может в это время полезными делами заниматься, а не прыганьем из одного поезда в другой.

Экономии программной памяти в огромном количестве - нет! Увеличения быстродействия - нет! (потому что восстановление/сохранение контекста не оптимизировано). Может вызов функции по индексу и требует пары лишних байт, зато позволяет легко организовать иерархию автоматов.

Ещё раз - попробуйте прочитать хотя-бы мои сообщения, на которые Вы пытаетесь отвечать!
Цель не стояла - увеличение быстродействия или тем более - экономия пары байт программной памяти (что вообще полный бред в современных условиях).
Цель: кардинальное улучшение читаемости и соответственно - удобства написания/отладки кода больших сложных автоматов.
Но даже если заниматься ерундой и экономить байты памяти программ:
Попробуйте когда-нить открыть листинг скомпилённой программы. Увидите, что вызов/возврат из функции занимает далеко не пару байт, даже думаю на AVR.
Каждая такая функция это: её вызов (косвенный, который дороже прямого вызова + адресация в массиве указателей) + сохранение регистров на входе в неё + восстановление регистров на выходе + возврат. Сколько это байт будет на AVR?
В моём случае в таком месте будет только: прямой вызов функции. Всё! Сколько это байт будет на AVR?