Портируемый код - миф или реальность? Опции

[CD_Eater]

Очень хочется покидать камушки в огород тех, кто пишет на Си и верит в миф о лёгком портировании кода. Нет возражающих? Ну, тогда начну.

Недавно на телесисях была поучительная ветка. Вот она
http://telesys.ru/wwwboards/mcontrol/1809/...es/173406.shtml
Прочитайте её, интересно.

Прочитали? Тогда продолжим.
Это почти классический пример - ЯВУ скрыл от программиста важнейшую деталь реализации: с виду атомарная инструкция "PORTB ^= 1" на самом деле оказалась неатомарной, и автор совершенно не ожидал, что здесь придётся заботиться о корректном доступе к общему ресурсу (порту B ) в многопоточной среде (фоновая задача + обработчик прерывания). Если бы человек писал на ассемблере, он бы легко увидел эту потенциальную "борьбу за ресурс" и принял бы обычные в таких случаях меры. Не исключено (хотя маловероятно), что автор предвидел эту возможную угрозу, но понадеялся, что компилятор достаточно умный и автоматически выберет самый оптимальный вариант реализации, то есть, "PINB = 1", сделав операцию атомарной (разумеется, компилятор сделал бы это из соображений оптимизации по скорости/размеру кода, а не из заботы об атомарности). Для нас важно одно: простые и однозначные с виду операции ЯВУ могут (в зависимости от компилятора и железа) оказаться вовсе не такими простыми и однозначными.

Теперь представьте такую ситуацию. У Вас есть Сишный исходник и Вы портируете код проекта на другой МК. Разные не только МК, но и компиляторы. Предположим, что в проекте встречается ситация, аналогичная приведённой выше: в фоновой задаче и в обработчике прерывания используется нечто вроде "PORTB ^= 1", но в предыдущей реализации (при старом МК и старом компиляторе) эта операция была атомарной, а в новой реализации (на новом МК и новом компиляторе) перестала быть атомарной. Вопрос: заметите ли Вы это???
При переносе исходника Вы успешно подправите имена портов, замените где нужно номера битов этих портов, но придёт ли Вам в голову менять стандартную Сишную инструкцию "PORTB ^= 1" на какую-то другую? Да никогда в жизни! И программа успешно скомпилируется, и на Вашем столе она заработает без ошибок, и пирожок с полки Вы возьмёте, преисполненный гордостью за умение легко портировать программы. А потом, через месяц-другой, придут недобрые вести с поля - что-то там не фурычит. Приезжай, творец, разбирайся что натворил - изредка бывают сбои. Спорим, что первое, на что Вы подумаете - это на недостаточную помехозащищённость Вашего девайса. Вероятность того, что прерывание попадёт внутрь Read-Modify-Write последовательности, достаточно мала и при тестировании обнаружена не будет, но вот в поле (помножьте эту вероятность на тысячу устройств, которые Вы уже изготовили и внедрили) уверенно даст о себе знать. Пока Вы, начиная с мыслей о помехозащищённости, дойдёте до реальной причины неисправности, пройдёт порядка месяца, не меньше, т.к. это очень труднообнаруживаемая ошибка. Вы вряд ли станете искать ошибку в софте, т.к. при портировании код фактически вообще не был изменён, а в предыдущей реализации сбоев не было. Возможно, ошибку так и не найдёте, но будете всем рассказывать сказки про плохую помехозащищённость или ужасную глючность новых МК...

Имхо:
Надеяться на лёгкую портируемость проектов с одного МК на другой - это путь в страну Грабляндию. Создавая проект, пишите его применительно к данной задаче и для данного МК. Если всё же придётся переносить на другой МК, переносите только блок-схему алгоритма, заново наращивая "скелет" деталями реализации. Чаще всего придётся даже немного изменить алгоритм работы, приспособив его к особенностям новой периферии (например, использовать не поллинг пина по таймеру, а функцию захвата и т.п.).

P.S. Сейчас меня обвинят в том, что я не люблю или не умею писать портируемые программы, что большинство программистов в мире пишут только портируемый код, и что за портируемым кодом будущее. В ответ замечу одну большую разницу - не сравнивайте программирование для PC и для МК. Легко портируются те программы, которые фактически не зависят от аппаратуры, например, математические вычисления (БПФ, фильтры и т.п.). Большинство программ для МК сильно зависят от железа. Правильный с точки зрения программирования подход к созданию легко портируемого кода состоит в том, чтобы выделять в отдельные функции (возможно, inline-функции) всё обращение к периферии, и при каждом портировании переписывать эти функции полностью. Причём для одной и той же операции, например, для "PORTB ^= 1", должны присутствовать две функции: одна реентабельная (для случаев типа нашего), другая нереентабельная, зато быстрая (для обычного однопоточного программирования). Тогда проблем будет гораздо меньше, но программы перестанут быть эффективными. Короче, стандартная ситуация с плюсами и минусами универсальности (тут очень в тему будут слова автора с ником -=Shura=- про джаву - искать гуглем по сайту телесистем фразу "anal sex")...

[sensor_ua]

От этого такой подход гарантирует?

Не очень понятна суть вопроса. Если портировать, то портировать. Если писать новое, то писать. Если умеете писать, то прочитать некий код и увидеть ОЖИДАЕМЫЕ потенциальные проблемы сможете. Бездумно присоплить можно и кактус к берёзе, но елочка в пятнышко не получится

В основном теле вычисляем некий 16 битный параметр. Его, затем, передаем в обработчик прерывания путем двух операций байтовой пересылки. Где гарантия того, что прерывание не наступит сразу после первой команды, если человек забыл его запретить перед выполнением этих двух команд?

Тут Вы что-то напутали. В обработчик ничего не передаём - он сам своё возьмёт Но проблема понятна - как пример переменная отсчёта таймаута, модифицируемая (обычно декрементом) в обработчике прерывания таймера. Заботиться нужно
Вот пример критической секции от ReAl (я, правда мог чего чуток зацепить, но работоспособность сохранена) - так пишу
#define ATOMIC_CODE(_code_) do { \
unsigned char sreg = SREG; \
cli(); \
{ _code_; } \
SREG = sreg; \
} while(0)

Но читаю uint16 переменную (так как проверяю на ноль)
с помощью такого

#define Lo(X) (*(((unsigned char*)&X)+0))
#define Hi(X) (*(((unsigned char*)&X)+1))

#define __countdown16(X) ((Hi(X))?true:(!!(Lo(X))))
получается несколько компактнее (в силу специфики задачи)

После чего электронщик становится в позу и потратив раза в два больше времени чем это уходит у программиста пишет не переносимый код который влазит в это железо + еще процентов ...дцать остается для дальнейшего развития.

После чего следует вопрос программисту - а на кой закладывать в устройство ресурсы, которые в 2-4 раза превышают требуемые для решения задачи (причем как по объему так и по скорости)?

Потратить в 2 раза больше времени можно за свой счёт. ЗА это время конкурент может выйти на рынок с изделием с чуть бОльшей себестоимостью, но его потом уже можно и не выдавить.
Если же задача сэкономить пару центов на кремнии и получить огромный гешефт от неслабой партии изделий, то тут программиста, не умеющего сделать глубоко оптимизированный код, нужно гнать или воспитывать. Но портируемость и глубокая привязка (считай АСМ) обычно не сидят рядом. Портируемый софт уменьшает time-to-market, но может (не всегда) требовать несколько бОльший ресурс по кремнию. Плясать нужно, ИМХО, от денег. А кремний всё дешевеет. Сегодня LPC2138 стОит в розницу почти также, а LPC2103 меньше, чем ATmega128. А LPC2378 дешевле ATmega2560. Да, самые дешёвые чипы конкурируют только между собой, но всё относительно. Если задача чуть сложнее, чем может влезть в ATtiny13, то следующее ценовое предложение сразу даёт в сравнении запас по ресурсам. Для изделий же с небольшими партиями разница по оплате труда программиста и затратам на кремний будет заметна - нынче дешевле кремний
А насчёт 2-4 раза, то посмотрите сами, где необходимость, а где "так получилось". Не нужно обобщать.

[Прохожий]

Не очень понятна суть вопроса. Если портировать, то портировать. Если писать новое, то писать. Если умеете писать, то прочитать некий код и увидеть ОЖИДАЕМЫЕ потенциальные проблемы сможете. Бездумно присоплить можно и кактус к берёзе, но елочка в пятнышко не получится

А если цейтнот? И хочется все-таки бездумно?

Тут Вы что-то напутали. В обработчик ничего не передаём - он сам своё возьмёт Но проблема понятна - как пример переменная отсчёта таймаута, модифицируемая (обычно декрементом) в обработчике прерывания таймера. Заботиться нужно

Я ничего не напутал. Переменная модифицируется в основной программе, а потом передается в обработчик (логически). Вы подразумеваете сам механизм. А он может быть абсолютно разный, даже с применением флагов. Скажем так, модифицировали переменную за две команды, выставили флаг. В обработчике - опросили флаг, если он активный, забрали данные и сбросили флаг.