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  3. 阅读下列说明和C语言代码，回答问题，将解答填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在某工厂的物流车间，设计一款智能监测系统，实现对车间进行24小时不问断图像采集的功能。王工设计了一个实时监测采集系统，主要由图像采集卡和数据存储卡组成。由于实时图像的数据量

阅读下列说明和C语言代码，回答问题，将解答填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在某工厂的物流车间，设计一款智能监测系统，实现对车间进行24小时不问断图像采集的功能。王工设计了一个实时监测采集系统，主要由图像采集卡和数据存储卡组成。由于实时图像的数据量

admin2020-05-31  23
问题 阅读下列说明和C语言代码，回答问题，将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
    在某工厂的物流车间，设计一款智能监测系统，实现对车间进行24小时不问断图像采集的功能。王工设计了一个实时监测采集系统，主要由图像采集卡和数据存储卡组成。由于实时图像的数据量巨大，设计采用DMA方式进行数据传输，当DMA传输完成后，DMA控制器会发起一个硬件中断。操作系统接收到硬件中断，调用中断服务程序。
    该系统的软件基于某嵌入式操作系统开发，支持中断管理、多任务调度等功能。与DMA相关的一段驱动程序示例代码如下。
【C语言程序声明与定义】
／*DMA控制寄存器基地址*／
#define DMA0_BASE_ADDR 0xC0021100
#define DMA1_BASE_ADDR 0xC0021180
／*DMA中断向量号*／
#define DMA0_INT_VECTOR 5
#define DMA1_INT_VECTOR 6
UINT32 Dma err ret=0；／* DMA传输状态全局变量，用于在DMA传输函数和DMA中断处理程序中传递DMA完成状态*／
SEM_ID sem_DMA1；／*互斥信号量*／
SEM_ID sem_DMA2；／*同步信号量*／
SEM_ID semBCreate(int／*排队规则*／，int／*初始值*／)；／*操作系统创建信号量api*／
int semTake(int／*信号量ID*／，int／*等待时间*／)；  ／*操作系统获取信号量api*／
int semGive(int／*信号量ID*／)；／*操作系统释放信号量api*／
extern int intConnect(int／*中断向量*／，VOIDFUNCPTR／*中断服务程序*／，int／*参数*／)；／*操作系统释中断连接程序api*／
【程序1】
／* DMA功能初始化*／
UINT32 dma_init()
{
    ／*创建互斥信号量*／
    sem DMA1=semBCreate(SEM_Q_FIFO／*系统定义的排队方式*／，1)；
    ／*创建同步信号量*／
    sem DMA2=semBCreate(SEM_Q_FIFO／*系统定义的排队方式*／，0)；
    ／*向操作系统挂接中断处理程序*／
    intConnect(DMA0_INT_VECTOR，((1)________________)dma_intHandle，0)；

    return 0；
}
【程序2】
／*DMA传输函数
  返回值1表示正常完成，2表示传输超时，4表示奇偶校验错
*/
UINT32 dma trans(UINT32 src_addr，／*DMA传输源地址*／
    UINT32 dst addr，／*DMA传输目的地址*／
    UINT32 length  ／*DMA传输长度*／
    )
{
Dma_err_ret=0；    ／／第1行
／* DMA控制寄存器的操作序列为原子操作，进入临界区*／
semTake((2)________________，WAIT_FOREVER／*系统定义的等待时间*／)；    ／／第2行
／* DMA寄存器初始化*／
／*代码略…*／
／*设置DMA传输的源地址、目的地址、长度*／
／*代码略…*／
／*启动DMA传输*／
／*代码略…*／
／*等待DMA传输完成*／
semTake((3)________________，WAIT_FOREVER／*系统定义的等待时间*／)；    ／／第3行
／*退出临界区*／
semGive((4)________________)；    ／／第4行
／*返回DMA传输完成状态*／
return(Dma_err_ret)；    ／／第5行
)
【程序3】
／*DMA中断处理程序*／
void dma_intHandle()
{
UINT32 tempReg=0；
UINT32 baseAddr=DMA0_BASE_ADDR；
／*获取DMA传输完成状态寄存器*／
tempReg=*(UINT32*)(base_addr+0x04)；
*(UINT32*)(base_addr+0x04)=tempReg&0xff；
/*
*保存DMA传输完成状态到全局变量
*  1表示正常完成，2表示传输超时，4表示奇偶校验错
*/
Dma_err_ret=tempReg&0xff；
／*释放同步信号量，通知DMA传输完成*／
semGive((5)________________)；
}
在该系统中有A、B两个应用任务同时从不同角度采集图像，都需要调用该DMA传输函数，任务A和任务B的优先级相同。该系统采用优先级抢占的调度策略。在任务A调用DMA传输函数进行DMA传输时，有时会出现函数返回值为0的情况。根据DMA控制器的芯片手册定义，1表示正常完成，2表示传输超时，4表示奇偶校验错，所以返回值不应该为0。
    王工经过认真排查后，分析该故障发生的原因是当任务A调用dma_trails函数时，会发生任务suspend的情况，此时如果任务B也调用dma_trans函数，则会发生上述故障。
a．请给出dma_trans函数中会导致任务发生阻塞的代码行号。
b．按照王工的分析，对全局变量的不正确操作会导致该函数的返回值错误，请给出发生错误的代码行号。
c．王工对该程序进行了改进，将上述会导致返回值错误的代码放在某一行程序之后执行，即可解决该问题，请给出代码行号。
注意：这里的行号是指程序2中注释所标的第1行到第5行，请在第1行到第5行之中选择。
选项
答案a．2或第2行或3或第3行 b．1或第1行 c．2或第2行
解析 临界区指的是一个访问共用资源(例如：共用设备或是共用存储器)的程序片段，而这些共用资源又无法同时被多个线程访问的特性。当有线程进入临界区段时，其他线程或是进程必须等待，有一些同步的机制必须在临界区段的进入点与离开点实现，以确保这些共用资源是被互斥获得使用，例如：semaphore。只能被单一线程访问的设备，进程进入临界区的调度原则是：
1．如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。
2．任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其他所有试图进入临界区的进程必须等待。
3．进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其他进程能及时进入自己的临界区。
4．如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。
    在程序2的dma_trans函数中，定义了一段临界区，用互斥信号量sem_DMA1进行保护，但是全局变量Dma_err_ret没有被保护，当该函数被多任务调用，发生重入时，由于程序缺陷破坏了临界区中Dma_err_ret的值，导致程序运行出错。
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