Разработка класса взаимодействия основного процесса и модуля обработки

Для обеспечения взаимодействия основного процесса и автономного вычислительного модуля, который представляет собой отдельное приложение, наиболее целесообразно организовать класс обмена TCWClass (исходные коды представлены в файлах CWManager. cpp и CWManager. h). Данный класс должен обеспечивать вызовы функций библиотеки MegaLib исполнительного модуля из основного процесса таким образом, чтобы осуществлять наиболее удобный переход от непосредственного вызова функций к вызову функций из отдельного приложения, коим является исполнительный модуль. Например, вызов функции загрузки маски детектора движения MDCHLoadMask будет выглядеть следующем образом:

Непосредственный вызов функции:

MDCHLoadMask (Channel, VOID *Msk);

Вызов функции через класс из исполнительного модуля:

CWClass[Сhannel-Сhannel/CW_Number*CW_Number]->CW_MDCHLoadMask (Channel/CW_Number, VOID *Msk);

Где: Channel — номер канала, Msk — указатель на массив маски, CW_Numberколичество исполнительных модулей.

Для обработки каналов в многоканальном приложении наиболее целесообразно создавать массив объектов, каждый из которых будет обслуживать группу из нескольких каналов. Например, при использовании 16 каналов обработки и 8-и автономных исполнительных модулей, каждый модуль будет обеспечивать обработку группы из 2-х каналов. При этом будет активизирован массив из 8-и классов взаимодействия, каждый из которых будет обслуживать 2 канала. При этом индекс модуля будет определяться как: Сhannel-Сhannel/CW_Number*CW_Number, а номер канала будет определен как: Channel/CW_Number. Реальные номера каналов будут распределены между автономными модулями следующим образом:

Рисунок 10. Распределение каналов между модулями Основной модуль не должен заботиться о том, как осуществляется механизм обмена между отдельными приложениями, а просто использует функции, представленные в описании библиотеки. В таблице приведены соответствия используемых функций управляющего файла и функций библиотеки обработки изображений, которые используются для осуществления детектирования движения:

Таблица 2.

На данный класс возложены следующие основные функции:

Запуск исполнительного модуля и установка интерфейса между ним и классом;

Выполнение всех функций, представленных в библиотеке;

Обеспечение обмена исходными данными и получения результата выполнения операций:

Чтение и запись флагов состояния исполнительного модуля;

Выгрузку исполнительного модуля после окончания работы.

Запуск исполнительного модуля осуществляется при выполнении метода CW_MPCreateEx. Данный метод осуществляет инициализацию части ресурсов библиотеки MegaLib для выполнения процедур ввода изображений, детектирования движения. При выполнении метода через класс запись выглядит следующим образом:

CWClass->CW_MPCreateEx (0,NumberMD, 0,0);

Где: NumberMD — число каналов детектирования движения, которое обрабатывает один модуль.

Данный метод осуществляет проверку наличия исполнительного модуля в памяти компьютера и в случае его отсутствия осуществляет его запуск.

WinCW = FindWindow («TChannelWork» ," MegaPixel Channel Work");

if (WinCW==NULL) {.

sprintf (Section," %smpchannelmng.exe", CW_AlgPath);

WinExec (Section, SW_SHOW);

WinCW = FindWindow («TChannelWork» ," MegaPixel Channel Work");

if (WinCW==NULL) return 1;

При удачной загрузке модуля назначаем ему уникальное имя в системе:

sprintf (Section," MegaPixel Channels Application %08X-%08X" ,(UINT)this, GetCurrentProcessId ());

SetWindowText (WinCW, Section);

В имени присутствуют указатель на класс и идентификатор вызывающего процесса.

Интерфейс между классом и исполнительным модулем будут осуществляться комбинированным методом: посредством общей памяти для передачи массивов данных и обмена флагами состояний, и сообщений, которые оповещают о моменте обмена. Общая память состоит из двух отдельных областей общей оперативной памяти: памяти данных и памяти флагов для исключения несанкционированного изменения данных во время осуществления асинхронного обмена.

sprintf (Section," %smpchannelmng_m%d.exc", CW_AlgPath, NumberCW);

MapFileHandle = CreateFile (Section,.

GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,.

FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,.

NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN|FILE_ATTRIBUTE_TEMPORARY, NULL);

sprintf (Section," MegaPixel Channels Application Maps %08X-%08X" ,(UINT)this, GetCurrentProcessId ());

MapHandle = CreateFileMapping (MapFileHandle, NULL, PAGE_ READWRITE, 0, BufferSize, Section);

MappedPointer= MapViewOfFile (MapHandle, FILE_MAP_WRITE | FILE_MAP_READ, 0, 0, BufferSize);

sprintf (Section," %smpchannelmng_f%d.exc", CW_AlgPath, NumberCW);

MapFileHandleF = CreateFile (Section,.

GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,.

FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,.

NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN|FILE_ATTRIBUTE_TEMPORARY, NULL);

sprintf (Section," MegaPixel Channels Application Flags %08X-%08X" ,(UINT)this, GetCurrentProcessId ());

MapHandleF = CreateFileMapping (MapFileHandleF, NULL, PAGE_READWRITE, 0, MAX_ENABLED_CHANNELS*4*sizeof (UINT), Section);

MappedPointerF= MapViewOfFile (MapHandleF, FILE_MAP_WRITE | FILE_MAP_READ, 0, 0, MAX_ENABLED_CHANNELS*4*sizeof (UINT));

Организацию общей памяти осуществляем через файл отраженный в оперативной памяти. Для этого открываем файл с уникальным именем для данного класса, отражаем его в оперативной памяти и получаем указатели на данную область памяти.

Вторым этапом установления интерфейса является оповещение исполнительного модуля о параметрах соединения. Для этого осуществляем обмен сообщениями, которые содержат все необходимые данные:

SendMessage (WinCW, WM_USER, SETBUFFERSIZE_MEGALIB_APP,(LPARAM)BufferSize);

SendMessage (WinCW, WM_USER, PARENT_MEGALIB_APP,(LPARAM)ParentWin);

SendMessage (WinCW, WM_USER, INIT_MEGALIB_APP,(LPARAM)this;

SendMessage (WinCW, WM_USER, OPEN_MEGALIB_APP,(LPARAM)GetCurrentProcessId ());

В исполнительный модуль передаются размер буфера обмена, указатель на окно основного процесса, указатель на данный класс и идентификатор вызывающего процесса. Последний параметр важен для осуществления выгрузки модуля из памяти в случае аварийного прекращения работы основного процесса.

Последним шагом является передача команд инициализации копии библиотеки в самом исполнительном модуле через установленный интерфейс:

• *((UINT *)MappedPointer+0) = CC_MPCreateEx;
• *((UINT *)MappedPointer+1) = 0;
• *((UINT *)MappedPointer+2) = NumberMD;
• *((UINT *)MappedPointer+3) = 0;
• *((UINT *)MappedPointer+4) = 0;

SendMessage (WinCW, WM_USER, EXECUTE_MEGALIB_APP, NULL);

В общем виде механизм обмена данными выглядит следующим образом. В первое слово общей памяти данных помещается код функции библиотеки MegaLib. Далее размещаются данные, соответствующие данной команде. После подготовки необходимых данных в буфере обмена в исполнительный модуль отправляется сообщение EXECUT_MEGALIB_APP. Исполнительный модуль дешифрирует команду и выполняет ее. В случае если по команде требуется получить данные, исполнительный модуль размещает их в буфер обмена и возвращает управление вызывающему процессу. При обмене через память флагов оба процесса одновременно следят за изменением состояния общей ячейки памяти и при ее изменении принимают решение о начале очередного обмена.

Класс содержит вызов всех функций, которые имеются в библиотеки MegaLib. Но если выполнять их непосредственно, то никакого параллелизма не осуществится, так как вызывающий процесс ожидал бы окончания выполнения процедур обработки, и все пришло бы к последовательной обработке данных. Для исключения подобной ситуации в класс введен метод, который обеспечивает передачу исходных данных исполнительному модулю, размещения этих данных в очереди на выполнение и немедленному возврату из процедуры обмена:

CWClass->CW_MDCHPutData (Channel, void *imgbuf);

Где: Channel — номер канала детектирования движения внутри данного модуля, ImgBuffer — буфер с исходным изображением.

Изображения передаются в исполнительный модуль только в случае его готовности к обработке данных по текущему каналу. Данные для разных каналов в пределах одного модуля размещаются в очередь по мере поступления изображений и обрабатываются один за другим для исключения «простоя» .

После окончания обработки изображения по данному каналу результат может быть считан по команде:

CWClass->CW_MDCHGetData (Channel, MOTIONRESULT *MotResult, char *mask);

Где: Channel — номер канала детектирования движения внутри данного модуля, MotResult — структура результата, mask = буфер зон нарушений.

Состояние исполнительного модуля и готовность данных определяется путем анализа флага по команде:

Flag = CWClass->CW_MDCHCheckData (Channel).

Где: Channel — номер канала детектирования движения внутри данного модуля, Flag — состояние модуля.

Исполнительный модуль может находиться в трех состояниях:

FLAG_EMPTY — модуль готов к приему данных;

FLAG_ACTIVE — модель производит обработку данных;

FLAG_READY — модуль готов к передаче результата.

Изменить состояние исполнительного модуля из вызывающего процесса можно по команде:

CWClass->CW_MDCHSetFlag (Channel, Flag);

Где: Channel — номер канала детектирования движения внутри данного модуля, Flag — состояние модуля.

Данная функция позволяет перевести модуль из состояния FLAG_READY в состояние FLAG_EMPTY после чтения результатов обработки. Или остановить обработку данных переводом модуля из состояния FLAG_ACTIVE в состояние FLAG_EMPTY.

После окончания работы с исполнительным модулем осуществляется очистка ресурсов путем выполнения метода:

CWClass->CW_MPRelease ();

По данной команде происходит освобождение распределенных ресурсов исполнительного модуля путем выполнения последовательности команд:

*((UINT *)MappedPointer+0) = CC_MPRelease;

SendMessage (WinCW, WM_USER, EXECUTE_MEGALIB_APP, NULL);

SendMessage (WinCW, WM_USER, CLOSE_MEGALIB_APP, NULL);

В исполнительный модуль передаются команда выгрузки библиотеки MegaLib и команда освобождения ресурсов общей памяти обмена данными и флагами — CLOSE_MEGALIB_APP. По данной команде осуществляется отключение от файлов обмена и завершение работы программы исполнительного модуля. После отключения от общих ресурсов осуществляется освобождение ресурсов класса:

if (MappedPointer) UnmapViewOfFile (MappedPointer);

if (MapHandle) CloseHandle (MapHandle);

if (MapFileHandle) CloseHandle (MapFileHandle);

sprintf (Section," %smpchannelmng_m%d.exc", CW_AlgPath, NumberCW);

DeleteFile (Section);

MappedPointer=NULL;

MapHandle=NULL;

MapFileHandle=NULL;

if (MappedPointerF) UnmapViewOfFile (MappedPointerF);

if (MapHandleF) CloseHandle (MapHandleF);

if (MapFileHandleF) CloseHandle (MapFileHandleF);

sprintf (Section," %smpchannelmng_f%d.exc", CW_AlgPath, NumberCW);

DeleteFile (Section);

MappedPointerF=NULL;

MapHandleF=NULL;

MapFileHandleF=NULL;

Последовательно выполняется завершение отображения файла обмена в память, освобождение используемой памяти, завершение работы с файлом обмена с последующим его удалением. Аналогичные действия выполняются для общей памяти флагов.

Целесообразность создания подобного класса взаимодействия обусловлена сокращением времени создания конечного продукта, так как при программировании не надо заботиться об осуществлении связи между отдельными исполнительными модулями, а использовать готовые функциональные решения. Файлы с исходными кодами класса и файл исполнительного модуля могут быть включены в состав библиотеки разработчика MegaLibV1.2 для использования при создании высокоскоростных многоканальных приложений.