RT_Thread_信号量

1、信号量

1.1、创建和删除信号量

静态信号量

rt_err_t rt_sem_init(rt_sem_t       sem,
                    const char     *name,
                    rt_uint32_t    value,
                    rt_uint8_t     flag)

只看函数声明，信号量的初始值value是32位，但实际是16位的：

 

参数	描述
sem	信号量对象的句柄
name	信号量名称
value	信号量初始值
flag	信号量标志，它可以取如下数值： RT_IPC_FLAG_FIFO 或 RT_IPC_FLAG_PRIO
返回	——
RT_EOK	初始化成功

rt_err_t rt_sem_detach(rt_sem_t sem);

内核先唤醒所有挂在该信号量等待队列上的线程，然后将该信号量从内核对象管理器中脱离。

参数	描述
sem	信号量对象的句柄
返回	——
RT_EOK	脱离成功

动态信号量

 rt_sem_t rt_sem_create(const char *name,
                        rt_uint32_t value,
                        rt_uint8_t flag);

参数	描述
name	信号量名称
value	信号量初始值
flag	信号量标志，它可以取如下数值： RT_IPC_FLAG_FIFO 或 RT_IPC_FLAG_PRIO； 建议采用 RT_IPC_FLAG_PRIO，即确保线程的实时性。
返回	——
RT_NULL	创建失败
信号量的控制块指针	创建成功

rt_err_t rt_sem_delete(rt_sem_t sem);

唤醒等待在该信号量上的线程，_ipc_list_resume_all(&(sem->parent.suspend_thread));。 

参数	描述
sem	rt_sem_create() 创建的信号量对象
返回	——
RT_EOK	删除成功

1.2、获取信号量

信号量值大于零时，线程将获得信号量，并且相应的信号量值会减 1；

信号量的值等于零，说明当前信号量资源实例不可用，申请该信号量的线程将根据 time 参数的情况选择直接返回、或挂起等待一段时间、或永久等待；

rt_err_t rt_sem_take (rt_sem_t sem, rt_int32_t time);

参数	描述
sem	信号量对象的句柄
time	指定的等待时间，单位是操作系统时钟节拍（OS Tick）
返回	——
RT_EOK	成功获得信号量
-RT_ETIMEOUT	超时依然未获得信号量
-RT_ERROR	其他错误

rt_sem_trytake是不等待获取信号量，与 rt_sem_take(sem, RT_WAITING_NO) 的作用相同 

rt_err_t rt_sem_trytake(rt_sem_t sem);

参数	描述
sem	信号量对象的句柄
返回	——
RT_EOK	成功获得信号量
-RT_ETIMEOUT	获取失败

1.3、释放信号量

rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);

参数	描述
sem	信号量对象的句柄
返回	——
RT_EOK	成功释放信号量

2、生产者和消费者

2.1、描述

有一块共享的内存空间，生产者负责写入数据，消费者负责读出数据。

对于生产者线程：有空位的时候，才能写入数据，写完数据后标记数据的数量加1；

对于消费者线程：有数据的时候，才能读出数据，读出数据后标记数据的空位加1；

2.2、代码

/* 生产者线程入口 */
void producer_thread_entry(void *parameter)
{
    int cnt = 0;
    while (cnt < 10)
    {
        /* 获取一个空位 */
        rt_sem_take(&sem_empty, RT_WAITING_FOREVER);

        /* 修改array内容，上锁 */
        rt_sem_take(&sem_lock, RT_WAITING_FOREVER);
        array[set % MAXSEM] = cnt + 1;
        rt_kprintf("the producer generates a number: %d\n", array[set % MAXSEM]);
        set++;
        rt_sem_release(&sem_lock);

        /* 发布一个满位 */
        rt_sem_release(&sem_full);
        cnt++;

        rt_thread_mdelay(20);
    }
    rt_kprintf("the producer exit!\n");
}

/* 消费者线程入口 */
void consumer_thread_entry(void *parameter)
{
    rt_uint32_t sum = 0;

    while (1)
    {
        /* 获取一个满位 */
        rt_sem_take(&sem_full, RT_WAITING_FOREVER);

        /* 临界区，上锁进行操作 */
        rt_sem_take(&sem_lock, RT_WAITING_FOREVER);
        sum += array[get % MAXSEM];
        rt_kprintf("the consumer[%d] get a number: %d\n", (get % MAXSEM), array[get % MAXSEM]);
        get++;
        rt_sem_release(&sem_lock);

        /* 释放一个空位 */
        rt_sem_release(&sem_empty);

        /* 生产者生产到10个数目，停止，消费者线程相应停止 */
        if (get == 10) break;

        rt_thread_mdelay(50);
    }

    rt_kprintf("the consumer sum is: %d\n", sum);
    rt_kprintf("the consumer exit!\n");
}