Nuttx操作系统信号量Semaphore

Nuttx 操作系统信号量Semaphore

Nuttx系统中采用信号量来同步线程，保护临界资源。与linux系统中对信号的使用方法类似，
Nuttx系统中对信号量的操作包括以下几种：

• sem_init
• sem_wait
• sem_post
• sem_trywait
• sem_timedwait
• sem_getvalue

• sem_destory

  上面的方法是对信号量操作的基本方法。Nuttx系统还提供了对”有名”信号量操作的额
  外函数：

• sem_open
• sem_close

• sem_unlink

  “有名”信号量在系统中创建了一个inode与之关联，操作相对于“匿名”信号量相对
  复杂。本节内容只说明“无名”信号量。

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Nuttx内核中Semaphore的数据结构

/* This is the generic semaphore structure. */

struct sem_s
{
    volatile int16_t semcount;     /* >0 ->Num counts available */
                                 /* <0 ->Num tasks waiting for semaphore */
  /* If priority inheritance is enabled, then we have to keep track of which
   * tasks hold references to the semaphore.
   */

#ifdef CONFIG_PRIORITY_INHERITANCE
    uint8_t flags;                 /* See PRIOINHERIT_FLAGS_* definitions */
# if CONFIG_SEM_PREALLOCHOLDERS > 0
    FAR structsemholder_s *hhead; /* List of holders of semaphore counts */
# else
    structsemholder_s holder;     /* Single holder */
# endif
#endif
};

为了容易理解在Nuttx系统中对信号的操作，假设没有定义宏
CONFIG_PRIORITY_INHERITANCE 和 CONFIG_SEM_PREALLOCHOLDERS 为 0.

数据结构struct sem_s的第一个变量为semcount, 它有两层含义，当其>0时，表示该
信号量可用数，也就是当有线程调用sem_wait()时无须等待。当该值<0时，表示有多
少线程等待该信号量。当每次调用sem_wait()时，信号量的sem_count减1，当调用
sem_post()时，信号量的sem_count加1.

sem_init

sem_init()函数初始化信号量，设置该信号量的sem_count值为初始值。一般地，将
信号量的初始值初始化为0，表示该信号量目前不可使用。如果用信号量表示初始时
刻可用的资源数，初始化时刻将该信号量的值初始化为>0的数值。

比如，老师有某一个教室门的钥匙2个，那么同时最多可以给两个同学使用，此时，
可以将该信号量的值初始化为2，第一个同学领走一个后剩余一个，第二个同学领走
后剩余0个，第三个同学来领钥匙的时候，钥匙数量为-1，表示有一个同学在等待其
他同学还回钥匙。

sem_wait

在企图占有信号量时，使用sem_wait()来获取信号量，如果信号量可用，即信号量
的sem_count>0，那么该函数将该信号量的sem_count减1，然后立即返回。

      if (sem->semcount >