第8篇 zephyr kernel之信號量Semaphores

目錄

摘要

1 概念

2 實現

2.1 定義一個信號量

2.2 釋放一個信號量

2.3 獲取信號量

3 參考鏈接

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本學筆記基於zephyr 工程版本 2.2.99，主機環境爲ubuntu18.04，開發平臺 nrf52840dk_nrf52840

摘要

 信號量是一個多任務系統的標配，基本上任何多任務kernel都會有信號量接口。信號多用於同步，比如ISR和線程之間的同步，由ISR釋放信號量，由線程等待信號量，這樣ISR和線程就能同步執行。

1 概念

 任意數量的信號量可以被定義，每個信號量通過他的地址被引用，所以只要你的內存夠，那你就隨便定義吧。

 信號量有兩個關鍵的屬性：

• 一個是count，表示信號可以被獲取(taken)的次數，當這個數是0，代表信號量無效。
• 一個是limit，表示count能達到的最大值。

信號量在使用之前北徐被初始化，他的count值在初始化的時候，可以指定一個不超過limit的非負數。

信號量可以在線程或者ISR中被釋放(given),釋放之後，如果count值不大於limit，則count值自增。

信號量可以在線程中獲取(taken),相反，獲取信號量以後count值自減，但是count值不小於0。當想要獲取的信號量無效時，線程可以選擇等待。可以有很多個線程同時等待一個相同的無效的信號量，當信號量變得有效時，最高優先級等待時間最長的線程將獲取到信號量。理論上內核允許ISR中去獲取一個信號量，但是不要在信號量無效時去等待，可以嘗試獲取，獲取不到就返回。

2 實現

2.1 定義一個信號量

 使用struct k_sem類型定義一個信號量，信號量使用之前必須用k_sem_init()進行初始化。

下面的示例，定義一個信號量，設置count爲0，limit爲1：

struct k_sem my_sem;

k_sem_init(&my_sem, 0, 1);

信號量也可以使用K_SEM_DEFINE在編譯時初始化，代碼效果和上面相同：

K_SEM_DEFINE(my_sem, 0, 1);

2.2 釋放一個信號量

調用k_sem_give()釋放一個信號量。

下面示例，在中斷ISR中釋放一個信號量：

void input_data_interrupt_handler(void *arg)
{
    /* notify thread that data is available */
    k_sem_give(&my_sem);

    ...
}

2.3 獲取信號量

 調用k_sem_take()獲取一個信號量。

下面的代碼，表示當獲取信號量無效時，等待50ms：

void consumer_thread(void)
{
    ...

    if (k_sem_take(&my_sem, K_MSEC(50)) != 0) {
        printk("Input data not available!");
    } else {
        /* fetch available data */
        ...
    }
    ...
}

3 參考鏈接

https://docs.zephyrproject.org/latest/reference/kernel/synchronization/semaphores.html