RT-Thread信号量的基本操作

抽象的来讲，信号量的特性如下：信号量是一个非负整数（车位数），所有通过它的线程/进程（车辆）都会将该整数减一（通过它当然是为了使用资源），当该整数值为 0 时，所有试图通过它的线程都将处于等待状态。在信号量上我们定义两种操作： take （ 获取） 和Release（释放）。当一个线程调用 take 操作时，它要么得到资源然后将信号量减一，要么
一直等下去（指放入阻塞队列），直到信号量大于等于一时。 Release（释放）实际上是在信号量上执行加操作， take(获取)实际上是在信号量上执行减操作。RT-Thread 中的信号量有静态和动态之分（同静态线程、动态线程）， 和信号量有关的操作如下：
　　初始化—rt_sem_init()（ 对应静态信号量） ；
　　建立—rt_sem_create()（ 对应动态信号量）；
　　获取—rt_sem_take()；
　　释放—rt_sem_release()；
　　脱离—rt_sem_detach()（ 对应静态信号量） ；
　　删除—rt_sem_delete()（ 对应动态信号量） ；

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*    模块名称 : 功能演示
*    文件名称 : test.c
*    版    本 : V1.0
*    说    明 :
*    修改记录 :
*        版本号  日期        作者                        说明
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*        v1.0    2013-4-20   jiezhi320(UP MCU 工作室)    演示信号量的基本操作 源码来自官方教程文件
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#include <rtthread.h>
#include <stm32f10x.h>
#include "test.h"

rt_uint32_t  g_tmp;/* 定义一个全局变量*/

/*  变量分配4字节对齐 */
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)

/*  静态线程的 线程堆栈*/
static rt_uint8_t thread1_stack[512];

/* 静态线程的 线程控制块 */
static struct rt_thread thread_test1;

static void test1_thread_entry(void* parameter);

/* 信号量控制块 */
static struct rt_semaphore static_sem;
/* 指向信号量的指针 */
static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL;

rt_err_t demo_thread_creat(void)
{
    rt_err_t result;

    /* 初始化静态信号量，初始值是0 */
    result = rt_sem_init(&static_sem, "ssem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    if (result != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("init static semaphore failed.\n");
        return -1;
    }

    /* 创建一个动态信号量，初始值是0 */
    dynamic_sem = rt_sem_create("dsem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    if (dynamic_sem == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("create dynamic semaphore failed.\n");
        return -1;
    }

    /* 创建静态线程 ： 优先级 16 ，时间片 5个系统滴答 */
    result = rt_thread_init(&thread_test1,
                            "test1",
                            test1_thread_entry, RT_NULL,
                            (rt_uint8_t*)&thread1_stack[0], sizeof(thread1_stack), 16, 5);

    if (result == RT_EOK)
    {
        rt_thread_startup(&thread_test1);
    }
    return 0;
}

void test1_thread_entry(void* parameter)
{
    rt_err_t result;
    rt_tick_t tick;

    /* 1. staic semaphore demo */
    /* 获得当前的OS Tick */
    tick = rt_tick_get();

    /* 试图持有信号量，最大等待10个OS Tick后返回 */
    result = rt_sem_take(&static_sem, 10);
    if (result == -RT_ETIMEOUT)
    {
        /* 超时后判断是否刚好是10个OS Tick */
        if (rt_tick_get() - tick != 10)
        {
            rt_sem_detach(&static_sem);
            return ;
        }
        rt_kprintf("take semaphore timeout\n");
    }
    else
    {
        /* 因为没有其他地方释放信号量，所以不应该成功持有信号量，否则测试失败 */
        rt_kprintf("take a static semaphore, failed.\n");
        rt_sem_detach(&static_sem);
        return ;
    }

    /* 释放一次信号量 */
    rt_sem_release(&static_sem);

    /* 永久等待方式持有信号量 */
    result = rt_sem_take(&static_sem, RT_WAITING_FOREVER);
    if (result != RT_EOK)
    {
        /* 不成功则测试失败 */
        rt_kprintf("take a static semaphore, failed.\n");
        rt_sem_detach(&static_sem);
        return ;
    }

    rt_kprintf("take a staic semaphore, done.\n");

    /* 脱离信号量对象 */
    rt_sem_detach(&static_sem);

    /* 2. dynamic semaphore test */

    tick = rt_tick_get();

    /* 试图持有信号量，最大等待10个OS Tick后返回 */
    result = rt_sem_take(dynamic_sem, 10);
    if (result == -RT_ETIMEOUT)
    {
        /* 超时后判断是否刚好是10个OS Tick */
        if (rt_tick_get() - tick != 10)
        {
            rt_sem_delete(dynamic_sem);
            return ;
        }
        rt_kprintf("take semaphore timeout\n");
    }
    else
    {
        /* 因为没有其他地方释放信号量，所以不应该成功持有信号量，否则测试失败 */
        rt_kprintf("take a dynamic semaphore, failed.\n");
        rt_sem_delete(dynamic_sem);
        return ;
    }

    /* 释放一次信号量 */
    rt_sem_release(dynamic_sem);

    /* 永久等待方式持有信号量 */
    result = rt_sem_take(dynamic_sem, RT_WAITING_FOREVER);
    if (result != RT_EOK)
    {
        /* 不成功则测试失败 */
        rt_kprintf("take a dynamic semaphore, failed.\n");
        rt_sem_delete(dynamic_sem);
        return ;
    }

    rt_kprintf("take a dynamic semaphore, done.\n");
    /* 删除信号量对象 */
    rt_sem_delete(dynamic_sem);
}

演示了静态、动态信号量的各种操作。例程的运行输出如下：