嵌入式操作系统内核原理和开发（信号量）-1

上一篇 / 下一篇 2012-09-17 15:18:26 / 个人分类：杂谈

#P h6Cm^l%[0　　之前因为工作的原因，操作系统这块一直没有继续写下去。一方面是自己没有这方面的经历，另外一方面就是操作系统比较复杂和琐碎，调试起来比较麻烦。目前在实际项目中，使用的实时操作系统很多，很多国内的朋友也写过操作系统，有些项目现在还在维护和修改中，这是十分难得的。就我知道和熟悉的就有三个系统，比如51Testing软件测试网!l'S^.Y.KMJ

　　（1）RT-THREAD51Testing软件测试网yU2vfe ?t

.n s|)A#^o$k^I0　　（2）RAW-OS

@T`9\Z3tv0　　（3）ClearRTOS

9rLtg2I0{1?^5~m0　　这里有比较介绍一下，这三个系统是国内的三位朋友开发的。其中rt-thread时间比较久一点，模块也比较全，bsp、cpu、fs、lwip、 gui等辅助的代码也比较多，有兴趣的朋友可以到网站上面下载代码看一看。raw-os是我今年才发现的一个实时系统，从网站的注册时间和软件版本号上来看，系统开发的时间不是很长，不过整个系统代码的结构非常清晰，是我重点推荐阅读的代码。如果朋友们自己download下来，好好看一下其中的代码，肯定会有不少的收获。最后一个代码是作者李云在编写《专业嵌入式软件开发》这本书的时候，为了说明os的基本原理而开发的软件，前后设计了线程、互斥、内存、定时器、驱动框架等内容，值得一读。

d1CW!Nh8Q5F0　　当然有了这么多优秀的代码，我觉得现在自己的工作就不是重新造一个车轮了，而是和大家分享这些优秀的代码是如何设计的。理解代码本身不是目的，关键是理解代码背后的基本思路。就我个人看过来，rt-thread和raw-os都可以用来学习，不过raw-os更好一些，主要是因为作者将raw-os移植到的vc上面，学起来也十分方便，要是个人在使用过程中有什么疑问，可以通过邮件和作者及时交流。不过由于raw-os的版本在一直在update之中，所以部分代码在前后稍微有点差别，不过这些都不是重点，暂时不了解的内容可以通过后面的了解和学习逐步掌握，不会成为太大的障碍。

　　就像今天的题目一样，我们重点介绍一下信号量的设计原理。首先看一下信号量的数据结构是怎么样的，

typedef struct RAW_SEMAPHORE
{
RAW_COMMON_BLOCK_OBJECT common_block_obj;
RAW_U32 count;

} RAW_SEMAPHORE;

g6T4K'Zp9zRXZr0　　这些代码都是从raw-os上面摘抄下来的，这个版本是0.94版本，和最新的0.96版本有点差别。首先分析一下信号量的基本结构，其实非常简单，就两个变量，其中comm_block_obj是一个通用类型，记录了当前结构的名称、类型和阻塞队列，而count就是计数，判断是否还有释放的资源。

　　说到了信号量的操作，无非就是信号量的创建、获取、释放、删除操作，当然这里作者考虑的比较详细，在信号量释放的时候还分成了 WAKE_ONE_SEM和WAKE_ALL_SEM两种类型。意思很简单，就是当信号量来临的时候是唤醒一个等待线程呢，还是唤醒所有的等待线程呢，就是这么回事。下面，我们就按照顺序介绍这几个函数，首先是创建函数，

"rpX3MB#k3MCT0RAW_U16 raw_semaphore_create(RAW_SEMAPHORE *semaphore_ptr, RAW_U8 *name_ptr, RAW_U32 initial_count)
$g)h(j?rO?0{
#if (RAW_SEMA_FUNCTION_CHECK > 0)
9bO fm.hQW5lt0
if (semaphore_ptr == 0) {

rkI~ R9}n"|0 return RAW_NULL_OBJECT;
5JH ?^6m1Kj${0 }

if (initial_count == 0xffffffff) {

return RAW_SEMOPHORE_OVERFLOW;

}
nx&A+[ svY*W}~0
%~:yX7_ gX|Zh0 #endif

/*Init the list*/
0V A:Q4Uzh0 list_init(&semaphore_ptr->common_block_obj.block_list);

/*Init resource*/
o:\4r(bCjn~v0 semaphore_ptr->count = initial_count;

semaphore_ptr->common_block_obj.name = name_ptr;

n/Z$]Ne T0 semaphore_ptr->common_block_obj.block_way = 0;
?.`:kzCi yyB@Rr0
\w.E*]MC%T0 return RAW_SUCCESS;51Testing软件测试网2_z R,fS

}

8bh|Mf G Z0　　看着初始化函数，我们发现信号量的初始化其实也非常简单，基本工作主要有：51Testing软件测试网4j1b.smv

　　（1）判断参数合法性；51Testing软件测试网`9lPEpG?

　　（2）初始化阻塞队列、名称等；

'hk#W$]$pe0　　（3）初始化信号量的计数。

　　说完了这些，我们看看信号量的获取是怎么完成的，代码可能长度稍微长一些，不过也不用太紧张，

E!Mz6[GnT&r4b0

RAW_U16 raw_semaphore_get(RAW_SEMAPHORE *semaphore_ptr, RAW_U32 wait_option)51Testing软件测试网.HW6ZdZ_
{51Testing软件测试网5n4p"l[!JU

9ELrf;F%{9G2Ld0 RAW_U16 error_status;

!kh:u&ZSL2tWL0 RAW_SR_ALLOC();

"k H"L;Y?aMq0 #if (RAW_SEMA_FUNCTION_CHECK > 0)51Testing软件测试网mU r7u*ypf

Yq#Av:g0 if (semaphore_ptr == 0) {
u:mBs{C0
)Zsw8\.l d)t$OL(c0 return RAW_NULL_OBJECT;
}
51Testing软件测试网ut"P6J^$QV
if (raw_int_nesting) {

return RAW_NOT_CALLED_BY_ISR;51Testing软件测试网I~f"oY.i
}51Testing软件测试网t)@;Nc"eK.Gm

z-O&~:sO0 #endif51Testing软件测试网n#j.Yom%J[R

JGP^I0 51Testing软件测试网\wz.CT
RAW_CRITICAL_ENTER();
if (semaphore_ptr->count) {
!Wp"_&P5~E+?&_y0 semaphore_ptr->count--;

UV@l/DvL+D0  RAW_CRITICAL_EXIT();51Testing软件测试网)MS)Fws!s

^*h-I8E#c.U0  return RAW_SUCCESS;51Testing软件测试网b!C7{cdi V3T
}

/*Cann't get semphore, and return immediately if wait_option is RAW_NO_WAIT*/51Testing软件测试网\ AamL
if (wait_option == RAW_NO_WAIT) {

#OSBU,BN}0  RAW_CRITICAL_EXIT();
az1~vU,_0  return RAW_NO_PEND_WAIT;
R8d;@)tX&I2F0 }
:sZx,L(B2u0@,~0 51Testing软件测试网g6kgGx+Dy8~
if (raw_sched_lock) {
#T0Z:_^pu%f0  RAW_CRITICAL_EXIT();
wQ[,Vq0  return RAW_SCHED_DISABLE;51Testing软件测试网^@&x5oiL*D
}