信号量：介绍和基本服务

选择非零值是信号量的“主启用”。这会导致一些数据结构被相应地定义和调整大小，本文稍后会详细介绍。它还激活 API 启用设置。

API 启用

Nucleus SE 中的每个 API 函数（服务调用）都有一个启用 #define nuse_config.h 中的符号 .对于信号量，这些是：

NUSE_SEMAPHORE_OBTAIN
NUSE_SEMAPHORE_RELEASE
NUSE_SEMAPHORE_RESET
NUSE_SEMAPHORE_INFORMATION
NUSE_SEMAPHORE_COUNT

默认情况下，所有这些都设置为 FALSE ，从而禁用每个服务调用并禁止包含任何实现代码。要为应用程序配置信号量，您需要选择要使用的 API 调用并将其启用符号设置为 TRUE .

这是默认 nuse_config.h 的摘录 文件。

#define NUSE_SEMAPHORE_NUMBER 0 /* 系统中信号量的数量 - 0-16 */#define NUSE_SEMAPHORE_OBTAIN FALSE /* 服务调用使能 */#define NUSE_SEMAPHORE_RELEASE FALSE /* 服务调用使能 */#define NUSE_SEMAPHORE_RESET调用使能 */#define NUSE_SEMAPHORE_INFORMATION FALSE /* 服务调用使能 */#define NUSE_SEMAPHORE_COUNT FALSE /* 服务调用使能 */

如果启用了信号量 API 功能并且未配置信号量（NUSE_Semaphore_Count() 除外），则会导致编译时错误 这总是被允许的）。如果您的代码使用未启用的 API 调用，则会导致链接时间错误，因为应用程序中不会包含任何实现代码。

信号量服务调用

Nucleus RTOS 支持八个属于信号量的服务调用，提供以下功能：

• 获取信号量。由 NUSE_Semaphore_Obtain() 实现 在 Nucleus SE 中。

• 释放信号量。由 NUSE_Semaphore_Release() 实现 在 Nucleus SE 中。

• 将信号量恢复到未使用状态，没有暂停（重置）任务。由 NUSE_Semaphore_Reset() 实现 在 Nucleus SE 中。

• 提供有关指定信号量的信息。由 NUSE_Semaphore_Information() 实现 在 Nucleus SE 中。

• 返回为应用程序（当前）配置了多少信号量的计数。由 NUSE_Semaphore_Count() 实现 在 Nucleus SE 中。

• 向应用程序添加一个新的信号量（创建）。未在 Nucleus SE 中实现。

• 从应用程序中移除一个信号量（删除）。未在 Nucleus SE 中实现。

• 返回指向应用程序中所有信号量（当前）的指针。未在 Nucleus SE 中实现。

详细检查了每个服务调用的实现。

信号量获取和释放服务

可以对信号量执行的基本操作是获取（递减）和释放（递增）它。 Nucleus RTOS 和 Nucleus SE 分别为这些操作提供了两个基本的 API 调用，这里将对其进行讨论。

获取信号量

用于获取信号量的 Nucleus RTOS API 调用非常灵活，如果操作无法立即完成，您可以无限期挂起或超时挂起；即，您尝试获取当前值为 0 的信号量。 Nucleus SE 提供相同的服务，只是任务挂起是可选的，并且没有实现超时。

用于获取信号量的 Nucleus RTOS API 调用

服务调用原型：

状态 NU_Obtain_Semaphore(NU_SEMAPHORE *semaphore,
未签名挂起);

参数：

信号量 – 指向用户提供的信号量控制块的指针

暂停 – 任务暂停规范；可能是 NU_NO_SUSPEND 或 NU_SUSPEND 或超时值

退货：

NU_SUCCESS – 通话成功

NU_UNAVAILABLE – 信号量的值为零

NU_INVALID_SEMAPHORE – 信号量指针无效

NU_INVALID_SUSPEND – 尝试从非任务挂起

NU_SEMAPHORE_WAS_RESET – 任务挂起时信号量被重置

用于获取信号量的 Nucleus SE API 调用

此 API 调用支持 Nucleus RTOS API 的关键功能。

服务调用原型：

STATUS NUSE_Semaphore_Obtain(NUSE_SEMAPHORE 信号量，
U8暂停);

参数：

信号量 – 要使用的信号量的索引（ID）

暂停 – 任务暂停规范；可能是 NUSE_NO_SUSPEND 或 NUSE_SUSPEND

退货：

NUSE_SUCCESS – 通话成功

NUSE_UNAVAILABLE – 信号量的值为零

NUSE_INVALID_SEMAPHORE – 信号量索引无效

NUSE_INVALID_SUSPEND – 尝试从非任务线程挂起或未启用阻塞 API 调用

NUSE_SEMAPHORE_WAS_RESET – 任务挂起时信号量被重置

Nucleus SE 实现获取信号量

NUSE_Semaphore_Obtain() 的大部分代码 API 函数 - 参数检查后 - 由条件编译选择，取决于是否启用了对阻塞（任务挂起）API 调用的支持。我们将在此处分别查看这两种变体。

如果没有开启阻塞，这个 API 调用的逻辑很简单：

if (NUSE_Semaphore_Counter[semaphore] !=0) /* 信号量可用 */{ NUSE_Semaphore_Counter[semaphore]--; return_value =NUSE_SUCCESS;}else /* 信号量不可用 */{ return_value =NUSE_UNAVAILABLE;}

测试信号量值，如果非零，则递减。

启用阻塞后，逻辑变得更加复杂：

do{ if (NUSE_Semaphore_Counter[semaphore] !=0) /* 信号量可用 */ { NUSE_Semaphore_Counter[semaphore]--; return_value =NUSE_SUCCESS;暂停 =NUSE_NO_SUSPEND; } else /* 信号量不可用 */ { if (suspend ==NUSE_NO_SUSPEND) { return_value =NUSE_UNAVAILABLE; } else { /* 阻塞任务 */ NUSE_Semaphore_Blocking_Count[semaphore]++; NUSE_Suspend_Task(NUSE_Task_Active, 信号量 <<4) | NUSE_SEMAPHORE_SUSPEND); return_value =NUSE_Task_Blocking_Return[NUSE_Task_Active]; if (return_value !=NUSE_SUCCESS) { 暂停 =NUSE_NO_SUSPEND; } } }} while (suspend ==NUSE_SUSPEND);

对代码的一些解释可能有用：

代码包含在 do...while 中 循环，在参数 suspend 时继续 具有值 NUSE_SUSPEND .

如果信号量非零，则递减。 暂停 变量设置为 NUSE_NO_SUSPEND 并且 API 调用以 NUSE_SUCCESS 退出 .

如果信号量为零并且挂起 设置为 NUSE_NO_SUSPEND ，API 调用以 NUSE_UNAVAILBLE 退出 .如果挂起设置为 NUSE_SUSPEND ，任务暂停。返回时（即任务被唤醒时），如果返回值为 NUSE_SUCCESS ，表示任务被唤醒，因为信号量已经释放（相对于信号量的重置）代码循环回到顶部。

释放信号量

用于释放信号量的 Nucleus RTOS API 调用非常简单；信号量增加并报告成功。 Nucleus SE 提供相同的服务，只是执行了溢出检查。

用于释放信号量的 Nucleus RTOS API 调用

服务调用原型：

状态 NU_Release_Semaphore(NU_SEMAPHORE *semaphore);

参数：

信号量 – 指向用户提供的信号量控制块的指针

退货：

NU_SUCCESS – 通话成功

NU_INVALID_SEMAPHORE – 信号量指针无效

用于释放信号量的 Nucleus SE API 调用

此 API 调用支持 Nucleus RTOS API 的关键功能。

服务调用原型：

状态 NUSE_Semaphore_Release(NUSE_SEMAPHORE 信号量);

参数：

信号量 – 要释放的信号量的索引（ID）

退货：

NUSE_SUCCESS – 通话成功

NUSE_INVALID_SEMAPHORE – 信号量索引无效

NUSE_UNAVAILABLE – 信号量的值为 255 且不能递增

Nucleus SE 发布信号量的实现

NUSE_Semaphore_Release() 的初始代码 API 函数 - 参数检查后 - 是通用的，无论是否启用任务阻塞。检查信号量的值，如果小于 255，则递减。

如果启用了对阻塞（任务挂起）API 调用的支持，则通过条件编译选择更多代码：

NUSE_CS_Enter();if (NUSE_Semaphore_Counter[semaphore] <255){ NUSE_Semaphore_Counter[semaphore]++; return_value =NUSE_SUCCESS; #if NUSE_BLOCKING_ENABLE if (NUSE_Semaphore_Blocking_Count[semaphore] !=0) { U8 index; /* 检查一个任务是否被阻塞 */ /* 在这个信号量上 */ NUSE_Semaphore_Blocking_Count[semaphore]--; for (index=0; index 

 如果有任何任务在这个信号量上被挂起，第一个就会被唤醒。
 

 下一篇文章将介绍一些与事件标志组相关的其他 API 调用，以及相关的数据结构。
 
 

 Colin Walls 在电子行业拥有超过 30 年的经验，主要致力于嵌入式软件。 Colin 经常出席会议和研讨会，并撰写了大量技术文章和两本有关嵌入式软件的书籍，他是 Mentor Embedded [Mentor Graphics 嵌入式软件部门] 的嵌入式软件技术专家，常驻英国。他的常规博客位于：http://blogs.mentor.com/colinwalls。他可以通过电子邮件联系到 [email protected] 
 

            


            

               信号量：实用服务和数据结构        
                事件标志组：实用服务和数据结构