信號量專題

1. 信號量

(1)uc/os-ii的信號量是由兩個部分組成：一部分是16位的無符號整型信號量的計數(shù)值(0~65535);另一部分是等待該信號量的任務(wù)組成的等待任務(wù)表。(另外參考事件控制塊ECB)

(2)信號量可以是2值的變量(稱為二值信號量)，也可以是計數(shù)式的。根據(jù)信號量的值，內(nèi)核跟蹤那些等待信號量的任務(wù)。

(3)建立信號量的工作必須在任務(wù)級代碼中或者多任務(wù)啟動之前完成。

(4)任務(wù)要得到信號量的問題。

想得到信號量的任務(wù)，必須執(zhí)行等待操作(pend)。如果信號量有效(非0)，則信號量減1，任務(wù)得以繼續(xù)運行。如果信號量無效，則等待信號量的任務(wù)就被列入等待信號量的任務(wù)表中。多少內(nèi)核允許定義等待超時，當(dāng)?shù)却龝r間超過了設(shè)定值，該信號量還是無效，則等待該信號量的任務(wù)進入就緒態(tài)，準(zhǔn)備運行，并返回出錯代碼(等待超時錯誤)。

(5)任務(wù)對信號量的釋放問題。

任務(wù)執(zhí)行發(fā)信號(post)操作來釋放信號量。如果沒有任務(wù)等待信號量，那么信號量的值僅是簡單的加1(則信號量大于0，有效);如果有任務(wù)等待該信號量，那么就會有另一個任務(wù)進入就緒態(tài)，信號量的值就不加1。

之后，這個釋放的信號量給那個等待中的任務(wù)，要看內(nèi)核如何調(diào)度的。收到信號量的任務(wù)可能如下：

◆等待任務(wù)中，優(yōu)先級最高的;(uc/os-ii僅支持這種方式)。

◆等待任務(wù)中所有等待該信號量的任務(wù)

2. 信號量的有效與無效問題

信號量有效：信號量的計算器非0(.OSEventCnt!=0)。信號量有效表示任務(wù)對 資源可用。

信號量無效：信號量的計算器為0。信號量無效表示任務(wù)對目前資源不可用，需 要等待其他另一個任務(wù)(或者中斷服務(wù)子程序)發(fā)出該信號量

3. 信號量的值(.OSEventCnt)大小表示什么?

①二值信號量，表示任務(wù)可以獨占共享資源。

②計數(shù)式信號量，用于某資源可同時為N個任務(wù)所用。

4. 信號量有關(guān)的三個重要函數(shù)分析

◆OSSemCreate() 創(chuàng)建一個信號量 (注：由任務(wù)或啟動代碼操作)

創(chuàng)建工作必須在任務(wù)級代碼中或者多任務(wù)啟動之前完成。功能只要是先獲取一個事件控制塊ECB，寫入一些參數(shù)。其中調(diào)用了OS_EeventWaitListInt()函數(shù)，對事件控制塊的等待任務(wù)列表進行初始化。完成初始化工作后，返回一個該信號量的句柄(Handle)。

◆OSSemPend() 等待一個信號量 (注：只能由任務(wù)操作)

本函數(shù)應(yīng)用于任務(wù)試圖獲得共享資源的使用權(quán)、任務(wù)需要與其他任務(wù)或中斷同步及任務(wù)需要等待特定事件發(fā)生的場合。

如果任務(wù)Task_A調(diào)用OSSemPend()，且信號量的值有效(非0)，那么OSSemPend()遞減信號量計數(shù)器(.OSEventCnt)，并返回該值。換句話說，Task_A獲取到共享資源的使用權(quán)了，之后就執(zhí)行該資源。

如果如果任務(wù)Task_A調(diào)用OSSemPend()，信號量無效(為0)，那么OSSemPend()調(diào)用OS_EventTaskWait()函數(shù)，把Task_A放入等待列表中。(等待到什么時候呢?要看OSSemPost()(或者等待超時情況)，由它釋放信號量并檢查任務(wù)執(zhí)行權(quán)，見下資料)

◆OSSemPost() 發(fā)出(釋放)一個信號量 (注：由任務(wù)或中斷操作)

本函數(shù)其中調(diào)用OS_EventTaskRdy()函數(shù)，把優(yōu)先級最高的任務(wù)Task_A(在這假如是Task_A，另外假設(shè)當(dāng)前調(diào)用OSSemPost()的任務(wù)是Task_B)從等待任務(wù)列表中去除，并使它進入就緒態(tài)。然后調(diào)用OSSched()進行任務(wù)調(diào)度。如果Task_A是當(dāng)前就緒態(tài)中優(yōu)先級最高的任務(wù)，則內(nèi)核執(zhí)行Task_A;否則，OSSched()直接返回，Task_B繼續(xù)執(zhí)行。