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分类:

2011-04-18 13:24:30

/*

*********************************************************************************************************

*                                           CREATE A SEMAPHORE

*

* Description: This function creates a semaphore.

*

* Arguments  : cnt           is the initial value for the semaphore.  If the value is 0, no resource is

*                            available (or no event has occurred).  You initialize the semaphore to a

*                            non-zero value to specify how many resources are available (e.g. if you have

*                            10 resources, you would initialize the semaphore to 10).

*

* Returns    : != (void *)0  is a pointer to the event control clock (OS_EVENT) associated with the

*                            created semaphore

*              == (void *)0  if no event control blocks were available

                                                             建立一个信号量

描述:建立一个信号量

参数:cnt:信号量的初始化值,如果为零,则没有信号量可用(或者没有事件发生)

                          用非零值初始化信号量则显示它有多少可用资源,如果你有十个

                          资源,则初始化信号量为10

返回:!= (void *)0  指向事件控制块结合建立的信号量的指针

*              == (void *)0  如果没有可用事件控制块

*********************************************************************************************************

*/

 

OS_EVENT  *OSSemCreate (INT16U cnt)

{

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                       /* Allocate storage for CPU status register */

    OS_CPU_SR  cpu_sr;

#endif   

    OS_EVENT  *pevent;

 

 

    if (OSIntNesting > 0) {                                /* See if called from ISR ...               */

        return ((OS_EVENT *)0);                            /* ... can't CREATE from an ISR             */

    }//中断服务子程序不能调用此函数,所有建立信号弹量的工作必须在任务级

    //代码中或者多任务启动前完成

    OS_ENTER_CRITICAL();

    pevent = OSEventFreeList;                              /* Get next free event control block        */

       //从空余事件控制块链表中获得一个事件控制块ECB

    if (OSEventFreeList != (OS_EVENT *)0) {                /* See if pool of free ECB pool was empty   */

//如果成功获得,则调整空余事件控制块链表。使之指向下一个空余的事件控制块

        OSEventFreeList = (OS_EVENT *)OSEventFreeList->OSEventPtr;

    }

    OS_EXIT_CRITICAL();

    if (pevent != (OS_EVENT *)0) {                         /* Get an event control block               */

              //如果得到的事件控制块可用,就将其的事件类型设置成信号量,

        pevent->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_SEM;

        pevent->OSEventCnt  = cnt;                         /* Set semaphore value                      */

              //将信号量的初始值存入事件控制块ECB中。

        pevent->OSEventPtr  = (void *)0;                   /* Unlink from ECB free list                */

              //.OSEventPtr初始化为NULL,因为它不于属于空余事件控制块链表了。

        OS_EventWaitListInit(pevent);                      /* Initialize to 'nobody waiting' on sem.   */

              //对等待任务列表进行初始化,因为信号量正在初始化,这时没有任何

              //任务等待该信号量,所以函数将.OSEventGrp().OSEventTbl[]清零

    }

    return (pevent);//返回调用函数一个指向事件控制块ECB的指针

}

 

/*$PAGE*/

 
关于这个cnt作用:就是一个计数器,如果用户调用了pent的话,cnt就减1,如果调用了post的话,cnt就加一,如果cnt为0,也就是信号量没有了,使用这个信号量的函数就只好阻塞刮起了(停在了那里),如果为>0的值,那么就可用。
 
下面是我摘自一个论坛上一个回帖,相当经典:
以下为个人理解,仅供参考
简单地说:
    当信号量=0时,表示信号量代表的资源不可用,操作系统就调用OSSemPend()函数的任务加入该信号量的等待任务列表中;
    当信号量>0时,表示信号量代表的资源可用,OSSemPend()函数返回,任务可以使用资源。
    一般地,信号量的最大值(nmax)表示资源的最大同时共享数。nmax=1,表示资源最多只能由一个任务使用,如读写某内存单元时,为保证该单元不被其它任务篡改,就使用nmax=1的(二值)信号量;nmax>1,表示资源可由多个任务使用,如FIFO,一个任务写某单元时,另一个任务可以写其它单元,则可使用nmax>1的(多值)信号量,信号量的大小用来表示FIFO的可用单元数。
    减1操作:当该信号量=0时表示FIFO已满,任务只能等待;当该信号量>0时表示FIFO有空,可以使用,同时要减1表示调用OSSemPend()函数的任务已经使用了一个资源(FIFO单元),可使用资源少了一个。
    加1操作:当某任务调用OSSemPost()从FIFO中取出一个值时,该FIFO单元就空出一个可写单元,也就是资源多了一个,为表示这个变化,信号量要加1,一旦信号量由0->1,则把资源给等待任务列表中优先级最高的任务(通过OSSemPend()函数的返回)。
    总之,信号量的值代表共享资源的剩余量,用掉一个减1,空出一个加1。

举个例子:

顾客(任务)到银行办事,银行(OS)现有N名业务员(共享资源)。
1. 办事前先要取号(OSSemPend()),号条一般有“前面有xx位顾客”,表示正在等待服务(资源)的顾客(任务)数。
2. 另外假设银行有一指示牌(信号量)指示当前空闲的业务员的数量为n(信号量的值)。
3. 当n>0时,表示有空闲的业务员,那么顾客可以立即去业务员那办理业务(OSSemPend()立即返回),这样空闲的业务员就少一个,指示牌指示的数量(信号量的值)就要减1,但n只能减到0。
4. 当n=0时,表示没有空闲的业务员,那么顾客只能等待(OSSemPend()不返回,切换到其它任务)。
5. 当某位业务员为顾客办完手续后,他就空闲下来,这样空闲的业务员就多一个(调用OSSemPost)释放信号量,指示牌指示的数量(信号量的值)就要加1,但n只能加到N。
   这时银行就会去查找有没有正在等待的顾客,如果有,就找出其中优先级最高的顾客,让他来办理业务(OSSemPend()返回)。
6. 顾客在取号时若设置了等待时间,那么在等待时间过后,银行就会通知顾客时间到(OSSemPend()返回),顾客接着去办其它事。
7. 也有的顾客希望:在取号时,如果有空闲的业务员他就办事,没有的话就走(去办其它事),那么就要用特殊的取号方式(OSSemAccept())。
8. N=1时,表示只有一个业务员,指示牌只能指示0或1两个值,这就是二值信号量。

不知道这个例子能不能说清楚信号量的概念,请大伙完善。
 
关于2值信号量,还有一个例子如下:

楼上例子不错
再举一个互斥的例子
一间屋子,只能一人进去。门口箱子里放着一把钥匙。当有钥匙时箱子上显示1,无钥匙时显示0。来人看见1就打开箱子取出钥匙进屋,同时显示减一为0,再来人时看见0,就知道有人在屋里,于是在外等待,屋里人出来时,把钥匙放回箱中,显示加1。后面的人看见1又可以进入。
这里钥匙相当于信号量,根据钥匙的有无取0,1两个值。屋子相当于公用资源,同一时间只能由一人使用它。使用信号量保证不会有两人同时使用公用资源

 
 

/*

*********************************************************************************************************

*                                         POST TO A SEMAPHORE

*

* Description: This function signals a semaphore

*

* Arguments  : pevent        is a pointer to the event control block associated with the desired

*                            semaphore.

*

* Returns    : OS_NO_ERR           The call was successful and the semaphore was signaled.

*              OS_SEM_OVF          If the semaphore count exceeded its limit.  In other words, you have

*                                  signalled the semaphore more often than you waited on it with either

*                                  OSSemAccept() or OSSemPend().

*              OS_ERR_EVENT_TYPE   If you didn't pass a pointer to a semaphore

*              OS_ERR_PEVENT_NULL  If 'pevent' is a NULL pointer.

                                                      发出一个信号量

描述:发出一个信号量

参数:pevent :指向事件控制块结合目标信号量的指针

返回:OS_NO_ERR           调用成功,信号量发出

*              OS_SEM_OVF       信号量数目超出范围. 也就是说你发送的信号量多于在either

*                                  OSSemAccept() or OSSemPend()中等待的

*              OS_ERR_EVENT_TYPE   没有传递指针给信号量

*              OS_ERR_PEVENT_NULL  如果 'pevent' 是空指针

*********************************************************************************************************

*/

 

INT8U  OSSemPost (OS_EVENT *pevent)

{

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                                /* Allocate storage for CPU status register */

    OS_CPU_SR  cpu_sr;                              

#endif   

 

 

#if OS_ARG_CHK_EN > 0

    if (pevent == (OS_EVENT *)0) {                         /* Validate 'pevent'                        */

        return (OS_ERR_PEVENT_NULL);

    }//非法的pevent

    if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_SEM) {        /* Validate event block type                */

        return (OS_ERR_EVENT_TYPE);

    }//不是事件块类型

#endif

    OS_ENTER_CRITICAL();

    if (pevent->OSEventGrp != 0x00) {                      /* See if any task waiting for semaphore    */

              //是不是有任务等待

        OS_EventTaskRdy(pevent, (void *)0, OS_STAT_SEM);   /* Ready highest prio task waiting on event */

              //就绪最高优先级的等待任务

        OS_EXIT_CRITICAL();

        OS_Sched(); /* Find highest priority task ready to run  *///任务调度,找最高优先级的任务运行                                      

        return (OS_NO_ERR);

    }

    if (pevent->OSEventCnt < 65535) {                 /* Make sure semaphore will not overflow         */

              //保证信号量没有溢出

        pevent->OSEventCnt++;                         /* Increment semaphore count to register event   */

              //更新信号量数目

        OS_EXIT_CRITICAL();

        return (OS_NO_ERR);

    }

    OS_EXIT_CRITICAL();    /* Semaphore value has reached its maximum   *///信号量满了。

    return (OS_SEM_OVF);

}

/*$PAGE*/

 

/*$PAGE*/
/*
*********************************************************************************************************
*                                           PEND ON SEMAPHORE
*
* Description: This function waits for a semaphore.
*
* Arguments  : pevent        is a pointer to the event control block associated with the desired
*                            semaphore.
*
*              timeout       is an optional timeout period (in clock ticks).  If non-zero, your task will
*                            wait for the resource up to the amount of time specified by this argument.
*                            If you specify 0, however, your task will wait forever at the specified
*                            semaphore or, until the resource becomes available (or the event occurs).
*
*              err           is a pointer to where an error message will be deposited.  Possible error
*                            messages are:
*
*                            OS_NO_ERR           The call was successful and your task owns the resource
*                                                or, the event you are waiting for occurred.
*                            OS_TIMEOUT          The semaphore was not received within the specified
*                                                timeout.
*                            OS_ERR_EVENT_TYPE   If you didn't pass a pointer to a semaphore.
*                            OS_ERR_PEND_ISR     If you called this function from an ISR and the result
*                                                would lead to a suspension.
*                            OS_ERR_PEVENT_NULL  If 'pevent' is a NULL pointer.
*
* Returns    : none
                                                            等待一个信号量
描述:等待一个信号量
参数:pevent:指向事件控制块结合目标信号量的指针
                timeout:定时超时选项(以时钟节拍为单位),如果非零,你的任务将等待
                             //资源的时间值就是这个参数,如果为零,将永远等待直到资源变成可用(或者其它事件发生)
    err   指向错误代码的消息指针
      *       消息为:
      *
      *       OS_NO_ERR   调用成功,任务拥有资源或者目标事件发生
      *       OS_TIMEOUT   规定时间内信号量没有发生
      *       OS_ERR_EVENT_TYPE 如果没有传递指针到信号量
      *       OS_ERR_PEND_ISR  如果ISR调用此函数,结果将异常
      *       OS_ERR_PEVENT_NULL 如果 'pevent' 是一个空指针

*********************************************************************************************************
*/

void  OSSemPend (OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                           /* Allocate storage for CPU status register      */
    OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif   


    if (OSIntNesting > 0) {                           /* See if called from ISR ...                    */
        *err = OS_ERR_PEND_ISR;                       /* ... can't PEND from an ISR                    */
        return;
    }//是不是在ISR中调用
#if OS_ARG_CHK_EN > 0
    if (pevent == (OS_EVENT *)0) {                    /* Validate 'pevent'                             */
        *err = OS_ERR_PEVENT_NULL;
        return;
    }//非法的pevent
    if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_SEM) {   /* Validate event block type                     */
        *err = OS_ERR_EVENT_TYPE;
        return;
    }//不是事件块类型
#endif
    OS_ENTER_CRITICAL();
    if (pevent->OSEventCnt > 0) {                     /* If sem. is positive, resource available ...   */
        pevent->OSEventCnt--;                         /* ... decrement semaphore only if positive.     */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        *err = OS_NO_ERR;
        return;
    }
//如果信号量有效,则信号量计数值递减,返回无错给调用它的函数,如果此
//函数用于等待一共享资源的信号量,那么通过返回此值,知道代码是否正确运行。
//如果信号量的计数值为0,则调用此函数的任务将进入睡眠状态,等待另一个任务
//或者ISR发出信号量。
                                                      /* Otherwise, must wait until event occurs       */
    OSTCBCur->OSTCBStat |= OS_STAT_SEM;               /* Resource not available, pend on semaphore     */
//资源不可用,挂起任务
    OSTCBCur->OSTCBDly   = timeout;                   /* Store pend timeout in TCB                     */
//保存挂起定时到TCB
    OS_EventTaskWait(pevent);                         /* Suspend task until event or timeout occurs    */
//使任务等待事件发生(将任务挂起)
    OS_EXIT_CRITICAL();
    OS_Sched();                                       /* Find next highest priority task ready         */
 //由于得不到信号量,当前任务不再处于就绪状态,任务调度,让下一个
 //优先级最高的任务运行。这样,调用此函数的任务被挂起,直到信号量出现,
 //才能继续运行。
    OS_ENTER_CRITICAL();
    if (OSTCBCur->OSTCBStat & OS_STAT_SEM) {          /* Must have timed out if still waiting for event*/
//再次检查任务控制块中的状态标志,是否仍处于等待信号量的状态,如果是,
//则说明该任务并没有被此函数发出的信号量唤醒;而实际上该任务是因为等待
//超时,而被TimeTick()函数置为就绪态。
        OS_EventTO(pevent);//等待事件超时,将任务从等待列表中删除,让任务继续运行。
        OS_EXIT_CRITICAL();
        *err = OS_TIMEOUT;     /* Indicate that didn't get event within TO      *///返回超时错误代码
        return;//超时了
    }
    OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0;//将指向信号量ECB的指针从该任务的任务控制块中删除
    OS_EXIT_CRITICAL();
    *err = OS_NO_ERR;
}
/*$PAGE*/

 

 

下面是一个例子(主要是关于一个2值信号量),来自

        信号量的使用自己看了几天仍然没搞明白信号量,邮箱,和队列的区别。现在是学习信号量的使用,苦于没有现成的例子参考,只能一步步弄清楚它的,感觉外国人的思维还是和中国的有很大的出入,以至于学习一个国外的技术, 总是先翻译成自己习惯的思维去领会,变成自己的东西。

        程序粘贴上去后 dat="dat" 变成dat="dat",多了个"",如果大家要用这个程序例子,请去掉""。

         信号量程序dj:

   #include
   typedef unsigned char u8;
   typedef unsigned int u16;
   typedef unsigned long u32;

   OS_STK TaskStk[3][MaxStkSize];//定义3个堆栈
   void task0(void *dat);//定义任务0
   void task1(void *dat);

   long con1=0;
   long con2=0;
   OS_EVENT *sem;
   u8 err;

  main()
{
   OSInit();
   InitTimer0( );
   sem="OSSemCreate"(1);//建立信号量
   OSTaskCreate(task0,(void*)0,&TaskStk[0][0],5);//建立任务 定义好它的优先级等参数
   OSTaskCreate(task1,(void*)0,&TaskStk[1][0],6);
   OSStart();
}

void task0(void *dat)//任务0
{
   dat="dat";//防止编译有错误
 
   while(1)
    {
     con1++;
     OSSemPost(sem);//发送信号量
     OSTimeDly(2);
    }
}

void task1(void *dat)//任务1
{
   u16 value;
   u16 vison;
   dat="dat";
   while(1)
   {    
    value="OSSemAccept"(sem);   //查看资源是否可以使用
    OSSemPend(sem,0,&err);    //等待接收信号 才往下执行任务
    con2++;
    }
  OSTimeDly(2);//延时
 }
}

心得:

         信号量的建立必须是在任务级中建立,信号量类型为OS_EVENT ,信号量值可以为1,0,0~65535的值,不同的值代表不同的意义。

         OSSemAccept(信号量)起查询信号量作用,返回信号量的值。

         OSSemPend(sem,0,&err);将暂停当前任务,等待信号量的到来。如果 接收到一个信号量(如果信号量大于0) ,该信号量会自动减一,在例子中,信号量开始定义为1,在任务1接收后,信号量会变为0;例子中的OSSemPend(sem,timeout,&err),timeout代表等待timeout个信号量后还没得到信号量,恢复运行状态,如果timeout=0,表示无限等待信号量。

                                                                                此文原创 转载请注明出处

 

 

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