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RT-Thread IPC机制

发布于 2024-07-26 17:35:21 浏览：206 订阅该版

[tocm]

# RT-Thread IPC机制

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##  信号量
用于实现任务与任务之间、任务与中断处理程序之间的同步与互斥。

## 分类
互斥信号量 用于解决互斥问题。可能会引起优先级反转问题
二值信号量 用于解决同步问题
计数信号量 用于解决资源计数问题
## 二值信号量
要用于线程与线程之间、线程与中断服务程序(ISR)之间的同步。
初始值为0，表示同步事件尚未产生；
## 计数信号量
允许多个线程同时访问同一种资源。
初始化为n（非负整数），n为该种共享资源的数目。
## 创建信号量
rt_sem_t rt_sem_create(const char *nAME,
                      rt_uint32_t value;
                      rt_uint8_t flag);
当选择 RT_IPC_FLAG_FIFO（先进先出）方式时，先进入的线程将先获得等待的信号量；

当选择 RT_IPC_FLAG_PRIO（优先级等待）方式时，优先级高的等待线程将先获得等待的信号量。

删除信号量
rt_err_t rt_sem_delete(rt_sem_t sem);
如果删除该信号量时，有线程正在等待该信号量，那么删除操作会先唤醒等待在该信号量上的线程(返回值是 - RT_ERROR)，再释放信号量的内存资源。

初始化信号量
rt_err_t rt_sem_init(rt_sem_t sem,
                    const char *name,
                    rt_uint32_t value,
                    rt_uint8_8 flag)
脱离信号量
rt_err_t rt_sem_detach(rt_sem_t sem);
适用于静态初始化的信号量

先唤醒挂在该信号量等待的线程，然后将该脱离信号量。原来挂起在信号量上的等待线程将获得 _RT_ERROR 的返回值。

获取信号量
rt_err_t rt_sem_take(rt_sem_t sem,rt_int32_t time);
当信号量值>零，线程将获得信号量，相应的信号量值-1。

如果信号量=零，说明当前信号量资源实例不可用。

(申请该信号量的线程将根据 time 参数的情况选择直接返回、或挂起等待一段时间、或永久等待，直到其他线程或中断释放该信号量。如果在参数 time 指定的时间内依然得不到信号量，线程将超时返回，返回值是 - RT_ETIMEOUT。)

无等待获取信号量
rt_err_t rt_sem_trytake(rt_sem_t sem);
/*rt_sem_take(sem,RT_WAITING_NO)*/
释放信号量
rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);
当信号量的值=零时，释放信号量,唤醒等待信号量中的第一个线程；否则将把信号量+1。

## 互斥量
创建互斥量
rt_mutex_t rt_mutex_create(const char*name,rt_uint8_t flag)
无论用户选择 RT_IPC_FLAG_PRIO 还是RT_IPC_FLAG_FIFO，内核均按照 RT_IPC_FLAG_PRIO 处理。

删除互斥量
rt_err_t rt_mutex_delete(rt_mutex_t mutex);
删除并释放互斥量占用的内存空间,返回值是 - RT_ERROR

初始化互斥量
rt_err_t rt_mutex_init(rt_mutex_t mutex,const char* name,rt_uint8_t flag);
一般放于读写数据段或未初始化数据段中

脱离互斥量
rt_err_t rt_mutex_detach(rt_mutex_t mutex);
获取互斥量
rt_err_t rt_mutex_take(rt_mutex_t mutex,rt_int32_t time);
如互斥量已被当前线程线程控制,该互斥量的持有计数加+1，当前线程也不会挂起等待。
如互斥量已被其他线程占有，当前线程在该互斥量上挂起等待，到其他线程释放它或者等待时间超过指定的时间。
无等待获取互斥量
rt_err_t rt_mutex_trytake(rt_mutex_t mutex);
释放取互斥量
rt_err_t rt_mutex_release(rt_mutex_t mutex);
每次释放该互斥量，它的持有计数-1
当该互斥量的持有计数=零，即持有线程已经释放所有的持有操作，变为可用
## 事件集
事件集是一个32 bit 的数，每个事件用一个bit位代表；
触发方式有与触发、或触发
创建事件
rt_event_t rt_event_create(const char* name,rt_uint8_t flag);
删除事件
rt_event_t rt_event_delete(rt_event_t,event);
初始化事件
rt_event_t rt_event_init(rt_event_t event,const char* name,rt_uint8_t flag);
脱离事件
rt_event_t rt_event_detach(rt_event_t,event);
发送事件
rt_event_t rt_event_send(rt_event_t event,rt_uint8_t set);
接收事件
rt_event_t rt_event_recv(rt_event_t event,
                         rt_uint8_t set,
                         rt_uint8_t option,
                         rt_uint8_t timeout,
                         rt_uint8_t* recoved);
## 消息邮箱
创建邮箱
rt_mailbox_t rt_mb_create(const char* name,rt_size_t rt_uint8_t flag);
初始化
rt_err_t rt_mb_init(rt_mailbox_t mb,
                    const char *name,
                    void* msgpool,
                    rt_size_t size,
                    rt_uint8_8 flag)
发送邮件
rt_err_t rt_mb_send(rt_mailbox_t mb,rt_uint8_8 value );
接收邮件
rt_err_t rt_mb_recv(rt_mailbox_t mb,rt_uint8_t* value,rt_uint8_t* timeout );
## 消息队列
是一种常用的线程间通信方式，可以应用在多种场合，线程间的消息交换，使用串口接收不定长数据
消息队列提供异步处理机制可以起到缓冲消息的作用
消息队列工作原理
先进先出原则(FIFO)
## 消息队列创建
内存的大小 = [消息大小 + 消息头(用于链表连接)的大小] * 消息队列最大个数
rt_mq_t rt_mq_create(const char*name,
rt_size_t msg_size,
rt_size_t max_msgs,
rt_uint8_t flag);
发送消息
rt_mq_t rt_mq_send(rt_mq_t mq,void *buffer,rt_size_t msg_size);
接收消息
rt_mq_t rt_mq_recv(rt_mq_t mq,
void *buffer,rt_size_t msg_size,
rt_int32_t timeout);