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[RealTouch例程]邮箱的基本使用

发布于 2012-08-17 22:19:44 浏览：5563 订阅该版

实验目的
?	了解邮箱的基本使用
?	熟练使用邮箱相关API实现多个线程间通信
硬件说明
本实验使用RT-Thread官方的Realtouch开发板作为实验平台。涉及到的硬件主要为：
?	串口3，作为rt_kprintf输出
需要连接JTAG扩展板，具体请参见《Realtouch开发板使用手册》
实验原理及程序结构
实验设计
本实验的主要设计目的是帮助读者快速了解邮箱相关API，包括静态邮箱初始化/脱离，发送/接受邮件。本实验中使用静态邮箱控制块，动态邮箱的使用就交给读者测试。
本实验中创建一个邮箱，两个线程，线程2以一定周期发送邮箱，线程1以一定周期从邮箱中取出邮件。当线程2中发送20封邮件之后，发送一封特殊的邮件通知其他线程，自己已经运行结束。线程1取出邮件后，检查邮件是否是特殊邮件，如果是，则线程1也退出。
源程序说明
本实验对应kernel_mailbox_basic。
系统依赖
在rtconfig.h中需要开启
```	#define RT_USING_HEAP```
此项可选，开启此项可以创建动态线程和动态邮箱，如果使用静态线程和静态信号量，则此项不是必要的
```	#define RT_USING_MAILBOX```
此项必须，开启此项后才可以使用邮箱相关API。
```	#define RT_USING_CONSOLE```
此项必须，本实验使用rt_kpriintf向串口打印按键信息，因此需要开启此项
主程序说明
在applications/application.c中定义静态邮箱控制块、存放邮件的缓冲区，以及一些字符串用来作为邮件。如下所示
定义全局变量代码
```/* 邮箱控制块 */
static struct rt_mailbox mb;
/* 用于放邮件的内存池 */
static char mb_pool[128];

static char mb_str1[] = "I'm a mail!";
static char mb_str2[] = "this is another mail!";
static char mb_str3[] = "over";
在applications/application.c中的 int rt_application_init()函数中，初始化邮箱。
初始化邮箱代码
    rt_err_t result;

/* 初始化一个mailbox */
    result = rt_mb_init(&mb,
        "mbt",             /* 名称是mbt */
        &mb_pool[0],       /* 邮箱用到的内存池是mb_pool */
        sizeof(mb_pool)/4, /* 邮箱中的邮件数目，因为一封邮件占4字节 */
        RT_IPC_FLAG_FIFO); /* 采用FIFO方式进行线程等待 */
    if (result != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("init mailbox failed.
");
        return -1;
}
```在int rt_application_init()初始化名为”thread1”的thread1的静态线程，如下所示。
初始化线程1代码
```    rt_thread_init(&thread1,
                   "thread1",
                   thread1_entry,
                   RT_NULL,
                   &thread1_stack[0],
                   sizeof(thread1_stack),10,5);
    rt_thread_startup(&thread1);
```其线程入口函数如下所示，线程1以10个tick的间隔不停地从邮箱中取出邮件，并打印每每封邮件的内容，并对每封邮件进行检查。当检测邮件为特殊的邮件（mb_str3）这表明这是线程2发送的最后一封邮件，则线程1不再循环接收邮件，从while循环中调出，线程函数运行结束。
线程1代码
```ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)         //设置下一句线程栈数组为对齐地址
static char thread1_stack[1024];  //设置线程堆栈为1024Bytes
struct rt_thread thread1;        //定义静态线程数据结构
/* 线程1入口 */
static void thread1_entry(void* parameter)
{
    char* str;
    
    while (1)
    {
        rt_kprintf("thread1: try to recv a mail
");

/* 从邮箱中收取邮件 */
        if (rt_mb_recv(&mb, (rt_uint32_t*)&str, RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK)
        {
            rt_kprintf("thread1: get a mail from mailbox, the content:%s
", str);
            if (str == mb_str3)
                break;

/* 延时10个OS Tick */
            rt_thread_delay(10);
        }
    }
    /* 执行邮箱对象脱离 */
    rt_mb_detach(&mb);
}
```在int rt_application_init()初始化名为”thread2”的thread2的静态线程，如下所示。
初始化线程2代码
```    rt_thread_init(&thread2,
                   "thread2",
                   thread2_entry,
                   RT_NULL,
                   &thread2_stack[0],
                   sizeof(thread2_stack),10,5);
rt_thread_startup(&thread2);
```其线程入口函数如下所示，线程2以20个tick的间隔不停地向邮箱中发送邮件，并使用变量count进行计数，奇数次发送数组mb_str1首地址作为邮件，偶数次发送数组mb_str2首地址作为邮件，累计发送20封邮件后，将发送数组mb_str3首地址作为邮件发送，这是线程2发送的最后一封邮件，线程函数运行结束。
线程2代码
```ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)         //设置下一句线程栈数组为对齐地址
static char thread2_stack[1024];  //设置线程堆栈为1024Bytes
struct rt_thread thread2;        //定义静态线程数据结构
/* 线程2入口 */
static void thread2_entry(void* parameter)
{
    rt_uint8_t count;

count = 0;
    while (count < 10)
    {
        count ++;
        if (count & 0x1)
        {
            /* 发送mb_str1地址到邮箱中 */
            rt_mb_send(&mb, (rt_uint32_t)&mb_str1[0]);
        }
        else
        {
            /* 发送mb_str2地址到邮箱中 */
            rt_mb_send(&mb, (rt_uint32_t)&mb_str2[0]);
        }

/* 延时20个OS Tick */
        rt_thread_delay(20);
    }
    
    /* 发送邮件告诉线程1，线程2已经运行结束 */
    rt_mb_send(&mb, (rt_uint32_t)&mb_str3[0]);
}
```编译调试及观察输出信息
编译请参见《RT-Thread配置开发环境指南》完成编译烧录，参考《Realtouch开发板使用手册》完成硬件连接，连接扩展板上的串口和jlink。
运行后可在串口上看到如下信息：
串口输出
  | /
- RT -     Thread Operating System
 / |      1.1.0 build Aug  9 2012
 2006 - 2012 Copyright by rt-thread team
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:I'm a mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:this is another mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:I'm a mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:this is another mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:I'm a mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:this is another mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:I'm a mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:this is another mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:I'm a mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:this is another mail!
thread1: try to recv a mail
thread1: get a mail from mailbox, the content:over
结果分析
整个程序运行过程中各个线程的状态变化：
rt_application_init中创建线程thread1和thread2，两者具有相同的优先级，由于先使用rt_thread_startup(&thread1)，故线程1优先运行，首先执行：
rt_kprintf("thread1: try to recv a mail
");
无法确定此语句执行时间大致是多少个tick，这个跟RT_TICK_PERSECOND的设定、系统的主频、以串口驱动的实现有关。不过庆幸的是，这些不确定因素并不影响程序最终的运行结果。
当线程1试图从邮箱中获取邮件时，如果邮箱中没有邮件，则线程1被挂起直到邮箱中填充了邮件。此时线程2就会运行，向邮件中发送邮件，之后休眠20个tick，线程2挂起，线程1继续调度运行。线程1从邮箱中收到邮件后，打印邮件内容，检查邮件是否是最后一封，若是，则线程1跳出循环，脱离静态邮箱控制块，线程函数运行结束；若否，则线程1挂起10个tick。如果此时线程2也在挂起，则内核执行IDLE线程。当线程2发送20封邮件后，发送最后一封邮件，线程函数处理结束。
在IDLE线程中将两个线程脱离。
总结
本实验演示了RT-Thread中邮箱/邮件作为多线程通信的用法，以静态邮箱控制块为例，动态邮箱的用法类似，只是创建/删除需要使用 rt_mb_create/rt_mb_delete函数，读者可以使用动态邮箱重复本实验。

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下载附件 [实验2_7邮箱基本使用.pdf](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/88_fce851d2c9a6f24165e83e625ee78cd4.pdf)

下载附件 [1_kernel_mailbox_basic.zip](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/3089_da0872d13e9db6753f63f92ddeb064dd.zip)