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# Day 3 IPC机制
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同步是指按预定的先后次序进行运行
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1. √
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2. 互斥量
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3. 挂起：先做其它
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死锁：互相等待……
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## 临界区
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only one can use the resource at a time
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有人用了,别人就不能用
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## 阻塞非阻塞
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Blocking/Non-blocking
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线程阻塞：资源被其它线程占用
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阻塞式线程：只能执行当前任务并等待其完成
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非阻塞式线程：执行当前任务，还可以做其它事情，完成时收到异步通知
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## 挂起
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暂时搁置
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> 当信号量实例数目为零时，再申请该信号量的线程就会被挂起在该信号量的等待队列上，等待可用的信号量实例（资源）。
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把寄存器，线程栈里面的东西保存下来
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## 死锁
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两个线程互相等待，需要对方的资源
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<!-- ## 互斥
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两个线程不能同时使用资源 -->
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## 信号量
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约等于停车场剩余车位
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用于线程间同步、互斥
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- 有线程释放，信号量+1；有线程获得，信号量-1
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- 二值信号量 约等于bool 初始为0，解决同步问题
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- 计数信号量 初始为期待的值（允许同时访问同一资源的任务个数）,用于解决资源计数问题
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- 裸机 根据全局变量flag 反应（不知道谁修改→错误、逻辑混乱、破坏、不能挂起一直停在这……）
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- 用系统的api，不要flag
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- 三种反应：一直等，等一会，不等
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信号量控制块由结构体 struct rt_semaphore 表示。另外一种 C 表达方式 rt_sem_t
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``` c
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static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL;
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```
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**api**
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### √ 创建信号量（动态）节省资源，动态分配，可能内存破坏
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从对象管理器中分配一个semaphore对象，……
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当信号量不可用时的线程排队方式flag:RT_IPC_FLAG_FIFO先进先出/RT_IPC_FLAG_PRIO优先级
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||
注意区别？
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``` c
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rt_sem_t rt_sem_create(const char* name, rt_uint32_t value, rt_uint8_t flag);
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```
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### √ 删除信号量（动态）
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||
（适用于动态创建的信号量）
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||
删除信号量以释放系统资源。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（等待线程的返回值是 - RT_ERROR），然后再释放信号量的内存资源
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_sem_delete(rt_sem_t sem);
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||
```
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### 初始化信号量(静态)还在内存，不用了别人也用不了
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_sem_init(rt_sem_t sem, const char* name, rt_uint32_t value, rt_uint8_t flag);
|
||
```
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||
### 脱离信号量
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||
从内核对象管理器中脱离 ,原来挂起在信号量上的等待线程将获得 - RT_ERROR 的返回值
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_sem_detach(rt_sem_t sem);
|
||
```
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### 获取信号量
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time 单位tick/RT_WAITING_FOREVER
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||
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RT_EOK:成功获得信号量
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||
-RT_ETIMEOUT:超时依然未获得信号量
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||
-RT_ERROR:其他错误
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_sem_take(rt_sem_t sem, rt_int32_t time);
|
||
```
|
||
|
||
### 无等待获取信号量
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||
``` c
|
||
rt_err_t rt_sem_trytake(rt_sem_t sem);
|
||
```
|
||
### 释放信号量
|
||
``` c
|
||
rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);
|
||
```
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## 互斥量（互斥锁）
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约等于仅有的一把钥匙
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||
保护临界资源
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1. 互斥量所用权
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2. 防止优先级反转
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### 优先级反转
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高优先级被低优先级阻塞
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实时：高优先级先执行
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运行需要资源
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资源有信号量
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||
临界资源有互斥量
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占用资源要先完成才能释放
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把A的优先级临时赋C
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||
### 创建和删除互斥量
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||
无论选择 RT_IPC_FLAG_PRIO 还是 RT_IPC_FLAG_FIFO，内核均按照 RT_IPC_FLAG_PRIO 处理
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||
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||
``` c
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||
rt_mutex_t rt_mutex_create (const char* name, rt_uint8_t flag);
|
||
rt_err_t rt_mutex_delete (rt_mutex_t mutex);
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||
|
||
```
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||
|
||
### 初始化和脱离互斥量
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||
``` c
|
||
rt_err_t rt_mutex_init (rt_mutex_t mutex, const char* name, rt_uint8_t flag);
|
||
rt_err_t rt_mutex_detach (rt_mutex_t mutex);
|
||
```
|
||
### 获取互斥量
|
||
如果互斥量已经被当前线程控制，在当前线程再一次获取，那么该互斥量的持有计数+1，当前线程不会挂起
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_mutex_take (rt_mutex_t mutex, rt_int32_t time);
|
||
```
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||
|
||
### 无等待获取互斥量
|
||
``` c
|
||
rt_err_t rt_mutex_trytake(rt_mutex_t mutex);
|
||
```
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||
|
||
### 释放互斥量
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||
信号量：谁都可以获取，谁都可以释放
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||
互斥量：只有拥有互斥量控制权的线程才可以释放，每释放一次，持有计数-1，当持有计数为0时，才变为可用
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||
``` c
|
||
rt_err_t rt_mutex_release (rt_mutex_t mutex);
|
||
```
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## 事件集
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||
一堆事件在32bit中（32个事件0/1），在线程中与，或判断执行
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||
- 发送： 从中断/线程中
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||
- 接收： 线程接收，条件检查
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### 创建事件集
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||
``` c
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||
rt_event_t rt_event_create(const char* name, rt_uint8_t flag);
|
||
```
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||
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||
### 删除事件集
|
||
删除前唤醒所有挂起在该事件集上的线程，返回`-RT_ERROR`
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||
create用这个
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_event_delete(rt_event_t event);
|
||
```
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||
### 初始化事件集
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||
静态事件集对象的内存一般放于**读写数据段**或**未初始化数据段**中
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_event_init(rt_event_t event, const char* name, rt_uint8_t flag);
|
||
```
|
||
|
||
### 脱离事件集
|
||
create 不能用
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||
``` c
|
||
rt_err_t rt_event_detach(rt_event_t event);
|
||
```
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||
### 发送事件集
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set 即我们要发送的（1<<n）
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`rt_err_t rt_event_send(rt_event_t event, rt_uint32_t set);`
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### 接收事件集
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||
set :当前目标需要的事件
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||
option ： RT_EVENT_FLAG_OR RT_EVENT_FLAG_AND
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||
recved : 接收到刚发送的事件
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||
```c
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||
rt_err_t rt_event_recv(rt_event_t event,
|
||
rt_uint32_t set,
|
||
rt_uint8_t option,
|
||
rt_int32_t timeout,
|
||
rt_uint32_t* recved);
|
||
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||
```
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||
## （消息）邮箱
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也叫交换信息
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4个字节（32位）恰好可以传递指针
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||
### 创建邮箱
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||
这块内存的大小等于邮件大小（4 字节）与邮箱容量(size)的乘积
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||
``` c
|
||
rt_mailbox_t rt_mb_create(const char* name, rt_uint32_t size, rt_uint8_t flag);
|
||
```
|
||
### 删除邮箱
|
||
``` c
|
||
rt_err_t rt_mb_delete(rt_mailbox_t mb);
|
||
```
|
||
### 初始化邮箱
|
||
``` c
|
||
rt_err_t rt_mb_init(rt_mailbox_t mb,
|
||
const char* name,
|
||
void* msgpool,
|
||
rt_size_t size,
|
||
rt_uint8_t flag)
|
||
|
||
```
|
||
### 发送邮件
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||
|
||
``` c
|
||
rt_err_t rt_mb_send (rt_mailbox_t mb, rt_uint32_t value);
|
||
```
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||
|
||
### 等待方式发送
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||
邮箱满了可以等待一段时间，不能在中断中使用
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||
|
||
### 接收邮件
|
||
地址存到val ue
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||
``` c
|
||
rt_err_t rt_mb_recv (rt_mailbox_t mb, rt_uint32_t* value, rt_int32_t timeout);
|
||
```
|
||
### ...
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||
|
||
|
||
|
||
## 消息队列
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||
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||
### 异步通信
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||
超时机制即timeout
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||
FIFO ：线程先得到先进入消息队列的消息
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||
RT_IPC_FLAG_FIFO 或 RT_IPC_FLAG_PRIO ：哪个线程先
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||
### 创建消息队列
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||
区别：rt_size_t msg_size, rt_size_t max_msgs,
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||
``` c
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||
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
|
||
中断里面不可以用`rt_mq_send_wait`
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||
``` c
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||
rt_err_t rt_mq_send (rt_mq_t mq, void* buffer, rt_size_t size);
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||
```
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IPC示例
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[示例代码在这里](.\packages\kernel_samples-latest\zh)
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[一个好用的串口工具类似mobaxterm](https://wterm.wkjay.com/)
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配置完任何软件包都要在env中
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``` c
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||
pkgs --update
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||
```
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## 按键灭灯实践
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||
### 灭了怎么点都不亮
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因为按键按灭就没再点亮
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||
在key线程循环开始每次点亮？
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||
### 灯轻微闪烁，几乎看不出
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不能及时获取？用无等待获取信号量？
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||
### 还是一样……
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||
因为采用了延时防止误触，判断是否按下按键花了一点时间
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||
~~只要知道按键没有按下就亮灯就行~~
|
||
在下次判断按键没按下之后再亮灯
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||
### 居然在按键的线程在控制led
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改为没摁才释放信号量，led线程获取到后设为亮灯
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||
并在获取信号量前将led设为灭灯
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``` c
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#include <board.h>
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||
#include <rtthread.h>
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||
#include <drv_gpio.h>
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||
#ifndef RT_USING_NANO
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||
#include <rtdevice.h>
|
||
#endif /* RT_USING_NANO */
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#define GPIO_LED_B GET_PIN(F, 11)
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||
#define GPIO_LED_R GET_PIN(F, 12)
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||
#define THREAD_PRIORITY 25
|
||
#define THREAD_STACK_SIZE 1024
|
||
#define THREAD_TIMESLICE 5
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#define PIN_KEY0 GET_PIN(C,0)
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static rt_thread_t tid1 = RT_NULL;
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||
static rt_thread_t tid2 = RT_NULL;
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||
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||
static void key_name_entry(void *parameter);
|
||
static void led_name_entry(void *parameter);
|
||
static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL;
|
||
|
||
int main(void)
|
||
{
|
||
rt_pin_mode(GPIO_LED_R, PIN_MODE_OUTPUT);
|
||
rt_pin_mode(PIN_KEY0, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
|
||
|
||
dynamic_sem = rt_sem_create("dsem", 0, RT_IPC_FLAG_PRIO);
|
||
if (dynamic_sem == RT_NULL)
|
||
{
|
||
rt_kprintf("create dynamic semaphore failed.\n");
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
rt_kprintf("create done. dynamic semaphore value = 0.\n");
|
||
}
|
||
|
||
tid1 = rt_thread_create("key_thread",
|
||
key_name_entry, RT_NULL,
|
||
THREAD_STACK_SIZE,
|
||
THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
|
||
if (tid1 != RT_NULL)
|
||
{
|
||
rt_thread_startup(tid1);
|
||
}
|
||
|
||
tid2 = rt_thread_create("led_thread",
|
||
led_name_entry, RT_NULL,
|
||
THREAD_STACK_SIZE,
|
||
THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
|
||
if (tid2 != RT_NULL)
|
||
{
|
||
rt_thread_startup(tid2);
|
||
}
|
||
|
||
// while (1)
|
||
// {
|
||
// rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_HIGH);
|
||
// rt_thread_mdelay(500);
|
||
// rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_LOW);
|
||
// rt_thread_mdelay(500);
|
||
// }
|
||
}
|
||
static void key_name_entry(void *parameter)
|
||
{
|
||
rt_uint32_t count=0;
|
||
while (1)
|
||
{
|
||
if(rt_pin_read(PIN_KEY0) == PIN_LOW)
|
||
{
|
||
rt_thread_mdelay(100);
|
||
if(rt_pin_read(PIN_KEY0) == PIN_LOW)
|
||
{
|
||
rt_kprintf("key0 is pressed (%d) ", count++);
|
||
// rt_sem_release(dynamic_sem);
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
rt_sem_release(dynamic_sem);
|
||
}
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
rt_sem_release(dynamic_sem);
|
||
}
|
||
rt_thread_mdelay(10);
|
||
}
|
||
|
||
}
|
||
|
||
static void led_name_entry(void *parameter)
|
||
{
|
||
rt_uint32_t count=0;
|
||
rt_uint32_t result=0;
|
||
while (1)
|
||
{
|
||
rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_HIGH);
|
||
result = rt_sem_take(dynamic_sem, RT_WAITING_FOREVER);
|
||
if (result == RT_EOK)
|
||
{
|
||
// rt_kprintf("LED LOW\n");
|
||
rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_LOW);
|
||
}
|
||
|
||
rt_thread_mdelay(10);
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|