ucos訊號量的理解2
ucos 對訊號量的支援由os_sem.c os_core.c支援，其中os_core.c提供OS_EVENT 資料結構的一些基本操作，os_sem.c則實現具體的訊號量，訊號量實現的分析，主要資料結構問題。
1.OS_EVENT結構的實現分析
typedef struct{
INT8U OSEventType //事件控制塊的型別
INT8U OSEventGrp //等待的任務組
INT16U OSEventCnt;//訊號量計數
void *OSEventPtr; //此處作用連結串列的連結指標
INT8U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE];//等待任務表
}OS_EVENT;
OS_EVENT 結構體中，訊號量主要涉及域為OSEventCnt OSEventGrp OSEventTbl 其中OSEventCnt 用於計數，OSEventGrp, OSEventTbl 用於
支援任務掛起，參照前面的分析 OSEventCnt相當於S
由該結構定義了以下變數用於支援多個訊號量的連結
OS_EXT OS_EVENT *OSEventFreeList;
OS_EXT OS_EVENT OSEventTbl[OS_MAX_EVENTS];
OSEventTbl構成由OSEventFreeList為頭指標，以OSEventPtr為連結指標的單鏈表，對於OS_EVENT項的獲取和收回都是基於連結串列，由連結串列OSStart呼叫
OS_InitEventList構成
對於OS_EVENT基本操作有：
static void OS_InitEventList(void)
功能：初始化訊號量列表，將OSEventTbl中的各項構成以OSEventFreeList 為頭指標的單鏈表，以進行各項的插入與操作。
void OS_EventWaitListInit(OS_EVENT *pevent);
功能：僅初始化OS_EVENT中的OSEventGrp OSEventTbl初始化等待的任務列表為空，這裡的等待列表和任務就緒表結構和功能類似。
INT8U OS_EventTaskRdy(OS_EVENT *pevent, void *msg,INT8U msk);
功能：將任務掛起，插入到OS_EVENT中等待任務列表中。
void OS_EventT0(OS_EVENT *pevent);
功能：將任務置為就緒，但原因是超時。
具體的程式碼分析可諮詢檢視原始檔和後面列出的參考書
分析這些程式碼，會發現程式碼的實現還是比較簡單的，主要涉及到一些任務的掛起和就緒的操作，此時，有可能有這樣的問題：
為什麼要單獨列出OS_EVENT 這樣的結構，實際上，不僅是訊號量，郵箱模組等也用到OS_EVENT結構，上面的操作時訊號量與郵箱共享的一組操作
，需要注意的是，程式碼涉及到一些任務管理相關操作，如任務的排程，掛起，就緒
2.基於OS_EVENT的訊號量實現
在os_sem.c中，實現了完整訊號量操作：
OS_EVENT *OSSemCreate(INT16U cnt);
功能：建立一個訊號量，從OSEventFreeList 中取出一空閒OS_EVENT,進行必要的初始化，對訊號量而言，主要的是初始化OSEventCnt域呼叫OS_EventWaitLIstInit()
初始化等待任務列表清空。
OS_EVENT *SSemDel(OS_EVENT *pevent,INT8U opt,INT8U *err);
功能：刪除一個訊號量，收回OS_EVENT,如果OS_EVENT有等待的任務，則呼叫OS_EventTaskRdy()等待的任務列表任務為就緒。
void OSSemPend(OS_EVENT *pevent,INT16U timeout,INT8U *err);
功能：申請一個訊號量，任務在無法獲得訊號量時會呼叫OS_EventTaskWait()掛起，再呼叫OSSched()進行任務切換，超時返回呼叫OS_EventTo將任務之外就緒。
INT8U OSSemPost(OS_EVEENT *pevent)
功能：查詢訊號量，可以直接通過pevent 直接獲取訊號量的資訊，但是pevent 很多時候是被多個任務共享的，會隨時發生改變，使用額外的pdata可以快速的獲取當前訊號
量的副本。
INT8U OSSemQuery (OS_EVENT *pevent,OS_SEM_DATA *pdata);
功能：查詢訊號量，可以直接通過pevent直接獲取訊號量的資訊，但是pevent 很多時候是別多個任務共享的，隨時發生改變，
INT16U OSSemAccept(OS_EVENT *pevent);
功能：獲取訊號量，如果無法獲取，立即退出。
參考上面的說明，可以明確訊號量的實現與OS_EVENT結構操作函式呼叫關係，一旦立即這種呼叫關係，會發現訊號量的實現與很
容易理解，對OSEventCnt操作，是通過短暫的開關中斷實現，在關中斷期間，可以對OS_Event 結構進行操作，而不用擔心被中斷，
換句話說，通過短暫的開關中斷，實現核心內部理解操作。
三 訊號量的應用
以下將通過兩個例子，實現使用訊號量實現資源共享和任務鍵的同步
1.簡單的交通燈控制--訊號量進行任務同步的演示，
這裡交通燈由6個簡單的LED構成，由兩個任務分別控制紅 綠 黃 三個LED
task1: 綠--黃--紅--黃
task0:紅--黃--綠--黃--
void task1(void *pdata)
{
INT8U error;
while(1) {
OSSemPend(sem,0,&error);
LED1_ON(GREEN);
LED1_OFF(YELLOW);
OSSemPend(sem,0,&error);
LED1_ON(YELLOW);
LED1_OFF(GREEN);
OSSemPend(sem,0,&error);
LED1_ON(RED);
LED1_OFF(YELLOW);
OSSemPend(sem,0,&error);
LED1_ON(YELLOW);
LED1_OFF(RED);
}
void task0(void *pdata)
{
INT8U error;
t2init();
while(1)
{
LED0_ON(RED);
LED0_OFF(YELLOW);
OSSemPost(sem);
OSTimeDlyHMSM(0,0,DELAY0,0);
LED0_ON(YELLOW);
LED0_OFF(RED);
OSSemPost(sem);
OSTimeDlyHMSM(0,0,DELAY1,0);
LED0_ON(GREEN);
LED0_OFF(YELLOW);
OSSemPost(sem);
OSTimeDlyHMSM(0,0,DELAY2,0);
LED0_ON(YELLOW);
LED0_OFF(GREEN);
OSSemPost(sem);
OSTimeDlyHMSM(0,0,DELAY3,0);
}
}
}
int main()
{
OSInit();
LED0_INIT();
LED1_INIT();
sem=OSSemCreate(0);
OSTaskCreate(task0,(void*)0,&stk0[99],3);
OSTaskCreate(task1,(void*)0,&stk0[99],2);
OSStart();
return 0;
}
如航母的程式碼，建立了task1,task0任務，用訊號量進行同步。
交通燈的控制，當然可以用一個任務進行控制，但就用不著訊號量了，如果用兩個任務，各個任務依次點亮燈，
然後延時，這樣兩個任務就各自點燈，沒有同步，此種方法存在問題是，在系統執行一些時間後，兩個任務中其中會執行
過快或過慢，兩邊的交通燈顯示的變換就不同時的。
task0每次在點燈後，向task1傳送訊號量，通知task1可以進行後續點燈操作，task1在點燈後，會繼續申請訊號量，這時會
被掛起，不能繼續執行，當task0在延時返回，更換led顯示，再向task1傳送訊號量，這樣task1又有哪些，更改其LED顯示，然後
再掛起，如此反覆，
因為task1的點燈操作都是在task0傳送訊號量進行，所以二者的冬至能做到同步
2)使用訊號量閃爍LED - 訊號量實現共離資源訪問
void task1( void * pdata )
{
INT8U error;
while(1)
{
OSSemPend( sem, 0, &error );
LED1_ON( RED ); // 點燈
OSTimeDlyHMSM( 0, 0, 1, 0 );
OSSemPost( sem );
}
}
void task0( void * pdata )
{
INT8U error;
t2init();
while(1)
{
OSSemPend( sem, 0, &error );
LED1_OFF( RED ); // 關燈
OSTimeDlyHMSM( 0, 0, 1, 0 );
OSSemPost( sem );
}
}
int main()
{
OSInit();
LED0_INIT();
LED1_INIT();
sem = OSSemCreate(1);
OSTaskCreate( task0, (void *)0, &stk0[99], 3 );
OSTaskCreate( task1, ( void *)0, &stk1[99], 2 );
OSStart();
return 0;
}
與前面的程式碼不同，上面的程式碼則使用兩個任務來控制ＬＥＤ閃爍。task１負責點燈,task０負責熄燈。
因為led只有一盞，在半個週期(1s)內只允許有點燈或者熄燈，即只有task0／task1執行。led此時作為臨界資源，一次只允許一個任務佔有，直至其放棄使用。
程式碼中的sem實際上是作為通行證，因為只有一盞led,所以通行證在建立時值１。task1,task0首行通過OSSemPend()申請通行證，當早請到時對LED操作，延時，然後
放棄通行證，此時另外一個任務可以獲取通行證再對led操作。可以看出，通過訊號量，不會出現多個任務在操作led時的衝突；同時task0和task1在操作LED時也實現了操作的同步.
三、關於訊號量的實現的體會
1、Ucos的訊號量實現還是比較簡單的。這裡的簡單指的是其程式碼易讀，易理解。簡單來說，需要是實現訊號量計數與任務掛起列表的實現。對於任務程式碼而言，訊號量提供了共享資源與同步的支援。而訊號量本身的實現，則是通過開斷中斷實現臨界區的訪問。
2、訊號量可以用於共享資源的訪問和任務間的同步，實際在應用中如果處理不當，可能會產生“死鎖”。死鎖問題，在ucos核心中沒有提供相應的解決方案，需要使用者程式碼支援。
3、並不是ucos相關的ＡＰＩ可在所有情況下可用：ISR不可呼叫OSSemPend()，OSSemCreate().在使用時需要特別注意.