之前因为工作的原因,操作系统这块一直没有继续写下去。一方面是自己没有这方面的经历,另外一方面是操作系统比较复杂和琐碎,调试起来比较麻烦。目前在实际项目中,使用的实时操作系统很多,很多国内的朋友也写过操作系统,有些项目现在还在维护和修改中,这是十分难得的。我知道和熟悉的有三个系统,比如

  (1)RT-THREAD

  (2)RAW-OS

  (3)ClearRTOS

  这里有比较介绍一下,这三个系统是国内的三位朋友开发的。其中rt-thread时间比较久一点,模块也比较全,bsp、cpu、fs、lwip、gui等辅助的代码也比较多,有兴趣的朋友可以到网站上面下载代码看一看。raw-os是我今年才发现的一个实时系统,从网站的注册时间和软件版本号上来看,系统开发的时间不是很长,不过整个系统代码的结构非常清晰,是我重点推荐阅读的代码。如果朋友们自己download下来,好好看一下其中的代码,肯定会有不少的收获。后一个代码是作者李云在编写《专业嵌入式软件开发》这本书的时候,为了说明os的基本原理而开发的软件,前后设计了线程、互斥、内存、定时器、驱动框架等内容,值得一读。

  当然有了这么多的代码,我觉得现在自己的工作不是重新造一个车轮了,而是和大家分享这些的代码是如何设计的。理解代码本身不是目的,关键是理解代码背后的基本思路。我个人看过来,rt-thread和raw-os都可以用来学习,不过raw-os更好一些,主要是因为作者将raw-os移植到的vc上面,学起来也十分方便,要是个人在使用过程中有什么疑问,可以通过邮件和作者及时交流。不过由于raw-os的版本在一直在update之中,所以部分代码在前后稍微有点差别,不过这些都不是重点,暂时不了解的内容可以通过后面的了解和学习逐步掌握,不会成为太大的障碍。

  像的题目一样,我们重点介绍一下信号量的设计原理。首先看一下信号量的数据结构是怎么样的:

typedef struct RAW_SEMAPHORE
{
 RAW_COMMON_BLOCK_OBJECT       common_block_obj;
 RAW_U32                       count;
 
} RAW_SEMAPHORE;

  这些代码都是从raw-os上面摘抄下来的,这个版本是0.94版本,和新的0.96版本有点差别。首先分析一下信号量的基本结构,其实非常简单,两个变量,其中comm_block_obj是一个通用类型,记录了当前结构的名称、类型和阻塞队列,而count是计数,判断是否还有释放的资源。

  说到了信号量的操作,无非是信号量的创建、获取、释放、删除操作,当然这里作者考虑的比较详细,在信号量释放的时候还分成了 WAKE_ONE_SEM和WAKE_ALL_SEM两种类型。意思很简单,是当信号量来临的时候是唤醒一个等待线程呢,还是唤醒所有的等待线程呢,是这么回事。下面,我们按照顺序介绍这几个函数。

首先是创建函数:

RAW_U16 raw_semaphore_create(RAW_SEMAPHORE *semaphore_ptr, RAW_U8 *name_ptr, RAW_U32 initial_count)
{
 #if (RAW_SEMA_FUNCTION_CHECK > 0)
 
 if (semaphore_ptr == 0) {
  
  return RAW_NULL_OBJECT;
 }

 if (initial_count == 0xffffffff) {

  return RAW_SEMOPHORE_OVERFLOW;

 }
 
 #endif

 /*Init the list*/
 list_init(&semaphore_ptr->common_block_obj.block_list);
 
 /*Init resource*/
 semaphore_ptr->count     = initial_count;                                
 
 semaphore_ptr->common_block_obj.name = name_ptr; 
 
 semaphore_ptr->common_block_obj.block_way = 0;
 
 return RAW_SUCCESS;

}

看着初始化函数,我们发现信号量的初始化其实也非常简单,基本工作主要有:

  (1)判断参数合法性;

  (2)初始化阻塞队列、名称等;

  (3)初始化信号量的计数。