在信号量中排队 - 甚至可能吗？答案

【问题标题】：Queue in Semaphores - even possible?在信号量中排队 - 甚至可能吗？
【发布时间】：2014-01-10 23:57:17
【问题描述】：

我有以下 C 问题：我有一个控制 SPI 总线（作为主机）的硬件模块，我们称之为 SPI_control，它具有私有（static）读写和“公共”Init() 和 WriteRead()功能（对于那些不知道的人，SPI 是全双工的，即写入总是读取总线上的数据）。现在我需要让包含某些协议的更高级别的模块可以访问它。让我们调用上面的模块 TDM 和 AC。它们在两个单独的线程中运行，一个可能不会被另一个中断（当它处于事务的中间时，它首先需要完成）。

所以我想到的一种可能性是在模块和 SPI_control 之间合并一个 SPI_ENG，它控制数据流并知道什么可以中断，什么不能中断- 然后它将相应的数据转发到 spi_control。但是独立任务 AC & **TDM 可以与 spi_control 对话吗，我可以让它们写入和读取某种好的信号量队列吗？这个应该怎么做？

【问题讨论】：

标签： c multiprocessing message-queue semaphore vxworks

【解决方案1】：

不清楚您要做什么，但一般的解决方案是您的两个进程（AC 和 TDM）可以将数据写入各自独立的输出队列中。第三个进程可以充当调度程序，交替地从这些队列中读取数据并写入硬件（SPI_control）。这可能是您正在寻找的，因为队列还将充当弹性缓冲区来处理突发事务。这样您就不必担心 AC 会抢占 TDM，Mutex 也无需同步对 SPI_Control 的访问。

内核中的队列是使用内核信号量实现的。队列是由内核信号量保护的内存数组。

我要做的是为调度程序任务创建一个控制消息队列。所以现在系统将有 3 个队列。 2 个 AC、TDM 流程的数据输出队列和 1 个调度程序任务的控制队列。在系统启动期间，调度程序任务将在 AC 和 TDM 之前启动，并在其控制队列中挂起。当 AC 和 TDM 进程的队列变为非空时（msgQNumMsgs()），AC 和 TDM 进程应该通过控制队列向调度程序任务发送“数据可用”消息。收到此消息后，调度程序任务应开始从特定队列读取，直到它为空并再次挂起控制队列。上次我在 vxworks(2004) 上工作时，它有一个平面内存模型，其中所有的全局变量都可以被所有任务访问。是这样吗？如果是，那么您可以使用全局变量在任务之间传递队列 ID。

【讨论】：

【解决方案2】：

我会在每个 SPI 操作上简单地使用互斥锁：

SPI_Read()
{
    MutexGet(&spiMutex);
    ...
    MutexPut(&spiMutex);
}


SPI_Write()
{
    MutexGet(&spiMutex);
    ...
    MutexPut(&spiMutex);
}

确保在启用优先级继承的情况下初始化 Mutex，以便它可以在需要时执行优先级反转。

【讨论】：

互斥体（及其优先级反转功能）从何而来？
@barak manos 谢谢，但这不会处理协议中的事务，这些事务不能被中断以允许正常传输完成。
为什么不呢？任何试图访问 SPI 的线程都将被互斥锁阻塞，直到拥有该互斥锁的当前线程完成。
@Robert Harvey：互斥锁是一种操作系统资源。在上面的例子中，一个 VxWorks 操作系统资源。它应该与操作系统（任何操作系统）库一起提供。
@barak manos 是的，很好，但是读写可能需要一次性完成，因此我想出了WriteRead() 函数，write 总是执行阅读。我想我需要阅读有关“优先级反转”以及如何在启用互斥锁的情况下初始化互斥锁的信息，您有方便的链接或示例吗？