線程同步 - 嵌入式硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)-RTLinux

　　當(dāng)多個(gè)實(shí)時(shí)線程需要訪問共享資源時(shí),如果沒有一種同步機(jī)制,將破壞共享資源中數(shù)據(jù)的完整性。RTLinux提供一種簡(jiǎn)單的加鎖方法mutex來(lái)控制對(duì)共享資源的存取,并支持POSIX的pthread_mutex_ family函數(shù)組[3]。目前有以下函數(shù)可以使用:

　　pthread_mutexattr_getpshared //得到指定屬性線程共享屬性值;

　　pthread_mutexattr_setpshared //設(shè)置指定屬性線程共享屬性值;

　　pthread_mutexattr_init //初始化mutex的屬性;

　　pthread_mutexattr_destroy //刪除mutex的屬性;

　　pthread_mutexattr_settype //設(shè)置mutex信號(hào)的類型;

　　pthread_mutexattr_gettype //得到mutex信號(hào)的類型;

　　pthread_mutex_init //按指定的屬性初始化mutex;

　　pthread_mutex_destroy //刪除給定的mutex;

　　pthread_mutex_lock //鎖定mutex,如果mutex已被鎖定,阻塞當(dāng)前線程直到解鎖;

　　pthread_mutex_trylock //鎖定mutex,如果mutex已被鎖定,函數(shù)立即返回;

　　pthread_mutex_unlock //解鎖mutex;

　　互斥信號(hào)類型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL (default POSIX mutexes)和PTHREAD_MUTEX_SPINLOCK (spinlocks)

　　3 RTLinux的編程實(shí)例分析

　　下面結(jié)合一個(gè)具體的程序parport.c[4],對(duì)RTLinux的編程特點(diǎn)加以說(shuō)明。程序parport.c中的實(shí)時(shí)線程在并口的2、3腳(并口的數(shù)據(jù)D0和D1)上周期輸出信號(hào)1,而對(duì)應(yīng)硬件中斷7的實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序?qū)⒃诓⒖诘?、3腳輸出信號(hào)0。連接并口的2腳和10腳(并口的確認(rèn)信號(hào)線,對(duì)應(yīng)于計(jì)算機(jī)的硬件中斷7),則可在并口的2、3腳上產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)。parport.c源程序如下:

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　pthread_t thread;

　　unsigned int intr_handler(unsigned int irq，struct pt_regs *regs){//中斷服務(wù)函數(shù)

　　outb(0， 0x378); //輸出字節(jié)0到并口數(shù)據(jù)線

　　rtl_hard_enable_irq(7); //使能硬件中斷7

　　return 0;

　　}

　　void * start_routine(void *arg){ //實(shí)時(shí)線程

　　struct sched_param p; //定義實(shí)時(shí)線程控制參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　p. sched_priority = 1; //設(shè)置優(yōu)先級(jí)為1

　　pthread_setschedparam (pthread_self()， SCHED_FIFO， &p);//設(shè)置實(shí)時(shí)線程的控制參數(shù)

　　pthread_make_periodic_np(pthread_self()，gethrtime()，100000);//啟動(dòng)周期為10ns的實(shí)時(shí)線程

　　while (1){

　　pthread_wait_np(); //實(shí)時(shí)線程掛起

　　outb(3， 0x378); //實(shí)時(shí)線程周期執(zhí)行,輸出3到并口數(shù)據(jù)線

　　}

　　return 0;

　　}

　　int init_module(void) {//初始化模塊

　　int status;

　　rtl_irqstate_t f;

　　rtl_no_interrupts(f); //保存當(dāng)前的中斷狀態(tài)標(biāo)志到變量f,并禁止中斷

　　status=rtl_request_irq(7， intr_handler); //設(shè)置硬件中斷7的處理程序

　　rtl_printf(″rtl_request_irq: %dn″， status); //輸出的控制臺(tái)

　　outb_p(inb_p(0x37A) | 0x10， 0x37A); //使能并口中斷(硬件上)

　　rtl_hard_enable_irq(7);//使能中斷7(軟件上)

　　rtl_restore_interrupts(f); //按照變量f恢復(fù)當(dāng)前的中斷狀態(tài)標(biāo)志,并使能中斷

　　return pthread_create (&thread， NULL， start_routine， 0);//創(chuàng)建實(shí)時(shí)進(jìn)程thread

　　}

　　void cleanup_module(void) { //清除模塊

　　rtl_free_irq(7); //禁止中斷7

　　pthread_delete_np (thread); //刪除實(shí)時(shí)進(jìn)程thread

　　}

　　程序parport.c的make文件如下:

　　all: parport.o

　　include rtl.mk

　　clean:

　　rm -f *.o

　　按照如下命令對(duì)程序進(jìn)行編譯:

　　make

　　運(yùn)行程序可采用以下命令:

　　modprobe rtl_sched //調(diào)入所需的處理模塊

　　insmod parport.o //調(diào)入parport.o模塊

　　連接并口的2腳和10腳,即可通過(guò)示波器在并口的3腳上觀測(cè)到輸出的方波信號(hào)。

　　可以看到,RTLinux的實(shí)時(shí)程序被編寫成可加載的Linux內(nèi)核模塊,它能被動(dòng)態(tài)地加入內(nèi)存,不能執(zhí)行Linux系統(tǒng)調(diào)用,模塊的初始化代碼對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)的結(jié)構(gòu)作初始化,把實(shí)時(shí)任務(wù)的時(shí)限、周期和釋放時(shí)間等實(shí)時(shí)參數(shù)傳遞給RTLinux。

　　通過(guò)對(duì)Linux最小的改動(dòng),提供一種可靠且廉價(jià)的硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTLinux。RTLinux開發(fā)者可以充分利用Linux提供的各種方便來(lái)編寫任務(wù)的非實(shí)時(shí)部分,加速自己的任務(wù)進(jìn)度。