移植嵌入式Linux到ARM处理器:应用实例(20)

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本文是一个完整的，涉及硬件原理、Bootloader、操作系统及文件系统移植、驱动程序开发及应用程序编写的嵌入式Linux系列讲座的最后一部分
该讲座共分20讲，有资深嵌入式系统专家宋宝华先生撰写，讲座目录请访问本站技术专题列表:
将嵌入式Linux移植到ARM

3. 线程控制/通信编程

　　Linux本身只有进程的概念，而其所谓的"线程"本质上在内核里仍然是进程。大家知道，进程是资源分配的单位，同一进程中的多个线程共享该进程的资源（如作为共享内存的全局变量）。Linux中所谓的"线程"只是在被创建的时候"克隆"(clone)了父进程的资源，因此，clone出来的进程表现为"线程"。Linux中最流行的线程机制为 LinuxThreads，它实现了一种Posix 1003.1c "pthread"标准接口。

　　线程之间的通信涉及同步和互斥，互斥体的用法为：

pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //按缺省的属性初始化互斥体变量mutex
pthread_mutex_lock(&mutex); // 给互斥体变量加锁
… //临界资源
phtread_mutex_unlock(&mutex); // 给互斥体变量解锁

　　同步就是线程等待某个事件的发生。只有当等待的事件发生线程才继续执行，否则线程挂起并放弃处理器。当多个线程协作时，相互作用的任务必须在一定的条件下同步。Linux下的C语言编程有多种线程同步机制，最典型的是条件变量(condition variable)。而在头文件semaphore.h 中定义的信号量则完成了互斥体和条件变量的封装，按照多线程程序设计中访问控制机制，控制对资源的同步访问，提供程序设计人员更方便的调用接口。下面的生产者/消费者问题说明了Linux线程的控制和通信：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#define BUFFER_SIZE 16
struct prodcons
{
　int buffer[BUFFER_SIZE];
　pthread_mutex_t lock;
　int readpos, writepos;
　pthread_cond_t notempty;
　pthread_cond_t notfull;
};
/* 初始化缓冲区结构 */
void init(struct prodcons *b)
{
　pthread_mutex_init(&b->lock, NULL);
　pthread_cond_init(&b->notempty, NULL);
　pthread_cond_init(&b->notfull, NULL);
　b->readpos = 0;
　b->writepos = 0;
}
/* 将产品放入缓冲区,这里是存入一个整数*/
void put(struct prodcons *b, int data)
{
　pthread_mutex_lock(&b->lock);
　/* 等待缓冲区未满*/
　if ((b->writepos + 1) % BUFFER_SIZE == b->readpos)
　{
　　pthread_cond_wait(&b->notfull, &b->lock);
　}
　/* 写数据,并移动指针 */
　b->buffer[b->writepos] = data;
　b->writepos++;
　if (b->writepos > = BUFFER_SIZE)
　　b->writepos = 0;
　/* 设置缓冲区非空的条件变量*/
　pthread_cond_signal(&b->notempty);
　pthread_mutex_unlock(&b->lock);
}

/* 从缓冲区中取出整数*/
int get(struct prodcons *b)
{
　int data;
　pthread_mutex_lock(&b->lock);
　/* 等待缓冲区非空*/
　if (b->writepos == b->readpos)
　{
　　pthread_cond_wait(&b->notempty, &b->lock);
　}
　/* 读数据,移动读指针*/
　data = b->buffer[b->readpos];
　b->readpos++;
　if (b->readpos > = BUFFER_SIZE)
　　b->readpos = 0;
　/* 设置缓冲区未满的条件变量*/
　pthread_cond_signal(&b->notfull);
　pthread_mutex_unlock(&b->lock);
　return data;
}

/* 测试:生产者线程将1 到10000 的整数送入缓冲区,消费者线
程从缓冲区中获取整数,两者都打印信息*/
#define OVER ( - 1)
struct prodcons buffer;
void *producer(void *data)
{
　int n;
　for (n = 0; n < 10000; n++)
　{
　　printf("%d --->\n", n);
　　put(&buffer, n);
　} put(&buffer, OVER);
　return NULL;
}

void *consumer(void *data)
{
　int d;
　while (1)
　{
　　d = get(&buffer);
　　if (d == OVER)
　　　break;
　　printf("--->%d \n", d);
　}
　return NULL;
}

int main(void)
{
　pthread_t th_a, th_b;
　void *retval;
　init(&buffer);
　/* 创建生产者和消费者线程*/
　pthread_create(&th_a, NULL, producer, 0);
　pthread_create(&th_b, NULL, consumer, 0);
　/* 等待两个线程结束*/
　pthread_join(th_a, &retval);
　pthread_join(th_b, &retval);
　return 0;
}

　　4.小结

　　本章主要给出了Linux平台下文件、进程控制与通信、线程控制与通信的编程实例。至此，一个完整的，涉及硬件原理、Bootloader、操作系统及文件系统移植、驱动程序开发及应用程序编写的嵌入式Linux系列讲解就全部结束了。

作者:宋宝华更新日期:2006-11-21
来源:dev.yesky.com 浏览次数:

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