LV01-01-AliOSThings-12-任务间通信-03-信号量使用实例

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本文主要是任务之间的通信——信号量使用实例的相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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esp8266开发板 一个教程：ESP8266-NodeMCU开发板详解-太极创客 (taichi-maker.com)
TLSR8258 Datasheet Datasheet for Telink BLE + IEEE802.15.4 MultiStandard Wireless SoC TLSR8258
参考资料 AliOS Things 3.0 应用开发指南 这个只是一篇参考文章，里面是一些环境搭建相关的，可以参考
IP知识百科 - 华为 (huawei.com) IP的一些相关知识点
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蓝牙规范相关文档 Core Specification 5.2 核心规格 5.2，该规范定义了创建可互操作的Bluetooth 设备所需的技术。
《Core_v5.2.pdf》
Mesh Model(v1.1) 本Bluetooth 规范定义了模型（以及它们所需的状态和消息），这些模型用于在mesh 网络中的节点上执行基本功能，超出了Bluetooth Mesh 配置文件 规范中定义的基础模型。
本规范包括定义跨设备类型标准功能的通用模型，以及支持关键mesh 场景的模型，如照明控制、传感器、时间和场景。
《MshMDL_v1.1.pdf》
Mesh Profile(v1.0.1) 该Bluetooth 规范定义了基本要求，以实现可互操作的mesh 网络解决方案，用于Bluetooth 低能量无线技术。
《MshPRFv1.0.1.pdf》
Mesh Device Properties 本规范包含Bluetooth Mesh 配置文件 和Bluetooth Mesh 模型规范所要求的设备属性的定义。
但是跟之前的有些区别，我主要看的之前的版本：《MMeshDeviceProperties_v1.2.pdf》
GATT Specification Supplement GATT Specification Supplement | Bluetooth® Technology Website。
好像可以在线看：《GATT Specification Supplement》
Assigned Numbers GATT的一些类型定义可以在这里找。
AliOS Things alios-things/AliOS-Things Gitee上的AliOSThings SDK源码仓库
alibaba/AliOS-Things GitHub上的AliOSThings SDK源码仓库
天猫精灵蓝牙Mesh协议栈 alibaba-archive/genie-bt-mesh-stack GitHub上的天猫精灵蓝牙Mesh协议栈源码仓库。
之前是在alibaba/genie-bt-mesh-stack这个仓库。
写笔记的时候最新提交为faf523618a6a2560090fc423222b9db80984bb7a
蓝牙Mesh设备开发指南 阿里云生活服务平台开发手册——蓝牙设备开发一节中的内容

一、信号量实现按键点灯

1. 功能分析

要实现的功能如下：

信号量之按键点灯

有两个任务：

（1）按键任务检测按键是否按下，并释放信号量；

（2）LED任务获取信号量进行LED的翻转。

2. 功能实现

2.1 esp8266

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/*
 * Copyright (C) 2015-2020 Alibaba Group Holding Limited
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <aos/kernel.h>
#include "aos/init.h"
#include "board.h"
#include <k_api.h>
#include "aos/hal/gpio.h"
#include "ulog/ulog.h"

#define LED_PORT    16
#define KEY_PORT    0

#define TASK_KEY_NAME "task_key"
#define TASK_LED_NAME "task_led"
#define MOUDLE_NAME   "key_led_sem"

aos_sem_t   key_led_sem;
gpio_dev_t  led_gpio_dev;
gpio_dev_t  key_gpio_dev;
uint32_t    key_value;

void task_key_entry(void *arg)
{
  while(1) {
        hal_gpio_input_get(&key_gpio_dev, &key_value);
        if(!key_value)
        {
            //延时去抖动
           aos_msleep(10);
           //再次判断是否按下
           hal_gpio_input_get(&key_gpio_dev, &key_value);
           if(!key_value)
           {
                printf("key is down signal \r\n");
                aos_sem_signal(&key_led_sem);
                //等待按键松开
                do{
                    hal_gpio_input_get(&key_gpio_dev, &key_value);
                    aos_msleep(10);
                }while(!key_value);
           }

        }
        //10ms 读取一次按键状态
        aos_msleep(10);
    }

}

void task_led_entry(void *arg)
{

    int ret;
    while(1)
    {
        ret = aos_sem_wait(&key_led_sem, AOS_WAIT_FOREVER);
        printf("led is toggle \r\n");
        hal_gpio_output_toggle(&led_gpio_dev);
    }

}



int application_start(int argc, char *argv[])
{
    int ret;
    led_gpio_dev.port = LED_PORT;
    led_gpio_dev.config = OUTPUT_PUSH_PULL;
    led_gpio_dev.priv = NULL;
    //led 初始化
    hal_gpio_init(&led_gpio_dev);

    key_gpio_dev.port = KEY_PORT;
    //根据原理图分析配置位输入上拉模式
    key_gpio_dev.config = INPUT_PULL_UP;
    key_gpio_dev.priv = NULL;
    //key 初始化
    hal_gpio_init(&key_gpio_dev);

    aos_set_log_level(AOS_LL_INFO);
    //创建任务
    ret = aos_task_new(TASK_KEY_NAME, task_key_entry, NULL, 4*128);
    if(ret != 0)
    {

        LOGE(MOUDLE_NAME, "task key new error\r\n");

    }
    ret = aos_task_new(TASK_LED_NAME, task_led_entry, NULL, 4*128);
    if(ret != 0)
    {

        LOGE(MOUDLE_NAME, "task led new error\r\n");

    }
 //创建信号量
    aos_sem_new(&key_led_sem,0);

    while(1)
    {
        aos_msleep(1000);
    }
  
}

2.2 mk3080

这个mk3080的实例可以直接看gitee仓库代码：helloworld_mk3080/example/01_sem_demo.c · sumumm/AliOS-Things-Prj - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

2.3 测试结果

然后当我们按下按键的时候，串口就会打印对应的内容，LED也会进行翻转：

image-20231205190844076

二、共享任务池

课程中叫共享线程池，但是在RTOS中，似乎用线程的概念不太合适，感觉叫任务池应该更贴切，但是笔记还是都写的线程池了。

1. 线程池的概念 

线程池

如上图，现在5个任务分别运行着5个app程序，但是这个号死后又来了一个app6，此时线程池中没有空闲的线程来运行这个app6，那么app6就只能处于阻塞状态，当app1运行完毕后，task1空闲，此时可以运行app6，后续再有app7的话，也是一样的流程。

线程池 (1)

2. 线程池功能需求

用户点击一次按键吗，就会有一个任务被唤醒，去处理对应的按键事情。

线程池实现功能需求

当之前的任务未退出的时候，就会唤醒任务池中的空闲任务去执行新的按键时间事件：

线程池实现功能需求 (1)

3. 线程池实现

4. 功能实现

4.1 信号量创建

image-20200806162910412

4.2 任务创建

image-20200806163747761

4.3 线程池管理

image-20200806163415580

4.4 线程池的任务执行

image-20200806163720795

5. 源码实例

5.1 esp8266

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/*
 * Copyright (C) 2015-2020 Alibaba Group Holding Limited
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <aos/kernel.h>
#include "aos/init.h"
#include "board.h"
#include <k_api.h>
#include "aos/hal/gpio.h"
#include "ulog/ulog.h"

#define LED_PORT    16
#define KEY_PORT    0
#define TASK_EXEC_NUMBER     5
#define TASK_KEY_NAME 		"task_key"
#define TASK_POOL_NAME 		"task_pool"
#define APP_MOUDLE_NAME 	"task_pool"

const char * task_exec_names[TASK_EXEC_NUMBER] = 
{
    "task_exec1",
    "task_exec2",
    "task_exec3",
    "task_exec4",
    "task_exec5",
};

gpio_dev_t  led_gpio_dev;
gpio_dev_t  key_gpio_dev;
uint32_t    key_value;
aos_sem_t   key_sem;
aos_sem_t   pool_sem;
aos_sem_t   exec_sem;
void task_exec_entry(void *arg)
{
    int ret;
    const char * task_name;
    task_name = aos_task_name();
    while(1)
    {
        //等待任务执行命令
		ret = aos_sem_wait(&exec_sem, AOS_WAIT_FOREVER);
		if(ret != 0)
		{
			LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task key sem wait err\r\n");
		
		}else
        {
            //打印任务执行信息
            LOGI(APP_MOUDLE_NAME, "%s is run\r\n",task_name);
            aos_msleep(10000);
            LOGI(APP_MOUDLE_NAME, "%s is stop\r\n",task_name);
            //释放任务池资源
            aos_sem_signal(&pool_sem);
        }
        

    }
}


void task_pool_entry(void *pool)
{
	int ret;

	while(1){
        //等待按键按下
		ret = aos_sem_wait(&key_sem, AOS_WAIT_FOREVER);
		if(ret != 0)
		{
			LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task key sem wait err\r\n");
		
		}
		else
		{
            //获取线程池
            ret = aos_sem_wait(&pool_sem, AOS_WAIT_FOREVER);
		    if(ret != 0)
		    {
			    LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task pool sem wait err\r\n");
		
		    }
            else
            {
                //让任务执行
                aos_sem_signal(&exec_sem);
            }
            
		
		}

	}


}



void task_key_entry(void *arg)
{


    while(1) {
        hal_gpio_input_get(&key_gpio_dev, &key_value);
        if(!key_value)
        {
            //延时去抖动
           aos_msleep(10);
           //再次判断是否按下
           hal_gpio_input_get(&key_gpio_dev, &key_value);
           if(!key_value)
           {
                printf("key is down sem signal\r\n");
				aos_sem_signal(&key_sem);
                //等待按键松开
                do{
                    hal_gpio_input_get(&key_gpio_dev, &key_value);
                    aos_msleep(10);
                }while(!key_value);
           }

        }
        //10ms 读取一次按键状态
        aos_msleep(10);
    }



}


int application_start(int argc, char *argv[])
{
	int ret;
    int index;
    led_gpio_dev.port = LED_PORT;
    led_gpio_dev.config = OUTPUT_PUSH_PULL;
    led_gpio_dev.priv = NULL;
    //led 初始化
    hal_gpio_init(&led_gpio_dev);

    key_gpio_dev.port = KEY_PORT;
    //根据原理图分析配置位输入上拉模式
	key_gpio_dev.config = INPUT_PULL_UP;
    key_gpio_dev.priv = NULL;
    //key 初始化
    hal_gpio_init(&key_gpio_dev);

    aos_set_log_level(AOS_LL_INFO);
    //创建按键同步信号量
	ret = aos_sem_new(&key_sem, 0);

	if(ret != 0)
	{
		LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task key sem create err\r\n");
	
	}
    //创建任务池资源共享信号量
	ret = aos_sem_new(&pool_sem, 5);

	if(ret != 0)
	{
		LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task pool sem create err\r\n");
	
	}
    //创建任务池同步信号量
    ret = aos_sem_new(&exec_sem, 0);

    if(ret != 0)
    {
        LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task pool sem create err\r\n");
        
	}
    //创建5个任务数量的任务池
    for(index = 0; index < TASK_EXEC_NUMBER; index++)
    {

        ret = aos_task_new(task_exec_names[index], task_exec_entry, NULL, 8*128);
        if(ret != 0)
        {
            LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"%s create err\r\n", task_exec_names[index]);
        
        }

    }
    //创建按键检测任务
	ret = aos_task_new(TASK_KEY_NAME, task_key_entry, NULL, 8*128);
	if(ret != 0)
	{
		LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task key create err\r\n");
	
	}
    //创建任务池分配任务
	ret = aos_task_new(TASK_POOL_NAME, task_pool_entry, NULL, 8*128);
	if(ret != 0)
	{
		LOGE(APP_MOUDLE_NAME,"task led create err\r\n");
	}
    while(1) {
		aos_msleep(1000);
    }
}

5.2 mk3080

mk3080的工程可以看这里：helloworld_mk3080/example/02_sem_task_pool.c · sumumm/AliOS-Things-Prj - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

6. 测试现象

我们按下按键，任务就会开始执行，我们连续按下7次，则会有如下现象：

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