xref: /nrf52832-nimble/rt-thread/examples/kernel/semaphore_producer_consumer.c (revision 104654410c56c573564690304ae786df310c91fc)
1*10465441SEvalZero /*
2*10465441SEvalZero  * 程序清单:生产者消费者例子
3*10465441SEvalZero  *
4*10465441SEvalZero  * 这个例子中将创建两个线程用于实现生产者消费者问题
5*10465441SEvalZero  */
6*10465441SEvalZero #include <rtthread.h>
7*10465441SEvalZero #include "tc_comm.h"
8*10465441SEvalZero 
9*10465441SEvalZero /* 定义最大5个元素能够被产生 */
10*10465441SEvalZero #define MAXSEM 5
11*10465441SEvalZero 
12*10465441SEvalZero /* 用于放置生产的整数数组 */
13*10465441SEvalZero rt_uint32_t array[MAXSEM];
14*10465441SEvalZero /* 指向生产者、消费者在array数组中的读写位置 */
15*10465441SEvalZero static rt_uint32_t set, get;
16*10465441SEvalZero 
17*10465441SEvalZero /* 指向线程控制块的指针 */
18*10465441SEvalZero static rt_thread_t producer_tid = RT_NULL;
19*10465441SEvalZero static rt_thread_t consumer_tid = RT_NULL;
20*10465441SEvalZero 
21*10465441SEvalZero struct rt_semaphore sem_lock;
22*10465441SEvalZero struct rt_semaphore sem_empty, sem_full;
23*10465441SEvalZero 
24*10465441SEvalZero /* 生成者线程入口 */
producer_thread_entry(void * parameter)25*10465441SEvalZero void producer_thread_entry(void* parameter)
26*10465441SEvalZero {
27*10465441SEvalZero     int cnt = 0;
28*10465441SEvalZero 
29*10465441SEvalZero     /* 运行100次 */
30*10465441SEvalZero     while( cnt < 100)
31*10465441SEvalZero     {
32*10465441SEvalZero         /* 获取一个空位 */
33*10465441SEvalZero         rt_sem_take(&sem_empty, RT_WAITING_FOREVER);
34*10465441SEvalZero 
35*10465441SEvalZero         /* 修改array内容,上锁 */
36*10465441SEvalZero         rt_sem_take(&sem_lock, RT_WAITING_FOREVER);
37*10465441SEvalZero         array[set%MAXSEM] = cnt + 1;
38*10465441SEvalZero         rt_kprintf("the producer generates a number: %d\n", array[set%MAXSEM]);
39*10465441SEvalZero         set++;
40*10465441SEvalZero         rt_sem_release(&sem_lock);
41*10465441SEvalZero 
42*10465441SEvalZero         /* 发布一个满位 */
43*10465441SEvalZero         rt_sem_release(&sem_full);
44*10465441SEvalZero         cnt++;
45*10465441SEvalZero 
46*10465441SEvalZero         /* 暂停一段时间 */
47*10465441SEvalZero         rt_thread_delay(50);
48*10465441SEvalZero     }
49*10465441SEvalZero 
50*10465441SEvalZero     rt_kprintf("the producer exit!\n");
51*10465441SEvalZero }
52*10465441SEvalZero 
53*10465441SEvalZero /* 消费者线程入口 */
consumer_thread_entry(void * parameter)54*10465441SEvalZero void consumer_thread_entry(void* parameter)
55*10465441SEvalZero {
56*10465441SEvalZero     rt_uint32_t no;
57*10465441SEvalZero     rt_uint32_t sum;
58*10465441SEvalZero 
59*10465441SEvalZero     /* 第n个线程,由入口参数传进来 */
60*10465441SEvalZero     no = (rt_uint32_t)parameter;
61*10465441SEvalZero 
62*10465441SEvalZero     sum = 0;
63*10465441SEvalZero     while(1)
64*10465441SEvalZero     {
65*10465441SEvalZero         /* 获取一个满位 */
66*10465441SEvalZero         rt_sem_take(&sem_full, RT_WAITING_FOREVER);
67*10465441SEvalZero 
68*10465441SEvalZero         /* 临界区,上锁进行操作 */
69*10465441SEvalZero         rt_sem_take(&sem_lock, RT_WAITING_FOREVER);
70*10465441SEvalZero         sum += array[get%MAXSEM];
71*10465441SEvalZero         rt_kprintf("the consumer[%d] get a number: %d\n", no, array[get%MAXSEM] );
72*10465441SEvalZero         get++;
73*10465441SEvalZero         rt_sem_release(&sem_lock);
74*10465441SEvalZero 
75*10465441SEvalZero         /* 释放一个空位 */
76*10465441SEvalZero         rt_sem_release(&sem_empty);
77*10465441SEvalZero 
78*10465441SEvalZero         /* 生产者生产到100个数目,停止,消费者线程相应停止 */
79*10465441SEvalZero         if (get == 100) break;
80*10465441SEvalZero 
81*10465441SEvalZero         /* 暂停一小会时间 */
82*10465441SEvalZero         rt_thread_delay(10);
83*10465441SEvalZero     }
84*10465441SEvalZero 
85*10465441SEvalZero     rt_kprintf("the consumer[%d] sum is %d \n ", no, sum);
86*10465441SEvalZero     rt_kprintf("the consumer[%d] exit!\n");
87*10465441SEvalZero }
88*10465441SEvalZero 
semaphore_producer_consumer_init()89*10465441SEvalZero int semaphore_producer_consumer_init()
90*10465441SEvalZero {
91*10465441SEvalZero     /* 初始化3个信号量 */
92*10465441SEvalZero     rt_sem_init(&sem_lock , "lock",     1,      RT_IPC_FLAG_FIFO);
93*10465441SEvalZero     rt_sem_init(&sem_empty, "empty",    MAXSEM, RT_IPC_FLAG_FIFO);
94*10465441SEvalZero     rt_sem_init(&sem_full , "full",     0,      RT_IPC_FLAG_FIFO);
95*10465441SEvalZero 
96*10465441SEvalZero     /* 创建线程1 */
97*10465441SEvalZero     producer_tid = rt_thread_create("producer",
98*10465441SEvalZero                                     producer_thread_entry, RT_NULL, /* 线程入口是producer_thread_entry, 入口参数是RT_NULL */
99*10465441SEvalZero                                     THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY - 1, THREAD_TIMESLICE);
100*10465441SEvalZero     if (producer_tid != RT_NULL)
101*10465441SEvalZero         rt_thread_startup(producer_tid);
102*10465441SEvalZero     else
103*10465441SEvalZero         tc_stat(TC_STAT_END | TC_STAT_FAILED);
104*10465441SEvalZero 
105*10465441SEvalZero     /* 创建线程2 */
106*10465441SEvalZero     consumer_tid = rt_thread_create("consumer",
107*10465441SEvalZero                                     consumer_thread_entry, RT_NULL, /* 线程入口是consumer_thread_entry, 入口参数是RT_NULL */
108*10465441SEvalZero                                     THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY + 1, THREAD_TIMESLICE);
109*10465441SEvalZero     if (consumer_tid != RT_NULL)
110*10465441SEvalZero         rt_thread_startup(consumer_tid);
111*10465441SEvalZero     else
112*10465441SEvalZero         tc_stat(TC_STAT_END | TC_STAT_FAILED);
113*10465441SEvalZero 
114*10465441SEvalZero     return 0;
115*10465441SEvalZero }
116*10465441SEvalZero 
117*10465441SEvalZero #ifdef RT_USING_TC
_tc_cleanup()118*10465441SEvalZero static void _tc_cleanup()
119*10465441SEvalZero {
120*10465441SEvalZero     /* 调度器上锁,上锁后,将不再切换到其他线程,仅响应中断 */
121*10465441SEvalZero     rt_enter_critical();
122*10465441SEvalZero 
123*10465441SEvalZero     rt_sem_detach(&sem_lock);
124*10465441SEvalZero     rt_sem_detach(&sem_empty);
125*10465441SEvalZero     rt_sem_detach(&sem_full);
126*10465441SEvalZero 
127*10465441SEvalZero     /* 删除线程 */
128*10465441SEvalZero     if (producer_tid != RT_NULL && producer_tid->stat != RT_THREAD_CLOSE)
129*10465441SEvalZero         rt_thread_delete(producer_tid);
130*10465441SEvalZero     if (consumer_tid != RT_NULL && consumer_tid->stat != RT_THREAD_CLOSE)
131*10465441SEvalZero         rt_thread_delete(consumer_tid);
132*10465441SEvalZero 
133*10465441SEvalZero     /* 调度器解锁 */
134*10465441SEvalZero     rt_exit_critical();
135*10465441SEvalZero 
136*10465441SEvalZero     /* 设置TestCase状态 */
137*10465441SEvalZero     tc_done(TC_STAT_PASSED);
138*10465441SEvalZero }
139*10465441SEvalZero 
_tc_semaphore_producer_consumer()140*10465441SEvalZero int _tc_semaphore_producer_consumer()
141*10465441SEvalZero {
142*10465441SEvalZero     /* 设置TestCase清理回调函数 */
143*10465441SEvalZero     tc_cleanup(_tc_cleanup);
144*10465441SEvalZero     semaphore_producer_consumer_init();
145*10465441SEvalZero 
146*10465441SEvalZero     /* 返回TestCase运行的最长时间 */
147*10465441SEvalZero     return 100;
148*10465441SEvalZero }
149*10465441SEvalZero /* 输出函数命令到finsh shell中 */
150*10465441SEvalZero FINSH_FUNCTION_EXPORT(_tc_semaphore_producer_consumer, producer and consumer example);
151*10465441SEvalZero #else
152*10465441SEvalZero /* 用户应用入口 */
rt_application_init()153*10465441SEvalZero int rt_application_init()
154*10465441SEvalZero {
155*10465441SEvalZero     semaphore_producer_consumer_init();
156*10465441SEvalZero 
157*10465441SEvalZero     return 0;
158*10465441SEvalZero }
159*10465441SEvalZero #endif
160