RT-Thread 隐藏的宝藏之等待队列

1. 等待队列是什么

等待队列是一个轻量级的线程间异步通讯方式。

他有两个特点：

轻量： API 较少
异步:

2. 等待队列怎么使用

用户只需要使用其中的五个 API 就可以了。

初始化等待队列

rt_inline void rt_wqueue_init(rt_wqueue_t *queue)

queue : 消息队列控制块
加入等待队列

int rt_wqueue_wait(rt_wqueue_t *queue, int condition, int msec)

queue : 等待队列的控制块

condition ：这个形参没有使用到, 必须传递 0

msec : 需要等待的时间，单位是毫秒

唤醒等待队列

void rt_wqueue_wakeup(rt_wqueue_t *queue, void *key)

queue : 等待队列的控制块

key ：唤醒条件，目前源码中未使用
在等待队列中插入一个节点

void rt_wqueue_add(rt_wqueue_t *queue, struct rt_wqueue_node *node)

queue : 等待队列控制块

node : 插入队列的节点
从等待队列移除一个节点

void rt_wqueue_remove(struct rt_wqueue_node *node)

node : 需要移除的节点

3. 等待队列的实现

初始化等待队列

rt_inline void rt_wqueue_init(rt_wqueue_t *queue) // 这里使用了关键字 inline
{RT_ASSERT(queue != RT_NULL); // 断言检查queue->flag = RT_WQ_FLAG_CLEAN; // 设置标志位 rt_list_init(&(queue->waiting_list)); // 初始化链表
}

加入等待队列

int rt_wqueue_wait(rt_wqueue_t *queue, int condition, int msec)
{int tick;rt_thread_t tid = rt_thread_self();// 获取当前调用等待队列的线程rt_timer_t  tmr = &(tid->thread_timer);// 获取当前线程的定时器struct rt_wqueue_node __wait;// 等待队列的节点rt_base_t level;/* current context checking */RT_DEBUG_NOT_IN_INTERRUPT;tick = rt_tick_from_millisecond(msec);// 获取传递进来的时间的转换成 tick，所以超时时间的单位是 msif ((condition) || (tick == 0)) // condition 必须传递 0return 0;__wait.polling_thread = rt_thread_self(); //获取当前线程给到 __wait__wait.key = 0; // key 赋值 0__wait.wakeup = __wqueue_default_wake; // 这个函数建议用户自己实现一个，默认的这个会返回0rt_list_init(&__wait.list); // 初始化链表level = rt_hw_interrupt_disable(); // 关中断if (queue->flag == RT_WQ_FLAG_WAKEUP) // 如果队列已经是唤醒状态了{/* already wakeup */goto __exit_wakeup;}rt_wqueue_add(queue, &__wait); // 把 __wait 插入到 queue-> waiting_list 的前面rt_thread_suspend(tid);// 挂起这个线程/* start timer */if (tick != RT_WAITING_FOREVER) // 启动线程的定时器{rt_timer_control(tmr,RT_TIMER_CTRL_SET_TIME,&tick);rt_timer_start(tmr);}rt_hw_interrupt_enable(level);// 开中断rt_schedule(); // 进行一次调度level = rt_hw_interrupt_disable(); // 关中断__exit_wakeup:queue->flag = 0; // 设置 FLAG ，这个用宏的方式可能更优雅rt_hw_interrupt_enable(level); // 开中断rt_wqueue_remove(&__wait); // 从等待队列中移除 __wait 这个节点return 0;
}

唤醒等待队列

void rt_wqueue_wakeup(rt_wqueue_t *queue, void *key)
{rt_base_t level;register int need_schedule = 0;rt_list_t *queue_list;struct rt_list_node *node;struct rt_wqueue_node *entry;queue_list = &(queue->waiting_list);level = rt_hw_interrupt_disable(); // 关中断/* set wakeup flag in the queue */queue->flag = RT_WQ_FLAG_WAKEUP; // 设置等待队列的标志位if (!(rt_list_isempty(queue_list))) // 检查链表是否为空{for (node = queue_list->next; node != queue_list; node = node->next)// 循环遍历{entry = rt_list_entry(node, struct rt_wqueue_node, list);// 获取等待队列控制块if (entry->wakeup(entry, key) == 0) // wakeup 一定会返回 0{rt_thread_resume(entry->polling_thread);// 恢复这个线程need_schedule = 1; //需要调度设置为 1rt_wqueue_remove(entry); // 从等待队列的链表中移除这个等待队列break;// 跳出循环遍历}}}rt_hw_interrupt_enable(level); // 开启中断if (need_schedule)rt_schedule();// 开启调度
}

默认唤醒函数

int __wqueue_default_wake(struct rt_wqueue_node *wait, void *key)
{return 0;
}

这里未作任何的操作就进行了返回 0 ，这里做的太简单粗暴了。

等待队列插入一个节点

void rt_wqueue_add(rt_wqueue_t *queue, struct rt_wqueue_node *node)
{rt_base_t level;level = rt_hw_interrupt_disable();// 关中断rt_list_insert_before(&(queue->waiting_list), &(node->list));// 把 node->list 插入到 queue->waiting_listrt_hw_interrupt_enable(level); // 开中断
}

等待队列移除一个节点

void rt_wqueue_remove(struct rt_wqueue_node *node)
{rt_base_t level;level = rt_hw_interrupt_disable(); //关中断rt_list_remove(&(node->list)); // 移除节点 nodert_hw_interrupt_enable(level); // 开中断
}

4. 总结

等待队列的使用了关键字 rt_inline 。在 rt_device 注册设备时候都使用了 rt_wqueue_init ，这里有一个 C 语言 的小技巧，可以自己去搜索 inline 来学习一下。
进入等待队列的形参 condition 必须传递 0, 超时时间的单位是 ms。
唤醒等待队列的条件 key，并未实现。如果有需要使用到等待队列的场景不要擅自修改源码，因为 RTT 设备框架 大量使用了，擅自修改会导致报错，自己可以参考官方的实现重造一个函数，去实现对 key 的操作
等待队列的源码位于/rt_thread_master/components/drivers/src/waitqueue.c
用户可以自行创建一个 API 来实现自定义的 wake_up

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