rtthread信号量实现

在RT-Thread中，信号量是一种用于线程同步的机制，它用于保护共享资源，避免多个线程同时访问同一资源而导致的冲突。信号量可以分为二值信号量和计数信号量两种类型。

一、二值信号量

二值信号量是一种只有0和1两种状态的信号量，它常用于互斥的情况，即只能有一个线程访问共享资源。在RT-Thread中，二值信号量的实现比较简单，可以使用一个全局变量来表示其状态，通过设置和清除变量的值来实现信号量的获取和释放。

二、计数信号量

计数信号量是一种用于控制可重入资源的信号量，它的值可以大于1，表示可以有多个线程同时访问共享资源。在RT-Thread中，计数信号量的实现比较复杂，需要使用一个等待队列来管理等待该信号量的线程，当信号量的值大于0时，可以直接获取信号量，否则需要将当前线程加入等待队列，等待其他线程释放信号量后再次尝试获取。

下面是一个简单的计数信号量实现示例：

typedef struct semaphore
{
    rt_uint16_t value;          /* 信号量的值 */
    rt_list_t   suspend_thread; /* 等待该信号量的线程队列 */
}semaphore_t;

void rt_sem_init(semaphore_t *sem, rt_uint16_t value)
{
    sem->value = value;
    rt_list_init(&(sem->suspend_thread));
}

void rt_sem_take(semaphore_t *sem)
{
    rt_base_t level;

    level = rt_hw_interrupt_disable();
    if (sem->value > 0) /* 信号量的值大于0，可以直接获取 */
    {
        sem->value--;
        rt_hw_interrupt_enable(level);
        return;
    }
    else /* 信号量的值为0，需要将当前线程加入等待队列 */
    {
        rt_current_thread->error = RT_EOK;
        rt_list_insert_before(&(sem->suspend_thread), &(rt_current_thread->tlist));
        rt_hw_interrupt_enable(level);
        rt_thread_suspend(rt_current_thread);
    }
}

void rt_sem_release(semaphore_t *sem)
{
    rt_base_t level;
    struct rt_thread *thread;

    level = rt_hw_interrupt_disable();
    if (rt_list_isempty(&(sem->suspend_thread))) /* 没有等待该信号量的线程 */
    {
        sem->value++;
    }
    else /* 有等待该信号量的线程，需要唤醒其中一个线程 */
    {
        thread = rt_list_entry(sem->suspend_thread.next, struct rt_thread, tlist);
        rt_list_remove(&(thread->tlist));
        rt_hw_interrupt_enable(level);
        rt_thread_resume(thread);
    }
    rt_hw_interrupt_enable(level);
}

以上是一个简单的计数信号量实现示例，其中rt_list_t是RT-Thread中的链表结构，用于管理等待队列；rt_hw_interrupt_disable和rt_hw_interrupt_enable分别用于关闭和开启中断，保证操作的原子性；rt_thread_suspend和rt_thread_resume分别用于挂起和恢复线程。