IPC / Synchronization

1. ISR이 알리고 thread가 기다림

K_SEM_DEFINE(rx_sem, 0, 1);

void isr_rx_ready(void)
{
        k_sem_give(&rx_sem);
}

void rx_thread(void)
{
        k_sem_take(&rx_sem, K_FOREVER);
}

limit=1은 중복 give를 하나의 count로 합친다. 발생 횟수를 모두 보존해야 하는 이벤트에는 이 값이 맞지 않을 수 있다. k_sem_take()의 K_NO_WAIT 실패는 -EBUSY, 기다린 후 timeout 또는 reset은 -EAGAIN이다.

2. mutex로 버스 접근 보호

#include <zephyr/kernel.h>

K_MUTEX_DEFINE(bus_lock);
void transfer_on_shared_bus(void); /* Application-specific operation. */

int transfer_with_lock(void)
{
        int ret = k_mutex_lock(&bus_lock, K_MSEC(20));

        if (ret != 0) {
                return ret;
        }
        transfer_on_shared_bus();
        return k_mutex_unlock(&bus_lock);
}

성공한 thread만 unlock한다. Zephyr mutex는 같은 owner의 재진입을 허용하고, 획득한 횟수만큼 해제해야 한다. 다른 thread와 경쟁할 때 owner에 priority inheritance가 적용될 수 있으나 CONFIG_PRIORITY_CEILING과 중첩 잠금 순서의 영향을 받는다. ISR에서는 lock/unlock 모두 사용하지 않는다.

3. 작은 값 복사 메시지

K_MSGQ_DEFINE(sensor_q, sizeof(struct sample), 16, 4);

k_msgq_put(&sensor_q, &sample, K_NO_WAIT);
k_msgq_get(&sensor_q, &sample, K_MSEC(100));

K_MSGQ_DEFINE(..., 16, 4)는 16개의 고정 크기 메시지 칸을 선언한다. k_msgq_put()는 값을 복사하며 포인터를 큐에 보관하지 않는다. 다만 기다리는 put은 호출이 끝날 때까지 입력 버퍼가 유효해야 한다. 이 예제의 두 반환값도 실제 코드에서는 처리해야 한다.

semaphore를 데이터 저장소로 간주

give/take는 count만 조정한다. 실제 데이터는 별도 버퍼나 msgq에 보관하고 그 수명·동시 접근을 따로 설계한다.

mutex를 ISR에서 사용

owner와 priority inheritance가 thread에 묶인다. ISR에서 lock/unlock을 호출하지 않고, ISR→thread 알림에는 허용된 nonblocking 경로를 사용한다.

msgq put 실패를 버림

앞의 예제는 put 반환값을 검사하지 않는다. queue가 가득 차 K_NO_WAIT put이 -ENOMSG이면 값은 전달되지 않았으므로 손실·재시도 정책이 필요하다.

condvar signal을 count로 간주

기다리는 thread가 없을 때 signal은 다음 wait를 위해 저장되지 않는다. 반드시 mutex가 보호하는 predicate를 기준으로 루프에서 기다린다.

ISR 이벤트가 몰렸는데 한 번만 처리된다

0/1 semaphore의 count는 1에서 포화된다. 발생 횟수 모두가 필요한지, 실제 payload를 msgq에 복사해야 하는지 결정한다.

msgq가 비어 보이는데 데이터가 사라졌다

put의 -ENOMSG를 버렸거나 purge가 기존 항목을 지웠는지 확인한다. 생산·소비 속도와 k_msgq_num_used_get()을 같은 시간축에 기록한다.

condvar signal 뒤에도 thread가 기다린다

signal이 predicate를 바꾸지는 않는다. 공유 상태를 mutex 아래에서 갱신했는지, wait 진입 전후에 predicate를 확인하는지 살핀다.