一、Xenomai API 介面使用總結

Alarm-操作： 在使用實時任務過程中，採用看門狗定時器進行延時操作時，會產生實時域到非實時域的上下文切換操作，從而導致實時執行緒實時性受到影響，具體如下：

void RT_TASK_CallBack_Handle(void *pUsrArg)
{
    int err;
    T_RT_PARAM *rt_param = (T_RT_PARAM *)pUsrArg;
    rt_printf("## Running=[%d,%d] ##:%s-%d\n", rt_param->Param1, rt_param->Param2, __FUNCTION__, __LINE__);

    while(1)
    {
        err = rt_alarm_wait(&rt_param->alarm_desc); // 

        rt_printf("Hello Xenomai World!\n");
    }
}

通過xenomai程式狀態檔案檢視 MSW 引數的情況，發現其一直在增加：cat sched/stat

root@MM5718v1:/proc/xenomai# cat sched/stat 
CPU  PID    MSW        CSW        XSC        PF    STAT       %CPU  NAME
0  0      0          15690      0          0     00018000   99.8  [ROOT/0]
0  2869   14         17         77         0     000680c0    0.0  RTDemoExe
0  2871   1          21         44         0     00040042    0.0  timer-internal
0  2872   20         40         47         0     00048042    0.0  TEST_TASK
0  0      0          69867498   0          0     00000000    0.2  [IRQ20: [timer]]

結論：不要在實時執行緒任務中啟用Alarm函數進行延時處理，會存在上下文切換過程。

Cond-操作： 在使用 err = rt_cond_bind(&cond, "TEST_COND_VAR_NAME", TM_INFINITE); 函數去跨函數繫結條件變數的過程中，此函數必須在實時任務中去呼叫，否則呼叫不成功，且不會阻塞等待到該條件變數的建立。程式按下 s 即可觸發執行

rt_printf("&&& Hello KeyboardMonitor World!\n");
err = rt_cond_bind(&cond, "TEST_COND_VAR_NAME", TM_INFINITE);
rt_printf("### Hello KeyboardMonitor World!\n");

上述程式碼塊必須在實時執行緒中呼叫才會生效。bind的功能就像是socket程式設計中的bind功能，能夠阻塞獲取到指定名稱的號誌物件，從而保證在當前實時執行緒中也能夠獲取到對應的號誌，從而完成實時執行緒控制。

clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time_stamp);
time_stamp.tv_sec += 5; // 需要將cond等待時間向後設定5s作為終止時間
rt_printf("The Current TimeStamp=[%ld:%ld]\n", time_stamp.tv_sec, time_stamp.tv_nsec);

err = rt_cond_wait_timed(&cond, &mutex_var, &time_stamp); // 設定了cond條件等待的時間節點，如果到達時間節點，條件為被設定則返回超時錯誤 -ETIMEDOUT
if(0 != err)
{
    rt_printf("Xenomai-CondVariable wait Error:[%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d]!\n", err, -EINVAL, -EIDRM, -EINTR, -EWOULDBLOCK, -ETIMEDOUT, -EPERM);
}

注意： 目前對於cond條件的 rt_cond_broadcast 以及 rt_cond_signal 還未測試成功！

Queue-操作： Xenomai提供了一套IPC實時執行緒通訊方案 rt_queue ，能夠採用 bind 的方式在不同的實時執行緒中通過queue的名稱獲取指定的佇列控制程式碼，從而進行資料交換的操作，其基本使用流程如下：

graph TD; 實時執行緒Task1-->定義Task1-rt_queue佇列-->阻塞繫結佇列1rt_queue_bind-->定時獲取佇列資料rt_queue_receive_timed-->使用相關資料-->釋放資料記憶體rt_queue_free 實時執行緒Task2-->定義Task2-rt_queue佇列-->阻塞繫結佇列2rt_queue_bind-->申請資料記憶體rt_queue_alloc-->更新記憶體資料內容-->傳送佇列資料rt_queue_send 主實時執行緒Task-->定義原始rt_queue佇列-->建立相關佇列rt_queue_create-->while

相關測試程式碼如下(編譯程式，輸入i鍵即可)：

void RT_TASK_Queue_CallBack_Handle(void *pUsrArg)
{
    int err;
    int counter = 0;
    int SamplePeriod = 200000000;

    T_RT_PARAM *rt_param = (T_RT_PARAM *)pUsrArg;
    rt_printf("## Running=[%d,%d] ##:%s-%d\n", rt_param->Param1, rt_param->Param2, __FUNCTION__, __LINE__);

    RT_QUEUE rt_queue;
    RT_QUEUE_INFO rt_queue_info;

    rt_printf("&&& Hello KeyboardMonitor World!\n");
    err = rt_queue_bind(&rt_queue, "RT_QUEUE_DEMO", TM_INFINITE);
    rt_printf("### Hello KeyboardMonitor World!\n");

    err = rt_queue_inquire(&rt_queue, &rt_queue_info);
    rt_printf("The KeyBoard RT-Queue[%s]:\n", rt_queue_info.name);
    rt_printf("  Number of task currently waiting on the queue for messages:[%d]\n", rt_queue_info.nwaiters);
    rt_printf("  Number of messages pending in queue:[%d]\n", rt_queue_info.nmessages);
    rt_printf("  Queue Mode Bits:[%d]\n", rt_queue_info.mode);
    rt_printf("  Maximum number of messages in queue:[%d]\n", rt_queue_info.qlimit);
    rt_printf("  Size of memory pool for holding message buffers:[%d]\n", rt_queue_info.poolsize);
    rt_printf("  Amount of memory consumed from the buffer pool:[%d]\n", rt_queue_info.usedmem);

    struct timespec time_stamp;

    void *buf_addr = NULL;
    ssize_t buf_size;

    rt_task_set_periodic(NULL, TM_NOW, SamplePeriod); // 200ms更新一次
    while(1)
    {
        rt_task_wait_period(NULL);
        rt_printf("Hello Xenomai-CondVariable World[%d]!\n", counter);

        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time_stamp);
        time_stamp.tv_nsec += 100000;
        // rt_printf("The Current TimeStamp=[%ld:%ld]\n", time_stamp.tv_sec, time_stamp.tv_nsec);

        buf_size = rt_queue_receive_timed(&rt_queue, &buf_addr, &time_stamp);

        if(buf_size > 0)
        {
            rt_printf("Show the Buffer Content:");
            for(int i=0 ; i < buf_size ; i++)
            {
                rt_printf(" %d", ((char *)buf_addr)[i]);
            }
            rt_printf("\n");
        }
        rt_queue_free(&rt_queue, buf_addr);
    }

    err = rt_queue_unbind(&rt_queue);
}

HEAP-操作： 在使用Xenomai預先申請的記憶體池內容時，Xenomai提供了 heap 相關的操作API，在建立heap過程中，如果設定heap模式為 H_SINGLE 則在 rt_heap_alloc 函數呼叫時，需要將所有記憶體全部申請完，否則程式報錯。同時 Heap 記憶體操作還提供了 rt_heap_bind 的繫結功能，從而能夠方便 RT-Task 之間進行 IPC 記憶體共用通訊。具體參考程式：MainRTHeap.c
```
root@MM5718v1:~/Burnish# ./RTDemoExe 
Heap Informations:
Number of tasks waitting for aviliable memory alloc:0
The Heap Mode Flags given while Creation:0
Size of the Heap(Bytes) While Create:10 Bytes
Maximum amount of memory avaliable from heap:1032 Bytes
Amount of memory currently consumed:3250 Bytes
Name of memory heap:HeapTest
The iPointer[0]=
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
```

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