概述

多任務系統中存在一種潛在的風險，當一個任務在使用某個資源的過程中，即還沒有完全結束對資源的訪問時，便被切出運行態，使得資源處于非一致，不完整的狀態，如果這個時候有另一個任務或者中斷來訪問這個資源，則會導致數據損壞或者其他相似的錯誤。

會發生該問題的情景：

對外設的操作

讀-改-寫操作

變量的非原子訪問

函數重入
一個函數只訪問自己棧空間上的數據或者是內核寄存器中的數據，不訪問其他任何數據，比如全局變量啥的，則這個函數就是重入的。否則不可重入。

互斥

互斥保證資源在被訪問后具有排他性，防止資源被意外修改

最高的互斥方法
盡量不要共享資源，或者是每個資源都通過單任務訪問。

互斥的方法

臨界區與掛起調度器

• 基本臨界區
  臨界區指在訪問資源前，關閉全部中斷，在訪問資源后，再恢復中斷，是一種非常原始的方法。

臨界區必須只具有很短的時間，否則會反過來影響中斷響應時間

• 掛起(鎖定)調度器
  掛起調度器，保證代碼區不會被其他任務或中斷打斷。

互斥量

互斥量是一種特殊的二值信號量，用于控制在兩個或多個任務間訪問共享數據。
互斥量的機制：
一個任務想要合法地訪問資源，必須先成功的得到該資源對應的令牌，當完成對資源的使用后，必須馬上歸還令牌。只有歸還了令牌，其他任務才可能訪問共享資源。

互斥量和二值信號量的區別：

• 用于互斥的信號量必須歸還
• 用于同步的信號量通常是完成同步后便丟棄，不再歸還

優先級反轉

互斥量容易導致一個問題是優先級反轉，優先級反轉會導致重大問題
即高優先級任務因為無法獲取互斥信號，而阻塞，導致低優先級優先運行。
更嚴重的一種情形：
低優先級先運行，獲得互斥量，高優先級無法獲得互斥量而阻塞，這時候，一個中等優先級任務開始運行，搶占了低優先級，然后低優先級任務block了，無法give互斥量，從而高優先級也無法運行。

優先級繼承

最小化減少優先級反轉的負面影響，但不能完全消除。
通過暫時的將互斥量持有者的優先級提升至所有等待此互斥量的任務所具有的最高優先級，互斥量持有者歸還互斥量后，優先級會自動設置為其原來的優先級。

死鎖

兩個資源都等待被對方持有時，兩個任務都無法再繼續執行，這種情況成為死鎖。

守護程序

守護程序提供一種干凈利落的方法來實現互斥功能，而不用擔心會發生優先級反轉和死鎖。
守護任務是對某個資源具有唯一所有權的任務，只有守護任務才可以直接訪問其守護的資源，其他任務要訪問該資源只能簡介的通過守護任務提供的服務。

守護程序的實現機制：
利用隊列，當其他任務想使用某個資源的時候，通過隊列發送消息給守護程序，由守護程序對資源進行操作。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的FreeRTOS(三)——资源管理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。