嵌入式第四章總結(jié)

4.任務(wù)的同步與通信同步：多個(gè)任務(wù)共同協(xié)作完成一件事情，其間存在的直接制約關(guān)系叫做任務(wù)同步。任務(wù)同步的主要工作就是對(duì)多個(gè)相關(guān)任務(wù)在執(zhí)行次序上進(jìn)行調(diào)協(xié)調(diào)，以使并發(fā)執(zhí)行的豬任務(wù)之間能有效的共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。任務(wù)間單向同步的過(guò)程：一個(gè)任務(wù)進(jìn)行I/O操作并等待信號(hào)回應(yīng)，當(dāng)I/O操作完成時(shí)，中斷服務(wù)程序或另一個(gè)任務(wù)發(fā)出信號(hào)，該任務(wù)得到信號(hào)后繼續(xù)往下執(zhí)行。任務(wù)之間雙向同步的過(guò)程：運(yùn)行到某處的第一個(gè)任務(wù)發(fā)信號(hào)給第二個(gè)任務(wù)，然后等待信號(hào)返回，通用地，當(dāng)?shù)诙€(gè)任務(wù)運(yùn)行到某處時(shí)，發(fā)信號(hào)給第一個(gè)任務(wù)并等待返回信號(hào)。

互斥：每個(gè)進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前，應(yīng)先對(duì)要訪問(wèn)的臨界資源進(jìn)行檢查，看他是否正在被訪問(wèn)，如果此刻該臨界資源未被訪問(wèn)，進(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)，對(duì)該資源進(jìn)行訪問(wèn)，并設(shè)置它正在被訪問(wèn)的標(biāo)志，如果此刻該臨界資源正在被某個(gè)其他進(jìn)程訪問(wèn)，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)，這就是任務(wù)之間互斥的概念。通信：任務(wù)之間任務(wù)與中斷服務(wù)程序之間僅有同步是不夠的，他們之間還需要通信，所謂任務(wù)之間的通信是指任務(wù)之間或者任務(wù)與中斷服務(wù)程序之間的信息交互。在μC/OSⅡ中，這通過(guò)事件控制塊及其操作實(shí)現(xiàn)。事件：任務(wù)間通信所使用的信息載體，統(tǒng)稱為事件，主要有信號(hào)量、互斥型信號(hào)量、消息郵箱、消息隊(duì)列等。即用于通訊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做事件控制塊對(duì)事件控制塊進(jìn)行的一些通用操作如下所述：OS_EventWaitListInit():初始化一個(gè)事件控制塊OS_EventTaskRdy():使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)OS_EventWait():使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入事件的等待隊(duì)列OS_EventTO():因?yàn)榈却瑫r(shí)而使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)ECB初始化：1.建立空閑事件控制鏈表2.獲取一個(gè)空閑的事件控制塊鏈表3.初始化事件控制塊的任務(wù)等待隊(duì)列將一個(gè)任務(wù)掛載到就緒隊(duì)列將一個(gè)任務(wù)加入時(shí)間的等待隊(duì)列使等待超時(shí)的任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)信號(hào)量機(jī)制μC/OSⅡ中的信號(hào)量由兩部分組成，一部分是信號(hào)量的計(jì)數(shù)值，（它是一個(gè)16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)），另一部分是由等待該信號(hào)量的任務(wù)組成的等任務(wù)等待隊(duì)列。用于同步的信號(hào)量，其初始值在信號(hào)量創(chuàng)建石質(zhì)為0，表明所同步的事件尚未發(fā)生用于互斥的信號(hào)量初始值為1，表明當(dāng)前沒(méi)有任務(wù)獲取該信號(hào)量，而用于資源管理的計(jì)數(shù)信號(hào)量，其初始值為N表明需要管理的最大資源數(shù)為N創(chuàng)建信號(hào)量：OS_EVENT*OSSemCreate(INT16Ucnt)刪除信號(hào)量：OS_EVENT*OSSemDel(OS_EVENT*pevent,INT8Uopt,INT8U*err)獲取信號(hào)量：OS_EVENT*OSSemPend(OS_EVENT*pevent,INT16Utimeout,INT8U*err)釋放信號(hào)量：INT8UOSSemPost(OS_EVENT*pevent)無(wú)等待請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量：INT16UOSSemAccept(OS_EVENT*pevent)查詢信號(hào)量當(dāng)前狀態(tài)：INT8UOSSemQuery(OS_EVENT*pevent,OS_SEM_DATA*p_sem_data)重置信號(hào)量的值：voidOAAemSet(OS_EVENT&pevent,INT16Ucnt,INT8U*err)使用互斥信號(hào)量可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題：1、死鎖問(wèn)題：當(dāng)系統(tǒng)中的多個(gè)任務(wù)共享系統(tǒng)資源，而共享資源的數(shù)量不足以滿足各任務(wù)的需要時(shí)，會(huì)引起各任務(wù)對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生死鎖。通常使用互斥信號(hào)量來(lái)完成對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)，但如果使用不當(dāng)仍然會(huì)發(fā)生死鎖。

2、優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題：當(dāng)有多個(gè)任務(wù)需要使用共享資源時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)被低優(yōu)先級(jí)任務(wù)阻塞，并等待低優(yōu)先級(jí)任務(wù)執(zhí)行的現(xiàn)象。高優(yōu)先級(jí)任務(wù)需要等待低優(yōu)先級(jí)任務(wù)釋放共享資源，而低優(yōu)先級(jí)任務(wù)又在等待中等優(yōu)先級(jí)任務(wù)的現(xiàn)象被稱為優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)互斥鎖互斥所也叫做互斥型信號(hào)量任務(wù)，可以用互斥型信號(hào)量實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的獨(dú)占式處理。互斥型信號(hào)量也稱為mutex,可以在應(yīng)用程序代碼中用于解決優(yōu)先級(jí)問(wèn)題。μC/OSⅡ的互斥型信號(hào)量由三個(gè)元素組成：標(biāo)志，優(yōu)先級(jí)，任務(wù)列表注意：中斷服務(wù)程序不可調(diào)動(dòng)互斥鎖創(chuàng)建互斥鎖：OS_EVENT*OSMutexCreate(INT8Uprio,INT8U*err)刪除互斥鎖：OS_EVENT*OSMutexDel(OS_EVENT*pevent,INT8Uopt,INT8U*err)(opt:刪除互斥鎖方式)等待獲取互斥鎖：voidOSMutexPend(OS_EVENT*pevent,INT16Utimeout,INT8U*err)(timeout:最大等待時(shí)間)釋放互斥鎖：INT8UOSMutexPost(OS_EVENT*pevent)查詢互斥鎖的狀態(tài)：INT8UOSMutexQUERY(OS_EVENT*pevent,OS_MUTEX_DATA*p_mutex-data)無(wú)等待地獲取互斥鎖：INT8UOSMutexAccept(OS_EVENT*pevent,INT8U*err)郵箱機(jī)制郵箱作為μC/OSⅡ的一種事件類型，是用于實(shí)現(xiàn)μC/OSⅡ中任務(wù)之間或者任務(wù)與中斷服務(wù)程序之間的一種通信機(jī)制，它可以使一個(gè)任務(wù)或者中斷服務(wù)程序向另一個(gè)任務(wù)發(fā)送一個(gè)指針類型的變量。該指針指向一個(gè)包含了特定“消息”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。中斷服務(wù)程序只能向郵箱發(fā)送消息，但是不能從郵箱獲取信息，其原因是防止中斷服務(wù)程序被消息阻塞建立一個(gè)郵箱：OS_EVENT*OSMboxCreate(OS_EVENT*pevent,void*msg)(中斷服務(wù)程序不能創(chuàng)建郵箱)刪除郵箱：OS_EVENT*OSMboxDel(OS_EVENT*pevent,INT8Uopt,INT8U*err)(opt:刪除方式；err:錯(cuò)誤返回參數(shù))從郵箱中獲取一條消息：OS_EVENT*OSMboxPend(OS_EVENT*pevent,INT16Utimeout,INT8U*err)發(fā)送一個(gè)消息到郵箱：INT8UOSMboxPost(OS_EVENT*pevent,void*msg)無(wú)等待的從郵箱中得到一個(gè)消息：void*OSMboxAccept(OS_EVENT*pevent,void*msg)查詢一個(gè)郵箱的狀態(tài)：INT8UOSMboxQuery(OS_EVENT*pevent,OS_MBOX_DATA*p_mbox_data)消息隊(duì)列μC/OSⅡ?qū)崿F(xiàn)任務(wù)之間通信的另一種機(jī)制，它可以使一個(gè)任務(wù)或者中斷服務(wù)程序向另一個(gè)任務(wù)發(fā)送以指針?lè)绞蕉x的變量。每個(gè)指針指向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變量，應(yīng)具體的應(yīng)用不同也會(huì)有所不同。建立消息隊(duì)列：OS_EVENT*OSQCreate(void**start,INT16Usize)(start:首地址；size:可容納的消息最大值)刪除消息隊(duì)列：OS_EVENT*OSQDel(os_EVENT*pevent,INT8Uopt,INT8U*err)(opt:刪除方式)從消息隊(duì)列中獲取一條消息：void*OSQPend(OS_EVENT*pevent,INT16Utimeout,INT8U*err)以FIFO(先進(jìn)先出，OSQPost()函數(shù)向向消息隊(duì)列發(fā)送的消息插入隊(duì)尾)方式像消息隊(duì)列發(fā)送一