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昨天用了很多时间实现QM应用于RAW OS 和出去放松。
昨天刚实现QM移植到 RAW OS 上还是比较激动的,现在想想也就那么回事。
好,今天的任务是解决RAW OS 的资源共享的实现方法。
计划:
资源共享的具体实现方法:
1.开关中断:可以说是最直接的方法,中断一关,OS TICK就出不来了,就不存在任务抢占,同时,中断进不来,也就没有ISR和当前任务抢资源了。
实现方法 RAW_CPU_DISABLE();
2.开关系统抢占。
实现方法实现方法 raw_disable_sche();
3.信号量
实现方法 函数位于raw_sem.c
4.互斥量
实现方法 函数位于 raw_mutex.c
4种方法在RAW OS中的具体应用:
1.开关中断:
基本内核中所有的临界区实现都是用的开关中断的方法,如消息队列,任务操作,内存分配,调度器。
2.开关系统抢占:
内核中软件定时器,消息队列mqueu是用开关系统抢占实现临界的。
3.信号量与互斥量
全局搜索raw_semaphore_create与raw_mutex_create是没有具体的应用的,可见,这两种资源共享实现方式是为用户提供的。
总结:
首先是,为什么存在临界区呢,jorya_txj的原文使我收获很大,因此贴上来
假设有以下代码:
int x;
void process_data()
{
x++;
}
假如在一个可以抢占的操作系统上有两个任务task1, task2, 全局变量x 的初始值为0, 现在两个任务task1, task2 同时去访问process_data 这个函数,两个任务各执行一次process_data 这个函数,等到两个人执行完毕后,试问x的值是多少?大部分人可能会回答为2。没有操作系统的时候,的却不错,调用函数2次,就是2.问题是有了操作系统就没这么简单了,一个任务执行期间,随时可能会被另外一个任务给打断,这样就会造成临界区的问题。
首先明确一个基本概念,在操作系统中每一个任务都有自己的一套寄存器,各个任务间的寄存器值很可能是不一样的。
下面来具体分析这个问题产生的根本原因:
x++不是一个原子型的操作,它的汇编函数有3句,分别是:
1 ldr r1, [mem]
2 add r1, r1, #1
3 strr1 [mem]
如果有以下流程,参照下图:
假如任务task1 刚执行完(2)即 add r1, r1,#1, 因为是可以抢占的操作系统,所以被高优先级任务task 2 给抢占了,然后task 2 执行完(3) (4) (5)这三个步骤之后还给任务task 1, 最后task1 执行完(6)。
如前所述,图中的task1 和task2 的寄存器值是不同的,因为任务各自有自己的一套寄存器。读者可以推导一下,x 的最终值在内存中是1而不是2!
所以在多任务的情况下,共同去访问一个全局变量,会产生临界区的问题,如之前所述最终值可能是不确定的,可能是1也可能是2,所以需要采用操作系统的一定机制去保护它。
接下来谈谈怎么去解决这个问题。
解决方式一:
void process_data()
{
RAW_CPU_DISABLE();
x++;
RAW_CPU_ENABLE();
}
如上代码关了中断的话,任务也就不能被抢了,而且x++的速度很快,推荐使用这样的方式。
解决方式二:
void __process_data()
{
x++;
}
void process_data()
{
raw_disable_sche();
__process_data();
raw_enable_sche();
}
如上代码关了系统抢占后,任务之间的调度被禁止。
解决方式三:
void __process_data()
{
x++;
}
void process_data()
{
lock();
__process_data();
unlock ();
}
如上代码加软件锁之后,只能有一个任务处理此段临界区,lock可以是semaphore 或者mutex.
对于软件部分的临界区,往往要保护的是整个全局变量所引发的一系列逻辑。而不仅是保护那个全局变量,读者需要仔细体会。
因为临界问题项目中经常会遇到,所以,前几节都做的验证性试验,暂且不做啦.
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曾经有一段真挚的爱情摆在我的面前,我没有珍惜,现在想起来,还好我没有珍惜……
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