十二、freeRTOS_资源管理

目录

1 怎么访问临界资源

2 屏蔽中断

2.1 在任务中屏蔽中断

2.2 在ISR中屏蔽中断

3 暂停调度器

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1 怎么访问临界资源

谁跟我抢，就先禁止谁！

• 任务A、B都可以使用临界资源，那么访问临界资源前，先禁止任务调度

  • 假设任务A先禁止任务调度，那么任务B就无法执行，任务A可以安心访问临界资源

  • 假设任务B先禁止任务调度，那么任务A就无法执行，任务B可以安心访问临界资源

• 任务A、中断C都可以使用临界资源，那么访问临界资源前，先关闭中断

  • 假设任务A先关闭中断，那么中断C被屏蔽，任务A可以安心访问临界资源

  • 中断C运行过程中，任务A本来就无法执行，所以任务A无法抢占中断C使用的临界资源

2 屏蔽中断

屏蔽中断有两套宏：任务中使用、ISR中使用：

• 任务中使用：taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()

• ISR中使用：taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()/taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()

2.1 在任务中屏蔽中断

在任务中屏蔽中断的示例代码如下：

int a;
/* 在任务中，当前时刻中断是使能的
 * 执行这句代码后，屏蔽中断
 */
void add_func(int val)
{
    taskENTER_CRITICAL();   
​
    /* 访问临界资源 */
    a += val;
​
    /* 重新使能中断 */
    taskEXIT_CRITICAL();
}

在taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()之间：

• 低优先级的中断被屏蔽了：优先级低于、等于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

• 高优先级的中断可以产生：优先级高于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

  • 但是，这些中断ISR里，不允许使用FreeRTOS的API函数

• 任务调度依赖于中断、依赖于API函数，所以：这两段代码之间，不会有任务调度产生

这套taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()宏，是可以递归使用的，它的内部会记录嵌套的深度，只有嵌套深度变为0时，调用taskEXIT_CRITICAL()才会重新使能中断。

使用taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()来访问临界资源是很粗鲁的方法：

• 中断无法正常运行

• 任务调度无法进行

• 所以，之间的代码要尽可能快速地执行

2.2 在ISR中屏蔽中断

要使用含有"FROM_ISR"后缀的宏，示例代码如下：

void a_fuc( void )
{
    UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;
​
    uxSavedInterruptStatus = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
    
    /* 访问临界资源 */
    a++;
​
    taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );
}
​
void vAnInterruptServiceRoutine( void )
{
    /* 用来记录当前中断是否使能 */
    UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;
    
    /* 在ISR中，当前时刻中断可能是使能的，也可能是禁止的
     * 所以要记录当前状态, 后面要恢复为原先的状态
     * 执行这句代码后，屏蔽中断
     */
    uxSavedInterruptStatus = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
    
    /* 访问临界资源 */
    b++;
    a_fuc();
​
    /* 恢复中断状态 */
    taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );
    /* 现在，当前ISR可以被更高优先级的中断打断了 */
}

在taskENTER_CRITICA_FROM_ISR()/taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()之间：

• 低优先级的中断被屏蔽了：优先级低于、等于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

• 高优先级的中断可以产生：优先级高于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

  • 但是，这些中断ISR里，不允许使用FreeRTOS的API函数

• 任务调度依赖于中断、依赖于API函数，所以：这两段代码之间，不会有任务调度产生

3 暂停调度器

如果有别的任务来跟你竞争临界资源，你可以把中断关掉：这当然可以禁止别的任务运行，但是这代价太大了。它会影响到中断的处理。

如果只是禁止别的任务来跟你竞争，不需要关中断，暂停调度器就可以了：在这期间，中断还是可以发生、处理。

使用这2个函数来暂停、恢复调度器：

/* 暂停调度器 */
void vTaskSuspendAll( void );
​
/* 恢复调度器
 * 返回值: pdTRUE表示在暂定期间有更高优先级的任务就绪了
 *        可以不理会这个返回值
 */
BaseType_t xTaskResumeAll( void );

示例代码如下：

int a;
void xxx_func(int val)
{
    vTaskSuspendAll();
​
    /* 访问临界资源 */
    a = val;
​
    xTaskResumeAll();
}

这套vTaskSuspendAll()/xTaskResumeAll()宏，是可以递归使用的，它的内部会记录嵌套的深度，只有嵌套深度变为0时，xTaskResumeAll()才会重新使能调度器。

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