韦东山freeRTOS系列教程之第十二章资源管理(Resource Management)

Posted 2021-12-28 韦东山

文章目录

• 系列教程总目录
• 概述
• 12.1 屏蔽中断
• • 12.1.1 在任务中屏蔽中断
  • 12.1.2 在ISR中屏蔽中断
• 12.2 暂停调度器

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系列教程总目录

本教程连载中，篇章会比较多，为方便同学们阅读，点击这里可以查看文章的 目录列表，目录列表页面地址：https://blog.csdn.net/thisway_diy/article/details/121399484

概述

在前面讲解互斥量时，引入过临界资源的概念。在前面课程里，已经实现了临界资源的互斥访问。

本章节的内容比较少，只是引入两个功能：屏蔽/使能中断、暂停/恢复调度器。

要独占式地访问临界资源，有3种方法：

• 公平竞争：比如使用互斥量，谁先获得互斥量谁就访问临界资源，这部分内容前面讲过。
• 谁要跟我抢，我就灭掉谁：
  • 中断要跟我抢？我屏蔽中断
  • 其他任务要跟我抢？我禁止调度器，不运行任务切换

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12.1 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()

12.1.1 在任务中屏蔽中断

在任务中屏蔽中断的示例代码如下：

/* 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
 */
taskENTER_CRITICAL();

/* 访问临界资源 */

/* 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

12.1.2 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 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 */

    /* 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

12.2 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：

vTaskSuspendScheduler();

/* 访问临界资源 */

xTaskResumeScheduler();

这套vTaskSuspendScheduler()/xTaskResumeScheduler()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。