RTOS任务间Mutex互斥锁问题

嵌入式ARM 2023-02-15 12:00
在基于RTOS开发项目时,通常我们都会遇到互斥的情况,比如:几个任务都要使用一个UART串口进行发送数据。


如果不加互斥锁,优先级高的任务,会抢占串口并发送数据,则有可能会出现发送数据“乱码”的情况。


今天,我们就来讲一讲在RTOS开发中互斥锁一个常见的问题。


01

什么是Mutex互斥锁?


学习过RTOS的读者应该对互斥不陌生,互斥锁就是为了避免任务之间互相抢占某种资源而设计的一种“锁”。


就如上面说的,一个串口,被两个任务抢占,如果不加锁,则会出现两个任务交叉发送数据,即“乱码”。



但是,如果加了互斥锁,则会等待其他任务发送完成之后才继续发送,保证了数据的完整(而不是乱码)。


02

Mutex互斥锁例子


这里以三个任务、两个互斥锁为例,代码如下:

void task1(){  /*do something*/
OSMutex1_Pend(); //互斥锁1加锁 /*加锁处理事情*/ OSMutex1_Post(); //互斥锁1解锁}
void task2(){ /*do something*/  OSMutex1_Pend(); //互斥锁1加锁 OSMutex2_Pend(); //互斥锁2加锁 /*加锁处理事情*/ OSMutex2_Post(); //互斥锁2解锁 OSMutex1_Post(); //互斥锁1解锁}
void task3(){ /*do something*/
OSMutex2_Pend(); //互斥锁2加锁  /*加锁处理事情*/ OSMutex2_Post(); //互斥锁1解锁}
这样设计,大家看出问题了吗?


老司机应该看出来了,新手可能摸不着头脑。


在任务2中,进行了2次加锁、解锁,而且“环环相扣


03

Mutex互斥锁问题


假如任务1、 任务2、 任务3优先级分别为:1、 2、 3。


优先级顺序就是:任务1 > 任务2 > 任务3(数字越小代表任务优先级越高)。


假设:任务1和任务2处于等待事件状态,也就是处于阻塞状态, task 3 处于运行状态


当任务3在“加锁处理事情”的时候,任务2抢占了任务3(任务2挂起时间到了),此时任务3挂起,任务2处于运行状态


如果任务2在“互斥锁1加锁”之后,任务1抢占了任务2,此时,任务1处于运行状态


这个时候,你发现问题了没有?


任务1在执行“OSMutex1_Pend();”会等待“互斥锁1解锁”,如果其他方式没有“互斥锁1解锁”,则会出现“死锁”的情况。


分享一张图片,你就会明白什么是死锁了:


04

解决办法


比如,对任务2加锁方式进行改善:

void task2(){  /*do something*/  OSMutex1_Pend();  //互斥锁1加锁  /*do something*/  OSMutex1_Post();  //互斥锁1解锁
OSMutex2_Pend(); //互斥锁2加锁 /*do something*/ OSMutex2_Post(); //互斥锁1解锁}
或者,对低优先级的任务3加锁方式进行改善:
void task3(){  /*do something*/
OSMutex1_Pend(); //互斥锁1加锁 OSMutex2_Pend(); //互斥锁2加锁 /*加锁处理事情*/ OSMutex2_Post(); //互斥锁2解锁 OSMutex1_Post(); //互斥锁1解锁}

出问题的原因,当一个任务获得了临界区资源的锁,在没有释放这个锁的前提下又去获得另外一块临界区资源,这个时候就要引起足够的注意了,设计成败在于你是否彻底理解了之前的问题。


但归根到底,这样的问题还是要求用户在设计阶段去避免,一个系统不可能是万能的,正确的设计才是最重要的。

END

来源:嵌入式专栏

版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。

推荐阅读
放弃Notepad++,还有哪些替代品?
偷偷爆料下各公司年终奖情况(最新版)
STM32很难学吗?这些工具可以帮大忙!

→点关注,不迷路←

嵌入式ARM 关注这个时代最火的嵌入式ARM,你想知道的都在这里。
评论 (0)
  • 一、系统概述MYD-LD25X搭载的Debian系统包含以太网、WIFI/BT、USB、RS485、RS232、CAN、AUDIO、HDMI显示和摄像头等功能,同时也集成了XFCE轻量化桌面、VNC远程操控、SWITCH网络交换和TSN时间敏感网络功能,为工业设备赋予“超强算力+实时响应+极简运维”的体验!类别名称描述源码TF-AArm Trusted Firmware 2.8OP-TEEOP-TEE 3.19BootloaderU-boot 2022.10KernelLinux Ke
    米尔电子嵌入式 2025-03-07 14:08 250浏览
  • 多人同时共享相同无线网络,以下场景是否是您熟悉的日常?姐姐:「妈~我在房间在线上课,影音一直断断续续的怎么上课啊!」奶奶:「媳妇啊~我在在线追剧,影片一直卡卡的,实在让人生气!」除此之外,同时间有老公在跟客户开在线会议,还有弟弟在玩在线游戏,而妈妈自己其实也在客厅追剧,同时间加总起来,共有五个人同时使用这个网络!我们不论是在家里、咖啡厅、餐厅、商场或是公司,都会面临到周遭充斥着非常多的无线路由器(AP),若同时间每位使用者透过手机、平板或是笔电连接到相同的一个网络,可想而知网络上的壅塞及相互干扰
    百佳泰测试实验室 2025-03-06 16:50 162浏览
  •        深夜的公园里,当路灯熄灭后,传统监控摄像头只能拍出模糊的黑白画面,仿佛老式胶片电影里的场景。而搭载为旌瑶光ISP的摄像头,却能像猫科动物一样,在几乎全黑的环境中捕捉到行人衣服的颜色、树叶的纹理,甚至快速跑动的宠物狗毛发细节。这种从“黑白默片”到“全彩4K电影”的跨越,背后是为旌瑶光ISP对传统红外补光技术的颠覆性创新。一、传统方案之困:被红外光“绑架”的夜视世界        传统安防摄像头依赖红外
    中科领创 2025-03-07 16:50 335浏览
  • ​CS6212是一款可分别用于USB Type-C主机/显示端口源应用的带重定时的有源开关。这设备符合USB 3.2标准版本1.0和USB Type-C标准上的VESA DisplayPort Alt模式 1.0版,支持通过GPIO或12C进行灵活的模式切换。此设备支持USB 3.2第2x1代 运行速度高达10Gbps,DisplayPort 1.4运行速度高达HBR3 8.1Gbps。CS6212管脚分布及功能定义:CS6212支持重定时器训练,并支持USB 3.2标准中定义的状态状态机(RT
    QQ1540182856 2025-03-07 10:09 166浏览
  • 深圳触觉智能SOM3506核心板现已上市,搭载瑞芯微RK3506B/J超低功耗处理器(1.5GHz三核A7+M0),低功耗满载仅0.7W,支持40℃~85℃工作环境,即日起宽温级59元/工业级68元,特价开售!芯片介绍RK3506是瑞芯微Rockchip在2024年第四季度全新推出的Arm嵌入式芯片平台,三核Cortex-A7+单核Cortex-M0多核异构设计,CPU频率达1.5Ghz, M0 MCU为200Mhz。RK3506适用场景简介工业控制‌:RK3506适用于工业控制、工业通信、人机
    Industio_触觉智能 2025-03-07 10:03 165浏览
  • 在企业管理和职场环境中,权力是一个常被提及却又让人感到微妙的话题。有人觉得它充满吸引力,有人却对它避之不及。然而,不管你对权力的态度如何,理解它、掌握它,甚至善用它,都是职场成功的重要一环。今天,我们就来深入探讨权力的本质,特别是个人权力和社会权力的区别,以及如何在职场中逐步建立属于自己的影响力。权力的两种面貌:你掌控自己,还是掌控他人?说到权力,首先要区分它的两种类型。个人权力是你对自己生活的掌控感。比如,你能自由决定自己的职业方向,不用总是请示他人。这种权力让人感到踏实和满足,是我们在生活中
    优思学院 2025-03-07 15:56 216浏览
  • 服务器应用环境与客户需求PCIe 5.0高速接口技术的成熟驱动着生成式AI与高效能运算等相关应用蓬勃发展。在随着企业对服务器性能的要求日益严苛,服务器更新换代的周期也持续加快。在此背景下,白牌与DIY(Do It Yourself)服务器市场迎来了新的发展契机,但同时也面临着更趋复杂的技术挑战。传统上,白牌与DIY服务器以其高度客制化与成本效益优势受到市场青睐。然而,随着PCIe 5.0等高速技术的导入,服务器系统的复杂度大幅提升,对组装技术与组件兼容性也就提出更高的要求。举个简单的例子来说,P
    百佳泰测试实验室 2025-03-06 17:00 169浏览
  • Sub-GHz,即工作频段低于1GHz的无线通信技术,常见频段有315MHz、433MHz、868MHz与915MHz等。其可借助无线电波在自由空间传播的特性,把数据调制到射频载波上进行传输,达成物联网设备间的无线通信,是物联网设备实现高效、稳定、无缝交互的“通信基石”。典型射频信号(无线电波)收发电路简示在工业自动化、智慧城市、智慧农业与智能家居等物联网领域中,LoRa、Wi-SUN、Z-Wave、Sigfox等工业级通信协议大多运行在Sub-GHz频段。而正是通过Sub-GHz射频技术,传感
    华普微HOPERF 2025-03-07 11:39 167浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖2025年全国两会进行时,作为“十四五”规划收官之年,本届两会释放出坚定目标、稳中求进、以进促稳等信号。其中,企业家们的建议备受关注,关系到民营经济在2025年的走向。作为国内科技制造业的“老兵”,全国人大代表、TCL集团创始人及董事长李东生在本届两会中提出三份代表建议,包括《关于优化中国科技制造业融资环境的建议》、《关于加强AI深度伪造欺诈管理的建议》和《关于降低灵活就业人员社会保险参保门槛的建议》,表现出对科技制造、AI发展和劳动者保障方面的关注。会后,李东生接受
    华尔街科技眼 2025-03-06 19:41 149浏览
  • 近年来,越来越多的企业在5S管理的基础上,开始追求6S、7S甚至8S管理,仿佛S越多,管理就越先进,企业就越优秀。于是,6S增加了“安全”,7S又加上了“节约”,8S甚至引入了“学习”……看似更加全面,实则很多企业只是机械地增加S,却忽略了管理的核心目标:提升效率、降低浪费、优化工作环境。优思学院认为,5S本身已经是一套成熟的精益管理工具,它的核心理念不仅简单高效,而且易于实施和推广。如果企业只是为了赶时髦,盲目增加S,而没有真正理解5S的本质,那么这些额外的“S”很可能会变成管理上的负担,而不
    优思学院 2025-03-07 12:43 207浏览
  • 深圳触觉智能RK3506开发板现已上市,开启预售!搭载瑞芯微RK3506B/J超低功耗工业处理器(1.5GHz三核A7+M0,主频1.5GHz);支持1280×1280显示、双百兆网口、星闪无线三模,板载高达2路CAN FD与5路串口。RK3506适用场景简介工业控制‌:RK3506适用于工业控制、工业通信、人机交互等应用场景。其多核异构架构(3xCortex-A7+Cortex-M0)和外设接口丰富,支持Buildroot、Yocto系统,适合轻量级HMI应用‌。‌工业通信‌:RK3506均支
    Industio_触觉智能 2025-03-07 10:04 136浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦