VxWorks學習筆記 訊號量

2021-08-18 05:07:57 字數 3450 閱讀 4608

是實現任務互斥、同步操作的主要機制。

vxworks

提供的訊號量經過了高度優化,在所有任務間通訊機制中,速度最快。

二.訊號量的分類

binary semaphores(二進位制):完成互斥、同步操作的最佳方式;速度最快,最常用。

mutual exclusion semaphores(互斥):

一種特殊的二進位制訊號量,專門針對互斥操作進行了優化。

counting semaphores(計數):

類似於二進位制訊號量,可記錄訊號量釋放的次數,可監視同一資源上的多個例項。

三.binary semaphores(二進位制訊號量)

task經常會等待事件或需獲取資源。查詢

(polling)

在realtime

系統中原則上不允許,最好採用

pending

,等待事件或資源。

狀態圖:

說明:1.為某個資源呼叫

semb

create()

建立乙個

binary semaphore 

並規定:

sem_full (資源可用) sem_empty (資源不可用).

2.資源不可用時task

呼叫semtake()進入

pending

直到semaphore

被given

[c-sharp]view plain

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sem_id sembcreate  

(  int         options,      

/* semaphore options */

sem_b_state initialstate  /* initial semaphore state */

)  status semtake  

(  sem_id semid, /* 需要獲取的訊號量id */

int timeout 

/* 超時時間(tick)/no-wait/forever */

)  isr(中斷服務程式)不能呼叫

semtake()

操作![c-sharp]view plain

copy

status semgive  

(  sem_id semid /* 需要釋放的訊號量id */

)  [c-sharp]view plain

copy

semflush()  

應用方向:

1.互斥操作

:是指不同任務可以利用訊號量互斥地訪問臨界資源。這種互斥的訪問方式比中斷禁止(

interrupt disable

) 與優先順序鎖定

(preemptive locks

)兩種互斥方式具有更加精確的粒度。

互斥操作時初始狀態設為(

sem_full

)可用。並在

同乙個task

中成對、順序呼叫

semtake()

、semgive()

。2.同步操作

:是指乙個任務可以利用訊號量控制自己的執行進度,使自己同步於一組外部事件。同步操作時初始狀態設為(

sem_empty

)不可用。在

不同task

中分別單獨呼叫

semtake()

、semgive()

。四.mutual exclusion semaphores(互斥訊號量)

互斥訊號量是一種特殊的二進位制訊號量,它是針對使用二進位制訊號量進行互斥操作時存在的一些問題設計的。互斥訊號量主要增加了對優先順序倒置、刪除安全以及遞迴訪問的處理。

狀態圖:

[c-sharp]view plain

copy

sem_id semmcreate  

(  int options               

/* mutex semaphore options */

)  區別:

1.互斥訊號量只能用於互斥操作。

2.只能由已經獲取了互斥訊號量的任務去釋放它。

3.中斷服務程式(isr)不可以釋放

(semgive())

互斥訊號量。

4.互斥訊號量不支援

semflush()

操作。應用方向:

1.避免優先順序倒置(priority inversion):

在上圖中,task2等待task1的資源,於是處於pend狀態,這時乙個中等優先順序的task進來,並搶占了task1的cpu,此時的表現是低優先順序task在高優先順序的task2前執行。這種現象就是先級倒置。

使用semid = semmcreate(sem_q_priority | sem_inversion_safe);就可以避免倒置。

此時,task1的優先順序提公升與task2一樣,至到task2執行完成。

sem_inversion_safe

不能與sem_q_fifo

配對!2.deletion safety(安全刪除)

使用:semid = semmcreate(sem_q_fifo | 

sem_delete_safe

);可以實現安全刪除。

其實質是:在

task

對互斥訊號量執行

semtake()

操作並成功占有該訊號量之前,隱含執行了

tasksafe()

操作;在執行

semgive()

操作之後,隱含執行

taskunsafe()

操作。如果乙個任務

task1

試圖刪除乙個已經被保護起來的任務

task2

,task1

則將被阻塞起來,直到

task2

解除保護(釋放掉具有刪除保護的互斥訊號量)才能完成刪除工作。

3.遞迴訪問

[c-sharp]view plain

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initfun()  

funb()  

funa()  

五.counting semaphores(計數訊號量)

計數訊號量與二進位制訊號量都可以用於任務之間的同步與互斥。其不同點在於,計數訊號量可記錄訊號量釋放的次數,可以用來監視某一資源的使用狀況。

狀態圖:

[c-sharp]view plain

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sem_id semccreate  

(  int options,              

/* semaphore option modes */

int initialcount          

/* initial count */

)  

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