Vxworks信号量分析
2012-10-22
金易龙
标签: VxWorks

Wind内核中有二进制信号量、计数信号量和互斥信号量三种类型,为了使应用程序具有可移植性,还提供了POSIX(可移植操作系统接口)信号量。在Vxorks操作系统中,信号量是实现任务同步的主要手段,也是解决任务同步问题的最佳选择。

关于互斥的实现:

使用二进制信号量可以很方便的实现互斥,互斥是指多任务在访问临界资源时具有排他性。为使多个任务互斥访问临界资源,只需要为该资源设置一个信号量,相当于一个令牌,哪个任务拿到这个令牌即有权使用该资源。把信号量设为可用,然后将需要资源的任务的临界代码置于semTake()和SemGive()之间即可。

注明:

  • 互斥中的信号量与任务优先级的关系:任务的调度还是按照任务优先级进行,但是在使用临界资源的时候只有一个任务获得信号量,也就是说还是按照任务优先级来获得信号量从而访问资源。只有当前使用资源的任务释放信号量SemGive(),其他任务按照优先级获得信号量。
  • 信号量属性中的参数为:SEM_Q_PRIORITY。而且在创建信号量的时候必须把信号量置为满的SEM_FULL。即信号量可用。

基本实现互斥模型:

SEM_IDsemMutex;

semMutex = semBCreate(SEM_Q_PRIORITY, SEM_FULL);

task(void)

{

semTake(semMutex,WAIT_FOREVER);//得到信号量,即相当于得到使用资源的令牌

//临界区,某一个时刻只能由一个任务访问;

semGive(semMutex);

}

关于任务同步的实现:

同步即任务按照一定顺序先后执行,为了实现任务A和B的同步,只需要让任务A和B共享一个信号量,并设初始值为空,即不可用,将semGive()置于任务A之后,而在任务B之前插入semTake()即可.

说明:

  • 还是讨论和优先级的关系。由于信号量初始化为空,不可用,所以可能使得优先级反转,即高优先级任务B在等待低优先级任务A释放信号量。只有执行了信号量释放语句semGive()后任务B得到信号量才能执行。
  • 属性参数的设置为SEM_Q_FIFO,SEM_EMPTY;

实现模式参考:

SEM_ID semSync;

semSync = semBCreate(SEM_Q_FIFO,SEM_EMPTY);

taskA(void)

{

……….

semGive(semSync);//信号量释放,有效。

}

taskB(void)

{

semTake(semSync,WAIT_FOREVER);//等待信号量。

……..

}

使用信号量注意事项:

  • 用途不同,信号量属性和初始值不同;
  • 互斥访问资源使,semTake()和semGive()必须成对出现,且先后顺序不能颠倒;
  • 避免删除那些其他任务正在请求的信号量。

应用

1、确保任务优先级不反转:

SEM_IDsemFs;

SEM_IDsemFss;

SEM_IDsemFex;

semFs = semBCreate (SEM_Q_FIFO , SEM_EMPTY);

semFss = semBCreate (SEM_Q_FIFO , SEM_EMPTY);

semFex = semBCreate (SEM_Q_FIFO , SEM_EMPTY);//创建三个信号量

void t_imaGet(void)

{

printf("a";

semGive(semFs);//释放信号量

}

void t_imaJud(void)

{

semTake(semFs,WAIT_FOREVER);//确保优先级不反转。

printf("jj ";

semGive(semFss);

}

void t_imaPro(void)

{

semTake(semFss,WAIT_FOREVER);

printf("rr";

semGive(semFex);

}

void t_imaExc(void)

{

semTake(semFex,WAIT_FOREVER);

printf("Y";

}

void start(void)

{

int tGetId,tJudId,tProId,tExcId;

tGetId = taskSpawn("tPget",200,0,1000,(FUNCPTR)t_imaGet,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0);

tJudId = taskSpawn("tPjud",201,0,1000,(FUNCPTR)t_imaJud,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0);

tProId = taskSpawn("tPpro",202,0,1000,(FUNCPTR)t_imaPro,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0);

tExcId = taskSpawn("tPexc",203,0,1000,(FUNCPTR)t_imaExc,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0);

}

以上例子虽然定了各个任务的优先级,但加上信号量可以实现同步,而且防止优先级反转出现。

2、也可以实现反转。有兴趣的可以将以上优先级改一下试试看。

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