freeRTOS任务优先级反转-摩杜云开发者社区

一、freeRTOS任务优先级反转 FreeRTOS任务优先级反转是指当一个低优先级的任务正在访问共享资源时，一个高优先级的任务因等待该资源而被阻塞，从而导致低优先级任务的执行时间超出预期。这种情况可能会导致系统响应性能下降或者死锁。为了解决这个问题，FreeRTOS提供了一个特殊的机制，称为优先级继承。在优先级继承中，当一个高优先级的任务需要获取一个由低优先级任务持有的共享资源时，它会临时提升该低优先级任务的优先级，以便允许该低优先级任务快速释放该资源。这样，高优先级任务可以更快地访问共享资源，并及时完成其任务。一般来说，实现优先级继承的方式有两种：嵌套中断和互斥量。在嵌套中断模式下，如果一个高优先级任务被阻塞在一个低优先级任务上，那么操作系统会自动将低优先级任务的优先级提高到与高优先级任务相同，以确保高优先级任务可以及时运行。在互斥量模式下，当一个高优先级任务请求访问一个被低优先级任务持有的共享资源时，操作系统会利用互斥量机制暂时禁止该低优先级任务的调度，以确保高优先级任务可以优先完成。总之，在使用 FreeRTOS 进行任务编程时，我们需要考虑到共享资源的访问问题以及产生的优先级反转问题，并根据具体情况选择合适的优先级继承方法来解决问题。二、freeRTOS任务优先级反转例子 #include <FreeRTOS.h> #include <task.h>

/* 定义两个任务 */ void task1(void *pvParameters); void task2(void *pvParameters);

/* 定义任务句柄 */ TaskHandle_t xTask1Handle = NULL; TaskHandle_t xTask2Handle = NULL;

/* 共享资源 */ int shared_resource = 0;

/* 主函数 / int main(void) { / 创建任务 */ xTaskCreate(task1, "Task 1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 2, &xTask1Handle); xTaskCreate(task2, "Task 2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, &xTask2Handle);

/* 启动调度程序 */
vTaskStartScheduler();

/* 如果调度程序启动失败，则进入死循环 */
while(1);

}

/* 任务1 */ void task1(void pvParameters) { while(1) { / 获取共享资源 */ vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); if(shared_resource == 0) { shared_resource = 1; printf("Task 1 acquired shared resource.\n"); }

/* 释放共享资源 */
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    shared_resource = 0;
    printf("Task 1 released shared resource.\n");
}

}

/* 任务2 */ void task2(void pvParameters) { while(1) { / 获取共享资源 */ vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); if(shared_resource == 0) { shared_resource = 2; printf("Task 2 acquired shared resource.\n"); }

/* 释放共享资源 */
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    shared_resource = 0;
    printf("Task 2 released shared resource.\n");
}

}在这个例子中，我们定义了两个任务：task1和task2，它们都可以访问一个共享资源 shared_resource。任务1的优先级比任务2高，但是当任务1获取共享资源时，会阻塞任务2，导致任务优先级反转问题。为了解决这个问题，我们可以使用 FreeRTOS 提供的优先级继承机制。具体来说，在任务1获取共享资源时，需要将任务2的优先级提升到与任务1相同，以便让任务1能够快速释放共享资源。修改后的代码如下： /* 任务1 */ void task1(void pvParameters) { while(1) { / 获取共享资源 */ vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); if(shared_resource == 0) { shared_resource = 1; printf("Task 1 acquired shared resource.\n");

/* 提升任务2的优先级 */
        vTaskPrioritySet(xTask2Handle, uxTaskPriorityGet(xTask1Handle));
    }

    /* 释放共享资源 */
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    shared_resource = 0;
    printf("Task 1 released shared resource.\n");

    /* 恢复任务2的优先级 */
    vTaskPrioritySet(xTask2Handle, 1);
}

}

/* 释放共享资源 */
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    shared_resource = 0;
    printf("Task 2 released shared resource.\n");
}

}在修改后的代码中，当任务1获取共享资源时，会使用 vTaskPrioritySet() 函数将任务2的优先级提升到与任务1相同，然后在释放共享资源后恢复任务2的原始优先级。这样，就避免了任务优先级反转问题。