【ESP32+freeRTOS学习笔记之“ESP32环境下使用freeRTOS的特性分析(4 |
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关于临界区API的更改临界区API的工作过程使用临界区的限制和注意事项
关于临界区API的更改
Vanilla FreeRTOS通过禁用中断来实现临界区域,这可以防止抢占式上下文切换和在临界区域提供ISR(中断服务程序)服务。因此,进入临界区域的任务/ISR保证是访问共享资源的唯一实体。Vanilla FreeRTOS中的关键部分具有以下API: > taskENTER_CCRITICAL()通过禁用中断进入临界区域 > taskEXIT_CRITICAL()通过重新启用中断来退出临界区域 > taskENTER_CCRITICAL_FROM_ISR()通过禁用中断嵌套从ISR进入临界区域 > taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()通过重新启用中断嵌套从ISR中退出临界区域然而,在ESP32的SMP系统中,仅仅禁用中断并不构成临界区域,因为其他核心的存在意味着共享资源仍然可以同时访问。因此,ESP-IDF FreeRTOS中的关键部分是使用自旋锁实现的。为了适应自旋锁,ESP-IDF FreeRTOS关键部分API包含一个额外的自旋锁参数,如下所示: Spinlocks是portMUX_TYPE(不要与FreeRTOS互斥体混淆) taskENTER_CRITICAL(&mux)从任务上下文中进入临界区域 taskEXIT_CRITICAL(&mux)从任务上下文中退出临界区 taskENTER_CCRITICAL_ISR(&mux)从中断上下文输入临界区 taskEXIT_CRITICAL_ISR(&mux)从中断上下文中退出临界区 备注 临界区API可以递归调用(即嵌套的临界区)。多次递归地输入一个临界区是有效的,只要临界区的退出次数与进入的次数相同。然而,考虑到临界区可以针对不同的自旋锁,用户在递归进入临界区时应该注意避免死锁。 临界区API的工作过程在ESP-IDF FreeRTOS中,特定的核心进入和离开临界区的过程如下: 对于taskENTER_CRITICAL(&mux)(或taskENTER-CCRITICAL_ISR(&mux)) 首先,内核禁用其中断(或中断嵌套),禁用的最高级别可达configMAX_SYSCALL_interrupt_PRIORITY 宏所规定的数值。 然后,内核使用原子比较和设置指令在自旋锁上旋转,直到获得锁为止。当核心能够将锁的所有者值设置为核心的ID时,就会获取锁。 一旦获取了spinlock,函数就会返回。临界区的其余部分在禁用中断(或中断嵌套)的情况下运行。 对于taskEXIT_CRITICAL(&mux)(或taskEXIT_CRITICAL_ISR(&mux)) 核心通过清除自旋锁的所有者值来释放自旋锁 核心重新启用中断(或中断嵌套) 使用临界区的限制和注意事项考虑到中断(或中断嵌套)在临界区内被禁用,对于在临界区内可以做什么有多种限制。在临界区,用户应牢记以下限制和注意事项: 临界区应尽可能短 临界区持续的时间越长,挂起的中断可以延迟的时间就越长。 典型的临界区应该只访问少数数据结构和/或硬件寄存器 如果可能,将尽可能多的处理和/或事件处理推迟到临界区之外。 不应从临界区调用FreeRTOS API 用户不应在临界区内调用任何阻塞或让步(yield)函数 |
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