同步互斥與通信ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 18:13 本頁面
【文章內容簡介】 數(shù)量，就返回錯誤。 信號量的屬性 信號量的屬性 信號量的類型 互斥信號量（ MUTEX_SEMAPHORE） 計數(shù)信號量（ COUNTING_SEMAPHORE） 二值信號量（ BINARY_SEMAPHORE） 任務等待信號量的方式 先進先出（ FIFO）順序 優(yōu)先級（ PRIORITY）順序 優(yōu)先級反轉問題的解決方法（只適用于互斥信號量） 優(yōu)先級繼承算法（ INHERIT_PRIORITY） 優(yōu)先級天花板算法 (PRIORITY_CEILING) ，需給出所有可能獲得此信號量的任務中優(yōu)先級最高的任務的優(yōu)先級。 獲取（申請）信號量 ? 功能：試圖獲得應用指定的信號量。該功能流程如下： if 信號量的值大于 0 then 將信號量的值減 1 else 根據(jù)接收信號量的選項 ， 將任務放到等待 隊列中 ， 或是直接返回 獲?。ㄉ暾垼┬盘柫? ? 當所申請的信號量不能被立即獲得時，可以有以下幾種選擇： – 永遠等待 – 不等待，立即返回，并返回一個錯誤狀態(tài)碼 – 指定等待時限（可有效避免死鎖） 注意： – 不允許在 ISR中選擇等待 – 當任務選擇等待時，將被按 FIFO或 優(yōu)先級順序 放置在等待隊列中 釋放信號量 ? 功能：釋放一個應用指定的信號量。 if 沒有任務等待這個信號量 then 信號量的值加 1 else 將信號量分配給一個等待任務 （ 將相應的任務 移出等待隊列 ， 使其就緒 ） ? 如果使用了 優(yōu)先級繼承 或 優(yōu)先級天花板 算法，那么執(zhí)行該功能（系統(tǒng)調用）的任務的優(yōu)先級將恢復到原來的高度。 刪除信號量 ? 功能：從系統(tǒng)中刪除應用指定的一個信號量 ? 內核動作：將信號量控制塊返還給系統(tǒng) ? 刪除信號量的不一定是創(chuàng)建信號量的任務 ? 如果有任務正在等待獲得該信號量，執(zhí)行此功能將使所有等待這個信號量的任務回到就緒隊列中，且返回一個狀態(tài)碼指示該信號量已被刪除 清除信號量的任務等待列表 ? 為了清除等待一個信號量的所有任務，某些內核支持 Flush操作，以便釋放信號量等待任務列表中的所有任務。當多個任務的執(zhí)行必須在某些點相遇時，需要這樣的機制。 SignalTask Task2 二值信號量 初值為 0 Flush Task1 Task3 第二節(jié) 郵箱和消息隊列 通信方式概述 消息隊列機制的主要數(shù)據(jù)結構 典型的消息隊列操作 任務間的通信方式 ? 任務間的通信方式 : 直接通信 間接通信 ? 消息： 內存空間中一段長度可變的緩沖區(qū)，其長度和內容均可以由用戶定義，其內容可以是實際的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)塊的指針或空。 ? 消息進一步分為： 郵箱和消息隊列 消息隊列機制的主要數(shù)據(jù)結構 隊列控制塊 隊列長度 QCB1 隊列名或 ID Task3 Task4 …… 接收任務等待列表 Task1 Task2 …… 發(fā)送任務等待列表 最大 消息 長度 QCB2 …… 消息隊列及其相關的參數(shù)和支持數(shù)據(jù)結構 Sending Task Receiving Task Message1 Message1 Message1 發(fā)送任務的 內存區(qū)域 消息隊列的 內存區(qū)域 接收任務的 內存區(qū)域 1st copy 2nd copy 發(fā)送和接收消息的消息拷貝和內存使用 ?這種消息傳遞方法效率低、占用空間大 ?一種效率更高的方式是傳遞消息指針 消息的發(fā)送或接收的兩種方法 number_of_message max_message_count number_of_message max_message_size wait_discipline wait_queue queue_start queue_in queue_out queue_end message message message message message message message message message max_message_count 消息隊列控制塊 消息隊列 緩沖區(qū) 消息隊列機制的主要數(shù)據(jù)結構 消息隊列的環(huán)形緩沖 消息隊列機制的主要數(shù)據(jù)結構 max_message_count queue_end queue_start queue_out number_of_message queue_in 消息指針 消息隊列狀態(tài)圖 非空 滿 隊列創(chuàng)建 消息數(shù)為 0 消息隊列狀態(tài)圖 消息發(fā)送 消息數(shù)加 1 空 消息發(fā)送 消息數(shù)為 1 消息接收 消息數(shù)為 0 消息接收 消息數(shù)減 1 消息接收 消息數(shù)減 1 消息發(fā)送 消息數(shù)等于隊列長度 典型的消息隊列操作 ? 創(chuàng)建消息隊列 ? 發(fā)送普通消息 ? 發(fā)送緊急消息 ? 發(fā)送廣播消息 ? 接收消息 ? 刪除消息隊列 ? 獲取有關消息隊列的各種信息 創(chuàng)建消息隊列 ? 創(chuàng)建消息隊列時，調用者可以指定如下參數(shù)： – 消息的最
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