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(nèi)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(wù)等待信號量的方式 先進(jìn)先出（ FIFO）順序 優(yōu)先級（ PRIORITY）順序 優(yōu)先級反轉(zhuǎn)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(wù)中優(yōu)先級最高的任務(wù)的優(yōu)先級。 獲?。ㄉ暾垼┬盘柫? ? 功能：試圖獲得應(yīng)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(wù)放到等待 隊列中 ， 或是直接返回 獲?。ㄉ暾垼┬盘柫? ? 當(dāng)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(yuǎn)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(dāng)任務(wù)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(yīng)用指定的信號量。 if 沒有任務(wù)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(wù) （ 將相應(yīng)的任務(wù) 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(diào)用）的任務(wù)的優(yōu)先級將恢復(fù)到原來的高度。 刪除信號量 ? 功能：從系統(tǒng)中刪除應(yīng)用指定的一個信號量 ? 內(nèi)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(wù) ? 如果有任務(wù)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(wù)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(wù)等待列表 ? 為了清除等待一個信號量的所有任務(wù)，某些內(nèi)核支持 Flush操作，以便釋放信號量等待任務(wù)列表中的所有任務(wù)。當(dāng)多個任務(wù)的執(zhí)行必須在某些點相遇時，需要這樣的機(jī)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(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 典型的消息隊列操作 任務(wù)間的通信方式 ? 任務(wù)間的通信方式 : 直接通信 間接通信 ? 消息： 內(nèi)存空間中一段長度可變的緩沖區(qū)，其長度和內(nèi)容均可以由用戶定義，其內(nèi)容可以是實際的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)塊的指針或空。 ? 消息進(jìn)一步分為： 郵箱和消息隊列 消息隊列機(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 隊列控制塊 隊列長度 QCB1 隊列名或 ID Task3 Task4 …… 接收任務(wù)等待列表 Task1 Task2 …… 發(fā)送任務(wù)等待列表 最大 消息 長度 QCB2 …… 消息隊列及其相關(guān)的參數(shù)和支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) Sending Task Receiving Task Message1 Message1 Message1 發(fā)送任務(wù)的 內(nèi)存區(qū)域 消息隊列的 內(nèi)存區(qū)域 接收任務(wù)的 內(nèi)存區(qū)域 1st copy 2nd copy 發(fā)送和接收消息的消息拷貝和內(nèi)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(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 消息隊列的環(huán)形緩沖 消息隊列機(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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(guān)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(diào)用者可以指定如下參數(shù)： – 消息的最
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