Vxworks信号量分析

 

Vxworks信号量分析

 

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：

1.       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。

2.       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_ID  semMutex;
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:

1.       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。

2.       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：

1.       用途不同，信号量属性和初始值不同；

2.       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；

3.       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_ID  semFs;
SEM_ID  semFss;
SEM_ID  semFex;
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。