如何解决FreeRTOS Mutex 意外行为
#include "main.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "semphr.h"
#include "task.h"
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
void Task1(void *argument);
void Task2(void *argument);
void PrintMsg(char *data);
/* USER CODE BEGIN PFP */
SemaphoreHandle_t hMutex = NULL;
TaskHandle_t hTask1 = NULL;
TaskHandle_t hTask2 = NULL;
UART_HandleTypeDef huart2;
int main(void) {
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals,Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART2_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
xTaskCreate(Task1,"Task 1",configMINIMAL_STACK_SIZE,NULL,2,&hTask1);
xTaskCreate(Task2,"Task 2",&hTask2);
/* USER CODE END 2 */
hMutex = xSemaphoreCreateMutex();
if (hMutex == NULL) {
PrintMsg("Mutex not created\r\n");
} else {
PrintMsg("Mutex created\r\n");
}
vTaskStartScheduler();
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1) {
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
void Task1(void *argument) {
/* USER CODE BEGIN 5 */
/* Infinite loop */
for (;;) {
if (xSemaphoreTake(hMutex,2000) == pdTRUE) {
PrintMsg("Shared Resource Start and Executing Task 1\r\n");
xSemaphoreGive(hMutex);
PrintMsg("Shared Resource End and Executing Task 1\r\n");
vTaskDelay(100);
} else {
PrintMsg("Task 1 Didn't get access to shared resource\r\n");
}
}
/* USER CODE END 5 */
}
void Task2(void *argument) {
/* USER CODE BEGIN 5 */
/* Infinite loop */
for (;;) {
if (xSemaphoreTake(hMutex,2000) == pdTRUE) {
PrintMsg("Shared Resource Start and Executing Task 2\r\n");
//xSemaphoreGive(hMutex);
PrintMsg("Shared Resource End and Executing Task 2\r\n");
vTaskDelay(100);
} else {
PrintMsg("Task 2 Didn't get access to shared resource\r\n");
}
}
/* USER CODE END 5 */
}
void PrintMsg(char *data) {
int i = 0;
while (*(data + i) != '\0') {
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*) &data[i],1,0xFF);
i++;
}
}
使用的硬件:STM32F446RE
当我运行这段代码时,我得到如下输出
//输出开始
创建互斥锁
共享资源启动并执行任务1
共享资源结束并执行任务1
任务 2 无法访问共享资源
Task 1 DiTask 2 无法访问共享资源
任务 1 无法访问共享资源
任务 2 无法访问共享资源 . .
//输出结束
问题 1)
考虑到 Task1 被首先调度,因为 Task1 和 2 的优先级相同。 Task1 执行正确。
在此之后,Task2 已安排但无法获取互斥锁,因此我得到的输出为“Task 2 无法访问共享资源”。为什么会这样?
问题 2 )
“Task 1 DiTask 2 did not get access to shared resource”在这一行中,似乎 Task1 正在执行但它被 Task2 抢占,这本不应该发生,因为两个任务具有相同的优先级??
解决方法
问题 1:这里可能的解释是,您被相互竞争的任务覆盖了彼此缓冲的 UART 输出所愚弄。 UART 慢,任务切换快 :)
Task1 打印“Shared Resource Start and Executing Task 1”并第一次释放互斥锁后,scheduler 立即切换到Task2(可能是因为Task1 已经用完了它的时间槽?)。 Task2 获取互斥锁,快速将它的两个消息都吐到 UART 缓冲区中,然后进入睡眠状态 100 个滴答声。调度程序立即切换回 Task1,但不幸的是,来自 Task2 的缓冲消息尚未到达 UART 输出。在打印单个字节的 Task2-s 消息之前,UART 缓冲区被消息“Shared Resource End and Executing Task 1”覆盖。
之后整个过程停止,因为您还没有释放 Task2 中的互斥锁。
Q2:当调度器决定时(通常是当它们进入睡眠或用完它们的时间段时),具有相同优先级的任务会被彼此抢占
我会推荐这本tutorial/book,第 3 章对任务的工作原理有很好的解释。
,USART 是一个资源,所以它不能被没有同步机制的两个任务共享,比如互斥锁。您对 PrintMsg()
的使用违反了此规则。
调度程序以 configTICK_RATE_HZ
频率运行。如果 configUSE_TIME_SLICING
是 1
(或未定义),调度程序会在同等优先级的任务之间切换。如果您不想要这种默认行为,请将 configUSE_TIME_SLICING
设置为 0
。
请记住,您的 configTICK_RATE_HZ
设置 1000
最多可为每个任务提供约 1 毫秒的运行时间,除非没有其他任务可以运行。更高优先级的任务也可以在 1 毫秒过去之前抢占它。使用 115200 波特率,您可以在这个 ~1 毫秒的时间段内发送 ~10 个字节左右。
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