freertos学习笔记12--个人自用-第18章资源管理(Resource Management)

一:资源管理

除了互斥量（Mutex）之外，如何通过屏蔽中断 和暂停调度器来实现对临界资源的独占访问。

以下是该章节的核心内容总结：

1. 资源管理的不仅仅是互斥量

虽然之前的章节（如互斥量）介绍了通过"公平竞争"的方式（谁先拿到锁谁用）来保护临界资源，但本章介绍了更"强硬"的方法：

如果是中断跟任务抢资源：直接屏蔽中断。
如果是其他任务跟当前任务抢资源：直接禁止调度器，阻止任务切换。

二:屏蔽中断（Critical Sections，临界区）

1. 在任务中屏蔽中断 (In Task)

在任务级代码中，我们使用一对宏来定义临界区。

进入临界区 ：taskENTER_CRITICAL()
退出临界区 ：taskEXIT_CRITICAL()

特性：

这两段代码之间，优先级低于或等于 **configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY**的中断会被屏蔽。
由于没有中断，任务调度也就无法进行，当前任务独占 CPU 。
支持嵌套调用：宏内部有计数器，只有当退出次数等于进入次数时，中断才会真正重新开启

示范代码：

复制代码

/* 假设这里是一个任务函数 */
void vATaskFunction( void *pvParameters )
{
    for( ;; )
    {
        /* ... 其他非临界代码 ... */

        /* 进入临界区：
         * 执行这句代码后，受管辖的中断被屏蔽，任务调度停止 
         */
        taskENTER_CRITICAL(); 

        /* * --- 访问临界资源 ---
         * 这里是独占式访问，不会被中断打断，也不会被切换到其他任务
         * 注意：这里的代码必须尽可能快速地执行！
         */
        AccessSharedData();

        /* 退出临界区：
         * 重新使能中断，恢复任务调度 
         */
        taskEXIT_CRITICAL(); 

        /* ... 其他代码 ... */
    }
}

2. 在中断服务程序中屏蔽中断 (In ISR)

在中断服务程序（ISR）中，必须使用带有 FROM_ISR 后缀的宏。这一点非常重要，因为 ISR 的运行环境与任务不同。

进入临界区 ：taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()
退出临界区 ：taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus )

关键区别： ISR 版本需要保存进入临界区之前的中断状态。因为进入 ISR 时，某些中断可能已经被硬件或软件关闭了，退出时不能盲目打开所有中断，而是要恢复到之前的状态。

示范代码：

复制代码

void vAnInterruptServiceRoutine( void )
{
    /* 定义一个变量，用来记录当前中断是否使能的状态 */
    UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;

    /* * 进入临界区：
     * 1. 屏蔽中断
     * 2. 返回进入前的中断状态，保存在变量中
     */
    uxSavedInterruptStatus = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();

    /* * --- 访问临界资源 --- 
     * 这里的代码不会被更高优先级的中断打断（受 FreeRTOS 管理范围内）
     */
    AccessHardwareRegister();

    /* * 退出临界区：
     * 传入之前保存的状态变量，恢复中断状态 
     */
    taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );

    /* 现在，当前 ISR 可以被更高优先级的中断打断了 */
}

3. 注意事项与限制

虽然屏蔽中断使用起来很简单，但它对系统的实时性影响很大，被称为"粗鲁"的方法。

执行时间要短 ：在 ENTER 和 EXIT 之间的代码必须非常快。如果这里卡住了，系统将无法响应其他硬件中断，也无法切换任务，导致系统"卡死"或响应延迟。

高优先级中断例外 ：优先级高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 的中断不会被屏蔽。这意味着这些极高优先级的中断仍然可以发生，但它们绝对不允许调用任何 FreeRTOS 的 API 函数。

死锁风险：虽然屏蔽中断本身不会导致普通死锁，但如果临界区内调用了会阻塞的函数（等待队列、延时等），会导致系统彻底崩溃，因为调度器已经被暂停了。

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