RT_Thread 临界区访问控制

一、WHY

   什么是临界区，为什么我们需要临界区的访问控制？首先来看下wiki对临界区的定义：

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在同步的程序设计中，临界区段（Critical section）指的是一个访问共享资源（例如：共享设备或是共享存储器）的程序片段，而这些共享资源无法同时被多个线程访问的特性。当有线程进入临界区段时，其他线程或是进程必须等待，以确保这些共享资源是被异或的使用。比如打印机。

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二、RT_Thread 临界区访问控制机制

2.1 全局中断：禁止全局中断，禁止抢占

全局中断开关也称为中断锁，是禁止多线程访问临界区最简单的一种方式，即通过关闭中断的方式，来保证当前线程不会被其他事件打断（因为整个系统已经不再响应那些可以触发线程重新调度的外部事件），也就是当前线程不会被抢占，除非这个线程主动放弃了处理器控制权，其函数接口如下：

rt_base_t rt_hw_interrupt_disable(void);
void rt_hw_interrupt_enable(rt_base_t level);

优点：使用中断锁来操作临界区的方法可以应用于任何场合，且其他几类同步方式都是依赖于中断锁而实现的，可以说中断锁是最强大的和最高效的同步方法。

缺点：在中断关闭期间系统将不再响应任何中断，也就不能响应外部的事件。所以中断锁对系统的实时性影响非常巨大，当使用不当的时候会导致系统完全无实时性可言。它属于粒度最大的访问控制机制

实现举例:

/*FILE: libcpu/arm/contex-m4/context_gcc.S*/
/*
 * rt_base_t rt_hw_interrupt_disable();
 */
.global rt_hw_interrupt_disable
.type rt_hw_interrupt_disable, %function
rt_hw_interrupt_disable:
    MRS     r0, PRIMASK
    CPSID   I
    BX      LR

/*
 * void rt_hw_interrupt_enable(rt_base_t level);
 */
.global rt_hw_interrupt_enable
.type rt_hw_interrupt_enable, %function
rt_hw_interrupt_enable:
    MSR     PRIMASK, r0
    BX      LR

2.2 使能全局中断，禁止抢占

在这种情况下，打开全局中断，关闭调度功能，因为禁止了线程的调度器，所以哪怕是ISR中使一些thread恢复为ready 状态，其他线程也仍然不能抢占当前进程的运行。因此，该机制可以用来禁止多thread间的临界区同步。

优点：相比2.1，不会禁止全局中断, ISR仍然可以得到处理。

缺点：因为禁止了抢占，因为ISR资源（锁，信号