RT-Thread "骚操作"之信号量未释放导致设备逻辑卡死问题定位

最新推荐文章于 2023-11-02 16:14:47 发布

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#编程语言 #内存泄漏 #软件开发 #多线程 #weex

本文介绍了在RT-Thread操作系统中，如何通过改造内核代码来定位信号量未释放导致的设备逻辑卡死问题。作者提供了一种方法，通过保持阻塞线程队列来找出持有信号量的线程，从而缩小问题范围，便于分析和修复。文章还给出了代码编写建议，提倡统一函数出口来避免遗漏信号量的释放。

大家好，到月底了，流光又给大家带来在 RT-Thread 遇到比较棘手的问题时候，快速解决问题的 "骚操作"了，废话不多说我们直接进入正题。

精彩回顾

RT-Thread "骚操作"之内存泄漏定位

嵌入式中是否应该使用动态内存?

1. 信号量简介

在 RT-Thread 上开发者除了线程使用最频繁之外一般就数 IPC 使用的最多了。信号量作为 IPC 中最基础和简单的一种, 是开发者爱不释手的一套开发逻辑的工具。那么笔者就在这里先简单说明下到底什么是信号量。

信号量是一种轻量的用于解决线程之间同步问题的内核对象，线程可以获取 (take) 或释放 (release) 它，从而达到同步或互斥的目的。以生活中的停车场为例来理解信号量的概念：

1. 当停车场空的时候，停车场的管理员发现有很多空车位，此时会让外面的车陆续进入停车场获得停车位；
2. 当停车场的车位满的时候，管理员发现已经没有空车位，将禁止外面的车进入停车场，车辆在外排队等候；
3. 当停车场内有车离开时，管理员发现有空的车位让出，允许外面的车进入停车场；待空车位填满后，又禁止外部车辆进入。

在这个例子中，管理员就相当于信号量，管理员手中空车位的个数就是信号量的值，停车位相当于公共资源，正好与信号量的值匹配，车辆相当于线程。车辆通过获得管理员的允许取得停车位，就类似于线程通过获得信号量访问公共资源。

2. 不匹配使用信号量会带来什么问题

通过上面的例子我们能够简单的知道信号量是什么、有什么作用。既然这么好用，用的开发者这么多，相对来说也就会有很多人错误的使用信号量，导致带来各种各样的问题。

在这里我们借助上文使用过的停车场的例子来说明可能在什么情况下出现什么问题：

1. 车辆有进有出，车辆出的速度比车辆进的速度快，这种情况下停车场的位置永远都会有位置，这属于正常情况；
2. 车辆有进有出，车辆进的速度比车辆出的速度快，这种情况下停车场的位置永远都是满的，但是由于还是有车辆出后续的车辆还是有机会可以进去的。这也属于输入正常情况。
3. 车辆只进不出，这种情况下，最开始车位都是空的，最开始的几辆车可以正常进到停车场中，但是随着时间推移，车辆不会出去，总有一个时刻车位满了，那么外面的车都只有永远等着。这就属于异常情况了。

根据上面停车场的例子我们来总结下问题：
1. 信号量的使用需要匹配使用。
2. 信号量获取 (take) 后在短而确定的时间内需要释放 (release) 掉，如果时间过长，系统的实时性会降低。如果时间时长时慢，系统的稳定性会下降。
3. 如果信号量只获取不释放那么整个系统就会导致逻辑卡死。