RT-Thread-06-临界区保护

临界区保护

• 临界资源
  临界资源是指一次仅允许一个线程访问的共享资源，它可以是一个具体的硬件设备，也可以是一个变量、一个缓冲区。多个线程必须互斥地对硬件临界资源、软件临界资源进行访问。
• 临界区
  每个线程中访问(操作)临界资源的那段代码称为临界区(Critical Section)，每次只允许一个线程进入临界区。
  -临界区保护的途径
  1、关闭系统调度来保护临界区；
  禁止调度、关闭中断
  2、互斥量的互斥性来保护临界区；
  信号量、互斥量

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• 禁止调度
  禁止调度，是把调度器锁住，不让其进行线程切换。这样就能保证当前运行的任务不被切换出，直到调度器解锁，所以禁止调度是常用的临界区保护方法。

void thread_entry(void* parameter)
{
	while(1)
	{
		/*调度器上锁，上锁后将不再切换到其他线程，仅响应中断 */
		rt_enter_critical();
		/*以下代码是进入临界区*/
		...//这样thread1对value进行累加时，不会出现其他线程如thread2也要对value进行操作，突然改变value的数值的情况
		/*调度器解锁*/
		rt_exit_critical();
	}
}

• 关闭中断
  因为线程调度是建立在中断的基础上的，所以，当我们关闭中断后，系统将不能再进行调度，线程自身也就不会被其他线程抢占；

void thread_entry(void* parameter)
{
	rt_base_t level;
	while(1)
	{
		/*关闭中断，关闭后将不再切换到其他线程 */
		level = rt_hw_interrupt_disable();
		/*以下代码是进入临界区*/
		...//这样thread1对变量value进行累加时，不会出现其他线程如thread2也要对value进行操作，突然改变value的数值的情况
		/*开启中断*/
		rt_hw_interrupt_enable(level);

	}
}

官方示例代码：

/* 
 * Copyright (c) 2006-2018, RT-Thread Development Team 
 * 
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 
 * 
 * Change Logs: 
 * Date           Author       Notes 
 * 2018-08-24     yangjie      the first version 
 */ 
 
/* 程序清单：关闭中断进行全局变量的访问 */
#include <rthw.h>
#include <rtthread.h>

#define THREAD_PRIORITY      20
#define THREAD_STACK_SIZE    512
#define THREAD_TIMESLICE     5

/* 同时访问的全局变量 */
static rt_uint32_t cnt;
void thread_entry(void *parameter)
{
    rt_uint32_t no;
    rt_uint32_t level;

    no = (rt_uint32_t) parameter;
    while (1)
    {
        /* 关闭中断 */
        level = rt_hw_interrupt_disable();
        cnt += no;
        /* 恢复中断 */
        rt_hw_interrupt_enable(level);

        rt_kprintf("protect thread[%d]'s counter is %d\n", no, cnt);
        rt_thread_mdelay(no * 10);
    }
}

/* 用户应用程序入口 */
int interrupt_sample(void)
{
    rt_thread_t thread;

    /* 创建t1线程 */
    thread = rt_thread_create("thread1", thread_entry, (void *)10,
                              THREAD_STACK_SIZE,
                              THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
    if (thread != RT_NULL)
        rt_thread_startup(thread);


    /* 创建t2线程 */
    thread = rt_thread_create("thread2", thread_entry, (void *)20,
                              THREAD_STACK_SIZE,
                              THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
    if (thread != RT_NULL)
        rt_thread_startup(thread);

    return 0;
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(interrupt_sample, interrupt sample);