嵌入式系統(tǒng)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題分析
2025年06月20日 09:49:10
來源：廣州市克魯茲電子科技有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺
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優(yōu)先級反轉(zhuǎn)發(fā)生在一個高優(yōu)先級的任務(wù)被迫等待一段不確定時間，等待一個低優(yōu)先級任務(wù)先完成。圖1中3個任務(wù)分別為task1、task2和task3，其優(yōu)先級由高到低。從圖1可知，當(dāng)task3占有由信號量（semaphore）保護(hù)的某種共享資源而進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行時，task1就緒，由于系統(tǒng)可搶占式PBP（Priority Based Preemptive）調(diào)度策略，因此task1搶占task3執(zhí)行。task1執(zhí)行一段時間后也進(jìn)入臨界區(qū)，但此時task3仍占有此臨界資源的信號量，task1被阻塞，等待task3釋放此信號量。在經(jīng)過這么一段時間后，task2已處于就緒狀態(tài)，于是系統(tǒng)調(diào)度task2執(zhí)行。如果task3在task2的執(zhí)行期間一直沒有能夠被調(diào)度執(zhí)行的話，那task1和task3將一直等到task2執(zhí)行完后才能執(zhí)行，task1更要等到task3釋放它所占有的信號量才能執(zhí)行；如果這段時間超出task1的Deadline，task1的調(diào)度出現(xiàn)了問題，此時輕則任務(wù)被長時間阻塞，重則造成系統(tǒng)崩潰。優(yōu)先級反轉(zhuǎn)原因可歸納為：高優(yōu)先級的任務(wù)task1由于要等待被低優(yōu)先級任務(wù)task3占有的臨界資源而被task2阻塞，而此時具有中優(yōu)先級的任務(wù)task2搶占了task3的CPU時間,導(dǎo)致task2先于task1執(zhí)行。此類優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題的解決方法大致有2種：一種被稱作優(yōu)先級繼承（priority inheritance）；另一種被稱作優(yōu)先級極限（priority ceilings）。下面介紹本文所遇到的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題。
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