嵌入式系統優先級反轉問題分析
2025年05月09日 16:18:42
來源：廣州市克魯茲電子科技有限公司 >> 進入該公司展臺
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優先級反轉發生在一個高優先級的任務被迫等待一段不確定時間，等待一個低優先級任務先完成。圖1中3個任務分別為task1、task2和task3，其優先級由高到低。從圖1可知，當task3占有由信號量（semaphore）保護的某種共享資源而進入臨界區執行時，task1就緒，由于系統可搶占式PBP（Priority Based Preemptive）調度策略，因此task1搶占task3執行。task1執行一段時間后也進入臨界區，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。在經過這么一段時間后，task2已處于就緒狀態，于是系統調度task2執行。如果task3在task2的執行期間一直沒有能夠被調度執行的話，那task1和task3將一直等到task2執行完后才能執行，task1更要等到task3釋放它所占有的信號量才能執行；如果這段時間超出task1的Deadline，task1的調度出現了問題，此時輕則任務被長時間阻塞，重則造成系統崩潰。優先級反轉原因可歸納為：高優先級的任務task1由于要等待被低優先級任務task3占有的臨界資源而被task2阻塞，而此時具有中優先級的任務task2搶占了task3的CPU時間,導致task2先于task1執行。此類優先級反轉問題的解決方法大致有2種：一種被稱作優先級繼承（priority inheritance）；另一種被稱作優先級極限（priority ceilings）。下面介紹本文所遇到的優先級反轉問題。
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