臨界資源

臨界資源是指一次僅允許一個執行緒訪問的共享資源。它可以是一個具體的硬體裝置，也可以是一個變數、一個緩衝區。

不論是硬體臨界資源，還是軟體臨界資源，多個執行緒必須互斥地對它們進行訪問。

臨界區

每個執行緒中訪問(操作)臨界資源的那段程式碼稱為臨界區(Critical Section)，我們每次僅允許一個執行緒進入臨界區。

uint32_t value = 0;

void thread1_entry(void *para)
{
    uint32_t i = 0;
    
    for(i=0;i<10000;i++)
    {
        rt_printk("%d\r\n",value);
        value
 
++;
    }
}

void thread2_entry(void *para)
{
    rt_thread_delay(50);
    value = 500;
}

兩個執行緒操作同一個共享資源value。

臨界區保護

RT-Thread提供了多種途徑來進行臨界區保護

• 關閉系統排程保護臨界區
  • 禁止排程、關閉中斷　　
• 互斥測特性保護臨界區
  • 訊號量、互斥量

關閉系統排程

禁止排程

禁止排程，即把排程器鎖住，不讓其進行執行緒切換。這樣就能保證當前執行的任務不被換出，直到排程器解鎖，所以禁止排程是常用的臨界區保護方法

void thread_entry(void *parameter)
{
    
 
while(1)
    {
        /* 排程器上鎖，上鎖後將不再切換到其他執行緒，僅響應中斷 */
        rt_enter_critical();
        /* 以下進入臨界區 */
        ...
        /* 排程器解鎖 */
        rt_exit_critical();
    }
}

關閉中斷

因為所有執行緒的排程都是建立在中斷的基礎上的，所以，當我們關閉中斷後，系統將不能再進行排程，執行緒自身也自然不會被執行緒搶佔了。

void thread_entry(void *parameter)
{
    rt_base_t level;
    
 
while(1)
    {
        /* 關閉中斷*/
        level = rt_hw_interrupt_disable();
        /* 以下進入臨界區 */
        ...
        /* 使能中斷 */
        rt_hw_interrupt_enable(level);
    }
}

臨界區保護示例

本例採用關閉中斷的方式進行臨界區保護

/* 
 * 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 
 */ 
 
/* 程式清單：關閉中斷進行全域性變數的訪問 */
#include <rthw.h>
#include <rtthread.h>

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

/* 同時訪問的全域性變數 */
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)
    {
        /* 關閉中斷 */
        level = rt_hw_interrupt_disable();
        cnt += no;
        /* 恢復中斷 */
        rt_hw_interrupt_enable(level);

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

/* 使用者應用程式入口 */
int interrupt_sample(void)
{
    rt_thread_t thread;

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


    /* 建立t2執行緒 */
    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;
}

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

程式建立了2個執行緒，這兩個執行緒使用的是同一個執行緒入口函式，每個執行緒都像執行緒入口函式傳遞了各自的引數，第一個執行緒傳遞的引數是10；第2個執行緒傳遞的引數是20。

第1個執行緒實現的功能是將全域性變數自增10 ；第2個執行緒實現的功能是將全域性變數自增20。