AUTOSAR资源管理.docx

AUTOSAR资源管理作者：邓孔宏 1.1 资源资源管理被用来协调有着不同优先级的几个任务对共享资源的并发访问。资源管理对于所有的一致性类别是强制的。资源管理可以视情况的被拓展到协调任务和中断服务程序并发的访问。资源管理确保 两个任务可以占据相同的资源在相同的时间 优先级反转不会发生 通过使用资源不会发生死锁 访问资源不会导致一个waiting状态。如果资源管理被拓展到中断层，它额外的要确保 两个任务或中断服务程序不能占据相同资源在相同的时刻。资源管理的功能在下面情况里是有用的： 可抢占任务 非可抢占任务，如果用户打算让代码在其它调度策略下也能执行。 任务和中断服务程序之间共享资源 中断服务程序之间共享资源1.1.1 访问被占据的资源期间的行为AUTOSAR OS规定AUTOSAR优先级上限协议，因此在任务或一个中断服务试图去访问一个被占据的资源时没有情况发生。如果资源概念被用于协调任务和中断，AUTOSAR操作系统还要确保一个中断服务程序只有在在它执行期间可能要占据的资源都被释放后，该中断服务程序才能被处理。AUTOSAR严格禁止嵌套的访问相同的资源。在一些罕见的需要嵌套访问的情况里，推荐使用一个同第一个资源有着完全一样行为的第二个资源。实现语言支持有着完全相同行为的资源的定义（所谓的链接的资源）。1.1.2 使用资源的限制当一个资源被占据的时候TerminateTask，ChainTask，Schedule，WaitEvent不应该被调用。中断服务程序不能被完成因为一个资源被占据。如果发生在一个任务内多重的请求资源，用户必须依据LIFO原则（像堆栈一样）请求和释放资源。1.1.3 Scheduler作为一个资源调度器作为一个资源预定义的名称是RES_SCHEDULER。任务可以通过占据调度器这个资源来给调度器上锁，以保护自己免被其它任务抢占。该资源不是自动被配置的，但是为了兼容OSEK应用软件，应该配置该资源，并分配最高的优先级。中断的接收和处理独立于资源RES_SHCEDULER的状态。不管怎样，它阻止任务的调度。1.1.4 对于同步机制的一般的问题优先级反转死锁1.1.5 AUTOSAR优先级上限协议为了避免优先级反转和死锁AUTOSAR操作系统要求下面的行为： 在系统生成时，对于每个资源它的所属的上限优先级被静态分配。上限优先级应该被设置访问一个资源或任何链接到这个资源的资源的所有的任务的最高优先级。上限优先级应该低于所有不访问该资源的，以及有着比访问该资源的所有任务的最高优先级更高优先级的任务的最低优先级。 如果一个任务请求一个资源，且它的当前的优先级低于该资源的上限优先级，那么该任务的优先级会被提供到资源的上限优先级。 如果任务释放资源，该任务的优先级复位到在请求资源之前动态分配的优先级。优先级上限导致一个可能的事件延迟对于有着比资源优先级低或相等优先级的任务。这个延迟被任何更低优先级任务占据资源的最大时间限制。1.1.6 AUTOSAR优先级上限协议拓展到中断层资源管理到中断层的拓展是可选的。对于决定被使用在中断里的资源的上限优先级，高于所有任务的优先级虚拟的优先级被分配到中断。软件优先级和硬件中断层的处理取决于实现。 在系统生成时，对于每个资源它拥有的上限优先级被静态分配。上限优先级至少被设置成所有任务和（访问一个资源或链接到这个资源的资源的）中断程序的最高优先级。上限优先级应该低于所有不访问该资源任务或中断程序的最低优先级，且同时这些任务、中断程序的最低优先级高于访问该资源的所有任务和中断程序的最高优先级。 如果一个任务或中断程序请求一个资源，且它的当前的优先级比这个资源的上限优先级低，任务或中断程序的优先级被提高到资源的上限优先级 如果任务或中断程序释放资源，这个任务或中断的优先级被复位到它请求该资源前动态分配的优先级。1.1.7 内部的资源内部的资源是对用户不可见的资源，因此不能通过系统功能GetResource和ReleaseResource处理。作为替代，他们在一个清楚定义的系统功能集内被严格的管理。除此以外内部的资源的行为跟标准的资源恰好一样。内部的资源仅限于任务。顶多一个内部的资源可以被分配到一个任务在系统生成时。如果一个内部的资源被分配到一个任务，内部的资源按下面的方式被管理： 资源被自动的获取当任务进入running状态，当它已经获取该资源时除外。作为一个结果，任务的优先级被自动的改变到该资源的上限优先级。 在重调度点，资源被自动的释放。实现可能优化，例如如果有需要重调度，只在系统服务Schedule内释放/获取资源。内部的资源可以被使用在所有的情况里当需要在一组任务内去避免不希望的重调度时。多余一个组合可以被定义在一个系统里（也就是多余一个内部资源可以被定义）。在一些系统调用上的一般限制（拥有被占用的资源的系统调用不能被调用）不适用于内部的资源，因为内部的资源在那些调用内被处理。不管怎样，所有标准的资源必须被释放在内部的资源可以被被释放前。分配相同的内部资源的任务覆盖一定范围的优先级。很有可能在相同的优先级范围内有不使用这个内部的资源的任务。应用需要考虑这样是否有意义。1.2 资源管理APIStatusType GetResource（ResourceType ）输入参数：ResID 指向资源返回的Status值：标准的： 没有错误，E_OK拓展的： 资源无效的，E_OS_ID 尝试去获取一个已经被任务或ISR占据的资源，或者调用的任务或中断程序静态分配的优先级高于计算出的上限优先级，E_OS_ACCESS一致性类别：全类别这个调用在代码里可用于进入临界区域，代码被分配到资源通过引用。退出一个临界区域应该总是使用ReleaseResource。嵌套的占用一个或相同的资源被禁止。嵌套的资源占据只有在在临界区域内内部的临界区域被完全的执行时被允许（严格的堆栈的）。建议相应的对GetResource和ReleaseResource的调用出现在相同的函数内。在临界区域不允许调用作为非抢占任务调度点的服务（结束任务，链接任务，调度，和等待事件）。此外，在完成一个中断服务程序前临界区域要被退出。一般来说，临界区域应该要短。该服务可能在ISR和任务层被调用。StatusType ReleaseResource（ResourceType ）输入参数：ResID 指向资源返回的Status值：标准的： 没有错误，E_OK拓展的： 资源无效，E_OS_ID 尝试去释放一个没有被任何任务或ISR占据的资源，或另外一个之前应该被释放的资源，E_OS_NOFUNC 尝试去释放一个上限优先级比调用任务或中断程序资源静态分配的优先级更低的资源，E_OS_ACCESS一致性类别：全类别ReleaseResource与GetResource对应，用于在代码中离开