嵌入式系统/ARM技术中的VxWorks任务编程中常见异常分析

在任务运行过程中，会出现一些异常的情况，导致任务不能正常运行或者对操作系统造成影响。一般来说，这些异常是由程序的逻辑错误造成的，防止这些异常情况的出现和出现后进行补救就有格外重要的意义。 1 代码重入与共享  在应用中，可能会出现多个任务调用同一段代码的情况，由于任务占用CPU是串行的，不会出现代码资源使用冲突。但是，不同优先级的任务同时调用同一段代码，则可能出现低优先级任务执行某一函数时被执行该函数的高优先级任务打断的情况，如果函数中要改写全局变量而没有使用互斥，就有可能导致错误的存取。例如在中断中调用内存分配或者释放函数，如果某个任务正在调用内存分配函数或者是内存释放函数，打断该 在嵌入式系统和ARM技术中，VxWorks操作系统是一个广泛应用的选择，特别是在任务编程中。本文将探讨在VxWorks任务编程中常见的异常及其分析，帮助开发者预防和处理这些问题。 我们需要关注的是代码重入与共享问题。在多任务环境中，同一段代码可能被多个任务调用。虽然任务在CPU上的执行是串行的，但不同优先级的任务同时访问共享代码可能导致冲突。特别是当高优先级任务打断低优先级任务执行时，如果没有采取互斥锁等同步机制，全局变量的修改可能引发错误。例如，在中断服务例程中调用内存分配或释放函数，如果此时有其他任务正在进行同样的操作，中断可能导致内存管理异常，如内存泄漏，甚至可能导致系统重启。为了解决这个问题，VxWorks提供任务变量（taskVar）功能，使得每个任务可以拥有独立的任务变量副本，避免了全局变量的冲突。 VxWorks中的符号表管理是另一个关键点。模块的概念使得代码的链接和符号查找成为可能。符号表包含了函数和全局变量的映射，对于C++函数，符号名会根据参数类型进行扩展。然而，编译期间不检查函数和变量的存在，这可能导致运行时错误。如果模块之间的符号重名，VxWorks会进行散列处理，但使用了重复符号的应用程序可能调用到错误的函数。此外，避免与内核API函数同名至关重要，以免影响到系统调用。 再者，特殊任务保护机制是防止任务误删除的重要手段。VxWorks提供的`taskSafe()`和`taskUnsafe()`函数允许任务自我保护。调用`taskSafe()`后，任务将不能被其他任务删除，除非它自己调用`taskUnsafe()`。这个功能有助于防止意外的删除操作，但任务无法保护其他任务。`taskSafe()`和`taskUnsafe()`可以嵌套使用，以控制任务删除的条件。 任务调度中的CPU占用策略也值得关注。在VxWorks中，高优先级任务通过抢占机制获取CPU，相同优先级的任务则通过抢占来轮流执行。`taskLock()`和`taskUnlock()`用于临时禁止优先级抢占，以保护临界区。禁止抢占不会阻止中断处理，因此在使用这两个函数时，应确保正确处理中断安全，以防止死锁或资源竞争。 VxWorks任务编程中，理解并妥善处理代码重入、符号表管理、任务保护和CPU占用策略是确保系统稳定性和性能的关键。开发者应当充分了解这些概念，避免编程陷阱，提高系统的可靠性。通过深入理解这些异常情况和相应的解决方案，能够更有效地调试和优化嵌入式系统的VxWorks任务。