FreeRTOS 互斥量与死锁解决方案 · 课程目录

01RTOS与互斥量概述

什么是实时操作系统 · 为什么需要互斥量 · FreeRTOS简介

02临界区与资源竞争

临界区概念 · 资源竞争的产生 · 竞态条件示例

03互斥量核心原理

数据结构 · 优先级继承 · 与二值信号量区别

04互斥量API详解

xSemaphoreCreateMutex · Take · Give

05互斥量实战

保护全局变量 · 保护串口打印

06死锁的产生

四个必要条件 · 经典场景

07死锁示例分析

两个任务互相等待

08死锁预防策略

固定加锁顺序 · 加锁超时

09死锁避免算法

银行家算法在RTOS中应用

10死锁检测与恢复

检测循环 · 任务重启策略

11优先级反转问题

什么是优先级反转 · 危害

12优先级继承机制

FreeRTOS实现 · 代码分析

13优先级天花板协议

原理与实现 · 对比优先级继承

14递归互斥量

xSemaphoreCreateRecursiveMutex · 递归加锁

15互斥量与任务通知

任务通知替代场景 · 性能对比

16中断中的互斥量

ISR注意事项 · fromISR函数

17守护任务模式

队列代替互斥量 · 守护任务设计

18无锁编程基础

原子操作 · 内存屏障 · FreeRTOS实现

19无锁队列实现

环形缓冲区 · 多生产者多消费者

20互斥量性能分析

上下文切换开销 · 临界区长度优化

21互斥量调试技巧

Tracealyzer · 死锁日志分析

22多核系统中的互斥量

SMP FreeRTOS · 自旋锁

23互斥量与功耗管理

Tickless模式 · 低功耗设计

24互斥量在文件系统中的应用

FatFS与互斥量 · 多任务文件操作

25互斥量在协议栈中的应用

TCP/IP协议栈 · LWIP示例

26互斥量测试方法

单元测试 · 压力测试 · 覆盖率

27常见互斥量错误

忘记释放 · 重复获取 · 中断阻塞

28互斥量设计模式

RAII封装 · 作用域锁 · C++包装

29综合案例1

多任务传感器数据采集系统

30综合案例2

智能家居控制中心 (互斥量+队列+事件组)

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