RTOS必备操作---临界区保护

1. 临界区的保护实际应用中可能需要的场合：

调用公共函数的代码（不可重入函数）
读取或者修改变量（全局变量）
使用硬件资源（MCU的ram、flash、uart、spi、adc等）
对时序有精准要求的操作（I2C通讯）
某些用户不想被打断的代码（比如 printf 打印），串口接收的状态、接收中断重新开启等操作

2. 临界区保护方法：

在实时操作系统（RTOS）中操作I2C通常涉及到多任务/中断环境，因此需要确保I2C的使用是线程安全的。关闭中断和使用互斥量是两种常见的方法来确保线程安全。RT-Thread中提供了多种保护临界区的方法，具体分为以下几类

(1) 禁用系统调度器 ，中断可以响应

rt_enter_critical();   //将线程调度器上锁，此时线程调度器仅能响应中断
/* 以下进入临界区 */
 . . . .
/*临界区执行完成*/
rt_exit_critical();  //调度器解锁

(2)禁用中断

关闭中断通常用于确保在执行I2C传输时不会被其他中断打断。但是，这种方法应谨慎使用，因为它会影响系统的实时性。
rt_base_t level; //创建变量以使用中断关闭和中断开启函数
level = rt_hw_interrupt_disable(); //中断关闭函数
/* 以下是临界区*/
. . . .
rt_hw_interrupt_enable(level); 中断开启函数

（3）互斥量（Mutex）

是一种更灵活的同步机制，可以在保持系统实时性的同时提供更细粒度的同步。如果你的RTOS支持互斥量，并且你希望避免关闭中断带来的潜在问题，那么使用互斥量会是更好的选择。

3. 临界区具体场合的操作方法

（1）在任务中对全局变量先判断后赋值，而中断代码、高优先级任务中也会对该全局变量操作，这种情况需在任务中对其临界区保护。
（2）串口协议发送装帧代码（全局变量的复制）也需临界区保护，防止中断代码、高优先级任务对全局变量修改，比如装帧时复制了ADC值的一半部分后发生中断修改了该值，返回后继续复制后半部分，则装帧错误。
（3）串口接收的状态、接收中断重新开启等操作，也不希望被中断打断，导致出错，也需临界区保护。如果在串口中断接收中也有这段代码，如果串口优先级最高（所有访问该临界区的任务、中断等）因为优先级已经最高了，则不需要再保护了。
（3）串口、Timer等中断服务程序中，对同一全局变量有操作的代码段（临界区），需临界区保护。
函数 taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()和 taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()中断级别临界段代码保护，是用在中断服务程序中的。
低优先级的中断被屏蔽了：优先级低于、等于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
高优先级的中断可以产生：优先级高于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY