面试题：C语言在实时操作系统任务调度中的中断处理

以下是一个简单的示例，展示在C语言中如何在中断服务程序中与基于优先级的任务调度系统进行交互，并处理可能的竞态条件。

定义任务结构体和相关变量

// 任务结构体
typedef struct Task {
    void (*taskFunc)(); // 任务函数指针
    int priority;       // 任务优先级
    int isReady;        // 任务是否准备好执行
} Task;

// 假设系统最多支持10个任务
#define MAX_TASKS 10
Task tasks[MAX_TASKS];
int taskCount = 0;

// 共享资源：当前正在执行的任务索引
volatile int currentTaskIndex = -1;

// 用于保护共享资源的互斥锁（简单模拟）
volatile int mutex = 0;

任务调度函数

// 任务调度函数，选择优先级最高且准备好的任务执行
void scheduleTask() {
    int highestPriority = -1;
    int nextTaskIndex = -1;
    for (int i = 0; i < taskCount; i++) {
        if (tasks[i].isReady && tasks[i].priority > highestPriority) {
            highestPriority = tasks[i].priority;
            nextTaskIndex = i;
        }
    }
    if (nextTaskIndex != -1) {
        currentTaskIndex = nextTaskIndex;
        tasks[nextTaskIndex].isReady = 0;
        tasks[nextTaskIndex].taskFunc();
    }
}

中断服务程序示例

// 中断服务程序，通知调度器有新任务需要执行
void interruptServiceRoutine() {
    // 申请互斥锁
    while (mutex);
    mutex = 1;

    // 假设这里添加一个新任务到任务列表，设置其为准备好状态
    if (taskCount < MAX_TASKS) {
        tasks[taskCount].taskFunc = someNewTaskFunction;
        tasks[taskCount].priority = 5; // 假设优先级为5
        tasks[taskCount].isReady = 1;
        taskCount++;
    }

    // 释放互斥锁
    mutex = 0;

    // 触发任务调度（可以根据实际系统通过设置标志位等方式通知调度器）
    // 这里简单模拟直接调用调度函数
    scheduleTask();
}

共享资源及竞态条件处理说明

共享资源
- currentTaskIndex：表示当前正在执行的任务索引，在调度函数和中断服务程序中都可能访问和修改。
- tasks数组：存储任务信息，在中断服务程序中可能添加新任务，在调度函数中可能读取和修改任务状态。
竞态条件处理
- 使用一个简单的mutex变量来模拟互斥锁。在中断服务程序中访问共享资源前，先通过while (mutex);等待互斥锁可用，然后设置mutex = 1获取锁。操作完成后，设置mutex = 0释放锁。这样可以防止在中断服务程序和调度函数同时访问共享资源时产生竞态条件。

请注意，这只是一个简化的示例，实际的实时操作系统任务调度和中断处理会更加复杂，并且不同的操作系统可能有不同的机制来处理共享资源和竞态条件，如信号量、自旋锁等。

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面试题：C语言在实时操作系统任务调度中的中断处理

知识考点

面试题答案

共享资源及竞态条件处理说明