섹션7에서 개념적 궁금증

작성한 질문수 1

0

1. Task Notification

   
   

   예를 들어 아래처럼 Notification이 4번 발생했다고 가정하겠습니다.

   
   

   xTaskNotifyGive(receiveHandler);
   xTaskNotifyGive(receiveHandler);
   xTaskNotifyGive(receiveHandler);
   xTaskNotifyGive(receiveHandler);

   xTaskNotifyGive는 대상 Task의 notification Value를 1씩 증가시킵니다. 따라서 대상 Task가 중간에 실행되지 않았다면 내부 값은 다음처럼 변합니다.

   
   초기 값 : Notification count = 0;
   첫 번째 xTaskNotifyGive count 0 -> 1;
   두 번째 xTaskNotifyGive count 1 -> 2;
   세 번째 xTaskNotifyGive count 2 -> 3;
   네 번째 xTaskNotifyGive count 3 -> 4;

   즉, 4번의 Notification이 발생했다는 것을 FreeRTOS가 별도의 이벤트 4개로 저장하는 것이 아니라, Notifcation count = 4라는 카운터 하나로 저장합니다.

   
   여기서 출력을 하면 아래와 같습니다.

   int count = ulTaskNotifyTake(pdFALSE, portMAX_DELAY);
   printf("received notification %d times\n", count);
   

   여기서 pdFALSE의 의미는 Notifcation count를 하나 감소시키는 것입니다.

   
   그렇기 때문에 출력은 4->3->2->1로 진행이 됩니다.
   1->2->3->4로 생각하기 쉬운것은 xTaskNotifyGive()가 실행되는 시점만 보면 실제로 내부 값이 0->1->2->3->4로 증가하기 때문입니다. 하지만 ulTaskNotifyTake()가 호출될 때는 이미 4까지 누적된 상태이고, pdFALSE는 이 값을 하나씩 소비하는 동작입니다.
   xTaskNotifyGive()는 카운터 증가를, ulTaskNotifyTake(pdFALSE)는 카운터를 하나씩 소비한다고 생각하면 이해하기 쉽습니다.

   
   
   

2. xSemaphoreGive / Context switching
   결론부터 말씀드리면 xSemaphoreGive()로 Block 상태의 더 높은 우선순위 Task가 준비되면, preemptive scheduling이 활성화된 ESP-IDF 환경에서는 더 높은 우선순위 Task로 전환될 수 있습니다. ESP-IDF의 기본 FreeRTOS 설정은 configUSE_PREMMPTION = 1이고 time slicing도 활성화되어 있습니다.
   다만 이에 대한 조건이 중요합니다.

   
   예를 들어 Task 2개가 있다고 가정하겠습니다.

   Task_A / Priority = 1
   Task_B / Priority = 2

   Task B가 semaphore를 기다리고 있습니다.

   
   void Task_B(void *arg)
   {
       while (true)
       {
           xSemaphoreTake(sem, portMAX_DELAY);
           printf("B\n");
       }
   }
   

   현재 상태는 아래와 같습니다.

   Task_A : Running / Priority = 1
   Task_B : Blocked / Priority = 2

   이 때 TASK A 아래를 실행하고 있습니다.

   void Task_A (void *arg)
   {
       while (true)
       {
           printf("A1\n");
           xSemaphoreGive(sem);
           printf("A2\n");
       }
   }

   xSemaphoreGive가 호출되면 semaphore를 기다리던 Task B가 Blocked에서 Ready상태가 됩니다.
   그 순간 Ready Task를 비교하면 아래와 같습니다.

   
   현재 실행 중 Task A : Priority 1
   새로 Ready  Task B : Priority 2

   FreeRTOS는 preemptive scheduler이므로 높은 Prioirty 2 Task가 Priority 1 Task를 선점할 수 있습니다. FreeRTOS 스케쥴링 설명에서도 높은 우선순위 Task가 Ready가 되면 현재 Task를 preempt할 수 있다고 나와있습니다. FreeRTOS scheduling (single-core, AMP and SMP) - FreeRTOS™

   
   따라서 실행 순서는 아래와 같이 됩니다.

   
   1. Task A : printf("A1"); // A1 출력
   2. xSemaphoreGive()
   3. Task B : Blocked -> Ready
   4. Priority 비교 // Task_B(2) > Task_A(1)
   5. Context Switch 발생
   6. Task B Run : printf("B");
   7. B가 다시 Blocked // 또는 Yield
   8. Task A : printf("A2");

   즉 출력이 A1, B, A2가 나오면서 Task_A에 있던 xSemaphoreGive의 다음 줄의 printf("A2")보다 B가 먼저 실행되는 상황이 발생할 수 있습니다.