Priority Inversion

Khái niệm

Priority inversion (Đảo ngược ưu tiên) xảy ra khi:

• Một task thấp (L) đang chiếm tài nguyên mà một task cao (H) cần dùng.
• H bị blocked bởi L, tức là H phải chờ L giải phóng tài nguyên.
• Hiện tượng này gọi là đảo ngược ưu tiên vì L "ngang hàng" hoặc "cao hơn" H về quyền sử dụng tài nguyên.

Có 2 loại

• Giới hạn thời gian: Thời gian H bị blocked có thể biết được. Khoảng thời gian bị Blocked chính là khoảng thời gian mà L đang sử dụng tài nguyên.
• Không giới hạn:
  • Thêm một task trung bình (M) vào giữa H và L.
  • M có ưu tiên cao hơn L nhưng thấp hơn H.
  • L vẫn giữ tài nguyên, nhưng CPU lại chạy M → H phải chờ vô thời hạn.

Giải pháp

Priority Inheritance (Kế thừa ưu tiên)

• Khi L giữ tài nguyên mà H cần, OS tạm nâng ưu tiên của L = ưu tiên H.
• Sau khi L xong, trả về ưu tiên ban đầu.
• Có thể xuất hiện priority inheritance chain nếu nhiều task liên quan.

Priority Ceiling (Trần ưu tiên)

• Xác định ceiling(R) = ưu tiên cao nhất của mọi task dùng tài nguyên R.
• Khi task L lock R, OS ngay lập tức nâng L lên ceiling(R).
• Task H không phải chờ → tránh blocked.

💡 Ví dụ minh họa

• Ceiling(R1) = 3 (ưu tiên cao nhất dùng R1 là H).
• Khi L lock R1, OS sẽ nâng L lên 3 ngay lập tức.

Tham khảo:

• https://www.digikey.com/en/maker/projects/introduction-to-rtos-solution-to-part-11-priority-inversion/abf4b8f7cd4a4c70bece35678d178321?msockid=36d85571b2af6adf16c6470eb36f6bd0
• https://durant35.github.io/2017/10/24/TACouses_ES2017_PriorityInversionbyResourceSharing/