互斥鎖的概念

互斥鎖是一種特殊的二值信號(hào)量，因?yàn)樗鉀Q了優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題。可以通過(guò)優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制來(lái)解決：當(dāng)另外一個(gè)的任務(wù)試圖獲取同一個(gè)互斥鎖時(shí)，已經(jīng)獲得互斥鎖的任務(wù)將繼承該任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

互斥鎖有一個(gè)比較明顯的特點(diǎn)，即它必須哪一個(gè)線程申請(qǐng)，就由該線程來(lái)釋放。而在二值信號(hào)量中，釋放和獲取token的線程可以不一致。因此，在處理線程之間占用同一硬件資源的問(wèn)題時(shí)首先考慮使用互斥鎖。

API Description 【互斥鎖不能在中斷中使用】

①創(chuàng)建互斥鎖

在CMSIS-RTOS中，互斥鎖通過(guò) ***osMutexNew() *** 函數(shù)和配置結(jié)構(gòu)體 *osMutexAttr_t *建立。

1）配置結(jié)構(gòu)體osMutexAttr_t

在osMutexAttr_t 中功能參數(shù) *attr_bits ***用于配置互斥鎖的功能特性，相當(dāng)重要;參數(shù)相關(guān)定義包括: **

1.* osMutexRecursive * - 創(chuàng)建遞歸互斥鎖。當(dāng)上鎖開(kāi)鎖的程序段遞歸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)多重加鎖的情況，并從深處向外解鎖。此時(shí)應(yīng)當(dāng)引入對(duì)遞歸的支持。本參數(shù)配置了一個(gè)遞歸計(jì)數(shù)機(jī)制，允許同一個(gè)線程多重加鎖；調(diào)用一次計(jì)數(shù)+1，釋放-1；當(dāng)計(jì)數(shù)回到0時(shí)此鎖解開(kāi)。

2.osMutexPrioInherit - 優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制。可以防止優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)。

3. *osMutexRobust * - 互斥鎖回收機(jī)制。當(dāng)加鎖的線程被 osThreadExit() 或 *osThreadTerminate() *終止而未能解鎖時(shí)，鎖將會(huì)自動(dòng)回收。

上述三個(gè)參數(shù)可以通過(guò)邏輯或( | )組合傳入結(jié)構(gòu)體。

typedef struct {
  const char                   *name;   ///名稱(chēng)，僅標(biāo)識(shí)用
  uint32_t                 attr_bits;   ///功能參數(shù)；重要
  void                       *cb_mem;   /// memory for control block；Default ==NULL
  uint32_t                   cb_size;   /// Default==0U
} osMutexAttr_t;

@param    attr_bits:  -參數(shù)配置；可通過(guò)邏輯或 輸入復(fù)數(shù)的參數(shù)
        / osMutexPrioInherit  -使用優(yōu)先級(jí)繼承
        / osMutexRecursive    -遞歸互斥鎖
        / osMutexRobust       -自回收;當(dāng)線程終止時(shí)自動(dòng)釋放持有的token

2. 通過(guò) ***osMutexNew() ***創(chuàng)建目標(biāo)互斥鎖

osMutexId_t osMutexNew (const osMutexAttr_t *attr);/*創(chuàng)建互斥鎖
@param    *attr    -osMutexAttr_t互斥鎖配置結(jié)構(gòu)體
@retval    －句柄(地址)
            ==NULL   創(chuàng)建失敗*/

**②刪除互斥鎖 **osMutexDelete()

osStatus_t osMutexDelete( osMutexId_t  mutex_id );/*刪除互斥鎖
@retval:    -osOK //成功
            -osErrorParameter: parameter mutex_id is NULL or invalid.
            -osErrorResource: the mutex is in an invalid state.(其他錯(cuò)誤)
            -osErrorISR: 在中斷調(diào)用導(dǎo)致的錯(cuò)誤
*/

③獲取互斥鎖token osMutexAcquire()

互斥鎖token的獲取與二值信號(hào)量基本一致。 線程調(diào)用該函數(shù)時(shí)，當(dāng)鎖中無(wú)token時(shí)，線程進(jìn)入BLOCK狀態(tài)等待消息量被放入token；。在此期間當(dāng)任務(wù)檢測(cè)到消息量放入token時(shí)，將自動(dòng)由****BLOCK態(tài)轉(zhuǎn)移為READY態(tài)。當(dāng)?shù)却臅r(shí)間超過(guò)了指定的阻塞時(shí)間，即使隊(duì)列中尚無(wú)數(shù)據(jù)，任務(wù)也會(huì)自動(dòng)從阻塞態(tài)轉(zhuǎn)移為READY態(tài)。此時(shí)程序會(huì)返回osErrorTimeout錯(cuò)誤。若沒(méi)有設(shè)置阻塞超時(shí)且參數(shù)正確，返回osErrorResource錯(cuò)誤**。**

osStatus_t osMutexAcquire (osMutexId_t mutex_id, uint32_t timeout);/*取得token;
@param      timeout      阻塞等待時(shí)間
@retval    -osOK: the mutex has been obtained.
           -osErrorTimeout: the mutex could not be obtained in the given time.
           -osErrorResource: the mutex could not be obtained when no timeout was specified.
           -osErrorParameter: parameter mutex_id is NULL or invalid.
           -osErrorISR: cannot be called from interrupt service routines.
*/

timeout參數(shù)：

== 0U //不設(shè)置阻塞超時(shí)時(shí)間，若出現(xiàn)異常函數(shù)將直接報(bào)錯(cuò)返回
== osWaitForever //任務(wù)將一直阻塞直到鎖中token被相應(yīng)線程歸還
== Ticks //設(shè)置具體等待時(shí)間，單位為RTOS心跳數(shù)(Ticks)

④歸還互斥鎖tokenosMutexRelease() ****

注意互斥鎖的token歸還只能由獲取的線程進(jìn)行，否則系統(tǒng)會(huì)報(bào)Resource錯(cuò)誤。

osStatus_t osMutexRelease (osMutexId_t mutex_id);/*歸還互斥鎖
@retval      -osOK: 成功
             -osErrorResource: 無(wú)法歸還(當(dāng)前token沒(méi)有被獲取 或 本線程不持有互斥鎖的token)
             -osErrorParameter: parameter mutex_id is NULL or invalid.
             -osErrorISR: 在中斷中調(diào)用了本函數(shù)
*/
```**⑤查詢當(dāng)前互斥鎖token的擁有者(線程)****  ***osMutexGetOwner()*********

osThreadId_t osMutexGetOwner (osMutexId_t mutex_id)/*
@retval -持有互斥鎖token的線程句柄(ID);
若token未被持有或 發(fā)生錯(cuò)誤，則返回NULL
*/