RTX筆記7 - 互斥信號量Mutex

　　互斥鎖(Mutex)可用於同步資源訪問。

　　互斥(通常稱為Mutex)用於各種操作系統的資源管理。微控制器設備中的許多資源可以被重復使用，但一次只能被一個線程使用(例如通信通道、內存和文件)。互斥鎖用於保護對共享資源的訪問。創建一個互斥鎖，然后在線程之間傳遞(它們可以獲取和釋放互斥鎖)。

 

 

 　　互斥鎖是信號量的特殊版本。像信號量一樣，互斥鎖也是一個令牌容器，但是有一個令牌，代表一個資源。因此，互斥鎖令牌是二值的且有邊界的。

　　互斥鎖的優點是它引入了線程所有權。當一個線程獲得一個互斥鎖並成為它的所有者時，后續從該線程獲取互斥鎖時將立即成功，沒有任何延遲(如果指定了osMutexRecursive屬性)。因此，互斥鎖的獲取/釋放可以嵌套。

 

 

　　 Note：互斥鎖相關函數不能被中斷程序調用。

　　互斥鎖屬性：

osMutexAttr_t Data Fields
const char *	name	name of the mutex Pointer to a constant string with a human readable name (displayed during debugging) of the mutex object. Default: NULL no name specified.
uint32_t	attr_bits	attribute bits The following bit masks can be used to set options: osMutexRecursive : a thread can consume the mutex multiple times without locking itself. osMutexPrioInherit : the owner thread inherits the priority of a (higher priority) waiting thread. osMutexRobust : the mutex is automatically released when owner thread is terminated. Use logical 'OR' operation to select multiple options, for example: osMutexRecursive | osMutexPrioInherit; Default: 0 which specifies: non recursive mutex: a thread cannot consume the mutex multiple times. non priority raising: the priority of an owning thread is not changed. mutex is not automatically release: the mutex object must be always is automatically released when owner thread is terminated.
void *	cb_mem	memory for control block Pointer to a memory for the mutex control block object. Refer to Static Object Memory for more information. Default: NULL to use Automatic Dynamic Allocation for the mutex control block.
uint32_t	cb_size	size of provided memory for control block The size (in bytes) of memory block passed with cb_mem. For RTX, the minimum value is defined with osRtxMutexCbSize (higher values are permitted). Default: 0 as the default is no memory provided with cb_mem.

　　osMutexRecursive：互斥鎖嵌套屬性，同一個線程可以在不鎖定自身的情況下多次使用互斥鎖。每當擁有互斥鎖的線程獲得互斥鎖時，鎖計數就會增加。互斥鎖也必須被釋放多次，直到鎖定計數為零。當互斥量達到0時，互斥量實際上會被釋放，其他線程可以獲取互斥量。

　　osMutexPrioInherit：優先級繼承屬性，使用優先級繼承屬性的互斥鎖將 ”等待線程“ 的優先級轉移給當前互斥鎖的所有者(如果所有者的線程優先級較低)。這確保了低優先級線程不會阻塞高優先級線程。否則，低優先級線程可能持有互斥鎖，但由於另一個中優先級線程而沒有獲得執行時間。如果沒有優先級繼承，等待互斥鎖的高優先級線程將被中優先級線程阻塞，稱為優先級反轉。

　　osMutexRobust：互斥鎖健壯屬性，如果擁有的線程被終止(通過osThreadExit或osThreadTerminate)，健壯的互斥鎖將被自動釋放。非健壯互斥鎖不會被釋放，用戶必須手動確保釋放互斥鎖。

 

　　osMutexId_t osMutexNew (const osMutexAttr_t *attr)：

　　　　創建一個互斥鎖，attr是互斥鎖的屬性，返回執行互斥鎖ID或者NULL。

　　osStatus_t osMutexAcquire (osMutexId_t mutex_id, uint32_t timeout)：

　　　　申請互斥鎖。timeout是等待互斥鎖的節拍數，0代表立即返回，不阻塞；osWaitForever代表一直等待，直到互斥鎖可用。

　　　　返回值：

　　　　　　osOK：獲取互斥鎖成功。

　　　　　　osErrorTimeout：等待超時失敗。

　　　　　　osErrorResource：當沒有指定超時時間時，獲得互斥鎖失敗。

　　　　　　osErrorParameter：mutex_id參數錯誤。

　　　　　　osErrorISR：中斷調用錯誤。

　　osStatus_t osMutexRelease (osMutexId_t mutex_id)：

　　　　釋放互斥鎖。

　　　　返回值：

　　　　　　osOK：釋放互斥鎖成功。

　　　　　　osErrorResource：互斥鎖不能被釋放。當前進程沒有獲取互斥鎖或者不是互斥鎖的擁有者。

　　　　　　osErrorParameter：mutex_id參數錯誤。

　　　　　　osErrorISR：中斷調用錯誤。

osMutexId_t mutex;
const osMutexAttr_t mutex_attr = {
    .name = "_ledThread mutex",
    .attr_bits = osMutexRecursive | osMutexPrioInherit,
    .cb_mem = NULL,
    .cb_size = 0,
};

static void _ledThread(void *argument);

void
test_mutex(void)
{
    osThreadId_t thread;
    
    mutex = osMutexNew(&mutex_attr);
    
    osThreadNew(_ledThread, (void *)1, NULL);
    osThreadNew(_ledThread, (void *)2, NULL);
}

static void
_ledThread(void *argument)
{
    osStatus_t status;
    uint32_t id = (uint32_t)argument;
    uint32_t delay;
    
    if(1 == id) {
        delay = 500;
    } else {
        delay = 1000;
    }
        
    for(;;) {
        status = osMutexAcquire(mutex, osWaitForever);
        if(osOK == status) {
            menuShow(&seg_led, delay, 0);
            osDelay(delay);
            osMutexRelease(mutex);
        }
    }
}