FreeRTOS信号量API函数介绍--专用和共用API函数

FreeRTOS中的四种信号量类型（二值信号量、计数信号量、互斥信号量、递归互斥信号量）各自具有专用和共用的API函数。以下是它们的分类说明：

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一、二值信号量（Binary Semaphore）

用途：任务同步、简单互斥（非优先级继承）。
专用API：

• 创建：

  SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateBinary(void);
  

  初始化时信号量为空（不可用），需调用xSemaphoreGive()释放。

• 过时API（不推荐）：

  void vSemaphoreCreateBinary(SemaphoreHandle_t xSemaphore);
  

  需预先定义句柄，初始状态为可用。

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二、计数信号量（Counting Semaphore）

用途：管理多资源池、事件计数。
专用API：

• 创建：

  SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateCounting(UBaseType_t uxMaxCount, UBaseType_t uxInitialCount);
  

  参数指定最大计数值和初始值。

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三、互斥信号量（Mutex）

用途：资源互斥访问，支持优先级继承。
专用API：

• 创建：

  SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateMutex(void);
  

  初始状态为可用（未被占用）。

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四、递归互斥信号量（Recursive Mutex）

用途：同一任务重复获取同一互斥量。
专用API：

• 创建：

  SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateRecursiveMutex(void);
  

• 递归操作：

  xSemaphoreTakeRecursive(SemaphoreHandle_t xMutex, TickType_t xBlockTime);
  xSemaphoreGiveRecursive(SemaphoreHandle_t xMutex);
  

  必须成对调用，释放次数需等于获取次数。

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共用API函数

所有信号量类型均可使用以下API：

1. 获取信号量：

   xSemaphoreTake(SemaphoreHandle_t xSemaphore, TickType_t xBlockTime);
   

   • 用于二值、计数、互斥信号量（递归互斥需用TakeRecursive）。
   • xBlockTime：阻塞时间（portMAX_DELAY表示无限等待）。

2. 释放信号量：

   xSemaphoreGive(SemaphoreHandle_t xSemaphore);
   

   • 用于二值、计数、互斥信号量（递归互斥需用GiveRecursive）。

3. 删除信号量：

   void vSemaphoreDelete(SemaphoreHandle_t xSemaphore);
   

4. 中断安全操作：

   xSemaphoreGiveFromISR(SemaphoreHandle_t xSemaphore, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken);
   xSemaphoreTakeFromISR(SemaphoreHandle_t xSemaphore, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken);
   

   • 仅适用于二值和计数信号量，不可用于互斥量。

5. 查询当前计数值：

   UBaseType_t uxSemaphoreGetCount(SemaphoreHandle_t xSemaphore);
   

   • 返回信号量的当前计数值（二值信号量返回0或1）。

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注意事项

• 互斥量限制：不可在中断中使用，无FromISR版本。
• 递归互斥量：必须使用TakeRecursive/GiveRecursive，否则导致崩溃。
• 优先级反转：互斥量通过优先级继承避免，二值信号量无此机制。
• 初始化差异：二值信号量初始为空，互斥量初始为可用。

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通过合理选择信号量类型及对应的API，可高效实现任务同步、资源管理及临界区保护。