freeRTOS的SemaphoreHandle_t信号量，xSemaphoreCreateBinary()、xSemaphoreCreateCounting()、xSemaphoreCreateMu

yky189

于 2025-01-03 10:12:37 发布

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文章标签： freertos 信号量互斥锁

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SemaphoreHandle_t

SemaphoreHandle_t是一个通用的信号量句柄类型，可以用于各种类型的信号量，包括二进制信号量、计数信号量和互斥信号量。它是一个void*类型的指针，用于标识一个信号量对象。主要的操作函数包括创建、获取和释放信号量等。例如：

‌创建信号量‌：xSemaphoreCreateBinary()、xSemaphoreCreateCounting()、xSemaphoreCreateMutex()等。
‌获取信号量‌：xSemaphoreTake()。
‌释放信号量‌：xSemaphoreGive()。

xSemaphoreCreateBinary()、xSemaphoreCreateCounting() 、xSemaphoreCreateMutex() 是用于创建不同类型的信号量的 API 函数

1. xSemaphoreCreateBinary()

功能：创建一个二值信号量（Binary Semaphore）。

特性：信号量的值只有 0 和 1 两种状态。

常用于任务间同步，或者中断与任务的通信（如事件触发）。

用法：

SemaphoreHandle_t xBinarySemaphore = xSemaphoreCreateBinary();
if (xBinarySemaphore != NULL) {
    // 成功创建信号量
    xSemaphoreGive(xBinarySemaphore); // 初始状态设为 1（可用）
}

例子：中断触发事件时，通知任务处理：

void ISR_Handler() {
    BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
    xSemaphoreGiveFromISR(xBinarySemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken);
    portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}

void TaskFunction(void *pvParameters) {
    for (;;) {
        if (xSemaphoreTake(xBinarySemaphore, portMAX_DELAY)) {
            // 处理中断事件
        }
    }
}

2. xSemaphoreCreateCounting()

功能：创建一个计数信号量（Counting Semaphore）。

特性：信号量的值可以在一个范围内递增或递减。

常用于管理资源的可用数量，例如线程池或固定资源的并发访问。

用法：

SemaphoreHandle_t xCountingSemaphore = xSemaphoreCreateCounting(5, 0);
if (xCountingSemaphore != NULL) {
    // 最大值为 5，初始值为 0
    xSemaphoreGive(xCountingSemaphore); // 增加信号量
}

例子：限制任务对资源的并发访问数量：

SemaphoreHandle_t xResourceSemaphore;

void InitResources() {
    xResourceSemaphore = xSemaphoreCreateCounting(3, 3); // 最大值和初始值均为 3
}

void TaskFunction(void *pvParameters) {
    for (;;) {
        if (xSemaphoreTake(xResourceSemaphore, portMAX_DELAY)) {
            // 访问资源
            vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 模拟资源使用
            xSemaphoreGive(xResourceSemaphore); // 释放资源
        }
    }
}

3. xSemaphoreCreateMutex()

功能：创建一个互斥信号量（Mutex）。

特性：互斥信号量是二值信号量的特殊实现，带有任务优先级继承功能。

常用于保护共享资源，防止竞争条件。

用法：

SemaphoreHandle_t xMutex = xSemaphoreCreateMutex();
if (xMutex != NULL) {
    // 成功创建互斥信号量
}

例子：保护共享资源的访问：

SemaphoreHandle_t xMutex;

void TaskFunction(void *pvParameters) {
    for (;;) {
        if (xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY)) {
            // 访问共享资源
            vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50)); // 模拟资源使用
            xSemaphoreGive(xMutex); // 释放资源
        }
    }
}

osMutexId_t

有时候可能大家还会看到这种的信号量，这个是CMSIS-RTOS v2 的互斥量句柄类型。用于与 CMSIS-RTOS API 兼容的互斥量操作，它的功能和xSemaphoreCreateMutex()创建的信号量是一样的。

定义：CMSIS-RTOS v2 的互斥量句柄类型。

用途：用于与 CMSIS-RTOS API 兼容的互斥量操作。

代码示例：

osMutexId_t myMutex = osMutexNew(NULL);
if (myMutex != NULL) {
    osMutexAcquire(myMutex, osWaitForever);
    // 临界区操作
    osMutexRelease(myMutex);
}