二十二、freertos信号量

一、信号量
1. 二值信号量：只有两种状态，有或无。
2. 计数信号量：释放一个信号量时，信号量计数值加1。处理一个信号量时，信号量计数值减1。
3. 互斥信号量：是特殊的二值信号量，只能被一个任务访问，其他任务因无法获取信号量而进入阻塞。
4. 递归信号量：对于已经获取信号量的任务，可以重复获取信号量。

使用如下 18 个函数可以实现 FreeRTOS 的信号量(含计数信号量，二值信号量和互斥信号)：

xSemaphoreCreateBinary()

xSemaphoreCreateBinaryStatic()

vSemaphoreCreateBinary()

xSemaphoreCreateCounting()

xSemaphoreCreateCountingStatic()

xSemaphoreCreateMutex()

xSemaphoreCreateMutexStatic()

xSemaphoreCreateRecursiveMutex()

xSemaphoreCreateRecursiveMutexStatic()

vSemaphoreDelete()

xSemaphoreGetMutexHolder()

uxSemaphoreGetCount()

xSemaphoreTake()

xSemaphoreTakeFromISR()

xSemaphoreTakeRecursive()

xSemaphoreGive()

xSemaphoreGiveRecursive()

xSemaphoreGiveFromISR()

二、常用信号量函数接口
1. 创建二值信号量 xSemaphoreCreateBinary()

函数原型：xSemaphoreCreateBinary()
此函数是基于消息队列函数 xQueueGenericCreate 实现的.
#define xSemaphoreCreateBinary()xQueueGenericCreate( ( UBaseType_t ) 1, semSEMAPHORE_QUEUE_ITEM_LENGTH,ueueQUEUE_TYPE_BINARY_SEMAPHORE )
必须在 FreeRTOSConfig.h 中把宏 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 定义为 1。

2. 创建计数信号量 xSemaphoreCreateCounting()

必须在 FreeRTOSConfig.h 中把宏 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 定义为 1。
函 数 原 型：
SemaphoreHandle_t   xSemaphoreCreateCounting( UBaseType_t uxMaxCount,UBaseType_t uxInitialCount);
功能：创建一个计数信号量。
参数：
–uxMaxCount 计数信号量的最大值，当达到这个值的时候，信号量不能再被释放。
–uxInitialCount 创建计数信号量的初始值。
返回值：成功则返回一个计数信号量句柄，不成功则返回 NULL。

3. 信号量删除函数 vSemaphoreDelete()

 函 数 原 型： void vSemaphoreDelete( SemaphoreHandle_t xSemaphore );功 能   ：    删除一个信号量。参 数 ：    xSemaphore 信号量句柄。返 回 值：  无。

4. 信号量释放函数

1). xSemaphoreGive()（任务）
此函数是基于消息队列函数 xQueueGenericSend 实现的。
xSemaphoreGive()是一个用于释放信号量的宏，可以用于二值信号量、计数信号量、互斥量的释放，但不能释放由函数xSemaphoreCreateRecursiveMutex()创建的递归互斥量。
函 数 原 型： xSemaphoreGive( xSemaphore )
功 能 ：    释放信号量。
参 数 ：    xSemaphore 信号量句柄。
返 回 值： pdPASS 创建成功，不成功则返回  err_QUEUE_FULL 。

2). xSemaphoreGiveFromISR()（中断）
xSemaphoreGiveFromISR用于在中断中释放信号量，它不能释放互斥量，这是因为互斥量不可以在中断中使用。
带中断保护的信号量释放其实也是一个宏，真正调用的函数是消息队列xQueueGiveFromISR ()。
函 数 原 型：xSemaphoreGiveFromISR( xSemaphore, pxHigherPriorityTaskWoken )
功 能 ：     用于中断服务程序中释放信号量。
参 数 ： --第 1 个参数是信号量句柄。--第 2 个参数用于保存是否有高优先级任务准备就绪，如果函数执行完毕后，此参数的数值是 pdTRUE，说明有高优先级任务要执行，否则没有。
返 回 值： 信号量释放成功返回 pdTRUE，否则返回 errQUEUE_FULL。

5. 信号量获取函数

1). xSemaphoreTake()（任务）
xSemaphoreTake()函数用于获取信号量，获取的信号量对象可以是二值信号量、计数信号量和互斥量，但是不可以获取递归互斥量. 其实获取信号量是一个宏，真正调用的函数是 xQueueGenericReceive ()。

函 数 原 型：
#define xSemaphoreTake( xSemaphore, xBlockTime )xQueueGenericReceive( ( QueueHandle_t ) ( xSemaphore ),NULL,( xBlockTime ),pdFALSE )
功 能 ： 获取一个信号量， 可以是二值信号量、 计数信号量、互斥量。
参 数 ：
--xSemaphore 信号量句柄。--xBlockTime 等待信号量可用的最大超时时间，单位为 tick（即系统节拍周期） 。
如果宏 INCLUDE_vTaskSuspend 定义为 1 且形参 xTicksToWait 设置为portMAX_DELAY ， 则任务将一直阻塞在该信号量上。
返 回 值： 获取成功则返回 pdTRUE ，没有获取成功则返回errQUEUE_EMPTY。

2). xSemaphoreTakeFromISR()（中断）
与 xSemaphoreTake()函数不同，它不能用于获取互斥量，因为互斥量不可以在中断中使用。

函 数 原 型：
xSemaphoreTakeFromISR(SemaphoreHandle_t xSemaphore,signed BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken)功 能 ：在中断中获一个信号量（其实很少在中断中获取信号量） 。可以是二值信号量、计数信号量。参 数 ： --xSemaphore 信号量句柄。--pxHigherPriorityTaskWoken 用于保存是否有高优先级任务准备就绪，为 pdTRUE中断退出前执行一次上下文切换返 回 值：获取成功则返回 pdTRUE， 没有获取成功则返回 errQUEUE_EMPTY 。

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