本篇內(nèi)容主要講解“LiteOS互斥鎖怎么使用”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“LiteOS互斥鎖怎么使用”吧!
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在多任務(wù)環(huán)境下，往往存在多個任務(wù)競爭同一共享資源的應(yīng)用場景，互斥鎖可被用于對共享資源的保護從而實現(xiàn)獨占式訪問?；コ怄i(mutex)又稱互斥型信號量，是一種特殊的二值信號量，用于實現(xiàn)對共享資源的獨占式處理。另外，Huawei LiteOS提供的互斥鎖通過優(yōu)先級繼承算法，解決了優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)問題。
多任務(wù)環(huán)境下會存在多個任務(wù)訪問同一公共資源的場景，而有些公共資源是非共享的，需要任務(wù)進行獨占式處理。
互斥鎖怎樣來避免這種沖突呢？
在任意時刻，互斥鎖的狀態(tài)只有兩種：開鎖和閉鎖。
當有任務(wù)持有時，互斥鎖處于閉鎖狀態(tài)，這個任務(wù)獲得該互斥鎖的所有權(quán)。當該任務(wù)釋放它時，該互斥鎖被開鎖，任務(wù)失去該互斥鎖的所有權(quán)。當一個任務(wù)持有互斥鎖時，其他任務(wù)將不能再對該互斥鎖進行開鎖或持有。
那么，當一個互斥鎖為加鎖狀態(tài)時，此時其他任務(wù)如果想訪問這個公共資源則會被阻塞，直到互斥鎖被持有該鎖的任務(wù)釋放后，其他任務(wù)才能重新訪問該公共資源，此時互斥鎖再次上鎖，如此確保同一時刻只有一個任務(wù)正在訪問這個公共資源，保證了公共資源操作的完整性。
互斥鎖可以提供任務(wù)之間的互斥機制，用來防止兩個任務(wù)在同一時刻訪問相同的共享資源。
除此之外，互斥鎖還可以被用于防止多任務(wù)同步時造成優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)的問題。
Huawei LiteOS 系統(tǒng)中的互斥鎖模塊為用戶提供創(chuàng)建/刪除互斥鎖、獲取/釋放互斥鎖的功能。
Huawei LiteOS 系統(tǒng)中提供的互斥鎖 API 都是以 LOS 開頭，但是這些 API 使用起來比較復雜，所以本文中我們使用 Huawei IoT Link SDK 提供的統(tǒng)一API接口進行實驗，這些接口底層已經(jīng)使用 LiteOS 提供的API實現(xiàn)，對用戶而言更為簡潔，API列表如下：
osal的api接口聲明在
相關(guān)的接口定義在osal.c中，基于LiteOS的接口實現(xiàn)在 liteos_imp.c文件中：
| 接口名 | 功能描述 |
|---|---|
| osal_mutex_create | 創(chuàng)建互斥鎖 |
| osal_mutex_del | 刪除互斥鎖 |
| osal_mutex_lock | 獲取互斥鎖(上鎖) |
| osal_mutex_unlock | 釋放互斥鎖(解鎖) |
osal_mutex_create接口用于創(chuàng)建一個互斥鎖，其接口原型如下：
重慶分公司
重慶分公司
bool_t osal_mutex_create(osal_mutex_t *mutex)
{
bool_t ret = false;
if((NULL != s_os_cb) &&(NULL != s_os_cb->ops) &&(NULL != s_os_cb->ops->mutex_create))
{
ret = s_os_cb->ops->mutex_create(mutex);
}
return ret;
}該接口的參數(shù)說明如下表：
| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| mutex | 互斥鎖索引ID的地址 |
| 返回值 | false - 創(chuàng)建失敗 |
| 返回值 | true - 創(chuàng)建成功 |
osal_mutex_del接口用于刪除一個互斥鎖，其接口原型如下：
bool_t osal_mutex_del(osal_mutex_t mutex)
{
bool_t ret = false;
if((NULL != s_os_cb) &&(NULL != s_os_cb->ops) &&(NULL != s_os_cb->ops->mutex_del))
{
ret = s_os_cb->ops->mutex_del(mutex);
}
return ret;
}該接口的參數(shù)說明如下表：
| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| mutex | 互斥鎖索引ID |
| 返回值 | false - 刪除失敗 |
| 返回值 | true - 刪除成功 |
osal_mutex_lock接口用于獲取一個互斥鎖，其接口原型如下：
bool_t osal_mutex_lock(osal_mutex_t mutex)
{
bool_t ret = false;
if((NULL != s_os_cb) &&(NULL != s_os_cb->ops) &&(NULL != s_os_cb->ops->mutex_lock))
{
ret = s_os_cb->ops->mutex_lock(mutex);
}
return ret;
}| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| mutex | 互斥鎖索引ID |
| 返回值 | false - 申請失敗 |
| 返回值 | true - 申請成功 |
osal_mutex_unlock接口用于釋放一個互斥鎖，如果有任務(wù)阻塞等待該互斥鎖，則喚醒最早被阻塞的任務(wù)，該任務(wù)進入就緒態(tài)，并進行調(diào)度。
其接口原型如下：
bool_t osal_mutex_unlock(osal_mutex_t mutex)
{
bool_t ret = false;
if((NULL != s_os_cb) &&(NULL != s_os_cb->ops) &&(NULL != s_os_cb->ops->mutex_unlock))
{
ret = s_os_cb->ops->mutex_unlock(mutex);
}
return ret;
}該接口的參數(shù)說明如下表：
| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| mutex | 互斥鎖索引ID |
| 返回值 | false - 釋放失敗 |
| 返回值 | true - 釋放成功 |
本實驗中將創(chuàng)建兩個任務(wù)，一個低優(yōu)先級任務(wù)task1，一個高優(yōu)先級任務(wù)task2，兩個任務(wù)之間依次對共享資源上鎖、操作、解鎖，在串口終端中觀察兩個任務(wù)的運行情況。
首先打開上一篇使用的 HelloWorld 工程，基于此工程進行實驗。
在Demo文件夾右擊，新建文件夾osal_kernel_demo用于存放內(nèi)核的實驗文件（如果已有請忽略這一步）。
接下來在此文件夾中新建一個實驗文件 osal_mutex_demo.c，開始編寫代碼：
/* 使用osal接口需要包含該頭文件 */ #include/* 任務(wù)優(yōu)先級宏定義（shell任務(wù)的優(yōu)先級為10） */ #define USER_TASK1_PRI 12 //低優(yōu)先級 #define USER_TASK2_PRI 11 //高優(yōu)先級 /* 共享資源 */ uint32_t public_value = 0; /* 互斥鎖索引ID */ osal_mutex_t public_value_mutex; /* 任務(wù)task1入口函數(shù) */ static int user_task1_entry() { while(1) { /* 嘗試獲取互斥鎖 */ if(true == osal_mutex_lock(public_value_mutex)) { /* 獲取到互斥鎖，對共享資源進行操作 */ printf("\r\ntask1: lock a mutex.\r\n"); public_value += 10; printf("task1: public_value = %ld.\r\n", public_value); /* 對共享資源操作完畢，釋放互斥鎖 */ printf("task1: unlock a mutex.\r\n\r\n"); osal_mutex_unlock(public_value_mutex); /* 滿足條件則結(jié)束任務(wù) */ if(public_value > 100) break; } } /* while(1)會執(zhí)行結(jié)束，所以需要返回值 */ return 0; } /* 任務(wù)task2入口函數(shù) */ static int user_task2_entry() { while (1) { /* 嘗試獲取互斥鎖 */ if(true == osal_mutex_lock(public_value_mutex)) { /* 獲取到互斥鎖，對共享資源進行操作 */ printf("\r\ntask2: lock a mutex.\r\n"); public_value += 5; printf("task2: public_value = %ld.\r\n", public_value); /* 對共享資源操作完畢，釋放互斥鎖 */ printf("task2: unlock a mutex.\r\n\r\n"); osal_mutex_unlock(public_value_mutex); /* 滿足條件則結(jié)束任務(wù) */ if(public_value > 90) break; /* 優(yōu)先級較高，需要掛起一下，讓task1獲取到互斥鎖，否則task2再次上鎖，形成死鎖 */ osal_task_sleep(10); } } /* while(1)會執(zhí)行結(jié)束，所以需要返回值 */ return 0; } /* 標準demo啟動函數(shù)，函數(shù)名不要修改，否則會影響下一步實驗 */ int standard_app_demo_main() { /* 創(chuàng)建互斥鎖public_value_mutex */ osal_mutex_create(&public_value_mutex); /* 創(chuàng)建任務(wù)task1 */ osal_task_create("user_task1",user_task1_entry,NULL,0x400,NULL,USER_TASK1_PRI); /* 創(chuàng)建任務(wù)task2 */ osal_task_create("user_task2",user_task2_entry,NULL,0x400,NULL,USER_TASK2_PRI); return 0; }
編寫完成之后，要將我們編寫的 osal_mutex_demo.c文件添加到makefile中，加入整個工程的編譯：
這里有個較為簡單的方法，直接修改Demo文件夾下的user_demo.mk配置文件，添加如下代碼：
#example for osal_mutex_demo
ifeq ($(CONFIG_USER_DEMO), "osal_mutex_demo")
user_demo_src = ${wildcard $(TOP_DIR)/targets/STM32L431_BearPi/Demos/osal_kernel_demo/osal_mutex_demo.c}
endif添加位置如圖：
這段代碼的意思是：
如果 CONFIG_USER_DEMO 宏定義的值是osal_mutex_demo，則將osal_mutex_demo.c文件加入到makefile中進行編譯。
那么，如何配置 CONFIG_USER_DEMO 宏定義呢？在工程根目錄下的.sdkconfig文件中的末尾即可配置：
因為我們修改了mk配置文件，所以點擊重新編譯按鈕進行編譯，編譯完成后點擊下載按鈕燒錄程序。
程序燒錄之后，即可看到程序已經(jīng)開始運行，在串口終端中可看到實驗的輸出內(nèi)容：
linkmain:V1.2.1 AT 11:30:59 ON Nov 28 2019 WELCOME TO IOT_LINK SHELL LiteOS:/> task2: lock a mutex. task2: public_value = 5. task2: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 15. task1: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 25. task1: unlock a mutex. task2: lock a mutex. task2: public_value = 30. task2: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 40. task1: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 50. task1: unlock a mutex. task2: lock a mutex. task2: public_value = 55. task2: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 65. task1: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 75. task1: unlock a mutex. task2: lock a mutex. task2: public_value = 80. task2: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 90. task1: unlock a mutex. task1: lock a mutex. task1: public_value = 100. task1: unlock a mutex. task2: lock a mutex. task2: public_value = 105. task2: unlock a mutex.
可以看到，系統(tǒng)啟動后，首先打印版本號，串口shell的優(yōu)先級為10，最先打印shell信息，接下來task1先創(chuàng)建，但是優(yōu)先級較低，所以后創(chuàng)建的task2搶占執(zhí)行，task2獲取到互斥鎖，對共享資源進行操作，操作完畢解鎖，然后主動掛起，task1獲取到互斥鎖，對共享資源進行另一個操作，操作完畢解鎖，在task1操作的時候，task2早已掛起完畢，但是獲取不到互斥鎖，所以掛起等待，在task1解鎖后，堵塞的task2被喚醒開始執(zhí)行。
到此，相信大家對“LiteOS互斥鎖怎么使用”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進入相關(guān)頻道進行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學習！
