实时操作系统（RTOS）中Event、 Semaphore、 Mutex 、 MessageQueue相关函数汇总及功能介绍

目录

1. 事件（Event）

创建事件

设置事件

清除事件

等待事件

获取事件

2. 信号量（Semaphore）

创建信号量

获取信号量

释放信号量

3. 互斥锁（Mutex）

创建互斥锁

获取互斥锁

释放互斥锁

4. 消息队列（Message Queue）

创建消息队列

发送消息

接收消息

删除消息队列

总结

        在实时操作系统（RTOS）中，事件（Event）、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue）是常用的同步和通信机制。下面是这些机制的相关函数及其功能介绍，以 CMSIS-RTOS v2 API 为例：

1. 事件（Event）

创建事件

• osEventFlagsId_t osEventFlagsNew(const osEventFlagsAttr_t *attr);
  • 功能：创建一个新的事件标志组。
  • 参数：
    • attr：事件标志组的属性，可以为 NULL 或包含名称等信息。
  • 返回值：事件标志组的 ID，如果创建失败则返回 NULL。

设置事件

• osStatus_t osEventFlagsSet(osEventFlagsId_t ef_id, uint32_t flags);
  • 功能：设置一个或多个事件标志位。
  • 参数：
    • ef_id：事件标志组的 ID。
    • flags：要设置的标志位。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

清除事件

• osStatus_t osEventFlagsClear(osEventFlagsId_t ef_id, uint32_t flags);
  • 功能：清除一个或多个事件标志位。
  • 参数：
    • ef_id：事件标志组的 ID。
    • flags：要清除的标志位。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

等待事件

• uint32_t osEventFlagsWait(osEventFlagsId_t ef_id, uint32_t flags, uint32_t options, uint32_t timeout);
  • 功能：等待一个或多个事件标志位被设置。
  • 参数：
    • ef_id：事件标志组的 ID。
    • flags：要等待的标志位。
    • options：等待选项（如 osFlagsWaitAny 或 osFlagsWaitAll）。
    • timeout：超时时间（毫秒），osWaitForever 表示无限期等待。
  • 返回值：当前设置的标志位。

获取事件

• uint32_t osEventFlagsGet(osEventFlagsId_t ef_id);
  • 功能：获取当前设置的事件标志位。
  • 参数：
    • ef_id：事件标志组的 ID。
  • 返回值：当前设置的标志位。

2. 信号量（Semaphore）

创建信号量

• osSemaphoreId_t osSemaphoreNew(uint32_t max_count, uint32_t initial_count, const osSemaphoreAttr_t *attr);
  • 功能：创建一个新的信号量。
  • 参数：
    • max_count：信号量的最大计数值。
    • initial_count：信号量的初始计数值。
    • attr：信号量的属性，可以为 NULL 或包含名称等信息。
  • 返回值：信号量的 ID，如果创建失败则返回 NULL。

获取信号量

• osStatus_t osSemaphoreAcquire(osSemaphoreId_t semaphore_id, uint32_t timeout);
  • 功能：获取一个信号量令牌。
  • 参数：
    • semaphore_id：信号量的 ID。
    • timeout：超时时间（毫秒），osWaitForever 表示无限期等待。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

释放信号量

• osStatus_t osSemaphoreRelease(osSemaphoreId_t semaphore_id);
  • 功能：释放一个信号量令牌。
  • 参数：
    • semaphore_id：信号量的 ID。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

3. 互斥锁（Mutex）

创建互斥锁

• osMutexId_t osMutexNew(const osMutexAttr_t *attr);
  • 功能：创建一个新的互斥锁。
  • 参数：
    • attr：互斥锁的属性，可以为 NULL 或包含名称等信息。
  • 返回值：互斥锁的 ID，如果创建失败则返回 NULL。

获取互斥锁

• osStatus_t osMutexAcquire(osMutexId_t mutex_id, uint32_t timeout);
  • 功能：获取一个互斥锁。
  • 参数：
    • mutex_id：互斥锁的 ID。
    • timeout：超时时间（毫秒），osWaitForever 表示无限期等待。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

释放互斥锁

• osStatus_t osMutexRelease(osMutexId_t mutex_id);
  • 功能：释放一个互斥锁。
  • 参数：
    • mutex_id：互斥锁的 ID。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

4. 消息队列（Message Queue）

创建消息队列

• osMessageQueueId_t osMessageQueueNew(uint32_t msg_count, uint32_t msg_size, const osMessageQueueAttr_t *attr);
  • 功能：创建一个新的消息队列。
  • 参数：
    • msg_count：消息队列中的最大消息数。
    • msg_size：每条消息的最大大小（字节）。
    • attr：消息队列的属性，可以为 NULL 或包含名称等信息。
  • 返回值：消息队列的 ID，如果创建失败则返回 NULL。

发送消息

• osStatus_t osMessageQueuePut(osMessageQueueId_t mq_id, const void *msg_ptr, uint32_t msg_prio, uint32_t timeout);
  • 功能：将一条消息放入消息队列。
  • 参数：
    • mq_id：消息队列的 ID。
    • msg_ptr：指向消息的指针。
    • msg_prio：消息的优先级。
    • timeout：超时时间（毫秒），osWaitForever 表示无限期等待。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

接收消息

• osStatus_t osMessageQueueGet(osMessageQueueId_t mq_id, void *msg_ptr, uint32_t *msg_prio, uint32_t timeout);
  • 功能：从消息队列中接收一条消息。
  • 参数：
    • mq_id：消息队列的 ID。
    • msg_ptr：用于存储接收到的消息的指针。
    • msg_prio：用于存储接收到的消息的优先级的指针（可选）。
    • timeout：超时时间（毫秒），osWaitForever 表示无限期等待。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

删除消息队列

• osStatus_t osMessageQueueDelete(osMessageQueueId_t mq_id);
  • 功能：删除一个消息队列。
  • 参数：
    • mq_id：消息队列的 ID。
  • 返回值：操作的状态，成功返回 osOK。

总结

• 事件：用于简单的状态通知和条件检查。
• 信号量：用于控制对共享资源的访问，确保一次只有一个任务可以访问某个资源。
• 互斥锁：用于保护共享资源，确保同一时间只有一个任务可以访问该资源。
• 消息队列：用于在任务之间传递结构化的数据，实现任务间的通信。

选择哪种机制取决于你的具体需求。如果你只需要简单的状态通知，事件可能就足够了；如果你需要控制对共享资源的访问，信号量是一个很好的选择；如果你需要保护共享资源并避免竞争条件，互斥锁会更合适；如果你需要在任务之间传递数据，那么消息队列会更合适。