Dacă laboratorul trecut a fost destinat semafoarelor, cel de astăzi este dedicat mutexurilor.

Semafoarele binare și mutexurile sunt similare, dar prezintă două diferențe principale:

• Task-ul care a blocat mutexul trebuie obligatoriu să îl și deblocheze pentru a permite accesul altor task-uri la mutex
• Mutexul oferă un mecanism de prioritizare:
  • Dacă un task cu prioritate mai mare vrea să blocheze un mutex deja folosit, task-ul care utilizează în prezent mutexul va avea crescută temporar prioritatea
  • Este implementată o coadă cu priorități pentru task-urile care vor să blocheze un mutex

În schimb, semafoarele binare blocate pot fi deblocate de orice alt task și nu există un mecanism de prioritizare.

Similar cu semafoarele, mutexurile sunt referite cu ajutorul handle-urilor. De asemenea, pentru a le utiliza, este necesară declararea bibliotecii semphr.h.

// Include biblioteca FreeRTOS
#include <Arduino_FreeRTOS.h>
 
// Include biblioteca pentru semafoare
#include <semphr.h>
 
// Declară o variabilă globală de tipul SemaphoreHandle_t
SemaphoreHandle_t mutex;

În Documentația oficială FreeRTOS, API-ul corespunzător este prezentat începând cu pagina 208, împreună cu exemple de utilizare pentru fiecare funcție.

După cum am specificat anterior, există câteva diferențe între semafoarele binare și mutexuri. Întrucât pot fi deblocate de orice task, semafoarele binare sunt mai potrivite atunci când avem nevoie de o sincronizare a două taskuri.

Pe de altă parte, mutexurile sunt utilizate în principal pentru gestionarea accesului la o resursă partajată și sunt create cu ajutorul funcției xSemaphoreCreateMutex(), care alocă spațiu în heap. Dacă valoarea întoarsă este NULL, nu există suficientă memorie disponibilă.

Exemplu:

SemaphoreHandle_t xSemaphore;
void vATask( void * pvParameters )
{
 xSemaphore = xSemaphoreCreateMutex(); // Apelare funcție creare mutex
 if( xSemaphore == NULL )
 {
 /* Spațiu de memorie insuficient */
 }
 else
 {
 /* Mutexul poate fi utilizat */
 }
}

Pentru a lucra cu mutexurile, se utilizează același funcții ca în cazul semafoarelor. Funcțiile de interes sunt:

• UBaseType_t uxSemaphoreGetCount( SemaphoreHandle_t xSemaphore ) - întoarce valoarea mutexului (0 sau 1)
• BaseType_t xSemaphoreGive( SemaphoreHandle_t xSemaphore ) - eliberează mutexul
• BaseType_t xSemaphoreTake( SemaphoreHandle_t xSemaphore, TickType_t xTicksToWait) - blochează mutexul. Al doilea parametru specifică timpul maxim pe care un task îl poate petrece așteptând deblocarea mutexului, dacă este deja blocat de un alt task. După depășirea acestui timp, taksul își continuă execuția
• void vSemaphoreDelete( SemaphoreHandle_t xSemaphore ) - șterge mutexul referit prin handle