互斥量(Mutex)是表现互斥现象的数据结构，本质上是一把锁，提供对资源的独占访问，通常作为保护多线程的临界区，当线程需要访问临界区时，调用k_mutex_lock，如果当前互斥量是解锁状态，则调用成功，调用线程可自由进入临界区，如果互斥量已经枷锁，调用线程会被阻塞，知道临界区中所有的线程完成并调用k_mutex_unlock。
互斥量有以下特性：
本章节在上个章节-同步之信号量基础上讲解互斥量的使用场景和使用方法，通过本章节学习，开发者可以了解到：
TIP
更多关于互斥量的描述请学习内核-互斥量 章节。
K_MUTEX_DEFINE(name)
静态定义并初始化互斥量。使用互斥量需要包含头文件#include <zephyr/kernel.h>。该互斥量可以在定义的模块之外去使用，但是需要做如下声明：
extern struct k_mutex <name>;
参数说明
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| name | 互斥量名字 |
int k_mutex_init(struct k_mutex *mutex);
初始化互斥锁，互斥量在使用之前必须先进行初始化，与K_MUTEX_DEFINE的区别是k_mutex_init使用的互斥量需要先进行声明定义。
成功返回0，失败返回非0。
参数说明
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| mutex | 互斥量指针，这里传入的互斥量指针需要先进行声明定义 |
int k_mutex_lock(struct k_mutex *mutex, k_timeout_t timeout);
加锁互斥锁。如果互斥锁被另一个线程锁定，则调用线程将等待，直到互斥锁可用或发生超时。允许线程加锁已锁定的互斥锁，操作立即完成，锁计数量增加1。不能在中断服务函数中加锁。
参数说明
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| mutex | 互斥量指针 |
| timeout | 加锁互斥锁的超时时间，或者可以指定设置成K_NO_WAIT或K_FOREVER |
返回值说明
| 返回值 | 说明 |
|---|---|
| 0 | 成功加锁 |
| -EBUSY | 函数未等待就立即返回 |
| -EAGAIN | 加锁超时 |
void k_mutex_unlock(struct k_mutex *mutex);
释放互斥锁。释放的互斥锁必须已经被加锁。由于所有权和优先级继承原因，在中断服务程序中可能无法释放互斥锁，互斥量只能在线程中操作。
参数说明
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| mutex | 互斥量指针 |
返回值说明
| 返回值 | 说明 |
|---|---|
| 0 | 成功释放互斥锁 |
| -EPERM | 当前线程未拥有互斥量 |
| -EINVAL | 互斥量未被锁定 |
更多Mutex API接口 可以在zephyr官网Mutex APIs中找到。
注意使用互斥量需要包含头文件#include <zephyr/kernel.h>。
以下是互斥量使用例程，两个线程都要访问同一个IO资源，但IO同时只能被独占访问，因此需要使用互斥量来实现，实现代码如下：
互斥量初始化
一个互斥量使用一个类型为 k_mutex 的变量定义，有两种方式可以完成互斥量的初始化：
K_MUTEX_DEFINE(my_mutex);
struct k_mutex my_mutex;
k_mutex_init(&my_mutex);
加锁和解锁互斥量
#define LED0_NODE_ID DT_NODELABEL(gpioa)
#define PIN 5
#define FLAGS 0
#define A_STACK_SIZE 4096
#define B_STACK_SIZE 4096
K_THREAD_STACK_DEFINE(thread_a_area, A_STACK_SIZE);
K_THREAD_STACK_DEFINE(thread_b_area, B_STACK_SIZE);
struct k_thread thread_a_data;
struct k_thread thread_b_data;
void main(void)
{
...
dev = DEVICE_DT_GET(LED0_NODE_ID);
ret = gpio_pin_configure(dev, PIN, GPIO_OUTPUT_ACTIVE | FLAGS);
...
struct k_mutex my_mutex;
k_mutex_init(&my_mutex);
...
/* create thread_a and thread_b */
int pri = k_thread_priority_get(k_current_get());
k_thread_create(&thread_a_data, thread_a_area,
K_THREAD_STACK_SIZEOF(thread_a_area),
thread_a, NULL, NULL, NULL, pri, 0, K_NO_WAIT);
k_thread_create(&thread_b_data, thread_b_area,
K_THREAD_STACK_SIZEOF(thread_b_area),
thread_b, NULL,NULL, NULL, pri, 0, K_NO_WAIT);
}
/*线程A操作IO时对互斥量的操作*/
thread_a()
{
k_mutex_lock(&my_mutex, K_FOREVER);
/*操作GPIO*/
gpio_pin_set(dev, PIN, 1);
k_mutex_unlock(&my_mutex);
}
/*线程B操作IO时对互斥量的操作*/
thread_b()
{
k_mutex_lock(&my_mutex, K_FOREVER);
/*操作GPIO*/
gpio_pin_set(dev, PIN, 0);
k_mutex_unlock(&my_mutex);
}
TIP
本章节讲解的同步之互斥量内容在csk6 sdk中提供具体的实现sample，开发者可以根据以上参考代码完成轮询的应用实现，以提升开发熟练度。