嵌入式操作系统内核原理和开发（互斥量）
下午打开邮箱，打开rawos作者给我发的邮件，甚是惊喜。感谢他对我的支持，因为自己阅读过很多os的代码，包括ucos、rtthread、vxWorks、linux等等，所以阅读rawos对于我来说不算特别辛苦的事情。除了某些细节之外，我对整个系统的设计还算得上是比较了解的，所以也打算把这个代码介绍给大家。能在现实的硬件中使用当然好，如果没有这样的机会，也可以提高个人的认识水平，或者介绍给内部的团队成员，大家一起分析和学习也不失为一个很好的方法。
闲话不多说，话题还是转到我们的主题上面，即互斥量。学过操作系统课程的朋友对这个词汇肯定不会很陌生。和信号量相比，互斥保护的资源一般是的。也是说，资源一份，你占有了，我没有办法占有；当然如果你释放了，此时我有机会占有了。
一切的一切看上去没有什么问题。但是，我们都知道在实时嵌入式系统当中，线程之间的调度是严格按照优先级来进行调度。比方说，优先级为10的任务必须比优先级为11的任务优先得到调度。那么，有同学会问了，那优先级为11的任务什么时候才能得到调度呢，其实这个要求还是蛮苛刻的。要想优先级为11的任务得到调度，此时必须没有优先级10的任务、或者任务pend到资源上了、或者自身delay、或者被人suspend了。否则，优先级为10的任务会这么一直运行下去。那，这和我们的互斥量有什么关系呢？请听我一一讲来。
我们假设现在有两个任务都准备运行，分别人任务A、B，优先级依次是10、11。某一段时间后，优先级为10和优先级为11的任务都在尝试获取某个资源。本来按照优先级的先后顺序，优先级为10的任务应该率先获取资源，这都没问题。但是，假设在尝试获取资源前，优先级为10的任务开了个小差，sleep一会，那么这个时候优先级为11的任务可以开始运行了。等到优先级为10的任务苏醒过来，想重新获取资源的时候，惊讶地发现资源早被别人给占了。因为资源目前只有一份，所以它只好把自己pend到等待队列里面，慢慢等待好心人能快点把资源释放出来。一切的一切看上去没有什么问题，但是这却和实时系统设计的初衷是相违背的。前面我们规定高优先级的任务必须优先得到运行的机会，而目前这种情况和我们的设计原则是背道而驰的。
当然这个问题很早被大家发现了，大家也在尝试不同的方法来解决。目前使用的比较多的是两种方法，一种是给互斥量设定一个优先级，另外一种是对优先级进行继承处理。看上去是两种方法，其实目的只有一个，是让那些占有互斥量的thread提高优先级，赶快运行结束，把资源还给后面真正需要的人。看上去一切解决得都很完美，但是大家有没有考虑过这样一个问题，如果线程连续占有多个互斥量，优先级又该怎么处理？如果pend的任务被修改了优先级该怎么处理？如果这两种方法一起被使用，那又该怎么处理？我想，这是作者在后期对互斥量代码进行重构的原因吧。当然了，上面讨论的内容已经是比较深的了，大家可以看看早期互斥量是怎么设计的，慢慢来，这样才会对作者的设计意图更加了解一些。
老规矩，我们首先看看互斥量是怎么设计的，
typedef struct RAW_MUTEX { RAW_COMMON_BLOCK_OBJECT common_block_obj; RAW_U8 count; /*ponit to occupy task*/ RAW_TASK_OBJ *occupy; /*occupy task original priority*/ RAW_U8 occupy_original_priority; } RAW_MUTEX;
看上去互斥量的东西多一点，其实也还可以，只要大家明白了互斥量处理逻辑再回头来看看这些东西的时候，认识会更加深刻。我们看看，数据结构里面都有什么，
（1）通用互斥结构，这在前面信号量的时候已经介绍过一遍；
（2）计数，判断资源是否还在；
（3）当前所属的任务；
（4）该任务原来的优先级。
说好了基本结构，我们看看互斥量的构造、申请、释放、删除函数是怎么设计的，首先当然还是初始化函数，
RAW_U16 raw_mutex_create(RAW_MUTEX *mutex_ptr， RAW_U8 *name_ptr) { #if (RAW_MUTEX_FUNCTION_CHECK > 0) if (mutex_ptr == 0) return RAW_NULL_OBJECT; #endif /*Init the list*/ list_init(&mutex_ptr->common_block_obj.block_list); mutex_ptr->common_block_obj.block_way = 0; mutex_ptr->common_block_obj.name = name_ptr; /*No one occupy mutex yet*/ mutex_ptr->occupy = 0; /*resource is available at init state*/ mutex_ptr->count = 1; mutex_ptr->occupy_original_priority = 0; return RAW_SUCCESS; }
