FreeRTOS中信号量又分为二值信号量、计数型信号量、互斥信号量和递归互斥信号量
1：二值信号量
二值信号量通常用于互斥访问或同步，二值信号量和互斥信号量非常类似，但是还是有一
些细微的差别，互斥信号量拥有优先级继承机制，二值信号量没有优先级继承。因此二值信号
另更适合用于同步(任务与任务或任务与中断的同步)，而互斥信号量适合用于简单的互斥访问.
创建：
| 函数名 | 原型 | 功能 |
|---|---|---|
| vSemaphoreCreateBinary () | void vSemaphoreCreateBinary( SemaphoreHandle_t xSemaphore ) | 动 态 创 建 二 值 信 号 量（旧） |
| xSemaphoreCreateBinary() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateBinary( void ) | 动 态 创 建 二 值 信 号 量 |
| xSemaphoreCreateBinaryStatic() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateBinaryStatic( StaticSemaphore_t *pxSemaphoreBuffer ) | 静态创建二值信号量 |
*新版函数创建的二值信号量默认是无效的，而老版本是有效的
释放：
| 函数名 | 原型 | 功能 |
|---|---|---|
| xSemaphoreGive() | BaseType_t xSemaphoreGive( xSemaphore ) | 任务级信号量释放函数 |
| xSemaphoreGiveFromISR() | BaseType_t xSemaphoreGiveFromISR( SemaphoreHandle_t xSemaphore,BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken) | 中断级信号量释放函数 |
获取：
“带走(Taking)”一个信号量意为”获取(Obtain)”或”接收(Receive)”信号量。只有当信号量有效的时候才可以被获取。
| 函数名 | 原型 | 功能 |
|---|---|---|
| xSemaphoreTake() | BaseType_t xSemaphoreTake(SemaphoreHandle_t xSemaphore,TickType_t xBlockTime) | 任务级获取信号量函数 |
| xSemaphoreTakeFromISR() | BaseType_t xSemaphoreTakeFromISR(SemaphoreHandle_t xSemaphore,BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken) | 中断级获取信号量函数 |
应用：
taskENTER_CRITICAL();
SemaphoreHandle_t BinarySemaphore; //二值信号量句柄
BinarySemaphore=xSemaphoreCreateBinary();
taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区
...........................
void task (void )
{
BaseType_t err=pdFALSE;
while(1)
{
if(BinarySemaphore !=NULL) //检查信号量是否成功创建，进入处理
{
err=xSemaphoreTake(BinarySemaphore,portMAX_DELAY);//获取信号量
if(err==pdTRUE)//获取成功
{
............
}
}
}
}
...........................
void XXX_IRQ(void)
{
//释放二值信号量
if(BinarySemaphore!=NULL)
{
xSemaphoreGiveFromISR(BinarySemaphore,&xHigherPriorityTaskWoken);
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);//如果需要的话进行一次任务切换
}
}
2：计数型信号量
计数型信号量叫做数值信号量，二值信号量相当于长度为 1 的队列，那么计数型信号量就是长度大于 1 的队列。同二值信号量一样，用户不需要关心队列中存储了什么数据，只需要关心队列是否为空即可。计数型信号量通常用于如下两个场合：
1 、事件计数
在这个场合中，每次事件发生的时候就在事件处理函数中释放信号量(增加信号量的计数值)，其他任务会获取信号量(信号量计数值减一，信号量值就是队列结构体成员变量uxMessagesWaiting)来处理事件。在这种场合中创建的计数型信号量初始计数值为 0。
2 、资源管理
在这个场合中，信号量值代表当前资源的可用数量，比如停车场当前剩余的停车位数量。一个任务要想获得资源的使用权，首先必须获取信号量，信号量获取成功以后信号量值就会减一。当信号量值为 0 的时候说明没有资源了。当一个任务使用完资源以后一定要释放信号量，释放信号量以后信号量值会加一。在这个场合中创建的计数型信号量初始值应该是资源的数量，比如停车场一共有 100 个停车位，那么创建信号量的时候信号量值就应该初始化为 100。
创建：
| 函数名 | 原型 | 功能 |
|---|---|---|
| xSemaphoreCreateCounting() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateCounting(UBaseType_t uxMaxCount,UBaseType_t uxInitialCount ) | 使用动态方法创建计数型信号量。 |
| xSemaphoreCreateCountingStatic() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateCountingStatic( UBaseType_t uxMaxCount,UBaseType_t uxInitialCount,StaticSemaphore_t * pxSemaphoreBuffer ) | 使用静态方法创建计数型信号量 |
释放和获取： 计数型信号量的释放和获取与二值信号量相同
应用：
//计数型信号量句柄
SemaphoreHandle_t CountSemaphore;//计数型信号量
taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区
CountSemaphore=xSemaphoreCreateCounting(255,0);
taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区
.............................................
u8 semavalue;
BaseType_t err;
if(CountSemaphore!=NULL) //检查信号量是否成功创建，计数型信号量创建成功
{
err=xSemaphoreGive(CountSemaphore);//释放计数型信号量
if(err==pdFALSE){printf("信号量释放失败!!!\r\n");}
semavalue=uxSemaphoreGetCount(CountSemaphore); //获取计数型信号量值
}
.............................................
{
u8 semavalue;
xSemaphoreTake(CountSemaphore,portMAX_DELAY); //等待数值信号量
semavalue=uxSemaphoreGetCount(CountSemaphore); //获取数值信号量值
}
3：互斥信号量
在使用二值信号量时候会遇到优先级翻转这一情况，引申出来互斥信号量这一概念。
互斥信号量其实就是一个拥有优先级继承的二值信号量，在同步的应用中(任务与任务或中断与任务之间的同步)二值信号量最适合。
互斥信号量不能用于中断服务函数中.
创建：
| 函数名 | 原型 | 功能 |
|---|---|---|
| xSemaphoreCreateMutex() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateMutex( void ) | 使用动态方法创建互斥信号量。 |
| xSemaphoreCreateMutexStatic() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateMutexStatic( StaticSemaphore_t *pxMutexBuffer ) | 使用静态方法创建互斥信号量 |
释放和获取： 计数型信号量的释放和获取与二值信号量相同
应用：
taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区
MutexSemaphore=xSemaphoreCreateMutex();
taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区
void task1 (void )
{
xSemaphoreTake(MutexSemaphore,portMAX_DELAY); //获取互斥信号量
...............
xSemaphoreGive(MutexSemaphore); //释放信号量
}
void task2 (void )
{
xSemaphoreTake(MutexSemaphore,portMAX_DELAY); //获取互斥信号量
...............
xSemaphoreGive(MutexSemaphore); //释放信号量
}
4：递归互斥信号量
递归互斥信号量可以看作是一个特殊的互斥信号量，已经获取了互斥信号量的任务就不能
再次获取这个互斥信号量，但是递归互斥信号量不同，已经获取了递归互斥信号量的任务可以
再次获取这个递归互斥信号量，而且次数不限！
要使用递归互斥信号量的话宏 configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 必须为 1！
创建：
| 函数名 | 原型 | 功能 |
|---|---|---|
| xSemaphoreCreateRecursiveMutex() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateRecursiveMutex( void ) | 使用动态方法创建递归互斥信号量。 |
| xSemaphoreCreateRecursiveMutexStatic() | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateRecursiveMutexStatic( StaticSemaphore_t *pxMutexBuffer ) | 使用静态方法创建递归互斥信号量 |
释放和获取： 计数型信号量的释放和获取与二值信号量相同
应用：
SemaphoreHandle_t RecursiveMutex; //递归互斥信号量句柄
//某个任务中创建一个递归互斥信号量
void vATask( void * pvParameters )
{
//没有创建创建递归互斥信号量之前不要使用！
RecursiveMutex = xSemaphoreCreateRecursiveMutex(); //创建递归互斥信号量
for( ;; )
{
/************任务代码**************/
}
}
//任务调用的使用递归互斥信号量的功能函数。
void vAFunction( void )
{
/**********其他处理代码*****************/
if( xMutex != NULL )
{
//获取递归互斥信号量，阻塞时间为 10 个节拍
if( xSemaphoreTakeRecursive( RecursiveMutex, 10 ) == pdTRUE )
{
/***********其他处理过程*************/
//这里为了演示，所以是顺序的获取递归互斥信号量，但是在实际的代码中肯定
//不是这么顺序的获取的，真正的代码中是混合着其他程序调用的。
xSemaphoreTakeRecursive( RecursiveMutex, ( TickType_t ) 10 );
xSemaphoreTakeRecursive( RecursiveMutex, ( TickType_t ) 10 );
//任务获取了三次递归互斥信号量，所以就得释放三次！
xSemaphoreGiveRecursive( RecursiveMutex);
xSemaphoreGiveRecursive( RecursiveMutex);
xSemaphoreGiveRecursive( RecursiveMutex);
//递归互斥信号量释放完成，可以被其他任务获取了
}
else
{
/**********递归互斥信号量获取失败***********/
}
}
}