使用mBed OS Serial接收中断时运行期触发Mutex错误排查

在B-L475E-IOT01A1开发板上运行旧版本Mbed OS，未手动使用任何线程或Mutex，编写了仅读取并存储串口缓冲区的测试代码，触发接收中断时抛出Mutex相关错误，即使清空中断函数内容仍报错。更新Mbed至最新版本并改用无缓冲串口类后问题解决，以下是旧版本报错的具体原因：

测试代码 #

#include "mbed.h"

Serial device(USBTX, USBRX);  // tx, rx

DigitalOut led1(LED1);

void Rx_interrupt();

// Circular buffers for serial TX and RX data - used by interrupt routines
const int buffer_size = 255;
// might need to increase buffer size for high baud rates
char rx_buffer[buffer_size+1];
// Circular buffer pointers
// volatile makes read-modify-write atomic 
volatile int rx_in=0;
volatile int rx_out=0;

// main test program
int main() {
    device.baud(9600);

// Setup a serial interrupt function to receive data
    device.attach(&Rx_interrupt, Serial::RxIrq);

    while (1) {

    }
}

// Interupt Routine to read in data from serial port
void Rx_interrupt() {
    led1=1;
// Loop just in case more than one character is in UART's receive FIFO buffer
// Stop if buffer full
    while ((device.readable()) && (((rx_in + 1) % buffer_size) != rx_out)) {
        rx_buffer[rx_in] = device.getc();
        rx_in = (rx_in + 1) % buffer_size;
    }
    led1=0;
    return;
}

触发的错误信息 #

++ MbedOS Error Info ++
Error Status: 0x80010133 Code: 307 Module: 1
Error Message: Mutex: 0x1000158C, Not allowed in ISR context
Location: 0x800A64D
Error Value: 0x1000158C
Current Thread: main  Id: 0x20000354 Entry: 0x8007BF5 StackSize: 0x1000 StackMem: 0x10000418 SP: 0x20017EA8 
-- MbedOS Error Info --

旧版本报错原因 #

旧版本的Serial类内部实现依赖带缓冲的串口机制，为了保证多线程下的缓冲区操作安全，底层会使用Mutex做同步控制。当你调用device.attach()注册中断回调后，中断触发时会进入ISR（中断服务程序）上下文，而Mbed OS的Mutex明确禁止在ISR中被操作——哪怕你的中断函数里没显式调用Mutex，Serial类的底层中断处理逻辑（比如维护内部缓冲区）会自动尝试获取Mutex，这直接违反了ISR的操作规则，因此触发错误。

即便清空Rx_interrupt函数内容，Serial类的底层中断处理流程依然会执行，依然会触发Mutex的非法调用，所以错误无法消除。

解决逻辑验证 #

更新到最新版本Mbed OS后改用无缓冲串口类（如RawSerial或UnbufferedSerial），这类串口类内部不依赖Mutex做同步，完全适配ISR上下文的操作场景，因此不会触发该错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jonathan wheadon