野火freertos內(nèi)核實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南3-課件第15節(jié)

消息隊(duì)列FreeRTOS內(nèi)核實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南淘寶：論壇：掃描進(jìn)入淘寶店鋪01消息隊(duì)列刪除02消息隊(duì)列發(fā)送消息03消息隊(duì)列讀取消息參考資料:《FreeRTOS內(nèi)核實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南》主講內(nèi)容03消息隊(duì)列使用注意事項(xiàng)vQueueDelete()隊(duì)列刪除函數(shù)是根據(jù)消息隊(duì)列句柄直接刪除的，刪除之后這個(gè)消息隊(duì)列的所有信息都會(huì)被系統(tǒng)回收清空，而且不能再次使用這個(gè)消息隊(duì)列了。xQueue是vQueueDelete()函數(shù)的形參，是消息隊(duì)列句柄，表示的是要?jiǎng)h除哪個(gè)想隊(duì)列。注意：

在消息隊(duì)列有消息的時(shí)候、有任務(wù)阻塞在消息隊(duì)列上等待消息的時(shí)候，盡量不要?jiǎng)h除它，雖然源碼并沒有禁止刪除的操作，但是為了代碼健壯性，還是需要注意的

。向消息隊(duì)列發(fā)送消息任務(wù)或者中斷服務(wù)程序都可以給消息隊(duì)列發(fā)送消息，當(dāng)發(fā)送消息時(shí)，如果隊(duì)列未滿或者允許覆蓋入隊(duì)，F(xiàn)reeRTOS會(huì)將消息拷貝到消息隊(duì)列隊(duì)尾，否則，會(huì)根據(jù)用戶指定的阻塞超時(shí)時(shí)間進(jìn)行阻塞，在這段時(shí)間中，如果隊(duì)列一直不允許入隊(duì)，該任務(wù)將保持阻塞狀態(tài)以等待隊(duì)列允許入隊(duì)。xQueueSend()函數(shù)BaseType_txQueueSend(QueueHandle_txQueue,constvoid*pvItemToQueue,TickType_txTicksToWait);功能用于向隊(duì)列尾部發(fā)送一個(gè)隊(duì)列消息。參數(shù)xQueue隊(duì)列句柄。pvItemToQueue指針，指向要發(fā)送到隊(duì)列尾部的消息。xTicksToWait隊(duì)列滿時(shí)，等待隊(duì)列空閑的最大超時(shí)時(shí)間。如果隊(duì)列滿并且xTicksToWait被設(shè)置成0，函數(shù)立刻返回。超時(shí)時(shí)間的單位為系統(tǒng)節(jié)拍周期，常量portTICK_PERIOD_MS用于輔助計(jì)算真實(shí)的時(shí)間，單位為ms。如果INCLUDE_vTaskSuspend設(shè)置成1，并且指定延時(shí)為portMAX_DELAY將導(dǎo)致任務(wù)掛起（沒有超時(shí)）。返回值消息發(fā)送成功成功返回pdTRUE，否則返回errQUEUE_FULL。xQueueSend()用于向隊(duì)列尾部發(fā)送一個(gè)隊(duì)列消息。消息以拷貝的形式入隊(duì)，而不是以引用的形式。xQueueSendToFron()xQueueSendToFron()是一個(gè)宏，宏展開也是調(diào)用函數(shù)xQueueGenericSend()。用于向隊(duì)列隊(duì)首發(fā)送一個(gè)消息。消息以拷貝的形式入隊(duì)，而不是以引用的形式。函數(shù)BaseType_txQueueSendToFront(QueueHandle_txQueue,constvoid*pvItemToQueue,

TickType_txTicksToWait);功能于向隊(duì)列隊(duì)首發(fā)送一個(gè)消息。參數(shù)xQueue隊(duì)列句柄。pvItemToQueue指針，指向要發(fā)送到隊(duì)首的消息。xTicksToWait隊(duì)列滿時(shí)，等待隊(duì)列空閑的最大超時(shí)時(shí)間。如果隊(duì)列滿并且xTicksToWait被設(shè)置成0，函數(shù)立刻返回。超時(shí)時(shí)間的單位為系統(tǒng)節(jié)拍周期，常量portTICK_PERIOD_MS用于輔助計(jì)算真實(shí)的時(shí)間，單位為ms。如果INCLUDE_vTaskSuspend設(shè)置成1，并且指定延時(shí)為portMAX_DELAY將導(dǎo)致任務(wù)無限阻塞（沒有超時(shí)）。返回值發(fā)送消息成功返回pdTRUE，否則返回errQUEUE_FULL。xQueueGenericSend()上面看到的那些在任務(wù)中發(fā)送消息的函數(shù)都是xQueueGenericSend()展開的宏定義，真正起作用的就是xQueueGenericSend()函數(shù)，根據(jù)指定的參數(shù)不一樣，發(fā)送消息的結(jié)果就不一樣。#define xQueueSend(xQueue,pvItemToQueue,xTicksToWait) \ xQueueGenericSend((xQueue),(pvItemToQueue), \ (xTicksToWait),queueSEND_TO_BACK

)#define xQueueSendToFront(xQueue,pvItemToQueue,xTicksToWait)\ xQueueGenericSend((xQueue),(pvItemToQueue), \ (xTicksToWait),queueSEND_TO_FRONT

)xQueueGenericSend()總結(jié)：如果阻塞時(shí)間不為0，則任務(wù)會(huì)因?yàn)榈却腙?duì)而進(jìn)入阻塞，在將任務(wù)設(shè)置為阻塞的過程中，系統(tǒng)不希望有其它任務(wù)和中斷操作這個(gè)隊(duì)列的xTasksWaitingToReceive列表和xTasksWaitingToSend列表，因?yàn)榭赡芤鹌渌蝿?wù)解除阻塞，這可能會(huì)發(fā)生優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)。因此FreeRTOS使用掛起調(diào)度器禁止其它任務(wù)操作隊(duì)列，因?yàn)閽炱鹫{(diào)度器意味著任務(wù)不能切換并且不準(zhǔn)調(diào)用可能引起任務(wù)切換的API函數(shù)。但掛起調(diào)度器并不會(huì)禁止中斷，中斷服務(wù)函數(shù)仍然可以操作隊(duì)列事件列表，可能會(huì)解除任務(wù)阻塞、可能會(huì)進(jìn)行上下文切換，這也是不允許的。于是，解決辦法是不但掛起調(diào)度器，還要給隊(duì)列上鎖，禁止任何中斷來操作隊(duì)列。xQueueGenericSend()xQueueSendFromISR()函數(shù)BaseType_txQueueSendFromISR(QueueHandle_txQueue,constvoid*pvItemToQueue,BaseType_t*pxHigherPriorityTaskWoken);功能在中斷服務(wù)程序中用于向隊(duì)列尾部發(fā)送一個(gè)消息。參數(shù)xQueue隊(duì)列句柄。pvItemToQueue指針，指向要發(fā)送到隊(duì)列尾部的消息。pxHigherPriorityTaskWoken如果入隊(duì)導(dǎo)致一個(gè)任務(wù)解鎖，并且解鎖的任務(wù)優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前被中斷的任務(wù)，則將*pxHigherPriorityTaskWoken設(shè)置成pdTRUE，然后在中斷退出前需要進(jìn)行一次上下文切換，去執(zhí)行被喚醒的優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)。從FreeRTOSV7.3.0起，pxHigherPriorityTaskWoken作為一個(gè)可選參數(shù)，可以設(shè)置為NULL。返回值消息發(fā)送成功返回pdTRUE，否則返回errQUEUE_FULL。xQueueSendFromISR()是一個(gè)宏，展開后是xQueueGenericSendFromISR()。它是xQueueSend()的中斷保護(hù)版本，用于在中斷中發(fā)送消息。xQueueSendToFrontFromISR()函數(shù)BaseType_txQueueSendToFrontFromISR(QueueHandle_txQueue,constvoid*pvItemToQueue,BaseType_t*pxHigherPriorityTaskWoken);功能在中斷服務(wù)程序中用于向消息隊(duì)列隊(duì)首發(fā)送一個(gè)消息。參數(shù)xQueue隊(duì)列句柄。pvItemToQueue指針，指向要發(fā)送到隊(duì)首的消息。pxHigherPriorityTaskWoken如果入隊(duì)導(dǎo)致一個(gè)任務(wù)解鎖，并且解鎖的任務(wù)優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前被中斷的任務(wù)，則將*pxHigherPriorityTaskWoken設(shè)置成pdTRUE，然后在中斷退出前需要進(jìn)行一次上下文切換，去執(zhí)行被喚醒的優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)。從FreeRTOSV7.3.0起，pxHigherPriorityTaskWoken作為一個(gè)可選參數(shù)，可以設(shè)置為NULL。返回值消息發(fā)送成功返回pdTRUE，否則返回errQUEUE_FULL。xQueueSendToFrontFromISR()是一個(gè)宏，展開后是xQueueGenericSendFromISR()。它是xQueueSendToFront()的中斷保護(hù)版本，用于在中斷中發(fā)送消息到隊(duì)列首部。xQueueGenericSendFromISR()xQueueGenericSendFromISR()函數(shù)只能用于中斷中執(zhí)行，是不帶阻塞機(jī)制的。當(dāng)成功入隊(duì)后，如果有因?yàn)榈却鲫?duì)而阻塞的任務(wù)，系統(tǒng)會(huì)將該任務(wù)解除阻塞，要注意的是，解除了任務(wù)并不是會(huì)馬上運(yùn)行的，只是任務(wù)會(huì)被掛到就緒列表中。在執(zhí)行解除阻塞操作之前，會(huì)判斷隊(duì)列是否上鎖。如果沒有上鎖，則可以解除被阻塞的任務(wù)，然后根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)情況來決定是否需要進(jìn)行任務(wù)切換；如果隊(duì)列已經(jīng)上鎖，則不能解除被阻塞的任務(wù)，只能是記錄xTxLock的值，表示隊(duì)列上鎖期間消息入隊(duì)的個(gè)數(shù)，也用來記錄可以解除阻塞任務(wù)的個(gè)數(shù)，在隊(duì)列解鎖中會(huì)將任務(wù)解除阻塞。讀取消息當(dāng)任務(wù)試圖讀隊(duì)列中的消息時(shí)，可以指定一個(gè)阻塞超時(shí)時(shí)間，當(dāng)且僅當(dāng)消息隊(duì)列中有消息的時(shí)候，任務(wù)才能讀取到消息。在這段時(shí)間中，如果隊(duì)列為空，該任務(wù)將保持阻塞狀態(tài)以等待隊(duì)列數(shù)據(jù)有效。當(dāng)其它任務(wù)或中斷服務(wù)程序往其等待的隊(duì)列中寫入了數(shù)據(jù)，該任務(wù)將自動(dòng)由阻塞態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)。當(dāng)任務(wù)等待的時(shí)間超過了指定的阻塞時(shí)間，即使隊(duì)列中尚無有效數(shù)據(jù)，任務(wù)也會(huì)自動(dòng)從阻塞態(tài)轉(zhuǎn)移為就緒態(tài)。xQueueReceive()xQueueReceive()是一個(gè)宏，宏展開是調(diào)用函數(shù)xQueueGenericReceive()。xQueueReceive()用于從一個(gè)隊(duì)列中接收消息并把消息從隊(duì)列中刪除。接收的消息是以拷貝的形式進(jìn)行的，所以我們必須提供一個(gè)足夠大空間的緩沖區(qū)來存儲(chǔ)讀取到的數(shù)據(jù)。函數(shù)原型BaseType_txQueueReceive(QueueHandle_txQueue,void*pvBuffer,TickType_txTicksToWait);功能用于從一個(gè)隊(duì)列中接收消息，并把接收的消息從隊(duì)列中刪除。參數(shù)xQueue隊(duì)列句柄。pvBuffer指針，指向接收到要保存的數(shù)據(jù)。xTicksToWait隊(duì)列空時(shí)，阻塞超時(shí)的最大時(shí)間。如果該參數(shù)設(shè)置為0，函數(shù)立刻返回。超時(shí)時(shí)間的單位為系統(tǒng)節(jié)拍周期，常量portTICK_PERIOD_MS用于輔助計(jì)算真實(shí)的時(shí)間，單位為ms。如果INCLUDE_vTaskSuspend設(shè)置成1，并且指定延時(shí)為portMAX_DELAY將導(dǎo)致任務(wù)無限阻塞。返回值隊(duì)列項(xiàng)接收成功返回pdTRUE，否則返回pdFALSE。xQueuePeek()其實(shí)這個(gè)函數(shù)與xQueueReceive()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式一樣，連使用方法都一樣，只不過xQueuePeek()函數(shù)接收消息完畢不會(huì)刪除消息隊(duì)列中的消息而已。#define xQueueReceive(xQueue,pvBuffer,xTicksToWait) \ xQueueGenericReceive((xQueue),(pvBuffer), \ (xTicksToWait),pdFALSE)#define xQueuePeek(xQueue,pvBuffer,xTicksToWait) \ xQueueGenericReceive((xQueue),(pvBuffer), \ (xTicksToWait),pdTRUE)xQueueGenericReceive()任務(wù)調(diào)用接收函數(shù)收取隊(duì)列消息，函數(shù)首先判斷當(dāng)前隊(duì)列是否有未讀消息，如果沒有，則會(huì)判斷參數(shù)xTicksToWait,決定直接返回函數(shù)還是阻塞等待。如果隊(duì)列中有消息未讀，首先會(huì)把待讀的消息復(fù)制到傳進(jìn)來的指針?biāo)竷?nèi)，然后判斷函數(shù)參數(shù)xJustPeeking==pdFALSE的時(shí)候，符合的話，說明這個(gè)函數(shù)讀取了數(shù)據(jù)，需要把被讀取的數(shù)據(jù)做出隊(duì)處理，如果不是，則只是查看一下（peek），只是返回?cái)?shù)據(jù)，但是不會(huì)把數(shù)據(jù)清除。對(duì)于正常讀取數(shù)據(jù)的操作，清除數(shù)據(jù)后隊(duì)列會(huì)空出空位，所以查看隊(duì)列中的等待列表中是否有任務(wù)等發(fā)送數(shù)據(jù)而被掛起，有的話恢復(fù)一個(gè)任務(wù)就緒，并根據(jù)優(yōu)先級(jí)判斷是否需要出進(jìn)行任務(wù)切換。對(duì)于只是查看數(shù)據(jù)的，由于沒有清除數(shù)據(jù)，所以沒有空間新空出，不需要檢查發(fā)送等待鏈表，但是會(huì)檢查接收等待鏈表，如果有任務(wù)掛起會(huì)切換其到就緒并判斷是否需要切換。消息隊(duì)列使用注意事項(xiàng)在使用FreeRTOS提供的消息隊(duì)列函數(shù)的時(shí)候，需要了解以下幾點(diǎn)：使用xQueueSend()、xQueueSendFromISR()、xQueueReceive()等這些函數(shù)之前應(yīng)先創(chuàng)建需消息隊(duì)列，并根據(jù)隊(duì)列句柄進(jìn)行操作。隊(duì)列讀取采用的是先進(jìn)先出（FIFO）模式，會(huì)先讀取先存儲(chǔ)在隊(duì)列中的數(shù)據(jù)。當(dāng)然也FreeRTOS也支持后進(jìn)先出（LIFO）模式，那么讀取的時(shí)候就會(huì)讀取到后進(jìn)隊(duì)列的數(shù)據(jù)。在獲取隊(duì)列中的消息時(shí)候，我們必須要定義一個(gè)存儲(chǔ)讀取數(shù)據(jù)的地方，并且該數(shù)據(jù)區(qū)域大小不小于消息大小，否則，很可能引發(fā)地址非法的錯(cuò)誤。無論是發(fā)送或者是接收消息都是以拷貝的方式進(jìn)行，如果消息過于龐大，可以將消息的地址作為消息進(jìn)行發(fā)送、接收。隊(duì)列是具有自己獨(dú)立權(quán)限的內(nèi)核對(duì)象，并不屬于任何任務(wù)。所有任務(wù)都可以向同一隊(duì)列寫入和讀出。一個(gè)隊(duì)列由多任務(wù)或中斷寫入是經(jīng)常的事，但由多