第7章 任務(wù)間的同步與通訊之消息郵箱

第七章任務(wù)間的同步與通訊消息郵箱什么是消息郵箱消息郵箱的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)消息郵箱相關(guān)函數(shù)消息郵箱指針消息郵箱任務(wù)1任務(wù)2發(fā)送消息請求消息消息緩沖區(qū)(發(fā)送消息緩沖區(qū)指針)(讀取消息緩沖區(qū)指針)消息郵箱是一種通信機制，它能使任務(wù)或中斷服務(wù)向另一個任務(wù)發(fā)送一個指針型的變量，這個指針指向一個包含指定“消息”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。消息郵箱發(fā)送的不是消息本身，而是消息的地址指針。

第七章任務(wù)間的同步與通訊消息郵箱什么是消息郵箱消息郵箱的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)消息郵箱相關(guān)函數(shù)消息郵箱的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)typedefstruct{INT8UOSEventType;/*事件類型*/INT8UOSEventGrp;/*等待任務(wù)所在的組*/INT16UOSEventCnt;

/*計數(shù)器(當(dāng)事件是信號量時)*/void*OSEventPtr;

/*指向消息或者消息隊列的指針*/INT8UOSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE];

/*等待任務(wù)列表*/}OS_EVENT;第七章任務(wù)間的同步與通訊消息郵箱什么是消息郵箱消息郵箱的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)消息郵箱相關(guān)函數(shù)

消息郵箱函數(shù)一覽表消息郵箱函數(shù)所屬文件是OS_MBOX.COS_CFG.H文件中消息郵箱的配置常數(shù)一覽表任務(wù)、中斷服務(wù)子程序與消息郵箱之間的關(guān)系消息郵箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()建立一個郵箱，OSMboxCreate()函數(shù)OSMboxCreate()的原型如下：OS_EVENT*OSMboxCreate（void*msg）；參數(shù)：msg參數(shù)用來初始化建立的消息郵箱。如果該指針不為空，建立的消息郵箱將含有消息。返回值：指向分配給所建立的消息郵箱的事件控制塊的指針。如果沒有可用的事件控制塊，返回空指針。郵箱作用：通知一個消息（此時，msg為空）作為二值信號量范例OS_EVENT*RxMbox；

/*定義消息郵箱指針 */

voidmain(void){

.

OSInit()；

RxMbox=OSMboxCreate((void*)0)；

/*建立消息郵箱，初始值為空 */

OSStart()；

/*啟動多任務(wù)內(nèi)核 */

}OSMboxCreate()函數(shù)返回前，事件控制塊的內(nèi)容郵箱特點消息郵箱的內(nèi)容是一個指向消息的指針，指針指向的內(nèi)容就是消息郵箱只能接收和發(fā)送一條消息，當(dāng)郵箱滿時，將丟棄新消息，保持舊消息當(dāng)郵箱為滿是，郵箱里存放指向消息的指針；當(dāng)郵箱為空時，郵箱指針為NULL消息郵箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()刪除消息郵箱——OSMboxDel()函數(shù)原型如下：

OS_EVENT*OSMboxDel(OS_EVENT*pevent，INT8Uopt，INT8U*err)

該函數(shù)用于刪除消息郵箱，所屬文件為OS_MBOX.C，調(diào)用者為任務(wù)，開關(guān)量為OS_MBOX_EN和OS_MBOX_DEL_EN。參數(shù)：

(1)?pevent：指向消息郵箱的指針，該指針是消息郵箱建立時，返回給應(yīng)用程序的指針。(2)?opt：用于定義消息郵箱刪除條件的選項?？晒┻x擇的值如下：

①OS_DEL_NO_PEND：選擇只能是沒有任何任務(wù)在等待該消息郵箱的消息時，才能刪除消息郵箱。

②OS_DEL_ALWAYS：不管有沒有任務(wù)在等待消息郵箱的消息，都立即刪除消息郵箱。刪除后，所有等待消息郵箱消息的任務(wù)都立即進入就緒狀態(tài)。

(3)?err：指向出錯代碼的指針。

①?OS_NO_ERR：調(diào)用成功，表明郵箱已被刪除。②?OS_ERR_DEL_ISR：試圖在中斷服務(wù)子程序中刪除郵箱。

③?OS_ERR_INVALID_OPT：無效的opt參數(shù)。

④?OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向郵箱的指針。

⑤?OS_ERR_PEVENT_NULL：沒有可以使用的OS_EVENT數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回值

OSMboxDel()函數(shù)的返回值為如下內(nèi)容之一：

(1)返回空指針NULL，表示消息郵箱已被刪除。

(2)返回pevent，表示消息郵箱沒有刪除，在這種情況下，應(yīng)該進一步查看出錯代碼，找到出錯原因。.范例。。。。OS_EVENT*RxMbox

/*定義消息郵箱指針 */

voidtask(void*pdata){

INT8U*err；

pdata=pdata；

for(；；){RxMbox=OSMboxDel(RxMbox，OS_DEL_ALWAYS，&err)；

應(yīng)用程序；

}

}消息郵箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()等待郵箱中的消息，OSMboxPend()函數(shù)OSMboxPend()的原型如下：void*OSMboxPend(OS_EVNNT*pevent,INT16Utimeout,int8u*err);參數(shù)：pevent：是指向即將接受消息的消息郵箱的指針。timeout：允許一個任務(wù)在經(jīng)過了指定數(shù)目的時鐘節(jié)拍后還沒有得到需要的消息時恢復(fù)運行。err：是指向包含錯誤碼的變量的指針。OSMboxPend（）函數(shù)返回的錯誤碼可能為下述幾種：OS_NO_ERR：消息被正確的接收。OS_TIMEOUT：消息沒有在指定的周期數(shù)內(nèi)送到。OS_ERR_PEND_ISR：從中斷調(diào)用該函數(shù)。雖然規(guī)定了不允許從中斷調(diào)用該函數(shù)，但μC/OS-Ⅱ仍然包含了檢測這種情況的功能。OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向消息郵箱的指針。返回值：OSMboxPend（）函數(shù)返回接收的消息并將*err置為OS_NO_ERR。如果沒有在指定數(shù)目的時鐘節(jié)拍內(nèi)接受到需要的消息，OSMboxPend（）函數(shù)返回空指針并且將*err設(shè)置為OS_TIMEOUT。范例OS_EVENT*RxMbox；

/*定義消息郵箱指針 */

voidTask(void*pdata){

INT8Uerr;

void *msg;

pdata=pdata;

for(;;){

應(yīng)用程序代碼;

msg=OSMboxPend(RxMbox,10,&err);/*返回消息指針，據(jù)該指針可獲消息 */if(err==OS_NO_ERR){

消息正確接收的應(yīng)用程序代碼;

}else{

在指定時間內(nèi)沒有接收到消息的應(yīng)用程序代碼;

}

應(yīng)用程序代碼;

}

}等待消息說明消息郵箱已經(jīng)存在需要的消息，那么該消息被返回給OSMboxPend（）的調(diào)用者，消息郵箱中清除該消息。如果調(diào)用OSMboxPend（）函數(shù)時消息郵箱中沒有需要的消息，OSMboxPend（）函數(shù)掛起當(dāng)前任務(wù)直到得到需要的消息或超出定義等待超時的時間。如果同時有多個任務(wù)等待同一個消息，μC/OS-Ⅱ默認最高優(yōu)先級的任務(wù)取得消息并且任務(wù)恢復(fù)執(zhí)行。一個由OSTaskSuspend（）函數(shù)掛起的任務(wù)也可以接受消息，但這個任務(wù)將一直保持掛起狀態(tài)直到通過調(diào)用OSTaskResume（）函數(shù)恢復(fù)任務(wù)的運行。消息郵箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()向郵箱發(fā)送一則消息，OSMboxPost()

函數(shù)OSMboxPost()的原型如下：INT8UOSMboxPost（OS_EVENT*pevent,void*msg）;參數(shù)：pevent：指向即將接受消息的消息郵箱的指針。該指針的值在建立該消息郵箱時可以得到。（參考OSMboxCreate（）函數(shù)）。msg：即將實際發(fā)送給任務(wù)的消息。消息是一個指針長度的變量，在不同的程序中消息的使用也可能不同。不允許傳遞一個空指針，因為這意味著消息郵箱為空。返回值：OS_NO_ERR：消息成功的放到消息郵箱中。OS_MBOX_FULL：消息郵箱已經(jīng)包含了其他消息，不空。OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向消息郵箱的指針。調(diào)用者是任務(wù)或中斷，開關(guān)量是OS_MBOX_EN和OS_MBOX_POST_EN發(fā)送消息說明如果消息郵箱中已經(jīng)存在消息，返回錯誤碼說明消息郵箱已滿。如果有多個任務(wù)在等待消息郵箱的消息，最高優(yōu)先級的任務(wù)將得到這個消息。如果等待消息的任務(wù)優(yōu)先級比發(fā)送消息的任務(wù)優(yōu)先級高，那么高優(yōu)先級的任務(wù)將得到消息而恢復(fù)執(zhí)行，也就是說，發(fā)生了一次任務(wù)切換。消息郵箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()廣播發(fā)送消息到消息郵箱中—OSMboxPostOpt()

函數(shù)原型如下：

INT8UOSMboxPostOpt(OS_EVENT*pevent,void*msg，INT8Uopt)

OSMboxPostOpt()函數(shù)與OSMboxPost()函數(shù)比較兩者工作方式相同，都用指針傳遞消息；不同的是OSMboxPost()只能給一個任務(wù)發(fā)送消息，而OSMboxPostOpt()允許將消息廣播給所有的等待消息郵箱消息的任務(wù)，且可以仿真OSMboxPost()。OSMboxPostOpt()函數(shù)的開關(guān)量是OS_MBOX_EN和OS_MBOX_POST_OPT_EN，調(diào)用者可以是任務(wù)，也可以是中斷。在廣播方式下，函數(shù)的執(zhí)行時間取決于等待消息郵箱消息的任務(wù)數(shù)量。OSMboxpostOpt()函數(shù)有如下三個參數(shù)：

(1)?pevent：指向即將接收消息的消息郵箱的指針。該指針的值可以在建立該消息郵箱時得到。

(2)?msg：即將發(fā)送給任務(wù)的消息。消息是以指針表示的某種數(shù)據(jù)類型的變量，消息的數(shù)據(jù)類型可能會因具體應(yīng)用的不同而有所差異。不允許傳遞空指針，因為這樣意味著消息郵箱為空。

(3)?opt：定義發(fā)送消息方式的選項。它有兩種形式：

①若opt=OS_POST_OPT_NONE，則定義消息只發(fā)給等待消息的任務(wù)中優(yōu)先級最高的任務(wù)；

②若opt=OS_POST_OPT_BROADCAST，則讓所有等待郵箱消息的任務(wù)都得到消息。

返回值

(1)?OS_NO_ERR：調(diào)用成功，消息已經(jīng)發(fā)出。

(2)?OS_MBOX_FULL：郵箱中已經(jīng)有消息。

(3)?OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向郵箱的指針。

(4)?OS_ERR_PEVENT_NULL：pevent是空指針。

(5)?OS_ERR_POST_NULL_PTR：試圖發(fā)送空指針。根據(jù)規(guī)則，空指針無效。消息郵箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()無等待地從郵箱中得到一則消息，OSMboxAccept()

OSMboxAccept()的函數(shù)原型如下：void*OSMboxAccept（OS_EVENT*pevent）;參數(shù)：pevent：是指向需要查看的消息郵箱的指針。返回值：如果消息已經(jīng)到達，返回指向該消息的指針；如果消息郵箱沒有消息，返回空指針。范例OS_EVENT*ComMbox；

voidTask(void*pdata)

{

void*msg；

pdata=pdata；

for(;;){

msg=OSMboxAccept(ComMbox)；

/*檢查消息郵箱是否有消息 if(msg!=(void*)0){

處理消息；

}else{

處理無消息的情況；

}

.

}

}消息郵箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()查詢一個郵箱的狀態(tài)，OSMboxQuery()

OSMboxQuery()的函數(shù)原型如下：INT8UOSMboxQuery（OS_EVENT*pevent,OS_MBOX_DATA*pdata）;參數(shù)：pevent：指向即將接收消息的消息郵箱的指針。pdata：指向OS_MBOX_DATA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含下述成員：Void*OSMsg; /*消息郵箱中消息的復(fù)制*/INT8UOSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE]; /*消息郵箱等待隊列的復(fù)制*/INT8UOSEventGrp；返回值：OS_NO_ERR：調(diào)用成功。OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向消息郵箱的指針。范例

OS_EVENT*RxMbox；

/*定義指針 /

voidTask(void*pdata){

OS_MBOXDATA cbox_data；

INT8U err；

pdata=pdata；

for(;;){err=OSMboxQuery(RxMbox,&cbox_data)；

if(err==OS_NO_ERR){

./*如果cbox_data.OSMsg為非空指針，說明消息郵箱非空 */

}

.

}

}

舉例本例中有兩個任務(wù)：MyTask和YouTask。任務(wù)YouTask要向任務(wù)MyTask發(fā)送消息/************************Test*****************************/#include“includes.h”#defineTASK_STK_SIZE512//任務(wù)堆棧長度OS_STKStartTaskStk[TASK_STK_SIZE];//定義任務(wù)堆棧區(qū)OS_STKMyTaskStk[TASK_STK_SIZE];//定義任務(wù)堆棧區(qū)OS_STKYouTaskStk[TASK_STK_SIZE];//定義任務(wù)堆棧區(qū)INT16Skey;//用于退出μc/os-II的鍵INT8Uy1=0,y2=0;//字符顯示位置

OS_EVENT*msg;

//消息郵箱voidStartTask(void*data);//聲明起始任務(wù)voidMyTask(void*data);//聲明任務(wù)voidYouTask(void*data);//聲明任務(wù)/********************主函數(shù)*******************/voidmain(void){OSInit();//初始化μc/os-IIPC_DOSSaveReturn();//保存DOS環(huán)境

PC_VectSet(uCOS,OSCtxSw);//安裝μc/os-II中斷msg=OSMboxCreate((void*)0);

OSTaskCreate(StartTask,//創(chuàng)建任務(wù)StartTask(void*)0,//給任務(wù)傳遞參數(shù)

&StartTaskStk[TASK_STK_SIZE-1],//設(shè)置任務(wù)堆棧棧頂指針

0);//使任務(wù)的優(yōu)先級別為0OSStart();//啟動多任務(wù)管理}/****************任務(wù)StartTask**********************/voidStartTask(void*pdata){#ifOS_CRITICAL_METHOD==3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifpdata=pdata;OS_ENTER_CRITICAL();PC_VectSet(0x08,OSTickISR);//安裝時鐘中斷向量

PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);//設(shè)置μc/os-II時鐘頻率

OS_EXIT_CRITICAL();OSStatInit();//初始化統(tǒng)計任務(wù)

OSTaskCreate(MyTask,(void*)0，&MyTaskStk[TASK_STK_SIZE-1],

1);OSTaskCreate(YouTask,(void*)0,&YouTaskStk[TASK_STK_SIZE-1],

2);for(;;){//如果按下ESC鍵，則退出μc/os-IIif(PC_GetKey(&key)==TRUE){if(key==0x1B){PC_DOSReturn();}}OSTimeDlyHMSM(0,0,3,0);//等待3s}}/*****************任務(wù)MyTask***********************/voidMyTask(void*pdata){#ifOS_CRITICAL_METHOD==3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifpdata=pdata;void*msg_My;INT8Uerr;for(;;){PC_DispStr(5,++y1,“MyTask”,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);

msg_My=OSMboxPend(msg,0,err);if(err==OS_NO_ERR){PC_DispStr(15,y1,msg_My,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);}OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);//等待1s}/***********************任務(wù)YouTask*******************/voidYouTask(void*pdata){#ifOS_CRITICAL_METHOD==3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifchar*s=“YouTask發(fā)送的消息”;//定義消息INT8Uerr;

pdata=pdata;for(;;){PC_DispStr(40,++y2,“YouTask”,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);

err=OSMboxPost(msg,(void*)s);OSTimeDlyHMSM(0,0,2,0);//等待2s}}/********************************END***************************************/再看一個例子設(shè)計一個應(yīng)用程序，該程序有兩個任務(wù)MyTask和YouTask。在任務(wù)MyTask中用一個變量Times記錄任務(wù)MyTask的運行次數(shù)，并將其作為消息用郵箱Str_Box發(fā)給任務(wù)YouTask且由任務(wù)YouTask顯示出來。/***********************Test*****************************/#include“includes.h”#defineTASK_STK_SIZE512//任務(wù)堆棧長度OS_STKStartTaskStk[TASK_STK_SIZE];//定義任務(wù)堆棧區(qū)OS_STKMyTaskStk[TASK_STK_SIZE];//定義任務(wù)堆棧區(qū)OS_STKYouTaskStk[TASK_STK_SIZE];//定義任務(wù)堆棧區(qū)INT16Skey;//用于退出的鍵char*s;char*ss;INT8Uerr;INT8Uy=0;//字符顯示位置INT32UTimes=0;OS_EVENT*Str_Box;

//定義事件控制塊指針voidStartTask(void*data);//聲明起始任務(wù)voidMyTask(void*data);//聲明任務(wù)voidYouTask(void*data);//聲明任務(wù)/*******************主函數(shù)****************************/voidmain(void){OSInit();//初始化μc/os-II……

Str_Box=OSMboxCreate((void*)0);

//創(chuàng)建消息郵箱OSTaskCreate(StartTask,//創(chuàng)建任務(wù)StartTask(void*)0,//給任務(wù)傳遞參數(shù)

&StartTaskStk[TASK_STK_SIZE-1],//設(shè)置任務(wù)堆棧棧頂指針

0);//使任務(wù)的優(yōu)先級別為0OSStart();//啟動多任務(wù)管理}/******************任務(wù)StartTask*****************************/voidStartTask(void*pdata){……OSStatInit();//初始化統(tǒng)計任務(wù)

OSTaskCreate(MyTask,//創(chuàng)建任務(wù)MyTask(void*)0,//給任務(wù)傳遞參數(shù)

&MyTaskStk[TASK_STK_SIZE-1],//設(shè)置任務(wù)堆棧棧頂指針

3);//使任務(wù)的優(yōu)先級別為3OSTaskCreate(YouTask,//創(chuàng)建任務(wù)YouTask(void*)0,//給任務(wù)傳遞參數(shù)

&YouTaskStk[TASK_STK_SIZE-1],//設(shè)置任務(wù)堆棧棧頂指針

4);//使任務(wù)的優(yōu)先級別為4for(;;){//如果按下ESC鍵，則退出μc/os-II