野火freertos內(nèi)核實現(xiàn)與應用開發(fā)實戰(zhàn)指南3-課件第15節(jié)

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

在消息隊列有消息的時候、有任務阻塞在消息隊列上等待消息的時候，盡量不要刪除它，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

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

TickType_txTicksToWait);功能于向隊列隊首發(fā)送一個消息。參數(shù)xQueue隊列句柄。pvItemToQueue指針，指向要發(fā)送到隊首的消息。xTicksToWait隊列滿時，等待隊列空閑的最大超時時間。如果隊列滿并且xTicksToWait被設置成0，函數(shù)立刻返回。超時時間的單位為系統(tǒng)節(jié)拍周期，常量portTICK_PERIOD_MS用于輔助計算真實的時間，單位為ms。如果INCLUDE_vTaskSuspend設置成1，并且指定延時為portMAX_DELAY將導致任務無限阻塞（沒有超時）。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：如果阻塞時間不為0，則任務會因為等待入隊而進入阻塞，在將任務設置為阻塞的過程中，系統(tǒng)不希望有其它任務和中斷操作這個隊列的xTasksWaitingToReceive列表和xTasksWaitingToSend列表，因為可能引起其它任務解除阻塞，這可能會發(fā)生優(yōu)先級翻轉。因此FreeRTOS使用掛起調(diào)度器禁止其它任務操作隊列，因為掛起調(diào)度器意味著任務不能切換并且不準調(diào)用可能引起任務切換的API函數(shù)。但掛起調(diào)度器并不會禁止中斷，中斷服務函數(shù)仍然可以操作隊列事件列表，可能會解除任務阻塞、可能會進行上下文切換，這也是不允許的。于是，解決辦法是不但掛起調(diào)度器，還要給隊列上鎖，禁止任何中斷來操作隊列。xQueueGenericSend()xQueueSendFromISR()函數(shù)BaseType_txQueueSendFromISR(QueueHandle_txQueue,constvoid*pvItemToQueue,BaseType_t*pxHigherPriorityTaskWoken);功能在中斷服務程序中用于向隊列尾部發(fā)送一個消息。參數(shù)xQueue隊列句柄。pvItemToQueue指針，指向要發(fā)送到隊列尾部的消息。pxHigherPriorityTaskWoken如果入隊導致一個任務解鎖，并且解鎖的任務優(yōu)先級高于當前被中斷的任務，則將*pxHigherPriorityTaskWoken設置成pdTRUE，然后在中斷退出前需要進行一次上下文切換，去執(zhí)行被喚醒的優(yōu)先級更高的任務。從FreeRTOSV7.3.0起，pxHigherPriorityTaskWoken作為一個可選參數(shù)，可以設置為NULL。返回值消息發(fā)送成功返回pdTRUE，否則返回errQUEUE_FULL。xQueueSendFromISR()是一個宏，展開后是xQueueGenericSendFromISR()。它是xQueueSend()的中斷保護版本，用于在中斷中發(fā)送消息。xQueueSendToFrontFromISR()函數(shù)BaseType_txQueueSendToFrontFromISR(QueueHandle_txQueue,constvoid*pvItemToQueue,BaseType_t*pxHigherPriorityTaskWoken);功能在中斷服務程序中用于向消息隊列隊首發(fā)送一個消息。參數(shù)xQueue隊列句柄。pvItemToQueue指針，指向要發(fā)送到隊首的消息。pxHigherPriorityTaskWoken如果入隊導致一個任務解鎖，并且解鎖的任務優(yōu)先級高于當前被中斷的任務，則將*pxHigherPriorityTaskWoken設置成pdTRUE，然后在中斷退出前需要進行一次上下文切換，去執(zhí)行被喚醒的優(yōu)先級更高的任務。從FreeRTOSV7.3.0起，pxHigherPriorityTaskWoken作為一個可選參數(shù)，可以設置為NULL。返回值消息發(fā)送成功返回pdTRUE，否則返回errQUEUE_FULL。xQueueSendToFrontFromISR()是一個宏，展開后是xQueueGenericSendFromISR()。它是xQueueSendToFront()的中斷保護版本，用于在中斷中發(fā)送消息到隊列首部。xQueueGenericSendFromISR()xQueueGenericSendFromISR()函數(shù)只能用于中斷中執(zhí)行，是不帶阻塞機制的。當成功入隊后，如果有因為等待出隊而阻塞的任務，系統(tǒng)會將該任務解除阻塞，要注意的是，解除了任務并不是會馬上運行的，只是任務會被掛到就緒列表中。在執(zhí)行解除阻塞操作之前，會判斷隊列是否上鎖。如果沒有上鎖，則可以解除被阻塞的任務，然后根據(jù)任務優(yōu)先級情況來決定是否需要進行任務切換；如果隊列已經(jīng)上鎖，則不能解除被阻塞的任務，只能是記錄xTxLock的值，表示隊列上鎖期間消息入隊的個數(shù)，也用來記錄可以解除阻塞任務的個數(shù)，在隊列解鎖中會將任務解除阻塞。讀取消息當任務試圖讀隊列中的消息時，可以指定一個阻塞超時時間，當且僅當消息隊列中有消息的時候，任務才能讀取到消息。在這段時間中，如果隊列為空，該任務將保持阻塞狀態(tài)以等待隊列數(shù)據(jù)有效。當其它任務或中斷服務程序往其等待的隊列中寫入了數(shù)據(jù)，該任務將自動由阻塞態(tài)轉為就緒態(tài)。當任務等待的時間超過了指定的阻塞時間，即使隊列中尚無有效數(shù)據(jù)，任務也會自動從阻塞態(tài)轉移為就緒態(tài)。xQueueReceive()xQueueReceive()是一個宏，宏展開是調(diào)用函數(shù)xQueueGenericReceive()。xQueueReceive()用于從一個隊列中接收消息并把消息從隊列中刪除。接收的消息是以拷貝的形式進行的，所以我們必須提供一個足夠大空間的緩沖區(qū)來存儲讀取到的數(shù)據(jù)。函數(shù)原型BaseType_txQueueReceive(QueueHandle_txQueue,void*pvBuffer,TickType_txTicksToWait);功能用于從一個隊列中接收消息，并把接收的消息從隊列中刪除。參數(shù)xQueue隊列句柄。pvBuffer指針，指向接收到要保存的數(shù)據(jù)。xTicksToWait隊列空時，阻塞超時的最大時間。如果該參數(shù)設置為0，函數(shù)立刻返回。超時時間的單位為系統(tǒng)節(jié)拍周期，常量portTICK_PERIOD_MS用于輔助計算真實的時間，單位為ms。如果INCLUDE_vTaskSuspend設置成1，并且指定延時為portMAX_DELAY將導致任務無限阻塞。返回值隊列項接收成功返回pdTRUE，否則返回pdFALSE。xQueuePeek()其實這個函數(shù)與xQueueReceive()函數(shù)的實現(xiàn)方式一樣，連使用方法都一樣，只不過xQueuePeek()函數(shù)接收消息完畢不會刪除消息隊列中的消息而已。#define xQueueReceive(xQueue,pvBuffer,xTicksToWait) \ xQueueGenericReceive((xQueue),(pvBuffer), \ (xTicksToWait),pdFALSE)#define xQueuePeek(xQueue,pvBuffer,xTicksToWait) \ xQueueGenericReceive((xQueue),(pvBuffer), \ (xTicksToWait),pdTRUE)xQueueGenericReceive()任務調(diào)用接收函數(shù)收取隊列消息，函數(shù)首先判斷當前隊列是否有未讀消息，如果沒有，則會判斷參數(shù)xTicksToWait,決定直接返回函數(shù)還是阻塞等待。如果隊列中有消息未讀，首先會把待讀的消息復制到傳進來的指針所指內(nèi)，然后判斷函數(shù)參數(shù)xJustPeeking==pdFALSE的時候，符合的話，說明這個函數(shù)讀取了數(shù)據(jù)，需要把被讀取的數(shù)據(jù)做出隊處理，如果不是，則只是查看一下（peek），只是返回數(shù)據(jù)，但是不會把數(shù)據(jù)清除。對于正常讀取數(shù)據(jù)的操作，清除數(shù)據(jù)后隊列會空出空位，所以查看隊列中的等待列表中是否有任務等發(fā)送數(shù)據(jù)而被掛起，有的話恢復一個任務就緒，并根據(jù)優(yōu)先級判斷是否需要出進行任務切換。對于只是查看數(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，但是會檢查接收等待鏈表，如果有任務掛起會切換其到就緒并判斷是否需要切換。消息隊列使用注意事項在使用FreeRTOS提供的消息隊列函數(shù)的時候，需要了解以下幾點：使用xQueueSend()、xQueueSendFromISR()、xQueueReceive()等這些函數(shù)之前應先創(chuàng)建需消息隊列，并根據(jù)隊列句柄進行操作。隊列讀取采用的是先進先出（FIFO）模式，會先讀取先存儲在隊列中的數(shù)據(jù)。當然也FreeRTOS也支持后進先出（LIFO）模式，那么讀取的時候就會讀取到后進隊列的數(shù)據(jù)。在獲取隊列中的消息時候，我們必須要定義一個存儲讀取數(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)地址非法的錯誤。無論是發(fā)送或者是接收消息都是以拷貝的方式進行，如果消息過于龐大，可以將消息的地址作為消息進行發(fā)送、接收。隊列是具有自己獨立權限的內(nèi)核對象，并不屬于任何任務。所有任務都可以向同一隊列寫入和讀出。一個隊列由多任務或中斷寫入是經(jīng)常的事，但由多