标签：
FreeRTOS提供了多种任务间通讯方式，包括：typedef struct QueueDefinition
{
int8_t *pcHead; /* 指向队列存储区起始位置,即第一个队列项 */
int8_t *pcTail; /* 指向队列存储区结束后的下一个字节 */
int8_t *pcWriteTo; /* 指向下队列存储区的下一个空闲位置 */
union /* 使用联合体用来确保两个互斥的结构体成员不会同时出现 */
{
int8_t *pcReadFrom; /* 当结构体用于队列时,这个字段指向出队项目中的最后一个. */
UBaseType_t uxRecursiveCallCount;/* 当结构体用于互斥量时,用作计数器,保存递归互斥量被"获取"的次数. */
} u;
List_t xTasksWaitingToSend; /* 因为等待入队而阻塞的任务列表,按照优先级顺序存储 */
List_t xTasksWaitingToReceive; /* 因为等待队列项而阻塞的任务列表,按照优先级顺序存储 */
volatile UBaseType_t uxMessagesWaiting;/*< 当前队列的队列项数目 */
UBaseType_t uxLength; /* 队列项的数目 */
UBaseType_t uxItemSize; /* 每个队列项的大小 */
volatile BaseType_t xRxLock; /* 队列上锁后,存储从队列收到的列表项数目，如果队列没有上锁，设置为queueUNLOCKED */
volatile BaseType_t xTxLock; /* 队列上锁后,存储发送到队列的列表项数目，如果队列没有上锁，设置为queueUNLOCKED */
#if ( configUSE_QUEUE_SETS == 1 )
struct QueueDefinition *pxQueueSetContainer;
#endif
#if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
UBaseType_t uxQueueNumber;
uint8_t ucQueueType;
#endif
#if ( configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION == 1 )
uint8_t ucStaticAllocationFlags;
#endif
} xQUEUE;
typedef xQUEUE Queue_t; 下面的所有API函数都是围绕这个数据结构展开，因此数据结构的每个成员都需要了解。如果你是第一次看这篇文章，即使有注释，可能你对结构体的某些成员还是不理解，不要着急，这是正常的。后面介绍API函数的时候，会一一使用这些成员，结合着具体实例，会很容理解的，你需要做的，是要反复翻到这里查看。QueueHandle_t xQueueGenericCreate
(
const UBaseType_t uxQueueLength,
const UBaseType_t uxItemSize,
uint8_t *pucQueueStorage,
StaticQueue_t *pxStaticQueue,
const uint8_t ucQueueType
)QueueHandle_t xQueueGenericCreate(
const UBaseType_t uxQueueLength,
const UBaseType_t uxItemSize,
uint8_t *pucQueueStorage,
StaticQueue_t *pxStaticQueue,
const uint8_t ucQueueType )
{
Queue_t *pxNewQueue;
/* 如果使能可视化跟踪调试,这里用来消除编译器警告. */
( void ) ucQueueType;
/*分配队列结构体和队列项存储空间.可以静态也可以动态分配,取决于参数值,FreeRTOS默认采取动态分配 */
pxNewQueue = prvAllocateQueueMemory( uxQueueLength, uxItemSize, &pucQueueStorage, pxStaticQueue );
if( pxNewQueue != NULL )
{
if( uxItemSize == ( UBaseType_t ) 0 )
{
/* 没有为队列项存储分配内存,但是pcHead指针不能设置为NULL,因为队列用作互斥量时,pcHead要设置成NULL.这里只是将pcHead指向一个已知的区域 */
pxNewQueue->pcHead = ( int8_t * ) pxNewQueue;
}
else
{
/* 指向队列项存储区域*/
pxNewQueue->pcHead = ( int8_t * ) pucQueueStorage;
}
/* 初始化队列结构体成员*/
pxNewQueue->uxLength = uxQueueLength;
pxNewQueue->uxItemSize = uxItemSize;
( void ) xQueueGenericReset( pxNewQueue, pdTRUE );
#if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
{
pxNewQueue->ucQueueType = ucQueueType;
}
#endif /* configUSE_TRACE_FACILITY */
traceQUEUE_CREATE( pxNewQueue );
}
return ( QueueHandle_t ) pxNewQueue;
} 我们以默认的动态分配队列存储空间方式讲述一下队列创建过程。首先调用函数prvAllocateQueueMemory分配队列结构体和队列项存储空间，结构体和队列项在存储空间上是连续的，如图1-1所示。
BaseType_t xQueueGenericSend ( QueueHandle_t xQueue, const void * const pvItemToQueue, TickType_t xTicksToWait, const BaseType_t xCopyPosition )
BaseType_t xQueueGenericSend(
QueueHandle_t xQueue,
const void * const pvItemToQueue,
TickType_t xTicksToWait,
const BaseType_t xCopyPosition )
{
BaseType_t xEntryTimeSet = pdFALSE, xYieldRequired;
TimeOut_t xTimeOut;
Queue_t * const pxQueue = ( Queue_t * ) xQueue;
for( ;; )
{
taskENTER_CRITICAL();
{
/* 队列还有空闲?正在运行的任务一定要比等待访问队列的任务优先级高.如果使用覆盖式入队,则不需要关注队列是否满*/
if( ( pxQueue->uxMessagesWaiting < pxQueue->uxLength ) || ( xCopyPosition == queueOVERWRITE ) )
{
/*完成数据拷贝工作,分为从队列尾入队,从队列首入队和覆盖式入队*/
xYieldRequired = prvCopyDataToQueue( pxQueue, pvItemToQueue, xCopyPosition );
/* 如果有任务在此等待队列数据到来,则将该任务解除阻塞*/
if( listLIST_IS_EMPTY( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) == pdFALSE )
{
/*有任务因等待出队而阻塞,则将任务从队列等待接收列表中删除,然后加入到就绪列表*/
if( xTaskRemoveFromEventList( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) != pdFALSE )
{
/* 解除阻塞的任务有更高的优先级,则当前任务要让出CPU,因此触发一个上下文切换.又因为现在还在临界区,要等退出临界区后,才会执行上下文切换.*/
queueYIELD_IF_USING_PREEMPTION();
}
}
else if( xYieldRequired != pdFALSE )
{
/* 这个分支处理特殊情况*/
queueYIELD_IF_USING_PREEMPTION();
}
taskEXIT_CRITICAL();
return pdPASS;
}
else
{
if( xTicksToWait == ( TickType_t ) 0 )
{
/* 如果队列满并且没有设置超时,则直接退出 */
taskEXIT_CRITICAL();
/* 返回队列满错误码 */
return errQUEUE_FULL;
}
else if( xEntryTimeSet == pdFALSE )
{
/* 队列满并且规定了阻塞时间,因此需要配置超时结构体对象 */
vTaskSetTimeOutState( &xTimeOut );
xEntryTimeSet = pdTRUE;
}
}
}
taskEXIT_CRITICAL();
/* 退出临界区,至此,中断和其它任务可以向这个队列执行入队(投递)或出队(读取)操作.因为队列满,任务无法入队,下面的代码将当前任务将阻塞在这个队列上,在这段代码执行过程中我们需要挂起调度器,防止其它任务操作队列事件列表;挂起调度器虽然可以禁止其它任务操作这个队列,但并不能阻止中断服务程序操作这个队列,因此还需要将队列上锁,防止中断程序读取队列后,使阻塞在出队操作其它任务解除阻塞,执行上下文切换(因为调度器挂起后,不允许执行上下文切换) */
vTaskSuspendAll();
prvLockQueue( pxQueue );
/* 查看任务的超时时间是否到期 */
if( xTaskCheckForTimeOut( &xTimeOut, &xTicksToWait ) == pdFALSE )
{
if( prvIsQueueFull( pxQueue ) != pdFALSE )
{
/*超时时间未到期,并且队列仍然满*/
vTaskPlaceOnEventList( &( pxQueue->xTasksWaitingToSend ), xTicksToWait );
/* 解除队列锁,如果有任务要解除阻塞,则将任务移到挂起就绪列表中(因为当前调度器挂起,所以不能移到就绪列表)*/
prvUnlockQueue( pxQueue );
/* 恢复调度器,将任务从挂起就绪列表移到就绪列表中*/
if( xTaskResumeAll() == pdFALSE )
{
portYIELD_WITHIN_API();
}
}
else
{
/* 队列有空闲,重试 */
prvUnlockQueue( pxQueue );
( void ) xTaskResumeAll();
}
}
else
{
/* 超时时间到期,返回队列满错误码*/
prvUnlockQueue( pxQueue );
( void ) xTaskResumeAll();
traceQUEUE_SEND_FAILED( pxQueue );
return errQUEUE_FULL;
}
}
} 程序流程如图2-1所示，我们对图中红色字体标注的部分做详解。
BaseType_t xQueueGenericSendFromISR ( QueueHandle_t xQueue, const void * const pvItemToQueue, BaseType_t * const pxHigherPriorityTaskWoken, const BaseType_t xCopyPosition )
BaseType_t xQueueGenericSendFromISR(
QueueHandle_t xQueue,
const void * const pvItemToQueue,
BaseType_t * const pxHigherPriorityTaskWoken,
const BaseType_t xCopyPosition )
{
BaseType_t xReturn;
UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;
Queue_t * const pxQueue = ( Queue_t * ) xQueue;
uxSavedInterruptStatus = portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR();
{
if( ( pxQueue->uxMessagesWaiting < pxQueue->uxLength ) || ( xCopyPosition == queueOVERWRITE ) )
{
traceQUEUE_SEND_FROM_ISR( pxQueue );
/*完成数据拷贝工作,分为从队列尾入队,从队列首入队和覆盖式入队*/
( void ) prvCopyDataToQueue( pxQueue, pvItemToQueue, xCopyPosition );
/*检查队列是否上锁,如果上锁,则队列事件列表不能被改变 */
if( pxQueue->xTxLock == queueUNLOCKED )
{ /*队列没有上锁*/
if( listLIST_IS_EMPTY( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) == pdFALSE )
{
if( xTaskRemoveFromEventList( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) != pdFALSE )
{
/* 解除阻塞的任务优先级比当前任务高,记录上下文切换请求,等返回中断服务程序后,可以显示的强制上下文切换 */
if( pxHigherPriorityTaskWoken != NULL )
{
*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE;
}
}
}
}
else
{
/* 队列上锁,增加锁计数器,等到任务解除队列锁时,使用这个计数器就可以知道有多少数据入队,可以最多解除多少个因等待从队列读数据而阻塞的任务 */
++( pxQueue->xTxLock );
}
xReturn = pdPASS;
}
else
{
xReturn = errQUEUE_FULL;
}
}
portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );
return xReturn;
} 因为没有阻塞，所以代码简单了很多，唯一值得注意的是，当成功入队后，如果有因为等待出队而阻塞的任务，现在可以将其中最高优先级的任务解除阻塞，在执行解除阻塞操作之前，会判断队列是否上锁。如果没有上锁，则解除被阻塞的任务，还会根据需要设置上下文切换请求标志；如果队列已经上锁，则不会解除被阻塞的任务，取而代之的是将xTxLock加1，表示队列上锁期间入队的个数，也表示有任务可以解除阻塞了。
标签：
原文地址：http://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/51510384
