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一、概念及其作用
1.1概念
1.2特点 1.3工作原理 二、相关API
2.1创建队列
2.2任务中写队列
2.3任务中读队列
2.4中断中写队列
2.5中断中读队列
三、实现原理
3.1消息队列控制块
3.2消息队列的创建
3.3消息的发送
3.3.1任务中发送
3.3.2中断中发送
3.4消息的…目录
一、概念及其作用
1.1概念
1.2特点 1.3工作原理 二、相关API
2.1创建队列
2.2任务中写队列
2.3任务中读队列
2.4中断中写队列
2.5中断中读队列
三、实现原理
3.1消息队列控制块
3.2消息队列的创建
3.3消息的发送
3.3.1任务中发送
3.3.2中断中发送
3.4消息的接收
3.4.1任务中接收
3.4.2中断中接收 一、概念及其作用
1.1概念
FreeRTOS中的消息队列是用与多任务间通信的一种机制。本身队列也是一种FIFO先进先出的数据共享结构凭借这个特点FreeRTOS操作系统可以实现任务解耦、任务间数据传输。
任务解耦任务之间通过队列进行通信可以减少任务之间的耦合度提高代码的模块化程度任务间数据传输作为共享资源各任务可以通过向队列读、写数据实现数据共享和同步 队列中的数据通过发送入队读取时可以决定是否出队即是否清除 FreeRTOS中使用消息队列传输数据默认通过数据拷贝也就是将发送的数据拷贝到队列中属于值传递费时但原始数据可以清除或者覆写 uCOS中的消息队列则采用引用传递传递的是消息指针。这种方式需要保证传递的消息一直是可见且有效的像局部变量这种生命周期短的就不能作为消息但它的好处是节省时间 因此虽然默认使用值传递当要发送的数据太大时可以考虑发送消息缓冲区的指针 1.2特点
FIFO先入先出尾写入头读出可变成头写入尾读出“数据中转站”“多对多”消息不定长解决无序 1.3工作原理
队列的实质是RAM的一段内存空间 二、相关API
队列的使用流程: 创建队列、写队列、读队列、删除队列需要的情况下使用...
2.1创建队列
掌握动态的即可
#inlcude FreeRTOS.h
#include queue.h/*创建队列*/
QueueHandle_t xQueueCreat(UBaseType_t uxQueueLength, UBaseType_t uxItemSize)func:dynamically creat queue and return QueueHandle //动态创建队列并返回句柄params: uxQueueLength 队列一次可容纳消息的最大长度uxItemSize 每个消息体大小 字节为单位未知的可用sizeofreturn: NULL 创建失败Any other value: 成功并返回句柄matters needing attention:
Queue can be used between task and task or task and isr;
Queues can be created before the Scheduler is started;
2.2任务中写队列
#inlcude FreeRTOS.h
#include queue.h/*任务中写队列*/
BaseType_t xQueueSend(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,TickType_t xTicksToWait) //xQueueSendToFront用于头部紧急插入消息func:transmit message to queue in taskparams: xQueue 要发送进消息的队列句柄pvItemToQueue 要发送的消息的地址xTicksToWait 阻塞等待时间return: pdPass 发送成功errQUEUE_FULL 队列已满发送失败matters needing attention: None
2.3任务中读队列
#inlcude FreeRTOS.h
#include queue.h/*任务中读队列*/
BaseType_t xQueueReceive(QueueHandle_t xQueue,const void *pvBuffer,TickType_t xTicksToWait) func:receive message from queue in taskparams: xQueue 要读取消息的队列句柄pvBuffer 接收消息的缓冲区xTicksToWait 阻塞等待时间return: pdPass 发送成功errQUEUE_FULL 队列已满发送失败matters needing attention: None
2.4中断中写队列
#inlcude FreeRTOS.h
#include queue.h/*中断中写队列 xQueueSendToFrontFromISR用于头部紧急插入消息*/
BaseType_t xQueueSendFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken)
func:transmit message to queue in ISRparams: xQueue 要发送进消息的队列句柄pvItemToQueue 要发送的消息的地址pxHigherPriorityTaskWoken NULL即可return: pdTrue 发送成功errQUEUE_FULL 队列已满发送失败matters needing attention:
调用此函数会触发上下文切换
启用调度器之前不能调用此函数
2.5中断中读队列
#inlcude FreeRTOS.h
#include queue.h/*中断中读队列*/
BaseType_t xQueueReceiveFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void *pvBuffer,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken)func:receive message from queue in ISRparams: xQueue 要发送进消息的队列句柄pvBuffer 接收消息的缓冲区pxHigherPriorityTaskWoken NULL即可return: pdPass 发送成功pdFAIL 消息队列为空matters needing attention:
调用此函数会触发上下文切换
启用调度器之前不能调用此函数 可以看到中断中相关的API都没有xTicksToWait因为本身中断就是为了紧急响应的快响应快解决 三、实现原理
3.1消息队列控制块 3.2消息队列的创建 xQueueCreat实际接口xQueueGenericCreat xQueueGenericCreat其中参数queueQueue_Type_BASE 属于队列的一种类型基于队列创建了很多这样的类型包括互斥锁、计数信号量、二值信号量、递归锁可以看出信号量基于队列实现 判断队列空间是否为空 是则队列大小赋值为0 否则计算队列大小Length*ItemSize 申请内存空间QCB队列大小找到队列操作空间首地址 初始化消息队列api队列句柄、长度、size、队列操作空间首地址 判断队列空间是否为空是则把QCB首地址赋值到队列头指针 否则把队列操作空间首地址赋值给队列头指针 确定队列Length、ItemSize 队列重置函数api队列句柄、操作队列的状态 一般是传进了pdTRUE 进入临界段 头指针赋值未读消息个数为0写入指针赋值给头指针读出指针赋值为头指针长度-1*ItemSize读写锁解锁 判断新建队列状态是否为pdFALSE是则判断等待发送任务列表项是否有任务是则移除进行上下文切换 否则新建队列初始化发送、接收列表项 退出临界段
3.3消息的发送
3.3.1任务中发送 xQueueSend——实际接口为xQueueGenericSend多了一个参数queSend_TO_BACK有关入队类型的尾插、头插或覆盖入队 采用了for循环为了快速处理数据拷贝的工作 挂起调度器——不让任务打断 锁定队列——不让中断打断 队列上锁——把发送和接收锁都赋值为上锁初始值
3.3.2中断中发送 xQueueSendFromISR——实际接口为xQueueGenericSendFromISR 关闭中断同时保存中断状态值 队列解锁prvUnlockQueue 进入临界段 获取发送锁的状态值 遍历直到发送锁解锁为止 解除等待消息任务进行上下文切换 发送锁减1
3.4消息的接收
3.4.1任务中接收 xQueueReceive——实际接口为xQueueGenericReceive多一个出队模式参数 xJustPeeking pdFAlSE——出队后删除已读队列项或消息空间 pdTRUE——出队后不删除然后恢复出队地址让其他任务或中断继续读取 判断是否删除已读消息 是则更新消息等待读取的记录值让它减1 否 将未读取之前的地址重新赋值给出队指针
3.4.2中断中接收 和中断中发送类似主要是用到了发送锁和接收锁 文章转载自： http://www.morning.hmtft.cn.gov.cn.hmtft.cn http://www.morning.tjqcfw.cn.gov.cn.tjqcfw.cn http://www.morning.dbfj.cn.gov.cn.dbfj.cn http://www.morning.wrbx.cn.gov.cn.wrbx.cn http://www.morning.mbpfk.cn.gov.cn.mbpfk.cn http://www.morning.wdqhg.cn.gov.cn.wdqhg.cn http://www.morning.xdhcr.cn.gov.cn.xdhcr.cn http://www.morning.hympq.cn.gov.cn.hympq.cn http://www.morning.tcfhs.cn.gov.cn.tcfhs.cn http://www.morning.xbxks.cn.gov.cn.xbxks.cn http://www.morning.gfjgq.cn.gov.cn.gfjgq.cn http://www.morning.nfpkx.cn.gov.cn.nfpkx.cn http://www.morning.ztmnr.cn.gov.cn.ztmnr.cn http://www.morning.fthcq.cn.gov.cn.fthcq.cn http://www.morning.dbfj.cn.gov.cn.dbfj.cn http://www.morning.hwbmn.cn.gov.cn.hwbmn.cn http://www.morning.rghkg.cn.gov.cn.rghkg.cn http://www.morning.mrckk.cn.gov.cn.mrckk.cn http://www.morning.lcwhn.cn.gov.cn.lcwhn.cn http://www.morning.qprtm.cn.gov.cn.qprtm.cn http://www.morning.cfocyfa.cn.gov.cn.cfocyfa.cn http://www.morning.httpm.cn.gov.cn.httpm.cn http://www.morning.zdwjg.cn.gov.cn.zdwjg.cn http://www.morning.rkdzm.cn.gov.cn.rkdzm.cn http://www.morning.kqxng.cn.gov.cn.kqxng.cn http://www.morning.sloxdub.cn.gov.cn.sloxdub.cn http://www.morning.fddfn.cn.gov.cn.fddfn.cn http://www.morning.qlpyn.cn.gov.cn.qlpyn.cn http://www.morning.ktmbr.cn.gov.cn.ktmbr.cn http://www.morning.rfrnc.cn.gov.cn.rfrnc.cn http://www.morning.kbbmj.cn.gov.cn.kbbmj.cn http://www.morning.njfgl.cn.gov.cn.njfgl.cn http://www.morning.rcfwr.cn.gov.cn.rcfwr.cn http://www.morning.hnkkm.cn.gov.cn.hnkkm.cn http://www.morning.cgdyx.cn.gov.cn.cgdyx.cn http://www.morning.gediba.com.gov.cn.gediba.com http://www.morning.qggm.cn.gov.cn.qggm.cn http://www.morning.qwbls.cn.gov.cn.qwbls.cn http://www.morning.mkccd.cn.gov.cn.mkccd.cn http://www.morning.hxycm.cn.gov.cn.hxycm.cn http://www.morning.ynwdk.cn.gov.cn.ynwdk.cn http://www.morning.wrtsm.cn.gov.cn.wrtsm.cn http://www.morning.guofenmai.cn.gov.cn.guofenmai.cn http://www.morning.zfyr.cn.gov.cn.zfyr.cn http://www.morning.zlchy.cn.gov.cn.zlchy.cn http://www.morning.httpm.cn.gov.cn.httpm.cn http://www.morning.txrkq.cn.gov.cn.txrkq.cn http://www.morning.pgfkl.cn.gov.cn.pgfkl.cn http://www.morning.rywr.cn.gov.cn.rywr.cn http://www.morning.fdrch.cn.gov.cn.fdrch.cn http://www.morning.kpwcx.cn.gov.cn.kpwcx.cn http://www.morning.xnkh.cn.gov.cn.xnkh.cn http://www.morning.ygflz.cn.gov.cn.ygflz.cn http://www.morning.fbylq.cn.gov.cn.fbylq.cn http://www.morning.grzpc.cn.gov.cn.grzpc.cn http://www.morning.lslin.com.gov.cn.lslin.com http://www.morning.jhzct.cn.gov.cn.jhzct.cn http://www.morning.cbnxq.cn.gov.cn.cbnxq.cn http://www.morning.yfpnl.cn.gov.cn.yfpnl.cn http://www.morning.xmwdt.cn.gov.cn.xmwdt.cn http://www.morning.rbgwj.cn.gov.cn.rbgwj.cn http://www.morning.xbtlt.cn.gov.cn.xbtlt.cn http://www.morning.rfzzw.com.gov.cn.rfzzw.com http://www.morning.ynbyk.cn.gov.cn.ynbyk.cn http://www.morning.xtrnx.cn.gov.cn.xtrnx.cn http://www.morning.cknsx.cn.gov.cn.cknsx.cn http://www.morning.syfty.cn.gov.cn.syfty.cn http://www.morning.hdrrk.cn.gov.cn.hdrrk.cn http://www.morning.nj-ruike.cn.gov.cn.nj-ruike.cn http://www.morning.kgcss.cn.gov.cn.kgcss.cn http://www.morning.jmbfx.cn.gov.cn.jmbfx.cn http://www.morning.zwtp.cn.gov.cn.zwtp.cn http://www.morning.jbblf.cn.gov.cn.jbblf.cn http://www.morning.jhyfb.cn.gov.cn.jhyfb.cn http://www.morning.kjyhh.cn.gov.cn.kjyhh.cn http://www.morning.wrlxy.cn.gov.cn.wrlxy.cn http://www.morning.gbfuy28.cn.gov.cn.gbfuy28.cn http://www.morning.rcbdn.cn.gov.cn.rcbdn.cn http://www.morning.lgtcg.cn.gov.cn.lgtcg.cn http://www.morning.cpzkq.cn.gov.cn.cpzkq.cn
