Raw-OS源代码分析之消息系统-Queue_Buffer

Posted 2020-09-28 mthoutai

        分析的内核版本号截止到2014-04-15，基于1.05正式版。blogs会及时跟进最新版本号的内核开发进度，若源代码凝视出现”？？？”字样，则是未深究理解部分。

        Raw-OS官方站点：http://www.raw-os.org/

        Raw-OS托管地址：https://github.com/jorya/raw-os/

 

        有了之前的queue和queue_size的解读之后。这个queue_buffer就很之简单了~对于queue是转发消息的指针，queue_size则是转发消息指针和消息大小。那么queue_buffer不在转存消息的指针，而是将消息copy一份，转发消息内容和消息大小。

        这个定义一个queue_buffer消息的概念~

 

 

 

        一个queue_buffer消息包含消息的大小，消息详细数据内容，然后依照上图的结构进行排列~那么在queue_buffer中，详细消息是封装成以上的结构进行转发的~

 

        那么在queue_buffer建立的内部数据存储仓库，queue_buffer的消息按这样排列的

 

 

        当中，head指针指向queue_buffer消息存在的開始位置。tail指针指向queue_buffer消息存在的末尾位置，剩余的没转存消息的位置称为空暇消息

 

        还有注意一点的就是。queue_buffer的queue_buffer消息一定要按4字节对齐的形式存储在queue_buffer的存储仓中，原因的话要详细看代码才干说明确

 

 

        Queue_buffer消息的转存过程和queue和queue_size一样，仅仅是内核多了复制详细数据这一部的操作，至于在转存仓库的组织形式，都是按各自的消息结构体来组织。queue消息是指向消息的void指针，queue_size就是以消息指针和消息大小组成的queue_size结构体，那么到这里queue_buffer就是以消息长度+消息实际内容的形式。

 

        代码仅仅说明queue_buffer建立。发送queue_buffer消息到queue_buffer的部分

 

1.queue_buffer的创建

RAW_U16 raw_queue_buffer_create(RAW_QUEUE_BUFFER *q_b, RAW_U8 *p_name, RAW_VOID *msg_buffer, MSG_SIZE_TYPE buffer_size, MSG_SIZE_TYPE max_msg_size)
{
	MSG_SIZE_TYPE bufsz;
	RAW_U8        queue_buffer_align_mask;
	/* 检查创建消息buffer的边界条件 */
	#if (RAW_QUEUE_BUFFER_FUNCTION_CHECK > 0)
	if (q_b == 0) {
		return RAW_NULL_OBJECT;
	}

	if (msg_buffer == 0) {
		return RAW_NULL_POINTER;
	}
	#endif
	/* 消息buffer的大小必须满足4字节的整数倍 */
	bufsz = ROUND_BUFFER_SIZE(buffer_size);
	/* 消息buffer大小为0时，错误返回 */
	if (bufsz == 0) {
		return RAW_QUEUE_BUFFER_SIZE_0;
	}
	/* 消息buffer大小不满足4字节对齐时，错误返回 */
	if (bufsz != buffer_size) {
		return RAW_QUEUE_BUFFER_INVALID_SIZE;
	}

	queue_buffer_align_mask = HEADERSZ - 1u;
	/* 消息buffer的内部存储消息的仓库的地址相同也要满足4字节的整数倍对齐 */
	if (((RAW_U32)msg_buffer & queue_buffer_align_mask)){
		return RAW_INVALID_ALIGN;
	}

	/* 初始化消息buffer的堵塞链表头 */
	list_init(&q_b->common_block_obj.block_list);

	q_b->bufsz = bufsz;
	q_b->frbufsz = bufsz;
	q_b->buffer = msg_buffer;
	q_b->maxmsz = max_msg_size;
	q_b->head = 0;
	q_b->tail = 0;

	q_b->common_block_obj.name = p_name;
	q_b->common_block_obj.block_way = RAW_BLOCKED_WAY_PRIO;
	q_b->common_block_obj.object_type = RAW_QUEUE_BUFFER_OBJ_TYPE;

	TRACE_QUEUE_BUFFER_CREATE(raw_task_active, q_b);

	return RAW_SUCCESS;

}

2.发送queue_buffer消息

RAW_U16 raw_queue_buffer_end_post(RAW_QUEUE_BUFFER *q_b, RAW_VOID *p_void, MSG_SIZE_TYPE msg_size)
{
	/* 发送queue buffer消息时的边界条件检查 */
	#if (RAW_QUEUE_BUFFER_FUNCTION_CHECK > 0)
	if (q_b == 0) {
		return RAW_NULL_OBJECT;
	}

	if (p_void == 0) {
		return RAW_NULL_POINTER;
	}
	/* 发送queue buffer消息长度不能超过创建queue_buffer定义的最大消息长度 */
	if (msg_size > q_b->maxmsz) {
		return RAW_EXCEED_QUEUE_BUFFER_MSG_SIZE;
	}
	#endif

	/* 开启0中断特性后。不能在中断ISR中发送queue_buffer，而queue和queue_size能够，想想为什么？？？ */
	#if (CONFIG_RAW_ZERO_INTERRUPT > 0)
	if (raw_int_nesting) {
		return RAW_NOT_CALLED_BY_ISR;
	}
	#endif

	return queue_buffer_post(q_b, p_void, msg_size, SEND_TO_END);
}

存储queue_buffer的核心代码

RAW_U16 queue_buffer_post(RAW_QUEUE_BUFFER *q_b, RAW_VOID *p_void, MSG_SIZE_TYPE msg_size, RAW_U8 opt_send_method)
{
	LIST *block_list_head;
	RAW_TASK_OBJ *task_ptr;

 	RAW_SR_ALLOC();

	RAW_CRITICAL_ENTER();

	if (q_b->common_block_obj.object_type != RAW_QUEUE_BUFFER_OBJ_TYPE) {

		RAW_CRITICAL_EXIT();
		return RAW_ERROR_OBJECT_TYPE;
	}

	block_list_head = &q_b->common_block_obj.block_list;

	if (!is_queue_buffer_free(q_b, msg_size)) {

		RAW_CRITICAL_EXIT();

		TRACE_QUEUE_BUFFER_MAX(raw_task_active, q_b, p_void, msg_size, opt_send_method);

		return RAW_QUEUE_BUFFER_FULL;
	}

	/* 当queue_buffer内部存储仓未满时，就会将消息转存到存储仓里面。并且内部仅仅实现发送存储仓末尾的操作 */
	if (is_list_empty(block_list_head)) {

		if (opt_send_method == SEND_TO_END)  {
			msg_to_end_buffer(q_b, p_void, msg_size);
		}

		else {
			/* 没有定义有除发送到存储仓末尾外的操作 */
		}

		RAW_CRITICAL_EXIT();

		TRACE_QUEUE_BUFFER_POST(raw_task_active, q_b, p_void, msg_size, opt_send_method);

		return RAW_SUCCESS;
	}
	/*
	 * 假设有任务堵塞在queue_buffer上等待消息，个人觉得以下这些操作是为了加快消息传递，
	 * 不由queue_buffer的内部存储仓转存数据内容。少了一个二次copy的过程
	 *
	 * 找到queue_buffer的堵塞链表的最高优先级任务，然后直接将消息内容和大小copy到任务控制块中，然后唤醒该任务
	 */
	task_ptr = list_entry(block_list_head->next, RAW_TASK_OBJ, task_list);

	raw_memcpy(task_ptr->msg, p_void, msg_size);
	task_ptr->qb_msg_size = msg_size;

	raw_wake_object(task_ptr);

	RAW_CRITICAL_EXIT();

	TRACE_QUEUE_BUFFER_WAKE_TASK(raw_task_active, list_entry(block_list_head->next, RAW_TASK_OBJ, task_list), p_void, msg_size, opt_send_method);

	raw_sched();
	return RAW_SUCCESS;
}