FreeRTOS高级篇5---FreeRTOS队列分析
Posted zhzht19861011
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了FreeRTOS高级篇5---FreeRTOS队列分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
FreeRTOS提供了多种任务间通讯方式，包括：- 任务通知（版本V8.2以及以上版本）
- 队列
- 二进制信号量
- 计数信号量
- 互斥量
- 递归互斥量
队列是FreeRTOS主要的任务间通讯方式。可以在任务与任务间、中断和任务间传送信息。发送到队列的消息是通过拷贝实现的，这意味着队列存储的数据是原数据，而不是原数据的引用。先看一下队列的数据结构：
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;1.队列创建函数
在《FreeRTOS系列第18篇---FreeRTOS队列API函数》一文中，我们介绍了创建队列API函数xQueueCreate()，但其实这是一个宏，只是定义的像函数而已。真正被执行的函数是xQueueGenericCreate()，我们称这个函数为通用队列创建函数。 我们来分析一下xQueueGenericCreate()函数，函数原型为：QueueHandle_t xQueueGenericCreate
(
const UBaseType_t uxQueueLength,
const UBaseType_t uxItemSize,
uint8_t *pucQueueStorage,
StaticQueue_t *pxStaticQueue,
const uint8_t ucQueueType
)- uxQueueLength：队列项数目
- uxItemSize：每个队列项的大小
- pucQueueStorage：使用静态分配队列时才使用，指向定义队列存储空间，如果使用动态分配队列空间（默认），向这个参数传递NULL。
- pxStaticQueue：使用静态分配队列时才使用，指向队列控制结构体，如果使用动态分配队列空间（默认），向这个参数传递NULL。
- ucQueueType：类型。可能的值为：
- queueQUEUE_TYPE_BASE：表示队列
- queueQUEUE_TYPE_SET：表示队列集合
- queueQUEUE_TYPE_MUTEX：表示互斥量
- queueQUEUE_TYPE_COUNTING_SEMAPHORE：表示计数信号量
- queueQUEUE_TYPE_BINARY_SEMAPHORE：表示二进制信号量
- queueQUEUE_TYPE_RECURSIVE_MUTEX ：表示递归互斥量
xQueueGenericCreate()函数的源码如下所示：
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;
}
以上是关于FreeRTOS高级篇5---FreeRTOS队列分析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章