μC/OS-II的任務(wù)之間的通訊與同步

 在μC/OS-II中，有多種方法可以保護(hù)任務(wù)之間的共享數(shù)據(jù)和提供任務(wù)之間的通訊。在前面的章節(jié)中，已經(jīng)講到了其中的兩種：

一是利用宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()來關(guān)閉中斷和打開中斷。當(dāng)兩個任務(wù)或者一個任務(wù)和一個中斷服務(wù)子程序共享某些數(shù)據(jù)時(shí)，可以采用這種方法，詳見3.00節(jié)臨界段、8.03.02節(jié) OS_ENTER_CRITICAL() 和OS_EXIT_CRITICAL()及9.03.02節(jié)臨界段，OS_CPU.H;

二是利用函數(shù)OSSchedLock()和OSSchekUnlock()對μC/OS-II中的任務(wù)調(diào)度函數(shù)上鎖和開鎖。用這種方法也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，詳見3.06節(jié) 給調(diào)度器上鎖和開鎖。

本章將介紹另外三種用于數(shù)據(jù)共享和任務(wù)通訊的方法：信號量、郵箱和消息隊(duì)列。

圖F6.1介紹了任務(wù)和中斷服務(wù)子程序之間是如何進(jìn)行通訊的。

一個任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序可以通過事件控制塊ECB(EventCONtrolBlocks)來向另外的任務(wù)發(fā)信號[F6.1A(1)]。這里，所有的信號都被看成是事件(Event)。這也說明為什么上面把用于通訊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做事件控制塊。一個任務(wù)還可以等待另一個任務(wù)或中斷服務(wù)子程序給它發(fā)送信號[F6.1A(2)]。這里要注意的是，只有任務(wù)可以等待事件發(fā)生，中斷服務(wù)子程序是不能這樣做的。對于處于等待狀態(tài)的任務(wù)，還可以給它指定一個最長等待時(shí)間，以此來防止因?yàn)榈却氖录]有發(fā)生而無限期地等下去。

多個任務(wù)可以同時(shí)等待同一個事件的發(fā)生[F6.1B]。在這種情況下，當(dāng)該事件發(fā)生后，所有等待該事件的任務(wù)中，優(yōu)先級最高的任務(wù)得到了該事件并進(jìn)入就緒狀態(tài)，準(zhǔn)備執(zhí)行。上面講到的事件，可以是信號量、郵箱或者消息隊(duì)列等。當(dāng)事件控制塊是一個信號量時(shí)，任務(wù)可以等待它，也可以給它發(fā)送消息。

圖6.1事件控制塊的使用

6.1 事件控制塊ECB

μC/OS-II通過uCOS_II.H中定義的OS_EVENT數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來維護(hù)一個事件控制塊的所有信息[程序清單L6.1]，也就是本章開篇講到的事件控制塊ECB。該結(jié)構(gòu)中除了包含了事件本身的定義，如用于信號量的計(jì)數(shù)器，用于指向郵箱的指針，以及指向消息隊(duì)列的指針數(shù)組等，還定義了等待該事件的所有任務(wù)的列表。程序清單L6.1是該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。

程序清單L6.1ECB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

typedefSTruct{

void*OSEventPtr;/*指向消息或者消息隊(duì)列的指針*/

INT8UOSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE];/*等待任務(wù)列表*/

INT16UOSEventCnt;/*計(jì)數(shù)器(當(dāng)事件是信號量時(shí))*/

INT8UOSEventType;/*時(shí)間類型*/

INT8UOSEventGrp;/*等待任務(wù)所在的組*/

}OS_EVENT;

.OSEventPtr指針,只有在所定義的事件是郵箱或者消息隊(duì)列時(shí)才使用。 當(dāng)所定義的事件是郵箱時(shí)，它指向一個消息，而當(dāng)所定義的事件是消息隊(duì)列時(shí)，它指向一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，詳見6.06節(jié)消息郵箱和6.07節(jié)消息隊(duì)列。

.OSEventTbl[] 和 .OSEventGrp 很像前面講到的OSRdyTbl[]和OSRdyGrp，只不過前兩者包含的是等待某事件的任務(wù)，而后兩者包含的是系統(tǒng)中處于就緒狀態(tài)的任務(wù)。(見3.04節(jié)就緒表)

.OSEventCnt 當(dāng)事件是一個信號量時(shí)，.OSEventCnt是用于信號量的計(jì)數(shù)器，(見6.05節(jié)信號量)。

.OSEventType 定義了事件的具體類型。它可以是信號量(OS_EVENT_SEM)、郵箱

(OS_EVENT_TYPE_MBOX)或消息隊(duì)列(OS_EVENT_TYPE_Q)中的一種。用戶要根據(jù)該域的具體值

來調(diào)用相應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù)，以保證對其進(jìn)行的操作的正確性。

每個等待事件發(fā)生的任務(wù)都被加入到該事件事件控制塊中的等待任務(wù)列表中，該列表包括.OSEventGrp和.OSEventTbl[]兩個域。變量前面的[.]說明該變量是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個域。在這

里，所有的任務(wù)的優(yōu)先級被分成8組(每組8個優(yōu)先級)，分別對應(yīng).OSEventGrp中的8位。當(dāng)

某組中有任務(wù)處于等待該事件的狀態(tài)時(shí)，.OSEventGrp中對應(yīng)的位就被置位。相應(yīng)地，該任務(wù)

在.OSEventTbl[]中的對應(yīng)位也被置位。.OSEventTbl[]數(shù)組的大小由系統(tǒng)中任務(wù)的最低優(yōu)先級

決定，這個值由uCOS_II.H中的OS_LOWEST_PRIO常數(shù)定義。這樣，在任務(wù)優(yōu)先級比較少的情況

下，減少μC/OS-II對系統(tǒng)RAM的占用量。

當(dāng)一個事件發(fā)生后，該事件的等待事件列表中優(yōu)先級最高的任務(wù)，也即在.OSEventTbl[]中，所有被置1的位中，優(yōu)先級代碼最小的任務(wù)得到該事件。圖F6.2給出

了.OSEventGrp和.OSEventTbl[]之間的對應(yīng)關(guān)系。該關(guān)系可以描述為：

當(dāng).OSEventTbl[0]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第0位為1。

當(dāng).OSEventTbl[1]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第1位為1。

當(dāng).OSEventTbl[2]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第2位為1。

當(dāng).OSEventTbl[3]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第3位為1。

當(dāng).OSEventTbl[4]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第4位為1。

當(dāng).OSEventTbl[5]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第5位為1。

當(dāng).OSEventTbl[6]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第6位為1。

當(dāng).OSEventTbl[7]中的任何一位為1時(shí)，.OSEventGrp中的第7位為1。

圖F6.2事件的等待任務(wù)列表

下面的代碼將一個任務(wù)放到事件的等待任務(wù)列表中。

程序清單L6.2——將一個任務(wù)插入到事件的等待任務(wù)列表中

pevent->OSEventGrp|=OSMapTbl[prio>>3];

pevent->OSEventTbl[prio>>3]|=OSMapTbl[prio&0x07];

其中，prio是任務(wù)的優(yōu)先級，pevent是指向事件控制塊的指針。

從程序清單L6.2可以看出，插入一個任務(wù)到等待任務(wù)列表中所花的時(shí)間是相同的，和表中現(xiàn)有多少個任務(wù)無關(guān)。從圖F6.2中可以看出該算法的原理：任務(wù)優(yōu)先級的最低3位決定了該任務(wù)在相應(yīng)的.OSEventTbl[]中的位置，緊接著的3位則決定了該任務(wù)優(yōu)先級在.OSEventTbl[]中的字節(jié)索引。該算法中用到的查找表OSMapTbl[](定義在OS_CORE.C中)一般在ROM中實(shí)現(xiàn)。[!--empirenews.page--]

表T6.1OSMapTbl[]

從等待任務(wù)列表中刪除一個任務(wù)的算法則正好相反，如程序清單L6.3所示。

程序清單L6.3從等待任務(wù)列表中刪除一個任務(wù)

if((pevent->OSEventTbl[prio>>3]&=~OSMapTbl[prio&0x07])==0){

pevent->OSEventGrp&=~OSMapTbl[prio>>3];

}

該代碼清除了任務(wù)在.OSEventTbl[]中的相應(yīng)位，并且，如果其所在的組中不再有處于等待該事件的任務(wù)時(shí)(即.OSEventTbl[prio>>3]為0)，將.OSEventGrp中的相應(yīng)位也清除了。和上面的由任務(wù)優(yōu)先級確定該任務(wù)在等待表中的位置的算法類似，從等待任務(wù)列表中查找處于等待狀態(tài)的最高優(yōu)先級任務(wù)的算法，也不是從.OSEventTbl[0]開始逐個查詢，而是采用了查找另一個表OSUnMapTbl[256](見文件OS_CORE.C)。這里，用于索引的8位分別代表對應(yīng)的8組中有任務(wù)處于等待狀態(tài)，其中的最低位具有最高的優(yōu)先級。用這個值索引，首先得到最高優(yōu)先級任務(wù)所在的組的位置(0～7之間的一個數(shù))。然后利用.OSEventTbl[]中對應(yīng)字節(jié)再在OSUnMapTbl[]中查找，就可以得到最高優(yōu)先級任務(wù)在組中的位置(也是0～7之間的一個數(shù))。

這樣，最終就可以得到處于等待該事件狀態(tài)的最高優(yōu)先級任務(wù)了。程序清單L6.4是該算法的具體實(shí)現(xiàn)代碼。

程序清單L6.4在等待任務(wù)列表中查找最高優(yōu)先級的任務(wù)

y=OSUnMapTbl[pevent->OSEventGrp];

x=OSUnMapTbl[pevent->OSEventTbl[y]];

prio=(y<<3)+x;

舉例來說，如果.OSEventGrp的值是01101000(二進(jìn)制)，而對應(yīng)的OSUnMapTbl[.OSEventGrp]值為3，說明最高優(yōu)先級任務(wù)所在的組是3。類似地，如果.OSEventTbl[3]的值是11100100(二進(jìn)制)，OSUnMapTbl[.OSEventTbl[3]]的值為2，則處于等待狀態(tài)的任務(wù)的最高優(yōu)先級是3×8+2=26。

在μC/OS-II中，事件控制塊的總數(shù)由用戶所需要的信號量、郵箱和消息隊(duì)列的總數(shù)決定。

該值由OS_CFG.H中的#defineOS_MAX_EVENTS定義。 在調(diào)用OSInit()時(shí) (見3.11節(jié)， μC/OS-II

的初始化)，所有事件控制塊被鏈接成一個單向鏈表——空閑事件控制塊鏈表(圖F6.3)。每

當(dāng)建立一個信號量、郵箱或者消息隊(duì)列時(shí)，就從該鏈表中取出一個空閑事件控制塊，并對它進(jìn)

行初始化。因?yàn)樾盘柫?、郵箱和消息隊(duì)列一旦建立就不能刪除，所以事件控制塊也不能放回到

空閑事件控制塊鏈表中。

圖F6.3空閑事件控制塊鏈表——Figure6.3

對于事件控制塊進(jìn)行的一些通用操作包括：

y 初始化一個事件控制塊

y 使一個任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)

y 使一個任務(wù)進(jìn)入等待該事件的狀態(tài)

y 因?yàn)榈却瑫r(shí)而使一個任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)

為了避免代碼重復(fù)和減短程代碼長度，μC/OS-II將上面的操作用4個系統(tǒng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，它們是：OSEventWaitListInit()，OSEventTaskRdy()，OSEventWait()和OSEventTO()。

6.2 初始化一個事件控制塊，OSEventWaitListInit()

程序清單L6.5是函數(shù)OSEventWaitListInit()的源代碼。當(dāng)建立一個信號量、郵箱或者消息隊(duì)列時(shí)，相應(yīng)的建立函數(shù)OSSemInit()，OSMboxCreate()，或者OSQCreate()通過調(diào)用

OSEventWaitListInit()對事件控制塊中的等待任務(wù)列表進(jìn)行初始化。該函數(shù)初始化一個空的等

待任務(wù)列表，其中沒有任何任務(wù)。該函數(shù)的調(diào)用參數(shù)只有一個，就是指向需要初始化的事件控

制塊的指針pevent。

程序清單L6.5初始化ECB塊的等待任務(wù)列表

voidOSEventWaitListInit(OS_EVENT*pevent)

{

INT8Ui;

pevent->OSEventGrp=0x00;

for(i=0;i

pevent->OSEventTbl[i]=0x00;

}

}

6.3 使一個任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)，OSEventTaskRdy()

程序清單L6.6是函數(shù)OSEventTaskRdy()的源代碼。當(dāng)發(fā)生了某個事件，該事件等待任務(wù)列表中的最高優(yōu)先級任務(wù)(HighestPriorityTask–HPT)要置于就緒態(tài)時(shí)，該事件對應(yīng)的OSSemPost()，OSMboxPost()，OSQPost()，和OSQPostFront()函數(shù)調(diào)用OSEventTaskRdy()實(shí)現(xiàn)該操作。換句話說，該函數(shù)從等待任務(wù)隊(duì)列中刪除HPT任務(wù)(HighestPriorityTask)，并把該任務(wù)置于就緒態(tài)。圖F6.4給出了OSEventTaskRdy()函數(shù)最開始的4個動作。

該函數(shù)首先計(jì)算HPT任務(wù)在.OSEventTbl[]中的字節(jié)索引[L6.6/F6.4(1)]，其結(jié)果是一個從0到OS_LOWEST_PRIO/8+1之間的數(shù)，并利用該索引得到該優(yōu)先級任務(wù)在.OSEventGrp中的位屏蔽碼[L6.6/F6.4(2)](從表T6.1可以得到該值)。然后，OSEventTaskRdy()函數(shù)判斷HPT任務(wù)在.OSEventTbl[]中相應(yīng)位的位置[L6.6/F6.4(3)]， 其結(jié)果是一個從0到OS_LOWEST_PRIO/8+1

之間的數(shù)，以及相應(yīng)的位屏蔽碼[L6.6/F6.4(4)]。根據(jù)以上結(jié)果，OSEventTaskRdy()函數(shù)計(jì)算

出HPT任務(wù)的優(yōu)先級[L6.6(5)]，然后就可以從等待任務(wù)列表中刪除該任務(wù)了[L6.6(6)]。

任務(wù)的任務(wù)控制塊中包含有需要改變的信息。知道了HPT任務(wù)的優(yōu)先級，就可以得到指向該任務(wù)的任務(wù)控制塊的指針[L6.6(7)]。因?yàn)樽罡邇?yōu)先級任務(wù)運(yùn)行條件已經(jīng)得到滿足，必須停止OSTimeTick()函數(shù)對.OSTCBDly域的遞減操作，所以O(shè)SEventTaskRdy()直接將該域清澈0[L6.6(8)]。因?yàn)樵撊蝿?wù)不再等待該事件的發(fā)生，所以O(shè)SEventTaskRdy()函數(shù)將其任務(wù)控制塊中指向事件控制塊的指針指向NULL[L6.6(9)]。如果OSEventTaskRdy()是由OSMboxPost()或者OSQPost()調(diào)用的，該函數(shù)還要將相應(yīng)的消息傳遞給HPT，放在它的任務(wù)控制塊中[L6.6(10)]。

另外，當(dāng)OSEventTaskRdy()被調(diào)用時(shí)，位屏蔽碼msk作為參數(shù)傳遞給它。該參數(shù)是用于對任務(wù)控制塊中的位清零的位屏蔽碼，和所發(fā)生事件的類型相對應(yīng)[L6.6(11)]。最后，根據(jù).OSTCBStat判斷該任務(wù)是否已處于就緒狀態(tài)[L6.6(12)]。如果是,則將HPT插入到μC/OS-II的就緒任務(wù)列表中[L6.6(13)]。注意，HPT任務(wù)得到該事件后不一定進(jìn)入就緒狀態(tài)，也許該任務(wù)已經(jīng)由于其它[!--empirenews.page--]

原因掛起了。[見4.07節(jié)，掛起一個任務(wù)，OSTaskSuspend()，和4.08節(jié)，恢復(fù)一個任務(wù)，

OSTaskResume()]。

另外，.OSEventTaskRdy()函數(shù)要在中斷禁止的情況下調(diào)用。

程序清單L6.6使一個任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)

voidOSEventTaskRdy(OS_EVENT*pevent,void*msg,INT8Umsk)

{

OS_TCB*ptcb;

INT8Ux;

INT8Uy;

INT8Ubitx;

INT8Ubity;

INT8Uprio;

y=OSUnMapTbl[pevent->OSEventGrp];(1)

bity=OSMapTbl[y];(2)

x=OSUnMapTbl[pevent->OSEventTbl[y]];(3)

bitx=OSMapTbl[x];(4)

prio=(INT8U)((y<<3)+x);(5)

if((pevent->OSEventTbl[y]&=~bitx)==0){(6)

pevent->OSEventGrp&=~bity;

}

ptcb=OSTCBPrioTbl[prio];(7)

ptcb->OSTCBDly=0;(8)

ptcb->OSTCBEventPtr=(OS_EVENT*)0;(9)

#if(OS_Q_EN&&(OS_MAX_QS>=2))||OS_MBOX_EN

ptcb->OSTCBMsg=msg;(10)

#else

msg=msg;

#endif

ptcb->OSTCBStat&=~msk;(11)

if(ptcb->OSTCBStat==OS_STAT_RDY){(12)

OSRdyGrp|=bity;(13)

OSRdyTbl[y]|=bitx;

}

}

圖F6.4使一個任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)——Figure6.4

6.4 使一個任務(wù)進(jìn)入等待某事件發(fā)生狀態(tài),OSEventTaskWait()

程序清單L6.7是OSEventTaskWait()函數(shù)的源代碼。當(dāng)某個任務(wù)要等待一個事件的發(fā)生時(shí)，相應(yīng)事件的OSSemPend()，OSMboxPend()或者OSQPend()函數(shù)會調(diào)用該函數(shù)將當(dāng)前任務(wù)從就緒任務(wù)表中刪除，并放到相應(yīng)事件的事件控制塊的等待任務(wù)表中。

程序清單L6.7使一個任務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)

voidOSEventTaskWait(OS_EVENT*pevent)

{

OSTCBCur->OSTCBEventPtr=pevent;(1)

if((OSRdyTbl[OSTCBCur->OSTCBY]&=~OSTCBCur->OSTCBBitX)==0){(2)

OSRdyGrp&=~OSTCBCur->OSTCBBitY;

}

pevent->OSEventTbl[OSTCBCur->OSTCBY]|=OSTCBCur->OSTCBBitX;(3)

pevent->OSEventGrp|=OSTCBCur->OSTCBBitY;

}

在該函數(shù)中，首先將指向事件控制塊的指針放到任務(wù)的任務(wù)控制塊中[L6.7(1)]，接著將任務(wù)從就緒任務(wù)表中刪除[L6.7(2)]，并把該任務(wù)放到事件控制塊的等待任務(wù)表中[L6.7(3)]。

6.5 由于等待超時(shí)而將任務(wù)置為就緒態(tài),OSEventTO()

程序清單L6.8是OSEventTO()函數(shù)的源代碼。當(dāng)在預(yù)先指定的時(shí)間內(nèi)任務(wù)等待的事件沒有發(fā)生時(shí)，OSTimeTick()函數(shù)會因?yàn)榈却瑫r(shí)而將任務(wù)的狀態(tài)置為就緒。在這種情況下，事件的OSSemPend()，OSMboxPend()或者OSQPend()函數(shù)會調(diào)用OSEventTO()來完成這項(xiàng)工作。該函數(shù)負(fù)責(zé)從事件控制塊中的等待任務(wù)列表里將任務(wù)刪除[L6.8(1)]，并把它置成就緒狀態(tài)[L6.8(2)]。最后，從任務(wù)控制塊中將指向事件控制塊的指針刪除[L6.8(3)]。用戶應(yīng)當(dāng)注意，調(diào)用OSEventTO()也應(yīng)當(dāng)先關(guān)中斷。

程序清單L6.8因?yàn)榈却瑫r(shí)將任務(wù)置為就緒狀態(tài)

voidOSEventTO(OS_EVENT*pevent)

{

if((pevent->OSEventTbl[OSTCBCur->OSTCBY]&=~OSTCBCur->OSTCBBitX) ==0)

{ (1)

pevent->OSEventGrp&=~OSTCBCur->OSTCBBitY;

}

OSTCBCur->OSTCBStat=OS_STAT_RDY;(2)

OSTCBCur->OSTCBEventPtr=(OS_EVENT*)0;(3)

}

6.6 信號量

μC/OS-II中的信號量由兩部分組成：一個是信號量的計(jì)數(shù)值，它是一個16位的無符號整數(shù) (0到65,535之間) ; 另一個是由等待該信號量的任務(wù)組成的等待任務(wù)表。 用戶要在OS_CFG.H中將OS_SEM_EN開關(guān)量常數(shù)置成1，這樣μC/OS-II才能支持信號量。

在使用一個信號量之前， 首先要建立該信號量， 也即調(diào)用OSSemCreate()函數(shù)(見下一節(jié)) ，

對信號量的初始計(jì)數(shù)值賦值。該初始值為0到65,535之間的一個數(shù)。如果信號量是用來表示一個或者多個事件的發(fā)生， 那么該信號量的初始值應(yīng)設(shè)為0。 如果信號量是用于對共享資源的訪問，那么該信號量的初始值應(yīng)設(shè)為1(例如，把它當(dāng)作二值信號量使用)。最后，如果該信號量是用來表示允許任務(wù)訪問n個相同的資源，那么該初始值顯然應(yīng)該是n，并把該信號量作為一個可計(jì)數(shù)的信號量使用。

μC/OS-II提供了5個對信號量進(jìn)行操作的函數(shù)。它們是：OSSemCreate()，OSSemPend()，

OSSemPost()，OSSemAccept()和OSSemQuery()函數(shù)。圖F6.5說明了任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和

信號量之間的關(guān)系。圖中用鑰匙或者旗幟的符號來表示信號量：如果信號量用于對共享資源的

訪問，那么信號量就用鑰匙符號。符號旁邊的數(shù)字N代表可用資源數(shù)。對于二值信號量，該值

就是1;如果信號量用于表示某事件的發(fā)生，那么就用旗幟符號。這時(shí)的數(shù)字N代表事件已經(jīng)發(fā)

生的次數(shù)。從圖F6.5中可以看出OSSemPost()函數(shù)可以由任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序調(diào)用，而

OSSemPend()和OSSemQuery()函數(shù)只能有任務(wù)程序調(diào)用。

圖F6.5任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和信號量之間的關(guān)系——Figure6.5

6.6.1 建立一個信號量,OSSemCreate()

程序清單L6.9是OSSemCreate()函數(shù)的源代碼。首先，它從空閑任務(wù)控制塊鏈表中得到一個事件控制塊[L6.9(1)]，并對空閑事件控制鏈表的指針進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使它指向下一個空閑的事件控制塊[L6.9(2)]。如果這時(shí)有任務(wù)控制塊可用[L6.9(3)]，就將該任務(wù)控制塊的事件類型設(shè)置成信號量OS_EVENT_TYPE_SEM[L6.9(4)]。其它的信號量操作函數(shù)OSSem???()通過檢查該域來保證所操作的任務(wù)控制塊類型的正確。例如，這可以防止調(diào)用OSSemPost()函數(shù)對一個用作郵箱的任務(wù)控制塊進(jìn)行操作[6.06節(jié)，郵箱]。接著，用信號量的初始值對任務(wù)控制塊進(jìn)行初始化[L6.9(5)]，并調(diào)用 OSEventWaitListInit()函數(shù)對事件控制任務(wù)控制塊的等待任務(wù)列表進(jìn)行初始化[見6.01節(jié)，初始化一個任務(wù)控制塊，OSEventWaitListInit()][L6.9(6)]。因?yàn)樾盘柫空诒怀跏蓟?，所以這時(shí)沒有任何任務(wù)等待該信號量。最后，OSSemCreate()返回給調(diào)用函數(shù)一個指向任務(wù)控制塊的指針。以后對信號量的所有操作，如OSSemPend(),OSSemPost(),OSSemAccept()和OSSemQuery()都是通過該指針完成的。因此，這個指針實(shí)際上就是該信號量的句柄。如果系統(tǒng)中沒有可用的任務(wù)控制塊，OSSemCreate()將返回一個NULL指針。[!--empirenews.page--]

值得注意的是，在μC/OS-II中，信號量一旦建立就不能刪除了，因此也就不可能將一個已分配的任務(wù)控制塊再放回到空閑ECB鏈表中。如果有任務(wù)正在等待某個信號量，或者某任務(wù)的運(yùn)行依賴于某信號量的出現(xiàn)時(shí)，刪除該任務(wù)是很危險(xiǎn)的。

程序清單L6.9建立一個信號量

OS_EVENT*OSSemCreate(INT16Ucnt)

{

OS_EVENT*pevent;

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent=OSEventFreeList;(1)

if(OSEventFreeList!=(OS_EVENT*)0){(2)

OSEventFreeList=(OS_EVENT*)OSEventFreeList->OSEventPtr;

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if(pevent!=(OS_EVENT*)0){(3)

pevent->OSEventType=OS_EVENT_TYPE_SEM;(4)

pevent->OSEventCnt=cnt;(5)

OSEventWaitListInit(pevent);(6)

}

return(pevent);(7)

}

6.6.2 等待一個信號量,OSSemPend()

程序清單L6.10是OSSemPend()函數(shù)的源代碼。它首先檢查指針pevent所指的任務(wù)控制塊是否是由OSSemCreate()建立的[L6.10(1)]。如果信號量當(dāng)前是可用的(信號量的計(jì)數(shù)值大于0)[L6.10(2)]，將信號量的計(jì)數(shù)值減1[L6.10(3)]，然后函數(shù)將“無錯”錯誤代碼返回給它的調(diào)用函數(shù)。顯然，如果正在等待信號量，這時(shí)的輸出正是我們所希望的，也是運(yùn)行OSSemPend()函數(shù)最快的路徑。

如果此時(shí)信號量無效(計(jì)數(shù)器的值是0)，OSSemPend()函數(shù)要進(jìn)一步檢查它的調(diào)用函數(shù)是不是中斷服務(wù)子程序[L6.10(4)]。在正常情況下，中斷服務(wù)子程序是不會調(diào)用OSSemPend()函數(shù)的。這里加入這些代碼，只是為了以防萬一。當(dāng)然，在信號量有效的情況下，即使是中斷服務(wù)

子程序調(diào)用的OSSemPend()，函數(shù)也會成功返回，不會出任何錯誤。

如果信號量的計(jì)數(shù)值為0，而OSSemPend()函數(shù)又不是由中斷服務(wù)子程序調(diào)用的，則調(diào)

用OSSemPend()函數(shù)的任務(wù)要進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待另一個任務(wù)(或者中斷服務(wù)子程序)發(fā)出該信

號量(見下節(jié))。OSSemPend()允許用戶定義一個最長等待時(shí)間作為它的參數(shù)，這樣可以避免該

任務(wù)無休止地等待下去。如果該參數(shù)值是一個大于0的值，那么該任務(wù)將一直等到信號有效或

者等待超時(shí)。如果該參數(shù)值為0，該任務(wù)將一直等待下去。OSSemPend()函數(shù)通過將任務(wù)控制塊

中的狀態(tài)標(biāo)志.OSTCBStat置1，把任務(wù)置于睡眠狀態(tài)[L6.10(5)]，等待時(shí)間也同時(shí)置入任務(wù)控

制塊中[L6.10(6)]，該值在OSTimeTick()函數(shù)中被逐次遞減。注意，OSTimeTick()函數(shù)對每個

任務(wù)的任務(wù)控制塊的.OSTCBDly域做遞減操作(只要該域不為0)[見3.10節(jié)，時(shí)鐘節(jié)拍]。真

正將任務(wù)置入睡眠狀態(tài)的操作在OSEventTaskWait()函數(shù)中執(zhí)行[見6.03節(jié)，讓一個任務(wù)等待

某個事件，OSEventTaskWait()][L6.10(7)]。

因?yàn)楫?dāng)前任務(wù)已經(jīng)不是就緒態(tài)了，所以任務(wù)調(diào)度函數(shù)將下一個最高優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)入，準(zhǔn)備運(yùn)行[L6.10(8)]。當(dāng)信號量有效或者等待時(shí)間到后，調(diào)用OSSemPend()函數(shù)的任務(wù)將再一次成為最高優(yōu)先級任務(wù)。這時(shí)OSSched()函數(shù)返回。這之后，OSSemPend()要檢查任務(wù)控制塊中的狀態(tài)標(biāo)志，看該任務(wù)是否仍處于等待信號量的狀態(tài)[L6.10(9)]。如果是，說明該任務(wù)還沒有被OSSemPost()函數(shù)發(fā)出的信號量喚醒。事實(shí)上，該任務(wù)是因?yàn)榈却瑫r(shí)而由TimeTick()函數(shù)把它置為就緒狀態(tài)的。這種情況下，OSSemPend()函數(shù)調(diào)用 OSEventTO()函數(shù)將任務(wù)從等待任務(wù)列表中刪除[L6.10(10)]，并返回給它的調(diào)用任務(wù)一個“超時(shí)”的錯誤代碼。如果任務(wù)的任務(wù)控制塊中的OS_STAT_SEM標(biāo)志位沒有置位，就認(rèn)為調(diào)用 OSSemPend()的任務(wù)已經(jīng)得到了該信號量，將指向信號量ECB的指針從該任務(wù)的任務(wù)控制塊中刪除，并返回給調(diào)用函數(shù)一個“無錯”的錯誤代碼[L6.10(11)]。

程序清單L6.10等待一個信號量

voidOSSemPend(OS_EVENT*pevent,INT16Utimeout,INT8U*err)

{

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_SEM){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_ERR_EVENT_TYPE;

}

if(pevent->OSEventCnt>0){(2)

pevent->OSEventCnt--;(3)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}elseif(OSIntNesting>0){(4)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_ERR_PEND_ISR;

}else{

OSTCBCur->OSTCBStat|=OS_STAT_SEM;(5)

OSTCBCur->OSTCBDly=timeout;(6)

OSEventTaskWait(pevent);(7)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();(8)

OS_ENTER_CRITICAL();

if(OSTCBCur->OSTCBStat&OS_STAT_SEM){(9)

OSEventTO(pevent);(10)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_TIMEOUT;

}else{

OSTCBCur->OSTCBEventPtr=(OS_EVENT*)0;(11)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}

}

}

6.6.3 發(fā)送一個信號量,OSSemPost()

程序清單L6.11是OSSemPost()函數(shù)的源代碼。它首先檢查參數(shù)指針pevent指向的任務(wù)控制塊是否是OSSemCreate()函數(shù)建立的[L6.11(1)]，接著檢查是否有任務(wù)在等待該信號量[L6.11(2)]。如果該任務(wù)控制塊中的.OSEventGrp域不是0，說明有任務(wù)正在等待該信號量。這時(shí)，就要調(diào)用函數(shù)OSEventTaskRdy()[見6.02節(jié)，使一個任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，OSEventTaskRdy()]，把其中的最高優(yōu)先級任務(wù)從等待任務(wù)列表中刪除[L6.11(3)]并使它進(jìn)入就緒狀態(tài)。然后，調(diào)用OSSched()任務(wù)調(diào)度函數(shù)檢查該任務(wù)是否是系統(tǒng)中的最高優(yōu)先級的就緒任務(wù)[L6.11(4)]。如果是，這時(shí)就要進(jìn)行任務(wù)切換[當(dāng)OSSemPost()函數(shù)是在任務(wù)中調(diào)用的]，準(zhǔn)備執(zhí)行該就緒任務(wù)。如果不是，OSSched()直接返回，調(diào)用 OSSemPost()的任務(wù)得以繼續(xù)執(zhí)行。如果這時(shí)沒有任務(wù)在等待該信號量，該信號量的計(jì)數(shù)值就簡單地加1[L6.11(5)]。

上面是由任務(wù)調(diào)用OSSemPost()時(shí)的情況。當(dāng)中斷服務(wù)子程序調(diào)用該函數(shù)時(shí)，不會發(fā)生上面的任務(wù)切換。如果需要，任務(wù)切換要等到中斷嵌套的最外層中斷服務(wù)子程序調(diào)用OSIntExit()函數(shù)后才能進(jìn)行(見3.09節(jié)，μC/OS-II中的中斷)。[!--empirenews.page--]

程序清單L6.11發(fā)出一個信號量

INT8UOSSemPost(OS_EVENT*pevent)

{

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_SEM){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

if(pevent->OSEventGrp){(2)

OSEventTaskRdy(pevent,(void*)0,OS_STAT_SEM);(3)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();(4)

return(OS_NO_ERR);

}else{

if(pevent->OSEventCnt<65535){

pevent->OSEventCnt++;(5)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_ERR);

}else{

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_SEM_OVF);

}

}

}

6.6.4 無等待地請求一個信號量,OSSemAccept()

當(dāng)一個任務(wù)請求一個信號量時(shí)，如果該信號量暫時(shí)無效，也可以讓該任務(wù)簡單地返回，而不是進(jìn)入睡眠等待狀態(tài)。這種情況下的操作是由OSSemAccept()函數(shù)完成的，其源代碼見程序清單L6.12。該函數(shù)在最開始也是檢查參數(shù)指針pevent指向的事件控制塊是否是由OSSemCreate()函數(shù)建立的[L6.12(1)]，接著從該信號量的事件控制塊中取出當(dāng)前計(jì)數(shù)值[L6.12(2)]，并檢查該信號量是否有效(計(jì)數(shù)值是否為非0值)[L6.12(3)]。如果有效，則將信號量的計(jì)數(shù)值減1[L6.12(4)]，然后將信號量的原有計(jì)數(shù)值返回給調(diào)用函數(shù)[L6.12(5)]。調(diào)用函數(shù)需要對該返回值進(jìn)行檢查。如果該值是0，說明該信號量無效。如果該值大于0，說明該信號量有效，同時(shí)該值也暗示著該信號量當(dāng)前可用的資源數(shù)。應(yīng)該注意的是，這些可用資源中，已經(jīng)被該調(diào)用函數(shù)自身占用了一個(該計(jì)數(shù)值已經(jīng)被減1)。中斷服務(wù)子程序要請求信號量時(shí)，只能用OSSemAccept()而不能用OSSemPend()，因?yàn)橹袛喾?wù)子程序是不允許等待的。

程序清單L6.12無等待地請求一個信號量

INT16UOSSemAccept(OS_EVENT*pevent)

{

INT16Ucnt;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_SEM){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(0);

}

cnt=pevent->OSEventCnt;(2)

if(cnt>0){(3)

pevent->OSEventCnt--;(4)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

return(cnt);(5)

}

6.6.5 查詢一個信號量的當(dāng)前狀態(tài),OSSemQuery()

在應(yīng)用程序中，用戶隨時(shí)可以調(diào)用函數(shù)OSSemQuery()[程序清單L6.13]來查詢一個信號量的當(dāng)前狀態(tài)。該函數(shù)有兩個參數(shù)：一個是指向信號量對應(yīng)事件控制塊的指針pevent。該指針是在生產(chǎn)信號量時(shí)，由OSSemCreate()函數(shù)返回的;另一個是指向用于記錄信號量信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)OS_SEM_DATA(見uCOS_II.H)的指針pdata。因此，調(diào)用該函數(shù)前，用戶必須先定義該結(jié)構(gòu)變量，用于存儲信號量的有關(guān)信息。在這里，之所以使用一個新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原因在于，調(diào)用函數(shù)應(yīng)該只關(guān)心那些和特定信號量有關(guān)的信息， 而不是象OS_EVENT數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含的很全面的信息。

該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只包含信號量計(jì)數(shù)值.OSCnt和等待任務(wù)列表.OSEventTbl[]、.OSEventGrp，而OS_EVENT中還包含了另外的兩個域.OSEventType和.OSEventPtr。

和其它與信號量有關(guān)的函數(shù)一樣，OSSemQuery()也是先檢查pevent指向的事件控制塊是否是OSSemCreate()產(chǎn)生的[L6.13(1)]，然后將等待任務(wù)列表[L6.13(2)]和計(jì)數(shù)值[L6.13(3)]

從OS_EVENT結(jié)構(gòu)拷貝到OS_SEM_DATA結(jié)構(gòu)變量中去。

程序清單L6.13查詢一個信號量的狀態(tài)

INT8UOSSemQuery(OS_EVENT*pevent,OS_SEM_DATA*pdata)

{

INT8Ui;

INT8U*psrc;

INT8U*pdest;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_SEM){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

pdata->OSEventGrp=pevent->OSEventGrp;(2)

psrc=&pevent->OSEventTbl[0];

pdest=&pdata->OSEventTbl[0];

for(i=0;i

*pdest++=*psrc++;

}

pdata->OSCnt=pevent->OSEventCnt;(3)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_ERR);

}

6.7 郵箱

郵箱是μC/OS-II中另一種通訊機(jī)制， 它可以使一個任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序向另一個任務(wù)發(fā)送一個指針型的變量。該指針指向一個包含了特定“消息”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了在μC/OS-II中使用郵箱，必須將OS_CFG.H中的OS_MBOX_EN常數(shù)置為1。

使用郵箱之前，必須先建立該郵箱。該操作可以通過調(diào)用OSMboxCreate()函數(shù)來完成(見下節(jié))，并且要指定指針的初始值。一般情況下，這個初始值是NULL，但也可以初始化一個郵

箱，使其在最開始就包含一條消息。如果使用郵箱的目的是用來通知一個事件的發(fā)生(發(fā)送一

條消息)，那么就要初始化該郵箱為NULL，因?yàn)樵陂_始時(shí)，事件還沒有發(fā)生。如果用戶用郵箱

來共享某些資源，那么就要初始化該郵箱為一個非NULL的指針。在這種情況下，郵箱被當(dāng)成一

個二值信號量使用。

μC/OS-II提供了5種對郵箱的操作：OSMboxCreate()，OSMboxPend()，OSMboxPost()，

OSMboxAccept()和 OSMboxQuery()函數(shù)。圖F6.6描述了任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和郵箱之間的關(guān)

系，這里用符號“I”表示郵箱。郵箱包含的內(nèi)容是一個指向一條消息的指針。一個郵箱只能包

含一個這樣的指針(郵箱為滿時(shí))，或者一個指向NULL的指針(郵箱為空時(shí))。從圖F6.6可以看出，任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序可以調(diào)用函數(shù)OSMboxPost()，但是只有任務(wù)可以調(diào)用函數(shù)OSMboxPend()和OSMboxQuery()。

圖F6.6任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和郵箱之間的關(guān)系

6.7.1 建立一個郵箱，OSMboxCreate()

程序清單L6.14是OSMboxCreate()函數(shù)的源代碼，基本上和函數(shù)OSSemCreate()相似。不同之處在于事件控制塊的類型被設(shè)置成OS_EVENT_TYPE_MBOX[L6.14(1)]， 以及使用.OSEventPtr域來容納消息指針，而不是使用.OSEventCnt域[L6.14(2)]。[!--empirenews.page--]

OSMboxCreate()函數(shù)的返回值是一個指向事件控制塊的指針[L6.14(3)]。這個指針在調(diào)用函數(shù)OSMboxPend()，OSMboxPost()，OSMboxAccept()和OSMboxQuery()時(shí)使用。因此，該指針可以看作是對應(yīng)郵箱的句柄。值得注意的是，如果系統(tǒng)中已經(jīng)沒有事件控制塊可用，函數(shù)OSMboxCreate()將返回一個NULL指針。

郵箱一旦建立，是不能被刪除的。比如，如果有任務(wù)正在等待一個郵箱的信息，這時(shí)刪除該郵箱，將有可能產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。

程序清單L6.14建立一個郵箱

OS_EVENT*OSMboxCreate(void*msg)

{

OS_EVENT*pevent;

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent=OSEventFreeList;

if(OSEventFreeList!=(OS_EVENT*)0){

OSEventFreeList=(OS_EVENT*)OSEventFreeList->OSEventPtr;

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if(pevent!=(OS_EVENT*)0){

pevent->OSEventType=OS_EVENT_TYPE_MBOX;(1)

pevent->OSEventPtr=msg;(2)

OSEventWaitListInit(pevent);

}

return(pevent);(3)

}

6.7.2 等待一個郵箱中的消息，OSMboxPend()

程序清單L6.15是OSMboxPend()函數(shù)的源代碼。 同樣， 它和OSSemPend()也很相似，因此，在這里只講述其中的不同之處。OSMboxPend()首先檢查該事件控制塊是由 OSMboxCreate()函數(shù)建立的[L6.15(1)]。當(dāng).OSEventPtr域是一個非NULL的指針時(shí)，說明該郵箱中有可用的消息[L6.15(2)]。這種情況下，OSMboxPend()函數(shù)將該域的值復(fù)制到局部變量msg中，然后將.OSEventPtr置為NULL[L6.15(3)]。這正是我們所期望的，也是執(zhí)行 OSMboxPend()函數(shù)最快的路徑。

如果此時(shí)郵箱中沒有消息是可用的(.OSEventPtr域是NULL指針)，OSMboxPend()函數(shù)檢查它的調(diào)用者是否是中斷服務(wù)子程序[L6.15(4)]。象OSSemPend()函數(shù)一樣，不能在中斷服務(wù)子程序中調(diào)用OSMboxPend()，因?yàn)橹袛喾?wù)子程序是不能等待的。這里的代碼同樣是為了以防萬一。但是，如果郵箱中有可用的消息，即使從中斷服務(wù)子程序中調(diào)用OSMboxPend()函數(shù)，也一樣是成功的。

如果郵箱中沒有可用的消息，OSMboxPend()的調(diào)用任務(wù)就被掛起，直到郵箱中有了消息或者等待超時(shí)[L6.15(5)]。當(dāng)有其它的任務(wù)向該郵箱發(fā)送了消息后(或者等待時(shí)間超時(shí))，這時(shí)，該任務(wù)再一次成為最高優(yōu)先級任務(wù)，OSSched()返回。這時(shí)，OSMboxPend()函數(shù)要檢查是否有消息被放到該任務(wù)的任務(wù)控制塊中[L6.15(6)]。如果有，那么該次函數(shù)調(diào)用成功，對應(yīng)的消息被返回到調(diào)用函數(shù)。

程序清單L6.15等待一個郵箱中的消息

void*OSMboxPend(OS_EVENT*pevent,INT16Utimeout,INT8U*err)

{

void*msg;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_MBOX){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_ERR_EVENT_TYPE;

return((void*)0);

}

msg=pevent->OSEventPtr;

if(msg!=(void*)0){(2)

pevent->OSEventPtr=(void*)0;(3)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}elseif(OSIntNesting>0){(4)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_ERR_PEND_ISR;

}else{

OSTCBCur->OSTCBStat|=OS_STAT_MBOX;(5)

OSTCBCur->OSTCBDly=timeout;

OSEventTaskWait(pevent);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();

OS_ENTER_CRITICAL();

if((msg=OSTCBCur->OSTCBMsg)!=(void*)0){(6)

OSTCBCur->OSTCBMsg=(void*)0;

OSTCBCur->OSTCBStat=OS_STAT_RDY;

OSTCBCur->OSTCBEventPtr=(OS_EVENT*)0;

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}elseif(OSTCBCur->OSTCBStat&OS_STAT_MBOX){(7)

OSEventTO(pevent);(8)

OS_EXIT_CRITICAL();

msg=(void*)0;(9)

*err=OS_TIMEOUT;

}else{

msg=pevent->OSEventPtr;(10)

pevent->OSEventPtr=(void*)0;

(11)

OSTCBCur->OSTCBEventPtr=(OS_EVENT*)0;(12)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}

}

return(msg);

}

在OSMboxPend()函數(shù)中，通過檢查任務(wù)控制塊中的.OSTCBStat域中的OS_STAT_MBOX位，可以知道是否等待超時(shí)。如果該域被置1，說明任務(wù)等待已經(jīng)超時(shí)[L6.15(7)]。這時(shí)，通過調(diào)用函數(shù)OSEventTo()可以將任務(wù)從郵箱的等待列表中刪除[L6.15(8)]。因?yàn)榇藭r(shí)郵箱中沒有消息，所以返回的指針是NULL[L6.15(9)]。如果OS_STAT_MBOX位沒有被置1，說明所等待的消息已經(jīng)被發(fā)出。OSMboxPend()的調(diào)用函數(shù)得到指向消息的指針[L6.15(10)]。此后，OSMboxPend()函數(shù)通過將郵箱事件控制塊的.OSEventPtr域置為NULL清空該郵箱，并且要將任務(wù)任務(wù)控制塊中指向郵箱事件控制塊的指針刪除[L6.15(12)]。

6.7.3 發(fā)送一個消息到郵箱中，OSMboxPost()

程序清單L6.16是OSMboxPost()函數(shù)的源代碼。檢查了事件控制塊是否是一個郵箱后[L6.16(1)]，OSMboxPost()函數(shù)還要檢查是否有任務(wù)在等待該郵箱中的消息[L6.16(2)]。如果事件控制塊中的OSEventGrp域包含非零值，就暗示著有任務(wù)在等待該消息。這時(shí)，調(diào)用OSEventTaskRdy()將其中的最高優(yōu)先級任務(wù)從等待列表中刪除[見6.02節(jié)，使一個任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，OSEventTaskRdy()][L6.16(3)]，加入系統(tǒng)的就緒任務(wù)列表中，準(zhǔn)備運(yùn)行。然后，調(diào)用OSSched()函數(shù)[L6.16(4)]，檢查該任務(wù)是否是系統(tǒng)中最高優(yōu)先級的就緒任務(wù)。如果是，執(zhí)行任

務(wù)切換[僅當(dāng)OSMboxPost()函數(shù)是由任務(wù)調(diào)用時(shí)]，該任務(wù)得以執(zhí)行。如果該任務(wù)不是最高優(yōu)先

級的任務(wù)，OSSched()返回，OSMboxPost()的調(diào)用函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行。如果沒有任何任務(wù)等待該消息，

指向消息的指針就被保存到郵箱中[L6.16(6)](假設(shè)此時(shí)郵箱中的指針不是非NULL的[L6.16(5)])。這樣，下一個調(diào)用OSMboxPend()函數(shù)的任務(wù)就可以立刻得到該消息了。

注意，如果OSMboxPost()函數(shù)是從中斷服務(wù)子程序中調(diào)用的，那么，這時(shí)并不發(fā)生上下文的切換。如果需要，中斷服務(wù)子程序引起的上下文切換只發(fā)生在中斷嵌套的最外層中斷服務(wù)子程序?qū)SIntExit()函數(shù)的調(diào)用時(shí)(見3.09節(jié)，μC/OS-II中的中斷)。[!--empirenews.page--]

程序清單L6.16向郵箱中發(fā)送一條消息

INT8UOSMboxPost(OS_EVENT*pevent,void*msg)

{

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_MBOX){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

if(pevent->OSEventGrp){(2)

OSEventTaskRdy(pevent,msg,OS_STAT_MBOX);(3)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();(4)

return(OS_NO_ERR);

}else{

if(pevent->OSEventPtr!=(void*)0){(5)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_MBOX_FULL);

}else{

pevent->OSEventPtr=msg;(6)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_ERR);

}

}

}

6.7.4 無等待地從郵箱中得到一個消息,OSMboxAccept()

應(yīng)用程序也可以以無等待的方式從郵箱中得到消息。這可以通過程序清單L6.17中的OSMboxAccept()函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。OSMboxAccept()函數(shù)開始也是檢查事件控制塊是否是由OSMboxCreate()函數(shù)建立的 [L6.17(1)]。接著，它得到郵箱中的當(dāng)前內(nèi)容[L6.17(2)]，并判斷是否有消息是可用的[L6.17(3)]。如果郵箱中有消息，就把郵箱清空[L6.17(4)]，而郵箱中原來指向消息的指針被返回給OSMboxAccept()的調(diào)用函數(shù)[L6.17(5)]。OSMboxAccept()函數(shù)的調(diào)用函數(shù)必須檢查該返回值是否為NULL。如果該值是NULL，說明郵箱是空的，沒有可用的消息。

如果該值是非NULL值，說明郵箱中有消息可用，而且該調(diào)用函數(shù)已經(jīng)得到了該消息。中斷服務(wù)子程序在試圖得到一個消息時(shí)， 應(yīng)該使用OSMboxAccept()函數(shù)， 而不能使用OSMboxPend()函數(shù)。

OSMboxAccept()函數(shù)的另一個用途是，用戶可以用它來清空一個郵箱中現(xiàn)有的內(nèi)容。

程序清單L6.17無等待地從郵箱中得到消息

void*OSMboxAccept(OS_EVENT*pevent)

{

void*msg;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_MBOX){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return((void*)0);

}

msg=pevent->OSEventPtr;(2)

if(msg!=(void*)0){(3)

pevent->OSEventPtr=(void*)0;(4)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

return(msg);(5)

}

6.7.5 查詢一個郵箱的狀態(tài),OSMboxQuery()

OSMboxQuery()函數(shù)使應(yīng)用程序可以隨時(shí)查詢一個郵箱的當(dāng)前狀態(tài)。程序清單L6.18是該函數(shù)的源代碼。它需要兩個參數(shù)：一個是指向郵箱的指針pevent。該指針是在建立該郵箱時(shí)，由OSMboxCreate()函數(shù)返回的;另一個是指向用來保存有關(guān)郵箱的信息的OS_MBOX_DATA(見

uCOS_II.H)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針pdata。在調(diào)用OSMboxCreate()函數(shù)之前，必須先定義該結(jié)構(gòu)變量，

用來保存有關(guān)郵箱的信息。之所以定義一個新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是因?yàn)檫@里關(guān)心的只是和特定郵箱

有關(guān)的內(nèi)容，而非整個OS_EVENT數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。后者還包含了另外兩個域

(.OSEventCnt和.OSEventType)，而OS_MBOX_DATA只包含郵箱中的消息指針(.OSMsg)和該郵箱現(xiàn)有的等待任務(wù)列表(.OSEventTbl[]和.OSEventGrp)。

和前面的所以函數(shù)一樣，該函數(shù)也是先檢查事件控制是否是郵箱[L6.18(1)]。然后，將郵箱中的等待任務(wù)列表[L6.18(2)]和郵箱中的消息[L6.18(3)]從OS_EVENT數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)制到OS_MBOX_DATA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

程序清單L6.18查詢郵箱的狀態(tài)

INT8UOSMboxQuery(OS_EVENT*pevent,OS_MBOX_DATA*pdata)

{

INT8Ui;

INT8U*psrc;

INT8U*pdest;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_MBOX){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

pdata->OSEventGrp=pevent->OSEventGrp;(2)

psrc=&pevent->OSEventTbl[0];

pdest=&pdata->OSEventTbl[0];

for(i=0;i

*pdest++=*psrc++;

}

pdata->OSMsg=pevent->OSEventPtr;(3)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_ERR);

}

6.7.6 用郵箱作二值信號量

一個郵箱可以被用作二值的信號量。 首先， 在初始化時(shí)， 將郵箱設(shè)置為一個非零的指針(如

void*1)。這樣，一個任務(wù)可以調(diào)用OSMboxPend()函數(shù)來請求一個信號量，然后通過調(diào)用

OSMboxPost()函數(shù)來釋放一個信號量。程序清單L6.19說明了這個過程是如何工作的。如果用

戶只需要二值信號量和郵箱，這樣做可以節(jié)省代碼空間。這時(shí)可以將OS_SEM_EN設(shè)置為0，只使

用郵箱就可以了。

程序清單L6.19使用郵箱作為二值信號量

OS_EVENT*MboxSem;

voIDTask1(void*pdata)

{

INT8Uerr;

for(;;){

OSMboxPend(MboxSem,0,&err);/*獲得對資源的訪問權(quán)*/

.

./*任務(wù)獲得信號量,對資源進(jìn)行訪問*/

.

OSMboxPost(MboxSem,(void*)1);/*釋放對資源的訪問權(quán)*/

}

}

6.7.7 用郵箱實(shí)現(xiàn)延時(shí)，而不使用OSTimeDly()

郵箱的等待超時(shí)功能可以被用來模仿OSTimeDly()函數(shù)的延時(shí)，如程序清單L6.20所示。

如果在指定的時(shí)間段TIMEOUT內(nèi)，沒有消息到來，Task1()函數(shù)將繼續(xù)執(zhí)行。這和OSTimeDly(TIMEOUT)功能很相似。但是，如果Task2()在指定的時(shí)間結(jié)束之前，向該郵箱發(fā)送了一個“啞”消息，Task1()就會提前開始繼續(xù)執(zhí)行。這和調(diào)用OSTimeDlyResume()函數(shù)的功能是一樣的。注意，這里忽略了對返回的消息的檢查，因?yàn)榇藭r(shí)關(guān)心的不是得到了什么樣的消息。

程序清單L6.20使用郵箱實(shí)現(xiàn)延時(shí)

OS_EVENT*MboxTimeDly;

voidTask1(void*pdata)

{

INT8Uerr;

for(;;){

OSMboxPend(MboxTimeDly, TIMEOUT,&err);/*延時(shí)該任務(wù)*/

.

./*延時(shí)結(jié)束后執(zhí)行的代碼*/

.

}

}

voidTask2(void*pdata)[!--empirenews.page--]

{

INT8Uerr;

for(;;){

OSMboxPost(MboxTimeDly,(void*)1);/*取消任務(wù)1的延時(shí)*/

.

.

}

}

6.8 消息隊(duì)列

消息隊(duì)列是μC/OS-II中另一種通訊機(jī)制， 它可以使一個任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序向另一個任務(wù)發(fā)送以指針方式定義的變量。因具體的應(yīng)用有所不同，每個指針指向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變量也有所不同。為了使用μC/OS-II的消息隊(duì)列功能，需要在OS_CFG.H文件中，將OS_Q_EN常數(shù)設(shè)置為1，并且通過常數(shù)OS_MAX_QS來決定μC/OS-II支持的最多消息隊(duì)列數(shù)。

在使用一個消息隊(duì)列之前， 必須先建立該消息隊(duì)列。 這可以通過調(diào)用OSQCreate()函數(shù) (見

6.07.01節(jié))，并定義消息隊(duì)列中的單元數(shù)(消息數(shù))來完成。

μC/OS-II提供了7個對消息隊(duì)列進(jìn)行操作的函數(shù)：OSQCreate()，OSQPend()，OSQPost()，

OSQPostFront()，OSQAccept()，OSQFlush()和OSQQuery()函數(shù)。圖F6.7是任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和消息隊(duì)列之間的關(guān)系。其中，消息隊(duì)列的符號很像多個郵箱。實(shí)際上，我們可以將消息隊(duì)列看作時(shí)多個郵箱組成的數(shù)組，只是它們共用一個等待任務(wù)列表。每個指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是由具體的應(yīng)用程序決定的。N代表了消息隊(duì)列中的總單元數(shù)。當(dāng)調(diào)用OSQPend()或者OSQAccept()之前，調(diào)用N次OSQPost()或者OSQPostFront()就會把消息隊(duì)列填滿。從圖F6.7中可以看出，一個任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序可以調(diào)用OSQPost()，OSQPostFront()，OSQFlush()或者OSQAccept()函數(shù)。但是，只有任務(wù)可以調(diào)用OSQPend()和OSQQuery()函數(shù)。

圖F6.7任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和消息隊(duì)列之間的關(guān)系——Figure6.7

圖F6.8是實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列所需要的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這里也需要事件控制塊來記錄等待任務(wù)列表[F6.8(1)]，而且，事件控制塊可以使多個消息隊(duì)列的操作和信號量操作、郵箱操作相同的代碼。當(dāng)建立了一個消息隊(duì)列時(shí)，一個隊(duì)列控制塊(OS_Q結(jié)構(gòu)，見OS_Q.C文件)也同時(shí)被建立，并通過OS_EVENT中的.OSEventPtr域鏈接到對應(yīng)的事件控制塊[F6.8(2)]。 在建立一個消息隊(duì)列之前，必須先定義一個含有與消息隊(duì)列最大消息數(shù)相同個數(shù)的指針數(shù)組[F6.8(3)]。數(shù)組的起始地址以及數(shù)組中的元素?cái)?shù)作為參數(shù)傳遞給OSQCreate()函數(shù)。事實(shí)上，如果內(nèi)存占用了連續(xù)的地址空間，也沒有必要非得使用指針數(shù)組結(jié)構(gòu)。

文件OS_CFG.H中的常數(shù)OS_MAX_QS定義了在μC/OS-II中可以使用的最大消息隊(duì)列數(shù)，這個值最小應(yīng)為2。μC/OS-II在初始化時(shí)建立一個空閑的隊(duì)列控制塊鏈表，如圖F6.9所示。

圖F6.8用于消息隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——Figure6.8

圖F6.9空閑隊(duì)列控制塊鏈表——Figure6.9

隊(duì)列控制塊是一個用于維護(hù)消息隊(duì)列信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含了以下的一些域。這里，仍然在各個變量前加入一個[.]來表示它們是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的一個域。

.OSQPtr在空閑隊(duì)列控制塊中鏈接所有的隊(duì)列控制塊。一旦建立了消息隊(duì)列，該域就不再有用了。

.OSQStart是指向消息隊(duì)列的指針數(shù)組的起始地址的指針。用戶應(yīng)用程序在使用消息隊(duì)列之前必須先定義該數(shù)組。

.OSQEnd是指向消息隊(duì)列結(jié)束單元的下一個地址的指針。該指針使得消息隊(duì)列構(gòu)成一個循環(huán)的緩沖區(qū)。

.OSQIn 是指向消息隊(duì)列中插入下一條消息的位置的指針。當(dāng).OSQIn和.OSQEnd相等時(shí)，.OSQIn被調(diào)整指向消息隊(duì)列的起始單元。

.OSQOut 是指向消息隊(duì)列中下一個取出消息的位置的指針。當(dāng).OSQOut和.OSQEnd相等時(shí)，.OSQOut被調(diào)整指向消息隊(duì)列的起始單元。

.OSQSize 是消息隊(duì)列中總的單元數(shù)。該值是在建立消息隊(duì)列時(shí)由用戶應(yīng)用程序決定的。在μC/OS-II中，該值最大可以是65,535。

.OSQEntries 是消息隊(duì)列中當(dāng)前的消息數(shù)量。當(dāng)消息隊(duì)列是空的時(shí)，該值為0。當(dāng)消息隊(duì)列滿了以后，該值和.OSQSize值一樣。在消息隊(duì)列剛剛建立時(shí)，該值為0。

消息隊(duì)列最根本的部分是一個循環(huán)緩沖區(qū)，如圖F6.10。其中的每個單元包含一個指針。

隊(duì)列未滿時(shí)，.OSQIn[F6.10(1)]指向下一個存放消息的地址單元。如果隊(duì)列已滿(.OSQEntries

與.OSQSize相等)，.OSQIn[F6.10(3)]則與.OSQOut指向同一單元。如果在.OSQIn指向的單元

插入新的指向消息的指針，就構(gòu)成 FIFO(First-In-First-Out)隊(duì)列。相反，如果在.OSQOut

指向的單元的下一個單元插入新的指針，就構(gòu)成LIFO隊(duì)列(Last-In-First-Out)[F6.10(2)]。

當(dāng).OSQEntries和.OSQSize相等時(shí)，說明隊(duì)列已滿。消息指針總是從.OSQOut[F6.10(4)]指向

的單元取出。指針.OSQStart和.OSQEnd [F6.10(5)]定義了消息指針數(shù)組的頭尾，以便在.OSQIn

和.OSQOut到達(dá)隊(duì)列的邊緣時(shí)，進(jìn)行邊界檢查和必要的指針調(diào)整，實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能。

圖F6.10消息隊(duì)列是一個由指針組成的循環(huán)緩沖區(qū)——Figure6.10

6.8.1 建立一個消息隊(duì)列，OSQCreate()

程序清單L6.21是OSQCreate()函數(shù)的源代碼。該函數(shù)需要一個指針數(shù)組來容納指向各個消息的指針。該指針數(shù)組必須聲名為void類型。

OSQCreate()首先從空閑事件控制塊鏈表中取得一個事件控制塊(見圖F6.3)[L6.21(1)]，并對剩下的空閑事件控制塊列表的指針做相應(yīng)的調(diào)整，使它指向下一個空閑事件控制塊[L6.21(2)]。 接著， OSQCreate()函數(shù)從空閑隊(duì)列控制塊列表中取出一個隊(duì)列控制塊[L6.21(3)]。

如果有空閑隊(duì)列控制塊是可以的，就對其進(jìn)行初始化[L6.21(4)]。然后該函數(shù)將事件控制塊的類型設(shè)置為OS_EVENT_TYPE_Q[L6.21(5)]，并使其.OSEventPtr指針指向隊(duì)列控制塊[L6.21(6)]。OSQCreate()還要調(diào)用OSEventWaitListInit()函數(shù)對事件控制塊的等待任務(wù)列表初始化[見6.01節(jié)，初始化一個事件控制塊，OSEventWaitListInit()][L6.21(7)]。因?yàn)榇藭r(shí)消息隊(duì)列正在初始化，顯然它的等待任務(wù)列表是空的。最后，OSQCreate()向它的調(diào)用函數(shù)返回一個指向事件控制塊的指針[L6.21(9)]。該指針將在調(diào)用OSQPend()，OSQPost()，OSQPostFront()，OSQFlush()，OSQAccept()和OSQQuery()等消息隊(duì)列處理函數(shù)時(shí)使用。因此，該指針可以被看作是對應(yīng)消息隊(duì)列的句柄。值得注意的是，如果此時(shí)沒有空閑的事件控制塊，OSQCreate()函數(shù)將返回一個NULL指針。如果沒有隊(duì)列控制塊可以使用，為了不浪費(fèi)事件控制塊資源，OSQCreate()函數(shù)將把剛剛?cè)〉玫氖录刂茐K重新返還給空閑事件控制塊列表[L6.21(8)]。[!--empirenews.page--]

另外，消息隊(duì)列一旦建立就不能再刪除了。試想，如果有任務(wù)正在等待某個消息隊(duì)列中的消息，而此時(shí)又刪除該消息隊(duì)列，將是很危險(xiǎn)的。

程序清單L6.21建立一個消息隊(duì)列

OS_EVENT*OSQCreate(void**start,INT16Usize)

{

OS_EVENT*pevent;

OS_Q*pq;

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent=OSEventFreeList;(1)

if(OSEventFreeList!=(OS_EVENT*)0){

OSEventFreeList=(OS_EVENT*)OSEventFreeList->OSEventPtr;(2)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if(pevent!=(OS_EVENT*)0){

OS_ENTER_CRITICAL();

pq=OSQFreeList;(3)

if(OSQFreeList!=(OS_Q*)0){

OSQFreeList=OSQFreeList->OSQPtr;

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if(pq!=(OS_Q*)0){

pq->OSQStart=start;(4)

pq->OSQEnd=&start[size];

pq->OSQIn=start;

pq->OSQOut=start;

pq->OSQSize=size;

pq->OSQEntries=0;

pevent->OSEventType=OS_EVENT_TYPE_Q;(5)

pevent->OSEventPtr=pq;(6)

OSEventWaitListInit(pevent);(7)

}else{

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent->OSEventPtr=(void*)OSEventFreeList;(8)

OSEventFreeList=pevent;

OS_EXIT_CRITICAL();

pevent=(OS_EVENT*)0;

}

}

return(pevent);(9)

}

6.8.2 等待一個消息隊(duì)列中的消息，OSQPend()

程序清單L6.22是OSQPend()函數(shù)的源代碼。OSQPend()函數(shù)首先檢查事件控制塊是否是由OSQCreate()函數(shù)建立的[L6.22(1)]，接著，該函數(shù)檢查消息隊(duì)列中是否有消息可用(即.OSQEntries是否大于0) [L6.22(2)]。 如果有， OSQPend()函數(shù)將指向消息的指針復(fù)制到msg變量中， 并讓.OSQOut指針指向隊(duì)列中的下一個單元[L6.22(3)],然后將隊(duì)列中的有效消息數(shù)減1[L6.22(4)]。因?yàn)橄㈥?duì)列是一個循環(huán)的緩沖區(qū)，OSQPend()函數(shù)需要檢查.OSQOut是否超過了

隊(duì)列中的最后一個單元[L6.22(5)]。當(dāng)發(fā)生這種越界時(shí)，就要將.OSQOut重新調(diào)整到指向隊(duì)列的起始單元[L6.22(6)]。這是我們調(diào)用OSQPend()函數(shù)時(shí)所期望的，也是執(zhí)行OSQPend()函數(shù)最快的路徑。

程序清單L6.22在一個消息隊(duì)列中等待一條消息

void*OSQPend(OS_EVENT*pevent,INT16Utimeout,INT8U*err)

{

void*msg;

OS_Q*pq;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_Q){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_ERR_EVENT_TYPE;

return((void*)0);

}

pq=pevent->OSEventPtr;

if(pq->OSQEntries!=0){(2)

msg=*pq->OSQOut++;(3)

pq->OSQEntries--;(4)

if(pq->OSQOut==pq->OSQEnd){(5)

pq->OSQOut=pq->OSQStart;(6)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}elseif(OSIntNesting>0){(7)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_ERR_PEND_ISR;

}else{

OSTCBCur->OSTCBStat|=OS_STAT_Q;(8)

OSTCBCur->OSTCBDly=timeout;

OSEventTaskWait(pevent);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();(9)

OS_ENTER_CRITICAL();

if((msg=OSTCBCur->OSTCBMsg)!=(void*)0){(10)

OSTCBCur->OSTCBMsg=(void*)0;

OSTCBCur->OSTCBStat=OS_STAT_RDY;

OSTCBCur->OSTCBEventPtr=(OS_EVENT*)0;(11)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}elseif(OSTCBCur->OSTCBStat&OS_STAT_Q){(12)

OSEventTO(pevent);(13)

OS_EXIT_CRITICAL();

msg=(void*)0;(14)

*err=OS_TIMEOUT;

}else{

msg=*pq->OSQOut++;(15)

pq->OSQEntries--;

if(pq->OSQOut==pq->OSQEnd){

pq->OSQOut=pq->OSQStart;

}

OSTCBCur->OSTCBEventPtr=(OS_EVENT*)0;(16)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err=OS_NO_ERR;

}

}

return(msg);(17)

}

如果這時(shí)消息隊(duì)列中沒有消息(.OSEventEntries是0)，OSQPend()函數(shù)檢查它的調(diào)用者是否是中斷服務(wù)子程序[L6.22(7)]。象OSSemPend()和OSMboxPend()函數(shù)一樣，不能在中斷服務(wù)子程序中調(diào)用OSQPend()， 因?yàn)橹袛喾?wù)子程序是不能等待的。 但是， 如果消息隊(duì)列中有消息，即使從中斷服務(wù)子程序中調(diào)用OSQPend()函數(shù)，也一樣是成功的。

如果消息隊(duì)列中沒有消息，調(diào)用OSQPend()函數(shù)的任務(wù)被掛起[L6.22(8)]。當(dāng)有其它的任

務(wù)向該消息隊(duì)列發(fā)送了消息或者等待時(shí)間超時(shí)，并且該任務(wù)成為最高優(yōu)先級任務(wù)時(shí)，OSSched()

返回[L6.22(9)]。這時(shí)，OSQPend()要檢查是否有消息被放到該任務(wù)的任務(wù)控制塊中[L6.22(10)]。如果有，那么該次函數(shù)調(diào)用成功，把任務(wù)的任務(wù)控制塊中指向消息隊(duì)列的指針刪除[L6.22(17)]，并將對應(yīng)的消息被返回到調(diào)用函數(shù)[L6.22(17)]。

在OSQPend()函數(shù)中，通過檢查任務(wù)的任務(wù)控制塊中的.OSTCBStat域，可以知道是否等到時(shí)間超時(shí)。如果其對應(yīng)的OS_STAT_Q位被置1，說明任務(wù)等待已經(jīng)超時(shí)[L6.22(12)]。這時(shí)，通過調(diào)用函數(shù)OSEventTo()可以將任務(wù)從消息隊(duì)列的等待任務(wù)列表中刪除[L6.22(13)]。這時(shí)，因?yàn)橄㈥?duì)列中沒有消息，所以返回的指針是NULL[L6.22(14)]。

如果任務(wù)控制塊標(biāo)志位中的OS_STAT_Q位沒有被置1，說明有任務(wù)發(fā)出了一條消息。

OSQPend()函數(shù)從隊(duì)列中取出該消息[L6.22(15)]。然后，將任務(wù)的任務(wù)控制中指向事件控制塊的指針刪除[L6.22(16)]。

6.8.3 向消息隊(duì)列發(fā)送一個消息(FIFO)，OSQPost()

程序清單L6.23是OSQPost()函數(shù)的源代碼。在確認(rèn)事件控制塊是消息隊(duì)列后

[L6.23(1)]，OSQPost()函數(shù)檢查是否有任務(wù)在等待該消息隊(duì)列中的消息[L6.23(2)]。當(dāng)事件控[!--empirenews.page--]

制塊的.OSEventGrp域?yàn)榉?值時(shí)，說明該消息隊(duì)列的等待任務(wù)列表中有任務(wù)。這時(shí)，調(diào)用

OSEventTaskRdy()函數(shù)[見6.02節(jié)，使一個任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，OSEventTaskRdy()]從列表中取出最高優(yōu)先級的任務(wù)[L6.23(3)]， 并將它置于就緒狀態(tài)。 然后調(diào)用函數(shù)OSSched()[L6.23(4)]進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度。如果上面取出的任務(wù)的優(yōu)先級在整個系統(tǒng)就緒的任務(wù)里也是最高的，而且OSQPost()函數(shù)不是中斷服務(wù)子程序調(diào)用的，就執(zhí)行任務(wù)切換，該最高優(yōu)先級任務(wù)被執(zhí)行。否則的話，OSSched()函數(shù)直接返回，調(diào)用 OSQPost()函數(shù)的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行。

程序清單L6.23向消息隊(duì)列發(fā)送一條消息

INT8UOSQPost(OS_EVENT*pevent,void*msg)

{

OS_Q*pq;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_Q){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

if(pevent->OSEventGrp){(2)

OSEventTaskRdy(pevent,msg,OS_STAT_Q);(3)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();

(4)

return(OS_NO_ERR);

}else{

pq=pevent->OSEventPtr;

if(pq->OSQEntries>=pq->OSQSize){(5)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_Q_FULL);

}else{

*pq->OSQIn++=msg;(6)

pq->OSQEntries++;

if(pq->OSQIn==pq->OSQEnd){

pq->OSQIn=pq->OSQStart;

}

OS_EXIT_CRITICAL();

}

return(OS_NO_ERR);

}

}

如果沒有任務(wù)等待該消息隊(duì)列中的消息，而且此時(shí)消息隊(duì)列未滿[L6.23(5)]，指向該消息的指針被插入到消息隊(duì)列中[L6.23(6)]。這樣，下一個調(diào)用OSQPend()函數(shù)的任務(wù)就可以馬上得到該消息。注意，如果此時(shí)消息隊(duì)列已滿，那么該消息將由于不能插入到消息隊(duì)列中而丟失。

此外，如果OSQPost()函數(shù)是由中斷服務(wù)子程序調(diào)用的，那么即使產(chǎn)生了更高優(yōu)先級的任務(wù)，也不會在調(diào)用OSSched()函數(shù)時(shí)發(fā)生任務(wù)切換。這個動作一直要等到中斷嵌套的最外層中斷服務(wù)子程序調(diào)用OSIntExit()函數(shù)時(shí)才能進(jìn)行(見3.09節(jié)，μC/OS-II中的中斷)。

6.8.4 向消息隊(duì)列發(fā)送一個消息(后進(jìn)先出LIFO)，OSQPostFront()

OSQPostFront()函數(shù)和OSQPost()基本上是一樣的， 只是在插入新的消息到消息隊(duì)列中時(shí)，使用.OSQOut作為指向下一個插入消息的單元的指針，而不是.OSQIn。程序清單L6.24是它的源代碼。值得注意的是，.OSQOut指針指向的是已經(jīng)插入了消息指針的單元，所以再插入新的消

息指針前，必須先將.OSQOut指針在消息隊(duì)列中前移一個單元。如果.OSQOut指針指向的當(dāng)前單

元是隊(duì)列中的第一個單元[L6.24(1)]，這時(shí)再前移就會發(fā)生越界，需要特別地將該指針指向隊(duì)

列的末尾[L6.24(2)]。由于.OSQEnd指向的是消息隊(duì)列中最后一個單元的下一個單元，因此.OSQOut必須被調(diào)整到指向隊(duì)列的有效范圍內(nèi)[L6.24(3)]。因?yàn)镼SQPend()函數(shù)取出的消息是

由OSQPend()函數(shù)剛剛插入的，因此OSQPostFront()函數(shù)實(shí)現(xiàn)了一個LIFO隊(duì)列。

程序清單L6.24向消息隊(duì)列發(fā)送一條消息(LIFO)

INT8UOSQPostFront(OS_EVENT*pevent,void*msg)

{

OS_Q*pq;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_Q){

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

if(pevent->OSEventGrp){

OSEventTaskRdy(pevent,msg,OS_STAT_Q);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();

return(OS_NO_ERR);

}else{

pq=pevent->OSEventPtr;

if(pq->OSQEntries>=pq->OSQSize){

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_Q_FULL);

}else{

if(pq->OSQOut==pq->OSQStart){(1)

pq->OSQOut=pq->OSQEnd;(2)

}

pq->OSQOut--;(3)

*pq->OSQOut=msg;

pq->OSQEntries++;

OS_EXIT_CRITICAL();

}

return(OS_NO_ERR);

}

}

6.8.5 無等待地從一個消息隊(duì)列中取得消息,OSQAccept()

如果試圖從消息隊(duì)列中取出一條消息，而此時(shí)消息隊(duì)列又為空時(shí)，也可以不讓調(diào)用任務(wù)等待而直接返回調(diào)用函數(shù)。這個操作可以調(diào)用OSQAccept()函數(shù)來完成。程序清單L6.25是該函數(shù)的源代碼。 OSQAccept()函數(shù)首先查看pevent指向的事件控制塊是否是由OSQCreate()函數(shù)建立的[L6.25(1)]，然后它檢查當(dāng)前消息隊(duì)列中是否有消息[L6.25(2)]。如果消息隊(duì)列中有至少一條消息，那么就從.OSQOut指向的單元中取出消息[L6.25(3)]。OSQAccept()函數(shù)的調(diào)用函數(shù)需要對OSQAccept()返回的指針進(jìn)行檢查。如果該指針是NULL值，說明消息隊(duì)列是空的，其中沒有消息可以[L6.25(4)]。否則的話，說明已經(jīng)從消息隊(duì)列中成功地取得了一條消息。當(dāng)中斷服務(wù)子程序要從消息隊(duì)列中取消息時(shí)， 必須使用OSQAccept()函數(shù)， 而不能使用OSQPend()函數(shù)。

程序清單L6.25無等待地從消息隊(duì)列中取一條消息

void*OSQAccept(OS_EVENT*pevent)

{

void*msg;

OS_Q*pq;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_Q){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return((void*)0);

}

pq=pevent->OSEventPtr;

if(pq->OSQEntries!=0){(2)

msg=*pq->OSQOut++;(3)

pq->OSQEntries--;

if(pq->OSQOut==pq->OSQEnd){

pq->OSQOut=pq->OSQStart;

}

}else{

msg=(void*)0;(4)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

return(msg);

}

6.8.6 清空一個消息隊(duì)列,OSQFlush()

OSQFlush()函數(shù)允許用戶刪除一個消息隊(duì)列中的所有消息，重新開始使用。程序清單L6.26是該函數(shù)的源代碼。和前面的其它函數(shù)一樣，該函數(shù)首先檢查pevent指針是否是執(zhí)行一個消息隊(duì)列[L6.26(1)]，然后將隊(duì)列的插入指針和取出指針復(fù)位，使它們都指向隊(duì)列起始單元，同時(shí)，將隊(duì)列中的消息數(shù)設(shè)為0[L6.26(2)]。這里，沒有檢查該消息隊(duì)列的等待任務(wù)列表是否為空，因?yàn)橹灰摰却蝿?wù)列表不空，.OSQEntries就一定是0。唯一不同的是，指針.OSQIn和.OSQOut此時(shí)可以指向消息隊(duì)列中的任何單元，不一定是起始單元。[!--empirenews.page--]

程序清單L6.26清空消息隊(duì)列

INT8UOSQFlush(OS_EVENT*pevent)

{

OS_Q*pq;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_Q){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

pq=pevent->OSEventPtr;

pq->OSQIn=pq->OSQStart;(2)

pq->OSQOut=pq->OSQStart;

pq->OSQEntries=0;

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_ERR);

}

6.8.7 查詢一個消息隊(duì)列的狀態(tài)，OSQQuery()

OSQQuery()函數(shù)使用戶可以查詢一個消息隊(duì)列的當(dāng)前狀態(tài)。 程序清單L6.27是該函數(shù)的源代碼。OSQQuery()需要兩個參數(shù)：一個是指向消息隊(duì)列的指針pevent。它是在建立一個消息隊(duì)列時(shí)，由OSQCreate()函數(shù)返回的;另一個是指向OS_Q_DATA(見uCOS_II.H)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針pdata。該結(jié)構(gòu)包含了有關(guān)消息隊(duì)列的信息。在調(diào)用OSQQuery()函數(shù)之前，必須先定義該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變量。OS_Q_DATA結(jié)構(gòu)包含下面的幾個域：

.OSMsg 如果消息隊(duì)列中有消息，它包含指針.OSQOut所指向的隊(duì)列單元中的內(nèi)容。如果隊(duì)列是空的，.OSMsg包含一個NULL指針。

.OSNMsgs是消息隊(duì)列中的消息數(shù)(.OSQEntries的拷貝)。

.OSQSize 是消息隊(duì)列的總的容量

.OSEventTbl[]和.OSEventGrp是消息隊(duì)列的等待任務(wù)列表。通過它們，OSQQuery()的調(diào)用函數(shù)可以得到等待該消息隊(duì)列中的消息的任務(wù)總數(shù)。

OSQQuery()函數(shù)首先檢查pevent指針指向的事件控制塊是一個消息隊(duì)列[L6.27(1)]，然后復(fù)制等待任務(wù)列表[L6.27(2)]。如果消息隊(duì)列中有消息[L6.27(3)]，.OSQOut指向的隊(duì)列單元中的內(nèi)容被復(fù)制到OS_Q_DATA結(jié)構(gòu)中[L6.27(4)]， 否則的話， 就復(fù)制一個NULL指針[L6.27(5)]。

最后，復(fù)制消息隊(duì)列中的消息數(shù)和消息隊(duì)列的容量大小[L6.27(6)]。

程序清單L6.27程序消息隊(duì)列的狀態(tài)

INT8UOSQQuery(OS_EVENT*pevent,OS_Q_DATA*pdata)

{

OS_Q*pq;

INT8Ui;

INT8U*psrc;

INT8U*pdest;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(pevent->OSEventType!=OS_EVENT_TYPE_Q){(1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

pdata->OSEventGrp=pevent->OSEventGrp;(2)

psrc=&pevent->OSEventTbl[0];

pdest=&pdata->OSEventTbl[0];

for(i=0;i

*pdest++=*psrc++;

}

pq=(OS_Q*)pevent->OSEventPtr;

if(pq->OSQEntries>0){(3)

pdata->OSMsg=pq->OSQOut;(4)

}else{

pdata->OSMsg=(void*)0;(5)

}

pdata->OSNMsgs=pq->OSQEntries;(6)

pdata->OSQSize=pq->OSQSize;

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_ERR);

}

6.8.8 使用消息隊(duì)列讀取模擬量的值

在控制系統(tǒng)中，經(jīng)常要頻繁地讀取模擬量的值。這時(shí)，可以先建立一個定時(shí)任務(wù)OSTimeDly()[見5.00節(jié)，延時(shí)一個任務(wù)，OSTimeDly()]，并且給出希望的抽樣周期。然后，如圖F6.11所示，讓A/D采樣的任務(wù)從一個消息隊(duì)列中等待消息。該程序最長的等待時(shí)間就是抽樣周期。當(dāng)沒有其它任務(wù)向該消息隊(duì)列中發(fā)送消息時(shí)，A/D采樣任務(wù)因?yàn)榈却瑫r(shí)而退出等待狀態(tài)并進(jìn)行執(zhí)行。這就模仿了OSTimeDly()函數(shù)的功能。

也許，讀者會提出疑問，既然OSTimeDly()函數(shù)能完成這項(xiàng)工作，為什么還要使用消息隊(duì)列呢?這是因?yàn)椋柚㈥?duì)列，我們可以讓其它的任務(wù)向消息隊(duì)列發(fā)送消息來終止A/D采樣任務(wù)等待消息，使其馬上執(zhí)行一次A/D采樣。此外，我們還可以通過消息隊(duì)列來通知A/D采樣程序具體對哪個通道進(jìn)行采樣，告訴它增加采樣頻率等等，從而使得我們的應(yīng)用更智能化。換句話說，我們可以告訴A/D采樣程序，“現(xiàn)在馬上讀取通道3的輸入值!”之后，該采樣任務(wù)將重新開始在消息隊(duì)列中等待消息，準(zhǔn)備開始一次新的掃描過程。

圖F6.11讀模擬量輸入——Figure6.11

6.8.9 使用一個消息隊(duì)列作為計(jì)數(shù)信號量

在消息隊(duì)列初始化時(shí)，可以將消息隊(duì)列中的多個指針設(shè)為非NULL值(如void*1)，來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)信號量的功能。這里，初始化為非NULL值的指針數(shù)就是可用的資源數(shù)。系統(tǒng)中的任務(wù)可以通過OSQPend()來請求“信號量”，然后通過調(diào)用OSQPost()來釋放“信號量”，如程序清單L6.28。如果系統(tǒng)中只使用了計(jì)數(shù)信號量和消息隊(duì)列，使用這種方法可以有效地節(jié)省代碼空間。

這時(shí)將OS_SEM_EN設(shè)為0，就可以不使用信號量，而只使用消息隊(duì)列。值得注意的是，這種方法

為共享資源引入了大量的指針變量。也就是說，為了節(jié)省代碼空間，犧牲了RAM空間。另外，

對消息隊(duì)列的操作要比對信號量的操作慢，因此，當(dāng)用計(jì)數(shù)信號量同步的信號量很多時(shí)，這種

方法的效率是非常低的。

程序清單L6.28使用消息隊(duì)列作為一個計(jì)數(shù)信號量

OS_EVENT*QSem;

void*QMsgTbl[N_RESOURCES]

voidmain(void)

{

OSInit();

.

QSem=OSQCreate(&QMsgTbl[0],N_RESOURCES);

for(i=0;i

OSQPost(Qsem,(void*)1);

}

.

.

OSTaskCreate(Task1,..,..,..);

.

.

OSStart();

}

voidTask1(void*pdata)

{

INT8Uerr;

for(;;){

OSQPend(&QSem,0,&err);/*得到對資源的訪問權(quán)*/

.

./*任務(wù)獲得信號量,對資源進(jìn)行訪問*/

.

OSMQPost(QSem,(void*)1);/*釋放對資源的訪問權(quán)*/

}

}