μC/OS-II的任務(wù)之間的通訊與同步

{

INT8Uerr;

for(;;){

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

.

.

}

}

6.8 消息隊列

消息隊列是μC/OS-II中另一種通訊機制， 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支持的最多消息隊列數(shù)。

在使用一個消息隊列之前， 必須先建立該消息隊列。 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個對消息隊列進行操作的函數(shù)：OSQCreate()，OSQPend()，OSQPost()，

OSQPostFront()，OSQAccept()，OSQFlush()和OSQQuery()函數(shù)。圖F6.7是任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和消息隊列之間的關(guān)系。其中，消息隊列的符號很像多個郵箱。實際上，我們可以將消息隊列看作時多個郵箱組成的數(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)子程序和消息隊列之間的關(guān)系——Figure6.7

圖F6.8是實現(xiàn)消息隊列所需要的各種數(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)建立了一個消息隊列時，一個隊列控制塊(OS_Q結(jié)構(gòu)，見OS_Q.C文件)也同時被建立，并通過OS_EVENT中的.OSEventPtr域鏈接到對應(yīng)的事件控制塊[F6.8(2)]。 在建立一個消息隊列之前，必須先定義一個含有與消息隊列最大消息數(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)組中的元素數(shù)作為參數(shù)傳遞給OSQCreate()函數(shù)。事實上，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列數(shù)，這個值最小應(yīng)為2。μC/OS-II在初始化時建立一個空閑的隊列控制塊鏈表，如圖F6.9所示。

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

圖F6.9空閑隊列控制塊鏈表——Figure6.9

隊列控制塊是一個用于維護消息隊列信息的數(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在空閑隊列控制塊中鏈接所有的隊列控制塊。一旦建立了消息隊列，該域就不再有用了。

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

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

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

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

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

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

消息隊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。

隊列未滿時，.OSQIn[F6.10(1)]指向下一個存放消息的地址單元。如果隊列已滿(.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隊列(Last-In-First-Out)[F6.10(2)]。

當(dāng).OSQEntries和.OSQSize相等時，說明隊列已滿。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到達隊列的邊緣時，進行邊界檢查和必要的指針調(diào)整，實現(xiàn)循環(huán)功能。

圖F6.10消息隊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)從空閑隊列控制塊列表中取出一個隊列控制塊[L6.21(3)]。

如果有空閑隊列控制塊是可以的，就對其進行初始化[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)]。因為此時消息隊列正在初始化，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()等消息隊列處理函數(shù)時使用。因此，該指針可以被看作是對應(yīng)消息隊列的句柄。值得注意的是，如果此時沒有空閑的事件控制塊，OSQCreate()函數(shù)將返回一個NULL指針。如果沒有隊列控制塊可以使用，為了不浪費事件控制塊資源，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)]。