9.FreeRTOS学习笔记-任务通知
2024-05-15 04:27:46
基本概念
- 每个任务都有一个 32 位的通知值
- 任务通知可以替代二值信号量、计数信号量、事件组，也可以替代长度为 1 的队列（可以保存一个 32位整数或指针值）
- 通知比通过信号量等 ICP 通信方式解除阻塞的任务要快 45%，，并且更加省 RAM 内存空间
- 打卡宏定义 configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 设置为 1
- 任务通知是属于任务中附带的资源，所以在任务被创建的时候，任务通知也被初始化的
- 任务通知可以在任务中向指定任务发送通知，也可以在中断中向指定任务发送通知
- 只有在任务中可以等待通知，而不允许在中断中等待通知
- 任务在等待的通知暂时无效，任务会根据用户指定的阻塞超时时间进入阻塞状态
FreeRTOS 提供以下几种方式发送通知给任务
- 发送通知给任务， 如果有通知未读，不覆盖通知值。
- 发送通知给任务，直接覆盖通知值。
- 发送通知给任务，设置通知值的一个或者多个位，可以当做事件组来使用。
- 发送通知给任务，递增通知值，可以当做计数信号量使用。
以下限制 ：
- 只能有一个任务接收通知消息，因为必须指定接收通知的任务
- 只有等待通知的任务可以被阻塞，发送通知的任务，在任何情况下都不会因为发送失败而进入阻塞*态。
控制结构
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| ulNotifiedValue | 任务通知的值，可以保存一个 32 位整数或指针值。 |
| ucNotifyState | 任务通知状态，用于标识任务是否在等待通知 |
函数接口
发送通知
发送通知函数 xTaskGenericNotify()–通用版
BaseType_t xTaskGenericNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify, uint32_t ulValue, eNotifyAction eAction, uint32_t *pulPreviousNotificationValue )
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| TaskHandle_t xTaskToNotify | 被通知的任务句柄 |
| uint32_t ulValue | 发送的通知值 |
| eNotifyAction eAction | 指明更新通知值的方式 |
| uint32_t * pulPreviousNotificationValue | 任务原本的通知值返回 |
eAction可选值
typedef enum
{eNoAction = 0, /*对象任务接收任务通知,但是不更新值. */eSetBits, /* 设置指定的位,按位或。*/eIncrement, /* 通知值加1*/eSetValueWithOverwrite, /* 覆盖通知值 */eSetValueWithoutOverwrite /* 没有值就设置，有值就不覆盖 */
} eNotifyAction;
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| eNoAction = 0, | 对象任务接收任务通知,但是不更新值. |
| eSetBits, | /设置指定的位,按位或。 |
| eIncrement, | /通知值加1 |
| eSetValueWithOverwrite, 覆盖通知值 | |
| eSetValueWithoutOverwrite | 没有值就设置，有值就不覆盖 |
发送 加1 通知–普通版
#define xTaskNotifyGive( xTaskToNotify ) xTaskGenericNotify( ( xTaskToNotify ), ( 0 ), eIncrement, NULL )
发送 加1 通知–中断版
void vTaskNotifyGiveFromISR(TaskHandle_t xTaskToNotify,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken);
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| xTaskToNotify | 接收通知的任务句柄，并让其自身的任务通知值加 1。 |
| pxHigherPriorityTaskWoken | pxHigherPriorityTaskWoken 在使用之前必须先初始化为pdFALSE。当调用该函数发送一个任务通知时，目标任务接收到通知后将从阻塞态变为就绪态，并且如果其优先 级 比 当 前 运 行 的 任 务 的 优 先 级 高 ， 那 么pxHigherPriorityTaskWoken 会被设置为 pdTRUE，然后在中断退出前执行一次上下文切换，去执行刚刚被唤醒的中断优先级较高的任务。pxHigherPriorityTaskWoken是一个可选的参数可以设置为 NULL。 |
发送带有 值 的通知
#define xTaskNotify( xTaskToNotify, ulValue, eAction ) \xTaskGenericNotify( ( xTaskToNotify ), ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ), ( ulValue ), ( eAction ), NULL )BaseType_t xTaskNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify,uint32_t ulValue,eNotifyAction eAction );
中断发送任务通知通用函数xTaskGenericNotifyFromISR()
#define xTaskNotifyFromISR( xTaskToNotify, ulValue, eAction, pxHigherPriorityTaskWoken ) \xTaskGenericNotifyFromISR( ( xTaskToNotify ), ( ulValue ), ( eAction ), NULL, ( pxHigherPriorityTaskWoken ) )BaseType_t xTaskNotifyFromISR( TaskHandle_t xTaskToNotify,uint32_t ulValue,eNotifyAction eAction,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| pxHigherPriorityTaskWoken | pxHigherPriorityTaskWoken 在使用之前必须先初始化为pdFALSE。当调用该函数发送一个任务通知时，目标任务接收到通知后将从阻塞态变为就绪态，并且如果其优先 级 比 当 前 运 行 的 任 务 的 优 先 级 高 ， 那 么pxHigherPriorityTaskWoken 会被设置为 pdTRUE，然后在中断退出前执行一次上下文切换，去执行刚刚被唤醒的中断优先级较高的任务。pxHigherPriorityTaskWoken是一个可选的参数可以设置为 NULL。 |
| 返回值 | 参数 eAction 为 eSetValueWithoutOverwrite 时，如果被通知任务还没取走上一个通知，又接收到了一个通知，则这次通知值未能更新并返回 pdFALSE，其他情况均返回pdPASS。 |
中断中发送任务通知通用函数 xTaskGenericNotifyFromISR()
BaseType_t xTaskGenericNotifyFromISR( TaskHandle_t xTaskToNotify, uint32_t ulValue, eNotifyAction eAction, uint32_t *pulPreviousNotificationValue, //用于保存任务上一个通知值BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken )//须先初始化为 pdFALSE,//有高于自己优先级的执行一次上下文切换，设置pxHigherPriorityTaskWoken =pdTRUE，也可以设置位NULL发送通知 xTaskNotifyAndQuery()
与 xTaskNotify()很像,多 了 一 个 附 加 的 参 数pulPreviousNotifyValue 用于回传接收任务的上一个通知值
#define xTaskNotifyAndQuery( xTaskToNotify, ulValue, eAction, pulPreviousNotifyValue ) \xTaskGenericNotify( ( xTaskToNotify ), ( ulValue ), ( eAction ), ( pulPreviousNotifyValue ) )中断版’带返回’上次值得发送通知函数
#define xTaskNotifyAndQueryFromISR( xTaskToNotify, ulValue, eAction, pulPreviousNotificationValue, pxHigherPriorityTaskWoken ) \xTaskGenericNotifyFromISR( ( xTaskToNotify ), ( ulValue ), ( eAction ), ( pulPreviousNotificationValue ), ( pxHigherPriorityTaskWoken ) )
获取通知
获取任务通知函数只能用在任 务中，没有 带中断保 护版本，因 此只有两 个 API 函 数： ‘ulTaskNotifyTake()’ 和’xTaskNotifyWait()’。
ulTaskNotifyTake()
- 作为二值信号量和计数信号量的一种轻量级实现，速度更快
- 用于获取一个任务通知，获取二值信号量、计数信号量类型的任务通知。
uint32_t ulTaskNotifyTake( BaseType_t xClearCountOnExit,TickType_t xTicksToWait );
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| xClearCountOnExit | 设置为 pdFALSE 时，通知值减 1，可以用来实现计数信号量；设置为 pdTRUE 时，清零，可以用来实现二值信号量。 |
| xTicksToWait | 超时时间，单位为系统节拍周期。宏 pdMS_TO_TICKS 用于将毫 转化为系统节拍数。 |
| 返回值 | 返回任务的当前通知值，在其减 1 或者清 0 之前。 |
全功能版的等待任务通知获取
BaseType_t xTaskNotifyWait( uint32_t ulBitsToClearOnEntry,uint32_t ulBitsToClearOnExit,uint32_t *pulNotificationValue,TickType_t xTicksToWait );
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| ulBitsToClearOnEntry | 表示在使用通知之前，将任务通知值的哪些 位 清 0 |
| ulBitsToClearOnExit | 表示在函数 xTaskNotifyWait()退出前，决定任务接收到的通知值的哪些位会被清 0，在清 0 前，接收到的任务通知值会先被保存到形参*pulNotificationValue 中。 |
| pulNotificationValue | 用于保存接收到的任务通知值。如果接收到的任务通知不需要使 用 ， 则 设 置 为 NULL 即可。 |
| xTicksToWait | 等待超时时间，单位为系统节拍周期。宏 pdMS_TO_TICKS 用于将单位毫秒转化为系统节拍数。 |
| 返回值 | 如果获取任务通知成功则返回 pdTRUE，失败则返回 pdFALSE。 |
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