九、freeRTOS_任务通知的使用
目录
1. 任务通知的理论讲解
1.1 任务通知的核心
1.2 怎么传递信息
2. 任务通知使用_轻量级信号量
3. 任务通知使用_轻量级队列
4. 任务通知使用_轻量级事件组
1. 任务通知的理论讲解
1.1 任务通知的核心
本节源码：22_freertos_example_tasknotify_semaphore，来自15_freertos_example_semaphore，下一节视频才修改。
理解任务通知的核心在于TCB结构体中有这两项：
ucNotifyState有3种取值：
taskNOT_WAITING_NOTIFICATION：任务没有在等待通知
taskWAITING_NOTIFICATION：任务在等待通知
taskNOTIFICATION_RECEIVED：任务接收到了通知，也被称为pending(有数据了，待处理)
使用流程：使用ucNotifyState来切换任务状态(阻塞、就绪)，使用ulNotifiedValue来传递信息。
任务A被创建出来时，ucNotifyState为
taskNOT_WAITING_NOTIFICATION它想等待通知的话
调用
ulTaskNotifyTake或xTaskNotifyWait，进入taskWAITING_NOTIFICATION表示在等待通知，任务进入阻塞状态
任务B可以调用这两个函数来通知A：
xTaskNotifyGive或xTaskNotify任务A的ucNotifyState就变为
taskNOTIFICATION_RECEIVED表示收到了通知，待处理
任务A从阻塞状态变为就绪态，它运行时
从
ulTaskNotifyTake或xTaskNotifyWait得到数值并返回返回之前把ucNotifyState恢复为
taskNOT_WAITING_NOTIFICATION
- 使用任务通知的时候，就是“通知任务”，目标明确。发送者、接受者是多对1的关系。使用任务通知时，只能通知指定的任务。
- 使用任务通知时，假设任务A通知任务B，任务A发出通知时不会阻塞；任务A等待通知时，可以等待。
- TCB结构体里没有list让发送者阻塞在上面，所以发送者不会阻塞。
两者的对比
使用队列、信号量、事件组时，双方通过中间的结构体通信
任务通知
1.2 怎么传递信息
函数原型如下：
BaseType_t xTaskNotifyGive( TaskHandle_t xTaskToNotify ); uint32_t ulTaskNotifyTake( BaseType_t xClearCountOnExit, TickType_t xTicksToWait ); BaseType_t xTaskNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify, uint32_t ulValue, eNotifyAction eAction ); BaseType_t xTaskNotifyWait( uint32_t ulBitsToClearOnEntry, uint32_t ulBitsToClearOnExit, uint32_t *pulNotificationValue, TickType_t xTicksToWait );
| 发送函数 | 作用 | 接收函数 | 作用 |
|---|---|---|---|
| xTaskNotifyGive | val++ | ulTaskNotifyTake | val-- 或 val = 0 |
| xTaskNotify | xTaskNotifyWait | ||
| 不使用val，只起通知作用 | 可以在函数进入时清除val的某些位 可以在函数退出前清除val的某些位 可以取得val的值 | ||
| val |= (bits) | |||
| val++ | |||
| val = xxx 不覆盖， 当ucNotifyState表示在等待才起效 | |||
| val = xxx 覆盖 |
eNotifyAction参数说明：
| eNotifyAction取值 | 说明 |
|---|---|
| eNoAction | 仅仅是更新通知状态为"pending"，未使用ulValue。 这个选项相当于轻量级的、更高效的二进制信号量。 |
| eSetBits | 通知值 = 原来的通知值 | ulValue，按位或。 相当于轻量级的、更高效的事件组。 |
| eIncrement |
通知值 = 原来的通知值 + 1，未使用ulValue。 相当于轻量级的、更高效的二进制信号量、计数型信号量。 相当于xTaskNotifyGive()函数。
|
| eSetValueWithoutOverwrite | 不覆盖。 如果通知状态为"pending"(表示有数据未读)， 则此次调用xTaskNotify不做任何事，返回pdFAIL。 如果通知状态不是"pending"(表示没有新数据)， 则：通知值 = ulValue。 |
| eSetValueWithOverwrite | 覆盖。 无论如何，不管通知状态是否为"pendng"， 通知值 = ulValue。 |
2. 任务通知使用_轻量级信号量
本节源码：22_freertos_example_tasknotify_semaphore，来自15_freertos_example_semaphore。
函数对比：
| 信号量 | 使用任务通知实现信号量 | |
|---|---|---|
| 创建 | SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateCounting( UBaseType_t uxMaxCount, UBaseType_t uxInitialCount ); | 无 |
| Give | xSemaphoreGive( SemaphoreHandle_t xSemaphore ); | BaseType_t xTaskNotifyGive( TaskHandle_t xTaskToNotify ); |
| Take | xSemaphoreTake( SemaphoreHandle_t xSemaphore, TickType_t xBlockTime ); | uint32_t ulTaskNotifyTake( BaseType_t xClearCountOnExit, TickType_t xTicksToWait ); |
main.c
static int sum = 0;
static volatile int flagCalcEnd = 0;
static volatile int flagUARTused = 0;static SemaphoreHandle_t xSemCalc;
static SemaphoreHandle_t xSemUART;static TaskHandle_t xHandleTask2;void Task1Function(void * param)
{volatile int i = 0;while (1){for (i = 0; i < 10000; i++)sum++;//printf("1");for (i = 0; i < 10; i++){// xSemaphoreGive(xSemCalc);xTaskNotifyGive(xHandleTask2);}vTaskDelete(NULL);}
}void Task2Function(void * param)
{int i = 0;int val;while (1){//if (flagCalcEnd)flagCalcEnd = 0;//xSemaphoreTake(xSemCalc, portMAX_DELAY);val = ulTaskNotifyTake(pdFALSE, portMAX_DELAY);flagCalcEnd = 1;printf("sum = %d, NotifyVal = %d, i = %d\r\n", sum, val, i++);}
}/*-----------------------------------------------------------*/int main( void )
{TaskHandle_t xHandleTask1;#ifdef DEBUGdebug();
#endifprvSetupHardware();printf("Hello, world!\r\n");xSemCalc = xSemaphoreCreateCounting(10, 0);xSemUART = xSemaphoreCreateBinary();xSemaphoreGive(xSemUART);xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, &xHandleTask1);xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, &xHandleTask2);//xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task3", 100, "Task 3 is running", 1, NULL);//xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task4", 100, "Task 4 is running", 1, NULL);/* Start the scheduler. */vTaskStartScheduler();/* Will only get here if there was not enough heap space to create theidle task. */return 0;
}运行结果
函数返回前是否清零：
val = ulTaskNotifyTake(pdFALSE, portMAX_DELAY);
pdFALSE：如果通知值大于0，则把通知值减一
main.c::Task2Function
如果修改代码如下：val = ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);
pdTRUE：把通知值清零
运行结果：
3. 任务通知使用_轻量级队列
本节源码：23_freertos_example_tasknotify_queue，来自13_freertos_example_queue。
函数对比：
| 队列 | 使用任务通知实现队列 | |
|---|---|---|
| 创建 | QueueHandle_t xQueueCreate( UBaseType_t uxQueueLength, UBaseType_t uxItemSize ); | 无 |
| 发送 | BaseType_t xQueueSend( QueueHandle_t xQueue, const void * pvItemToQueue, TickType_t xTicksToWait ); | BaseType_t xTaskNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify, uint32_t ulValue, eNotifyAction eAction ); |
| 接收 | BaseType_t xQueueReceive( QueueHandle_t xQueue, void * const pvBuffer, TickType_t xTicksToWait ); | BaseType_t xTaskNotifyWait( uint32_t ulBitsToClearOnEntry, uint32_t ulBitsToClearOnExit, uint32_t *pulNotificationValue, TickType_t xTicksToWait ); |
main.c
static int sum = 0;
static volatile int flagCalcEnd = 0;
static volatile int flagUARTused = 0;
static QueueHandle_t xQueueCalcHandle;
static QueueHandle_t xQueueUARTcHandle;static TaskHandle_t xHandleTask2;void Task1Function(void * param)
{volatile int i = 0;while (1){for (i = 0; i < 10000; i++)sum++;//printf("1");//flagCalcEnd = 1;//vTaskDelete(NULL);for (i = 0; i < 10; i++){//xQueueSend(xQueueCalcHandle, &sum, portMAX_DELAY);xTaskNotify(xHandleTask2, sum, eSetValueWithoutOverwrite);//xTaskNotify(xHandleTask2, sum, eSetValueWithOverwrite);sum++;}vTaskDelete(NULL);//sum = 1;}
}void Task2Function(void * param)
{int val;int i = 0;while (1){//if (flagCalcEnd)flagCalcEnd = 0;//xQueueReceive(xQueueCalcHandle, &val, portMAX_DELAY);xTaskNotifyWait(0, 0, &val, portMAX_DELAY);flagCalcEnd = 1;printf("sum = %d, i = %d\r\n", val, i++);}
}/*-----------------------------------------------------------*/int main( void )
{TaskHandle_t xHandleTask1;#ifdef DEBUGdebug();
#endifprvSetupHardware();printf("Hello, world!\r\n");xQueueCalcHandle = xQueueCreate(10, sizeof(int));if (xQueueCalcHandle == NULL){printf("can not create queue\r\n");}InitUARTLock();xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, &xHandleTask1);xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, &xHandleTask2);//xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task3", 100, "Task 3 is running", 1, NULL);//xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task4", 100, "Task 4 is running", 1, NULL);/* Start the scheduler. */vTaskStartScheduler();/* Will only get here if there was not enough heap space to create theidle task. */return 0;
}运行结果 ：
不覆盖
main.c::Task1Function
修改代码如下： xTaskNotify(xHandleTask2, sum, eSetValueWithOverwrite);
覆盖
4. 任务通知使用_轻量级事件组
本节源码：24_freertos_example_tasknotify_event_group，来自20_freertos_example_event_group。
假设有3个任务：
任务1做事件1
任务2做事件2
任务3等待事件1、事件2都发生
可以使用事件组来编写程序，也可以使用任务通知来编写程序。
函数对比：
| 事件组 | 使用任务通知实现事件组 | |
|---|---|---|
| 创建 | EventGroupHandle_t xEventGroupCreate( void ) | 无 |
| 设置事件 | EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup, const EventBits_t uxBitsToSet ); | BaseType_t xTaskNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify, uint32_t ulValue, eNotifyAction eAction ); |
| 等待事件 | EventBits_t xEventGroupWaitBits( EventGroupHandle_t xEventGroup, const EventBits_t uxBitsToWaitFor, const BaseType_t xClearOnExit, const BaseType_t xWaitForAllBits, TickType_t xTicksToWait ); | BaseType_t xTaskNotifyWait( uint32_t ulBitsToClearOnEntry, uint32_t ulBitsToClearOnExit, uint32_t *pulNotificationValue, TickType_t xTicksToWait ); |
main.c
static int sum = 0;
static int dec = 0;
static volatile int flagCalcEnd = 0;
static volatile int flagUARTused = 0;
static QueueHandle_t xQueueCalcHandle;static EventGroupHandle_t xEventGroupCalc;
static TaskHandle_t xHandleTask3;void Task1Function(void * param)
{volatile int i = 0;while (1){for (i = 0; i < 100000; i++)sum++;xQueueSend(xQueueCalcHandle, &sum, 0);/* 璁剧疆浜嬩欢0 *///xEventGroupSetBits(xEventGroupCalc, (1<<0));xTaskNotify(xHandleTask3, (1<<0), eSetBits);printf("Task 1 set bit 0\r\n");vTaskDelete(NULL);}
}void Task2Function(void * param)
{volatile int i = 0;while (1){for (i = 0; i < 1000000; i++)dec--;xQueueSend(xQueueCalcHandle, &dec, 0);/* 璁剧疆浜嬩欢1 *///xEventGroupSetBits(xEventGroupCalc, (1<<1));xTaskNotify(xHandleTask3, (1<<1), eSetBits);printf("Task 2 set bit 1\r\n");vTaskDelete(NULL);}
}void Task3Function(void * param)
{int val1, val2;int bits;while (1){/*绛夊緟浜嬩欢 *///xEventGroupWaitBits(xEventGroupCalc, (1<<0)|(1<<1), pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);xTaskNotifyWait(0, 0, &bits, portMAX_DELAY);if ((bits & 0x3) == 0x3){vTaskDelay(20);xQueueReceive(xQueueCalcHandle, &val1, 0);xQueueReceive(xQueueCalcHandle, &val2, 0);printf("val1 = %d, val2 = %d\r\n", val1, val2);}else{vTaskDelay(20);printf("have not get all bits, get only 0x%x\r\n", bits);}}
}/*-----------------------------------------------------------*/int main( void )
{TaskHandle_t xHandleTask1;#ifdef DEBUGdebug();
#endifprvSetupHardware();printf("Hello, world!\r\n");/* 鍒涘缓浜嬩欢缁?*/xEventGroupCalc = xEventGroupCreate();xQueueCalcHandle = xQueueCreate(2, sizeof(int));if (xQueueCalcHandle == NULL){printf("can not create queue\r\n");}xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, &xHandleTask1);xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);xTaskCreate(Task3Function, "Task3", 100, NULL, 1, &xHandleTask3);/* Start the scheduler. */vTaskStartScheduler();/* Will only get here if there was not enough heap space to create theidle task. */return 0;
}运行结果
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