FreeRTOS任务通知 | FreeRTOS十二

news2024/12/25 1:44:53

说明：

一、任务通知

1.1、什么是任务通知

1.2、任务通知优势与劣势

1.3、任务通知值的更新方式

1.4、任务通知值状态

1.5、任务通知状态

1.6、任务通知方式类型

二、任务通知相关API函数

2.1、常用的发送通知API函数

2.2、带通知值的发送通知函数

2.3、常用的接收通知API函数

2.4、ulTaskGenericNotifyTake函数

2.5、xTaskGenericNotifyWait函数

2.6、最佳使用场合

说明：

关于内容：

    1）以下内容多为概念了解与步骤分析

    2）暂无个人示例代码，使用的是FreeRTOS的官方示例代码

    3）若想移植代码测试的，请移步其它地方寻找，下文内容暂无个人示例代码供测试

关于其它：

    1）操作系统：win 10

    2）平台：keil 5 mdk

    3）语言：c语言

    4）板子：STM32系列移植FreeRTOS

一、任务通知

1.1、什么是任务通知

用来通知任务的，任务控制块中的结构体成员ulNotifiedValue就是这个通知值。

1.2、任务通知优势与劣势

优势：

1）效率更高，使用任务通知向任务发送事件或数据比使用队列、事件标志组或信号量快得多；

2）使用内存小，使用其他方法都需要创建对应的结构体，使用任务通知无需创建结构体。

劣势：

1）无法发送数据给ISR（中断），ISR没有结构体（通过结构体成员ulNotifiedValue），所以无法给ISR发送数据。但ISR可以使用任务通知，给任务发送数据；

2）无法广播多个任务，任务通知只能给指定的一个任务接收并处理；

3）无法缓存多个数据，任务通知是通过更新任务通知值来发送数据的，任务结构体中只有一个任务通知值，只能保存一个数据；

4）发送受阻不支持，发送方无法进入阻塞状态等待。

1.3、任务通知值的更新方式

1）不覆盖接受任务的通知值；

2）覆盖接受任务的通知值；

3）更新接受任务通知值的一个或多个bit；

4）增加接受任务的通知值。

类型如下：

1）计数值（数值累计，类型信号量）

2）对应位，置一（类似事件标志组）

3）任意数值（支持覆写或不覆写，类似队列）

以上更新方式，只要合理，灵活的利用任务通知的特点，可以在一些场合中替代队列、信号量、事件标志组。

1.4、任务通知值状态

任务都有一个结构体：任务控制块TCB，存在两个结构体成员变量，如下图1：

图1

注意：uint32_t类型，用来表示通知值；uint8_t类型，用来表示通知状态；

1.5、任务通知状态

任务通知状态有3种取值，如下图2：

图2

名称，任务未等待通知，含义：任务通知默认的初始化状态

名称，等待通知，含义：接收方已准备好（此时已调用接收任务通知函数），等待发送方给通知

名称，等待接收，含义：发送方已发送（此时已调用发送任务通知函数），等待接收方接收

1.6、任务通知方式类型

代码实现：

typedef enum
{
    eNoAction = 0,            /* Notify the task without updating its notify value. */
    eSetBits,                 /* Set bits in the task's notification value. */
    eIncrement,               /* Increment the task's notification value. */
    eSetValueWithOverwrite,   /* Set the task's notification value to a specific value even if the previous value has not yet been read by the task. */
    eSetValueWithoutOverwrite /* Set the task's notification value if the previous value has been read by the task. */
} eNotifyAction;

参数含义：

名称，eNoAction ，含义：无操作

名称，eSetBits，含义：更新指定位

名称，eIncrement，含义：通知值+1

名称，eSetValueWithOverwrite，含义：覆写方式更新通知值

名称，eSetValueWithoutOverwrite ，含义：不覆写方式更新通知值

二、任务通知相关API函数

2.1、常用的发送通知API函数

如下图4：

图4

2.2、带通知值的发送通知函数

代码实现：

BaseType_t xTaskGenericNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify,
                               UBaseType_t uxIndexToNotify,
                               uint32_t ulValue,
                               eNotifyAction eAction,
                               uint32_t * pulPreviousNotificationValue ) PRIVILEGED_FUNCTION;

参数含义：

名称，xTaskToNotify，含义：接收任务通知的任务句柄

名称，uxIndexToNotify，含义：任务的指定通知

名称，ulValue，含义：任务通知值

名称，eAction，含义：通知方式（通知值关系方式）

名称，pulPreviousNotificationValue ，含义：用于保存更新前的任务通知值（NULL不保存）

2.3、常用的接收通知API函数

函数名称：ulTaskNotifyTask（）

作用：获取任务通知，可以设置在退出此函数时将任务通知值清零或-1；当任务通知用作二值信号量或计数信号量时，使用此函数获取信号量。

函数名称：xTaskNotifyWait（）

作用：获取任务通知，比ulTaskNotifyTask更复杂，可获取通知值和清除通知值的指定位。

2.4、ulTaskGenericNotifyTake函数

代码实现：

#define ulTaskNotifyTake( xClearCountOnExit, xTicksToWait ) \
ulTaskGenericNotifyTake( ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ), ( xClearCountOnExit ), ( xTicksToWait ) )

参数含义：

名称，tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ，含义：任务的指定通知

名称，xClearCountOnExit ，含义：指定任务在成功接收通知后，将通知值清零或-1；pdTRUE-->把通知值清零，pdFALSE-->把通知值-1

名称，xTicksToWait ，含义：阻塞等待任务通知值的最大时间

返回值含义：

返回，0，含义：接收失败

返回，非0，含义：接收成功，返回任务通知的通知值

2.5、xTaskGenericNotifyWait函数

代码实现：

#define xTaskNotifyWait( ulBitsToClearOnEntry, ulBitsToClearOnExit, pulNotificationValue, xTicksToWait ) \
xTaskGenericNotifyWait( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY, ( ulBitsToClearOnEntry ), ( ulBitsToClearOnExit ), ( pulNotificationValue ), ( xTicksToWait ) )

参数含义：

名称，tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY，含义：任务的指定通知

名称，ulBitsToClearOnEntry ，含义：等待清零指定任务通知的比特位

名称，ulBitsToClearOnExit ，含义：成功等待后清零指定的任务通知值比特位

名称，pulNotificationValue ，含义：用来取出通知值（不使用设为NULL）

名称，xTicksToWait ，含义：阻塞等待任务通知值的最大时间

返回值含义：