LiteOS-消息队列

前言

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• 我的gitee-LiteOS-mcu

参考

• 野火
• 上面链接

笔录草稿

• 最近工作有点忙，远吗阅读推迟了哈哈

基本概念

• 队列又称消息队列

  • 是一种常用于任务间通信的数据结构
  • 能接收来自任务或中断的不固定长度的消息
  • 根据不同的 API 选择传递消息是否存放在自己空间
    • 即是 传数据 还是 传地址
  • 任务能够从队列里面读取消息
    • 当队列中的消息是空时
      • 挂起读取任务
    • 当队列中有新消息时
      • 挂起的读取任务被唤醒
      • 并处理新消息。

• LiteOS 队列特性

  • 消息以先进先出方式排队（FIFO），支持异步读写工作方式
  • 读队列和写队列都支持超时机制
  • 发送消息类型由通信双方约定，可以允许不同长度（不超过队列节点最大值）消息
  • 一个任务能够从任意一个消息队列接收和发送消息
  • 多个任务能够从同一个消息队列接收和发送消息
  • 当队列使用结束后，如果是动态申请的内存，需要通过释放内存函数回收。

队列运作机制

• 队列控制块
  • usReadWriteableCnt : 可读或可写的消息数量
  • stReadWriteList : 可读或可写的消息任务等待链表
  • usQueueState : 两种状态
    • OS_QUEUE_UNUSED ： 未被使用
    • OS_QUEUE_INUSED ： 已被使用

/**
  * @ingroup los_queue
  * Queue information block structure
  */
typedef struct tagQueueCB
{
    UINT8       *pucQueue;                              /**< Pointer to a queue handle */
    UINT16      usQueueState;                           /**< Queue state */
    UINT16      usQueueLen;                             /**< Queue length */
    UINT16      usQueueSize;                            /**< Node size     */
    UINT16      usQueueID;                              /**< usQueueID         */
    UINT16      usQueueHead;                            /**< Node head       */
    UINT16      usQueueTail;                            /**< Node tail       */
    UINT16      usReadWriteableCnt[2];       /**< Count of readable or writable resources, 0:readable, 1:writable */
    LOS_DL_LIST stReadWriteList[2];          /**< Pointer to the linked list to be read or written, 0:readlist, 1:writelist  */
    LOS_DL_LIST stMemList;                              /**< Pointer to the memory linked list */
} QUEUE_CB_S;
/* queue state */
/**
  *  @ingroup los_queue
  *  Message queue state: not in use.
  */
#define OS_QUEUE_UNUSED                 0

/**
  *  @ingroup los_queue
  *  Message queue state: used.
  */
#define OS_QUEUE_INUSED     1

队列运作原理

• 创建队列

  • 传入队列长度和消息节点大小
  • 开辟相应的内存空间
  • 返回队列ID。

• 队列中消息头节点 Head 和 消息尾节点 Tail

  • Head 表示队列中被占用消息的起始位置
  • Tail 表示队列中被空闲消息的起始位置
  • 两者均采用回卷方式

• usReadWriteableCnt[0] 判断是否可读取

• usReadWriteableCnt[1] 判断是否可写入

• 删除队列时

  • 根据传入的队列ID寻找到对应的队列
  • 把队列状态置为未使用
  • 释放原队列所占的空间
  • 对应的队列控制头置为初始状态。

• 图解：

• 

消息队列传输方式

• LiteOS 的消息传输方式有两种

  1. 传地址方式
     1. 优点：效率高
     2. 缺点：修改源文件，消息对应的内容也会被修改
  2. 拷贝方式
     1. 优点：数据安全，是直接拷贝内容到消息中
     2. 缺点：效率相对传地址来说较低

• 用户可以根据需求选择不同的方式

  • 主要参考 数据大小 及 数据重要性 来衡量

消息队列的阻塞机制

• 中断中不允许使用带有阻塞机制的 API，所以中断中，阻塞值均取 0
• LiteOS 已经实现了阻塞机制，用户直接使用即可

出队阻塞

• 三种方式：主要参考队列里面是否有消息
  • 不等待：0
    • 读取消息时，队列里面
      • 有消息，正常读取
      • 没有消息，则不等待，直接执行后面代码
  • 限时等待：
    • 在规定时间内，消息队列里面
      • 有消息，正常读取，
      • 没有消息，则等待
    • 超时
      • 则直接执行后面代码
  • 永久等待：LOS_WAIT_FOREVER
    • 读取消息时
      • 有消息，正常读取
      • 没有消息，一直等待，直到队列里有消息

入队阻塞

• 三种方式：主要参考队列里面的消息是否满了
  • 不等待：0
    • 写入消息时
      • 队列未满，正常写入
      • 队列已满，则不等待，直接执行后面代码
  • 限时等待：
    • 写入消息时
      • 队列未满，正常写入
      • 队列已满，限时等待，等待队列未满后并写入
    • 超时
      • 则直接执行后面代码
  • 永久等待：LOS_WAIT_FOREVER
    • 写入消息时
      • 队列未满，正常写入
      • 队列已满，一直等待，直到队列未满

任务相关函数

各函数使用可以看源码或者例程

任务开发流程

• 非 copy 方式 ( copy 方式类同 )
  1. 创建消息队列LOS_QueueCreate。
  2. 创建成功后，可以得到消息队列的ID值。
  3. 写队列操作函数LOS_QueueWrite。
  4. 读队列操作函数LOS_QueueRead。
  5. 获取队列信息函数LOS_QueueInfoGet。
  6. 删除队列LOS_QueueDelete。

注意事项 *

1. 系统可配置的队列资源个数
   • 是指整个系统的队列资源总个数
   • 而非用户能使用的个数。
   • 例如：
     • 系统软件定时器多占用一个队列资源
     • 那么系统可配置的队列资源就会减少一个。
2. 调用 LOS_QueueCreate 函数时所传入的队列名暂时未使用，作为以后的预留参数。
3. 队列接口函数中的入参数 uwTimeOut 是指相对时间。
4. LOS_QueueReadCopy 和 LOS_QueueWriteCopy 是一组接口
5. LOS_QueueRead 和 LOS_QueueWrite 是一组接口，两组接口需要配套使用。
6. 鉴于 LOS_QueueWrite 和 LOS_QueueRead 这组接口实际操作的是数据地址，用户必须保证调用 LOS_QueueRead 获取到的指针所指向内存区域在读队列期间没有被异常修改或释放，否则可能会导致不可预知的后果。

• 采用地址方式时，必须保该地址内容没有被修改，且不推荐使用局部变量
• 采用地址方式时，必须保该地址内容没有被修改，且不推荐使用局部变量
• 采用地址方式时，必须保该地址内容没有被修改，且不推荐使用局部变量

实战

实战地址

LiteOS-消息队列

原文：https://www.cnblogs.com/lizhuming/p/13944541.html