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ucOS- II中設計了五種通訊機制

作者： 時(shí)間：2016-11-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
4.2.4 OSMboxPost：往郵箱發(fā)送消息: 首先檢查是否有任務(wù)正在等待郵箱消息的到來(lái)，如果有的話(huà)就通過(guò)OS_EventTaskRdy找到優(yōu)先級最高的任務(wù)，然后重新調度，注意，這時(shí)候要發(fā)送的消息會(huì )放到優(yōu)先級最高任務(wù)的TCB中！如果沒(méi)有任務(wù)在等待該郵箱消息的到來(lái)，就直接把消息放到郵箱中。
5 隊列的實(shí)現
隊列的實(shí)現類(lèi)似于郵箱，也是用來(lái)從一個(gè)任務(wù)向其他任務(wù)發(fā)送消息，不過(guò)，隊列更為復雜，之所以稱(chēng)之為隊列，它可以發(fā)送多個(gè)消息，可以把郵箱看成是只發(fā)送一個(gè)消息的隊列。
5.1 數據結構的設計：
由于隊列可以發(fā)送多個(gè)消息，所以?xún)H僅用ECB不能滿(mǎn)足要求，于是作者引入了另外一個(gè)數據結構QS_Q，用來(lái)描述隊列代表的多個(gè)消息，但是這里與 郵箱不同的是，QS_Q本身并不包含消息本身，而是隊列代表的一系列消息的描述。當然，真正的消息放在一個(gè)系統的消息緩沖區MsgTbl，這個(gè)緩沖區是預 先定義好的，其大小根據實(shí)際的應用而定制。所以對于隊列來(lái)說(shuō)，用到三個(gè)數據結構，ECB， QS_Q， MsgTbl，其中ECB和QS_Q是每個(gè)隊列都有一個(gè)，而MsgTbl是系統中所有隊列共享的！
QS_Q由ECB的變量OSEventPtr引出，ECB的OSEventCnt沒(méi)有用到，其他的變量用法同信號量。對于QS_Q來(lái)說(shuō)，和ECB一樣是從系統QS_Q緩沖區中申請的。
5.2 核心函數為五個(gè)，其中四個(gè)類(lèi)似于前面的信號量，互斥體和郵箱，此外還多了一個(gè)清空隊列的函數：
5.2.1 OSQCreate：創(chuàng )建一個(gè)隊列：首先申請一個(gè)ECB，然后申請一個(gè)QS_Q，最后初始化申請到的ECB和QS_Q，其中用到OS_EventWaitListInit初始化等待任務(wù)表。
5.2.2 OSQDel：刪除一個(gè)隊列：實(shí)現和信號量的OSSemDel基本一樣，不同的是，由于隊列引入了QS_Q，必須加歸還申請到的QS_Q到系統QS_Q緩沖區的操作。
5.2.3 OSQPend：等待一個(gè)消息：注意這個(gè)函數只是等待一個(gè)消息，而這個(gè)消息是不是想要的它并不知道！首 先通過(guò)QS_Q判斷該隊列是不是有消息，如果有的話(huà)更新QS_Q然后返回；如果該隊列沒(méi)有消息，那么更新當前任務(wù)的TCB以表明當前任務(wù)正在等待該隊列的 消息，然后通過(guò)OS_EventTaskWait掛起當前任務(wù)，然后重新調度——OS_Sched！這個(gè)時(shí)候當前任務(wù)會(huì )等到消息到來(lái)或者超時(shí)才會(huì )得以繼續 執行。。。當繼續執行的時(shí)候，判斷是得到消息才執行，還是超時(shí)，如果是前者的話(huà)，直接更新當前任務(wù)的TCB；如果是后者的話(huà)，通過(guò)OS_EventTO更 新?tīng)顟B(tài)。
5.2.4 OSQPost：發(fā)送一個(gè)消息：這個(gè)函數放一個(gè)消息到隊列。首先檢查是不是有任務(wù)在等待該隊列的消息，如果有的話(huà)，就通過(guò)OS_EventTaskRdy 找到正在等待該隊列消息的任務(wù)中優(yōu)先級最高的那個(gè)，然后重新調度——OS_Sched！如果沒(méi)有的話(huà)，更新該隊列的QS_Q，也就是加一個(gè)消息進(jìn)該隊列。
5.2.5 OSQFlush：刷新該隊列，其實(shí)就是簡(jiǎn)單的重置QS_Q，系統消息緩沖區MsgTbl是不需要改動(dòng)的！
前面對信號量，互斥體，郵箱，隊列做了一個(gè)簡(jiǎn)單的總結，這四個(gè)通訊機制的核心都是ECB，而這里總結的事件組（evnet flag），作者沒(méi)有用ECB，而是重新設計了兩個(gè)單獨的數據結構來(lái)實(shí)現。下面對事件組這最復雜的通訊機制做一總結，呵呵
6 事件組
事件組的用途主要是把多個(gè)事件和多個(gè)任務(wù)能夠聯(lián)系起來(lái)，使通訊機制更加靈活，它有兩部分組成：一是表示了各個(gè)事件的狀態(tài)；二是等待這些事件的任務(wù)列表。
6.1 數據結構設計：
如上面提到的，事件組用到了全新的兩個(gè)數據結構：OS_FLAG_GRP和OS_FLAG_NODE——OS_FLAG_GRP有三個(gè)變 量：OSFlagType（和ECB中的OSEventType一樣，用來(lái)標識這是一個(gè)事件組），OSFlagWaitList（負責引出等待事件組的任 務(wù)列表）和OSFlagFlags（標識當前事件狀態(tài)）；OS_FLAG_NODE有六個(gè)變量：OSFlagNodeNext和 OSFlagNodePrev（用來(lái)將OS_FLAG_NODE構成雙向列表），OSFlagNodeTCB（正在等待事件組的任務(wù) TCB），OSFlagNodeFlagGrp（該變量反向指到OS_FLAG_GRP，用來(lái)記錄事件組），OSFlagNodeFlags（標識任務(wù)和 該節點(diǎn)關(guān)聯(lián)的任務(wù)正在等待的事件標志）和OSFlagNodeWaitType（標識該節點(diǎn)相關(guān)聯(lián)任務(wù)正在等待的方式：是全部等到，還是只等其中一個(gè)）。 從上面不難看出，OS_FLAG_GRP其實(shí)相當于ECB中的除了等待任務(wù)表的其他三個(gè)變量，而OS_FLAG_NODE相當于等待任務(wù)表，不同的是，由 于等待的任務(wù)不是僅僅等待一個(gè)事件，而是等待一系列事件，這樣，等待任務(wù)表就不能勝任了——因為等待任務(wù)表只能標明哪些個(gè)任務(wù)正在等待，但是等待的目標是 唯一的，而這里等待的目標可能會(huì )是多個(gè)！
6.2 核心功能函數：
由于用到了不同的數據結構，OS_EventWaitListInit，OS_EventTaskRdy，OS_EventTaskWait和 OS_EventTO就必須重新設計，作者在這里設計了另外的核心功能函數，OS_FlagBlock，OS_FlagRdy和 OS_FlagUnlink。
6.2.1 OS_FlagBlock：其作用相當于OS_EventTaskWait：將當前任務(wù)從就緒任務(wù)表中移走，更新當前任務(wù)的TCB，不同的是，在 OS_EventTaskWait中將當前任務(wù)加入等待任務(wù)表，而這里由于沒(méi)有用到等待任務(wù)表，而是創(chuàng )建一個(gè)OS_FLAG_NODE，換句話(huà)說(shuō)，只要有 OS_FLAG_NODE就表明有任務(wù)在等待事件組，其實(shí)原理上和等待任務(wù)表是一樣的。
6.2.2 OS_FlagRdy：其作用相當于OS_FlagTaskRdy：將OS_FLAG_NODE所指向的任務(wù)的TCB更新以表明等到了事件組，如果該任務(wù) 不在等待其他的目標，將其加入就緒任務(wù)表中。然后用OS_FlagUnlink將此任務(wù)的OS_FLAG_NODE刪除。
6.2.3 OS_FlagUnlink：該函數主要是把特定的OS_FLAG_NODE從等待任務(wù)列表中刪除。
6.3 核心函數和信號量類(lèi)似，有四個(gè)，其實(shí)現比較簡(jiǎn)單：
6.3.1 OSFlagCreate： 創(chuàng )建一個(gè)事件組：從系統事件組緩沖區中申請一個(gè)OS_FLAG_GRP，然后初始化該OS_FLAG_GRP。
6.3.2 OSFlagDel：刪除一個(gè)事件組：和信號量的OSSemDel幾乎完全一樣，不同的是用OS_FlagRdy而不是OS_EventTaskRdy。
6.3.3 OSFlagPend：等待一個(gè)事件組：這里的等待有兩種情況：等待所有的事件到來(lái)，等待任何一個(gè)事件到來(lái)。不管哪種情況，都是先判斷需要的標識是不是已 經(jīng)到來(lái)，如果到來(lái)的話(huà)就更新事件組，然后返回；如果沒(méi)有到來(lái)的話(huà)，就會(huì )用OS_FlagBlock為當前任務(wù)產(chǎn)生一個(gè)OS_FLAG_NODE，并將其加 進(jìn)雙向鏈表里。
6.3.4 OSFlagPost：標識一個(gè)事件組一些標識已經(jīng)到來(lái)：先更新OS_FLAG_GRP，然后遍歷OS_FLAG_NODE的雙向鏈表，用OS_FlagRdy使那些正在等待這些標識的任務(wù)不再等待。
7 各種通訊機制的比較
綜合以上五種通訊機制可以看出：信號量是最普通的通訊機制，當需要一般的同步或者資源保護的話(huà)，用信號量就可以了；互斥體主要用來(lái)解決優(yōu)先級反 轉的問(wèn)題，當需要在任務(wù)間同步資源的時(shí)候，用互斥體；郵箱主要用來(lái)將一個(gè)消息從一個(gè)任務(wù)發(fā)送到另一個(gè)任務(wù)；隊列可以看作是擴展的郵箱，隊列可以發(fā)送多個(gè)消 息；事件組是最復雜的一個(gè)通許機制，但最靈活，可以在任務(wù)間用多個(gè)事件標識來(lái)同步，因此用起來(lái)需要特別注意！
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