21-FreeRTOS队列集API函数

1-xQueueCreateSet()

queue.h
 QueueSetHandle_t xQueueCreateSet
               (
                   const UBaseType_t uxEventQueueLength
               );

必须在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_QUEUE_SETS 设置为 1,xQueueCreateSet() API 函数才可用。

队列集提供了一种机制,允许 RTOS 任务从多个 RTOS 队列或信号量同时进行读取操作后阻塞(挂起)。 请注意, 除了使用队列集之外,还有更简单的替代方法。 有关详细信息,请参阅 阻塞多个对象页面 。

必须使用调用 xQueueCreateSet() 显式创建队列集, 然后才能使用它。 创建后,可以将标准 FreeRTOS 队列和信号量添加到集合中 (通过调用 xQueueAddToSet())。 然后,使用 xQueueSelectFromSet() 确定集合中包含的队列或信号量中的哪些(如果有) 处于队列读取或信号量获取操作将成功的状态。

注意:
队列和信号量在添加到队列集时必须为空 。 在添加对象时要特别小心, 比如使用已经可用的信号量创建的二进制信号量 [如果使用 vSemaphoreCreateBinary() 宏创建信号量,则属于这种情况, 但如果信号量是使用首选的 xSemaphoreCreateBinary() 函数创建的,则不是这种情况]。

阻塞包含互斥锁的队列集不会导致 互斥锁持有者继承已阻塞任务的优先级。
添加到队列集的每个队列中的每个空格都需要额外的 4 个字节 RAM 。 因此,不应将具有较高最大计数值的计数信号量 添加到队列集中。
不得对队列集的成员执行接收(若为队列)或获取(若为 信号量)操作,除非 调用 xQueueSelectFromSet() 先返回了队列集成员的句柄。

1.1 参数:

uxEventQueueLength 队列集存储集合中包含的队列和 信号量上发生的事件。 uxEventQueueLength 指定一次可以排队的最大事件数 。
要绝对确定事件不会丢失, 必须将 uxEventQueueLength 设置为 添加到集合中的队列长度之和,其中二进制信号量和 互斥体长度为 1,计数信号量的 长度由其最大计数值设置。 例如:

如果队列集要保存一个长度为 5 的队列, 另一个长度为 12 的队列和一个二进制信号量, 则 uxEventQueueLength 应设置为 (5 + 12 + 1) 或 18。
如果队列集要容纳三个二进制信号量, 则 uxEventQueueLength 应设置为 (1 + 1 + 1) 或 3。
如果队列集要保持最大计数为 5 的计数信号量 和最大计数为 3 的计数信号量, 则 uxEventQueueLength 应设置为 (5 + 3) 或 8。

1.2 Returns:

如果成功创建队列集,则返回所创建队列集的句柄 。 否则返回 NULL。

1.3用法示例:

/* 定义添加到队列集中的队列的长度。 */
#define QUEUE_LENGTH_1		10
#define QUEUE_LENGTH_2		10

/* Binary semaphores have an effective length of 1. */
#define BINARY_SEMAPHORE_LENGTH	1

/* Define the size of the item to be held by queue 1 and queue 2 respectively.
The values used here are just for demonstration purposes. */
#define ITEM_SIZE_QUEUE_1	sizeof( uint32_t )
#define ITEM_SIZE_QUEUE_2	sizeof( something_else_t )

/* The combined length of the two queues and binary semaphore that will be
added to the queue set. */
#define COMBINED_LENGTH ( QUEUE_LENGTH_1 +
                          QUEUE_LENGTH_2 +
                          BINARY_SEMAPHORE_LENGTH )

void vAFunction( void )
{
static QueueSetHandle_t xQueueSet;
QueueHandle_t xQueue1, xQueue2, xSemaphore;
QueueSetMemberHandle_t xActivatedMember;
uint32_t xReceivedFromQueue1;
something_else_t xReceivedFromQueue2;

    /* Create the queue set large enough to hold an event for every space in
    every queue and semaphore that is to be added to the set. */
    xQueueSet = xQueueCreateSet( COMBINED_LENGTH );

    /* Create the queues and semaphores that will be contained in the set. */
    xQueue1 = xQueueCreate( QUEUE_LENGTH_1, ITEM_SIZE_QUEUE_1 );
    xQueue2 = xQueueCreate( QUEUE_LENGTH_2, ITEM_SIZE_QUEUE_2 );

    /* Create the semaphore that is being added to the set. */
    xSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();

    /* Check everything was created. */
    configASSERT( xQueueSet );
    configASSERT( xQueue1 );
    configASSERT( xQueue2 );
    configASSERT( xSemaphore );

    /* Add the queues and semaphores to the set.  Reading from these queues and
    semaphore can only be performed after a call to xQueueSelectFromSet() has
    returned the queue or semaphore handle from this point on. */
    xQueueAddToSet( xQueue1, xQueueSet );
    xQueueAddToSet( xQueue2, xQueueSet );
    xQueueAddToSet( xSemaphore, xQueueSet );

    for( ;; )
    {
        /* Block to wait for something to be available from the queues or
        semaphore that have been added to the set.  Don't block longer than
        200ms. */
        xActivatedMember = xQueueSelectFromSet( xQueueSet,
                                                200 / portTICK_PERIOD_MS );

        /* Which set member was selected?  Receives/takes can use a block time
        of zero as they are guaranteed to pass because xQueueSelectFromSet()
        would not have returned the handle unless something was available. */
        if( xActivatedMember == xQueue1 )
        {
            xQueueReceive( xActivatedMember, &xReceivedFromQueue1, 0 );
            vProcessValueFromQueue1( xReceivedFromQueue1 );
        }
        else if( xActivatedMember == xQueue2 )
        {
            xQueueReceive( xActivatedMember, &xReceivedFromQueue2, 0 );
            vProcessValueFromQueue2( &xReceivedFromQueue2 );
        }
        else if( xActivatedMember == xSemaphore )
        {
            /* Take the semaphore to make sure it can be "given" again. */
            xSemaphoreTake( xActivatedMember, 0 );
            vProcessEventNotifiedBySemaphore();
            break;
        }
        else
        {
            /* The 200ms block time expired without an RTOS queue or semaphore
            being ready to process. */
        }
    }
}

2-xQueueAddToSet()

queue.h
 BaseType_t xQueueAddToSet
                      (
                          QueueSetMemberHandle_t xQueueOrSemaphore,
                          QueueSetHandle_t xQueueSet
                      );

必须在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_QUEUE_SETS 设置为 1,这样 xQueueAddToSet
() API 函数才可用。

将 RTOS 队列或信号量添加至先前由 xQueueCreateSet() 调用创建的队列集。

接收(如果是队列)或获取(如果是 信号量)操作,除非 调用 xQueueSelectFromSet() 先返回了队列集成员的句柄。

2.1参数:

xQueueOrSemaphore 正在添加到队列集的队列或信号量的句柄 (转换为 QueueSetMemberHandle_t 类型)。
xQueueSet 正在添加队列或信号量的队列集句柄 。

2.2Returns:

如果队列或信号量成功添加到队列集 那么返回 pdPASS。 如果队列无法成功添加到 队列集,因为它已经是其他队列集的成员,那么返回 pdFAIL 。

3 - xQueueRemoveFromSet()

queue.h
 BaseType_t xQueueRemoveFromSet
                      (
                          QueueSetMemberHandle_t xQueueOrSemaphore,
                          QueueSetHandle_t xQueueSet
                      );

必须在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_QUEUE_SETS 设置为 1,xQueueRemoveFromSet() API 函数才可用。

从队列集中删除 RTOS 队列或信号量。

仅当队列或信号量为空时,才能从队列集中删除 RTOS 队列或信号量 。

3.1参数:

xQueueOrSemaphore 从队列集中删除的队列或信号量的句柄 (转换为 QueueSetMemberHandle_t 类型)。
xQueueSet 包含队列或信号量的队列集的句柄 。

3.2 Returns:

如果队列或信号量已成功从队列集中删除, 则返回 pdPASS。 如果队列不在队列集中,或者 队列(或信号量)不为空,则返回 pdFAIL。

3.3 用法示例:

此示例假定 xQueueSet 是已创建的队列集, 而 xQueue 是已创建并添加到 xQueueSet 中的队列。

if( xQueueRemoveFromSet( xQueue, xQueueSet ) != pdPASS )
{
/* Either xQueue was not a member of the xQueueSet set, or xQueue is
not empty and therefore cannot be removed from the set. /
}
else
{
/
The queue was successfully removed from the set. */
}

4- xQueueSelectFromSet()

queue.h
 QueueSetMemberHandle_t xQueueSelectFromSet
                       (
                             QueueSetHandle_t xQueueSet,
                             const TickType_t xTicksToWait
                        );

必须在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_QUEUE_SETS 设置为 1,才能使用 xQueueSelectFromSet() API 函数。

xQueueSelectFromSet() 从队列集成员中选择队列或信号量, 它们要么包含数据(若选择队列),要么可供获取 (若选择信号量)。 xQueueSelectFromSet() 能有效 允许任务同时读取一个队列集中的所有 队列和信号量后阻塞(挂起)。

注意:

阻塞包含互斥锁的队列不会导致 互斥锁持有者继承被阻塞任务的优先级。
除非 xQueueSelectFromSet() 信号量)操作,除非 调用 xQueueSelectFromSet() 先返回了队列集成员的句柄。

4.1参数:

xQueueSet 任务(可能)阻塞的队列集。
xTicksToWait 调用任务保持阻塞状态(其他任务正在执行), 等待队列集成员做好准备 以便成功读取队列或获取信号量所需的最长时间, 以滴答为单位。

4.2Returns:

xQueueSelectFromSet() 将返回 队列集中包含数据的队列的句柄(转换为 QueueSetMemberHandle_t 类型) 或队列集中可用信号量的句柄(转换为 QueueSetMemberHandle_t 类型), 如果在指定的阻塞时间到期之前不存在这样的队列或信号量, 则返回 NULL。

5 xQueueSelectFromSetFromISR()

queue.h
 QueueSetMemberHandle_t xQueueSelectFromSetFromISR
                       (
                             QueueSetHandle_t xQueueSet
                        );

必须在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_QUEUE_SETS 设置为 1,xQueueSelectFromSetFromISR() API 函数才可用。

xQueueSelectFromSet() 的一个版本, 可以从中断服务程序 (ISR) 中使用。

5.1参数:

xQueueSet 正在查询的队列集。 因为此函数设计为从中断中使用, 所以无法在读取时阻塞 。
Returns:
xQueueSelectFromSetFromISR() 将返回一个队列的句柄(被转换为 QueueSetMemberHandle_t 类型), 该队列包含在包含数据的队列集中, 或队列集中可用信号量的句柄(转换为 QueueSetMemberHandle_t 类型), 该信号量包含在可用的队列集中;如果不存在这样的队列或信号量,则返回 NULL 。

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