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UCOS你问我答系列之消息邮箱详解

邮箱是UCOS通信机制， 它可以将一个任务或一个中断服务程序发送到另一个任务void *OSEventPtr指针变量指向特定的数据结构.即通过该指针传递消息.

本文使用的UCOS版本:V2.91.

事件控制块

说到消息邮箱， 首先需要解释UCOS事件控制块.UCOS信号量、消息邮箱、消息队列.都是使用OS_EVENT识别结构. 结构成员变量OSEventType不同类型的事件标识(信号量、消息队列等)。.

OS_EVENT  *OSMboxCreate (void *pmsg) {     OS_EVENT  *pevent; #if OS_CRITICAL_METHOD == 3u                     /* Allocate storage for CPU status register           */     OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u; #endif  #ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508     if (OSSafetyCriticalStartFlag == OS_TRUE) {         OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();     } #endif      if (OSIntNesting > 0u) {                     /* See if called from ISR ...                         */         return ((OS_EVENT *)0);                   /* ... can't CREATE from an ISR                       */     }     OS_ENTER_CRITICAL();     /*         在事件控制块链表上找到可用的事件控制块，(实质为 OSEventTbl[OS_MAX_EVENTS]数组中的一个可用项.)         设置对应的pevent结构体成员变量的属性值. 最后调用OS_EventWaitListInit清除 OSEventGrp OSEventTbl值.         OSMboxCreate执行完成后，我们得到了一个OS_EVENT*类型的消息邮箱.     */     pevent = OSEventFreeList;                     /* Get next free event control block                  */     if (OSEventFreeList != (OS_EVENT *)0) {      /* See if pool of free ECB pool was empty             */         OSEventFreeList = (OS_EVENT *)OSEventFreeList->OSEventPtr;     }     OS_EXIT_CRITICAL();     if (pevent != (OS_EVENT *)0) {         pevent->OSEventType    = OS_EVENT_TYPE_MBOX;         pevent->OSEventCnt     = 0u;         pevent->OSEventPtr     = pmsg;           /* Deposit message in event control block             */ #if OS_EVENT_NAME_EN > 0u         pevent->OSEventName    = (INT8U *)(void *)"?"; #endif         OS_EventWaitListInit(pevent);     }     return (pevent);                             /* Return pointer to event control block              */ }

创建新闻邮箱

新闻邮箱的创建主要是从事件控制块数组中取出空闲事件控制块. 设置事件控制块的相关属性.

OS_EVENT  *OSMboxCreate (void *pmsg) {     OS_EVENT  *pevent; #if OS_CRITICAL_METHOD == 3u                     /* Allocate storage for CPU status register           */     OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u; #endif  #ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508     if (OSSafetyCriticalStartFlag == OS_TRUE) {         OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();     } #endif      if (OSIntNesting > 0u) {                     /* See if called from ISR ...                         */         return ((OS_EVENT *)0);                   /* ... can't CREATE from an ISR                       */     }     OS_ENTER_CRITICAL();     /*         在事件控制块链表上找到可用的事件控制块，(实质为 OSEventTbl[OS_MAX_EVENTS]数组中的一个可用项.)         设置对应的pevent结构体成员变量的属性值. 最后调用OS_EventWaitListInit清除 OSEventGrp OSEventTbl值.         OSMboxCreate执行完成后,我们得到了一个OS_EVENT*类型的消息邮箱.     */     pevent = OSEventFreeList;                     /* Get next free event control block                  */     if (OSEventFreeList != (OS_EVENT *)0) {      /* See if pool of free ECB pool was empty             */         OSEventFreeList = (OS_EVENT *)OSEventFreeList->OSEventPtr;     }     OS_EXIT_CRITICAL();     if (pevent != (OS_EVENT *)0) {         pevent->OSEventType    = OS_EVENT_TYPE_MBOX;         pevent->OSEventCnt     = 0u;         pevent->OSEventPtr     = pmsg;           /* Deposit message in event control block             */ #if OS_EVENT_NAME_EN > 0u         pevent->OSEventName    = (INT8U *)(void *)"?"; #endif         OS_EventWaitListInit(pevent);     }     return (pevent);                             /* Return pointer to event control block              */ }

消息邮箱请求

OSMboxPend代码中以注释的形式反映了函数的详细解释.

void  *OSMboxPend (OS_EVENT  *pevent,                    INT32U     timeout,                    INT8U     *perr) {     void      *pmsg; #if OS_CRITICAL_METHOD == 3u                          /* Allocate storage for CPU status register      */     OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u; #endif  #ifdef OS_SAFETY_CRITICAL     if (perr == (INT8U *)0) {         OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();     } #endif  #if OS_ARG_CHK_EN > 0u     if (pevent == (OS_EVENT *)0) {                    /* Validate 'pevent'                             */         *perr = OS_ERR_PEVENT_NULL;         return ((void *)0);     } #endif     if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) {  /* Validate event block type                     */         *perr = OS_ERR_EVENT_TYPE;         return ((void *)0);     }     if (OSIntNesting > 0u) {                          /* See if called from ISR ...                    */         *perr = OS_ERR_PEND_ISR;                      /* ... can't PEND from an ISR                    */         return ((void *)0);     }     if (OSLockNesting > 0u) {                         /* See if called with scheduler locked ...       */         *perr = OS_ERR_PEND_LOCKED;                   /* ... can't PEN when locked                    */
        return ((void *)0);
    }
    OS_ENTER_CRITICAL();
    /*
        如果有可用的消息,就返回消息指针, ucos的消息邮箱采用的是直接传递指针的形式,没有使用memcpy.
        如果在发送消息的时候 pevent->OSEventPtr指向的内存是使用malloc申请的.记得在接收处理完消息释放内存.
    */
    pmsg = pevent->OSEventPtr;
    if (pmsg != (void *)0) {                          /* See if there is already a message             */
        pevent->OSEventPtr = (void *)0;               /* Clear the mailbox                             */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        *perr = OS_ERR_NONE;
        return (pmsg);                                /* Return the message received (or NULL)         */
    }
    /*
        如果还没有消息,会运行到这里. 设置当前任务控制块的相关状态属性.
        OS_EventTaskWait函数将当前任务的优先级放入此消息邮箱的结构体成员变量,
        并将此任务的优先级从就绪表中移除.然后触发一次任务调度.CPU转到其他任务运行.
        此任务即处于了挂起等待消息邮箱的状态.
    */
    OSTCBCur->OSTCBStat     |= OS_STAT_MBOX;          /* Message not available, task will pend         */
    OSTCBCur->OSTCBStatPend  = OS_STAT_PEND_OK;
    OSTCBCur->OSTCBDly       = timeout;               /* Load timeout in TCB                           */
    OS_EventTaskWait(pevent);                         /* Suspend task until event or timeout occurs    */
    OS_EXIT_CRITICAL();
    // 执行完OS_Sched();任务被切换.
    OS_Sched();                                       /* Find next highest priority task ready to run  */
    /*
        当收到消息或超时时间到导致任务被放入就绪表, 且被调度器调度时,会从这里开始接着运行.
        先检查pend到消息的原因, 如果是等待超时,就将此任务的优先级从信号量的等待事件中移除.
        最后设置任务的相关状态.
    */
    OS_ENTER_CRITICAL();
    switch (OSTCBCur->OSTCBStatPend) {                /* See if we timed-out or aborted                */
        case OS_STAT_PEND_OK:
             pmsg =  OSTCBCur->OSTCBMsg;
            *perr =  OS_ERR_NONE;
             break;

        case OS_STAT_PEND_ABORT:
             pmsg = (void *)0;
            *perr =  OS_ERR_PEND_ABORT;               /* Indicate that we aborted                      */
             break;

        case OS_STAT_PEND_TO:
        default:
             OS_EventTaskRemove(OSTCBCur, pevent);
             pmsg = (void *)0;
            *perr =  OS_ERR_TIMEOUT;                  /* Indicate that we didn't get event within TO   */
             break;
    }
    OSTCBCur->OSTCBStat          =  OS_STAT_RDY;      /* Set   task  status to ready                   */
    OSTCBCur->OSTCBStatPend      =  OS_STAT_PEND_OK;  /* Clear pend  status                            */
    OSTCBCur->OSTCBEventPtr      = (OS_EVENT  *)0;    /* Clear event pointers                          */
#if (OS_EVENT_MULTI_EN > 0u)
    OSTCBCur->OSTCBEventMultiPtr = (OS_EVENT **)0;
#endif
    OSTCBCur->OSTCBMsg           = (void      *)0;    /* Clear  received message                       */
    OS_EXIT_CRITICAL();
    return (pmsg);                                    /* Return received message                       */
}

消息邮箱发送

INT8U  OSMboxPost (OS_EVENT  *pevent,
                   void      *pmsg)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u                          /* Allocate storage for CPU status register      */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u;
#endif



#if OS_ARG_CHK_EN > 0u
    if (pevent == (OS_EVENT *)0) {                    /* Validate 'pevent'                             */
        return (OS_ERR_PEVENT_NULL);
    }
    if (pmsg == (void *)0) {                          /* Make sure we are not posting a NULL pointer   */
        return (OS_ERR_POST_NULL_PTR);
    }
#endif
    if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) {  /* Validate event block type                     */
        return (OS_ERR_EVENT_TYPE);
    }
    OS_ENTER_CRITICAL();
    /*
        OSEventGrp != 0 时表示有其他任务在等待此消息. OS_EventTaskRdy函数的作用是通过pevent的结构体成员
        找到等待此信号量的那个任务(假定为任务A),并将任务A的优先级放入就绪表,且从等待事件表移除.然后
        触发一次任务调度.   
    */
    if (pevent->OSEventGrp != 0u) {                   /* See if any task pending on mailbox            */
                                                      /* Ready HPT waiting on event                    */
        (void)OS_EventTaskRdy(pevent, pmsg, OS_STAT_MBOX, OS_STAT_PEND_OK);
        OS_EXIT_CRITICAL();
        OS_Sched();                                   /* Find highest priority task ready to run       */
        return (OS_ERR_NONE);
    }
    /*
        消息邮箱满,直接返回. 因为消息邮箱只能携带一条消息.pevent->OSEventPtr非空就表示有数据.消息邮箱满.
    */
    if (pevent->OSEventPtr != (void *)0) {            /* Make sure mailbox doesn't already have a msg  */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        return (OS_ERR_MBOX_FULL);
    }
    //保存要发送的消息到消息邮箱事件控制块指针.
    pevent->OSEventPtr = pmsg;                        /* Place message in mailbox                      */
    OS_EXIT_CRITICAL();
    return (OS_ERR_NONE);
}

问答环节

1.问: UCOS中消息邮箱有哪些应用场景. 答: 消息邮箱一般用于任务与任务之间,或者是中断向任务传递消息.使用消息邮箱也间接性的做到了共享数据的互斥 比如任务A采集各个传感器数据,任务B上送各个传感器数据.直接在任务A,B使用全局变量的形式处理传感器数据.会出现 可能A采集了一半,跳转到了B运行,造成数据一致性缺失的问题. 如果是任务A发送消息给任务B,就不会有这种情况发生.

2.问: UCOS消息邮箱可以传递哪些类型的数据 答: UCOS消息邮箱可以传递任意类型的数据, 消息邮箱参数是一个void *类型的指针,它可以执行任意数据类型的数据. 如果只是传递一个简单的数据,可以使用基本数据类型,如果传递的数据较多,可以自定义一个结构体.接收方按照结构体约定 的数据格式解析即可.

标签： 传感器tcb

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