os_mbox.c
来源：互联网 发布：java判断白天还是晚上 编辑：程序博客网 时间：2024/06/14 02:51
定位到uCOS-II/Source/os_mbox.c，该文件是消息邮箱管理的相关操作函数。
任务与任务之间需要数据传递，那么为了适应传递的数据的不同类型，可以建立一个缓冲区(void*类型可以接收不同类型的数据)，然后以该缓冲区为介质来实现任务间的切换，这就是消息邮箱的数据传输原理。
消息邮箱的具体实现是：将数据缓冲区的指针赋给事件控制块(OS_EVENT)的成员OSEventPtr(OSEventPtr是个void* 类型)，同时设置OSEventPtr中的用于表示事件类型的成员OSEventType为OS_EVENT_TYPE_MBOX。
1. 查看邮箱是否有需要的消息函数OSMboxAccept()
OSMboxAccept()是非阻塞的，和OSMboxPend()函数不同(在下面解析)。OSMboxAccept()会从消息邮箱中试图取出消息，若没有消息可取，OSMboxAccept()函数并不挂起任务。若有消息可提取，则OSMboxAccept()函数提取消息完毕后会将该邮箱中存放消息的位置清空。因为该函数是非阻塞的，所以它允许在ISR中被调用。
#if OS_MBOX_ACCEPT_EN > 0uvoid *OSMboxAccept (OS_EVENT *pevent){ void *pmsg;#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { return ((void *)0); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { //pevent类型检查 return ((void *)0); } OS_ENTER_CRITICAL(); pmsg = pevent->OSEventPtr; //取出消息中的内容 pevent->OSEventPtr = (void *)0; OS_EXIT_CRITICAL(); //取出后将其清空 return (pmsg); }#endif2. 创建一个邮箱函数OSMboxCreate()
OSMboxCreate()函数用于建立并初始化一个邮箱信息，参数是消息指针，返回值是消息邮箱的指针。
OS_EVENT *OSMboxCreate (void *pmsg){ OS_EVENT *pevent;#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508 if (OSSafetyCriticalStartFlag == OS_TRUE) { OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION(); return ((OS_EVENT *)0); }#endif if (OSIntNesting > 0u) { return ((OS_EVENT *)0); } OS_ENTER_CRITICAL(); //取出空闲事件节点 pevent = OSEventFreeList; if (OSEventFreeList != (OS_EVENT *)0) { //全局变量OSEventFreeList指向下一个空闲事件节点 OSEventFreeList = (OS_EVENT *)OSEventFreeList->OSEventPtr; } OS_EXIT_CRITICAL(); //初始化该空闲事件节点为消息邮箱的相关设置 if (pevent != (OS_EVENT *)0) { pevent->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_MBOX; pevent->OSEventCnt = 0u; //其实对mbox来说此参数没用 pevent->OSEventPtr = pmsg;#if OS_EVENT_NAME_EN > 0u pevent->OSEventName = (INT8U *)(void *)"?";#endif OS_EventWaitListInit(pevent); //定义在os_core.c中，置空该事件的等待队列 } return (pevent); }任务调用OSMboxCreate()时一般其参数msg为NULL，也可以事先定义一个邮箱，然后将该邮箱内的消息指针传递给OSMboxCreate()函数的msg，从而使得新建的邮箱从一开始就指代一个邮箱。
3. 删除邮箱函数OSMboxDel()
删除消息邮箱，因为其他任务可能处于等待获取该消息邮箱，所以在删除之前应该要安置好这些等待任务。
#if OS_MBOX_DEL_EN > 0uOS_EVENT *OSMboxDel (OS_EVENT *pevent, //指定邮箱 INT8U opt, //删除操作选项 INT8U *perr) //输出型参数，用于指定出错信息{ BOOLEAN tasks_waiting; OS_EVENT *pevent_return;#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL if (perr == (INT8U *)0) { OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION(); return ((OS_EVENT *)0); }#endif#if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { *perr = OS_ERR_PEVENT_NULL; return (pevent); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { *perr = OS_ERR_EVENT_TYPE; return (pevent); } if (OSIntNesting > 0u) { *perr = OS_ERR_DEL_ISR; return (pevent); } OS_ENTER_CRITICAL(); if (pevent->OSEventGrp != 0u) { //有任务在阻塞等待该MBox上的消息 tasks_waiting = OS_TRUE; //Yes } else { tasks_waiting = OS_FALSE; //No } switch (opt) { case OS_DEL_NO_PEND: //opt等于OS_DEL_NO_PEND表示无任务在等待才删除该Mbox if (tasks_waiting == OS_FALSE) { //无任务等待#if OS_EVENT_NAME_EN > 0u pevent->OSEventName = (INT8U *)(void *)"?";#endif pevent->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_UNUSED; //设置事件为空闲状态 pevent->OSEventPtr = OSEventFreeList; //OSEventFreeList原先是指向具体消息的，现指向下一个空闲事件节点 pevent->OSEventCnt = 0u; //计数器，Mbox没用处 OSEventFreeList = pevent; OS_EXIT_CRITICAL(); *perr = OS_ERR_NONE; pevent_return = (OS_EVENT *)0; } else { //有任务等待，出错返回 OS_EXIT_CRITICAL(); *perr = OS_ERR_TASK_WAITING; pevent_return = pevent; } break; case OS_DEL_ALWAYS: //尽管有任务在等待还是要删除 while (pevent->OSEventGrp != 0u) { //有任务在等待，先逐一置为Rdy状态 (void)OS_EventTaskRdy(pevent, (void *)0, OS_STAT_MBOX, OS_STAT_PEND_ABORT); }#if OS_EVENT_NAME_EN > 0u pevent->OSEventName = (INT8U *)(void *)"?";#endif //一样的删除操作 pevent->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_UNUSED; pevent->OSEventPtr = OSEventFreeList; pevent->OSEventCnt = 0u; OSEventFreeList = pevent; OS_EXIT_CRITICAL(); if (tasks_waiting == OS_TRUE) { OS_Sched(); //若系统已经在运行，发起调度 } *perr = OS_ERR_NONE; pevent_return = (OS_EVENT *)0; break; default: //操作选项有误，出错返回 OS_EXIT_CRITICAL(); *perr = OS_ERR_INVALID_OPT; pevent_return = pevent; break; } return (pevent_return);}#endif4. 阻塞请求消息邮箱函数OSMboxPend()
任务请求邮箱时调用OSMboxPend()函数，该函数是带阻塞的：查看邮箱内存放消息的指针OSEventPtr是否为NULL，若不为NULL则将邮箱中的消息指针返回给调用者，若为NULL则使任务进入挂起状态，并会引发调度。
void *OSMboxPend (OS_EVENT *pevent, //指定MBox INT32U timeout, //超时时间设置 INT8U *perr){ void *pmsg;#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL if (perr == (INT8U *)0) { OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION(); return ((void *)0); }#endif#if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { *perr = OS_ERR_PEVENT_NULL; return ((void *)0); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { *perr = OS_ERR_EVENT_TYPE; return ((void *)0); } if (OSIntNesting > 0u) { *perr = OS_ERR_PEND_ISR; return ((void *)0); } if (OSLockNesting > 0u) { *perr = OS_ERR_PEND_LOCKED; return ((void *)0); } OS_ENTER_CRITICAL(); pmsg = pevent->OSEventPtr; //取出邮箱内的消息 if (pmsg != (void *)0) { //邮箱中的消息不为NULL pevent->OSEventPtr = (void *)0; //读取完毕后清空该消息指针 OS_EXIT_CRITICAL(); *perr = OS_ERR_NONE; return (pmsg); } //执行到这里说明邮箱内的消息为空，需要阻塞 OSTCBCur->OSTCBStat |= OS_STAT_MBOX; //进入等待消息邮箱状态，表只能通过消息邮箱唤醒 OSTCBCur->OSTCBStatPend = OS_STAT_PEND_OK; //挂起 OSTCBCur->OSTCBDly = timeout; //超时时间 OS_EventTaskWait(pevent); //定义在os_core.c中，将自身添加到事件等待列表中 OS_EXIT_CRITICAL(); OS_Sched(); //重新调度，调度后会有一个优先级比当前优先级低的任务得到执行 //而当前任务在等待有任务向Mbox发消息 OS_ENTER_CRITICAL(); //能执行到这里，说明其他任务： //a. 调用了OSMboxPostOpt()释放该Mbox //b. 调用OSMboxDel()、OSMboxPendAbort()删除了该Mbox //c. 等待超时 switch (OSTCBCur->OSTCBStatPend) { case OS_STAT_PEND_OK: //有任务调用了OSMboxPostOpt进而唤醒当前任务 pmsg = OSTCBCur->OSTCBMsg; //提取任务的消息指针 *perr = OS_ERR_NONE; break; case OS_STAT_PEND_ABORT: //MBox被删除了 pmsg = (void *)0; *perr = OS_ERR_PEND_ABORT; break; case OS_STAT_PEND_TO: //超时，不再等待 default: OS_EventTaskRemove(OSTCBCur, pevent); //定义在os_core.c中，将当前任务从event等待列表中清除 pmsg = (void *)0; *perr = OS_ERR_TIMEOUT; break; } //设置任务状态 OSTCBCur->OSTCBStat = OS_STAT_RDY; OSTCBCur->OSTCBStatPend = OS_STAT_PEND_OK; OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0;#if (OS_EVENT_MULTI_EN > 0u) OSTCBCur->OSTCBEventMultiPtr = (OS_EVENT **)0;#endif OSTCBCur->OSTCBMsg = (void *)0; OS_EXIT_CRITICAL(); return (pmsg);} 在超时时间范围内收到消息后，任务是通过”OSTCBCur->OSTCBMsg”提取消息并继续执行的，为什么不是”pevent->OSEventPtr”提取？
这是因为多任务消息传递时可以将消息直接赋给各个任务的TCB的OSTCBMsg成员。
5. 唤醒等待消息邮箱的任务函数OSMboxPendAbort()
其实这个函数并非pend(获取)，而是类似post(释放)MBox，具体实现唤醒单个/所有等待任务。
#if OS_MBOX_PEND_ABORT_EN > 0uINT8U OSMboxPendAbort (OS_EVENT *pevent, INT8U opt, INT8U *perr){ INT8U nbr_tasks; //用于记录有多少个任务在等待该事件(Mbox)#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL if (perr == (INT8U *)0) { OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION(); return (0u); }#endif#if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { *perr = OS_ERR_PEVENT_NULL; return (0u); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { *perr = OS_ERR_EVENT_TYPE; return (0u); } OS_ENTER_CRITICAL(); if (pevent->OSEventGrp != 0u) { //有任务在等待 nbr_tasks = 0u; switch (opt) { case OS_PEND_OPT_BROADCAST: //广播，唤醒所有在等待的任务 while (pevent->OSEventGrp != 0u) { (void)OS_EventTaskRdy(pevent, (void *)0, OS_STAT_MBOX, OS_STAT_PEND_ABORT); nbr_tasks++; } break; case OS_PEND_OPT_NONE: /只唤醒一个任务，即优先级最高的一个 default: (void)OS_EventTaskRdy(pevent, (void *)0, OS_STAT_MBOX, OS_STAT_PEND_ABORT); nbr_tasks++; break; } OS_EXIT_CRITICAL(); OS_Sched();1 //调度 *perr = OS_ERR_PEND_ABORT; return (nbr_tasks); } OS_EXIT_CRITICAL(); *perr = OS_ERR_NONE;}#endif6. 向消息邮箱发送消息函数OSMboxPost()
任务可以通过OSMboxPost()函数向目标消息邮箱发送消息，参数二为消息缓冲区的指针。
#if OS_MBOX_POST_EN > 0uINT8U OSMboxPost (OS_EVENT *pevent, void *pmsg){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { return (OS_ERR_PEVENT_NULL); } if (pmsg == (void *)0) { return (OS_ERR_POST_NULL_PTR); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { return (OS_ERR_EVENT_TYPE); } OS_ENTER_CRITICAL(); if (pevent->OSEventGrp != 0u) { //有任务在等待 //唤醒等待任务中优先级最高的任务，并将消息填充到该任务的TCB的OSTCBMsg成员中 (void)OS_EventTaskRdy(pevent, pmsg, OS_STAT_MBOX, OS_STAT_PEND_OK); OS_EXIT_CRITICAL(); OS_Sched(); //调度 return (OS_ERR_NONE); } //若消息邮箱中的消息指针已经存有数据，出错返回 if (pevent->OSEventPtr != (void *)0) { OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_MBOX_FULL); } //没任务等待且消息邮箱中的消息指针不为空，将pmsg赋给消息邮箱的消息指针 pevent->OSEventPtr = pmsg; OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_NONE);}#endif这里需要注意，定义在OS_EventTaskRdy()的函数的具体实现并非将pmsg消息赋给消息邮箱的消息指针而是赋给最高优先级任务的TCB的OSTCBMsg成员，这就跟前面OSMboxPend()函数中提取消息操作”pmsg = OSTCBCur->OSTCBMsg”对应上了。
由此可见，uCOS-II为了效率，还可以将数据赋给即将被调度运行的目标任务的TCB的OSTCBMsg成员。
7. 向邮箱发送消息的另一函数OSMboxPostOpt()
OSMboxPostOpt()函数可以以广播的方式向MBox时间等待任务列表中的所有任务发送消息。
#if OS_MBOX_POST_OPT_EN > 0uINT8U OSMboxPostOpt (OS_EVENT *pevent, void *pmsg, INT8U opt){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { return (OS_ERR_PEVENT_NULL); } if (pmsg == (void *)0) { return (OS_ERR_POST_NULL_PTR); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { return (OS_ERR_EVENT_TYPE); } OS_ENTER_CRITICAL(); if (pevent->OSEventGrp != 0u) { if ((opt & OS_POST_OPT_BROADCAST) != 0x00u) { //含有OS_POST_OPT_BROADCAST操作选项 while (pevent->OSEventGrp != 0u) { // 有任务在等待 //唤醒任务并将消息pmsg填充到该任务的TCB的OSTCBMsg中 (void)OS_EventTaskRdy(pevent, pmsg, OS_STAT_MBOX, OS_STAT_PEND_OK); } } else { //唤醒单个任务，优先级最高的 (void)OS_EventTaskRdy(pevent, pmsg, OS_STAT_MBOX, OS_STAT_PEND_OK); } OS_EXIT_CRITICAL(); if ((opt & OS_POST_OPT_NO_SCHED) == 0u) { //为0表示没有包含OS_POST_OPT_NO_SCHED操作选项 OS_Sched(); //需要调度 } return (OS_ERR_NONE); } //若消息邮箱中的消息指针已经存有数据，出错返回 if (pevent->OSEventPtr != (void *)0) { OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_MBOX_FULL); } //没任务等待且消息邮箱中的消息指针不为空，将pmsg赋给消息邮箱的消息指针 pevent->OSEventPtr = pmsg; OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_NONE);}#endif8. 查询邮箱状态函数OSMboxQuery()
OSMboxQuery()可用于查看MBox的状态，其状态信息保存在函数的输入型参数p_mbox_data中，p_mbox_data为OS_MBOX_DATA类型的指针，OS_MBOX_DATA原型为：
typedef struct os_mbox_data { void *OSMsg; //消息邮箱的有效信息 //任务等待列表，存放等待该MBox的所有任务#if OS_LOWEST_PRIO <= 63 INT8U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE]; INT8U OSEventGrp;#else INT16U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE]; INT16U OSEventGrp; #endif} OS_MBOX_DATA;函数原型为：
#if OS_MBOX_QUERY_EN > 0uINT8U OSMboxQuery (OS_EVENT *pevent, OS_MBOX_DATA *p_mbox_data){ INT8U i; OS_PRIO *psrc; OS_PRIO *pdest;#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif#if OS_ARG_CHK_EN > 0u if (pevent == (OS_EVENT *)0) { return (OS_ERR_PEVENT_NULL); } if (p_mbox_data == (OS_MBOX_DATA *)0) { return (OS_ERR_PDATA_NULL); }#endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { return (OS_ERR_EVENT_TYPE); } OS_ENTER_CRITICAL(); p_mbox_data->OSEventGrp = pevent->OSEventGrp; //(等待任务)数组赋值，需要用for()语句逐一赋值 psrc = &pevent->OSEventTbl[0]; pdest = &p_mbox_data->OSEventTbl[0]; for (i = 0u; i < OS_EVENT_TBL_SIZE; i++) { *pdest++ = *psrc++; } p_mbox_data->OSMsg = pevent->OSEventPtr; OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_NONE);}#endif阅读全文
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- uC/OS-II源码解析(os_mbox.c)
- μCOS-II源码文件之OS_MBOX.C
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