freeRtos學(xué)習(xí)筆記

freeRtos事件組

為什么要用事件組？

多任務(wù)環(huán)境下， 任務(wù)、中斷之間往往需要同步操作，一個(gè)事件發(fā)生會(huì)告知等待中的任
務(wù)，即形成一個(gè)任務(wù)與任務(wù)、中斷與任務(wù)間的同步。事件可以提供一對(duì)多、多對(duì)多的同步
操作。一對(duì)多同步模型：一個(gè)任務(wù)等待多個(gè)事件的觸發(fā)，這種情況是比較常見的；多對(duì)多
同步模型：多個(gè)任務(wù)等待多個(gè)事件的觸發(fā)。

為什么不直接使用全局變量？

在裸機(jī)編程時(shí)，使用全局變量的確比較方便，但是在加上 RTOS 后
就是另一種情況了。 使用全局變量相比事件標(biāo)志組主要有如下三個(gè)問題：

• 使用事件標(biāo)志組可以讓 RTOS 內(nèi)核有效地管理任務(wù)， 而全局變量是無法做到的，任務(wù)的超時(shí)等機(jī)制需
  要用戶自己去實(shí)現(xiàn)。
• 使用了全局變量就要防止多任務(wù)的訪問沖突，而使用事件標(biāo)志組則處理好了這個(gè)問題，用戶無需擔(dān)心。
• 使用事件標(biāo)志組可以有效地解決中斷服務(wù)程序和任務(wù)之間的同步問題

事件組創(chuàng)建

EventGroupHandle_t xEventGroupCreate(void);

函數(shù) xEventGroupCreate 用于創(chuàng)建事件標(biāo)志組。

• 返回值，如果創(chuàng)建成功，此函數(shù)返回事件標(biāo)志組的句柄，如果 FreeRTOSConfig.h 文件中定義的 heap
  空間不足會(huì)返回 NULL

設(shè)置事件組

EventBits_t xEventGroupSetBits(EventGroupHandle_t xEventGroup, /* 事件組句柄 */const EventBits_t uxBitsToSet); /* 要設(shè)置的事件標(biāo)志位 */EventBits_t xEventGroupSetBitsFromISR(EventGroupHandle_t xEventGroup, /* 事件組句柄 */const EventBits_t uxBitsToSet, /* 要設(shè)置的事件標(biāo)志位 */BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken ); /* 高優(yōu)先級(jí)任務(wù)是否被喚醒的狀態(tài)保存 */

函數(shù) xEventGroupSetBits 用于設(shè)置指定的事件標(biāo)志位為 1。

• 第 1 個(gè)參數(shù)是事件標(biāo)志組句柄。
• 第 2 個(gè)參數(shù)表示可設(shè)置的事件標(biāo)志位， 當(dāng)單片機(jī)為16位時(shí) EventBits_t 是定義的 16 位變量，低8位用于事件標(biāo)志位設(shè)置；當(dāng)單片機(jī)位32位時(shí) EventBits_t 是定義的 32 位變量，低24位用于事件標(biāo)志位設(shè)置；變量 uxBitsToSet 的低 24 位的某個(gè)位設(shè)置為 1，那么被設(shè)置的事件標(biāo)志組的相應(yīng)位就設(shè)置為 1。 變量 uxBitsToSet 設(shè)置為 0 的位對(duì)事件標(biāo)志相應(yīng)位沒有影響。比如設(shè)置變量 uxBitsToSet = 0x0003 就表示將事件標(biāo)志的位 0 和位 1 設(shè)置為 1， 其余位沒有變化。
• 第 3 個(gè)參數(shù)用于保存是否有高優(yōu)先級(jí)任務(wù)準(zhǔn)備就緒。 如果函數(shù)執(zhí)行完畢后，此參數(shù)的數(shù)值是 pdTRUE，
  說明有高優(yōu)先級(jí)任務(wù)要執(zhí)行， 否則沒有。可以利用此參數(shù)判斷是否需要立刻進(jìn)行任務(wù)切換 taskYIELD()。
• 返回值： 返回當(dāng)前的事件標(biāo)志組數(shù)值。
• 注意事項(xiàng)：
• 中斷服務(wù)程序中使用的是 xEventGroupSetBitsFromISR();

函數(shù) xEventGroupSetBitsFromISR 對(duì)事件標(biāo)志組的操作是不確定性操作，因?yàn)椴恢喇?dāng)前有多少個(gè)
任務(wù)在等待此事件標(biāo)志(消息隊(duì)列有對(duì)應(yīng)的列表，信號(hào)量底層也是根據(jù)消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的，因此信號(hào)量和消息隊(duì)列不需要這樣)。而 FreeRTOS 不允許在中斷服務(wù)程序和臨界段中執(zhí)行不確定性操作。 為了不在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行，就通過此函數(shù)給 FreeRTOS 的 daemon 任務(wù)（就是 FreeRTOS 的定時(shí)器任務(wù)）發(fā)送消息，在 daemon 任務(wù)中執(zhí)行事件標(biāo)志的置位操作。 同時(shí)也為了不在臨界段中執(zhí)行此不確定操作，將臨界段改成由調(diào)度鎖來完成。這樣不確定性操作在中斷服務(wù)程序和臨界段中執(zhí)行的問題就都得到解決了。由于函數(shù) xEventGroupSetBitsFromISR 對(duì)事件標(biāo)志的置位操作是在 daemon 任務(wù)里面執(zhí)行的， 所以如果使用xEventGroupSetBitsFromISR函數(shù)需要使能軟件定時(shí)器，如果想讓置位操作立即生效，即讓等此事件標(biāo)志的任務(wù)能夠得到及時(shí)執(zhí)行，需要設(shè)置 daemon 任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于使用此事件標(biāo)志組的所有其它任務(wù)。

由于函數(shù) xEventGroupSetBitsFromISR 對(duì)事件標(biāo)志的置位操作是在 daemon 任務(wù)里面執(zhí)行的， 如果
想讓置位操作立即生效，即讓等此事件標(biāo)志的任務(wù)能夠得到及時(shí)執(zhí)行，需要設(shè)置 daemon 任務(wù)的優(yōu)先
級(jí)高于使用此事件標(biāo)志組的所有其它任務(wù)。
2. 用戶通過參數(shù) uxBitsToSet 設(shè)置的標(biāo)志位并不一定會(huì)保留到此函數(shù)的返回值中， 下面舉兩種情況：

a. 調(diào)用此函數(shù)的過程中，其它高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)就緒了，并且也修改了事件標(biāo)志，此函數(shù)返回的事件標(biāo)志位會(huì)發(fā)生變化。
b. 調(diào)用此函數(shù)的任務(wù)是一個(gè)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)， 通過此函數(shù)設(shè)置了事件標(biāo)志后，讓一個(gè)等待此事件標(biāo)志的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒了，會(huì)立即切換到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)去執(zhí)行， 相應(yīng)的事件標(biāo)志位會(huì)被函數(shù)xEventGroupWaitBits 清除掉，等從高優(yōu)先級(jí)任務(wù)返回到低優(yōu)先級(jí)任務(wù)后， 函數(shù)xEventGroupSetBits 的返回值已經(jīng)被修改。

等待事件標(biāo)志位

EventBits_t xEventGroupWaitBits(EventGroupHandle_t xEventGroup, /* 事件組句柄 */const EventBits_t uxBitsToWaitFor, /* 等待被設(shè)置的事件標(biāo)志位 */const BaseType_t xClearOnExit, /* 選擇是否清除被置位的事件標(biāo)志位 */const BaseType_t xWaitForAllBits, /* 是否等待所有標(biāo)志位被置位 */TickType_t xTicksToWait); /* 超時(shí)事件 */

函數(shù) xEventGroupWaitBits 等待事件標(biāo)志被設(shè)置。

• 第 1 個(gè)參數(shù)是事件標(biāo)志組句柄。
• 第 2 個(gè)參數(shù)表示等待事件標(biāo)志位中的指定標(biāo)志， EventBits_t 是定義的 32 位變量時(shí)低 24 位用于事件標(biāo)志設(shè)置。 此參數(shù)切不可設(shè)置為 0。
• 第 3 個(gè)參數(shù)選擇是否清除已經(jīng)被置位的事件標(biāo)志， 如果這個(gè)參數(shù)設(shè)置為 pdTRUE， 且函數(shù)
  xEventGroupWaitBits 在參數(shù) xTicksToWait 設(shè)置的溢出時(shí)間內(nèi)返回，那么相應(yīng)被設(shè)置的事件標(biāo)志
  位在xEventGroupWaitBits()函數(shù)退出前會(huì)被清零。 如果這個(gè)參數(shù)設(shè)置為 pdFALSE，對(duì)已經(jīng)被設(shè)置的事件標(biāo)志位沒有影響。
• 第 4 個(gè)參數(shù)選擇是否等待所有的標(biāo)志位都被設(shè)置， 如果這個(gè)參數(shù)設(shè)置為 pdTRUE，要等待第 2 個(gè)參
  數(shù) uxBitsToWaitFor 所指定的標(biāo)志位全部被置 1， 函數(shù)才可以返回。當(dāng)然，超出了在參數(shù)
  xTicksToWait 設(shè)置的溢出時(shí)間也是會(huì)返回的。如果這個(gè)參數(shù)設(shè)置為 pdFALSE， 第 2 個(gè)參數(shù)
  uxBitsToWaitFor 所指定的任何標(biāo)志位被置 1， 函數(shù)都會(huì)返回， 超出溢出時(shí)間也會(huì)返回。
• 第 5 個(gè)參數(shù)設(shè)置等待時(shí)間，單位時(shí)鐘節(jié)拍周期。 如果設(shè)置為 portMAX_DELAY， 表示永久等待。
• 返回值，由于設(shè)置的時(shí)間超時(shí)或者指定的事件標(biāo)志位被置 1，導(dǎo)致函數(shù)退出時(shí)返回的事件標(biāo)志組數(shù)值。第三個(gè)參數(shù)不會(huì)影響返回值。
• 注意事項(xiàng)： 不要在中斷中調(diào)用該函數(shù)

清除事件組標(biāo)志位

EventBits_t xEventGroupClearBits(EventGroupHandle_t xEventGroup,const EventBits_t uxBitsToClear);EventBits_t xEventGroupClearBitsFromISR(EventGroupHandle_t xEventGroup,const EventBits_t uxBitsToClear);

函數(shù) xEventGroupClearBits 清除事件標(biāo)志位。

• 第 1 個(gè)參數(shù)是事件標(biāo)志組句柄。
• 第 2 個(gè)參數(shù)表示等待清除的指定標(biāo)志， EventBits_t 是定義的 32 位變量時(shí)低 24 位用于事件標(biāo)志設(shè)置。 此參數(shù)切不可設(shè)置為 0。
• 返回值：清除前的事件組值。

本文參考 freertos官方文檔 https://freertos.org/a00110.html
《野火-FreeRTOS 內(nèi)核實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南》
《安富萊 STM32-V6 開發(fā)板 FreeRTOS 教程》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的freeRtos学习笔记 （5）事件组的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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