第7章-任务间的同步与通讯之消息邮箱课件

第七章 任务间的同步与通讯消息邮箱l什么是消息邮箱什么是消息邮箱l消息邮箱的数据结构消息邮箱的数据结构l消息邮箱相关函数消息邮箱相关函数消息邮箱指针消息邮箱任务1任务2发送消息请求消息消息缓冲区(发送消息缓冲区指针)(读取消息缓冲区指针)消息邮箱是一种通信机制，它能使任务或中断服务向另一个任务发送一个指针型的变量，这个指针指向一个包含指定“消息”的数据结构。消息邮箱发送的不是消息本身，而是消息的地址指针。第七章 任务间的同步与通讯消息邮箱l什么是消息邮箱什么是消息邮箱l消息邮箱的数据结构消息邮箱的数据结构l消息邮箱相关函数消息邮箱相关函数消息邮箱的数据结构typedefstructINT8UOSEventType;/*事件类型*/INT8UOSEventGrp;/*等待任务所在的组*/INT16UOSEventCnt;/*计数器(当事件是信号量时)*/void*OSEventPtr;/*指向消息或者消息队列的指针*/INT8UOSEventTblOS_EVENT_TBL_SIZE;/*等待任务列表*/OS_EVENT;第七章 任务间的同步与通讯消息邮箱l什么是消息邮箱什么是消息邮箱l消息邮箱的数据结构消息邮箱的数据结构l消息邮箱相关函数消息邮箱相关函数 消息邮箱函数一览表消息邮箱函数一览表消息邮箱函数所属文件是消息邮箱函数所属文件是OS_MBOX.COS_CFG.H文件中消息邮箱的配置常数一览表文件中消息邮箱的配置常数一览表任务、中断服务子程序与消息邮箱之间的关系消息邮箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()建立一个邮箱，OSMboxCreate()函数OSMboxCreate()的原型如下：OS_EVENT*OSMboxCreate（void*msg）；参数：msg参数用来初始化建立的消息邮箱。如果该指针不为空，建立的消息邮箱将含有消息。返回值：指向分配给所建立的消息邮箱的事件控制块的指针。如果没有可用的事件控制块，返回空指针。邮箱作用：邮箱作用：通知一个消息（此时，通知一个消息（此时，msg为空）为空）作为二值信号量作为二值信号量范例OS_EVENT*RxMbox；/*定义消息邮箱指针*/voidmain(void).OSInit()；RxMbox=OSMboxCreate(void*)0)；/*建立消息邮箱，初始值为空*/OSStart()；/*启动多任务内核*/OSMboxCreate()函数返回前，事件控制块的内容邮箱特点消息邮箱的内容是一个指向消息的指针，指针指消息邮箱的内容是一个指向消息的指针，指针指向的内容就是消息向的内容就是消息邮箱只能接收和发送一条消息，当邮箱满时，将邮箱只能接收和发送一条消息，当邮箱满时，将丢弃新消息，保持旧消息丢弃新消息，保持旧消息当邮箱为满是，邮箱里存放指向消息的指针；当当邮箱为满是，邮箱里存放指向消息的指针；当邮箱为空时，邮箱指针为邮箱为空时，邮箱指针为NULL消息邮箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()删除消息邮箱OSMboxDel()函数原型如下：函数原型如下：OS_EVENT *OSMboxDel(OS_EVENT *pevent，INT8U opt，INT8U*err)该函数用于删除消息邮箱，所属文件为该函数用于删除消息邮箱，所属文件为OS_MBOX.C，调用者为任务，开关量为，调用者为任务，开关量为OS_MBOX_EN和和OS_MBOX_ DEL_EN。参数：参数：(1)pevent：指向消息邮箱的指针，该指针是消息邮箱建立时，返回给应用程序的：指向消息邮箱的指针，该指针是消息邮箱建立时，返回给应用程序的指针。指针。(2)opt：用于定义消息邮箱删除条件的选项。可供选择的值如下：用于定义消息邮箱删除条件的选项。可供选择的值如下：OS_DEL_NO_PEND：选择只能是没有任何任务在等待该消息邮箱的消息时，：选择只能是没有任何任务在等待该消息邮箱的消息时，才能删除消息邮箱。才能删除消息邮箱。OS_DEL_ALWAYS：不管有没有任务在等待消息邮箱的消息，都立即删除消息：不管有没有任务在等待消息邮箱的消息，都立即删除消息邮箱。删除后，所有等待消息邮箱消息的任务都立即进入就绪状态。邮箱。删除后，所有等待消息邮箱消息的任务都立即进入就绪状态。(3)err：指向出错代码的指针。：指向出错代码的指针。OS_NO_ERR：调用成功，表明邮箱已被删除。：调用成功，表明邮箱已被删除。OS_ERR_DEL_ISR：试图在中断服务子程序中删：试图在中断服务子程序中删除邮箱。除邮箱。OS_ERR_INVALID_OPT：无效的：无效的opt参数。参数。OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向邮箱的不是指向邮箱的指针。指针。OS_ERR_PEVENT_NULL：没有可以使用的：没有可以使用的OS_ EVENT数据结构数据结构返回值返回值OSMboxDel()函数的返回值为如下内容之一：函数的返回值为如下内容之一：(1)返回空指针返回空指针NULL，表示消息邮箱已被删除。，表示消息邮箱已被删除。(2)返回返回pevent，表示消息邮箱没有删除，在这种情况下，表示消息邮箱没有删除，在这种情况下，应该进一步查看出错代码，找到出错原因。应该进一步查看出错代码，找到出错原因。.范例。OS_EVENT *RxMbox/*定义消息邮箱指针定义消息邮箱指针*/void task(void*pdata)INT8U*err；pdata=pdata；for(；)RxMbox=OSMboxDel(RxMbox，OS_DEL_ALWAYS，&err)；应用程序；应用程序；消息邮箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()等待邮箱中的消息，OSMboxPend()函数OSMboxPend()的原型如下：void*OSMboxPend(OS_EVNNT*pevent,INT16Utimeout,int8u*err);参数：pevent：是指向即将接受消息的消息邮箱的指针。timeout：允许一个任务在经过了指定数目的时钟节拍后还没有得到需要的消息时恢复运行。err：是指向包含错误码的变量的指针。OSMboxPend（）函数返回的错误码可能为下述几种：OS_NO_ERR：消息被正确的接收。OS_TIMEOUT：消息没有在指定的周期数内送到。OS_ERR_PEND_ISR：从中断调用该函数。虽然规定了不允许从中断调用该函数，但C/OS-仍然包含了检测这种情况的功能。OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向消息邮箱的指针。返回值：OSMboxPend（）函数返回接收的消息并将*err置为OS_NO_ERR。如果没有在指定数目的时钟节拍内接受到需要的消息，OSMboxPend（）函数返回空指针并且将*err设置为OS_TIMEOUT。范例OS_EVENT *RxMbox；/*定义消息邮箱指针*/voidTask(void*pdata)INT8Uerr;void*msg;pdata=pdata;for(;)应用程序代码;msg=OSMboxPend(RxMbox,10,&err);/*返回消息指针，据该指针可获消息*/if(err=OS_NO_ERR)消息正确接收的应用程序代码;else在指定时间内没有接收到消息的应用程序代码;应用程序代码;等待消息说明消息邮箱已经存在需要的消息，那么该消息被返回给OSMboxPend（）的调用者，消息邮箱中清除该消息。如果调用OSMboxPend（）函数时消息邮箱中没有需要的消息，OSMboxPend（）函数挂起当前任务直到得到需要的消息或超出定义等待超时的时间。如果同时有多个任务等待同一个消息，C/OS-默认最高优先级的任务取得消息并且任务恢复执行。一个由OSTaskSuspend（）函数挂起的任务也可以接受消息，但这个任务将一直保持挂起状态直到通过调用OSTaskResume（）函数恢复任务的运行。消息邮箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()向邮箱发送一则消息，OSMboxPost()函数OSMboxPost()的原型如下：INT8UOSMboxPost（OS_EVENT*pevent,void*msg）;参数：pevent：指向即将接受消息的消息邮箱的指针。该指针的值在建立该消息邮箱时可以得到。（参考OSMboxCreate（）函数）。msg：即将实际发送给任务的消息。消息是一个指针长度的变量，在不同的程序中消息的使用也可能不同。不允许传递一个空指针，因为这意味着消息邮箱为空。返回值：OS_NO_ERR：消息成功的放到消息邮箱中。OS_MBOX_FULL：消息邮箱已经包含了其他消息，不空。OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向消息邮箱的指针。调用者是任务或中断，开关量是调用者是任务或中断，开关量是OS_MBOX_EN和和OS_MBOX_POST_EN发送消息说明如果消息邮箱中已经存在消息，返回错误码说明消息邮箱已满。如果有多个任务在等待消息邮箱的消息，最高优先级的任务将得到这个消息。如果等待消息的任务优先级比发送消息的任务优先级高，那么高优先级的任务将得到消息而恢复执行，也就是说，发生了一次任务切换。消息邮箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()广播发送消息到消息邮箱中OSMboxPostOpt()函数原型如下：函数原型如下：INT8U OSMboxPostOpt(OS_EVENT*pevent,void*msg，INT8U opt)OSMboxPostOpt()函数与函数与OSMboxPost()函数比较函数比较两者工作方式相同，都用指针传递消息；两者工作方式相同，都用指针传递消息；不同的是不同的是OSMboxPost()只能给一个任务发送消息，而只能给一个任务发送消息，而OSMboxPostOpt()允许允许将消息广播给所有的等待消息邮箱消息的任务，且可以仿真将消息广播给所有的等待消息邮箱消息的任务，且可以仿真OSMboxPost()。OSMboxPostOpt()函数的开关量是函数的开关量是OS_MBOX_EN和和OS_MBOX_POST_OPT_EN，调用者可以是任务，也可以是中断。调用者可以是任务，也可以是中断。在广播方式下，函数的执行时间取决于等待消息邮箱消息的任务数量。在广播方式下，函数的执行时间取决于等待消息邮箱消息的任务数量。OSMboxpostOpt()函数有如下三个参数：函数有如下三个参数：(1)pevent：指向即将接收消息的消息邮箱的指针。该指针的值可以在建立：指向即将接收消息的消息邮箱的指针。该指针的值可以在建立该消息邮箱时得到。该消息邮箱时得到。(2)msg：即将发送给任务的消息。消息是以指针表示的某种数据类型的变：即将发送给任务的消息。消息是以指针表示的某种数据类型的变量，消息的数据类型可能会因具体应用的不同而有所差异。不允许传递空指针，量，消息的数据类型可能会因具体应用的不同而有所差异。不允许传递空指针，因为这样意味着消息邮箱为空。因为这样意味着消息邮箱为空。(3)opt：定义发送消息方式的选项。它有两种形式：定义发送消息方式的选项。它有两种形式：若若opt=OS_POST_OPT_NONE，则定义消息只发给等待消息的任务中优，则定义消息只发给等待消息的任务中优先级最高的任务；先级最高的任务；若若opt=OS_POST_OPT_BROADCAST，则让所有等待邮箱消息的任务都得，则让所有等待邮箱消息的任务都得到消息。到消息。返回值返回值(1)OS_NO_ERR：调用成功，消息已经发出。：调用成功，消息已经发出。(2)OS_MBOX_FULL：邮箱中已经有消息。：邮箱中已经有消息。(3)OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向邮箱的指针。不是指向邮箱的指针。(4)OS_ERR_PEVENT_NULL：pevent是空指针。是空指针。(5)OS_ERR_POST_NULL_PTR：试图发送空指针。根据规：试图发送空指针。根据规则，空指针无效则，空指针无效。消息邮箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()无等待地从邮箱中得到一则消息，OSMboxAccept()OSMboxAccept()的函数原型如下：void*OSMboxAccept（OS_EVENT*pevent）;参数：pevent：是指向需要查看的消息邮箱的指针。返回值：如果消息已经到达，返回指向该消息的指针；如果消息邮箱没有消息，返回空指针。范例OS_EVENT*ComMbox；voidTask(void*pdata)void*msg；pdata=pdata；for(;)msg=OSMboxAccept(ComMbox)；/*检查消息邮箱是否有消息if(msg!=(void*)0)处理消息；else处理无消息的情况；.消息邮箱的操作OSMboxCreate()OSMboxDel()OSMboxPend()OSMboxPost()OSMboxPostOpt()OSMboxAccept()OSMboxQuery()查询一个邮箱的状态，OSMboxQuery()OSMboxQuery()的函数原型如下：INT8UOSMboxQuery（OS_EVENT*pevent,OS_MBOX_DATA*pdata）;参数：pevent：指向即将接收消息的消息邮箱的指针。pdata：指向OS_MBOX_DATA数据结构的指针，该数据结构包含下述成员：Void*OSMsg;/*消息邮箱中消息的复制*/INT8UOSEventTblOS_EVENT_TBL_SIZE;/*消息邮箱等待队列的复制*/INT8UOSEventGrp；返回值：OS_NO_ERR：调用成功。OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向消息邮箱的指针。范例OS_EVENT*RxMbox；/*定义指针/voidTask(void*pdata)OS_MBOXDATAcbox_data；INT8Uerr；pdata=pdata；for(;)err=OSMboxQuery(RxMbox,&cbox_data)；if(err=OS_NO_ERR)./*如果cbox_data.OSMsg为非空指针，说明消息邮箱非空*/.举例本例中有两个任务：MyTask和YouTask。任务YouTask要向任务MyTask发送消息/*Test*/#include“includes.h”#defineTASK_STK_SIZE512/任务堆栈长度OS_STKStartTaskStkTASK_STK_SIZE;/定义任务堆栈区OS_STKMyTaskStkTASK_STK_SIZE;/定义任务堆栈区OS_STKYouTaskStkTASK_STK_SIZE;/定义任务堆栈区INT16Skey;/用于退出c/os-II的键INT8Uy1=0,y2=0;/字符显示位置 OS_EVENT *msg;/消息邮箱voidStartTask(void*data);/声明起始任务voidMyTask(void*data);/声明任务voidYouTask(void*data);/声明任务/*主函数*/voidmain(void)OSInit();/初始化c/os-IIPC_DOSSaveReturn();/保存DOS环境PC_VectSet(uCOS,OSCtxSw);/安装c/os-II中断msg=OSMboxCreate(void*)0);OSTaskCreate(StartTask,/创建任务StartTask(void*)0,/给任务传递参数&StartTaskStkTASK_STK_SIZE-1,/设置任务堆栈栈顶指针0);/使任务的优先级别为0OSStart();/启动多任务管理/*任务StartTask*/voidStartTask(void*pdata)#ifOS_CRITICAL_METHOD=3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifpdata=pdata;OS_ENTER_CRITICAL();PC_VectSet(0 x08,OSTickISR);/安装时钟中断向量PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);/设置c/os-II时钟频率OS_EXIT_CRITICAL();OSStatInit();/初始化统计任务OSTaskCreate(MyTask,(void*)0，&MyTaskStkTASK_STK_SIZE-1,1);OSTaskCreate(YouTask,(void*)0,&YouTaskStkTASK_STK_SIZE-1,2);for(;)/如果按下ESC键，则退出c/os-IIif(PC_GetKey(&key)=TRUE)if(key=0 x1B)PC_DOSReturn();OSTimeDlyHMSM(0,0,3,0);/等待3s/*任务MyTask*/voidMyTask(void*pdata)#ifOS_CRITICAL_METHOD=3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifpdata=pdata;void*msg_My;INT8Uerr;for(;)PC_DispStr(5,+y1,“MyTask”,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);msg_My=OSMboxPend(msg,0,err);if(err=OS_NO_ERR)PC_DispStr(15,y1,msg_My,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);/等待1s/*任务YouTask*/voidYouTask(void*pdata)#ifOS_CRITICAL_METHOD=3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifchar*s=“YouTask发送的消息”;/定义消息INT8Uerr;pdata=pdata;for(;)PC_DispStr(40,+y2,“YouTask”,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);err=OSMboxPost(msg,(void*)s);OSTimeDlyHMSM(0,0,2,0);/等待2s/*END*/再看一个例子设计一个应用程序，该程序有两个任务设计一个应用程序，该程序有两个任务MyTask和和YouTask。在任务。在任务MyTask中用一个中用一个变量变量Times记录任务记录任务MyTask的运行次数，并的运行次数，并将其作为消息用邮箱将其作为消息用邮箱Str_Box发给任务发给任务YouTask且由任务且由任务YouTask显示出来。显示出来。/*Test*/#include“includes.h”#defineTASK_STK_SIZE512/任务堆栈长度OS_STKStartTaskStkTASK_STK_SIZE;/定义任务堆栈区OS_STKMyTaskStkTASK_STK_SIZE;/定义任务堆栈区OS_STKYouTaskStkTASK_STK_SIZE;/定义任务堆栈区INT16Skey;/用于退出的键char*s;char*ss;INT8Uerr;INT8Uy=0;/字符显示位置INT32UTimes=0;OS_EVENT *Str_Box;/定义事件控制块指针voidStartTask(void*data);/声明起始任务voidMyTask(void*data);/声明任务voidYouTask(void*data);/声明任务/*主函数*/voidmain(void)OSInit();/初始化c/os-IIStr_Box=OSMboxCreate(void*)0);/创建消息邮箱OSTaskCreate(StartTask,/创建任务StartTask(void*)0,/给任务传递参数&StartTaskStkTASK_STK_SIZE-1,/设置任务堆栈栈顶指针0);/使任务的优先级别为0OSStart();/启动多任务管理/*任务StartTask*/voidStartTask(void*pdata)OSStatInit();/初始化统计任务OSTaskCreate(MyTask,/创建任务MyTask(void*)0,/给任务传递参数&MyTaskStkTASK_STK_SIZE-1,/设置任务堆栈栈顶指针3);/使任务的优先级别为3OSTaskCreate(YouTask,/创建任务YouTask(void*)0,/给任务传递参数&YouTaskStkTASK_STK_SIZE-1,/设置任务堆栈栈顶指针4);/使任务的优先级别为4for(;)/如果按下ESC键，则退出c/os-IIif(PC_GetKey(&key)=TRUE)if(key=0 x1B)PC_DOSReturn();OSTimeDlyHMSM(0,0,3,0);/等待3s/*任务MyTask*/voidMyTask(void*pdata)#ifOS_CRITICAL_METHOD=3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifpdata=pdata;for(;)sprintf(s,”%d”,Times);/记录运行次数OSMboxPost(Str_Box,s);/发送消息Times+;OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);/等待1s/*任务YouTask*/voidYouTask(void*pdata)#ifOS_CRITICAL_METHOD=3OS_CPU_SRcpu_sr;#endifpdata=pdata;for(;)ss=OSMboxPend(Str_Box,10,&err);/请求消息邮箱PC_DispStr(10,+y,ss,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);/等待1s/*END*/消息邮箱应用l用邮箱作为二值信号量l用消息邮箱实现延时消息邮箱实现通信举例例7-5设计应用程序，每100个时钟节拍从task1中发送一个字符串，在task2中接收并打印出来。图7-26邮箱通信测试结果消息邮箱传递的是消息的指针使用的数据结构是事件控制块使用消息邮箱一次只能传递一个消息消息邮箱除了发消息，还可以当二值信号用总结