【STM32 FreeRTOS】任务通知

任务通知简介

任务通知：用来通知任务的，任务控制块中的结构体成员变量ulNotifiedValue（32位）就是这个通知值。

	#if( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )volatile uint32_t ulNotifiedValue;volatile uint8_t ucNotifyState;#endif

任务控制块TCB里有两个成员变量，一个uint32_t的表示通知值，一个uint8_t的用来表示通知状态。

• 使用队列、信号量、事件标志组时都需要另外创建一个结构体，通过中间的结构体进行间接通信。
• 使用任务通知时，任务结构体TCB中就包含了内部对象，可以直接接收别人发过来的通知。

任务通知值的更新方式：

• 不覆盖接收任务的通知值
• 覆盖接收任务的通知值
• 更新接收任务通知值的一个或多个bit
• 增加接收任务的通知值

只要合理，灵活的利用任务通知的特点，可以在一些场合中替代队列、信号量和事件标志组。

任务通知的优势：

• 效率更高：使用任务通知向任务发送事件或数据比使用队列、事件标志组或信号量快得多。
• 使用内存更小：使用任务通知时无需额外创建结构体

任务通知的劣势：

• 无法发送数据给ISR：ISR没有任务结构体，所以无法给ISR发送数据。但是ISR可以使用任务通知发数据给任务。
• 无法广播给多个任务：任务通知只能是被指定的一个任务接收并处理。
• 无法缓存多个数据：任务结构体中只有一个任务通知值，只能保存一个数据。
• 发送受阻不支持阻塞：发送发无法进入阻塞状态等待。

任务通知状态：

#define taskNOT_WAITING_NOTIFICATION	( ( uint8_t ) 0 )
#define taskWAITING_NOTIFICATION		( ( uint8_t ) 1 )
#define taskNOTIFICATION_RECEIVED		( ( uint8_t ) 2 )

• 任务未等待通知，任务通知默认的初始化状态
• 等待通知，接收方已经准备好了（调用了接收任务通知函数），等待发送方发给个通知
• 等待接收，发送方已经发送出去（调用了发送任务通知函数），等待接收方接收

任务通知相关API函数介绍

发送通知

函数	描述
xTaskNotify	发送通知，带有通知值
xTaskNotifyAndQuery	发送通知，带有通知值并且保留接收任务的原有通知值
xTaskNotifyGive	发送通知，不带通知值
xTaskNotifyFromISR
xTaskNotifyAndQueryFromISR
vTaskNotifyGiveFromISR

接收通知

函数	描述
ulTaskNotifyTake	获取任务通知，可以设置在退出该函数的时候将任务通知值清零或者减一。
xTaskNotifyWait	获取任务通知，可获取通知值和清除通知值的指定位

• 当任务通知用作于信号量时，使用ulTaskNotifyTake函数获取信号量。
• 当任务用作于事件标志组或队列时，使用xTaskNotifyWait函数来获取。

模拟二值信号量和计数信号量

void StartMyTask1(void *argument)
{printf("StartMyTask1\r\n");uint32_t notify_value = 0;for(;;){//这里实际是取通知值，只要通知值大于0的时候就不会阻塞，可以执行到下面//第一个参数设置为true，表示执行完该函数后，会将通知值设置为0，//这意味着如果再没有接收通知，那么会一直阻塞在这里。//函数返回值，表示通知值再设置为0之前的值（一般情况下为1）notify_value = ulTaskNotifyTake(pdTRUE,portMAX_DELAY);if(0 != notify_value)printf("task1 notify_value=%d\r\n",notify_value);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));//500ms}
}void NotifyMyTask1FromISR()
{printf("NotifyMyTask1FromISR\r\n");BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;//这里是在中断服务函数中调用的vTaskNotifyGiveFromISR(myTask1Handle,&xHigherPriorityTaskWoken);portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}

NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=2
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=2
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=3
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=3

可以看到，正常情况下，执行一次NotifyMyTask1FromISR就会执行一次ulTaskNotifyTake。但是如果NotifyMyTask1FromISR函数执行的频率很快，ulTaskNotifyTake函数执行不过来，所以通知值不是1（执行通知函数的时候实际上是将通知值加一），ulTaskNotifyTake函数执行一次后还是会阻塞，因为执行一次后将通知值设置为0了。如果将ulTaskNotifyTake函数的第一个参数设置为pdFALSE，表示执行完后将通知值减一，这样其实就是模拟计数信号量了。

void StartMyTask1(void *argument)
{printf("StartMyTask1\r\n");uint32_t notify_value = 0;for(;;){//这里实际是取通知值，只要通知值大于0的时候就不会阻塞，可以执行到下面//第一个参数设置为false，表示执行完该函数后，会将通知值减1，//函数返回值，表示通知值在减1之前的值notify_value = ulTaskNotifyTake(pdFALSE,portMAX_DELAY);if(0 != notify_value)printf("task1 notify_value=%d\r\n",notify_value);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));//500ms}
}

NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=3
task1 notify_value=2
task1 notify_value=1

模拟消息邮箱

void NotifyMyTask1FromISR(uint32_t notify_value)
{printf("NotifyMyTask1FromISR\r\n");BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;//这里是在中断服务函数中调用的//将参数值当作通知值发送给任务xTaskNotifyFromISR(myTask1Handle,notify_value,eSetValueWithOverwrite,&xHigherPriorityTaskWoken);portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}void StartMyTask1(void *argument)
{printf("StartMyTask1\r\n");uint32_t notify_value = 0;for(;;){//第一个参数表示接收前不清零通知值的bit//第二个参数表示接收后清零通知值的所有bitxTaskNotifyWait(0x00,0xFFFFFFFF,&notify_value,portMAX_DELAY);printf("task1 notify_value=%d\r\n",notify_value);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));//500ms}
}

NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=2
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=3
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=4

可以将参数作为通知值传递给任务。

模拟时间标志组

void NotifyMyTask1FromISR(uint32_t notify_value)
{//notify_value表示第几位设置为1，其实可以一次设置多位，这里不演示//notify_value == 2，则表示第二位置1，那么通知值 = (1<<2)printf("NotifyMyTask1FromISR\r\n");BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;//模拟事件标志组其实就是利用通知值的每一位作为事件的Flag，//发送和接收的时候，都只是修改和判断对应bitxTaskNotifyFromISR(myTask1Handle,1<<notify_value,eSetBits,&xHigherPriorityTaskWoken);portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}void StartMyTask1(void *argument)
{printf("StartMyTask1\r\n");uint32_t notify_value = 0;for(;;){//第一个参数表示接收前不清零通知值的bit//第二个参数表示接收后清零通知值的所有bitxTaskNotifyWait(0x00,0xFFFFFFFF,&notify_value,portMAX_DELAY);printf("task1 notify_value=%d\r\n",notify_value);if((notify_value & (1<<0)) != 0){printf("bit0 event... \r\n");}else if((notify_value & (1<<1)) != 0){printf("bit1 event... \r\n");}else if((notify_value & (1<<2)) != 0){printf("bit2 event... \r\n");}vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));//500ms}
}

NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=4
bit2 event... 
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=2
bit1 event... 
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=1
bit0 event... 
NotifyMyTask1FromISR
task1 notify_value=4
bit2 event... 

其实，关于xTaskNotifyWait函数的第二个参数，准确来说不是执行完xTaskNotifyWait函数后清零比特位，而是在下次给通知值赋值的时候吧？？？