【UCOSIII源码阅读笔记】第一篇_ucosiii源码分析-优快云博客

消息队列相关设计架构

消息队列使用方式

创建消息队列：

OS_Q queue;                             //声明消息队列

/* 创建消息队列 queue */
OSQCreate ((OS_Q         *)&queue,            //指向消息队列的指针
           (CPU_CHAR     *)"Queue For Test",  //队列的名字
           (OS_MSG_QTY    )20,                //最多可存放消息的数目
           (OS_ERR       *)&err);             //返回错误类型

发布消息队列：

/* 发布消息到消息队列 queue */
OSQPost ((OS_Q        *)&queue,                            //消息变量指针
         (void        *)"Fire uC/OS-123",                //要发送的数据的指针，将内存块首地址通过队列“发送出去”
         (OS_MSG_SIZE  )sizeof ( "Fire uC/OS-123" ),     //数据字节大小
         (OS_OPT       )OS_OPT_POST_FIFO | OS_OPT_POST_ALL, //先进先出和发布给全部任务的形式
         (OS_ERR      *)&err);	                            //返回错误类型

其中的(void *)"Fire uC/OS-123"表示指向字符串的指针。
请求消息：

/* 请求消息队列 queue 的消息 */
pMsg = OSQPend ((OS_Q         *)&queue,                //消息变量指针
                (OS_TICK       )0,                     //等待时长为无限
                (OS_OPT        )OS_OPT_PEND_BLOCKING,  //如果没有获取到信号量就等待
                (OS_MSG_SIZE  *)&msg_size,             //获取消息的字节大小
                (CPU_TS       *)0,                     //获取任务发送时的时间戳
                (OS_ERR       *)&err);                 //返回错误
      
printf ( "\r\n接收消息的长度：%d字节，内容：%s\r\n", msg_size, pMsg );

架构分析

声明的消息队列OS_Q 的结构体内容如下：
在这里插入图片描述
其中包括PendList和MsgQ两个重要的结构体。
PendList用于在某个任务想要从OS_Q 中获取消息消息时，如果OS_Q 为空，则该任务被插入到PendList中排队，等待OS_Q 中消息的到来；当某个任务想要向OS_Q 发布消息时，如果看到这个OS_Q 的PendList中有任务在排队等待，则直接把消息给正在排队的任务。
MsgQ用于在某个任务想要向OS_Q 发布消息时，如果当前没有任务在这个OS_Q 上排队等消息，那么它就会把消息放到OS_Q 的MsgQ中；当某个任务想要从OS_Q 获取消息时，如果它发现OS_Q 的MsgQ中有消息，那么就直接从MsgQ中取走消息。
整个过程类似于学生去食堂买饭，食堂就是OS_Q ，学生排队区就是PendList，食品摆放区就是MsgQ，当一个学生来到看食品摆放区有食物时，他就直接拿走，没有就去排队区排队，当上饭阿姨上饭时发现有学生正在排队，阿姨就直接把饭给他，如果没有学生排队就把饭放在食品摆放区，等学生来拿。
ucosiii中消息队列的代码实现在os_q.c文件中，以发布消息为例，函数调用过程如下：
在这里插入图片描述
消息队列发布消息被分成3层，OSQPost()用于用户调用，主要对用户传入参数的正确性进行判断，OS_QPost()用于判断把消息放到MsgQ中还是直接给PendList中正在等待消息的任务,OS_MsgQPut()用于从消息池中取出一个消息，把他包装一下（设置一下消息指针、消息大小、消息时间戳）放到MsgQ，OS_Post()用于把消息给在PendList中等待的任务，并且将其从PendList中移除、唤醒。
与MsgQ有关的操作函数都封装在os_msg.c中，其中包括以下函数:
OS_MsgPoolInit()：初始化消息池；
OS_MsgQFreeAll()：把一个MsgQ上的所有消息放回到消息池中；
OS_MsgQInit()：初始化MsgQ；
OS_MsgQGet：从MsgQ中获取一个消息；
OS_MsgQPut：把一个消息放到MsgQ中。

编程技巧

1、os_msg.c中维护一个消息池和所有的MsgQ，消息池把空闲消息用链表串起来，MsgQ把一个OS_Q 中正在使用的消息用链表串起来，如果在自己的项目中有类似的资源管理方式需求，可以参考os_msg.c，对资源进行申请和回收。
2、消息池结构体如下：

struct  os_msg_pool {                                       /* OS_MSG POOL                                            */
    OS_MSG              *NextPtr;                           /* Pointer to next message                                */
    OS_MSG_QTY           NbrFree;                           /* Number of messages available from this pool            */
    OS_MSG_QTY           NbrUsed;                           /* Current number of messages used                        */
    OS_MSG_QTY           NbrUsedMax;                        /* Peak number of messages used                           */
};

这种以Nbr开头的变量表示某种数量的形式可以参考；
消息结构体如下：

struct  os_msg {                                            /* MESSAGE CONTROL BLOCK                                  */
    OS_MSG              *NextPtr;                           /* Pointer to next message                                */
    void                *MsgPtr;                            /* Actual message                                         */
    OS_MSG_SIZE          MsgSize;                           /* Size of the message (in # bytes)                       */
    CPU_TS               MsgTS;                             /* Time stamp of when message was sent                    */
};