第十七章 FreeRTOS的任务通知

目录

一. 任务通知的简介

1.1 任务通知值的更新方式

1.2 任务通知的优势及劣势

 二. 任务通知值和任务通知状态

2.1 任务通知值

2.2 任务通知状态 

三. 任务通知的相关函数

3.1 发送通知相关API函数

3.1.1 xTaskGenericNotify()

3.2 接收通知相关API函数

 3.2.1 ulTaskNotifyTake()

3.2.2 xTaskGenericNotifyWait()

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一. 任务通知的简介

      FreeRTOS的每个任务都有一个32位的通知值，任务控制块中的成员变量ulNotifiedValue就是这个通知值。

    

      任务通知是一个事件，假如某个任务通知的接收任务，因为等待任务通知而阻塞的话，则向这个接收任务发送任务通知，就会解除这个任务的阻塞状态。

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"

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1.1 任务通知值的更新方式

① 不覆盖接收任务的通知值 (如果上次发送给接收任务的通知还没有被处理) 。
② 覆盖接收任务的通知值。
③ 更新接收任务通知值的一个或多个bit。
④ 增加接收任务的通知值。

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1.2 任务通知的优势及劣势

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	使用其他方法时都要先创建对应的结构体，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可以使用任务通知的功能，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	任务通知是通过更新任务通知值来发送数据的，任务结构体中只有一个任务通知值，只能保持一个数据。
发送受阻不支持阻塞	发送方无法进入阻塞状态等待

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 二. 任务通知值和任务通知状态

typedef struct tskTaskControlBlock
{
	/*.....*/

	#if( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )
		volatile uint32_t ulNotifiedValue;    // uint32_t 类型，用来表示通知值
		volatile uint8_t ucNotifyState;       // uint8_t 类型，用来表示通知状态
	#endif

	/*.....*/

} tskTCB;

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2.1 任务通知值

任务通知值的更新方式有多种类型：

计数值       （数值累加，类似信号量）

相应位置一（类似事件标志组）

任意数值    （支持覆写和不覆写，类似队列）

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2.2 任务通知状态 

任务通知状态共有3种：

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)

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三. 任务通知的相关函数

任务通知API函数主要有两类

        ①发送通知               ②接收通知

注意

        发送通知API函数可以用于任务和中断服务函数中；接收通知API函数只能用在任务中。

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3.1 发送通知相关API函数

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通知值
xTaskNotifyGive()	发送通知，不带通知值
xTaskNotifyFromISR()	在中断中发送任务通知
xTaskNotifyAndQueryFromISR()
vTaskNotifyGiveFromISR()

#define    xTaskNotifyAndQuery( xTaskToNotify ,  
                                 ulValue ,  
                                 eAction , 
                                 pulPreviousNotifyValue    
                               )	 

		   xTaskGenericNotify( ( xTaskToNotify ), 
					           ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ), 
					           ( ulValue ), 
					           ( eAction ),
					           ( pulPreviousNotifyValue ) 
                             )

--------------------------------------------------------------------

#define    xTaskNotify  (  xTaskToNotify ,  
                           ulValue ,  
                           eAction  
                        ) 							

 		   xTaskGenericNotify(  ( xTaskToNotify ) ,  
                                ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ) ,  
                                ( ulValue ) ,  
                                ( eAction ) ,  
                                ( NULL  )
                             )

--------------------------------------------------------------------

#define    xTaskNotifyGive (  xTaskToNotify  )
		   xTaskGenericNotify(  ( xTaskToNotify ) ,  
                                ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ) , 
                                ( 0 ) ,  
                                ( eIncrement ),  
                                ( NULL )
                             )                                        

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3.1.1 xTaskGenericNotify()

xTaskNotify()、xTaskNotifyAndQuery()、xTaskNotifyGive() 三个宏函数，调用的全都是xTaskGenericNotify() 这个函数。

BaseType_t	 xTaskGenericNotify(  TaskHandle_t 	    xTaskToNotify,
                                  UBaseType_t 	    uxIndexToNotify,
                                  uint32_t 		    ulValue,
                                  eNotifyAction 	eAction,
                                  uint32_t * 		pulPreviousNotificationValue  
                               )

形参	描述
xTaskToNotify	接收任务通知的任务句柄
uxIndexToNotify	任务的指定通知（任务通知相关数组成员）
ulValue	任务通知值
eAction	通知方式（通知值更新方式）
pulPreviousNotificationValue	用于保存更新前的任务通知值（为NULL则不保存）

typedef  enum
{    
	eNoAction = 0, 			    /* 无操作 */
	eSetBits				    /* 更新指定bit */
	eIncrement				    /* 通知值加一 */
 	eSetValueWithOverwrite		/* 覆写的方式更新通知值 */
	eSetValueWithoutOverwrite	/* 不覆写通知值 */
} eNotifyAction;

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3.2 接收通知相关API函数

函数	描述
ulTaskNotifyTake()	获取任务通知，可以设置在退出此函数的时候将任务通知值清零或者减一。 当任务通知用作二值信号量或者计数信号量的时候，使用此函数来获取信号量。
xTaskNotifyWait()	获取任务通知，比 ulTaskNotifyTak()更为复杂，可获取通知值和清除通知值的指定位

总结

当任务通知用作于信号量时，使用函数获取信号量： ulTaskNotifyTake ()

当任务通知用作于 事件标志组或队列 时，使用此函数来获取： xTaskNotifyWait ()

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 3.2.1 ulTaskNotifyTake()

uint32_t ulTaskNotifyTake( BaseType_t xClearCountOnExit, TickType_t xTicksToWait )

形参	描述
xClearCountOnExit	指定在成功接收通知后，将通知值清零或减 1， pdTRUE：把通知值清零；pdFALSE：把通知值减一
xTicksToWait	阻塞等待任务通知值的最大时间

返回值	描述
0	接收失败
非 0	接收成功，返回任务通知的通知值

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3.2.2 xTaskGenericNotifyWait()

BaseType_t xTaskNotifyWait( uint32_t ulBitsToClearOnEntry, 
                            uint32_t ulBitsToClearOnExit, 
                            uint32_t *pulNotificationValue, 
                            TickType_t xTicksToWait 
                          )

形参	描述
uxIndexToWaitOn	任务的指定通知（任务通知相关数组成员）
ulBitesToClearOnEntry	等待前清零指定任务通知值的比特位（旧值对应bit清0）
ulBitesToClearOnExit	成功等待后清零指定的任务通知值比特位（新值对应bit清0）
pulNotificationValue	用来取出通知值（如果不需要取出，可设为NULL）
xTicksToWait	阻塞等待任务通知值的最大时间

返回值	描述
pdTRUE	等待任务通知成功
pdFALSE	等待任务通知失败