首页 > 其他分享 >【FreeRTOS】事件组的本质

【FreeRTOS】事件组的本质

时间：2024-09-03 21:21:53浏览次数：14  
标签：FreeRTOS 本质 任务 事件 设置 等待 bit2 bit0

目录

0 前言

学习视频：
【FreeRTOS入门与工程实践 --由浅入深带你学习FreeRTOS（FreeRTOS教程 基于STM32，以实际项目为导向）】 【精准空降到 00:28】 https://www.bilibili.com/video/BV1Jw411i7Fz/?p=43&share_source=copy_web&vd_source=8af85e60c2df9af1f0fd23935753a933&t=28

参考《FreeRTOS入门与工程实践(基于DshanMCU-103).pdf》

1 事件组讲解

对于信号量、互斥量，一个任务只能唤醒一个任务

在这里插入图片描述

事件组是一个结构体

在这里插入图片描述

bit0=1，代表对应的事件产生了；
bit1=0，代表对应的事件没有产生；
bit2=1，代表对应的事件产生了；
……
……
……
事件组还会有一个等待链表，链表里放什么呢？放一个一个的任务。
等待某些事件产生，这些任务里面，我会问

你等待什么事件，bit0~bit7的值是多少，
等待的这些事件的关系如何？任务之间的关系是与还是或的关系

与and都要发生
或or只需要发生一个

这些都由高8位来决定！

在这里插入图片描述
看上图，假设我们的等待链表里存放的是任务A和任务B

任务A是bit0或bit3满足条件即可，任务B是bit0或bit7满足条件即可。

我们创建一个任务C，任务C用来写事件

  1. 假设写入bit2=1，然后去遍历这个等待链表，发现不满足条件，不会唤醒事件
  2. 假设写入bit7=1，遍历这个链表，遍历A，不满足；遍历B，满足要求了，那任务B就被唤醒。
  3. 假设写入bit0=1，任务A和任务B的条件都满足，都被唤醒。

2 事件组概念与操作

2.1 事件组的概念

事件组可以简单地认为就是一个整数：

  • 的每一位表示一个事件
  • 每一位事件的含义由程序员决定，比如：Bit0表示用来串口是否就绪，Bit1表示按* * 键是否被按下
  • 这些位，值为1表示事件发生了，值为0表示事件没发生
  • 一个或多个任务、ISR都可以去写这些位；一个或多个任务、ISR都可以去读这些位
  • 可以等待某一位、某些位中的任意一个，也可以等待多位

在这里插入图片描述

事件组用一个整数来表示，其中的高8位留给内核使用，只能用其他的位来表示事件。
那么这个整数是多少位的？

  • 如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 1，那么这个整数就是 16 位的，低 8 位用
    来表示事件
  • 如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 0，那么这个整数就是 32 位的，低 24 位
    用来表示事件
  • configUSE_16_BIT_TICKS 是用来表示 Tick Count 的，怎么会影响事件组？
    这只是基于效率来考虑
    • 如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 1，就表示该处理器使用 16 位更高效，所
      以事件组也使用 16 位
    • 如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 0，就表示该处理器使用 32 位更高效，所
      以事件组也使用 32 位

2.2 事件组的操作

事件组和队列、信号量等不太一样，主要集中在2个地方：

  • 唤醒谁？
    • 队列、信号量：事件发生时，只会唤醒一个任务
    • 事件组：事件发生时，会唤醒所有符号条件的任务，简单地说它有"广播"的作用
  • 是否清除事件？
    • 队列、信号量：是消耗型的资源，队列的数据被读走就没了；信号量被获取后就减少了
    • 事件组：被唤醒的任务有两个选择，可以让事件保留不动，也可以清除事件

以上图为列，事件组的常规操作如下：

  • 先创建事件组
  • 任务C、D等待事件：
    • 等待什么事件？可以等待某一位、某些位中的任意一个，也可以等待多位。简单地说就是"或"、"与"的关系。
    • 得到事件时，要不要清除？可选择清除、不清除。
  • 任务A、B产生事件：设置事件组里的某一位、某些位

3 事件组函数

3.1 创建

使用事件组之前，要先创建，得到一个句柄；使用事件组时，要使用句柄来表明使用哪个事件组。

有两种创建方法：动态分配内存、静态分配内存。函数原型如下：

/* 创建一个事件组，返回它的句柄。
 * 此函数内部会分配事件组结构体 
 * 返回值: 返回句柄，非NULL表示成功
 */
EventGroupHandle_t xEventGroupCreate( void );

/* 创建一个事件组，返回它的句柄。
 * 此函数无需动态分配内存，所以需要先有一个StaticEventGroup_t结构体，并传入它的指针
 * 返回值: 返回句柄，非NULL表示成功
 */
EventGroupHandle_t xEventGroupCreateStatic( StaticEventGroup_t * pxEventGroupBuffer );

3.2 删除

对于动态创建的事件组，不再需要它们时，可以删除它们以回收内存。

vEventGroupDelete可以用来删除事件组，函数原型如下：

/*
 * xEventGroup: 事件组句柄，你要删除哪个事件组
 */
void vEventGroupDelete( EventGroupHandle_t xEventGroup )

3.3 设置事件

可以设置事件组的某个位、某些位，使用的函数有2个：

  • 在任务中使用xEventGroupSetBits()
  • 在ISR中使用xEventGroupSetBitsFromISR()

有一个或多个任务在等待事件，如果这些事件符合这些任务的期望，那么任务还会被唤醒。

/* 设置事件组中的位
 * xEventGroup: 哪个事件组
 * uxBitsToSet: 设置哪些位? 
 *              如果uxBitsToSet的bitX, bitY为1, 那么事件组中的bitX, bitY被设置为1
 *              可以用来设置多个位，比如 0x15 就表示设置bit4, bit2, bit0
 * 返回值: 返回原来的事件值(没什么意义, 因为很可能已经被其他任务修改了)
 */
EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,
                                    const EventBits_t uxBitsToSet );

/* 设置事件组中的位
 * xEventGroup: 哪个事件组
 * uxBitsToSet: 设置哪些位? 
 *              如果uxBitsToSet的bitX, bitY为1, 那么事件组中的bitX, bitY被设置为1
 *              可以用来设置多个位，比如 0x15 就表示设置bit4, bit2, bit0
 * pxHigherPriorityTaskWoken: 有没有导致更高优先级的任务进入就绪态? pdTRUE-有, pdFALSE-没有
 * 返回值: pdPASS-成功, pdFALSE-失败
 */
BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup,
									  const EventBits_t uxBitsToSet,
									  BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );

值得注意的是，ISR中的函数，比如队列函数xQueueSendToBackFromISR、信号量函数xSemaphoreGiveFromISR，它们会唤醒某个任务，最多只会唤醒1个任务。

但是设置事件组时，有可能导致多个任务被唤醒，这会带来很大的不确定性。所以xEventGroupSetBitsFromISR函数不是直接去设置事件组，而是给一个FreeRTOS后台任务(daemon task)发送队列数据，由这个任务来设置事件组。

如果后台任务的优先级比当前被中断的任务优先级高，xEventGroupSetBitsFromISR会设置pxHigherPriorityTaskWoken为pdTRUE。

如果daemon task成功地把队列数据发送给了后台任务，那么xEventGroupSetBitsFromISR的返回值就是pdPASS。

3.4 等待事件

使用xEventGroupWaitBits来等待事件，可以等待某一位、某些位中的任意一个，也可以等待多位；等到期望的事件后，还可以清除某些位。

函数原型如下：

EventBits_t xEventGroupWaitBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,
                                 const EventBits_t uxBitsToWaitFor,
                                 const BaseType_t xClearOnExit,
                                 const BaseType_t xWaitForAllBits,
                                 TickType_t xTicksToWait );

先引入一个概念：unblock condition。一个任务在等待事件发生时，它处于阻塞状态；当期望的时间发生时，这个状态就叫"unblock condition"，非阻塞条件，或称为"非阻塞条件成立"；当"非阻塞条件成立"后，该任务就可以变为就绪态。

函数参数说明列表如下：

参数说明
xEventGroup等待哪个事件组？
uxBitsToWaitFor等待哪些位？哪些位要被测试？
xWaitForAllBits怎么测试？是"AND"还是"OR"？ pdTRUE: 等待的位，全部为1; pdFALSE: 等待的位，某一个为1即可
xClearOnExit函数提出前是否要清除事件？ pdTRUE: 清除uxBitsToWaitFor指定的位 pdFALSE: 不清除
xTicksToWait如果期待的事件未发生，阻塞多久。 可以设置为0：判断后即刻返回； 可设置为portMAX_DELAY：一定等到成功才返回； 可以设置为期望的Tick Count，一般用*pdMS_TO_TICKS()*把ms转换为Tick Count
返回值返回的是事件值， 如果期待的事件发生了，返回的是"非阻塞条件成立"时的事件值； 如果是超时退出，返回的是超时时刻的事件值。

举例如下：

事件组的值uxBitsToWaitForxWaitForAllBits说明
01000101pdTRUE任务期望bit0,bit2都为1， 当前值只有bit2满足，任务进入阻塞态； 当事件组中bit0,bit2都为1时退出阻塞态
01000110pdFALSE任务期望bit0,bit2某一个为1， 当前值满足，所以任务成功退出
01000110pdTRUE任务期望bit1,bit2都为1， 当前值不满足，任务进入阻塞态； 当事件组中bit1,bit2都为1时退出阻塞态

你可以使用*xEventGroupWaitBits()等待期望的事件，它发生之后再使用xEventGroupClearBits()*来清除。但是这两个函数之间，有可能被其他任务或中断抢占，它们可能会修改事件组。

可以使用设置xClearOnExit为pdTRUE，使得对事件组的测试、清零都在*xEventGroupWaitBits()*函数内部完成，这是一个原子操作。

3.5 同步点

有一个事情需要多个任务协同，比如：

  • 任务A：炒菜
  • 任务B：买酒
  • 任务C：摆台
  • A、B、C做好自己的事后，还要等别人做完；大家一起做完，才可开饭

使用 xEventGroupSync() 函数可以同步多个任务：

  • 可以设置某位、某些位，表示自己做了什么事
  • 可以等待某位、某些位，表示要等等其他任务
  • 期望的时间发生后， xEventGroupSync() 才会成功返回。
  • xEventGroupSync成功返回后，会清除事件

xEventGroupSync 函数原型如下：

EventBits_t xEventGroupSync(    EventGroupHandle_t xEventGroup,
                                const EventBits_t uxBitsToSet,
                                const EventBits_t uxBitsToWaitFor,
                                TickType_t xTicksToWait );

参数列表如下：

参数说明
xEventGroup哪个事件组？
uxBitsToSet要设置哪些事件？我完成了哪些事件？ 比如0x05(二进制为0101)会导致事件组的bit0,bit2被设置为1
uxBitsToWaitFor等待那个位、哪些位？ 比如0x15(二级制10101)，表示要等待bit0,bit2,bit4都为1
xTicksToWait如果期待的事件未发生，阻塞多久。 可以设置为0：判断后即刻返回； 可设置为portMAX_DELAY：一定等到成功才返回； 可以设置为期望的Tick Count，一般用*pdMS_TO_TICKS()*把ms转换为Tick Count
返回值返回的是事件值， 如果期待的事件发生了，返回的是"非阻塞条件成立"时的事件值； 如果是超时退出，返回的是超时时刻的事件值。

参数列表如下：

参数说明
xEventGroup哪个事件组？
uxBitsToSet要设置哪些事件？我完成了哪些事件？ 比如0x05(二进制为0101)会导致事件组的bit0,bit2被设置为1
uxBitsToWaitFor等待那个位、哪些位？ 比如0x15(二级制10101)，表示要等待bit0,bit2,bit4都为1
xTicksToWait如果期待的事件未发生，阻塞多久。 可以设置为0：判断后即刻返回； 可设置为portMAX_DELAY：一定等到成功才返回； 可以设置为期望的Tick Count，一般用*pdMS_TO_TICKS()*把ms转换为Tick Count
返回值返回的是事件值， 如果期待的事件发生了，返回的是"非阻塞条件成立"时的事件值； 如果是超时退出，返回的是超时时刻的事件值。

4 示例: 广播

5 示例: 等待任意一个事件

6 示例: 等待多个事件都发生

标签：FreeRTOS,本质,任务,事件,设置,等待,bit2,bit0
From： https://blog.csdn.net/weixin_63135906/article/details/141870365

相关文章

  • 《NET CLR via C#》---第十一章（事件）
    事件成员的类型提供了以下功能：方法能等级它对事件的关注方法能注销它对事件的关注事件发生时，登记的方法将收到通知CLR事件模型以委托为基础。委托是调用回调方法的一种类型安全的方式。对象凭借回调方法接受它们订阅的通知。设计要公开事件的类型在某些情况下，当某个事件......
  • JQuery的事件处理
    <!DOCTYPEhtml><htmllang="en"><head>  <metacharset="UTF-8">  <metaname="viewport"content="width=device-width,initial-scale=1.0">  <title>Document</title>  ......
  • 浅谈C# 委托与事件
    一、基本介绍        委托（Delegate）是一种特殊的类型，它定义了方法的类型，使得可以将方法作为参数传递。事件（Event）是基于委托的一种特殊用途，用于实现事件驱动的编程模型。委托委托可以看作是对方法的一种引用，它允许你将方法作为参数传递给其他方法。委托可以指向任何......
  • 事件总线EventBus实现邮件推送
    基于事件总线EventBus实现邮件推送功能  有时候，有人给我的网站留了言，但是我必须要打开我的网站（https://www.xiandanplay.com/）才知道，所以我便决定给网站增加一个邮件推送的功能，好让我第一时间知道。于是乎，按照我自己的思路，同时为了去学习了解rabbitmq以及EventBus概念，我便设计......
  • 【Qt 事件】—— 详解Qt事件处理
    目录 （一）事件介绍 （二）事件的处理（三）按键事件 3.1 单个按键3.2组合按键（四）鼠标事件4.1鼠标单击事件4.2鼠标释放事件 4.3鼠标双击事件4.4鼠标移动事件 4.5滚轮事件 （五） 定时器5.1QTimerEvent类5.2QTimer类（六）事件分发器 6.1概述6.2事件分发器工作......
  • [20240828]分析为什么出现library cache lock等待事件5.txt
    [20240828]分析为什么出现librarycachelock等待事件5.txt--//前几天测试遇到的问题,假如表不存在的情况下,如果密集执行这类sql语句,不理解为什么出现librarycachelock等待事件.--//验证如果有1个会话,是否会持有mode=3的情况出现.--//上午使用gdb设置断点来验证,这次直接密集......
  • 【15.5 python中，wxPython框架的事件处理】
    python中，以wxPython框架为例，介绍一下事件处理在wxPython中，事件处理是构建交互式应用程序的关键部分。用户与图形用户界面（GUI）中的元素（如按钮、文本框等）交互时，会产生事件（如点击、输入文本等）。wxPython提供了一套机制来捕获这些事件，并对它们作出响应。事件处理的基本步骤......
  • “蓝屏事件”阴魂不散，微软安全更新导致 Linux 系统无法启动即解决方案
    最近，众多Linux用户报告称他们的设备在尝试启动时，收到了一条神秘的错误消息：“系统出了严重问题。”这起事件的罪魁祸首是微软在月度安全更新中发布的一个补丁，用于修复一个存在已久的GRUB漏洞。这次更新却导致了Linux和Windows双系统设备的启动问题，引发大量用户投诉和抱怨。L......

赞助商

阅读排行

网站主页关于我们联系我们网站地图

本网站内容转载自其他媒体，侵权联系[admin##ips99.com]。

Copyright © 2020-2023 IPS99 版权所有 IPS99