【STM32 FreeRTOS】队列

队列简介

队列是任务到任务、任务到中断、中断到任务数据交流的一种机制。

队列可以容纳有限数量的固定大小的数据项。一个队列可以容纳的最大项目数称为它的长度。

数据入队出队方式：队列通常用作先进先出（FIFO）缓冲区，其中数据被写入队列的末尾，并从队列的头部删除。FreeRTOS中也可以配置为"后进先出"的方式。
数据传递方式：FreeRTOS中队列采用实际值传递，即将数据拷贝到队列中进行传递，FreeRTOS采用拷贝数据传递，也可以传递指针，所以在传递较大数据的时候采用指针传递。
多任务访问：队列不属于某个任务，任何任务和中断都可以向队列发送/读取消息。
可阻塞：当任务向一个队列发送消息时，可以指定一个阻塞时间，假设此时当队列已满无法入队，若阻塞时间为0，直接返回不会等待；若阻塞时间为0~port_MAX_DELAY，则等待设定的阻塞时间，若在该时间内还无法入队，超时后直接返回不再等待；若阻塞时间为port_MAX_DELAY，则一直等到可以入队为止。出队阻塞与入队阻塞类似。

当一个任务试图从队列中读取数据时，它可以指定一个"阻塞"时间。

队列为空的时候无法读取，这个时候就会阻塞，当另一个任务或中断将数据放入队列中时，处于阻塞态的任务将自动移动到就绪态。如果指定的阻塞时间到了，还是没有数据，任务也将自动移到就绪态。

可能存在多个任务读取队列，因此单个队列上可能阻塞了多个等待数据的任务。在这种情况下，当有数据时，只有一个任务将被解除阻塞。被解除阻塞的任务将始终是等待数据的任务中优先级最高的那个任务。如果阻塞的任务具有相同的优先级，则等待数据时间最长的任务将被解除阻塞。

队列使用

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 BaseType_t xQueueSend(
                        QueueHandle_t xQueue,
                        const void * pvItemToQueue,
                        TickType_t xTicksToWait
                      );

 BaseType_t xQueueSend(
                        QueueHandle_t xQueue,
                        const void * pvItemToQueue,
                        TickType_t xTicksToWait
                      );

 BaseType_t xQueueSendFromISR
           (
               QueueHandle_t xQueue,
               const void *pvItemToQueue,
               BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
           );

BaseType_t xQueueReceive(
                          QueueHandle_t xQueue,
                          void *pvBuffer,
                          TickType_t xTicksToWait
);

 BaseType_t xQueueReceiveFromISR
           (
               QueueHandle_t xQueue,
               void *pvBuffer,
               BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
           );

 BaseType_t xQueuePeek(
 QueueHandle_t xQueue,
 void *pvBuffer,
 TickType_t xTicksToWait
 );

BaseType_t xQueuePeekFromISR(
                              QueueHandle_t xQueue,
                              void *pvBuffer,
                             );

这些函数的使用就不做实例了，可以直接参考官网。我们重点进入下一章节。

为什么要有xQueueSendFromISR函数

xQueueSendFromISR执行完后不会立即进入任务调度，而是会标记，等退出中断后再进行任务调度。这样做的原因是中断服务程序的执行时间需要尽可能短，以避免影响其他中断的处理和任务的执行。

此外，xQueueSendFromISR函数在发送消息时不需要设置阻塞时间值，因为它是在中断服务程序中调用的，而不是在任务中。如果队列已满，xQueueSendFromISR会返回错误码errQUEUE_FULL，否则返回pdTRUE表示消息发送成功。

在实际应用中，使用FromISR函数时需要注意以下几点：

中断函数的执行时间应尽可能短，避免影响其他中断的响应。
推荐不在中断中处理消息，而是在中断服务程序中发送消息通知任务，在任务重处理消息，以保证中断的实时响应。