任务中断的两套API函数（改进FormISR的实时性）资源管理_互斥操作的本质（解决DH11经常出错的问题）

任务中断的两套API函数

为什么需要两套 API

在任务函数中，我们可以调用各类 API 函数，比如队列操作函数：xQueueSendToBack。
但是在 ISR 中使用这个函数会导致问题，应该使用另一个函数：xQueueSendToBackFromISR，
它的函数名含有后缀"FromISR"，表示"从 ISR 中给队列发送数据"。
FreeRTOS 中很多 API 函数都有两套：一套在任务中使用，另一套在 ISR 中使用。后者的
函数名含有 "FromISR" 后缀。
为什么要引入两套 API 函数？
⚫ 很多 API 函数会导致任务计入阻塞状态：
◼ 运行这个函数的任务进入阻塞状态
◼ 比如写队列时，如果队列已满，可以进入阻塞状态等待一会
⚫ ISR 调用 API 函数时， ISR 不是 " 任务 " ， ISR 不能进入阻塞状态
⚫ 所以，在任务中、在 ISR 中，这些函数的功能是有差别的
FreeRTOS 使用两套函数，而不是使用一套函数，是因为有如下好处：
⚫ 使用同一套函数的话，需要增加额外的判断代码、增加额外的分支，是的函
数更长、更复杂、难以测试
⚫ 在任务、 ISR 中调用时，需要的参数不一样，比如：
◼ 在任务中调用：需要指定超时时间，表示如果不成功就阻塞一会
◼ 在 ISR 中调用：不需要指定超时时间，无论是否成功都要即刻返回
◼ 如果强行把两套函数揉在一起，会导致参数臃肿、无效
⚫ 移植 FreeRTOS 时，还需要提供监测上下文的函数，比如 is_in_isr()
⚫ 有些处理器架构没有办法轻易分辨当前是处于任务中，还是处于 ISR 中，就
需要额外添加更多、更复杂的代码
使用两套函数可以让程序更高效，但是也有一些缺点，比如你要使用第三方库函数时，
即会在任务中调用它，也会在 ISR 总调用它。这个第三方库函数用到了 FreeRTOS 的 API 函数，
你无法修改库函数。这个问题可以解决：
⚫ 把中断的处理推迟到任务中进行 (Defer interrupt processing) ，在任务中调用库
函数
⚫ 尝试在库函数中使用 "FromISR" 函数：
◼ 在任务中、在 ISR 中都可以调用 "FromISR" 函数
◼ 反过来就不行，非 FromISR 函数无法在 ISR 中使用
⚫ 第三方库函数也许会提供 OS 抽象层，自行判断当前环境是在任务还是在
ISR 中，分别调用不同的函数

两套 API 函数列表

区别

ISR

有任务的唤醒，但是不进行调度

在中断API中，中断的特性是必须快速执行，所以在运行中，如果有更高级的任务B来执行，那就会唤醒B，但是不会去执行B

ISR执行操作有唤醒任务，将任务放入Readylist，并记录是否有更高优先级的任务被唤醒，以便在中断结束后执行

非中断

有任务的唤醒，进行任务的调度

改进FormISR的实时性代码

cpp 复制代码

void XXX_ISR()
{
 int i;
 BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;//保证高优先级的任务被及时执行
 
 for (i = 0; i < N; i++)
 {
 xQueueSendToBackFromISR(..., &xHigherPriorityTaskWoken); /* 被多次调用 */
 }
 /* 最后再决定是否进行任务切换
 * xHigherPriorityTaskWoken 为 pdTRUE 时才切换
 */
 portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}










/**********************************************************************
 * 函数名称： GetKeyFromBuf
 * 功能描述： 从环形缓冲区读取按键数据
 * 输入参数： 无
 * 输出参数： 无
 * 返 回 值： 0xff - 读不到数据, 其他值-按键值(device或key)
 * 修改日期：      版本号     修改人	      修改内容
 * -----------------------------------------------
 * 2023/08/04	     V1.0	  韦东山	      创建
 ***********************************************************************/
static unsigned char GetKeyFromBuf(void)
{
	unsigned char key = 0xff;
	if (!isKeysBufEmpty())
	{
		key = g_KeysBuf[g_KeysBuf_R];
		g_KeysBuf_R = NEXT_POS(g_KeysBuf_R);
	}
	return key;
}

void RegisterQueueHandle(QueueHandle_t queueHandle)
{
	if (g_queue_cnt < 10)
	{
		g_xQueues[g_queue_cnt] = queueHandle;
		g_queue_cnt++;
	}
}


static void DispatchKey(struct ir_data *pidata)
{
	BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
#if 0	
	extern QueueHandle_t g_xQueueCar1;
	extern QueueHandle_t g_xQueueCar2;
	extern QueueHandle_t g_xQueueCar3;

	xQueueSendFromISR(g_xQueueCar1, pidata, NULL);
	xQueueSendFromISR(g_xQueueCar2, pidata, NULL);
	xQueueSendFromISR(g_xQueueCar3, pidata, NULL);
#else
	int i;
	for (i = 0; i < g_queue_cnt; i++)
	{
		xQueueSendFromISR(g_xQueues[i], pidata, &xHigherPriorityTaskWoken);
	}
	
	portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
	
#endif	
}

资源管理_互斥操作的本质

在前面讲解互斥量时，引入过临界资源的概念。在前面课程里，已经实现了临界资源的
互斥访问。
本章节的内容比较少，只是引入两个功能：屏蔽 / 使能中断、暂停 / 恢复调度器。
要独占式地访问临界资源，有 3 种方法：
⚫ 公平竞争：比如使用互斥量，谁先获得互斥量谁就访问临界资源，这部分内
容前面讲过。
⚫ 谁要跟我抢，我就灭掉谁：
◼ 中断要跟我抢？我屏蔽中断
◼ 其他任务要跟我抢？我禁止调度器，不运行任务切换

屏蔽中断

屏蔽中断有两套宏：任务中使用、ISR 中使用：
⚫ 任务中使用： taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()
⚫ ISR 中使用：
taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()/taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()

cpp 复制代码

void vAnInterruptServiceRoutine( void )
{
 /* 用来记录当前中断是否使能 */
 UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;
 
 /* 在 ISR 中,当前时刻中断可能是使能的，也可能是禁止的
  * 所以要记录当前状态, 后面要恢复为原先的状态
  * 执行这句代码后，屏蔽中断
  */
 uxSavedInterruptStatus = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
 
 /* 访问临界资源 */
 /* 恢复中断状态 */
 taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );
 /* 现在，当前 ISR 可以被更高优先级的中断打断了 */
}

暂停调度器

如果有别的任务来跟你竞争临界资源，你可以把中断关掉：这当然可以禁止别的任务运
行，但是这代价太大了。它会影响到中断的处理。
如果只是禁止别的任务来跟你竞争，不需要关中断，暂停调度器就可以了：在这期间，
中断还是可以发生、处理。

cpp 复制代码

/* 暂停调度器 */
void vTaskSuspendAll( void );
/* 恢复调度器
* 返回值: pdTRUE 表示在暂定期间有更高优先级的任务就绪了
* 可以不理会这个返回值
*/
BaseType_t xTaskResumeAll( void );