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FreeRTOS任务通知

news 2025/5/6 18:22:30

一、什么是任务通知

FreeRTOS从版本V8.2.0开始提供通知这个功能，每个任务都有一个32位的通知值。按照官方说法，使用消息通知比通过二进制信号量方式解除阻塞任务快45%，且更加省内存（无需创建队列）。

（也就是说，一个任务被创建的时候，就会有一个任务通知）

在大多数情况下，任务通知可以替代二值信号量，计数信号量，事件标志组，可以替代长度位1的队列（可以保存一个32位整数或指针数），并且任务通知速度更快，使用的RAM更少！

任务通知值的更新方式

FreeRTOS提供以下几种方式发送通知給任务：

发送消息给任务，如果有通知未读，不覆盖通知值
发送消息给任务，直接覆盖通知值
发送消息给任务，设置通知值的一个或者多个位
发送消息给任务，递增通知值

通过以上方式合理使用，可以在一定场合下替代原本的队列，信号量，信号标志组等。

任务通知的优势

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
使用其它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

只有任务可以等待通知，中断服务函数中不可以，一位中断没有TCB。（任务创建时内存开辟的空间）
通知只能一对一，因为通知必须指定任务。
等待通知的任务可以被阻塞，但是发送消息的任务，任何情况下都不会被阻塞等待。
任务通知时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。

二、相关API函数

1.发送通知

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受任务的原通知值
xTaskNotifyGive()	发送通知，不带有通知值
xTaskNotifyFromISR()	在中断中发送任务通知
xTaskNotifyAndQueryFromISR()	在中断中发送任务通知
xTaskNotifyGiveFromISR()	在中断中发送任务通知

BaseType_t xTaskNotify (TaskHandle_t xTaskToNotify,uint32_t ulValue,eNotifyAction eAction );

参数：

xTaskToNotify：需要接收通知的任务句柄；

ulValue：用于更新接收任务通知值，具体如何更新由形参eAction决定；

eAction：一个枚举，代表如何使用任务通知的值；

枚举值	描述
eNoAction	发送通知，但不更新值（参数ulValue未使用）
eSetBits	被通知任务的通知值按位或ulValue。（某些场景下可代替事件组，效率更高）
elncrement	被通知任务的通知值加1（参数ulValue未使用），相当于xTaskNotifyGive （信号量）
eSetValueWithOverwrite	被通知任务的通知值设置为ulValue。（某些场景下可代替xQueueOverwrite,效率更高）（队列覆写）
eSetValueWithoutOverwrite	如果被通知的任务当前没有通知，则被通知的任务的通知值设为ulValue。如果被通知任务没有取走上一个通知，由接收到一个通知，则这次通知值丢弃，在这种情况下视为调用失败并返回pdFALSE （某些场景下可带起xQueueSend,效率更高）（没有被取走，就会阻塞等待）

返回值：

前面四个的返回值，都是pdPASS，最后一个，当通知没有取走，就会返回pdFALSE，否则返回pdPASS。

BaseType_t xTaskNotifyAndQuery (TaskHandle_t xTaskToNotify,uint32_t ulValue,eNotifyAction eAction,uint32_t *pulPreviousNotifyValue);

参数：

xTaskToNotify：需要接收通知的任务句柄；

ulValue：用于更新接收任务通知值，具体如何更新由形参eAction决定；

eAction：一个枚举，代表如何使用任务通知的值；

pulPreviousNotifyValue：对象任务的上一个任务通知值，如果为NULL，则不需要回传，这个时候就像前面一个函数xTaskNotify()。

返回值：

当通知没有取走，就会返回pdFALSE，否则返回pdPASS。

BaseType_t xTaskNotifyGive (TaskHandle_t xTaskToNotify);

参数：

xTaskToNotify：需要接收通知的任务句柄,且让其自身的任务通知值加1；

返回值：

总是返回pdPASS。

2.等待通知

等待通知API函数只能用在任务，不可应用于中断中！

函数	描述
xTaskNotifyTake()	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xTaskNotifyTake()更为复杂，可获取通知值和清除通知值的指定位

uint32_t xTaskNotifyTake (BaseType_t xClearCountOnExit,TickType_t xTicksToWait);

参数：

xClearCountOnExit：指定在成功接收通知后，将通知值清零或减一，pdTRUE：把通知值清零（相当于二值信号量）；pdFALSE：把通知值减一（计数型信号量）；

xTicksToWait：阻塞等待任务通知值的最大时间；

返回值：

0：接收失败

非0：接收成功，返回任务通知的通知值

uint32_t xTaskNotifyWait (uint32_t ulBitsToClearOnEntry,uint32_t ulBitsToClearOnExit,uint32_t *pulPreviousNotifyValue,TickType_t xTicksToWait);

ulBitsToClearOnEntry：函数执行前清零任务通知值那些位。(置0)

ulBitsToClearOnExit：表示在函数退出前，清零任务通知值那些位，(置1)在清零前，接收到的任务通知值会先被保存到形参*pulPreviousNotifyValue中。(0xffff ffff) (一个 ’f‘ 4位1，8个 ’f‘ 刚好32位)

*pulPreviousNotifyValue：用于保存接收到的任务通知值，如果不需要使用，则设置为NULL即可

xTicksToWait：等待消息通知的最大等待时间

接下来实操一下

先创建两个任务名：TaskSend 和 TaskReceive

一、模拟二值信号量

//发送二值信号量xTaskNotifyGive(TaskReceiveHandle)  //返回值都是pdTRUE
printf("任务通知：模拟二值信号量发送成功\r\n");//接收二值信号量uint32_t rev= 0;
rev = xTaskNotifyTake(pdTRUE,portMAX_DELAY)
if(rev != 0)
{printf("任务通知：模拟二值信号量接收成功\r\n");
}

二、模拟计数信号量

//发送计数信号量xTaskNotifyGive(TaskReceiveHandle)  //返回值都是pdTRUE
printf("任务通知：模拟计数信号量发送成功\r\n");//接收二值信号量uint32_t rev= 0;
rev = xTaskNotifyTake(pdFALSE,portMAX_DELAY)     //只有这里参数不一样，其它都是跟二值一样的
if(rev != 0)
{printf("任务通知：模拟二值信号量接收成功\r\n");
}

三、模拟事件标志组

//发送事件标志组printf("将bit0位置1\r\n");
xTaskNotify(TaskReceiveHandle，0x01,eSetBits);printf("将bit1位置1\r\n");
xTaskNotify(TaskReceiveHandle，0x02,eSetBits);//接收事件标志组uint32_t notify_val = 0,event_bit = 0;
xTaskNotifyWait(0,0xFFFFFFFF,&notify_val,portMAX_DELAY);
if(notify_val & 0x01)        //判断第0位是否为1event_bit | 0x01;        //将第0位置为1
if(notify_val & 0x02)        //判断第1位是否为1event_bit | 0x02;        //将第1位置为1
if(event_bit == (0x01 | 0x02))
{printf("任务通知模拟事件标志组接收成功！\r\n");event_bit = 0;
}

四、模拟邮箱（就是覆写队列）

//发送队列的值//任务1中
printf("按键1按下")；
xTaskNotify(TaskReceiveHandle，1,eSetValueWithOverwrite);      //发送1//任务2中
printf("按键2按下")；
xTaskNotify(TaskReceiveHandle，2,eSetValueWithOverwrite);      //发送2//接收事件标志组uint32_t notify_val = 0,event_bit = 0;
xTaskNotifyWait(0,0xFFFFFFFF,&notify_val,portMAX_DELAY);
printf("接收到的通知值为：%d\r\n",notify_val);//notify_val存储发送的值，发送什么就打印什么

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http://www.mrgr.cn/news/98978.html