FreeRTOS 笔记_任务计数信号量

    基于任务通知（Task Notifications） 的计数信号量是FreeRTOS 计数信号量的另一种实现方式，这种方式实现的计数信号量称之为任务计数信号量。任务计数信号量效率更高， 需要的 RAM 空间更小。

1 任务通知介绍

    FreeRTOS 每个已经创建的任务都有一个任务控制块（task control block），任务控制块就是一个结构体变量，用于记录任务的相关信息。

    结构体变量中有一个 32 位的变量成员 ulNotifiedValue 是专门用于任务通知的。

    通过任务通知方式可以实现计数信号量，二值信号量，事件标志组和消息邮箱（消息邮箱就是消息队列长度为 1 的情况）。使用方法与事件标志组和信号量基本相同，只是换了不同的函数来实现。任务通知方式实现的计数信号量，二值信号量，事件标志组和消息邮箱是通过修改变量ulNotifiedValue 实现的：

    ◆ 设置接收任务控制块中的变量 ulNotifiedValue 可以实现消息邮箱。

     ◆ 如果接收任务控制块中的变量 ulNotifiedValue 还没有被其接收到，也可以用新数据覆盖原有数据 ，这就是覆盖方式的消息邮箱。

     ◆ 设置接收任务控制块中的变量 ulNotifiedValue 的 bit0-bit31 数值可以实现事件标志组。 

    ◆ 设置接收任务控制块中的变量 ulNotifiedValue 数值进行加一或者减一操作可以实现计数信号量和二值信号量。

2 任务计数信号量

    计数信号量就是对一个变量进行计数，变量的范围是 从 0 到用户创建计数信号量时所设置的大小。当计数变量大于 0 的时候计数信号量管理的资源才可以使用， 计数变量的具体数值就是可用的资源大小。

    任务计数信号量与计数信号量要实现的功能是一样的，不同的是调用的函数和使用的计数变量：

◆ 任务计数信号量的计数变量是通过任务控制块中的一个 32 位变量 ulNotifiedValue 实现计数。计数信号量创建后会有自己的计数变量。 

◆ 任务计数信号量是通过函数 ulTaskNotifyTake()替代函数 xSemaphoreTake()实现资源获取，即对计数信号量数值进行减一操作。

◆ 任务计数信号量是通过函数 xTaskNotifyGive() 和 vTaskNotifyGiveFromISR()替代函数 xSemaphoreGive() 和 xSemaphoreGiveFromISR()实现资源释放，即对计数信号量的数值进 行加一操作。

3 任务计数信号量 API 函数

◆ xTaskNotifyGive 

◆ vTaskNotifyGiveFromISR 

◆ ulTaskNotifyTake

函数 xTaskNotifyGive 用于释放信号量（含任务二值信号量，任务计数信号量）。

◆ 第 1 个参数是任务句柄。 

◆ 返回值，仅有一个返回值 pdPASS。

    使用这个函数要注意以下问题：

1. 任务信号量的初始计数值是 0。任务信号量不像前面章节讲解的信号量，无需单独创建即可使用。 

2. 默认配置此函数可以使用的的宏定义已经在 FreeRTOS.h 文件中使能： 

#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS     1 

当然，如果用户不需要使用任务通知功能相关的函数，可以在 FreeRTOSConfig.h 文件中配置此宏定义为 0 来禁止，这样创建的每个任务可以节省 8 个字节的需求。 

3. 此函数是用于任务代码中调用的，故不可以在中断服务程序中调用此函数，中断服务程序中使用的是 vTaskNotifyGiveFromISR。

函数 vTaskNotifyGiveFromISR 用于释放信号量（含任务二值信号量，任务计数信号量）。

◆ 第 1 个参数是任务句柄。 

◆ 第2 个参数用于保存是否有高优先级任务准备就绪。如果函数执行完毕后，此参数的数值是 pdTRUE， 说明有高优先级任务要执行，否则没有

举例：

函数 xTaskNotifyGive 用于释放信号量（含任务二值信号量，任务计数信号量）。

◆ 第 1 个参数配置为 pdFALSE 表示函数返回前用于任务信号量的内部变量 ulNotifiedValue数值减一，这种方式用于任务计数信号量。

    参数配置为 pdTRUE 表示函数返回前用于任务信号量的内部变量 ulNotifiedValue数值被清零，这种方式用于任务二值信号量。

◆ 第 2 个参数是没有任务信号量可用时，等待信号量可用的最大等待时间，单位系统时钟节拍。

举例：