ARMRTOS

FreeRTOS. Программная очередь почты.

FreeRTOS. Программная очередь почты.

Тема статьи: программная очередь почты (mail queue). Немного C++ обвертки для FreeRTOS, грамотнее говоря, правильнее сказать cmsis – rtos, потому что, STM реализация FreeRTOS написана в концепции cmsis. Пример статьи – это простой обмен сообщениями с переключениям состояний светодиода. Поля очереди почты инкриминируется автоматически при отправке и верном приеме почты, посходит проверка на отправленное сообщение, а так же на прием почты.

Очередь почты напоминает очереди сообщений, но данные, которые передаются состоят из блоков памяти, которые должны быть выделены (до передачи в данные) и освобождены (после из данных). Очередь почты использует пул памяти для создания отформатированных блоков памяти и передачи указателя на эти блоки в очереди сообщений. Это позволяет данным, остаться в памяти выделенного блока, а только указатель перемещается между отдельными потоками. Это является преимуществом над сообщениями, которые могут передавать только 32-битное значение или указатель. Использование функций почтовой очереди, вы можете контролировать, отправлять, получать, или ждать почту.

Редактируем базовый пример для STM32746G-Discovery -> “..\STM32Cube_FW_F7_V1.3.0\Projects\STM32746G-Discovery\Applications\FreeRTOS\FreeRTOS_Mail”.

Для .cpp файлов нужно выставить –cpp11(misc controls).

//main.cpp
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
	
	#include "main.h"
	#include "cmsis_os.h"
	
#ifdef __cplusplus	
}
#endif

#include "sys_freertos.h"

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define blckqSTACK_SIZE   configMINIMAL_STACK_SIZE


uint32_t ProducerValue1 = 0, ProducerValue2 = 0;
uint8_t ProducerValue3 = 0;
uint32_t ConsumerValue1 = 0, ConsumerValue2 = 0;
uint8_t ConsumerValue3 = 0;

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

/* Thread function that creates a mail and posts it on a mail queue. */
static void MailQueueProducer (const void *argument);

/* Thread function that receives mail , remove it  from a mail queue and checks that
it is the expected mail. */
static void MailQueueConsumer (const void *argument);

static void SystemClock_Config(void);
static void CPU_CACHE_Enable(void);

FreeRTOS sys;  
MailBox mail(1);
osMailQId mailId;

/* Private functions ---------------------------------------------------------*/

/**
  * @brief  Main program
  * @param  None
  * @retval None
  */
int main(void)
{
  /* Enable the CPU Cache */
  CPU_CACHE_Enable();

  /* 
	STM32F7xx HAL library initialization:
       - Configure the Flash ART accelerator on ITCM interface
       - Configure the Systick to generate an interrupt each 1 msec
       - Set NVIC Group Priority to 4
       - Low Level Initialization
  */
  HAL_Init();  
  
  /* Configure the system clock to 216 Mhz */
  SystemClock_Config();
  
  /* Initialize LED1 */
  BSP_LED_Init(LED1);
	
	/* create mail queue */
  mailId = sys.MailCreate(&mail.os_mailQ_def_name, NULL); 
  
  /* Note the producer has a lower priority than the consumer when the tasks are spawned. */
	Thread mail_r((char *)"mail_r", MailQueueConsumer, osPriorityBelowNormal, 0, blckqSTACK_SIZE);
  Thread mail_t((char *)"mail_t", MailQueueProducer, osPriorityBelowNormal, 0, blckqSTACK_SIZE);
	
	sys.ThreadCreate(&mail_r.os_thread_def_name, NULL);
	sys.ThreadCreate(&mail_t.os_thread_def_name, NULL);
  	
	sys.StartScheduler();

  /* We should never get here as control is now taken by the scheduler */
  for(;;);
}



/**
  * @brief  Mail Producer Thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
static void MailQueueProducer(const void *argument)
{
  sys_Amail_TypeDef *pTMail;
  
  for(;;)
  {	

    pTMail = (sys_Amail_TypeDef *)osMailAlloc(mailId, osWaitForever); /* Allocate memory */
		/* Set the mail content */
		//Установка полей сообщения
		pTMail->var1 = ProducerValue1; 
    pTMail->var2 = ProducerValue2;
    pTMail->var3 = ProducerValue3;
		//При начальной инициализации сообщения, все поля нулевые.
    
		//Проверка на оправленное сообщение. 
    if(osMailPut(mailId, pTMail) != osOK) /* Send Mail */  
    {
			/* LED1 is turned On to indicate error */
      BSP_LED_On(LED1);
    }
    else
    {
      /* 
			Increment the variables we are going to post next time round.  The
      consumer will expect the numbers to follow in numerical order. 
			*/
			// После того, как, сообщение было отправлено инкрементируем поля сообщения и переключаем состояние светодиода
      ProducerValue1 += 1;
      ProducerValue2 += 2;
      ProducerValue3 += 3;
      
      /* Toggle LED1 to indicate a correct number received  */
      BSP_LED_Toggle(LED1);
				
			
			// Пауза для потока
      sys.Delay(1500);
    }
  }
}

/**
  * @brief  Mail Consumer Thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
static void MailQueueConsumer (const void *argument)
{
  osEvent event;
  sys_Amail_TypeDef *pRMail;
  
  for(;;)
  {
		// Проверка на полученное сообщение
    /* Get the message from the queue */
    event = osMailGet(mailId, osWaitForever); /* wait for mail */
    
		//Если сообщение доставлено
    if(event.status == osEventMail)
    {
      pRMail = (sys_Amail_TypeDef *)event.value.p;
      
			//В случае, если поля отличаются, тогда заполняем поля полученными данными из сообщения.
      if((pRMail->var1 != ConsumerValue1) || (pRMail->var2 != ConsumerValue2) || (pRMail->var3 != ConsumerValue3))
      {
        /* Catch-up. */
        ConsumerValue1 = pRMail->var1;
        ConsumerValue2 = pRMail->var2;
        ConsumerValue3 = pRMail->var3;
        
        /* LED1 is turned On to indicate error */
        BSP_LED_On(LED1);
      }
      else
      {  
        /* Calculate values we expect to remove from the mail queue next time
        round. */
        ConsumerValue1 += 1;
        ConsumerValue2 += 2;
        ConsumerValue3 += 3;        
				//Увеличиваем индикацию сообщений
      }
			//Освобождаем память под сообщения
      osMailFree(mailId, pRMail); /* free memory allocated for mail */       
    }		
  }
}



/**
  * @brief  System Clock Configuration
  *         The system Clock is configured as follow : 
  *            System Clock source            = PLL (HSE)
  *            SYSCLK(Hz)                     = 216000000
  *            HCLK(Hz)                       = 216000000
  *            AHB Prescaler                  = 1
  *            APB1 Prescaler                 = 4
  *            APB2 Prescaler                 = 2
  *            HSE Frequency(Hz)              = 25000000
  *            PLL_M                          = 25
  *            PLL_N                          = 432
  *            PLL_P                          = 2
  *            PLL_Q                          = 9
  *            VDD(V)                         = 3.3
  *            Main regulator output voltage  = Scale1 mode
  *            Flash Latency(WS)              = 7
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;

  /* Enable HSE Oscillator and activate PLL with HSE as source */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_OFF;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 432;  
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 9;
  HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
  
  /* Select PLL as system clock source and configure the HCLK, PCLK1 and PCLK2 
     clocks dividers */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = (RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;  
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;  
  HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_7);

}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT

/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *   where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

  /* Infinite loop */
  while (1)
  {}
}
#endif

/**
  * @brief  CPU L1-Cache enable.
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
  /* Enable I-Cache */
  SCB_EnableICache();

  /* Enable D-Cache */
  SCB_EnableDCache();
}

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
//sys_freertos.cpp
#include "sys_freertos.h"

osStatus FreeRTOS::StartScheduler(void){
	return osKernelStart();
}

osMailQId FreeRTOS::MailCreate (const osMailQDef_t *queue_def, osThreadId thread_id){
	return osMailCreate (queue_def, thread_id);
}

osStatus FreeRTOS::Delay (uint32_t millisec){
	return osDelay (millisec);
}

osThreadId FreeRTOS::ThreadCreate	(const osThreadDef_t *thread_def, void *argument){
	return osThreadCreate(thread_def, argument);
}

//sys_freertos.h
#ifdef __cplusplus
	extern "C" {
#endif		

	#include "cmsis_os.h"
	#include <stdint.h>	
				
#ifdef __cplusplus
	}
#endif		
	
typedef struct { 		/* Mail object structure */
  uint32_t var1; 		/* var1 is a uint32_t */
  uint32_t var2; 		/* var2 is a uint32_t */
  uint8_t var3; 		/* var3 is a uint8_t */
} sys_Amail_TypeDef;

class FreeRTOS {
	public:
		osStatus StartScheduler(void);
		osMailQId MailCreate (const osMailQDef_t *queue_def, osThreadId thread_id);
		osStatus Delay (uint32_t millisec);
		osThreadId ThreadCreate	(const osThreadDef_t *thread_def, void *argument);
};

class MailBox {
public:		
	os_mailQ_cb *os_mailQ_cb_name;
	const osMailQDef_t os_mailQ_def_name; 
	MailBox(uint32_t queue_sz): 
	os_mailQ_def_name ( { queue_sz, sizeof (sys_Amail_TypeDef), (&os_mailQ_cb_name) }  ) {}
};


class Thread {
	public:
		const osThreadDef_t os_thread_def_name; 
		Thread(char *name, os_pthread pthread, osPriority tpriority, uint32_t instances, uint32_t stacksize):
		os_thread_def_name({name, pthread, tpriority, instances, stacksize}){}		
};

Старт ARM. RTOS часть 1-ая. STM32F4 и SAM3N.
Старт ARM. RTOS часть 2-ая.
Старт ARM. RTOS часть 3-ая. Очереди.
Старт ARM. RTOS часть 4-ая. Семафоры.
Старт ARM. RTOS часть 5-ая. Мьютексы.
Старт ARM. RTOS часть 6-ая. Сопрограмма.
Старт ARM. RTOS часть 7-ая. Программный таймер.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.