FreeRTOS系列第23篇---FreeRTOS隊列分析

FreeRTOS提供了多種任務(wù)間通訊方式，包括：

• 任務(wù)通知（版本V8.2以及以上版本）
• 隊列
• 二進(jìn)制信號量
• 計數(shù)信號量
• 互斥量
• 遞歸互斥量

其中，二進(jìn)制信號量、計數(shù)信號量、互斥量和遞歸互斥量都是使用隊列來實現(xiàn)的，因此掌握隊列的運(yùn)行機(jī)制，是很有必要的。

隊列是FreeRTOS主要的任務(wù)間通訊方式?？梢栽谌蝿?wù)與任務(wù)間、中斷和任務(wù)間傳送信息。

發(fā)送到隊列的消息是通過拷貝實現(xiàn)的，這意味著隊列存儲的數(shù)據(jù)是原數(shù)據(jù)，而不是原數(shù)據(jù)的引用。

「先看一下隊列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：」

typedef struct QueueDefinition
{
  int8_t *pcHead;             /* 指向隊列存儲區(qū)起始位置,即第一個隊列項 */
  int8_t *pcTail;             /* 指向隊列存儲區(qū)結(jié)束后的下一個字節(jié) */
  int8_t *pcWriteTo;          /* 指向下隊列存儲區(qū)的下一個空閑位置 */


  union                       /* 使用聯(lián)合體用來確保兩個互斥的結(jié)構(gòu)體成員不會同時出現(xiàn) */
  {
      int8_t *pcReadFrom;     /* 當(dāng)結(jié)構(gòu)體用于隊列時,這個字段指向出隊項目中的最后一個. */
      UBaseType_t uxRecursiveCallCount;/* 當(dāng)結(jié)構(gòu)體用于互斥量時,用作計數(shù)器,保存遞歸互斥量被"獲取"的次數(shù). */
  } u;


  List_t xTasksWaitingToSend;      /* 因為等待入隊而阻塞的任務(wù)列表,按照優(yōu)先級順序存儲 */
  List_t xTasksWaitingToReceive;   /* 因為等待隊列項而阻塞的任務(wù)列表,按照優(yōu)先級順序存儲 */


  volatile UBaseType_t uxMessagesWaiting;/*< 當(dāng)前隊列的隊列項數(shù)目 */
  UBaseType_t uxLength;            /* 隊列項的數(shù)目 */
  UBaseType_t uxItemSize;          /* 每個隊列項的大小 */


  volatile BaseType_t xRxLock;   /* 隊列上鎖后,存儲從隊列收到的列表項數(shù)目，如果隊列沒有上鎖，設(shè)置為queueUNLOCKED */
  volatile BaseType_t xTxLock;   /* 隊列上鎖后,存儲發(fā)送到隊列的列表項數(shù)目，如果隊列沒有上鎖，設(shè)置為queueUNLOCKED */


  #if ( configUSE_QUEUE_SETS == 1 )
      struct QueueDefinition *pxQueueSetContainer;
  #endif


  #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
      UBaseType_t uxQueueNumber;
      uint8_t ucQueueType;
  #endif


  #if ( configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION == 1 )
      uint8_t ucStaticAllocationFlags;
  #endif


} xQUEUE;

typedef xQUEUE Queue_t;

下面的所有API函數(shù)都是圍繞這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每個成員都需要了解。

如果你是第一次看這篇文章，即使有注釋，可能你對結(jié)構(gòu)體的某些成員還是不理解，不要著急，這是正常的。

后面介紹API函數(shù)的時候，會一一使用這些成員，結(jié)合著具體實例，會很容理解的，你需要做的，是要反復(fù)翻到這里查看。

1.隊列創(chuàng)建函數(shù)

在《FreeRTOS系列第18篇---FreeRTOS隊列API函數(shù)》一文中，我們介紹了創(chuàng)建隊列API函數(shù)xQueueCreate()，但其實這是一個宏，只是定義的像函數(shù)而已。

真正被執(zhí)行的函數(shù)是xQueueGenericCreate()，我們稱這個函數(shù)為通用隊列創(chuàng)建函數(shù)。

我們來分析一下xQueueGenericCreate()函數(shù)，函數(shù)原型為：

QueueHandle_t xQueueGenericCreate
( 
        const UBaseType_t uxQueueLength, 
        const UBaseType_t uxItemSize, 
        uint8_t *pucQueueStorage, 
        StaticQueue_t *pxStaticQueue, 
        const uint8_t ucQueueType 
)

• 「uxQueueLength」：隊列項數(shù)目
• 「uxItemSize」：每個隊列項的大小
• 「pucQueueStorage」：使用靜態(tài)分配隊列時才使用，指向定義隊列存儲空間，如果使用動態(tài)分配隊列空間（默認(rèn)），向這個參數(shù)傳遞NULL。
• 「pxStaticQueue」：使用靜態(tài)分配隊列時才使用，指向隊列控制結(jié)構(gòu)體，如果使用動態(tài)分配隊列空間（默認(rèn)），向這個參數(shù)傳遞NULL。
• 「ucQueueType」：類型?？赡艿闹禐椋?/section>
• queueQUEUE_TYPE_BASE：表示隊列
• queueQUEUE_TYPE_SET：表示隊列集合
• queueQUEUE_TYPE_MUTEX：表示互斥量
• queueQUEUE_TYPE_COUNTING_SEMAPHORE：表示計數(shù)信號量
• queueQUEUE_TYPE_BINARY_SEMAPHORE：表示二進(jìn)制信號量
• queueQUEUE_TYPE_RECURSIVE_MUTEX ：表示遞歸互斥量

然而，等下我們看源碼，就會看到，在xQueueGenericCreate()函數(shù)中，參數(shù)ucQueueType只是用來可視化跟蹤調(diào)試用。

xQueueGenericCreate()函數(shù)的源碼如下所示：

QueueHandle_t xQueueGenericCreate( 
            const UBaseType_t uxQueueLength, 
            const UBaseType_t uxItemSize, 
           uint8_t *pucQueueStorage, 
           StaticQueue_t *pxStaticQueue, 
           const uint8_t ucQueueType )
{
Queue_t *pxNewQueue;


  /* 如果使能可視化跟蹤調(diào)試,這里用來消除編譯器警告. */
  ( void ) ucQueueType;


  /*分配隊列結(jié)構(gòu)體和隊列項存儲空間.可以靜態(tài)也可以動態(tài)分配,取決于參數(shù)值,FreeRTOS默認(rèn)采取動態(tài)分配 */
  pxNewQueue = prvAllocateQueueMemory( uxQueueLength, uxItemSize, &pucQueueStorage, pxStaticQueue );


  if( pxNewQueue != NULL )
  {
      if( uxItemSize == ( UBaseType_t ) 0 )
      {
          /* 沒有為隊列項存儲分配內(nèi)存,但是pcHead指針不能設(shè)置為NULL,因為隊列用作互斥量時,pcHead要設(shè)置成NULL.這里只是將pcHead指向一個已知的區(qū)域 */
          pxNewQueue->pcHead = ( int8_t * ) pxNewQueue;
      }
      else
      {
          /* 指向隊列項存儲區(qū)域*/
          pxNewQueue->pcHead = ( int8_t * ) pucQueueStorage;
      }


      /* 初始化隊列結(jié)構(gòu)體成員*/
      pxNewQueue->uxLength = uxQueueLength;
      pxNewQueue->uxItemSize = uxItemSize;
      ( void ) xQueueGenericReset( pxNewQueue, pdTRUE );


      #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
      {
          pxNewQueue->ucQueueType = ucQueueType;
      }
      #endif /* configUSE_TRACE_FACILITY */


      traceQUEUE_CREATE( pxNewQueue );
  }


  return ( QueueHandle_t ) pxNewQueue;
}

我們以默認(rèn)的動態(tài)分配隊列存儲空間方式講述一下隊列創(chuàng)建過程。

首先調(diào)用函數(shù)prvAllocateQueueMemory分配隊列結(jié)構(gòu)體和隊列項存儲空間，結(jié)構(gòu)體和隊列項在存儲空間上是連續(xù)的，如圖1-1所示。

如果隊列內(nèi)存申請成功，接下來會初始化隊列結(jié)構(gòu)體成員，先是pcHead成員，然后是uxLength和uxItemSize成員，最后調(diào)用函數(shù)xQueueGenericReset()初始化剩下的結(jié)構(gòu)體成員。

假設(shè)我們申請了3個隊列項，每個隊列項占用4字節(jié)存儲空間（即uxLength=3、uxItemSize=4），則經(jīng)過初始化后的隊列內(nèi)存如圖1-2所示。（這個圖形象的描述了隊列結(jié)構(gòu)體的大部分成員的作用）。

2.入隊

隊列項入隊也稱為投遞（Send），分為帶中斷保護(hù)的入隊操作和不帶中斷保護(hù)的入隊操作。

每種情況下又分為從隊列尾部入隊和從隊列首部入隊兩種操作，從隊列尾部入隊還有一種特殊情況，覆蓋式入隊，即隊列滿后自動覆蓋最舊的隊列項。如表2-1所示。

2.1 xQueueGenericSend()

這個函數(shù)用于入隊操作，絕不可以用在中斷服務(wù)程序中。根據(jù)參數(shù)的不同，可以從隊列尾入隊、從隊列首入隊和覆蓋式入隊。覆蓋式入隊用于只有一個隊列項的場合，入隊時如果隊列已滿，則將之前的隊列項覆蓋掉。函數(shù)原型為：

BaseType_t xQueueGenericSend
    ( 
      QueueHandle_t xQueue, 
      const void * const pvItemToQueue, 
      TickType_t xTicksToWait, 
      const BaseType_t xCopyPosition 
    )

• 「xQueue」：隊列句柄
• 「pvItemToQueue」：指針，指向要入隊的項目
• 「xTicksToWait」：如果隊列滿，等待隊列空閑的最大時間，如果隊列滿并且xTicksToWait被設(shè)置成0，函數(shù)立刻返回。時間單位為系統(tǒng)節(jié)拍時鐘周期，宏portTICK_PERIOD_MS可以用來輔助計算真實延時值。如果INCLUDE_vTaskSuspend設(shè)置成1，并且指定延時為portMAX_DELAY將引起任務(wù)無限阻塞（沒有超時）。
• 「xCopyPosition」：入隊位置，可以選擇從隊列尾入隊、從隊列首入隊和覆蓋式入隊。

這個函數(shù)為了獲得最高效率而放寬了編碼標(biāo)準(zhǔn)：「有多個返回點」。

因此如果純粹以文字方式來講解，我覺得很難達(dá)到好的效果，所以我首先給出整理后的源碼（去除調(diào)試和隊列集合有關(guān)代碼），然后畫出流程圖，對函數(shù)的關(guān)鍵點做重點描述。     「整理后的源碼：」

BaseType_t xQueueGenericSend( 
    QueueHandle_t xQueue, 
    const void * const pvItemToQueue, 
    TickType_t xTicksToWait, 
    const BaseType_t xCopyPosition )
{
BaseType_t xEntryTimeSet = pdFALSE, xYieldRequired;
TimeOut_t xTimeOut;
Queue_t * const pxQueue = ( Queue_t * ) xQueue;
 
  for( ;; )
  {
      taskENTER_CRITICAL();
      {
          /* 隊列還有空閑?正在運(yùn)行的任務(wù)一定要比等待訪問隊列的任務(wù)優(yōu)先級高.如果使用覆蓋式入隊,則不需要關(guān)注隊列是否滿*/
          if( ( pxQueue->uxMessagesWaiting < pxQueue->uxLength ) || ( xCopyPosition == queueOVERWRITE ) )
          {
              /*完成數(shù)據(jù)拷貝工作,分為從隊列尾入隊,從隊列首入隊和覆蓋式入隊*/
              xYieldRequired = prvCopyDataToQueue( pxQueue, pvItemToQueue, xCopyPosition );

              /* 如果有任務(wù)在此等待隊列數(shù)據(jù)到來,則將該任務(wù)解除阻塞*/
              if( listLIST_IS_EMPTY( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) == pdFALSE )
              {
                  /*有任務(wù)因等待出隊而阻塞,則將任務(wù)從隊列等待接收列表中刪除,然后加入到就緒列表*/
                  if( xTaskRemoveFromEventList( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) != pdFALSE )
                  {
                      /* 解除阻塞的任務(wù)有更高的優(yōu)先級,則當(dāng)前任務(wù)要讓出CPU,因此觸發(fā)一個上下文切換.又因為現(xiàn)在還在臨界區(qū),要等退出臨界區(qū)后,才會執(zhí)行上下文切換.*/
                      queueYIELD_IF_USING_PREEMPTION();
                  }
              }
              else if( xYieldRequired != pdFALSE )
              {
                  /* 這個分支處理特殊情況*/
                  queueYIELD_IF_USING_PREEMPTION();
              }


              taskEXIT_CRITICAL();
              return pdPASS;
          }
          else
          {
              if( xTicksToWait == ( TickType_t ) 0 )
              {
                  /* 如果隊列滿并且沒有設(shè)置超時,則直接退出 */
                  taskEXIT_CRITICAL();


                  /* 返回隊列滿錯誤碼 */
                  return errQUEUE_FULL;
              }
              else if( xEntryTimeSet == pdFALSE )
              {
                  /* 隊列滿并且規(guī)定了阻塞時間,因此需要配置超時結(jié)構(gòu)體對象 */
                  vTaskSetTimeOutState( &xTimeOut );
                  xEntryTimeSet = pdTRUE;
              }
          }
      }
      taskEXIT_CRITICAL();


      /* 退出臨界區(qū),至此,中斷和其它任務(wù)可以向這個隊列執(zhí)行入隊(投遞)或出隊(讀取)操作.因為隊列滿,任務(wù)無法入隊,下面的代碼將當(dāng)前任務(wù)將阻塞在這個隊列上,在這段代碼執(zhí)行過程中我們需要掛起調(diào)度器,防止其它任務(wù)操作隊列事件列表;掛起調(diào)度器雖然可以禁止其它任務(wù)操作這個隊列,但并不能阻止中斷服務(wù)程序操作這個隊列,因此還需要將隊列上鎖,防止中斷程序讀取隊列后,使阻塞在出隊操作其它任務(wù)解除阻塞,執(zhí)行上下文切換(因為調(diào)度器掛起后,不允許執(zhí)行上下文切換) */
    vTaskSuspendAll();
    prvLockQueue( pxQueue );


    /* 查看任務(wù)的超時時間是否到期 */
    if( xTaskCheckForTimeOut( &xTimeOut, &xTicksToWait ) == pdFALSE )
    {
        if( prvIsQueueFull( pxQueue ) != pdFALSE )
        {
            /*超時時間未到期,并且隊列仍然滿*/
            vTaskPlaceOnEventList( &( pxQueue->xTasksWaitingToSend ), xTicksToWait );


            /* 解除隊列鎖,如果有任務(wù)要解除阻塞,則將任務(wù)移到掛起就緒列表中(因為當(dāng)前調(diào)度器掛起,所以不能移到就緒列表)*/
            prvUnlockQueue( pxQueue );


            /* 恢復(fù)調(diào)度器,將任務(wù)從掛起就緒列表移到就緒列表中*/
            if( xTaskResumeAll() == pdFALSE )
            {
                portYIELD_WITHIN_API();
            }
        }
        else
        {
            /* 隊列有空閑,重試 */
            prvUnlockQueue( pxQueue );
            ( void ) xTaskResumeAll();
        }
    }
    else
    {
        /* 超時時間到期,返回隊列滿錯誤碼*/
        prvUnlockQueue( pxQueue );
        ( void ) xTaskResumeAll();


        traceQUEUE_SEND_FAILED( pxQueue );
        return errQUEUE_FULL;
    }
  }
}

程序流程如圖2-1所示，我們對圖中紅色字體標(biāo)注的部分做詳解。

當(dāng)任務(wù)將數(shù)據(jù)入隊時，如果隊列未滿或者以覆蓋式入隊，情況是最簡單的，調(diào)用函數(shù)prvCopyDataToQueue()將要入隊的數(shù)據(jù)拷貝到隊列。

「這個函數(shù)處理三種入隊情況」

1. 隊列項大小為0時（即隊列結(jié)構(gòu)體成員uxItemSize為0，比如二進(jìn)制信號量和計數(shù)信號量），不進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝工作，而是將隊列項計數(shù)器加1（即隊列結(jié)構(gòu)體成員uxMessagesWaiting++）；

2. 從隊列尾入隊時，則將數(shù)據(jù)拷貝到指針pxQueue->pcWriteTo指向的地方、更新指針指向的位置、隊列項計數(shù)器加1；

3. 從隊列首入隊時，則將數(shù)據(jù)拷貝到指針pxQueue->u.pcReadFrom指向的地方、更新指針指向的位置、隊列項計數(shù)器加1。如果是覆蓋式入隊，還會調(diào)整隊列項計數(shù)器的值。

完成數(shù)據(jù)入隊操作后，還要檢查是否有任務(wù)因為等待出隊而阻塞，因為這次數(shù)據(jù)入隊，隊列至少有一個隊列項，如果有阻塞任務(wù)，則阻塞的最高優(yōu)先級任務(wù)可以解除阻塞了。

因等待出隊而阻塞的任務(wù)會將任務(wù)的事件列表項（即任務(wù)TCB結(jié)構(gòu)體成員xEventListItem，我們在《FreeRTOS高級篇2---FreeRTOS任務(wù)創(chuàng)建分析》一文中講到過事件列表項，它是任務(wù)TCB的一個結(jié)構(gòu)體成員）掛接到隊列的等待出隊列表上（即隊列結(jié)構(gòu)體成員xTasksWaitingToReceive）。

現(xiàn)在，因為要解除任務(wù)阻塞，我們需要將任務(wù)的事件列表項從隊列的等待出隊隊列上刪除，并且將任務(wù)移動到就緒列表中。

這一切，都是調(diào)用函數(shù)xTaskRemoveFromEventList()實現(xiàn)的。

之后，如果解除阻塞的任務(wù)優(yōu)先級比當(dāng)前任務(wù)優(yōu)先級更高，則觸發(fā)一個PendSV中斷，等退出臨界區(qū)后，進(jìn)行上下文切換。入隊任務(wù)完成。

上面討論了最理想的情況，過程也簡潔明了，但如果任務(wù)入隊時，隊列滿并且不允許覆蓋入隊，則情況會變得復(fù)雜起來。

在這種情況下，先看一個簡單分支：阻塞時間為0的情況。設(shè)置阻塞時間為0意味著當(dāng)隊列滿時，函數(shù)立即返回，返回一個錯誤代碼，表示隊列滿。

如果阻塞時間不為0，則本任務(wù)會因為等待入隊而進(jìn)入阻塞。

在將任務(wù)設(shè)置為阻塞的過程中，是不希望有其它任務(wù)和中斷操作這個隊列的事件列表的（隊列結(jié)構(gòu)體成員xTasksWaitingToReceive列表和xTasksWaitingToSend列表），因為操作隊列事件列表可能引起其它任務(wù)解除阻塞，這可能會發(fā)生優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)。

比如任務(wù)A的優(yōu)先級低于本任務(wù)，但是在本任務(wù)進(jìn)入阻塞的過程中，任務(wù)A卻因為其它原因解除阻塞了，這顯然是要絕對禁止的。

因此FreeRTOS使用掛起調(diào)度器來簡單粗暴的禁止其它任務(wù)操作隊列，因為掛起調(diào)度器意味著任務(wù)不能切換并且不準(zhǔn)調(diào)用可能引起任務(wù)切換的API函數(shù)。

但掛起調(diào)度器并不會禁止中斷，中斷服務(wù)函數(shù)仍然可以操作隊列事件列表，可能會解除任務(wù)阻塞、可能會進(jìn)行上下文切換，這是不允許的。

于是，解決辦法是不但掛起調(diào)度器，還要給隊列上鎖！

隊列結(jié)構(gòu)體中有兩個成員跟隊列上鎖有關(guān)：xRxLock和xTxLock。

這兩個成員變量為queueUNLOCKED（宏，定義為-1）時，表示隊列未上鎖；

當(dāng)這兩個成員變量為queueLOCKED_UNMODIFIED（宏，定義為0）時，表示隊列上鎖。

給隊列上鎖是調(diào)用宏prvLockQueue()實現(xiàn)的，代碼很簡單，將隊列結(jié)構(gòu)體成員xRxLock和xTxLock都設(shè)置為queueLOCKED_UNMODIFIED。

「我們看一下給隊列上鎖是如何起作用的?！?/strong>

當(dāng)中斷服務(wù)程序操作隊列并且導(dǎo)致阻塞的任務(wù)解除阻塞時，會首先判斷該隊列是否上鎖，如果沒有上鎖，則解除被阻塞的任務(wù)，還會根據(jù)需要設(shè)置上下文切換請求標(biāo)志；

如果隊列已經(jīng)上鎖，則不會解除被阻塞的任務(wù)，取而代之的是，將xRxLock或xTxLock加1，表示隊列上鎖期間出隊或入隊的數(shù)目，也表示有任務(wù)可以解除阻塞了。

這部分代碼在帶中斷保護(hù)的入隊和出隊API函數(shù)中，后面我們會講到，這里先有個印象。

有將隊列上鎖操作，就會有解除隊列鎖操作。函數(shù)prvUnlockQueue()用于解除隊列鎖，將可以解除阻塞的任務(wù)插入到就緒列表，解除任務(wù)的最大數(shù)量由xRxLock和xTxLock指定。

經(jīng)過一系列的邏輯判斷，發(fā)現(xiàn)本任務(wù)還是要進(jìn)入阻塞狀態(tài)，則調(diào)用函數(shù)vTaskPlaceOnEventList()來實現(xiàn)。

這個函數(shù)將揭示任務(wù)因等待特定事件而進(jìn)入阻塞的詳細(xì)步驟，其實非常簡單，只有兩步：

「第一步」，將任務(wù)的事件列表項（任務(wù)TCB結(jié)構(gòu)體成員xEventListItem）插入到隊列的等待入隊列表（隊列結(jié)構(gòu)體成員xTasksWaitingToSend）中；

「第二步」，將任務(wù)的狀態(tài)列表項（任務(wù)TCB結(jié)構(gòu)體成員xStateListItem）從就緒列表中刪除，然后插入到延時列表中，任務(wù)的最大延時時間放入xStateListItem. xItemValue中，每次系統(tǒng)節(jié)拍定時器中斷服務(wù)函數(shù)中，都會檢查這個值，檢測任務(wù)是否超時。

當(dāng)任務(wù)成功阻塞在等待入隊操作后，當(dāng)前任務(wù)就沒有必要再占用CPU了，所以接下來解除隊列鎖、恢復(fù)調(diào)度器、進(jìn)行任務(wù)切換，下一個處于最高優(yōu)先級的就緒任務(wù)就會被運(yùn)行了。

2.2 xQueueGenericSendFromISR ()

這個函數(shù)用于入隊，用于中斷服務(wù)程序中。根據(jù)參數(shù)的不同，可以從隊列尾入隊、從隊列首入隊也可以覆蓋式入隊。覆蓋式入隊用于只有一個隊列項的場合，入隊時如果隊列已滿，則將之前的隊列項覆蓋掉。函數(shù)原型為：

BaseType_t xQueueGenericSendFromISR
    ( 
      QueueHandle_t xQueue, 
      const void * const pvItemToQueue, 
      BaseType_t * const pxHigherPriorityTaskWoken, 
      const BaseType_t xCopyPosition 
    )

• 「xQueue」：隊列句柄。
• 「pvItemToQueue」：指針，指向要入隊的項目。
• 「pxHigherPriorityTaskWoken」：如果入隊導(dǎo)致一個任務(wù)解鎖，并且解鎖的任務(wù)優(yōu)先級高于當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)，則該函數(shù)將*pxHigherPriorityTaskWoken設(shè)置成pdTRUE。如果xQueueSendFromISR()設(shè)置這個值為pdTRUE，則中斷退出前需要一次上下文切換。從FreeRTOS V7.3.0起，pxHigherPriorityTaskWoken稱為一個可選參數(shù)，并可以設(shè)置為NULL。
• 「xCopyPosition」：入隊位置，可以選擇從隊列尾入隊、從隊列首入隊和覆蓋式入隊。

這個函數(shù)和xQueueGenericSend()很相似，但是當(dāng)隊列滿時不會阻塞，直接返回一個錯誤碼，表示隊列滿（相當(dāng)于阻塞時間為0）。

因此，有了分析xQueueGenericSend()的基礎(chǔ)，這個函數(shù)我們很快就能看完。

「源碼簡化后如下所示：」

BaseType_t xQueueGenericSendFromISR(
     QueueHandle_t xQueue, 
    const void * const pvItemToQueue, 
    BaseType_t * const pxHigherPriorityTaskWoken, 
    const BaseType_t xCopyPosition )
{
BaseType_t xReturn;
UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;
Queue_t * const pxQueue = ( Queue_t * ) xQueue;

  uxSavedInterruptStatus = portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR();
  {
      if( ( pxQueue->uxMessagesWaiting < pxQueue->uxLength ) || ( xCopyPosition == queueOVERWRITE ) )
      {
          traceQUEUE_SEND_FROM_ISR( pxQueue );


          /*完成數(shù)據(jù)拷貝工作,分為從隊列尾入隊,從隊列首入隊和覆蓋式入隊*/
          ( void ) prvCopyDataToQueue( pxQueue, pvItemToQueue, xCopyPosition );


          /*檢查隊列是否上鎖,如果上鎖,則隊列事件列表不能被改變 */
          if( pxQueue->xTxLock == queueUNLOCKED )
          {   /*隊列沒有上鎖*/
              if( listLIST_IS_EMPTY( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) == pdFALSE )
              {
                  if( xTaskRemoveFromEventList( &( pxQueue->xTasksWaitingToReceive ) ) != pdFALSE )
                  {
                      /* 解除阻塞的任務(wù)優(yōu)先級比當(dāng)前任務(wù)高,記錄上下文切換請求,等返回中斷服務(wù)程序后,可以顯示的強(qiáng)制上下文切換 */
                      if( pxHigherPriorityTaskWoken != NULL )
                      {
                          *pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE;
                      }
                  }
              }
          }
          else
          {
              /* 隊列上鎖,增加鎖計數(shù)器,等到任務(wù)解除隊列鎖時,使用這個計數(shù)器就可以知道有多少數(shù)據(jù)入隊,可以最多解除多少個因等待從隊列讀數(shù)據(jù)而阻塞的任務(wù) */
              ++( pxQueue->xTxLock );
          }

          xReturn = pdPASS;
      }
      else
      {
          xReturn = errQUEUE_FULL;
      }
  }
  portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );

  return xReturn;
}

因為沒有阻塞，所以代碼簡單了很多，「唯一值得注意的是」：

當(dāng)成功入隊后，如果有因為等待出隊而阻塞的任務(wù)，現(xiàn)在可以將其中最高優(yōu)先級的任務(wù)解除阻塞，在執(zhí)行解除阻塞操作之前，會判斷隊列是否上鎖。

如果沒有上鎖，則解除被阻塞的任務(wù)，還會根據(jù)需要設(shè)置上下文切換請求標(biāo)志；

如果隊列已經(jīng)上鎖，則不會解除被阻塞的任務(wù)，取而代之的是將xTxLock加1，表示隊列上鎖期間入隊的個數(shù)，也表示有任務(wù)可以解除阻塞了。

3.出隊

出隊的API函數(shù)要相對少一些，也分為帶中斷保護(hù)的出隊操作和不帶中斷保護(hù)的出隊操作。

每種出隊情況都可以選擇是否刪除隊列項。出隊API函數(shù)如表3-1所示。

出隊操作和入隊操作有很多相似性，將入隊流程理解透徹，出隊操作不在話下，因此我們不再分析源碼。