RTOS: синхронизация задач часть 2

     Это вторая часть примеров на тему синхронизации задач, в первой части "FreeRTOS: синхронизация задач часть 1" мы рассмотрели семафоры типа мьютекс для обеспечения совместного доступа задач к ресурсам микроконтроллера, но кроме мьютексов есть еще один способ особого доступа к ресурсам микроконтроллера это критические секции.

     Если по ходу выполнения программы вам необходим короткий участок кода, выполнение которого не должно быть прервано переключением на другую задачу (например производится запись данных во flash либо передача данных по какому-либо интерфейсу).

     Для этого во FreeRTOS существуют специальные макросы:

     taskENTER_CRITICAL();

     . // Здесь код который

     . // не должен

     . // быть прерван

     taskEXIT_CRITICAL();

     Которые определены в файле task.h.

     Когда выполняется код внутри критической секции переключение контекста (т.е. переключение на другую задачу) произойти не может, но могут приходить прерывания на версиях FreeRTOS с поддержкой вложенных прерываний, но не все, а только те у которых приоритет выше  константы configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY.

     Давайте немного переделаем код наших задач из предыдущего примера оба листинга ниже: 

     Реализация задачи 1 для работы с uart

/* USER CODE END Header_StartTask02 */
void StartTask02(void const* argument)
{
    /* USER CODE BEGIN StartTask02 */
	const uint8_t text[] = "HELLO TASK 1 ************************************************************
************************************************************
\r\n"; /* Infinite loop */ for (;;) { //xSemaphoreTake(mutex, portMAX_DELAY); // Получить мьютекс taskENTER_CRITICAL(); // Начало критической секции HAL_UART_Transmit(&huart1, text, sizeof(text) - 1, 0xFFFF); // Отправляем сообщение HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_6); taskEXIT_CRITICAL(); // Конец критической секции //xSemaphoreGive(mutex); // Отдать мьютекс osDelay(10); } /* USER CODE END StartTask02 */ }

     Реализация задачи 2 для работы c uart

/* USER CODE END Header_StartTask03 */
void StartTask03(void const* argument)
{
    /* USER CODE BEGIN StartTask03 */
	const uint8_t text[] = "HELLO TASK 2 ------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------
\r\n"; /* Infinite loop */ for (;;) { //xSemaphoreTake(mutex, portMAX_DELAY); // Получить мьютекс taskENTER_CRITICAL(); // Начало критической секции HAL_UART_Transmit(&huart1, text, sizeof(text) - 1, 0xFFFF); // Отправляем сообщение HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_7); taskEXIT_CRITICAL(); // Конец критической секции //xSemaphoreGive(mutex); // Отдать мьютекс osDelay(10); } /* USER CODE END StartTask03 */ }

     Скомпилируйте программу, прошейте микроконтроллер, подключитесь к терминалу и посмотрите результат, коллизий передачи данных быть не должно как на рисунке 1.

Рисунок 1

     Ниже приведен полный листинг программы:

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>&copy; Copyright (c) 2019 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.</center></h2>
  *
  * This software component is licensed by ST under Ultimate Liberty license
  * SLA0044, the "License"; You may not use this file except in compliance with
  * the License. You may obtain a copy of the License at:
  *                             www.st.com/SLA0044
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "semphr.h"
#include "task.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart1;

osThreadId defaultTaskHandle;
osThreadId uart_task_1Handle;
osThreadId uart_task_2Handle;
/* USER CODE BEGIN PV */
volatile xSemaphoreHandle mutex; // Дескриптор мьютекса
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
void StartDefaultTask(void const * argument);
void StartTask02(void const * argument);
void StartTask03(void const * argument);

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  mutex = xSemaphoreCreateMutex(); // Создаем мьютекс
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* Create the thread(s) */
  /* definition and creation of defaultTask */
  osThreadDef(defaultTask, StartDefaultTask, osPriorityNormal, 0, 128);
  defaultTaskHandle = osThreadCreate(osThread(defaultTask), NULL);

  /* definition and creation of uart_task_1 */
  osThreadDef(uart_task_1, StartTask02, osPriorityIdle, 0, 128);
  uart_task_1Handle = osThreadCreate(osThread(uart_task_1), NULL);

  /* definition and creation of uart_task_2 */
  osThreadDef(uart_task_2, StartTask03, osPriorityIdle, 0, 128);
  uart_task_2Handle = osThreadCreate(osThread(uart_task_2), NULL);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

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

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSE;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1;
  PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief USART1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */

  /* USER CODE END USART1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */

  /* USER CODE END USART1_Init 1 */
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart1.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart1.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */

  /* USER CODE END USART1_Init 2 */

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pins : PC6 PC7 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/* USER CODE BEGIN Header_StartDefaultTask */
/**
  * @brief  Function implementing the defaultTask thread.
  * @param  argument: Not used 
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void const * argument)
{

  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END 5 */ 
}

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask02 */
/**
* @brief Function implementing the uart_task_1 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask02 */
void StartTask02(void const* argument)
{
    /* USER CODE BEGIN StartTask02 */
	const uint8_t text[] = "HELLO TASK 1 ************************************************************
************************************************************
\r\n"; /* Infinite loop */ for (;;) { //xSemaphoreTake(mutex, portMAX_DELAY); // Получить мьютекс taskENTER_CRITICAL(); // Начало критической секции HAL_UART_Transmit(&huart1, text, sizeof(text) - 1, 0xFFFF); // Отправляем сообщение HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_6); taskEXIT_CRITICAL(); // Конец критической секции //xSemaphoreGive(mutex); // Отдать мьютекс osDelay(10); } /* USER CODE END StartTask02 */ } /* USER CODE BEGIN Header_StartTask03 */ /** * @brief Function implementing the uart_task_2 thread. * @param argument: Not used * @retval None */ /* USER CODE END Header_StartTask03 */ void StartTask03(void const* argument) { /* USER CODE BEGIN StartTask03 */ const uint8_t text[] = "HELLO TASK 2 ------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------
\r\n"; /* Infinite loop */ for (;;) { //xSemaphoreTake(mutex, portMAX_DELAY); // Получить мьютекс taskENTER_CRITICAL(); // Начало критической секции HAL_UART_Transmit(&huart1, text, sizeof(text) - 1, 0xFFFF); // Отправляем сообщение HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_7); taskEXIT_CRITICAL(); // Конец критической секции //xSemaphoreGive(mutex); // Отдать мьютекс osDelay(10); } /* USER CODE END StartTask03 */ } /** * @brief This function is executed in case of error occurrence. * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #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(char *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN 6 */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END 6 */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

Комментариев (0)

Написать комментарий

Имя *
E-mail
Введите комментарий *
Капча
11 + ? = 21