OSAL 消息队列：ISR 到任务

使用 OSAL (Operating System Abstraction Layer) 信号量和消息队列，把中断事件安全地交给任务处理。前置阅读：OSAL 中断管理。

学习目标

理解 ISR (Interrupt Service Routine) 中只执行清中断、记录最小状态和通知任务
掌握 osal_msg_queue_create → osal_msg_queue_write_copy → osal_msg_queue_read_copy 的调用链
理解固定大小消息的副本传递语义和队列满处理
掌握不支持 ISR 直接写队列时的“信号量桥接任务”设计

设计约束

当前 SDK 的 osal_msg_queue_write_copy 和 osal_msg_queue_read_copy 不能在中断等不可阻塞上下文调用。因此 ISR 不能直接写消息队列。案例采用以下受支持的链路：

sequenceDiagram
    participant I as Timer2 ISR
    participant S as OSAL Semaphore
    participant B as Bridge Task
    participant Q as OSAL Queue
    participant W as Worker Task

    I->>I: 清中断并递增序号
    I->>S: osal_sem_up
    S-->>B: 唤醒
    B->>Q: 非阻塞写入事件副本
    Q-->>W: 阻塞读取
    W->>W: 处理并打印事件

这样既保持 ISR 足够短，又确保消息队列 API 只在任务上下文调用。

消息设计

typedef struct {
    uint32_t type;
    uint32_t sequence;
} msg_queue_event_t;

桥接任务使用非阻塞写入，工作任务可以阻塞等待。消息队列传递的是结构体副本，工作任务不会引用 ISR 或其他任务的栈内存；不要从 ISR 投递指向栈变量的指针。

案例说明

案例使用 Timer2 每秒产生一次真实硬件中断。ISR 清除中断、更新序号并释放二值信号量；桥接任务被唤醒后把事件写入深度为 4 的队列；工作任务阻塞读取并打印事件类型和序号。

参数	值	说明
中断源	Timer2	无需外接硬件
中断周期	1 秒	便于串口观察
队列深度	4	可缓存短时突发
消息大小	`sizeof(msg_queue_event_t)`	创建、写入和读取保持一致
桥接任务优先级	`OSAL_TASK_PRIORITY_MIDDLE`	尽快把中断通知转换为消息
工作任务优先级	`OSAL_TASK_PRIORITY_LOW`	在任务上下文处理业务

桥接任务使用 OSAL_MSGQ_NO_WAIT 非阻塞写入。队列满时丢弃当前事件并打印：

[msg_queue] queue full, dropped sequence=<n>

队列持续满通常表示工作任务处理过慢或消息模型不合理，不应只靠无限增大队列掩盖问题。

源码路径

application/samples/os/ipc/osal_msg_queue/
├── CMakeLists.txt
└── osal_msg_queue_sample.c

对应配置项为 CONFIG_SAMPLE_SUPPORT_OSAL_MSG_QUEUE。

案例操作指导

第一步：编译

fbb config set CONFIG_SAMPLE_ENABLE=y --target ws63-liteos-app
fbb config set CONFIG_ENABLE_OS_SAMPLE=y --target ws63-liteos-app
fbb config set CONFIG_SAMPLE_SUPPORT_OSAL_MSG_QUEUE=y --target ws63-liteos-app
fbb build ws63-liteos-app

更多编译选项请参考构建操作。

第二步：烧录

fbb flash ws63-liteos-app

第三步：验证

[msg_queue] started: ISR -> semaphore -> queue -> worker
[msg_queue] worker received type=1 sequence=1
[msg_queue] worker received type=1 sequence=2
[msg_queue] worker received type=1 sequence=3

序号持续递增，说明 Timer2 ISR、信号量、桥接任务、消息队列和工作任务链路均正常。

上板验证结果

案例已在 WS63 开发板 COM16 上完成验证。固件成功烧录 7 个分区，串口在复位后匹配：

[msg_queue] worker received type=1 sequence=1