聊聊LiteOS事件模块的结构体、初始化及常用操作

华为云开发者社区
摘要:本文通过分析LiteOS事件模块的源码,深入掌握事件的使用。

本文分享自华为云社区《LiteOS内核源码分析系列九 事件Event》,原文作者:zhushy 。

事件(Event)是一种任务间通信的机制,可用于任务间的同步。多任务环境下,任务之间往往需要同步操作,一个等待即是一个同步。事件可以提供一对多、多对多的同步操作。本文通过分析LiteOS事件模块的源码,深入掌握事件的使用。

LiteOS事件模块的源代码,均均可以在LiteOS开源站点https://gitee.com/LiteOS/LiteOS 获取。事件源代码、开发文档,示例程序代码如下:

  • LiteOS内核事件源代码

包括事件的私有头文件kernel\base\include\los_event_pri.h、头文件kernel\include\los_event.h、C源代码文件kernel\base\los_event.c。

  • 开发指南文档–事件

在线文档https://gitee.com/LiteOS/Lite...

接下来,我们看下事件的结构体,事件初始化,事件常用操作的源代码。

1、事件结构体定义和常用宏定义

1.1 事件结构体定义

在文件kernel\base\include\los_event.h定义的事件控制块结构体为EVENT_CB_S,结构体源代码如下,结构体成员的解释见注释部分。

typedef struct tagEvent {
    UINT32 uwEventID;        /**< 事件ID,每一位标识一种事件类型 */
    LOS_DL_LIST stEventList; /**< 读取事件的任务链表 */
} EVENT_CB_S, *PEVENT_CB_S;

开启兼容POSIX的宏时LOSCFG_COMPAT_POSIX时,在文件kernel\base\include\los_event_pri.h还定义了结构体EventCond,如下:

#ifdef LOSCFG_COMPAT_POSIX
typedef struct {
    volatile INT32 *realValue;
    INT32 value;
    UINT32 clearEvent;
} EventCond;

1.2 事件常用宏定义

系统是否支持事件可以通过宏LOSCFG_BASE_IPC_EVENT来配置,默认开启支持。在读事件时,可以选择读取模式。读取模式由如下几个宏定义:

  • 所有事件(LOS_WAITMODE_AND):

逻辑与,基于接口传入的事件类型掩码eventMask,只有这些事件都已经发生才能读取成功,否则该任务将阻塞等待或者返回错误码。

  • 任一事件(LOS_WAITMODE_OR):

逻辑或,基于接口传入的事件类型掩码eventMask,只要这些事件中有任一种事件发生就可以读取成功,否则该任务将阻塞等待或者返回错误码。

  • 清除事件(LOS_WAITMODE_CLR):

这是一种附加读取模式,需要与所有事件模式或任一事件模式结合使用(LOS_WAITMODE_AND | LOS_WAITMODE_CLR或 LOS_WAITMODE_OR | LOS_WAITMODE_CLR)。在这种模式下,当设置的所有事件模式或任一事件模式读取成功后,会自动清除事件控制块中对应的事件类型位。

#  define LOS_WAITMODE_AND                    4U

   #define LOS_WAITMODE_OR                     2U

   #define LOS_WAITMODE_CLR                    1U

2、事件常用操作

2.1 初始化事件

在使用事件前,必须使用函数UINT32 LOS_EventInit(PEVENT_CB_S eventCB)来初始化事件,需要的参数是结构体PEVENT_CB_S eventCB。分析下代码,⑴处表示传入的参数不能为空,否则返回错误码。⑵关中断后,事件.uwEventID初始化为0,然后初始化双向循环链表.stEventList,用于挂在读取事件的任务。

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 LOS_EventInit(PEVENT_CB_S eventCB)
{
    UINT32 intSave;

    LOS_TRACE(EVENT_CREATE, (UINTPTR)eventCB);

⑴  if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }

    intSave = LOS_IntLock();
⑵  eventCB->uwEventID = 0;
    LOS_ListInit(&eventCB->stEventList);
    LOS_IntRestore(intSave);
    return LOS_OK;
}

2.2 校验事件掩码

我们可以使用函数UINT32 LOS_EventPoll(UINT32 *eventId, UINT32 eventMask, UINT32 mode)来校验事件掩码,需要的参数为事件结构体的事件编码eventId、用户传入的待校验的事件掩码eventMask及读取模式mode,返回用户传入的事件是否发生。返回值为0时表示用户预期的事件没有发生,否则表示用户期望的事件发生。我们看下源码,⑴处先检查传入参数的合法性,然后执行⑵处的函数OsEventPoll()进行校验。

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 LOS_EventPoll(UINT32 *eventId, UINT32 eventMask, UINT32 mode)
{
    UINT32 ret;
    UINT32 intSave;

⑴  ret = OsEventParamCheck((VOID *)eventId, eventMask, mode);
    if (ret != LOS_OK) {
        return ret;
    }

    SCHEDULER_LOCK(intSave);
⑵  ret = OsEventPoll(eventId, eventMask, mode);
    SCHEDULER_UNLOCK(intSave);
    return ret;
}

我们继续看下函数OsEventPoll()。如果是任一事件读取模式,接下来的判断不等于表示至少有一个事件发生了,返回值ret就表示哪些事件发生了。⑵如果是所有事情读取模式,当逻辑与运算*eventId & eventMask还等于eventMask时,表示期望的事件全部发生了,返回值ret就表示哪些事件发生了。⑶当ret不为0,期望的事件发生,并且是清除事件读取模式时,需要把已经发生的事情进行清除。看来,这个函数不仅仅是查询事件有没有发生,还会有更新事件编码的动作。

LITE_OS_SEC_TEXT STATIC UINT32 OsEventPoll(UINT32 *eventId, UINT32 eventMask, UINT32 mode)
{
    UINT32 ret = 0;

    LOS_ASSERT(ArchIntLocked());
    LOS_ASSERT(LOS_SpinHeld(&g_taskSpin));

⑴  if (mode & LOS_WAITMODE_OR) {
        if ((*eventId & eventMask) != 0) {
            ret = *eventId & eventMask;
        }
    } else {
⑵      if ((eventMask != 0) && (eventMask == (*eventId & eventMask))) {
            ret = *eventId & eventMask;
        }
    }

⑶  if (ret && (mode & LOS_WAITMODE_CLR)) {
        *eventId = *eventId & ~ret;
    }

    return ret;
}

2.3 读/写事件

2.3.1 读取指定事件类型

我们可以使用函数LOS_EventRead()来读取事件,需要4个参数。eventCB是初始化好的事件结构体,eventMask表示需要读取的事件掩码,mode是上文说明过的读取模式,timeout是读取超时,单位是Tick。该函数又进一步调用函数OsEventRead()实现事件的读取,如下:

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 LOS_EventRead(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 eventMask, UINT32 mode, UINT32 timeout)
{
    return OsEventRead(eventCB, eventMask, mode, timeout, FALSE);
}

下面通过分析函数OsEventRead()的源码看看如何读取事件的。函数参数多了个BOOL once,表示是否只读取一次,对于函数LOS_EventRead(),once取值FALSE。

⑴处调用函数OsEventReadCheck()进行基础的校验,比如第25位保留不能使用,事件掩码eventMask不能为零,读取模式组合是否合法,不能中断中读取事件。如果是系统任务读取事件,会打印警告信息。然后⑵继续调用函数OsEventReadImp()来读取事件。

LITE_OS_SEC_TEXT STATIC UINT32 OsEventRead(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 eventMask, UINT32 mode,
                                           UINT32 timeout, BOOL once)
{
    UINT32 ret;
    UINT32 intSave;

⑴  ret = OsEventReadCheck(eventCB, eventMask, mode);
    if (ret != LOS_OK) {
        return ret;
    }

    LOS_TRACE(EVENT_READ, (UINTPTR)eventCB, eventCB->uwEventID, eventMask, mode, timeout);

    SCHEDULER_LOCK(intSave);
⑵  ret = OsEventReadImp(eventCB, eventMask, mode, timeout, once, &intSave);
    SCHEDULER_UNLOCK(intSave);
    return ret;
}

我们继续分析下函数OsEventReadImp()。⑴处当once为假时,调用校验函数OsEventPoll()检查事件eventMask是否发生。如果事件发生ret不为0,直接返回。ret为0,事件没有发生时,执行⑵,如果超时时间timeout为0,调用者不能等待时,直接返回。⑶如果锁任务调度时,不能读取事件,返回错误码。

⑷更新当前任务的阻塞的事件掩码.eventMask和事件读取模式.eventMode。执行⑸,更改当前任务的状态不再是就绪状态,设置为阻塞状态,挂在事件的任务阻塞链表上。如果timeout不是永久等待,还会把任务挂在定时器排序链表里。⑹处触发任务调度,后续程序需要等到读取到事件才会继续执行。

⑺如果等待时间超时,事件还不可读,本任务读取不到指定的事件时,返回错误码。如果可以读取到指定的事件时,执行⑻,检查事件eventMask是否发生,然后返回结果值。

LITE_OS_SEC_TEXT STATIC UINT32 OsEventReadImp(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 eventMask, UINT32 mode,
                                              UINT32 timeout, BOOL once, UINT32 *intSave)
{
    UINT32 ret = 0;
    LosTaskCB *runTask = OsCurrTaskGet();

⑴  if (once == FALSE) {
        ret = OsEventPoll(&eventCB->uwEventID, eventMask, mode);
    }

 ⑵ if (ret == 0) {
        if (timeout == 0) {
            return ret;
        }

⑶      if (!OsPreemptableInSched()) {
            return LOS_ERRNO_EVENT_READ_IN_LOCK;
        }

⑷      runTask->eventMask = eventMask;
        runTask->eventMode = mode;

⑸      OsTaskWait(&eventCB->stEventList, OS_TASK_STATUS_PEND, timeout);

⑹      OsSchedResched();

        SCHEDULER_UNLOCK(*intSave);
        SCHEDULER_LOCK(*intSave);

⑺      if (runTask->taskStatus & OS_TASK_STATUS_TIMEOUT) {
            runTask->taskStatus &= ~OS_TASK_STATUS_TIMEOUT;
            return LOS_ERRNO_EVENT_READ_TIMEOUT;
        }

⑻      ret = OsEventPoll(&eventCB->uwEventID, eventMask, mode);
    }
    return ret;
}

2.3.2 写入指定的事件类型

我们可以使用函数UINT32 LOS_EventWrite(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 events)来写入指定的事件类型。该函数又进一步调用函数OsEventWrite()实现事件的写入,如下所示:

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 LOS_EventWrite(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 events)
{
    return OsEventWrite(eventCB, events, FALSE);
}

下面通过分析OsEventWrite()的源码看看如何写入事件类型的。函数参数多了个BOOL once,表示是否只读取一次,对于函数LOS_EventWrite(),once取值FALSE。⑴处代码把事件结构体的事件掩码和要写入的事件类型events进行逻辑或计算,来完成事件的写入。⑵如果等待事件的任务链表不为空,需要处理写入事件后是否有任务能读取到相应的事件。⑶处for循环依次遍历事件阻塞链表上的任务,⑷获取下一个任务nextTask。⑸处分不同的读取模式判断事件是否符合任务resumedTask读取事件的要求,如果满足读取事件,执行⑹设置退出标记exitFlag,然后调用函数OsTaskWake()把读取事件的任务更改状态并放入就绪队列。⑺处如果参数once为真,则只处理事件的阻塞任务链表中的第一个任务。如果为假,继续执行⑻,遍历事件的阻塞任务链表中的每一个任务。⑼如果有任务读取到事件,需要触发任务调度。

LITE_OS_SEC_TEXT STATIC UINT32 OsEventWrite(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 events, BOOL once)
{
    LosTaskCB *resumedTask = NULL;
    LosTaskCB *nextTask = NULL;
    UINT32 intSave;
    UINT8 exitFlag = 0;

    if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }

    if (events & LOS_ERRTYPE_ERROR) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_SETBIT_INVALID;
    }

    LOS_TRACE(EVENT_WRITE, (UINTPTR)eventCB, eventCB->uwEventID, events);

    SCHEDULER_LOCK(intSave);

⑴  eventCB->uwEventID |= events;
⑵  if (!LOS_ListEmpty(&eventCB->stEventList)) {
⑶      for (resumedTask = LOS_DL_LIST_ENTRY((&eventCB->stEventList)->pstNext, LosTaskCB, pendList);
             &resumedTask->pendList != &eventCB->stEventList;) {
⑷          nextTask = LOS_DL_LIST_ENTRY(resumedTask->pendList.pstNext, LosTaskCB, pendList);
⑸          if (((resumedTask->eventMode & LOS_WAITMODE_OR) && ((resumedTask->eventMask & events) != 0)) ||
                ((resumedTask->eventMode & LOS_WAITMODE_AND) &&
                 ((resumedTask->eventMask & eventCB->uwEventID) == resumedTask->eventMask))) {
⑹              exitFlag = 1;
                OsTaskWake(resumedTask, OS_TASK_STATUS_PEND);
            }
⑺          if (once == TRUE) {
                break;
            }
⑻          resumedTask = nextTask;
        }
    }

    SCHEDULER_UNLOCK(intSave);

    if (exitFlag == 1) {
⑼      LOS_MpSchedule(OS_MP_CPU_ALL);
        LOS_Schedule();
    }
    return LOS_OK;
}

2.4 清除事件

我们可以使用函数UINT32 LOS_EventClear(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 events)来清除指定的事件类型,下面通过分析源码看看如何清除事件类型的。

函数参数为事件结构体eventCB和要清除的事件类型events。清除事件时首先会进行结构体参数是否为空的校验,这些比较简单。⑴处把事件结构体的事件掩码和要清除的事件类型events进行逻辑与计算,来完成事件的清理。

LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_EventClear(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 events)
{
    UINT32 intSave;

    if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }

    LOS_TRACE(EVENT_CLEAR, (UINTPTR)eventCB, eventCB->uwEventID, events);

    SCHEDULER_LOCK(intSave);
⑴  eventCB->uwEventID &= events;
    SCHEDULER_UNLOCK(intSave);

    return LOS_OK;
}

2.5 销毁事件

我们可以使用函数UINT32 LOS_EventDestroy(PEVENT_CB_S eventCB)来销毁指定的事件控制块,下面通过分析源码看看如何销毁事件的。

函数参数为事件结构体,销毁事件时首先会进行结构体参数是否为空的校验,这些比较简单。⑴处如果事件的任务阻塞链表不为空,则不能销毁事件。⑵把事件结构体的事件掩码设置为0,完成事件的销毁。

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 LOS_EventDestroy(PEVENT_CB_S eventCB)
{
    UINT32 intSave;
    UINT32 ret = LOS_OK;

    if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }

    SCHEDULER_LOCK(intSave);
⑴  if (!LOS_ListEmpty(&eventCB->stEventList)) {
        ret = LOS_ERRNO_EVENT_SHOULD_NOT_DESTORY;
        goto OUT;
    }

⑵  eventCB->uwEventID = 0;
OUT:
    SCHEDULER_UNLOCK(intSave);

    LOS_TRACE(EVENT_DELETE, (UINTPTR)eventCB, ret);
    return ret;
}

小结

本文带领大家一起剖析了LiteOS事件模块的源代码,包含事件的结构体、事件初始化、事件创建删除、申请释放等。感谢阅读,如有任何问题、建议,都可以留言给我们: https://gitee.com/LiteOS/Lite... 。为了更容易找到LiteOS代码仓,建议访问 https://gitee.com/LiteOS/LiteOS ,关注Watch、点赞Star、并Fork到自己账户下.谢谢。

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