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事件Event：帶你體驗鴻蒙輕內核中一對多、多對多任務同步

摘要：本文通過分析鴻蒙輕內核事件模塊的源碼，深入掌握事件的使用。

本文分享自華為雲社區《鴻蒙輕內核M核源碼分析系列十二 事件Event》，原文作者：zhushy 。

事件（Event）是一種任務間通信的機制，可用於任務間的同步。多任務環境下，任務之間往往需要同步操作，一個等待即是一個同步。事件可以提供一對多、多對多的同步操作。本文通過分析鴻蒙輕內核事件模塊的源碼，深入掌握事件的使用。本文中所涉及的源碼，以OpenHarmony LiteOS-M內核為例，均可以在開源站點https://gitee.com/openharmony... 獲取。

接下來，我們看下事件的結構體，事件初始化，事件常用操作的源代碼。

1、事件結構體定義和常用宏定義

1.1 事件結構體定義

在文件kernel\include\los_event.h定義的事件控制塊結構體為EVENT_CB_S，結構體源代碼如下，結構體成員的解釋見註釋部分。

typedef struct tagEvent {
    UINT32 uwEventID;        /**< 事件ID，每一位標識一種事件類型 */
    LOS_DL_LIST stEventList; /**< 讀取事件的任務鏈表 */
} EVENT_CB_S, *PEVENT_CB_S;

1.2 事件常用宏定義

在讀事件時，可以選擇讀取模式。讀取模式由如下幾個宏定義：

  • 所有事件（LOS_WAITMODE_AND）：

邏輯與，基於接口傳入的事件類型掩碼eventMask，只有這些事件都已經發生才能讀取成功，否則該任務將阻塞等待或者返回錯誤碼。

  • 任一事件（LOS_WAITMODE_OR）：

邏輯或，基於接口傳入的事件類型掩碼eventMask，只要這些事件中有任一種事件發生就可以讀取成功，否則該任務將阻塞等待或者返回錯誤碼。

  • 清除事件（LOS_WAITMODE_CLR）：

這是一種附加讀取模式，需要與所有事件模式或任一事件模式結合使用（LOS_WAITMODE_AND | LOS_WAITMODE_CLR或 LOS_WAITMODE_OR | LOS_WAITMODE_CLR）。在這種模式下，當設置的所有事件模式或任一事件模式讀取成功後，會自動清除事件控制塊中對應的事件類型位。

#define LOS_WAITMODE_AND                   (4)

   #define LOS_WAITMODE_OR                    (2)

   #define LOS_WAITMODE_CLR                   (1)

3、事件常用操作

3.1 初始化事件

在使用事件前，必須使用函數UINT32 LOS_EventInit(PEVENT_CB_S eventCB)來初始化事件，需要的參數是結構體指針變量PEVENT_CB_S eventCB。分析下代碼，⑴處表示傳入的參數不能為空，否則返回錯誤碼。⑵處把事件編碼.uwEventID初始化為0，然後初始化雙向循環鏈表.stEventList，用於掛載讀取事件的任務。

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 LOS_EventInit(PEVENT_CB_S eventCB)
{
⑴  if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }
⑵  eventCB->uwEventID = 0;
    LOS_ListInit(&eventCB->stEventList);
    OsHookCall(LOS_HOOK_TYPE_EVENT_INIT);
    return LOS_OK;
}

3.2 校驗事件掩碼

我們可以使用函數UINT32 LOS_EventPoll(UINT32 *eventId, UINT32 eventMask, UINT32 mode)來校驗事件掩碼，需要的參數為事件結構體的事件編碼eventId、用户傳入的待校驗的事件掩碼eventMask及讀取模式mode，返回用户傳入的事件是否發生: 返回值為0時，表示用户預期的事件沒有發生，否則表示用户期望的事件發生。

我們看下源碼，⑴處先檢查傳入參數的合法性，事件編碼不能為空。然後執行⑵處的代碼進行校驗。如果是任一事件讀取模式，接下來的判斷不等於表示至少有一個事件發生了，返回值ret就表示哪些事件發生了。⑶如果是所有事情讀取模式，當邏輯與運算*eventId & eventMask還等於eventMask時，表示期望的事件全部發生了，返回值ret就表示哪些事件發生了。⑷處當ret不為0，期望的事件發生，並且是清除事件讀取模式時，需要把已經發生的事情進行清除。看來，這個函數不僅僅是查詢事件有沒有發生，還會有更新事件編碼的動作。

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 LOS_EventPoll(UINT32 *eventID, UINT32 eventMask, UINT32 mode)
{
    UINT32 ret = 0;
    UINT32 intSave;

⑴  if (eventID == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }
    intSave = LOS_IntLock();
⑵  if (mode & LOS_WAITMODE_OR) {
        if ((*eventID & eventMask) != 0) {
            ret = *eventID & eventMask;
        }
    } else {
⑶      if ((eventMask != 0) && (eventMask == (*eventID & eventMask))) {
            ret = *eventID & eventMask;
        }
    }
⑷  if (ret && (mode & LOS_WAITMODE_CLR)) {
        *eventID = *eventID & ~(ret);
    }
    LOS_IntRestore(intSave);
    return ret;
}

3.3 讀/寫事件

3.3.1 讀取指定事件類型

我們可以使用函數LOS_EventRead()來讀取事件，需要4個參數。eventCB是初始化好的事件結構體，eventMask表示需要讀取的事件掩碼，mode是上文説明過的讀取模式，timeout是讀取超時，單位是Tick。函數返回0時，表示期望的事件沒有發生，讀取事件失敗，進入阻塞。返回非0時表示期望的事件發生了，成功讀取事件。下面我們分析下函數的源碼來看看如何讀取事件的。

⑴處調用函數OsEventReadParamCheck()進行基礎的校驗，比如第25位保留不能使用，事件掩碼eventMask不能為零，讀取模式組合是否合法。⑵處表示不能中斷中讀取事件。⑶處調用校驗函數OsEventPoll()檢查事件eventMask是否發生。如果事件發生ret不為0，成功讀取直接返回。ret為0，事件沒有發生時，執行⑷，如果超時時間timeout為0，調用者不能等待時，直接返回。⑸如果鎖任務調度時，不能讀取事件，返回錯誤碼。

⑹更新當前任務的阻塞的事件掩碼.eventMask和事件讀取模式.eventMode。執行⑺調用函數OsSchedTaskWait更改當前任務的狀態為阻塞狀態，掛載到事件的任務阻塞鏈表上。如果timeout不是永久等待，還會把任務設置為OS_TASK_STATUS_PEND_TIME狀態並設置等待時間。⑻處觸發任務調度，後續程序需要等到讀取到事件才會繼續執行。

⑼如果等待時間超時，事件還不可讀，本任務讀取不到指定的事件時，返回錯誤碼。如果可以讀取到指定的事件時，執行⑽，檢查事件eventMask是否發生，然後返回結果值。

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 LOS_EventRead(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 eventMask, UINT32 mode, UINT32 timeOut)
{
    UINT32 ret;
    UINT32 intSave;
    LosTaskCB *runTsk = NULL;

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

⑵  if (OS_INT_ACTIVE) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_READ_IN_INTERRUPT;
    }
    intSave = LOS_IntLock();
⑶  ret = LOS_EventPoll(&(eventCB->uwEventID), eventMask, mode);
    OsHookCall(LOS_HOOK_TYPE_EVENT_READ, eventCB, eventMask, mode);
    if (ret == 0) {
⑷      if (timeOut == 0) {
            LOS_IntRestore(intSave);
            return ret;
        }

⑸      if (g_losTaskLock) {
            LOS_IntRestore(intSave);
            return LOS_ERRNO_EVENT_READ_IN_LOCK;
        }
        runTsk = g_losTask.runTask;
⑹      runTsk->eventMask = eventMask;
        runTsk->eventMode = mode;
⑺      OsSchedTaskWait(&eventCB->stEventList, timeOut);
        LOS_IntRestore(intSave);
⑻      LOS_Schedule();

⑼      intSave = LOS_IntLock();
        if (runTsk->taskStatus & OS_TASK_STATUS_TIMEOUT) {
            runTsk->taskStatus &= ~OS_TASK_STATUS_TIMEOUT;
            LOS_IntRestore(intSave);
            return LOS_ERRNO_EVENT_READ_TIMEOUT;
        }

⑽      ret = LOS_EventPoll(&eventCB->uwEventID, eventMask, mode);
    }

    LOS_IntRestore(intSave);
    return ret;
}

3.3.2 寫入指定的事件類型

我們可以使用函數UINT32 LOS_EventWrite(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 events)來寫入指定的事件類型。代碼如下所示：

下面通過分析源碼來看看如何寫入事件類型的。⑴處代碼把事件結構體的事件掩碼和要寫入的事件類型events進行邏輯或計算，來完成事件的寫入。⑵如果等待事件的任務鏈表不為空，需要處理寫入事件後是否有任務能讀取到相應的事件。⑶處for循環依次遍歷事件阻塞鏈表上的任務，⑷獲取下一個任務nextTask。⑸處
分不同的讀取模式判斷事件是否符合任務resumedTask讀取事件的要求，如果滿足讀取事件，執行⑹設置退出標記exitFlag，然後調用函數OsSchedTaskWake()把讀取事件的任務更改狀態並放入就緒隊列，繼續執行⑺，遍歷事件的阻塞任務鏈表中的每一個任務。⑻如果有任務讀取到事件，需要觸發任務調度。

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 LOS_EventWrite(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 events)
{
    LosTaskCB *resumedTask = NULL;
    LosTaskCB *nextTask = (LosTaskCB *)NULL;
    UINT32 intSave;
    UINT8 exitFlag = 0;
    if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }
    if ((eventCB->stEventList.pstNext == NULL) || (eventCB->stEventList.pstPrev == NULL)) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_NOT_INITIALIZED;
    }
    if (events & LOS_ERRTYPE_ERROR) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_SETBIT_INVALID;
    }
    intSave = LOS_IntLock();
⑴  eventCB->uwEventID |= events;
    OsHookCall(LOS_HOOK_TYPE_EVENT_WRITE, eventCB);
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;

                OsSchedTaskWake(resumedTask);
            }
⑺          resumedTask = nextTask;
        }

        if (exitFlag == 1) {
            LOS_IntRestore(intSave);
⑻          LOS_Schedule();
            return LOS_OK;
        }
    }

    LOS_IntRestore(intSave);
    return LOS_OK;
}

3.4 清除事件

我們可以使用函數UINT32 LOS_EventClear(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 eventMask)來清除指定的事件類型，下面通過分析源碼看看如何清除事件類型的。

函數參數為事件結構體eventCB和要清除的事件類型eventMask。清除事件時首先會進行結構體參數是否為空的校驗，這些比較簡單。⑴處把事件結構體的事件掩碼和要清除的事件類型eventMask進行邏輯與計算，來完成事件的清理。

LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_EventClear(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 eventMask)
{
    UINT32 intSave;
    if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }
    intSave = LOS_IntLock();
⑴  eventCB->uwEventID &= eventMask;
    LOS_IntRestore(intSave);
    OsHookCall(LOS_HOOK_TYPE_EVENT_CLEAR, eventCB);
    return LOS_OK;
}

3.5 銷燬事件

我們可以使用函數UINT32 LOS_EventDestroy(PEVENT_CB_S eventCB)來銷燬指定的事件控制塊，下面通過分析源碼看看如何銷燬事件的。

函數參數為事件結構體，銷燬事件時首先會進行結構體參數是否為空的校驗，這些比較簡單。⑴處如果事件的任務阻塞鏈表不為空，則不能銷燬事件。⑵把事件結構體的讀取事件的任務鏈表stEventList設置為空，完成事件的銷燬。

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 LOS_EventDestroy(PEVENT_CB_S eventCB)
{
    UINT32 intSave;
    if (eventCB == NULL) {
        return LOS_ERRNO_EVENT_PTR_NULL;
    }
    intSave = LOS_IntLock();

⑴  if (!LOS_ListEmpty(&eventCB->stEventList)) {
        LOS_IntRestore(intSave);
        return LOS_ERRNO_EVENT_SHOULD_NOT_DESTORY;
    }
⑵  eventCB->stEventList.pstNext = (LOS_DL_LIST *)NULL;
    eventCB->stEventList.pstPrev = (LOS_DL_LIST *)NULL;
    LOS_IntRestore(intSave);
    OsHookCall(LOS_HOOK_TYPE_EVENT_DESTROY);
    return LOS_OK;
}

小結

本文帶領大家一起剖析了鴻蒙輕內核的事件模塊的源代碼，包含事件的結構體、事件初始化、事件創建刪除、申請釋放等。感謝閲讀，如有任何問題、建議，都可以留言給我們： https://gitee.com/openharmony... 。為了更容易找到鴻蒙輕內核代碼倉，建議訪問 https://gitee.com/openharmony... ，關注Watch、點贊Star、並Fork到自己賬户下，謝謝。

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