事件Event：带你体验鸿蒙轻内核中一对多、多对多任务同步
摘要：本文通过分析鸿蒙轻内核事件模块的源码，深入掌握事件的使用。
本文分享自华为云社区《鸿蒙轻内核M核源码分析系列十二 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。本文通过分析鸿蒙轻内核事件模块的源码，深入掌握事件的使用。本文中所涉及的源码，以OpenHarmony LiteOS-M内核为例， 均可以在开源站点https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_m 获取。
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\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;1.2 事件常用宏定义
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 (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指针变量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处把事件编码.uwEventID初始化为0，然后初始化双向循环链表.stEventList，用于挂载读取事件的任务。
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，事件编码不能为空。然后执行⑵处的代码进行校验。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。⑶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。⑷处当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 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 读/写事件
3.3.1 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。函数返回0时，表示期望的事件没有发生，读取事件失败，进入阻塞。返回非0时表示期望的事件发生了，成功读取事件。下面我们分析下函数的源码来看看如何读取事件的。
⑴处调用函数OsEventReadParamCheck()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。⑵处表示不能中断中读取事件。⑶处调用校验函数OsEventPoll()检查事件eventMask是否发生。如果事件发生ret不为0，成功读取直接返回。ret为0，事件没有发生时，执行⑷，如果超时时间timeout为0，调用者不能等待时，直接返回。⑸如果锁任务调度时，不能读取事件，返回错误码。
⑹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⑺调用函数OsSchedTaskWait更改当前任务的状态为阻塞状态，挂载到事件的任务阻塞链表上。如果timeout不是永久等待，还会把任务设置为OS_TASK_STATUS_PEND_TIME状态并设置等待时间。⑻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。
⑼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⑽，检查事件eventMask是否发生，然后返回结果值。
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 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。代码如下所示：
下面通过分析源码来看看如何写入事件类型的。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OsSchedTaskWake()把读取事件的任务更改状态并放入就绪队列，继续执行⑺，遍历事件的阻塞任务链表中的每一个任务。⑻如果有任务读取到事件，需要触发任务调度。
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
我们可以使用函数UINT32 LOS_EventClear(PEVENT_CB_S eventCB, UINT32 eventMask)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eventMask。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eventMask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 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 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把事件结构体的读取事件的任务链表stEventList设置为空，完成事件的销毁。
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;
}小结
本文带领大家一起剖析了鸿蒙轻内核的事件模块的源代码，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/openharmony/kernel_liteos_m/issues 。为了更容易找到鸿蒙轻内核代码仓，建议访问 https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_m ，关注Watch、点赞Star、并Fork到自己账户下，谢谢。
