本篇内容介绍了“TencentOS tiny事件的原理以及相关操作介绍”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
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在操作系统中,事件
是一种内核资源,主要用于任务与任务间、中断与任务间
的同步
,不提供
数据传输功能!
与使用信号量
同步有细微的差别:事件它可以实现一对多,多对多的同步。即一个任务可以等待多个事件的发生:可以是任意一个事件发生时唤醒任务进行事件处理;也可以是几个事件都发生后才唤醒任务进行事件处理。同样,也可以是多个任务同步多个事件。
每一个事件组只需要极少的RAM
空间来保存事件旗标,一个事件(控制块)
中包含了一个旗标
,这个旗标
的每一位表示一个“事件
”,旗标存储在一个k_event_flag_t
类型的变量中(名字叫flag
,旗标简单理解就是事件标记变量
),该变量在事件控制块中被定义,每一位代表一个事件,任务通过“逻辑与”
或“逻辑或”
与一个或多个事件建立关联,在事件发生时任务将被唤醒。
事件“逻辑或”是独立型同步
,指的是任务所等待的若干事件中任意一个事件发生即可被唤醒;
事件“逻辑与”则是关联型同步
,指的是任务所等待的若干事件中全部都
发生时才被唤醒。
事件是一种实现任务间通信的机制,可用于实现任务间的同步,但事件无数据传输。多任务环境下,任务、中断之间往往需要同步操作,一个事件发生会告知等待中的任务,即形成一个任务与任务、中断与任务间的同步。
事件无排队性
,即多次向任务设置同一事件(如果任务还未来得及读走),等效于只设置一次。
此外事件可以提供一对多、多对多的同步操作。
一对多
同步模型:一个任务等待多个事件的触发,这种情况是比较常见的;
多对多
同步模型:多个任务等待多个事件的触发,任务可以通过设置事件位来实现事件的触发和等待操作。
TencentOS tiny
通过事件控制块操作事件,其数据类型为k_event_t
,事件控制块由多个元素组成。
pend_obj
有点类似于面向对象的继承,继承一些属性,里面有描述内核资源的类型(如互斥锁、队列、互斥量等,同时还有一个等待列表list
)。
flag
是旗标,一个32位的变量,因此每个事件控制块最多只能标识32个事件发生!
typedef struct k_event_st { pend_obj_t pend_obj; k_event_flag_t flag; } k_event_t;
typedef struct k_task_st { ··· k_opt_t opt_event_pend; /**< 等待事件的的操作类型:TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY 、 TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL */ k_event_flag_t flag_expect; /**< 期待发生的事件 */ k_event_flag_t *flag_match; /**< 等待到的事件(匹配的事件) */ ··· } k_task_t;
在tos_config.h
中,配置事件开关的宏定义是TOS_CFG_EVENT_EN
#define TOS_CFG_EVENT_EN 1u
在tos_event.h
中,存在一些宏定义是用于操作事件的(opt选项
):
// if we are pending an event, for any flag we expect is set is ok, this flag should be passed to tos_event_pend #define TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY (k_opt_t)0x0001 // if we are pending an event, must all the flag we expect is set is ok, this flag should be passed to tos_event_pend #define TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL (k_opt_t)0x0002 #define TOS_OPT_EVENT_PEND_CLR (k_opt_t)0x0004
TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY
:任务在等待任意一个事件发生,即“逻辑或”!
TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL
:任务在等待所有事件发生,即“逻辑与”!
TOS_OPT_EVENT_PEND_CLR
:清除等待到的事件旗标,可以与TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY
、TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL
混合使用(通过“|”
运算符)。
除此之外还有一个枚举类型的数据结构,用于发送事件时的选项操作,可以在发送事件时清除事件旗标的其他位(即覆盖,影响其他事件),也可以保持原本旗标中的其他位(不覆盖,不影响其他事件)。
typedef enum opt_event_post_en { OPT_EVENT_POST_KEP, OPT_EVENT_POST_CLR, } opt_event_post_t;
系统中每个事件都有对应的事件控制块,事件控制块中包含了事件的所有信息,比如它的等待列表、它的资源类型,以及它的事件旗标值,那么可以想象一下,创建事件的本质是不是就是对事件控制块进行初始化呢?很显然就是这样子的。因为在后续对事件的操作都是通过事件控制块来操作的,如果控制块没有信息,那怎么能操作嘛~
创建事件函数是tos_event_create()
,传入一个事件控制块的指针*event
,除此之外还可以指定事件初始值init_flag
。
事件的创建实际上就是调用pend_object_init()
函数将事件控制块中的event->pend_obj
成员变量进行初始化,它的资源类型被标识为PEND_TYPE_EVENT
。然后将event->flag
成员变量设置为事件旗标初始值init_flag
。
__API__ k_err_t tos_event_create(k_event_t *event, k_event_flag_t init_flag) { TOS_PTR_SANITY_CHECK(event); pend_object_init(&event->pend_obj, PEND_TYPE_EVENT); event->flag = init_flag; return K_ERR_NONE; }
事件销毁函数是根据事件控制块直接销毁的,销毁之后事件的所有信息都会被清除,而且不能再次使用这个事件,当事件被销毁时,其等待列表中存在任务,系统有必要将这些等待这些任务唤醒,并告知任务事件已经被销毁了PEND_STATE_DESTROY
。然后产生一次任务调度以切换到最高优先级任务执行。
TencentOS tiny
对事件销毁的处理流程如下:
调用pend_is_nopending()
函数判断一下是否有任务在等待事件
如果有任务在等待事件则调用pend_wakeup_all()
函数将这些任务唤醒,并且告知等待任务事件已经被销毁了(即设置任务控制块中的等待状态成员变量pend_state
为PEND_STATE_DESTROY
)。
调用pend_object_deinit()
函数将事件控制块中的内容清除,最主要的是将控制块中的资源类型设置为PEND_TYPE_NONE
,这样子就无法使用这个事件了。
将event->flag
成员变量恢复为默认值0
。
进行任务调度knl_sched()
注意:如果事件控制块的RAM是由编译器静态分配
的,所以即使是销毁了事件,这个内存也是没办法释放的。当然你也可以使用动态内存为事件控制块分配内存,只不过在销毁后要将这个内存释放掉,避免内存泄漏。
__API__ k_err_t tos_event_destroy(k_event_t *event) { TOS_CPU_CPSR_ALLOC(); TOS_PTR_SANITY_CHECK(event); #if TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN > 0u if (!pend_object_verify(&event->pend_obj, PEND_TYPE_EVENT)) { return K_ERR_OBJ_INVALID; } #endif TOS_CPU_INT_DISABLE(); if (!pend_is_nopending(&event->pend_obj)) { pend_wakeup_all(&event->pend_obj, PEND_STATE_DESTROY); } pend_object_deinit(&event->pend_obj); event->flag = (k_event_flag_t)0u; TOS_CPU_INT_ENABLE(); knl_sched(); return K_ERR_NONE; }
tos_event_pend()
函数用于获取事件,通过这个函数,就可以知道事件旗标
中的哪一位
被置1
,即哪一个事件发生了,然后任务可以对等待的事件指定“逻辑与”、“逻辑或”
进行等待操作(opt_pend选项
)。
并且这个函数实现了等待超时
机制,且仅当任务等待的事件发生时,任务才能等待到事件。当事件未发生的时候,等待事件的任务会进入阻塞态,阻塞时间timeout
由用户指定,在这段时间中,如果事件一直没发生,该任务将保持阻塞状态以等待事件发生。当其它任务或中断服务程序往其等待的事件旗标设置对应的标志位,该任务将自动由阻塞态转为就绪态。当任务等待的时间超过了指定的阻塞时间,即使事件还未发生,任务也会自动从阻塞态转移为就绪态。这样子很有效的体现了操作系统的实时性。
任务获取了某个事件时,可以选择清除事件操作。
等待事件的操作不允许在中断上下文环境运行!
等待事件的过程如下:
首先检测传入的参数是否正确。,注意opt_pend
的选项必须存在TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL
或者 TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY
之一,且二者不允许同时存在(互斥
)。
调用event_is_match()
函数判断等待的事件是否已发生(即任务等待的事件与事件控制块中的旗标是否匹配
)。
在event_is_match()
函数中会根据等待选项opt_pend
是等待任意一个事件(TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY
)还是等待所有事件(TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY
)做出是否匹配的判断,如果是匹配了则返回K_TRUE
,反之返回K_FALSE
,同时等待到的事件通过flag_match
变量返回(已发生匹配)。对于等待所有时间的选项,当且仅当所有事件都发生是才算匹配:(event & flag_expect) == flag_expect)
,对于等待任意一个事件的选项,有其中一个事件发生都算匹配:(event & flag_expect)
。
如果事件未发生则可能会阻塞当前获取的任务,看一下用户指定的阻塞时间timeout
是否为不阻塞TOS_TIME_NOWAIT
,如果不阻塞则直接返回K_ERR_PEND_NOWAIT
错误代码。
如果调度器被锁了knl_is_sched_locked()
,则无法进行等待操作,返回错误代码K_ERR_PEND_SCHED_LOCKED
,毕竟需要切换任务,调度器被锁则无法切换任务。
将任务控制块中关于事件的变量设置一下,即设置任务期望等待的事件k_curr_task->flag_expect
,任务匹配的事件k_curr_task->flag_match
,以及任务等待事件的选项k_curr_task->opt_event_pend
。
调用pend_task_block()
函数将任务阻塞,该函数实际上就是将任务从就绪列表中移除k_rdyq.task_list_head[task_prio]
,并且插入到等待列表中object->list
,如果等待的时间不是永久等待TOS_TIME_FOREVER
,还会将任务插入时间列表中k_tick_list
,阻塞时间为timeout
,然后进行一次任务调度knl_sched()
。
当程序能继续往下执行时,则表示任务等待到事件
,又或者等待发生了超时
,任务就不需要等待事件了,此时将任务控制块中的内容清空,即清空任务期望等待的事件k_curr_task->flag_expect
,任务匹配的事件k_curr_task->flag_match
,以及任务等待事件的选项k_curr_task->opt_event_pend
,同时还调用pend_state2errno()
函数获取一下任务的等待状态,看一下是哪种情况导致任务恢复运行,并且将结果返回给调用等待事件函数的任务。
注意:当等待事件的任务能从阻塞中恢复运行,也不一定是等待到事件发生,也有可能是发生了超时,因此在写程序的时候必须要判断一下等待的事件状态,如果是K_ERR_NONE
则表示获取成功!
代码如下:
__STATIC__ int event_is_match(k_event_flag_t event, k_event_flag_t flag_expect, k_event_flag_t *flag_match, k_opt_t opt_pend) { if (opt_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL) { if ((event & flag_expect) == flag_expect) { *flag_match = flag_expect; return K_TRUE; } } else if (opt_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY) { if (event & flag_expect) { *flag_match = event & flag_expect; return K_TRUE; } } return K_FALSE; } __API__ k_err_t tos_event_pend(k_event_t *event, k_event_flag_t flag_expect, k_event_flag_t *flag_match, k_tick_t timeout, k_opt_t opt_pend) { TOS_CPU_CPSR_ALLOC(); TOS_PTR_SANITY_CHECK(event); TOS_PTR_SANITY_CHECK(flag_match); TOS_IN_IRQ_CHECK(); #if TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN > 0u if (!pend_object_verify(&event->pend_obj, PEND_TYPE_EVENT)) { return K_ERR_OBJ_INVALID; } #endif if (!(opt_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL) && !(opt_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY)) { return K_ERR_EVENT_PEND_OPT_INVALID; } if ((opt_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_ALL) && (opt_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_ANY)) { return K_ERR_EVENT_PEND_OPT_INVALID; } TOS_CPU_INT_DISABLE(); if (event_is_match(event->flag, flag_expect, flag_match, opt_pend)) { if (opt_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_CLR) { // destroy the bridge after get across the river event->flag = (k_event_flag_t)0u; } TOS_CPU_INT_ENABLE(); return K_ERR_NONE; } if (timeout == TOS_TIME_NOWAIT) { TOS_CPU_INT_ENABLE(); return K_ERR_PEND_NOWAIT; } if (knl_is_sched_locked()) { TOS_CPU_INT_ENABLE(); return K_ERR_PEND_SCHED_LOCKED; } k_curr_task->flag_expect = flag_expect; k_curr_task->flag_match = flag_match; k_curr_task->opt_event_pend = opt_pend; pend_task_block(k_curr_task, &event->pend_obj, timeout); TOS_CPU_INT_ENABLE(); knl_sched(); k_curr_task->flag_expect = (k_event_flag_t)0u; k_curr_task->flag_match = (k_event_flag_t *)K_NULL; k_curr_task->opt_event_pend = (k_opt_t)0u; return pend_state2errno(k_curr_task->pend_state); }
TencentOS tiny
提供两个函数发送事件,分别是:tos_event_post()
与tos_event_post_keep()
,两个函数本质上都是调用同一个函数event_do_post()
去实现发送事件的操作的,只不过选项是不同而已,使用tos_event_post()
函数会覆盖写入指定的事件,可能影响其他已发生的事件,而tos_event_post_keep()
函数则可以保持其他事件位不改变的同时发生事件,在实际情况中后者更常用。
此函数用于将已发生的事件写入事件旗标中指定的位,当对应的位被置1之后,等待事件的任务将可能被恢复,此时需要遍历等待在事件对象上的事件等待列表,判断是否有任务期望的事件
与当前事件旗标
的值匹配,如果有,则唤醒该任务。
简单来说,就是设置自己定义的事件标志位为1,并且看看有没有任务在等待这个事件,有的话就唤醒它。
TencentOS tiny
中设计的很好的地方就是简单与低耦合,这两个api接口本质上都是调用event_do_post()
函数去发生事件,只是通过opt_post
参数不同选择不同的处理方法。
在event_do_post()
函数中的处理也是非常简单明了的,其执行思路如下:
首先判断一下发生事件的方式opt_post
,如果是OPT_EVENT_POST_KEP
则采用或运算“|”
写入事件旗标,否则直接赋值。
使用TOS_LIST_FOR_EACH_SAFE
遍历等待在事件对象上的事件等待列表,通过event_is_match()
函数判断是否有任务期望的事件
与当前事件旗标
的值匹配,如果有则调用pend_task_wakeup()
函数唤醒对应的任务。
如果唤醒的等待任务指定了清除对应的事件,那么将清除事件的旗标值。
最后进行一次任务调度knl_sched()
。
__STATIC__ k_err_t event_do_post(k_event_t *event, k_event_flag_t flag, opt_event_post_t opt_post) { TOS_CPU_CPSR_ALLOC(); k_task_t *task; k_list_t *curr, *next; #if TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN > 0u if (!pend_object_verify(&event->pend_obj, PEND_TYPE_EVENT)) { return K_ERR_OBJ_INVALID; } #endif if (opt_post == OPT_EVENT_POST_KEP) { event->flag |= flag; } else { event->flag = flag; } TOS_CPU_INT_DISABLE(); TOS_LIST_FOR_EACH_SAFE(curr, next, &event->pend_obj.list) { task = TOS_LIST_ENTRY(curr, k_task_t, pend_list); if (event_is_match(event->flag, task->flag_expect, task->flag_match, task->opt_event_pend)) { pend_task_wakeup(TOS_LIST_ENTRY(curr, k_task_t, pend_list), PEND_STATE_POST); // if anyone pending the event has set the TOS_OPT_EVENT_PEND_CLR, then no wakeup for the others pendig for the event. if (task->opt_event_pend & TOS_OPT_EVENT_PEND_CLR) { event->flag = (k_event_flag_t)0u; break; } } } TOS_CPU_INT_ENABLE(); knl_sched(); return K_ERR_NONE; } __API__ k_err_t tos_event_post(k_event_t *event, k_event_flag_t flag) { TOS_PTR_SANITY_CHECK(event); return event_do_post(event, flag, OPT_EVENT_POST_CLR); } __API__ k_err_t tos_event_post_keep(k_event_t *event, k_event_flag_t flag) { TOS_PTR_SANITY_CHECK(event); return event_do_post(event, flag, OPT_EVENT_POST_KEP); }
“TencentOS tiny事件的原理以及相关操作介绍”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注创新互联网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!