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嵌入式操作系统内核原理和开发(事件)

时间:2022-11-23 13:05:57浏览次数:40  
标签:option raw event RAW 嵌入式操作系统 flags 内核 原理 ptr



    在很多操作系统的书上,其实互斥和同步是放在一起进行介绍的。互斥,比较简单,就是对某一份资源或者几份资源进行抢占获取。而同步是什么意思呢,就是某一个线程等待另外一个线程的通知,只有收到了通知,它才会去干某些事情。


     通常情况下,如果是抢占的话,那么两个人使用的必须是同一个锁,而同步的话,则需要好几个锁,因为一般情况下大家等待的东西都是不一样的,所以好几个锁是不可避免的。那么,有没有什么办法,可以用一个锁实现几个事情的并发和同步呢?这就是我们今天所要说的事件。可以从一个例子说明一下。


     比方说,我们现在打算进行八宝饭的烹饪。那么,在此之前需要进行各个辅料的准备工作,等到这些辅料都准备好了,就可以开始煮八宝饭了。因为辅料之间是相互独立的,所以完全可以分开独立完成,而在所有辅料都没有完成之前,我们只能等待。等到材料全部准备好,我们就可以开始烹饪的工作了。当然,在烹饪的时候,我们又可以准备进行下一轮工作了,也就是说进行下一次八宝饭的辅料准备。在这个地方,辅料的准备是由各个子线程完成的,而煮饭这个工作是主线程完成的,主线程和子线程之间就是通过事件进行沟通的。主线程需要知道当前各个材料准备好了没,而子线程需要知道八宝饭烧好了没,是不是该进行下一轮辅料的准备了。这个中间就存在一个同步的问题了。


     如果大家对之前的信号量还有印象的话,当初我们是用count来表示资源的个数。而今天,我们用flags来表示事件状态,而其中的bit则表示了一个一个具体的事件。只不过有的线程在等待多个事件,而有的线程在等待一个事件,有的线程在获取事件后bit位立即清除,有的线程在获取事件后继续留存。



    所以下面,我们就看看raw-os上面的事件是怎么设计的。当然,我们首先看到的还是关于事件的基本数据结构,

typedef struct RAW_EVENT
{
RAW_COMMON_BLOCK_OBJECT common_block_obj;
RAW_U32 flags;

} RAW_EVENT;

    这和我们之前介绍的没什么不一样,就是通用结构加上flag标志。关于事件的基本处理函数也不复杂,主要就是创建、申请、设置和删除四个基本操作。我们来看看每一步分别是怎么实现的,首先介绍的还是事件的创建过程,

RAW_U16 raw_event_create(RAW_EVENT *event_ptr, RAW_U8 *name_ptr, RAW_U32 flags_init)
{
#if (RAW_EVENT_FUNCTION_CHECK > 0)

if (event_ptr == 0) {

return RAW_NULL_OBJECT;
}

#endif

/*Init the list*/
list_init(&event_ptr->common_block_obj.block_list);
event_ptr->common_block_obj.block_way = 0;
event_ptr->common_block_obj.name = name_ptr;
event_ptr->flags = flags_init ;

return RAW_SUCCESS;
}

    看了代码,相信要说的部分不是很多,关键就是flags的赋值部分,其他的都和信号量差不太多。这里的flags代表了某一个起始状态,也就是说当前可以干什么事情、满足哪些条件等等。下面,我们继续看事件的获取函数,稍微复杂一些,

RAW_U16 raw_event_get(RAW_EVENT *event_ptr, RAW_U32  requested_flags, RAW_U8 get_option, RAW_U32 wait_option)
{
RAW_U16 error_status;

RAW_U8 status;
RAW_SR_ALLOC();

#if (RAW_EVENT_FUNCTION_CHECK > 0)

if (raw_int_nesting) {

return RAW_NOT_CALLED_BY_ISR;

}

if ((get_option != RAW_AND) && (get_option != RAW_OR) && (get_option != RAW_AND_CLEAR) && (get_option != RAW_OR_CLEAR)) {

return RAW_NO_THIS_OPTION;
}

#endif

RAW_CRITICAL_ENTER();

/*if option is and flag*/
if (get_option & RAW_FLAGS_AND_MASK) {

if ((event_ptr->flags & requested_flags) == requested_flags) {

status = RAW_TRUE;
}

else {
status = RAW_FALSE;
}

}
/*if option is or flag*/
else {

if (event_ptr->flags & requested_flags) {


status = RAW_TRUE;
}

else {

status = RAW_FALSE;
}

}



if (status) {

/*does it need to clear the flags*/
if (get_option & RAW_FLAGS_CLEAR_MASK) {
event_ptr->flags &= ~requested_flags;
}

RAW_CRITICAL_EXIT();
return RAW_SUCCESS;

}

/*Cann't get event, and return immediately if wait_option is RAW_NO_WAIT*/
if (wait_option == RAW_NO_WAIT) {
RAW_CRITICAL_EXIT();
return RAW_NO_PEND_WAIT;
}

/*system is locked so task can not be blocked just return immediately*/
if (raw_sched_lock) {
RAW_CRITICAL_EXIT();
return RAW_SCHED_DISABLE;
}

/*Remember the passed information*/
raw_task_active->raw_suspend_option = get_option;
raw_task_active->raw_suspend_flags = requested_flags;

raw_pend_object(&event_ptr->common_block_obj, raw_task_active, wait_option);
RAW_CRITICAL_EXIT();

raw_sched();

RAW_CRITICAL_ENTER();

/*does it need to clear the flags*/
if (get_option & RAW_FLAGS_CLEAR_MASK) {
event_ptr->flags &= ~requested_flags;
}

RAW_CRITICAL_EXIT();

/*So the task is waked up, need know which reason cause wake up.*/
error_status = block_state_post_process(raw_task_active, 0);
return error_status;


}

    注意,这里事件和其他get函数的最大差别就是,函数多了一个get_option,它表示当前是同时申请多个事件还是多个事件中的一个事件,申请后是否需要进行clear置位等等,我们不妨看看具体细节,

    (1)判断函数是否在中断中;

    (2)判断get_option是否合法;

    (3)判断是否存在可以获取的事件,and或者是or;

    (4)如果事件可以获取,那么再判断是否需要置位操作,函数返回;

    (5)判断是否愿意等待,否则返回;

    (6)判断是否禁止调度,是则返回;

    (7)将自己pend到等待队列中;

    (8)调用公共调度函数转到其他线程继续运行;

    (9)当前线程重新得到运行的机会,根据选项清除标志位,函数返回。


    看完了事件的申请,下面就可以看看事件的设置函数了,

RAW_U16 raw_event_set(RAW_EVENT *event_ptr, RAW_U32  flags_to_set, RAW_U8 set_option)
{
LIST *iter;
LIST *event_head_ptr;
LIST *iter_temp;
struct RAW_TASK_OBJ *task_ptr;

RAW_U8 status;
RAW_U8 need_sche = 0;

RAW_SR_ALLOC();

#if (RAW_EVENT_FUNCTION_CHECK > 0)

if (event_ptr == 0) {
return RAW_NULL_OBJECT;
}

if ((set_option != RAW_AND) && (set_option != RAW_OR)) {
return RAW_NO_THIS_OPTION;
}

#endif

event_head_ptr = &event_ptr->common_block_obj.block_list;

status = RAW_FALSE;

RAW_CRITICAL_ENTER();

/*if the set_option is AND_MASK, it just clear the flags and will return immediately!*/
if (set_option & RAW_FLAGS_AND_MASK) {

event_ptr->flags &= flags_to_set;

RAW_CRITICAL_EXIT();
return RAW_SUCCESS;
}
/*if it is or mask then set the flag and continue.........*/
else {

event_ptr->flags |= flags_to_set;
}

iter = event_head_ptr->next;

/*if list is not empty*/
while (iter !=event_head_ptr) {

task_ptr = list_entry(iter, RAW_TASK_OBJ, task_list);
iter_temp = iter->next;

if (task_ptr->raw_suspend_option & RAW_FLAGS_AND_MASK) {

if ((event_ptr->flags & task_ptr ->raw_suspend_flags) == task_ptr ->raw_suspend_flags)
status = RAW_TRUE;
else

status = RAW_FALSE;
}


else {

if (event_ptr->flags & task_ptr ->raw_suspend_flags)

status = RAW_TRUE;
else

status = RAW_FALSE;
}


if (status) {

/*Ok the task condition is met, just wake this task*/
raw_wake_object(task_ptr);

/*if task is waken up*/
need_sche = 1;
}

iter = iter_temp;

}

RAW_CRITICAL_EXIT();

if (need_sche) {

raw_sched();
}

return RAW_SUCCESS;


}

    从函数上也看得出来,这里有一个set_option的选项,主要是为了供调用者选择是进行and设置还是or设置,细节如下所示,

    (1)判断参数合法性;

    (2)判断set_option合法性;

    (3)如果选项为and,在设置完flags之后函数返回;

    (4)设置flags标志位,开始遍历每一个等待线程;

    (5)如果存在合适的线程,不管是等待多个事件还是一个事件,都将它们唤醒,设置重新调度标志;

    (6)如果重新调度标志为1,调用系统调度函数切换到其他线程运行;

    (7)当前线程再次获取到运行的机会,函数返回。


    转眼之间,我们就到了事件的删除过程了。其实事件的删除非常简单,它就是把所有的等待线程唤醒,就这么简单,不知道我说清楚了没?当然了,这中间可能会有高优先级的线程被加入到ready队列里面,所以重新schedule一下也是很有必要的。

RAW_U16 raw_event_delete(RAW_EVENT *event_ptr)
{
LIST *block_list_head;

RAW_SR_ALLOC();

#if (RAW_EVENT_FUNCTION_CHECK > 0)

if (event_ptr == 0) {
return RAW_NULL_OBJECT;
}

#endif

block_list_head = &event_ptr->common_block_obj.block_list;

RAW_CRITICAL_ENTER();

/*All task blocked on this queue is waken up until list is empty*/
while (!is_list_empty(block_list_head)) {
delete_pend_obj(list_entry(block_list_head->next, RAW_TASK_OBJ, task_list));
}

event_ptr->flags = 0;

RAW_CRITICAL_EXIT();

raw_sched();

return RAW_SUCCESS;
}




 

标签:option,raw,event,RAW,嵌入式操作系统,flags,内核,原理,ptr
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