FreeRTOS 24：事件组EventGroup等待、清零、获取操作

等待事件标志位xEventGroupWaitBits()

既然标记了事件的发生，那么我怎么知道他到底有没有发生，这也是需要一个函数来获 取 事 件 是 否 已 经 发 生 ， FreeRTOS 提 供 了 一 个 等 待 指 定 事 件 的 函 数 — —
xEventGroupWaitBits()，通过这个函数， 任务可以知道事件标志组中的哪些位，有什么事件发生了， 然后通过 “逻辑与”、“逻辑或”等操作对感兴趣的事件进行获取，并且这个函数实现了等待超时机制， 当且仅当任务等待的事件发生时，任务才能获取到事件信息。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，如果事件正确获取（等待到） 则返回对应的事件标志位，由用户判断再做处理， 因为在事件超时的时候也会返回一个不能确定的事件值，所以需要判断任务所等待的事件是否真的发生。

EventGroupWaitBits()用于获取事件组中的一个或多个事件发生标志， 当要读取的事件标 志 位 没 有 被 置 位 时 任 务 将 进 入 阻 塞 等 待 状 态 。

EventBits_t xEventGroupWaitBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,const EventBits_t uxBitsToWaitFor,const BaseType_t xClearOnExit,const BaseType_t xWaitForAllBits,TickType_t xTicksToWait )
{EventGroup_t * pxEventBits = xEventGroup;EventBits_t uxReturn, uxControlBits = 0;BaseType_t xWaitConditionMet, xAlreadyYielded;BaseType_t xTimeoutOccurred = pdFALSE;// 检查用户是否尝试等待内核自身使用的位，并且至少请求了一个位configASSERT( xEventGroup );configASSERT( ( uxBitsToWaitFor & eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES ) == 0 );configASSERT( uxBitsToWaitFor != 0 );#if ( ( INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 ) || ( configUSE_TIMERS == 1 ) ){configASSERT( !( ( xTaskGetSchedulerState() == taskSCHEDULER_SUSPENDED ) && ( xTicksToWait != 0 ) ) );}#endifvTaskSuspendAll();{const EventBits_t uxCurrentEventBits = pxEventBits->uxEventBits;// 检查等待条件是否已经满足xWaitConditionMet = prvTestWaitCondition( uxCurrentEventBits, uxBitsToWaitFor, xWaitForAllBits );if( xWaitConditionMet != pdFALSE ){// 等待条件已经满足，无需阻塞uxReturn = uxCurrentEventBits;xTicksToWait = ( TickType_t ) 0;// 如果需要，清除等待的位if( xClearOnExit != pdFALSE ){pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToWaitFor;}else{mtCOVERAGE_TEST_MARKER();}}else if( xTicksToWait == ( TickType_t ) 0 ){// 等待条件未满足，但未指定阻塞时间，直接返回当前值uxReturn = uxCurrentEventBits;xTimeoutOccurred = pdTRUE;}else{// 任务将阻塞等待所需位被设置// 使用控制位记录此调用的行为if( xClearOnExit != pdFALSE ){uxControlBits |= eventCLEAR_EVENTS_ON_EXIT_BIT;}else{mtCOVERAGE_TEST_MARKER();}if( xWaitForAllBits != pdFALSE ){uxControlBits |= eventWAIT_FOR_ALL_BITS;}else{mtCOVERAGE_TEST_MARKER();}// 将调用任务等待的位存储在任务的事件列表项中，以便内核知道何时找到匹配项vTaskPlaceOnUnorderedEventList( &( pxEventBits->xTasksWaitingForBits ), ( uxBitsToWaitFor | uxControlBits ), xTicksToWait );// 这是过时的，但在某些编译器中如果不这样做会生成警告uxReturn = 0;traceEVENT_GROUP_WAIT_BITS_BLOCK( xEventGroup, uxBitsToWaitFor );}}xAlreadyYielded = xTaskResumeAll();if( xTicksToWait != ( TickType_t ) 0 ){if( xAlreadyYielded == pdFALSE ){portYIELD_WITHIN_API();}else{mtCOVERAGE_TEST_MARKER();}// 任务阻塞等待所需位被设置，此时要么所需位已被设置，要么阻塞时间已到期// 如果所需位已被设置，它们将存储在任务的事件列表项中，现在应检索并清除uxReturn = uxTaskResetEventItemValue();if( ( uxReturn & eventUNBLOCKED_DUE_TO_BIT_SET ) == ( EventBits_t ) 0 ){taskENTER_CRITICAL();{// 任务超时，返回当前事件位值uxReturn = pxEventBits->uxEventBits;// 可能在任务离开阻塞状态和再次运行之间更新了事件位if( prvTestWaitCondition( uxReturn, uxBitsToWaitFor, xWaitForAllBits ) != pdFALSE ){if( xClearOnExit != pdFALSE ){pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToWaitFor;}else{mtCOVERAGE_TEST_MARKER();}}else{mtCOVERAGE_TEST_MARKER();}xTimeoutOccurred = pdTRUE;}taskEXIT_CRITICAL();}else{// 任务因位被设置而解除阻塞}// 任务阻塞，因此可能设置了控制位uxReturn &= ~eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES;}traceEVENT_GROUP_WAIT_BITS_END( xEventGroup, uxBitsToWaitFor, xTimeoutOccurred );// 防止编译器警告( void ) xTimeoutOccurred;return uxReturn;
}

xEventGroupWaitBits 函数用于等待事件组中的特定事件位被设置。具体功能和步骤如下：

  1. 参数检查：

    • 检查传入的事件组是否有效。

    • 检查等待的位是否包含内核自身使用的位。

    • 检查至少请求了一个位。

    • 如果配置了 INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 或 configUSE_TIMERS，则检查调度器是否暂停并且等待时间不为零。

  2. 任务调度暂停：

    • 暂停任务调度，防止其他任务干扰。

  3. 检查当前事件位：

    • 获取当前事件位。

    • 检查等待条件是否已经满足。

      • 如果满足，直接返回当前事件位，并根据需要清除这些位。

      • 如果不满足且未指定阻塞时间，直接返回当前事件位并设置超时标志。

      • 如果不满足且指定了阻塞时间，将任务加入等待队列。

  4. 任务阻塞：

    • 根据需要设置控制位，记录任务的行为。

    • 将任务加入等待队列，等待所需事件位被设置。

    • 恢复任务调度。

  5. 任务唤醒：

    • 如果任务因事件位被设置而唤醒，返回当前事件位。

    • 如果任务因超时而唤醒，返回当前事件位并设置超时标志。

  6. 清除控制位：

    • 返回前清除控制位，防止影响后续操作。

清零事件标志位

xEventGroupClearBits()与 xEventGroupClearBitsFromISR()都是用于清除事件组指定的位， 如果在获取事件的时候没有将对应的标志位清除， 那么就需要用这个函数来进行显式清除， xEventGroupClearBits()函数不能在中断中使用，而是由具有中断保护功能 的xEventGroupClearBitsFromISR() 来代替，中断清除事件标志位的操作在守护任务（也叫定时 器 服 务 任 务 ） 里 面 完 成 。 守 护 进 程 的 优 先 级 由 FreeRTOSConfig.h 中 的 宏configTIMER_TASK_PRIORITY 来 定 义 。

xEventGroupClearBits()清零事件标志位

EventBits_t xEventGroupClearBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,const EventBits_t uxBitsToClear )
{EventGroup_t * pxEventBits = xEventGroup;EventBits_t uxReturn;/* 检查用户是否尝试清除内核自身使用的位 */configASSERT( xEventGroup );configASSERT( ( uxBitsToClear & eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES ) == 0 );taskENTER_CRITICAL();{traceEVENT_GROUP_CLEAR_BITS( xEventGroup, uxBitsToClear );/* 返回值是清除位之前的事件组值 */uxReturn = pxEventBits->uxEventBits;/* 清除指定的位 */pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToClear;}taskEXIT_CRITICAL();return uxReturn;
}

函数 xEventGroupClearBits，用于清除事件组中的指定位。

  1. 参数检查：

    • configASSERT( xEventGroup );：检查事件组句柄是否有效。
    • configASSERT( ( uxBitsToClear & eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES ) == 0 );：确保要清除的位不包含内核保留的位。

  2. 进入临界区：

    • taskENTER_CRITICAL();：进入临界区，防止多任务环境下的并发问题。

  3. 记录当前事件组值：

    • uxReturn = pxEventBits->uxEventBits;：在清除位之前，记录当前事件组的值。

  4. 清除指定位：

    • pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToClear;：通过按位与操作清除指定的位。

  5. 退出临界区：

    • taskEXIT_CRITICAL();：退出临界区。

  6. 返回结果：

    • return uxReturn;：返回清除位之前的事件组值。

xEventGroupClearBitsFromISR()在中断中清零事件标志位

#if ( ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ) && ( INCLUDE_xTimerPendFunctionCall == 1 ) && ( configUSE_TIMERS == 1 ) )BaseType_t xEventGroupClearBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup,const EventBits_t uxBitsToClear )
{BaseType_t xReturn;// 记录从中断服务例程清除事件组位的操作traceEVENT_GROUP_CLEAR_BITS_FROM_ISR( xEventGroup, uxBitsToClear );// 将清除位的操作挂起到调度器，以便在合适的时机执行xReturn = xTimerPendFunctionCallFromISR( vEventGroupClearBitsCallback, ( void * ) xEventGroup, ( uint32_t ) uxBitsToClear, NULL ); /*lint !e9087 无法避免将指针强制转换为 void*，因为这是一个通用的回调函数，不是特定于此用例的。回调会将指针重新转换为原始类型，因此是安全的。 */// 返回挂起结果return xReturn;
}#endif /* if ( ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ) && ( INCLUDE_xTimerPendFunctionCall == 1 ) && ( configUSE_TIMERS == 1 ) ) */

函数 xEventGroupClearBitsFromISR，用于在中断服务例程（ISR）中清除事件组中的指定位。具体功能如下：

  1. 参数检查：无显式的参数检查，但通过调用 xTimerPendFunctionCallFromISR 来确保安全。

  2. 记录事件：记录从中断服务例程清除事件组位的操作。

  3. 挂起函数调用：使用 xTimerPendFunctionCallFromISR 将清除位的操作挂起到调度器，以便在合适的时机执行。

  4. 返回结果：返回 xTimerPendFunctionCallFromISR 的结果，指示是否成功挂起函数调用。

获取事件组中各事件标志位的值xEventGroupGetBits()

EventBits_t xEventGroupGetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup )
{UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;EventGroup_t const * const pxEventBits = xEventGroup;EventBits_t uxReturn;// 保存当前的中断状态，防止中断嵌套uxSavedInterruptStatus = portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR();{// 从事件组中读取当前的位值uxReturn = pxEventBits->uxEventBits;}// 恢复中断状态portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );// 返回事件组的当前位值return uxReturn;
} /*lint !e818 EventGroupHandle_t 是一个在其他函数中使用的 typedef，因此不能是指向常量的指针。*//*lint !e818 EventGroupHandle_t is a typedef used in other functions to so can't be pointer to const. */

函数 xEventGroupGetBitsFromISR，用于在中断服务例程（ISR）中获取事件组的当前位。具体功能如下：

  1. 保存中断状态：使用 portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR 保存当前的中断状态，防止中断嵌套。

  2. 获取事件组位：从事件组中读取当前的位值。

  3. 恢复中断状态：使用 portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR 恢复中断状态。

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