FreeRTOS 事件组源码剖析:一个任务等三个传感器的的状态,谁在记着到了几个?

/* event_groups.c: EventGroup_t 结构体 */typedef struct EventGroupDef_t{    EventBits_t uxEventBits;              /* 事件位本体 */    List_t xTasksWaitingForBits;          /* 等待这些位的任务链表 */    ...} EventGroup_t;

/* event_groups.h: 32 位 EventBits_t 时的控制位定义 */#define eventCLEAR_EVENTS_ON_EXIT_BIT    ( ( uint32_t ) 0x01000000U )  /* bit24: 唤醒后清位 */#define eventUNBLOCKED_DUE_TO_BIT_SET    ( ( uint32_t ) 0x02000000U )  /* bit25: 被置位唤醒标记 */#define eventWAIT_FOR_ALL_BITS           ( ( uint32_t ) 0x04000000U )  /* bit26: 按位与 */#define eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES    ( ( uint32_t ) 0xff000000U )  /* 高 8 位: 内核保留 */

/* 等待位 + 控制位打包, 存进任务的事件列表项 */vTaskPlaceOnUnorderedEventList( &( pxEventBits->xTasksWaitingForBits ),                                ( uxBitsToWaitFor | uxControlBits ),                                xTicksToWait );

/* event_groups.c: xEventGroupCreate (精简) */EventGroupHandle_t xEventGroupCreate(void){    EventGroup_t * pxEventBits;    pxEventBits = ( EventGroup_t * ) pvPortMalloc( sizeof( EventGroup_t ) );    if( pxEventBits != NULL )    {        pxEventBits->uxEventBits = 0;                        /* 全部位清零 */        vListInitialise( &( pxEventBits->xTasksWaitingForBits ) );  /* 空链表 */        ...    }    return pxEventBits;      /* 分配失败返回 NULL 必须检查 */}

/* event_groups.c: xEventGroupWaitBits (精简) */EventBits_t xEventGroupWaitBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,                                 const EventBits_t uxBitsToWaitFor,                                 const BaseType_t xClearOnExit,                                 const BaseType_t xWaitForAllBits,                                 TickType_t xTicksToWait ){    EventBits_t uxReturn, uxControlBits = 0;    /*  不许等内核控制位, 不许空等 */    configASSERT( ( uxBitsToWaitFor & eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES ) == 0 );    configASSERT( uxBitsToWaitFor != 0 );    vTaskSuspendAll();          /* ★ 挂起调度器保护(不是关中断!) */    {        const EventBits_t uxCurrentEventBits = pxEventBits->uxEventBits;        /* 先测条件是否已满足 */        xWaitConditionMet = prvTestWaitCondition( uxCurrentEventBits,                                                 uxBitsToWaitFor, xWaitForAllBits );        if( xWaitConditionMet != pdFALSE )        {            /* 快路径: 条件已满足, 不阻塞直接返回; 按需原子清位 */            uxReturn = uxCurrentEventBits;            xTicksToWait = ( TickType_t ) 0;   /* 必须清零! 否则下面醒来处理段会误入 */            if( xClearOnExit != pdFALSE )            {                pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToWaitFor;            }        }        else if( xTicksToWait == ( TickType_t ) 0 )        {            /* 不阻塞只查询: 返回当前值 */            uxReturn = uxCurrentEventBits;        }        else        {            /* 慢路径: 打包偏好, 挂链表睡觉 */            if( xClearOnExit != pdFALSE )                uxControlBits |= eventCLEAR_EVENTS_ON_EXIT_BIT;            if( xWaitForAllBits != pdFALSE )                uxControlBits |= eventWAIT_FOR_ALL_BITS;            vTaskPlaceOnUnorderedEventList( &( pxEventBits->xTasksWaitingForBits ),                                            ( uxBitsToWaitFor | uxControlBits ),                                            xTicksToWait );        }    }    xAlreadyYielded = xTaskResumeAll();    if( xTicksToWait != ( TickType_t ) 0 )    {        if( xAlreadyYielded == pdFALSE )            taskYIELD_WITHIN_API();            /* 恢复调度时没发生过切换才让出 CPU 真正睡去 */        /* ---- 醒来: 取回唤醒值, 区分命中还是超时 ---- */        uxReturn = uxTaskResetEventItemValue();        if( ( uxReturn & eventUNBLOCKED_DUE_TO_BIT_SET ) == ( EventBits_t ) 0 )        {            /* ★ 超时醒来: 还要重测一次条件—— 醒来到运行之间的缝隙里可能恰好有人置了位 */            taskENTER_CRITICAL();            {                uxReturn = pxEventBits->uxEventBits;                if( prvTestWaitCondition( uxReturn, uxBitsToWaitFor,                                          xWaitForAllBits ) != pdFALSE )                {                    if( xClearOnExit != pdFALSE )                        pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToWaitFor;                }            }            taskEXIT_CRITICAL();        }        /* else: 被置位唤醒, uxReturn 已含命中瞬间的位快照 */        uxReturn &= ~eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES;   /* 控制位不外泄 */    }    return uxReturn;}

/* event_groups.c: prvTestWaitCondition (精简) */static BaseType_t prvTestWaitCondition(const EventBits_t uxCurrentEventBits,                                        const EventBits_t uxBitsToWaitFor,                                        const BaseType_t xWaitForAllBits ){    BaseType_t xWaitConditionMet = pdFALSE;    if( xWaitForAllBits == pdFALSE )    {        /* 按位或: 任一等待位已置位 */        if( ( uxCurrentEventBits & uxBitsToWaitFor ) != ( EventBits_t ) 0 )            xWaitConditionMet = pdTRUE;    }    else    {        /* 按位与: 全部等待位都已置位 */        if( ( uxCurrentEventBits & uxBitsToWaitFor ) == uxBitsToWaitFor )            xWaitConditionMet = pdTRUE;    }    return xWaitConditionMet;}

/* event_groups.c: xEventGroupSetBits (精简) */EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,                                const EventBits_t uxBitsToSet ){    EventBits_t uxBitsToClear = 0, uxBitsWaitedFor, uxControlBits;    BaseType_t xMatchFound;    configASSERT( ( uxBitsToSet & eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES ) == 0 );    vTaskSuspendAll();    {        pxListItem = listGET_HEAD_ENTRY( &( pxEventBits->xTasksWaitingForBits ) );        pxEventBits->uxEventBits |= uxBitsToSet;      /* ① 置位 */        /* ② 遍历整条等待链表: 每个等待者用自己存的条件独立判断 */        while( pxListItem != pxListEnd )        {            pxNext = listGET_NEXT( pxListItem );            uxBitsWaitedFor = listGET_LIST_ITEM_VALUE( pxListItem );            xMatchFound = pdFALSE;            /* 拆出控制位和真正的等待位 */            uxControlBits = uxBitsWaitedFor & eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES;            uxBitsWaitedFor &= ~eventEVENT_BITS_CONTROL_BYTES;            if( ( uxControlBits & eventWAIT_FOR_ALL_BITS ) == ( EventBits_t ) 0 )            {                /* 该等待者要按位或: 任一位置了就命中 */                if( ( uxBitsWaitedFor & pxEventBits->uxEventBits ) != ( EventBits_t ) 0 )                    xMatchFound = pdTRUE;            }            else if( ( uxBitsWaitedFor & pxEventBits->uxEventBits ) == uxBitsWaitedFor )            {                /* 该等待者要按位与: 全部到位才命中 */                xMatchFound = pdTRUE;            }            if( xMatchFound != pdFALSE )            {                /* ③ 命中者要求退出时清位 → 记下, 稍后统一清 */                if( ( uxControlBits & eventCLEAR_EVENTS_ON_EXIT_BIT ) != ( EventBits_t ) 0 )                    uxBitsToClear |= uxBitsWaitedFor;                /* ④ 唤醒: 当前组值|命中标记 写回它的列表项, 摘链入就绪 */                vTaskRemoveFromUnorderedEventList( pxListItem,                            pxEventBits->uxEventBits | eventUNBLOCKED_DUE_TO_BIT_SET );            }            pxListItem = pxNext;   /* 用预存的 next: 原节点可能已被摘走 */        }        /* ⑤ 统一清位——SetBits 返回值可能不含刚设位的根源 */        pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToClear;    }    ( void ) xTaskResumeAll();    return pxEventBits->uxEventBits;   /* 返回清除后的组值! */}

/* event_groups.c: xEventGroupSync (精简) */EventBits_t xEventGroupSync( EventGroupHandle_t xEventGroup,                             const EventBits_t uxBitsToSet,                             const EventBits_t uxBitsToWaitFor,                             TickType_t xTicksToWait ){    vTaskSuspendAll();    {        uxOriginalBitValue = pxEventBits->uxEventBits;        ( void ) xEventGroupSetBits( xEventGroup, uxBitsToSet );   /* 先置自己的位 */        if( ( ( uxOriginalBitValue | uxBitsToSet ) & uxBitsToWaitFor ) == uxBitsToWaitFor )        {            /* 快路径: 我是最后到者(或唯一参与者), 全部位已齐, 无需阻塞 */            uxReturn = ( uxOriginalBitValue | uxBitsToSet );            pxEventBits->uxEventBits &= ~uxBitsToWaitFor;    /* 汇合位必清零 */            xTicksToWait = 0;        }        else if( xTicksToWait != ( TickType_t ) 0 )        {            /* 慢路径: 没到齐, 以"清零+按位与"偏好挂入等待链表 */            vTaskPlaceOnUnorderedEventList( &( pxEventBits->xTasksWaitingForBits ),                    ( uxBitsToWaitFor | eventCLEAR_EVENTS_ON_EXIT_BIT                                    | eventWAIT_FOR_ALL_BITS ),                    xTicksToWait );        }        ...    }    xAlreadyYielded = xTaskResumeAll();    ...   /* 醒来取值逻辑与 WaitBits 同款 */}

/* event_groups.c: xEventGroupSetBitsFromISR (精简) */#if ( ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ) && ( INCLUDE_xTimerPendFunctionCall == 1 ) \        && ( configUSE_TIMERS == 1 ) )    BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup,                                          const EventBits_t uxBitsToSet,                                          BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken )    {        /* 置位是非确定性操作(可能唤醒任意多任务), ISR 里不许直接执行,         * 改为把回调投递到定时器守护任务, 延迟到任务级执行 */        xReturn = xTimerPendFunctionCallFromISR( vEventGroupSetBitsCallback,                    ( void * ) xEventGroup, ( uint32_t ) uxBitsToSet,                    pxHigherPriorityTaskWoken );        return xReturn;    }#endif

static EventGroupHandle_t xEventBitsGroup = NULL;   /* 实验一: 组合等待 */static EventGroupHandle_t xEventSyncGroup  = NULL;   /* 实验二: 汇合同步 */voidevent_group_demo(void){    /* 两个实验各用独立的事件组, 互不干扰(各约 40B, 从 FreeRTOS 堆分配) */    xEventBitsGroup = xEventGroupCreate();    xEventSyncGroup = xEventGroupCreate();    if ((xEventBitsGroup == NULL) || (xEventSyncGroup == NULL))    {        printf("事件组创建失败：FreeRTOS 堆(%u 字节)不足\r\n",               (unsigned int)configTOTAL_HEAP_SIZE);        for (;;);   /* 停在这里便于断点排查 */    }    xTaskCreate(vEvtGroup_TaskA,    "EvtA",       EVT_PRINTF_STACK, NULL,                tskIDLE_PRIORITY + 1, NULL);    xTaskCreate(vEvtGroup_TaskB,    "EvtB",       EVT_PRINTF_STACK, NULL,                tskIDLE_PRIORITY + 1, NULL);    xTaskCreate(vEvtGroup_Consumer, "EvtConsumer", EVT_PRINTF_STACK, NULL,                tskIDLE_PRIORITY + 2, NULL);}

staticvoidvEvtGroup_TaskA(void *pvParameters){    for (;;)    {        /* 实验一: 第 3 秒置 BIT0(消费者还差 BIT1, 不会醒) */        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(3000));        printf("任务A：设置事件位0\r\n");        xEventGroupSetBits(xEventBitsGroup, mainEVT_BIT_0);        /* 实验二: 到达汇合点, 置 SYNC_BIT_A 并等 A|B 全齐 */        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(3000));        printf("任务A：到达汇合点，等待任务B...\r\n");        xEventGroupSync(xEventSyncGroup, mainSYNC_BIT_A,                        mainSYNC_BIT_A | mainSYNC_BIT_B, portMAX_DELAY);        printf("任务A：双双放行，继续执行\r\n");    }}staticvoidvEvtGroup_TaskB(void *pvParameters){    for (;;)    {        /* 实验一: 第 5 秒置 BIT1 → 两位全齐, 消费者被唤醒 */        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));        printf("任务B：设置事件位1\r\n");        xEventGroupSetBits(xEventBitsGroup, mainEVT_BIT_1);        /* 实验二: 晚 2 秒到汇合点 → 它的 Sync 直接触发放行 */        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(3000));        printf("任务B：到达汇合点\r\n");        xEventGroupSync(xEventSyncGroup, mainSYNC_BIT_B,                        mainSYNC_BIT_A | mainSYNC_BIT_B, portMAX_DELAY);        printf("任务B：双双放行，继续执行\r\n");    }}

staticvoidvEvtGroup_Consumer(void *pvParameters){    for (;;)    {        EventBits_t xBits;        xBits = xEventGroupWaitBits(xEventBitsGroup,                                    mainEVT_BIT_0 | mainEVT_BIT_1,  /* 关心的事件位 */                                    pdTRUE,   /* xClearOnExit: 返回前原子清除这些位 */                                    pdTRUE,   /* xWaitForAllBits: 按位与, 全部置位才返回 */                                    portMAX_DELAY);        /* 返回值是解除阻塞那一刻的快照: BIT0|BIT1 都在, 即 0x3 */        printf("消费者：事件组值=0x%X，BIT0、BIT1 全部置位——两个条件都满足才继续\r\n",               (unsigned int)(xBits & (mainEVT_BIT_0 | mainEVT_BIT_1)));    }}

任务A：设置事件位0任务B：设置事件位1消费者：事件组值=0x3，BIT0、BIT1 全部置位——两个条件都满足才继续任务A：到达汇合点，等待任务B...任务B：到达汇合点任务B：双双放行，继续执行任务A：双双放行，继续执行  ......(约 8 秒后重复上述 7 行)......

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