基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)

第三章OpenHarmony內(nèi)核進階分析安全邊距3.1進程間通信[3.1.0]進程間通信簡介

LiteOS-M調(diào)度對象是任務(wù)Task，LiteOS-A是進程Process和任務(wù)進程間通信（Inter-ProcessCommunication，IPC）指操作系統(tǒng)提供的，供進程(任務(wù))之間共享數(shù)據(jù)的機制和方法，應(yīng)用程序可以通過IPC實現(xiàn)相互之間的通信，IPC關(guān)系著操作系統(tǒng)內(nèi)核的效率問題。

LiteOS-M所支持的IPC類型包括：事件（Event）、互斥鎖（Mutex）、隊列（Queue）和信號量（Semaphore）。

LiteOS-A除了支持上述類型之外，還支持信號（Signal）和用戶態(tài)快速互斥鎖（Futex）等。

IPC具有很強的通用性，本小節(jié)不區(qū)分LiteOS-M和LiteOS-A?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)2安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件Event事件：用于任務(wù)間的同步操作接口：事件初始化、事件讀寫、事件清零、事件銷毀等表示：用32位無符號整型變量來表示的，其中每一位表示一種事件類型，LiteOS共表達了31種可用的事件類型（第25位不可用）?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)3/***@ingrouplos_event*Eventcontrolstructure*/typedefstructtagEvent{UINT32uwEventID;

/**<Eventmaskintheeventcontrolblock,

indicatingtheeventthathasbeenlogicallyprocessed.*/LOS_DL_LISTstEventList;

/**<Eventcontrolblocklinkedlist*/}EVENT_CB_S,*PEVENT_CB_S;事件控制塊安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的特點：（1）任務(wù)間的事件同步，可以是一對多，也可以多對多的。一對多表示一個任務(wù)可以等待多個事件，多對多則表示多個任務(wù)可以等待多個事件。但是一次寫事件最多觸發(fā)一個任務(wù)從阻塞中醒來。（2）事件具有讀超時機制。（3）事件只做任務(wù)間同步，不傳輸具體數(shù)據(jù)。（4）多次向事件控制塊寫入同一事件類型，在被清零前等效于只寫入一次。（5）多個任務(wù)可以對同一事件進行讀寫操作。（6）支持事件讀寫超時機制。基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)4安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)5創(chuàng)建一個事件控制塊，通過該控制塊維護一個已處理的事件集合，以及等待特定事件的任務(wù)鏈表。向事件控制塊中寫入指定的事件。事件控制塊更新事件集合，并遍歷任務(wù)鏈表，根據(jù)任務(wù)等待具體條件滿足情況決定是否喚醒相關(guān)任務(wù)。如果讀取的事件已存在則會直接同步返回。其他情況會根據(jù)超時時間或事件觸發(fā)情況來決定返回時機。如果等待的事件條件在超時時間耗盡之前到達，則阻塞任務(wù)會被直接喚醒，否則只能在超時時間耗盡時，該任務(wù)才會被喚醒。讀事件條件滿足與否取決于參數(shù)eventMask（掩碼）和mode（模式）。LOS_EventInit

LOS_EventWrite

LOS_EventRead

LOS_EventPool

安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)6完成程序既定的功能后，還需要根據(jù)指定掩碼，對事件控制塊的事件集合進行清零操作。當(dāng)掩碼為0時，表示將事件集合全部清零。當(dāng)掩碼為0xffff時，表示不清除任何事件，保持事件集合原狀。向事件控制塊中寫入指定的事件。事件控制塊更新事件集合，并遍歷任務(wù)鏈表，根據(jù)任務(wù)等待具體條件滿足情況決定是否喚醒相關(guān)任務(wù)。銷毀指定的事件控制塊LOS_EventClear

LOS_EventDestroy

LOS_EventInit

LOS_EventWrite

LOS_EventRead

LOS_EventPool

安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例：一種開發(fā)流程參考（1）初始化事件控制塊；（2）阻塞讀事件控制塊；（3）寫入相關(guān)事件；（4）阻塞任務(wù)被喚醒，讀取事件并檢查是否滿足要求；（5）處理事件控制塊；（6）事件控制塊銷毀。基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)7初始化后的任意時間、任意程序完成STATICINLINEVOIDOsWatchCmdUsage(VOID)

{PRINTK("\nUsage:watch\n");PRINTK("watch[options]command\n");}watch命令：周期性監(jiān)測某個命令的運行狀態(tài)安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例：watch命令執(zhí)行機制課堂思考問題：watch命令是如何執(zhí)行的基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)8/kernel/liteos_a/shell/full/src/cmds/watch_sehllcmd.cSHELLCMD_ENTRY()OsShellCmdWatch()

OsWatchCmdUsage()OsWatchOverFunc()OsWatchTaskCreate()if((argc==1)&&(strcmp(argv[0],"--over")==0)){ret=OsWatchOverFunc();

returnret;}if(argc==0){OsWatchCmdUsage();returnOS_ERROR;}if(argv==NULL){OsWatchCmdUsage();returnOS_ERROR;}argc：argumentcount，傳入的參數(shù)個數(shù)argc==0：傳入?yún)?shù)數(shù)量為0（調(diào)用命令不合法）argv：argumentvector，傳入的參數(shù)列表argv==NULL：沒有傳入?yún)?shù)（調(diào)用命令不合法）STATICINLINEVOIDOsWatchCmdUsage(VOID)

{PRINTK("\nUsage:watch\n");PRINTK("watch[options]command\n");}watchItem=(WatchCB*)malloc(sizeof(WatchCB));(VOID)memset_s(watchItem,sizeof(WatchCB),0,sizeof(WatchCB));……;err=OsWatchOptionParsed(argc,&argoff,argv,watchItem);……;err=OsWatchCmdSplice(argc,argoff,argv,watchItem);……;ret=OsWatchTaskCreate(watchItem);LOS_EventWrite(&g_watchCmd->watchEvent,0x01);安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例：watch命令執(zhí)行機制課堂思考問題：watch命令是如何執(zhí)行的基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)9SHELLCMD_ENTRY()OsShellCmdWatch()

OsWatchCmdUsage()OsWatchOverFunc()OsWatchTaskCreate()ret=OsWatchTaskCreate(watchItem);UINT32OsWatchTaskCreate(WatchCB*watchItem){

UINT32watchTaskId=0;

……;

ret=LOS_EventInit(&watchItem->watchEvent);

if(ret!=0){

……

}

initParam.pfnTaskEntry=(TSK_ENTRY_FUNC)OsShellCmdDoWatch;initParam.usTaskPrio=10;

/*10:shellcmd_watchtaskpriority*/initParam.auwArgs[0]=(UINTPTR)watchItem;initParam.uwStackSize=0x3000;

/*0x3000:stacksizeofshellcmd_watchtask*/initParam.pcName="shellcmd_watch";initParam.uwResved=LOS_TASK_STATUS_DETACHED;

ret=LOS_TaskCreate(&watchTaskId,&initParam);if(ret!=0){

……

}returnret;}核心功能安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例：watch命令執(zhí)行機制-核心功能基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)10STATICVOIDOsShellCmdDoWatch(UINTPTRarg1)

{

WatchCB*watchItem=(WatchCB*)arg1;

……while(watchItem->count--){printf("\033[2J\n");if(watchItem->title){

PrintTime();}(VOID)ShellMsgParse(watchItem->cmdbuf);ret=LOS_EventRead(&watchItem->watchEvent,0x01,LOS_WAITMODE_OR|LOS_WAITMODE_CLR,

watchItem->interval);if(ret==0x01){break;}}(VOID)LOS_EventDestroy(&watchItem->watchEvent);

……}STATICVOIDPrintTime(VOID)

{structtimeval64stNowTime={0};if(gettimeofday64(&stNowTime,NULL)==0){PRINTK("%s",ctime64(&(stNowTime.tv_sec)));}}typedefstruct{BOOLtitle;/*whethertohidethetimestamps*/UINT32count;/*thetotalnumberofcommandexecutions*/UINT32interval;/*runningcycleofthecommand*/

EVENT_CB_SwatchEvent;/*eventhandleofthewatchstructure*/

CHARcmdbuf[CMD_MAX_LEN];/*thecommandtowatch*/}WatchCB;安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例：watch命令執(zhí)行機制-核心功能基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)11STATICVOIDOsShellCmdDoWatch(UINTPTRarg1)

{WatchCB*watchItem=(WatchCB*)arg1;

……while(watchItem->count--){printf("\033[2J\n");if(watchItem->title){PrintTime();}

(VOID)ShellMsgParse(watchItem->cmdbuf);ret=LOS_EventRead(&watchItem->watchEvent,0x01,LOS_WAITMODE_OR|LOS_WAITMODE_CLR,

watchItem->interval);if(ret==0x01){break;}}(VOID)LOS_EventDestroy(&watchItem->watchEvent);

……}externUINT32LOS_EventRead(PEVENT_CB_SeventCB,UINT32eventMask,UINT32mode,UINT32timeOut);eventCB：PointertotheeventcontrolblocktobecheckedeventMask：Maskoftheeventexpectedtooccurbytheuser,indicatingtheeventobtainedaftermode

：Eventreadingmode.timeOut：Timeoutintervalofeventreading(unit:Tick).retval0：Theeventexpectedbytheuserdoesnotoccur.retval#UINT32：Theeventexpectedbytheuseroccurs.返回值為0時，表示設(shè)定的事件并未發(fā)生，返回其他32位數(shù)值時表示發(fā)生了該事件。LOS_EventWrite(&g_watchCmd->watchEvent,0x01);列印出命令的執(zhí)行信息循環(huán)檢測事件安全邊距3.1進程間通信[3.1.1]事件（Event）LitsOS事件的運作流程示例：watch

task基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)12PrintTime();ShellMsgParse(watchItem->cmdbuf);1事件有沒有傳遞信息？有2事件傳遞了什么信息？狀態(tài)（單一數(shù)值信息，例如0x01）安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖（互斥量）：一種特殊的二值性信號量，使用或未被使用狀態(tài)

實現(xiàn)獨占式訪問：實現(xiàn)對共享資源的獨占式處理，在有多個線程執(zhí)行的環(huán)境中強制限制對資源的訪問，實現(xiàn)對共享資源的保護基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)13/***@ingrouplos_mux*Mutexobject.*/typedefstruct{UINT8muxStat;/**<StateOS_MUX_UNUSED,OS_MUX_USED*/UINT16muxCount;/**<Timesoflockingamutex*/UINT32muxID;/**<HandleID*/LOS_DL_LISTmuxList;/**<Mutexlinkedlist*/LosTaskCB*owner;/**<Thecurrentthreadthatislockingamutex*/UINT16priority;/**<Priorityofthethreadthatislockingamutex*/}LosMuxCB;LiteOS-M互斥鎖控制塊安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：使用時上鎖(申請)、未被使用狀態(tài)時釋放基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)14線程1訪問某個公共資源，互斥鎖上鎖，線程2不能訪問被掛起。線程1釋放該公共資源，互斥鎖釋放，線程2才能夠訪問該公共資源。安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：LiteOS-M和LiteOS-A的互斥鎖接口基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)15LiteOS-M接口接口功能說明LOS_MuxCreate創(chuàng)建互斥鎖LOS_MuxDelete刪除指定的互斥鎖LOS_MuxPend申請指定的互斥鎖LOS_MuxPost釋放指定的互斥鎖LiteOS-A接口名稱接口功能說明LOS_MuxInit互斥鎖初始化LOS_MuxDestroy銷毀指定的互斥鎖LOS_MuxLock申請指定的互斥鎖LOS_MuxTrylock嘗試申請指定的互斥鎖，不阻塞LOS_MuxUnlock釋放指定的互斥鎖LOS_MuxIsValid判斷互斥鎖釋放有效LOS_MuxAttrInit互斥鎖屬性初始化LOS_MuxAttrDestroy銷毀指定的互斥鎖屬性…………LiteOS-A的互斥鎖更加復(fù)雜復(fù)雜在屬性上typedefstruct{UINT8protocol;UINT8prioceiling;UINT8type;UINT8reserved;}LosMuxAttr;安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：LiteOS-A的復(fù)雜屬性基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)16typedefstruct{UINT8protocol;UINT8prioceiling;UINT8type;UINT8reserved;}LosMuxAttr;協(xié)議屬性：處理不同優(yōu)先級的任務(wù)申請互斥鎖（1）LOS_MUX_PRIO_NONE，該屬性不對申請互斥鎖的任務(wù)的優(yōu)先級進行繼承或保護操作。（2）LOS_MUX_PRIO_INHERIT，該屬性為優(yōu)先級的繼承屬性，是互斥鎖的默認屬性，對申請互斥鎖的任務(wù)的優(yōu)先級進行繼承。在互斥鎖設(shè)置為本協(xié)議屬性情況下，申請互斥鎖時，如果高優(yōu)先級任務(wù)阻塞于互斥鎖，則把持有互斥鎖任務(wù)的優(yōu)先級備份到任務(wù)控制塊的優(yōu)先級位圖中，然后把任務(wù)優(yōu)先級設(shè)置為和高優(yōu)先級任務(wù)相同的優(yōu)先級；持有互斥鎖的任務(wù)釋放互斥鎖時，從任務(wù)控制塊的優(yōu)先級位圖恢復(fù)任務(wù)優(yōu)先級。（3）LOS_MUX_PRIO_PROTECT，該屬性為優(yōu)先級的保護屬性，對申請互斥鎖的任務(wù)的優(yōu)先級進行保護。在互斥鎖設(shè)置為本協(xié)議屬性情況下，申請互斥鎖時，如果任務(wù)優(yōu)先級小于互斥鎖優(yōu)先級上限，則把任務(wù)優(yōu)先級備份到任務(wù)控制塊的優(yōu)先級位圖中，然后把任務(wù)優(yōu)先級設(shè)置為互斥鎖優(yōu)先級上限屬性值；釋放互斥鎖時，從任務(wù)控制塊的優(yōu)先級位圖恢復(fù)任務(wù)優(yōu)先級。安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：LiteOS-A的復(fù)雜屬性基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)17typedefstruct{UINT8protocol;UINT8prioceiling;UINT8type;UINT8reserved;}LosMuxAttr;類型屬性：用于標記是否檢測死鎖和是否支持遞歸持有（1）LOS_MUX_NORMAL，普通互斥鎖，不會檢測死鎖問題。如果任務(wù)試圖對一個互斥鎖重復(fù)持有，將會引起這個線程的死鎖。如果試圖釋放一個由別的任務(wù)持有的互斥鎖，或者如果一個任務(wù)試圖重復(fù)釋放互斥鎖都會引發(fā)不可預(yù)料的結(jié)果。（2）LOS_MUX_RECURSIVE，遞歸互斥鎖，是互斥鎖的默認屬性。允許同一個任務(wù)對互斥鎖進行多次持有鎖，持有鎖次數(shù)和釋放鎖次數(shù)相同，其他任務(wù)才能持有該互斥鎖。如果試圖持有已經(jīng)被其他任務(wù)持有的互斥鎖，或者如果試圖釋放已經(jīng)被釋放的互斥鎖，會返回錯誤碼。（3）LOS_MUX_ERRORCHECK，錯誤檢測互斥鎖，會自動檢測死鎖。在互斥鎖設(shè)置為本類型屬性情況下，如果任務(wù)試圖對一個互斥鎖重復(fù)持有，或者試圖釋放一個由別的任務(wù)持有的互斥鎖，或者如果一個任務(wù)試圖釋放已經(jīng)被釋放的互斥鎖，都會返回錯誤碼。安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：LiteOS-M和LiteOS-A的互斥鎖接口基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)18LiteOS-M接口接口功能說明LOS_MuxPend申請指定的互斥鎖LOS_MuxPost釋放指定的互斥鎖LiteOS-A接口名稱接口功能說明LOS_MuxLock申請指定的互斥鎖LOS_MuxUnlock釋放指定的互斥鎖互斥鎖的申請有三種模式：（1）無阻塞模式：任務(wù)需要申請互斥鎖，若該互斥鎖當(dāng)前沒有任務(wù)持有，或者持有該互斥鎖的任務(wù)和申請該互斥鎖的任務(wù)為同一個任務(wù)，則申請成功；（2）永久阻塞模式：任務(wù)需要申請互斥鎖，若該互斥鎖當(dāng)前沒有被占用，則申請成功。否則，該任務(wù)進入阻塞態(tài)，系統(tǒng)切換到就緒任務(wù)中優(yōu)先級高者繼續(xù)執(zhí)行。任務(wù)進入阻塞態(tài)后，直到有其他任務(wù)釋放該互斥鎖，阻塞任務(wù)才會重新得以執(zhí)行；（3）定時阻塞模式：任務(wù)需要申請互斥鎖，若該互斥鎖當(dāng)前沒有被占用，則申請成功。否則該任務(wù)進入阻塞態(tài)，系統(tǒng)切換到就緒任務(wù)中優(yōu)先級高者繼續(xù)執(zhí)行。任務(wù)進入阻塞態(tài)后，指定時間超時前有其他任務(wù)釋放該互斥鎖，或者用戶指定時間超時后，阻塞任務(wù)才會重新得以執(zhí)行。互斥鎖的釋放有兩種情況：（1）如果有任務(wù)阻塞于指定互斥鎖，則喚醒被阻塞任務(wù)中優(yōu)先級高的，該任務(wù)進入就緒態(tài)，并進行任務(wù)調(diào)度；（2）如果沒有任務(wù)阻塞于指定互斥鎖，則互斥鎖釋放成功。安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：互斥鎖的應(yīng)用示例（1）任務(wù)Example_TaskEntry創(chuàng)建一個互斥鎖，用于鎖任務(wù)調(diào)度。分別創(chuàng)建了兩個任務(wù)Example_MutexTask1和Example_MutexTask2。其中，Example_MutexTask2的優(yōu)先級高于Example_MutexTask1，然后解鎖任務(wù)調(diào)度。（2）Example_MutexTask2首先被調(diào)度，并以永久阻塞模式申請互斥鎖。該任務(wù)成功獲取到該互斥鎖后，啟動任務(wù)休眠，休眠時間為100Tick，Example_MutexTask2掛起，Example_MutexTask1被喚醒。（3）Example_MutexTask1以定時阻塞模式申請互斥鎖，等待時間為10Tick。但是，因互斥鎖被Example_MutexTask2所持有，Example_MutexTask1會被掛起。當(dāng)10Tick超時時間到達后，Example_MutexTask1被喚醒，再以永久阻塞模式申請互斥鎖，但因互斥鎖仍然被Example_MutexTask2持有，Example_MutexTask1再次被掛起。（4）100Tick的休眠時間到達后，Example_MutexTask2被喚醒，釋放互斥鎖，然后喚醒Example_MutexTask1。Example_MutexTask1成功獲取到互斥鎖后，釋放，刪除互斥鎖?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)19安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：互斥鎖的應(yīng)用示例-

Example_MutexTask1基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)20VOIDExample_MutexTask1(VOID){UINT32ret;printf("task1trytogetmutex,wait10ticks.\n");

ret=LOS_MuxLock(&g_testMux,10);

//申請互斥鎖

if(ret==LOS_OK){printf("task1getmutexg_testMux.\n");

LOS_MuxUnlock(&g_testMux);

//釋放互斥鎖

return;

}if(ret==LOS_ETIMEDOUT){printf("task1timeoutandtrytogetmutex,waitforever.\n");

ret=LOS_MuxLock(&g_testMux,LOS_WAIT_FOREVER);

//申請互斥鎖

if(ret==LOS_OK){printf("task1waitforever,getmutexg_testMux.\n");

LOS_MuxUnlock(&g_testMux);

//釋放互斥鎖

LOS_MuxDestroy(&g_testMux);

//刪除互斥鎖

printf("task1postanddeletemutexg_testMux.\n");return;

}}

return;

}安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：互斥鎖的應(yīng)用示例-

Example_MutexTask2等基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)21VOIDExample_MutexTask2(VOID){printf("task2trytogetmutex,waitforever.\n");

(VOID)LOS_MuxLock(&g_testMux,LOS_WAIT_FOREVER);

//申請互斥鎖

printf("task2getmutexg_testMuxandsuspend100ticks.\n");

LOS_TaskDelay(100);

//任務(wù)休眠100Ticksprintf("task2resumedandposttheg_testMux\n");

LOS_MuxUnlock(&g_testMux);

//釋放互斥鎖

return;}UINT32Example_MutexEntry(VOID){UINT32ret;TSK_INIT_PARAM_Stask1;TSK_INIT_PARAM_Stask2;

LOS_MuxInit(&g_testMux,NULL);//初始化互斥鎖

LOS_TaskLock();

//鎖任務(wù)調(diào)度

//創(chuàng)建任務(wù)1

……

//創(chuàng)建任務(wù)2

……安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：互斥鎖的應(yīng)用示例-

Example_MutexEntry基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)22

//創(chuàng)建任務(wù)1memset(&task1,0,sizeof(TSK_INIT_PARAM_S));

task1.pfnTaskEntry=(TSK_ENTRY_FUNC)Example_MutexTask1;task1.pcName="MutexTsk1";task1.uwStackSize=LOSCFG_BASE_CORE_TSK_DEFAULT_STACK_SIZE;

task1.usTaskPrio=5;

//低優(yōu)先級

ret=LOS_TaskCreate(&g_testTaskId01,&task1);if(ret!=LOS_OK){printf(“task1createfailed.\n”);returnLOS_NOK;

}

//創(chuàng)建任務(wù)2memset(&task2,0,sizeof(TSK_INIT_PARAM_S));

task2.pfnTaskEntry=(TSK_ENTRY_FUNC)Example_MutexTask2;task2.pcName="MutexTsk2";task2.uwStackSize=LOSCFG_BASE_CORE_TSK_DEFAULT_STACK_SIZE;

task2.usTaskPrio=4;

//高優(yōu)先級

ret=LOS_TaskCreate(&g_testTaskId02,&task2);if(ret!=LOS_OK){printf("task2createfailed.\n");returnLOS_NOK;}

LOS_TaskUnlock();

//解鎖任務(wù)調(diào)度

returnLOS_OK;哪個任務(wù)先開始運行？分析一下程序運行結(jié)果安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：互斥鎖的應(yīng)用示例-分析運行結(jié)果（均執(zhí)行成功）基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)23Example_MutexEntryret=LOS_TaskCreate(&g_testTaskId01,&task1);

//優(yōu)先級5ret=LOS_TaskCreate(&g_testTaskId02,&task2);

//優(yōu)先級4Example_MutexTask1①

printf("task1trytogetmutex,wait10ticks.\n");②

printf("task1getmutexg_testMux.\n");//如果等待超時③

printf("task1timeoutandtrytogetmutex,waitforever.\n");//如果申請到互斥鎖④

printf("task1waitforever,getmutexg_testMux.\n");//互斥鎖銷毀之后⑤

printf("task1postanddeletemutexg_testMux.\n");Example_MutexTask2⑥

printf("task2trytogetmutex,waitforever.\n");⑦

printf(“task2getmutexg_testMuxandsuspend100ticks.\n”);⑧

printf("task2resumedandposttheg_testMux\n");創(chuàng)建任務(wù)1和任務(wù)2任務(wù)1優(yōu)先級為5任務(wù)2優(yōu)先級為4，優(yōu)先執(zhí)行課堂思考/討論程序運行結(jié)果安全邊距3.1進程間通信[3.1.2]互斥鎖（Mutex）

互斥鎖：互斥鎖的應(yīng)用示例-分析運行結(jié)果（均執(zhí)行成功）基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)24Example_MutexEntryret=LOS_TaskCreate(&g_testTaskId01,&task1);

//優(yōu)先級5ret=LOS_TaskCreate(&g_testTaskId02,&task2);

//優(yōu)先級4Example_MutexTask1printf("task1trytogetmutex,wait10ticks.\n");printf("task1getmutexg_testMux.\n");//如果等待超時printf("task1timeoutandtrytogetmutex,waitforever.\n");//如果申請到互斥鎖printf("task1waitforever,getmutexg_testMux.\n");//互斥鎖銷毀之后printf("task1postanddeletemutexg_testMux.\n");Example_MutexTask2printf("task2trytogetmutex,waitforever.\n");printf(“task2getmutexg_testMuxandsuspend100ticks.\n”);printf("task2resumedandposttheg_testMux\n");程序運行結(jié)果如下task2trytogetmutex,waitforever.task2getmutexg_testMuxandsuspend100ticks.task1trytogetmutex,wait10ticks.task1timeoutandtrytogetmutex,waitforever.task2resumedandposttheg_testMuxtask1waitforever,getmutexg_testMux.task1postanddeletemutexg_testMux.創(chuàng)建任務(wù)1和任務(wù)2任務(wù)1優(yōu)先級為5任務(wù)2優(yōu)先級為4，優(yōu)先執(zhí)行安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）：一種常用于任務(wù)間通信的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

隊列接收來自任務(wù)或中斷的不固定長度消息，并根據(jù)不同的接口確定傳遞的消息是否存放在隊列空間中（事件只能傳輸狀態(tài)信息、互斥鎖無法傳輸信息），隊列能夠在任務(wù)之間傳輸更豐富的信息。

任務(wù)能夠從隊列里面讀取消息，當(dāng)隊列中的消息為空時，掛起讀取任務(wù)；當(dāng)隊列中有新消息時，掛起的讀取任務(wù)被喚醒并處理新消息。任務(wù)也能夠向隊列中寫入消息，當(dāng)隊列已經(jīng)寫滿消息時，掛起寫入任務(wù)；當(dāng)隊列中有空閑消息節(jié)點時，掛起的寫入任務(wù)被喚醒并寫入消息。

可以通過調(diào)整讀隊列和寫隊列的超時時間來調(diào)整讀寫接口的阻塞模式，如果將讀隊列和寫隊列的超時時間設(shè)置為0，就不會掛起任務(wù)，接口會直接返回，這就是非阻塞模式。反之，如果將都隊列和寫隊列的超時時間設(shè)置為大于0的時間，就會以阻塞模式運行?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)25安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）：一種常用于任務(wù)間通信的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

消息隊列提供了異步處理機制，允許將一個消息放入隊列，但不立即處理，具有異步通信和緩沖作用。隊列具有如下特性。

（1）消息以先進先出的方式排隊，支持異步讀寫。

（2）讀隊列和寫隊列都支持超時機制。

（3）每讀取一條消息，就會將該消息節(jié)點設(shè)置為空閑。

（4）發(fā)送消息類型由通信雙方約定，可以允許不同長度（不超過隊列的消息節(jié)點大小）的消息。

（5）一個任務(wù)能夠與任意一個消息隊列進行消息的接收和發(fā)送消息。

（6）多個任務(wù)能夠從同一個消息隊列接收和發(fā)送消息。

（7）創(chuàng)建隊列時所需的隊列空間，接口內(nèi)系統(tǒng)自行動態(tài)申請內(nèi)存?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)26任務(wù)與消息隊列是多對多的關(guān)系安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）控制塊：los_queue.h(LiteOS-M)和los_queue_pri.h(LiteOS-A)基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)27typedefstruct{UINT8*queue;

/**<Pointertoaqueuehandle*/UINT16queueState;

/**<Queuestate*/UINT16queueLen;

/**<Queuelength*/UINT16queueSize;

/**<Nodesize*/UINT16queueID;

/**<queueID*/UINT16queueHead;

/**<Nodehead*/UINT16queueTail;

/**<Nodetail*/UINT16readWriteableCnt[OS_READWRITE_LEN];

/**<Countofreadableorwritableresources,0:readable,1:writable*/LOS_DL_LISTreadWriteList[OS_READWRITE_LEN];

/**<Pointertothelinkedlisttobereadorwritten,

0:readlist,

1:writelist*/LOS_DL_LISTmemList;

/**<Pointertothememorylinkedlist*/}LosQueueCB;LiteOS-M隊列控制塊#defineOS_QUEUE_UNUSED

0#defineOS_QUEUE_INUSED

1#defineOS_READWRITE_LEN

2readWriteableCnt[0]表示隊列中可讀消息數(shù)，readWriteableCnt[1]表示隊列中可寫消息數(shù)readWriteList[0]表示讀取鏈表readWriteList[1]表示寫入鏈表安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的若干使用基本要點（1）創(chuàng)建隊列時，創(chuàng)建隊列成功會返回隊列ID。（2）在隊列控制塊中維護著一個消息頭節(jié)點位置Head和一個消息尾節(jié)點位置Tail，表示當(dāng)前隊列中消息的存儲情況。Head表示隊列中被占用的消息節(jié)點的起始位置，Tail表示被占用的消息節(jié)點的結(jié)束位置，也是空閑消息節(jié)點的起始位置。隊列創(chuàng)建時Head和Tail均指向起始位置。基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)28安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的若干使用基本要點

（3）在寫隊列時，將根據(jù)readWriteableCnt[1]判斷隊列是否可以寫入，不能對已滿的隊列（readWriteableCnt[1]為0）進行寫操作。寫隊列支持兩種寫入方式：向隊列尾節(jié)點寫入，也可以向隊列頭節(jié)點寫入。尾節(jié)點寫入時，根據(jù)Tail找到起始空閑消息節(jié)點作為數(shù)據(jù)寫入對象，如果Tail已經(jīng)指向隊列尾部則采用回卷方式。頭節(jié)點寫入時，將Head的前一個節(jié)點作為數(shù)據(jù)寫入對象，如果Head指向隊列起始位置則采用回卷方式。（4）在讀隊列時，將根據(jù)readWriteableCnt[0]判斷隊列是否有消息需要讀取，對全部空閑的隊列（readWriteableCnt[0]為0）進行讀操作會引起任務(wù)掛起。如果隊列可以讀取消息，則根據(jù)Head找到最先寫入隊列的消息節(jié)點進行讀取。如果Head已經(jīng)指向隊列尾部則采用回卷方式。（5）在刪除隊列時，根據(jù)隊列ID找到對應(yīng)隊列，把隊列狀態(tài)置為未使用，把隊列控制塊置為初始狀態(tài)，并釋放隊列所占內(nèi)存?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)29安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的接口基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)30接口名稱接口功能說明LOS_QueueCreate創(chuàng)建一個消息隊列，由系統(tǒng)動態(tài)申請隊列空間LOS_QueueDelete根據(jù)隊列ID刪除一個指定隊列LOS_QueueRead讀取指定隊列頭節(jié)點中的數(shù)據(jù)（隊列節(jié)點中的數(shù)據(jù)實際上是一個地址）LOS_QueueWrite向指定隊列尾節(jié)點中寫入入?yún)ufferAddr的值（即buffer的地址）LOS_QueueWriteHead向指定隊列頭節(jié)點中寫入入?yún)ufferAddr的值（即buffer的地址）LOS_QueueReadCopy讀取指定隊列頭節(jié)點中的數(shù)據(jù)LOS_QueueWriteCopy向指定隊列尾節(jié)點中寫入入?yún)ufferAddr中保存的數(shù)據(jù)LOS_QueueWriteHeadCopy向指定隊列頭節(jié)點中寫入入?yún)ufferAddr中保存的數(shù)據(jù)LOS_QueueInfoGet獲取指定隊列的信息，包括隊列ID、隊列長度、消息節(jié)點大小、頭節(jié)點、尾節(jié)點、可讀節(jié)點數(shù)量、可寫節(jié)點數(shù)量、等待讀操作的任務(wù)、等待寫操作的任務(wù)安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的開發(fā)示例-基本流程

（1）通過LOS_QueueCreate接口創(chuàng)建隊列，創(chuàng)建成功即可獲得隊列ID；

（2）通過LOS_QueueWrite或者LOS_QueueWriteCopy寫隊列；

（3）通過LOS_QueueRead或者LOS_QueueReadCopy讀隊列；

（4）通過LOS_QueueInfoGet獲取隊列信息；

（5）通過LOS_QueueDelete刪除隊列。隊列（消息隊列）的開發(fā)示例-注意事項

（1）系統(tǒng)支持的最大隊列數(shù)指的是整個系統(tǒng)的隊列資源的總個數(shù)，而非用戶能使用的個數(shù)。

（2）創(chuàng)建隊列時傳入的隊列名和flags暫時未使用，作為以后的預(yù)留參數(shù)。

（3）隊列接口函數(shù)中的入?yún)imeOut是相對時間?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)31安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的開發(fā)示例-注意事項（4）LOS_QueueReadCopy和LOS_QueueWriteCopy及LOS_QueueWriteHeadCopy是一組接口，LOS_QueueRead和LOS_QueueWrite及LOS_QueueWriteHead是一組接口，每組接口需要配套使用。

（5）鑒于LOS_QueueWrite和LOS_QueueWriteHead和LOS_QueueRead這組接口實際操作的是數(shù)據(jù)地址，用戶必須保證調(diào)用LOS_QueueRead獲取到的指針所指向的內(nèi)存區(qū)域在讀隊列期間沒有被異常修改或釋放，否則可能導(dǎo)致不可預(yù)知的后果。（6）LOS_QueueRead和LOS_QueueReadCopy接口的讀取長度如果小于消息實際長度，消息將被截斷。

（7）鑒于LOS_QueueWrite和LOS_QueueWriteHead和LOS_QueueRead這組接口實際操作的是數(shù)據(jù)地址，也就意味著實際寫和讀的消息長度僅僅是一個指針數(shù)據(jù)，因此用戶使用這組接口之前，需確保創(chuàng)建隊列時的消息節(jié)點大小，為一個指針的長度，避免不必要的浪費和讀取失敗。基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)32安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的應(yīng)用示例

創(chuàng)建隊列，兩個任務(wù)。任務(wù)1SendEntry調(diào)用寫隊列接口發(fā)送消息，任務(wù)2RecvEntry通過讀隊列接口接收消息。執(zhí)行流程如下。

（1）通過LOS_TaskCreate創(chuàng)建任務(wù)1SendEntry和任務(wù)2RecvEntry。

（2）通過LOS_QueueCreate創(chuàng)建一個消息隊列。

（3）在任務(wù)1SendEntry中發(fā)送消息。

（4）在任務(wù)2RecvEntry中接收消息。

（5）通過LOS_QueueDelete刪除隊列?；贠penHarmony的嵌入式開發(fā)33安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的應(yīng)用示例-

ExampleQueue

基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)34#defineBUFFER_LEN50staticUINT32g_queue;UINT32ExampleQueue(VOID){

……;printf("startqueueexample.\n");

……;initParam.pfnTaskEntry=(TSK_ENTRY_FUNC)SendEntry;

initParam.usTaskPrio=9;

……;LOS_TaskLock();

ret=LOS_TaskCreate(&task1,&initParam);if(ret!=LOS_OK){printf("createtask1failed,error:%x\n",ret);returnret;}……;initParam.pfnTaskEntry=(TSK_ENTRY_FUNC)RecvEntry;initParam.usTaskPrio=10;

ret=LOS_TaskCreate(&task2,&initParam);if(ret!=LOS_OK){printf("createtask2failed,error:%x\n",ret);returnret;}

ret=LOS_QueueCreate("queue",5,&g_queue,0,50);if(ret!=LOS_OK){printf("createqueuefailure,error:%x\n",ret);}printf("createthequeuesuccess.\n");LOS_TaskUnlock();returnret;}externUINT32LOS_QueueCreate(constCHAR*queueName,UINT16len,UINT32*queueID,UINT32flags,UINT16maxMsgSize);安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的應(yīng)用示例-

SendEntry和RecvEntry

基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)35VOIDSendEntry(VOID){UINT32ret=0;CHARabuf[]="testmessage";UINT32len=sizeof(abuf);

ret=LOS_QueueWriteCopy(g_queue,abuf,len,0);if(ret!=LOS_OK){printf("sendmessagefailure,error:%x\n",ret);}}VOIDRecvEntry(VOID){UINT32ret=0;CHARreadBuf[BUFFER_LEN]={0};UINT32readLen=BUFFER_LEN;usleep(1000000);

ret=LOS_QueueReadCopy(g_queue,readBuf,&readLen,0);if(ret!=LOS_OK){printf("recvmessagefailure,error:%x\n",ret);}printf("recvmessage:%s\n",readBuf);ret=LOS_QueueDelete(g_queue);if(ret!=LOS_OK){printf("deletethequeuefailure,error:%x\n",ret);}printf("deletethequeuesuccess.\n");}externUINT32LOS_QueueWriteCopy(UINT32queueID,VOID*bufferAddr,

UINT32bufferSize,UINT32timeOut);externUINT32LOS_QueueReadCopy(UINT32queueID,VOID*bufferAddr,

UINT32*bufferSize,UINT32timeOut);安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的應(yīng)用示例-

SendEntry和RecvEntry

基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)36SendEntryret=LOS_QueueWriteCopy(g_queue,abuf,len,0);RecvEntryret=LOS_QueueReadCopy(g_queue,readBuf,

&readLen,0);//接收數(shù)據(jù)成功后printf("recvmessage:%s\n",readBuf);ret=LOS_QueueDelete(g_queue);//刪除隊列成功后printf("deletethequeuesuccess.\n");ExampleQueueprintf("startqueueexample.\n");ret=LOS_TaskCreate(&task1,&initParam);

//優(yōu)先級9ret=LOS_TaskCreate(&task2,&initParam);

//優(yōu)先級10ret=LOS_QueueCreate("queue",5,&g_queue,0,50);printf("createthequeuesuccess.\n");創(chuàng)建任務(wù)1和任務(wù)2任務(wù)1優(yōu)先級為9(高)，優(yōu)先執(zhí)行任務(wù)2優(yōu)先級為10(低)課堂思考/討論程序運行結(jié)果安全邊距3.1進程間通信[3.1.3]隊列（Queue）隊列（消息隊列）的應(yīng)用示例-

SendEntry和RecvEntry

基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)37SendEntryret=LOS_QueueWriteCopy(g_queue,abuf,len,0);RecvEntryret=LOS_QueueReadCopy(g_queue,readBuf,

&readLen,0);//接收數(shù)據(jù)成功后printf("recvmessage:%s\n",readBuf);ret=LOS_QueueDelete(g_queue);//刪除隊列成功后printf("deletethequeuesuccess.\n");ExampleQueueprintf("startqueueexample.\n");ret=LOS_TaskCreate(&task1,&initParam);

//優(yōu)先級9ret=LOS_TaskCreate(&task2,&initParam);

//優(yōu)先級10ret=LOS_QueueCreate("queue",5,&g_queue,0,50);printf("createthequeuesuccess.\n");創(chuàng)建任務(wù)1和任務(wù)2任務(wù)1優(yōu)先級為9(低)任務(wù)2優(yōu)先級為10(高)，優(yōu)先執(zhí)行程序運行結(jié)果如下startqueueexample.createthequeuesuccess.recvmessage:testmessage.deletethequeuesuccess.安全邊距3.1進程間通信[3.1.4]信號量（Semaphore）

信號量（Semaphore）又稱信號燈，是一種實現(xiàn)任務(wù)間通信的機制，可以實現(xiàn)任務(wù)間同步或共享資源的互斥訪問。

在信號量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，通常有一個計數(shù)值，用于對有效資源數(shù)的計數(shù)，表示剩下的可被使用的共享資源數(shù)，其值的含義分兩種情況。

（1）0，表示該信號量當(dāng)前不可獲取，因此可能存在正在等待該信號量的任務(wù)。

（2）正值，表示該信號量當(dāng)前可被獲取。基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)38初始信號量計數(shù)值不為0，表示可用的共享資源個數(shù)。在需要使用共享資源前，先獲取信號量，然后使用一個共享資源，使用完畢后釋放信號量。這樣在共享資源被取完，即信號量計數(shù)減至0時，其他需要獲取信號量的任務(wù)將被阻塞，從而保證了共享資源的互斥訪問。另外，當(dāng)共享資源數(shù)為1時，建議使用二值信號量，一種類似于互斥鎖的機制。初始信號量計數(shù)值為0。任務(wù)1因獲取不到信號量而阻塞，直到任務(wù)2或者某中斷釋放信號量，任務(wù)1才得以進入Ready或Running態(tài)，從而達到了任務(wù)間的同步。安全邊距3.1進程間通信[3.1.4]信號量（Semaphore）控制塊：基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)39/***@ingrouplos_sem*Semaphorecontrolstructure.*/typedefstruct{

/**<Semaphorestate*/

UINT16semStat;

/**<Numberofavailablesemaphores*/

UINT16semCount;

/**<Maxnumberofavailablesemaphores*/UINT16maxSemCount;

/**<SemaphorecontrolstructureID*/

UINT16semID;

/**<Queueoftasksthatarewaitingonasemaphore*/LOS_DL_LISTsemList;}LosSemCB;LiteOS-M/LiteoS-A信號量控制塊#defineOS_SEM_UNUSED0#defineOS_SEM_USED1安全邊距3.1進程間通信[3.1.4]信號量（Semaphore）運行原理：多個任務(wù)在同一時刻訪問共享資源，但會限制同一時刻訪問此資源的最大任務(wù)數(shù)目。當(dāng)任務(wù)數(shù)達到該資源允許的最大訪問數(shù)量時，會阻塞其他試圖獲取該資源的任務(wù)，直到有任務(wù)釋放該信號量。基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)40注意：與互斥鎖的區(qū)別安全邊距3.1進程間通信[3.1.4]信號量（Semaphore）信號量的接口基于OpenHarmony的嵌入式開發(fā)41接口名稱接口功能說明LOS_SemCreateLOS_BinarySemCreate創(chuàng)建信號量或二值信號量，返回信號量ID。從未使用的信號量鏈表中獲取一個信號量，并設(shè)定初值。LOS_SemDelete刪除指定的信號量。將正在使用的信號量置為未使用信號量，并掛回到未使用鏈表。LOS_SemPend申請指定的信號量，并設(shè)置超時時間。若其計數(shù)器值大于0，則直接減1返回成功。否則任務(wù)阻塞，等待其它任務(wù)釋放該信號量，等待的超時時間可設(shè)定。當(dāng)任務(wù)被一個信號量阻塞時，將該任務(wù)掛到信號量等待任務(wù)隊列的隊尾。LOS_SemPost釋放指定的信號量。若沒有任務(wù)等待該信號量，則直接將計數(shù)器加1返回。否則喚醒該信號量等待任務(wù)隊列上的第一個任務(wù)。安全邊距3.1進程間通信[3.1.4]信號量（Semaphore）信號量的的應(yīng)用示例：ExampleSem創(chuàng)建一個信號量，鎖任務(wù)調(diào)度。然后創(chuàng)建兩個任務(wù)ExampleSemTask1和ExampleSemTask2，其中，ExampleSemTask2的優(yōu)先級高于ExampleSemTask1。兩個任務(wù)申請同一信號量，解鎖任務(wù)調(diào)度后，測試任務(wù)ExampleSem釋放信號量。

（1）ExampleSemTask2得到信號量后被調(diào)度，然后