（学习日记）2024.04.08：UCOSIII第三十六节：事件

本文主要是介绍（学习日记）2024.04.08：UCOSIII第三十六节：事件，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

写在前面：
由于时间的不足与学习的碎片化，写博客变得有些奢侈。
但是对于记录学习（忘了以后能快速复习）的渴望一天天变得强烈。
既然如此
不如以天为单位，以时间为顺序，仅仅将博客当做一个知识学习的目录，记录笔者认为最通俗、最有帮助的资料，并尽量总结几句话指明本质，以便于日后搜索起来更加容易。

标题的结构如下：“类型”：“知识点”——“简短的解释”
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2024.04.08：UCOSIII第三十六节：事件

五十、UCOSIII：事件
- 1、事件的基本概念
- 2、事件的应用场景
- 3、事件运作机制
- 4、事件控制块

五十、UCOSIII：事件

1、事件的基本概念

事件是一种实现任务间通信的机制，主要用于实现多任务间的同步，但事件通信只能是事件类型的通信，无数据传输。
与信号量不同的是，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很少的RAM空间来保存事件组的状态。
事件组存储在一个OS_FLAGS类型的Flags变量中，该变量在事件结构体中定义。
而变量的宽度由我们自己定义，可以是8位、16位、32位的变量，取决于os_type.h中的OS_FLAGS的位数。
在STM32中，我们一般将其定义为32位的变量，有32个位用来实现事件标志组。
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，形成一个事件组。
事件的“逻辑或”也被称作是独立型同步，指的是任务感兴趣的所有事件任一件发生即可被唤醒；
事件“逻辑与”则被称为是关联型同步，指的是任务感兴趣的若干事件都发生时才被唤醒，并且事件发生的时间可以不同步。

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。
μC/OS的事件仅用于同步，不提供数据传输功能。

μC/OS提供的事件具有如下特点：

事件只与任务相关联，事件相互独立，一个32位（数据宽度由用户定义）的事件集合用于标识该任务发生的事件类型，其中每一位表示一种事件类型（0表示该事件类型未发生、1表示该事件类型已经发生），一共32种事件类型。
事件仅用于同步，不提供数据传输功能。
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。
允许多个任务对同一事件进行读写操作。
支持事件等待超时机制。
支持显式清除事件。

在μC/OS的等待事件中，用户可以选择感兴趣的事件，并且选择等待事件的选项。
它有4个属性，分别是逻辑与、逻辑或、等待所有事件清除或者等待任意事件清除。
当任务等待事件同步时，可以通过任务感兴趣的事件位和事件选项来判断当前获取的事件是否满足要求。
如果满足则说明任务等待到对应的事件，系统将唤醒等待的任务；否则，任务会根据用户指定的阻塞超时时间继续等待下去。

2、事件的应用场景

μC/OS的事件用于事件类型的通讯，无数据传输，也就是说，我们可以用事件来做标志位，判断某些事件是否发生了，然后根据结果做处理。
那为什么不直接用变量做标志呢，岂不是更好更有效率？
非也非也，若是在裸机编程中，用全局变量是最为有效的方法。
但是在操作系统中，使用全局变量就要考虑以下问题了：

如何对全局变量进行保护呢，如何处理多任务同时对它进行访问？
如何让内核对事件进行有效管理呢？使用全局变量的话，就需要在任务中轮询查看事件是否发送，这简直就是在浪费CPU资源啊，还有等待超时机制，使用全局变量的话需要用户自己去实现。

所以，在操作系统中，还是使用操作系统给我们提供的通信机制就好了，简单方便还实用。

在某些场合，可能需要多个时间发生了才能进行下一步操作，比如一些危险机器的启动，需要检查各项指标，当指标不达标的时候，无法启动。
但是检查各个指标的时候，不能一下检测完毕。所以需要事件来做统一的等待。
当所有的事件都完成了，那么机器才允许启动，这只是事件的其中一个应用。

事件可使用于多种场合，它能够在一定程度上替代信号量，用于任务与任务间，中断与任务间的同步。
一个任务或中断服务例程发送一个事件给事件对象，而后等待的任务被唤醒并对相应的事件进行处理。
但是它与信号量不同的是，事件的发送操作是不可累计的，而信号量的释放动作是可累计的。
事件另外一个特性是，接收任务可等待多种事件，即多个事件对应一个任务或多个任务。
同时按照任务等待的参数，可选择是“逻辑或”触发还是“逻辑与”触发。
这个特性也是信号量等所不具备的，信号量只能识别单一同步动作，而不能同时等待多个事件的同步。

各个事件可分别发送或一起发送给事件对象，而任务可以等待多个事件，任务仅对感兴趣的事件进行关注。
当有它们感兴趣的事件发生时并且符合感兴趣的条件，任务将被唤醒并进行后续的处理动作。

3、事件运作机制

等待（接收）事件时，可以根据感兴趣的参事件类型等待事件的单个或者多个事件类型。事件等待成功后，必须使用OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME选项来清除已接收到的事件类型，否则不会清除已接收到的事件，这样就需要用户显式清除事件位。用户可以自定义通过传入opt选项来选择读取模式，是等待所有感兴趣的事件还是等待感兴趣的任意一个事件。

设置事件时，对指定事件写入指定的事件类型，设置事件集合的对应事件位为1，可以一次同时写多个事件类型，设置事件成功可能会触发任务调度。

清除事件时，根据入参数事件句柄和待清除的事件类型，对事件对应位进行清零操作。

事件不与任务相关联，事件相互独立，一个32位的变量就是事件的集合，用于标识该任务发生的事件类型，其中每一位表示一种事件类型（0表示该事件类型未发生、1表示该事件类型已经发生），一共32种事件类型具体见图
在这里插入图片描述
事件唤醒机制，当任务因为等待某个或者多个事件发生而进入阻塞态，当事件发生的时候会被唤醒，其过程具体见图

任务1对事件3或事件5感兴趣（逻辑或），当发生其中的某一个事件都会被唤醒，并且执行相应操作。
而任务2对事件3与事件5感兴趣（逻辑与），当且仅当事件3与事件5都发生的时候，任务2才会被唤醒，如果只有一个其中一个事件发生，那么任务还是会继续等待事件发生。
如果在接收事件函数中设置了清除事件位选项OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME，那么当任务唤醒后将把事件3和事件5的事件标志清零，否则事件标志将依然存在。

4、事件控制块

理论上用户可以创建任意个事件（仅限制于处理器的 RAM大小）。
通过设置os_cfg.h中的宏定义 OS_CFG_FLAG_EN为 1即可开启事件功能。
事件是一个内核对象，由数据类型OS_FLAG_GRP定义，该数据类型由 os_flag_grp定义（在os.h文件）。

μC/OS的事件由多个元素组成，在事件被创建时，需要由我们自己定义事件（也可以称之为事件句柄）。
因为它是用于保存事件的一些信息的，其数据结构OS_FLAG_GRP除了事件必须的一些基本信息外，还有PendList链表与一个32位的事件组变量Flags等，为的是方便系统来管理事件。

示意图具体见图
在这里插入图片描述
数据结构具体如下：

struct  os_flag_grp{
/* ------------------ GENERIC  MEMBERS ------------------ */OS_OBJ_TYPE          Type;                      (1)CPU_CHAR            *NamePtr;                   (2)OS_PEND_LIST         PendList;                  (3)#if OS_CFG_DBG_EN > 0uOS_FLAG_GRP         *DbgPrevPtr;OS_FLAG_GRP         *DbgNextPtr;CPU_CHAR            *DbgNamePtr;
#endif
/* ------------------ SPECIFIC MEMBERS ------------------ */OS_FLAGS             Flags;              (4)CPU_TS               TS;                 (5)};