目录

1 示例程序分析

1.1 示例程序结构

1.2 CMakeLists.txt文件分析

1.3 component类型定义

1.3.1 event interface概述

1.3.2 event interface类型

1.3.3 event interface实例

1.4 hello-2.camkes分析

1.4.1 seL4Notification connector类型

1.4.2 seL4Notification connector实例

1.5 component源码分析

1.5.1 emitter component

1.5.2 consumer component

1.6 运行效果

2 编译生成文件分析

2.1 编译生成文件结构

2.2 emitter component编译生成文件分析

2.2.1 camkes-component-emitter.h

2.2.2 event_emits_seL4Notification_0.c

2.3 consumer component编译生成文件分析

2.3.1 camkes-component-consumer.h

2.3.2 event_consumes_seL4Notification_0.c

3 实验1：使用event interface通知多个component

3.1 实验目的

3.2 修改文件

3.3 运行效果

3.4 编译生成文件分析

3.4.1 编译生成文件结构

3.4.2 event_emits_seL4Notification_0.c

3.4.3 event_consumes_seL4Notification_0/1.c

4 实验2：使用event interface实现component间同步

4.1 实验目的

4.2 源码分析

4.2.1 component类型定义

4.2.1 系统定义

4.2.2 component源码

4.3 运行效果

4.4 编译生成文件分析

5 component内部的同步

5.1 同步原语

5.2 操作函数

5.3 编译生成文件分析

5.3.1 同步原语函数声明

5.3.2 同步原语函数定义

1 示例程序分析

1.1 示例程序结构

1. Emitter.camkes & emmitter.c

Emitter component的类型定义与实现，用于发送event

2. Consumer.camkes & consumer.c

Consumer component的类型定义与实现，用于接收event

3. CMakeList.txt

向系统描述本模块的构建方式

4. hello-2.camkes

描述本模块的组成方式

说明：本节实验代码通过如下命令提取，但仅使用其编译框架，代码重新编写

./init --tut hello-camkes-2 --solution

1.2 CMakeLists.txt文件分析

从CMakeList.txt中我们可以得知

1. 系统中包含Emitter和Consumer这2种component类型，并且指定了他们对应的源文件

2. 使用hello-2.camkes描述整个系统

1.3 component类型定义

1.3.1 event interface概述

1. event interface是一种异步通信机制，类似信号和中断

2. event interface也有2个固定方向的角色，

① Emitter：发送信号的component

② Consumer：接收并处理信号的component

1.3.2 event interface类型

event interface不需要额外的类型定义，直接使用emits & consumes关键字在component中定义interface实例即可

1.3.3 event interface实例

1. event interface的发送者使用emits关键字定义interface实例，示例代码中实例名为event_emits

2. event interface的接收者使用consumes关键字定义interface实例，示例代码中实例名为event_consumes

说明：event interface在2个component中的实例名同时也作为调用event相关函数的前缀，详见下文分析

1.4 hello-2.camkes分析

1.4.1 seL4Notification connector类型

seL4Noticification也是camkes提供的标准connector类型，由projects/camkes-tool/include/builtin/std_connector.camkes引入

1. from Event with 0 threads

① event发送端是event interface

② event发送端不需要分配线程

2. to Events

① event接收端是event interface

② event接收端需要分配线程，接收并处理event

说明1：seL4Noticification connector特性

① event发送端可以在任何时间以任何频率发送event

② event接收端可以以阻塞或非阻塞的方式等待event

③ 发送event是非阻塞的

说明2：seL4Noticification connector template模板文件

对于template文件，我们不做分析，还是直接分析编译后生成的C语言文件

① projects/camkes-tool/camkes/templates/seL4Noticification-from.template.c

② projects/camkes-tool/camkes/templates/seL4Notification-to.template.c

1.4.2 seL4Notification connector实例

1. connection实例定义在composition元素中，因为composition是包含component和connector实例的容器

2. connection实例连接了2个component实例中的interface实例

1.5 component源码分析

1.5.1 emitter component

① emmitter component持续调用event_emits_emit函数发送event

② event_emit函数名的构成方式为<interface name>_emit

1.5.2 consumer component

camkes中共有3种处理event的方式，

1. 注册回调函数

① 回调函数会在接收到event时被调用

② <interface name>_reg_callback函数用于注册event回调函数

2. 阻塞等待event（blocking wait）

① 阻塞等待函数会在接收到event时返回

② <interface name>_wait函数用于阻塞等待event

3. 轮询event（polling）

① 轮询函数用于查询当前是否接收到event

② <interface name>_poll函数用于轮询是否接收到event

说明1：上述3种方式均会消费掉一个接收到的event，其中callback的优先级最高。也就是说，如果一个component注册了event callback函数，同时又在阻塞等待event，当一个event到达时，将会首先调用callback

说明2：在event callback中再次注册callback

注册成功的event callback将在被调用的同时注销（deregistered），因此如果希望callback再次被调用，则需要在callback中重新注册

1.6 运行效果

从运行结果可见，callback回调函数的优先级确实比阻塞等待高

2 编译生成文件分析

2.1 编译生成文件结构

2.2 emitter component编译生成文件分析

2.2.1 camkes-component-emitter.h

我们这里也只分析新增的函数声明

1. event_emits_emit函数

① 这是event interface提供的发送event函数声明

② 该函数在event_emits_seL4Notification_0.c中实现

2. event_emits__init函数

① 这是event interface的初始化函数（interface name为event）

② 由于使用WEAK属性修饰，即弱函数，表示event__init函数可以不实现

③ 该函数没有被调用

说明：event_emits__init函数没有被调用和procedure interface的caller端是类似的，这端的interface均没有启动线程，在connector类型定义中均使用"with 0 threads"修饰

2.2.2 event_emits_seL4Notification_0.c

1. 该文件中只有event_emits_emit_underlying函数的实现，并不是emitter component中调用的event_emits_emit函数

2. event_emits_emit函数的实现在emitter component编译目录的camkes.c中，最终会调用event_emits_emit_underlying函数

3. event_emits_emit_underlying函数的操作是调用seL4_Signal系统调用发送信号

2.3 consumer component编译生成文件分析

2.3.1 camkes-component-consumer.h

1. event_consumes_wait函数

① 这是event interface提供的阻塞等待event函数声明

② 该函数在event_consumes_seL4Notification_0.c中实现

2. event_comsumes_poll函数

① 这是event interface提供的轮询event函数声明

② 该函数在event_consumes_seL4Notification_0.c中实现

3. event_consumes_reg_callback函数

① 这是event interface提供的注册event回调函数的函数声明

② 该函数在event_consumes_seL4Notification_0.c中实现

4. event_consumes_acknowledge函数

① 该函数在编译生成的文件中没有定义，经过上机验证，该函数在consumer component中也确实不能使用

② 该函数在通过event interface使用中断时会被实现并使用

5. event_consumes_handle函数

该函数与event_consumes_acknowledge函数一样，在当前的编译生成文件中没有定义，而是在通过event interface使用中断时会被实现并使用

6. event_consumes__init函数

① 这是event interface的初始化函数

② 该函数在camkes.c的post_main函数中被调用

2.3.2 event_consumes_seL4Notification_0.c

1. event_consumes__run是consumer component中接收并处理event的线程

说明1：由event_consumes__run的实现可见，如果注册了event回调函数，则直接调用该函数，不会释放信号量，因此wait和poll函数均不会获取到该event，也就实现了event回调函数的优先级高于wait和poll函数

说明2：如果注册了event回调函数，在使用时会同时将callback设置为NULL，也就是注销该回调函数。因此，在consumer component源码中，需要在回调函数中再次注册回调函数

2. event_consumes_poll函数通过非阻塞等待信号量的方式实现轮询event

3. event_consumes_wait函数通过阻塞等待信号量的方式实现阻塞等待event

4. event_consumes_reg_callback在注册event回调函数时，会优先处理已经pending的event

说明：信号量的实现

① 在event interface的实现中，多次使用了信号量操作，例如调用sync_bin_sem_bare_wait函数

② 上述信号量操作在projects/seL4_libs/libsel4sync库中实现

3 实验1：使用event interface通知多个component

3.1 实验目的

验证通过event interface是否可以通知多个component，观察建立的connection文件和实际运行效果

3.2 修改文件

文件：源码目录下hello-2.camkes

新增一个consumer2 component实例，并与emitter component实例建立连接，使用的connector与之前相同

3.3 运行效果

可见2个consumer component实例均接收到event，并且正确处理

3.4 编译生成文件分析

3.4.1 编译生成文件结构

可见在consumers component和consumers2 conponent实例中，均生成了connection文件

3.4.2 event_emits_seL4Notification_0.c

event_emits_emit_underlying函数会调用seL4_Signal系统调用，向2个component实例发送信号

3.4.3 event_consumes_seL4Notification_0/1.c

2个consumes component实例生成的connection文件中，只有一处不同，也就是component实例名不同

而二者调用seL4_Wait的参数是相同的

4 实验2：使用event interface实现component间同步

4.1 实验目的

通过event interface实现2个component之间的同步

说明：剧透一下，这里引入component间同步的主题，是因为下一节引入的dataport interface虽然可供不同的component操作同一片shared memory，但是对shared memory的操作需要同步

4.2 源码分析

4.2.1 component类型定义

从event interface的实例名可以很容易看出event的方向，

c2e：client emits --> echo consumes

e2c：echo emits --> client consumes

4.2.1 系统定义

系统中分别定义了2个component的实例，并且在这2个component之间建立了2条seL4Notification类型的connection

说明：关于event interface类型名的构成

① 可以任务emits <name>和consumes <name>就是event interface的类型名

② 对于emits & consumes修饰的一对event interface，需要类型名相同。例如在示例代码中，

client emits --> echo consumes的event interface，就都使用C2EEvent构成类型名

③ 可以使用相同的<name>字段都成interface类型名，如下图所示

因为我们只需要emits & consumes修饰的一对event interface类项名相同即可，至于event interface的连接方式，则是由connection实例定义

4.2.2 component源码

1. echo component没有定义control thread，所以我们使用event interface的初始化函数c2e__init来注册event回调函数

2. client component中使用阻塞等待的方式处理event

3. echo & client component通过2个event实现相互通知，进而实现component间的同步

4.3 运行效果

可见运行结果是符合预期的

4.4 编译生成文件分析

每个connection实例都会生成一个文件，内容与之前类似，此处不再赘述

5 component内部的同步

5.1 同步原语

上文提到了使用event interface实现component之间的同步，如果是在component内部，camkes提供了互斥锁、信号量和二值信号量3种同步原语

在component中可以按如下方式进行定义，

其中semaphore的默认值为1，binary_semaphore的默认值为0

说明：可以在configuration元素中设置semaphore和binary_semaphore的初始值，在设置时，使用<instance name>_value属性

其中binary_semaphore的初始值只能是0或1（这个很好理解）

5.2 操作函数

说明：camkes本身没有提供component间的锁机制，但是可以基于camkes框架实现lockserver，从而提供component间的锁功能

5.3 编译生成文件分析

我们在Client component类型中增加互斥锁、信号量和二值信号实例

5.3.1 同步原语函数声明

在编译生成的client目录下include/camkes-component-client.h文件中，会新增同步原语函数声明

5.3.2 同步原语函数定义

在编译生成的client目录下camkes.c文件中，会新增同步原语函数定义

说明1：同步原语template文件

同步原语的template文件为projects/camkes-tool/camkes/templates/component.common.c

可见生成同步原语的代码都是通过for循环遍历component类型中的相关实例定义，之后生成操作函数

补充：从同步原语的template文件可知，configuration中配置的信号量和二值信号量的初始值是以python中字典的键值对形式存储的。如果不进行配置，则是使用字典get方法的默认值

关于python字典的相关内容，可参考如下笔记的chapter 4

Python程序设计语言基础06（完）：组合数据类型_麦小兜的博客-CSDN博客

说明2：同步原语初始化时机

如上文所述，在component类型中增加了同步原语实例定义后，会在camkes.c文件中生成相关操作函数，而其中的init函数的调用是在camkes的平台初始化函数中

说明3：同步原语操作的实现

实现同步原语使用的函数由projects/seL4_libs/libsel4sync库实现

我们来看一下如下几个函数的实现

① sync_mutex_init函数

② sync_sem_init函数

③ sync_bin_sem_init函数

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