鸿蒙轻内核M核源码分析系列十三（续）消息队列QueueMail接口-鸿蒙源码安卓内核

之前分析过队列(Queue)的源代码，了解了队列初始化、队列创建、删除、队列读取写入等操作。队列还提供了两个接口OsQueueMailAlloc和OsQueueMailFree。队列可以和一个静态内存池关联起来，一个任务从静态内存池申请内存块时，如果申请不到，会把该任务插入到队列的内存阻塞链表中，等有其他任务释放内存时，该任务会被分配内存块。

接下来，详细看下这2个接口的源代码。

1、队列结构体定义

1.1 队列结构体定义

我们回忆下队列结构体的定义，在文件kernel\include\los_queue.h中定义队列控制块结构体为LosQueueCB，结构体源代码如下。需要看下成员变量memList，当任务从和队列关联的静态内存池中申请不到空闲内存块时，会把任务插入memList内存阻塞链表，然后调度，进行任务切换。等有其他任务释放空闲内存块到这个静态内存池时，该任务申请到空闲内存块，并把任务从memList内存阻塞链表移除，插入到任务就绪队列，并触发任务调度。

typedef struct { 
    UINT8 *queue;      /**< 队列内存空间的指针 */ 
    UINT16 queueState; /**< 队列的使用状态 */ 
    UINT16 queueLen;   /**< 队列长度，即消息数量 */ 
    UINT16 queueSize;  /**< 消息节点大小 */ 
    UINT16 queueID;    /**< 队列编号  */ 
    UINT16 queueHead;  /**< 消息头节点位置 */ 
    UINT16 queueTail;  /**< 消息尾节点位置 */ 
    UINT16 readWriteableCnt[OS_READWRITE_LEN]; /**< 2维数组，可读、可写的消息数量, 0:可读, 1:可写 */ 
    LOS_DL_LIST readWriteList[OS_READWRITE_LEN]; /**< 2维双向链表数组，阻塞读、写任务的双向链表, 0:读链表, 1:写链表 */ 
    LOS_DL_LIST memList; /**< 内存节点双向链表 */ 
} LosQueueCB;

2、QueueMail接口源码分析

2.1 OsQueueMailAlloc接口

我们可以使用函数VOID *OsQueueMailAlloc(UINT32 queueID, VOID *mailPool, UINT32 timeOut)从和队列关联的静态内存池中申请空闲内存，下面通过分析源码看看如何申请内存。该函数需要3个参数，queueID是一个在使用状态的队列的编号，*mailPool是和队列关联的静态内存池地址，timeOut是超时时间，取值[0,LOS_WAIT_FOREVER]。该接口函数返回申请到的内存地址或者NULL。

⑴处开始对参数进行校验，⑵处根据队列编号获取队列控制结构体queueCB，然后校验该队列是否为使用状态。⑶处调用静态内存分配函数LOS_MemboxAlloc获取空闲内存块，然后获取的内存地址不为NULL，返回该内存块地址，否则执行后续代码。⑷处获取当前运行的任务控制结构体，⑸处把当前任务加入队列的内存阻塞链表queueCB->memList，然后触发任务调度。

等有其他其他任务调用OsQueueMailFree释放内存后，上述阻塞的任务获得内存块，或者因超时退出阻塞列表并调度运行后，会开始执行⑹处语句。⑺处表示因为超时返回，任务没有获取到内存块，跳转到END标签，返回NULL内存地址。⑻处表示获取到内存块，把任务的msg置空，并返回获取到的内存块的地址。

LITE_OS_SEC_TEXT VOID *OsQueueMailAlloc(UINT32 queueID, VOID *mailPool, UINT32 timeOut) 
{ 
    VOID *mem = (VOID *)NULL; 
    UINT32 intSave; 
    LosQueueCB *queueCB = (LosQueueCB *)NULL; 
    LosTaskCB *runTsk = (LosTaskCB *)NULL; 
 
⑴  if (queueID >= LOSCFG_BASE_IPC_QUEUE_LIMIT) { 
        return NULL; 
    } 
 
    if (mailPool == NULL) { 
        return NULL; 
    } 
 
    if (timeOut != LOS_NO_WAIT) { 
        if (OS_INT_ACTIVE) { 
            return NULL; 
        } 
    } 
 
    intSave = LOS_IntLock(); 
⑵  queueCB = GET_QUEUE_HANDLE(queueID); 
    if (queueCB->queueState == OS_QUEUE_UNUSED) { 
        goto END; 
    } 
 
⑶  mem = LOS_MemboxAlloc(mailPool); 
    if (mem == NULL) { 
        if (timeOut == LOS_NO_WAIT) { 
            goto END; 
        } 
 
⑷      runTsk = (LosTaskCB *)g_losTask.runTask; 
⑸      OsSchedTaskWait(&queueCB->memList, timeOut); 
        LOS_IntRestore(intSave); 
        LOS_Schedule(); 
 
⑹      intSave = LOS_IntLock(); 
        if (runTsk->taskStatus & OS_TASK_STATUS_TIMEOUT) { 
⑺          runTsk->taskStatus &= (~OS_TASK_STATUS_TIMEOUT); 
            goto END; 
        } else { 
            /* When enters the current branch, means the current task already got a available membox, 
             * so the runTsk->msg can not be NULL. 
             */ 
⑻          mem = runTsk->msg; 
            runTsk->msg = NULL; 
        } 
    } 
 
END: 
    LOS_IntRestore(intSave); 
    return mem; 
}

2.2 OsQueueMailFree

我们可以使用函数UINT32 OsQueueMailFree(UINT32 queueID, VOID *mailPool, VOID *mailMem)释放空闲内存到和队列关联的静态内存池中，下面通过分析源码看看如何释放内存。该函数需要3个参数，queueID是一个在使用状态的队列的编号，*mailPool是和队列关联的静态内存池地址，*mailMem表示要释放的内存块地址。该接口返回值类型为无符号整数，表示是否成功或者错误码。

⑴处开始对参数进行校验。⑵处调用静态内存释放函数LOS_MemboxFree释放空闲内存块，如果释放失败，返回错误码。⑶处根据队列编号获取队列控制结构体queueCB，然后校验该队列是否为使用状态。成功释放内存后，如果队列的内存阻塞列表不为空，有阻塞任务，则执行⑷。⑸处从阻塞列表中获取第一个任务控制结构体，然后调用接口OsSchedTaskWake把任务从阻塞列表移除，并添加到任务就绪队列。⑹处从静态内存池申请一个内存块，如果申请失败返回错误码，否则执行⑺，把申请到的内存赋值到任务控制结构体的msg成员变量，然后触发调度。

LITE_OS_SEC_TEXT UINT32 OsQueueMailFree(UINT32 queueID, VOID *mailPool, VOID *mailMem) 
{ 
    VOID *mem = (VOID *)NULL; 
    UINT32 intSave; 
    LosQueueCB *queueCB = (LosQueueCB *)NULL; 
    LosTaskCB *resumedTask = (LosTaskCB *)NULL; 
 
⑴  if (queueID >= LOSCFG_BASE_IPC_QUEUE_LIMIT) { 
        return LOS_ERRNO_QUEUE_MAIL_HANDLE_INVALID; 
    } 
 
    if (mailPool == NULL) { 
        return LOS_ERRNO_QUEUE_MAIL_PTR_INVALID; 
    } 
 
    intSave = LOS_IntLock(); 
 
⑵  if (LOS_MemboxFree(mailPool, mailMem)) { 
        LOS_IntRestore(intSave); 
        return LOS_ERRNO_QUEUE_MAIL_FREE_ERROR; 
    } 
 
⑶  queueCB = GET_QUEUE_HANDLE(queueID); 
    if (queueCB->queueState == OS_QUEUE_UNUSED) { 
        LOS_IntRestore(intSave); 
        return LOS_ERRNO_QUEUE_NOT_CREATE; 
    } 
 
⑷  if (!LOS_ListEmpty(&queueCB->memList)) { 
⑸      resumedTask = OS_TCB_FROM_PENDLIST(LOS_DL_LIST_FIRST(&queueCB->memList)); 
        OsSchedTaskWake(resumedTask); 
⑹      mem = LOS_MemboxAlloc(mailPool); 
        if (mem == NULL) { 
            LOS_IntRestore(intSave); 
            return LOS_ERRNO_QUEUE_NO_MEMORY; 
        } 
⑺      resumedTask->msg = mem; 
        LOS_IntRestore(intSave); 
        LOS_Schedule(); 
    } else { 
        LOS_IntRestore(intSave); 
    } 
    return LOS_OK; 
}