更多内容请访问：https://harmonyos.51cto.com，与华为联合打造的鸿蒙技术社区正在进一步解析之前文章，我们来熟悉一下OpenHarmony鸿蒙轻内核提供的位操作模块，用于互斥锁等模块中的位操作。位操作是指对二进制数的位进行操作。程序可以将某个变量设置为状态字，状态字中的每一位（标志位）都可以有自定义的含义。1位运算的宏定义位运算模块提供了对32位无符号整数值的位的运算。位的值是0-31，从0开始，从左到右，第0位，第1位。..No.31等⑴中定义的宏OS_BITMAP_MASK如下，十进制为31。如果传入的位pos大于31，则通过逻辑与运算（pos&OS_BITMAP_MASK）截断，只取低5位，保证不大于31，避免溢出。(2)地方定义的位图掩码全为1。⑴#defineOS_BITMAP_MASK0x1FU⑵#defineOS_BITMAP_WORD_MASK~0UL在文件kernel\include\los_bitmap.h中定义了与位操作相关的常用宏。宏BITMAP_WORD根据参数x计算需要操作哪个状态字。由于UINTPTR是用来计算状态字的，所以状态字可以是32位也可以是64位。下面我们默认以32位来说明。宏BITMAP_FIRST_WORD_MASK传入的参数是位操作开始的位数，用于计算需要操作的掩码。计算需要位操作的掩码，在结束位之前全为1。宏BITMAP_NUM_WORDS传入位数来计算状态字的个数。#define_ONE(x)(1+((x)-(x)))#defineBIT(n)(1U<<(n))#defineBIT_GET(x,bit)((x)&(_ONE(x)<<（位）））#defineBIT_SHIFT（x，位）（（（x）>>（位））&1）#defineBITS_GET（x，高，低）（（x）&（（（_ONE（x）<<（（高)+1))-1)&~((_ONE(x)<<(低))-1)))#defineBITS_SHIFT(x,高,低)(((x)>>(低))&((_ONE(x)<<((high)-(low)+1))-1))#defineBIT_SET(x,bit)(((x)&(_ONE(x)<<(bit)))?1:0)#defineBITMAP_BITS_PER_WORD(sizeof(UINTPTR)*8)#defineBITMAP_NUM_WORDS(x)(((x)+BITMAP_BITS_PER_WORD-1)/BITMAP_BITS_PER_WORD)#defineBITMAP_WORD(x)((x)/BITMAP_BITS_PER_WORD)#defineBITMAP_BIT(x)(WORDx)&(BITMAP_BITS_PER_WORD-1))#defineBITMAP_FIRST_WORD_MASK(开始)(~0UL<<(开始)%BITMAP_BITS_PER_WORD))#defineBITMAP_LAST_WORD_MASK(nbits)\(((nbits)%BITMAP_BITS_PER_WORD)?(1UL<<((nbits)%BITMAP_BITS_PER_WORD))-1:~0UL)#defineBITMAP_BITS_PER_INT(sizeof(INTPTR)*8)#defineBITMAP_BIT_IN_INT(x)((x)&(BITMAP_BITS_PER_INT-1))#defineBITMAP_INT(x)((x)/BITMAP_BITS_PER_INT)#defineBIT_MASK(x)(((x)>=sizeof(UINTPTR)*8)?(0UL-1):((1UL<<(x))-1))2位操作常用函数OpenHarmony鸿蒙轻核的位操作模块提供了设置和清除标志位的操作，可以改变标志位的内容，也提供了获取最高位和最低位的功能标志位为1的状态字中的位用户还可以对系统寄存器进行位操作。位操作提供了7个API来进行置1、清0、获取1的最高位和最低位等操作，如下：接下来我们分析下位操作的源码。2.1LOS_BitmapSet()Performsa1operationonacertainflagbitofthestatusword对状态字的某个标志位执行1操作。我们先来看一下传入的参数。需要的两个参数是：需要改变位内容的状态字UINT32*bitmap，以及需要改变的位数UINT16pos。代码很简单，先进行基本的验证，如果状态字为空则返回。然后计算pos&OS_BITMAP_MASK，只取二进制的低5位，最大位值为31，避免左移时溢出。1U<<(pos&OS_BITMAP_MASK)是状态字中需要改变内容的位，将状态字UINT32*bitmap指定位的内容按位或运算置1。VOIDLOS_BitmapSet(UINT32*bitmap,UINT16pos){if(bitmap==NULL){return;}*bitmap|=1U<<(pos&OS_BITMAP_MASK);}2.2LOS_BitmapClr()清除状态字的某个标志位为0某个标志位字的清0，代码对应set操作，比较简单。~(1U<<(pos&OS_BITMAP_MASK))表示状态字中需要改变内容的位为0，其余位为1。然后设置状态字UINT32指定位的内容*bitmap通过按位与运算为0。VOIDLOS_BitmapClr(UINT32*bitmap,UINT16pos){if(bitmap==NULL){return;}*bitmap&=~(1U<<(pos&OS_BITMAP_MASK));}2.3LOS_HighBitGet()获取状态中最高位码为1的CLZword(bitmap)是一个宏，它扩展为(__builtin_clz(bitmap))，是编译器中用于高效位运算的内置库函数。clz是countleadingzeros的缩写，是统计二进制值中countleadingzeros的个数。.使用OS_BITMAP_MASK减去该值，结果是状态字中最高有效位1。UINT16LOS_HighBitGet(UINT32bitmap){if(bitmap==0){returnLOS_INVALID_BIT_INDEX;}return(OS_BITMAP_MASK-CLZ(bitmap));}2.4LOS_LowBitGet()获取状态字中1的最低位码其中，CTZ(bitmap)为一个宏，展开为(__builtin_ctz(value))，是编译器内置的高效位运算库函数。Ctz是counttrailingzeros的缩写，就是统计二进制值中低位区末尾的零个数。结果为状态字的最低位1。UINT16LOS_LowBitGet(UINT32bitmap){if(bitmap==0){returnLOS_INVALID_BIT_INDEX;}returnCTZ(bitmap);}2.5LOS_BitmapSetNBits()将状态字的连续标志位设置为1可以使用LOS_BitmapSetNBits()函数来设置状态字的连续位对于设置1操作，第一个参数为状态字UINT32*bitmap，其位内容需要改变，第二个参数为起始编号start需要设置为1的bit，第三个参数为需要设置为1的numsSet的个数。由于bit起始编号start不限于[0,31]，所以UINT32*bitmapstatus后面的状态字word实际可以设置，需要根据实际业务情况设置，避免覆盖其他内存。同样，需要设置为1的数量numsSet也可能跨越多个状态字。如图：看代码，在(1)处计算需要操作的状态字，其中BITMAP_WORD(start)计算相对于状态字位图需要偏移的量，如果start是在[0,31]区间，BITMAP_WORD(start)等于0，操作的是状态字位图。如果start在区间[32,63]，BITMAP_WORD(start)等于1，则操作是状态字位图后的第一个状态字，以此类推。(2)size可以结合bit的起始数来理解，size就是需要置1的结束bit的个数。⑶需要置1的bit的个数。(4)为需要置1的位对应的掩码。(5)如果满足条件，则表示置1的操作需要跨多个状态字进行操作，代码会处理一个状态处理下一个状态字之前的字。在⑩处，将当前状态字对应的位设置为1，然后执行⑺将已经设置为1的位减去剩余需要设置为1的位。⑻更新bitsToSet和maskToSet，然后指针p指向下一个状态字。如果⑼处需要置1的位数大于0，此时可以在一个状态字内完成运算，执行⑽计算需要置1的掩码，置1从起始位到结束位。⑾处的代码执行置1的操作，完成设置状态字连续标志位的操作。VOIDLOS_BitmapSetNBits(UINTPTR*bitmap,UINT32start,UINT32numsSet){⑴UINTPTR*p=bitmap+BITMAP_WORD(start);⑵constUINT32size=start+numsSet;⑶UINT16bitsToSet=BITMAP_BITS_PER_WORD-(start%BITMAP_BITS_PER_WORD);⑷UINTPTRmaskToSet=BITMAP_FIRST_WORD_MASK(start);⑸while(numsSet>bitsToSet){⑩*p|=maskToSet;⑺numsSet-=bitsToSet;⑻bitsToSet=BITMAP_BITS_PER_WORD;maskToSet=OS_BITMAP_WORD_MASK;p++;}⑼if(numsSet){⑽maskToSet&=BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);*p|=maskToSet;}}2.6ClrNBits(连续ThecontinuousTheClrNBits(可以使用LOS_BitmapClrNBits()函数将状态字的连续位清0，将状态字的标志位清0，第一个参数为需要改变位内容的状态字UINT32*bitmap，第二个参数是start开始的需要清除的位数，第三个参数是需要清除的numsClear个数，这个函数是函数LOS_BitmapSetNBits()的逆操作，代码解释可以参考functi在LOS_BitmapSetNBits()上。VOIDLOS_BitmapClrNBits(UINTPTR*bitmap,UINT32start,UINT32numsClear){UINTPTR*p=位图+BITMAP_WORD(开始);constUINT32size=start+numsClear;UINT16bitsToClear=BITMAP_BITS_PER_WORD-(start%BITMAP_BITS_PER_WORD);UINTPTRnumskToClear=STBITMAP_ClearDIR(SK_STATOR_FIR);bitsToClear){*p&=~maskToClear;numsClear-=bitsToClear;bitsToClear=BITMAP_BITS_PER_WORD;maskToClear=OS_BITMAP_WORD_MASK;p++;}if(numsClear){maskToClear&=BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);*p&=~maskToClear;}}2.7LOS_BitmapF的位从最低位开始的第一个0可以使用LOS_BitmapFfz()函数获取从最低位开始的第一个0的位数。第一个参数是需要改变位*bitmap内容的状态字UINT32，第二个参数numBits表示最大位数，限制返回值。必须在指定位数内找到符合条件的位数，否则返回-1。在看函数代码之前，先了解一下Ffz()函数，如下：调用内置函数__builtin_ffsl()获取一个unsignedlong类型数的二进制形式从左起第1位，该位为Counting从1开始，比如对于二进制数0110，函数返回2。在下面的函数中，传递给函数__builtin_ffsl()的参数取反，减1，所以Ffz()函数返回第一个0位左边一个数，这个数从0开始计数。/*findfirstzerobitstartingfromLSB*/STATICINLINEUINT16Ffz(UINTPTRx){return__builtin_ffsl(~x)-1;}让我们看一下函数LOS_BitmapFfz()的代码。⑴处，根据位数numBits计算对应状态字的个数，然后依次循环每个状态字。如果⑵处的状态字全为1，继续循环，否则执行⑶。执行到⑶可知，前面i个状态字的每一位全为1。i*BITMAP_BITS_PER_WORD+Ffz(bitmap[i])表示每个状态字的二进制位中从左到右第一个0的位置。(4)如果获取的位数小于第二个参数，则返回获取的位数，否则返回-1。如下图：源码如下：INT32LOS_BitmapFfz(UINTPTR*bitmap,UINT32numBits){INT32bit,i;⑴for(i=0;i
