OSAL系统框架.pdf

1、1OSALOSAL 系统框架系统框架V1.0V1.02版本信息版本信息版本时间更新内容V1.02014.4.22发布3OSAL 的全称是 Operating System(OS)Abstraction Layer，是一个轻量级的操作系统，在 TI 公司的很多产品中，都采用了这套操作系统作为基本的平台，比如 ZStack,RemoTI,BLEStack 等等，所以掌握这套操作系统的基本运行原理，对理解 Zigbee 协议栈以及以后的应用开发都是非常有帮助的。首 先 从main函 数 的 主 循 环 开 始 入 手（main函 数 位 置：ProjectszstackZMainTI2530DB）：

2、1 1、主循环任务处理机制主循环任务处理机制在开始之前，先解释两个重要的概念：任务(task)与事件(event)。1.11.1事件事件(event)(event)的概念的概念OSAL 操作系统以事件驱动为核心，所谓“事件”指的是操作系统管辖的设备及软件模块中所发生的“事情”，比如按键事件、定时中断事件、无线数据到达事件等等。操作系统的一个核心功能就是有效地管理这些“事件”，以保证所有事件得以正确完成。1.21.2任务任务(task)(task)的概念的概念在 OSAL 中，所有的“事件”会被安排到不同的“任务”里进行执行，比如按键、串口、LCD 等外设均被安排在 Hal 任务中，而无线数据的

3、底层收发则放在 mac 任务中等等。以一个简单的 OSAL 项目为例：macTaskInit(taskID+);nwk_init(taskID+);Hal_Init(taskID+);MT_TaskInit(taskID+);APS_Init(taskID+);APSF_Init(taskID+);ZDApp_Init(taskID+);ZDNwkMgr_Init(taskID+);SampleApp_Init(taskID);4在系统初始化代码中，初始化了 9 个任务，各自有一个 ID 号taskID。每个任务中又可以同时处理多个事件，通过一个核心处理函数来管理其下属的每一个事件：const

4、 pTaskEventHandlerFn tasksArr=macEventLoop,nwk_event_loop,Hal_ProcessEvent,MT_ProcessEvent,APS_event_loop,APSF_ProcessEvent,ZDApp_event_loop,ZDNwkMgr_event_loop,SampleApp_ProcessEvent;1.31.3主循环任务处理机制主循环任务处理机制主循环代码：void osal_start_system(void)#if!defined(ZBIT)&!defined(UBIT)for(;)/Forever Loop#endifo

5、sal_run_system();下面我们将针对 osal_run_system 函数处理机制进行解析：5注：为了便于直观，以下涉及到数据地址的地方都是由上而下，地址由高变低。主循环中的两个关键数组，*tasksEvents 与*tasksArr，从图一中我们可以看出来，tasksEvents这个数组存放的是从序号为 0 到 tasksCnt，表示每个任务在本次循环中是否要被运行。需要运行的任务其值非 0（用橙色表示），否则为 0。而 tasksArr 数组则存放了对应每个任务的入口地址，只有在 tasksEvents 中记录的需要运行的任务，在本次循环中才会被调用到。所以说，tasksEve

6、nts 数据存放的内容就是：本任务中是否有事件发生，有哪些事件发生。如果有事件发生，则执行本任务，否则直接跳到下一个任务中进行判断。当事件处理完成后，其对应的标志位会被清空，此后除非有新的事件发生，否则本任务不会再被执行。了解了上述基本机制后，我们来看一下主循环的代码解析：do if(tasksEventsidx)/寻找最高优先级的任务来运行break;while(+idx tasksCnt);if(idx timeout=0)osal_set_event(srchTimer-task_id,srchTimer-event_flag);.也就是说某个地方触发了一个软件定时器，当这个定时器到期时

7、，申请执行某事件。比如：当用户按键一秒钟后，执行打开 LED 灯的事件，就可以用这种方式来实现。那如何开始一个软件定时器呢？再看另外一个函数osal_start_timerEx先看下它的自我介绍/*fnosal_start_timerEx*brief*This function is called to start a timer to expire in n mSecs.*When the timer expires,the calling task will get the specified event.*parambyte taskID-task id to set timer for

8、*paramUINT16 event_id-event to be notified with*paramUNINT16 timeout_value-in milliseconds.*returnZSUCCESS,or NO_TIMER_AVAIL.*/byte osal_start_timerEx(byte taskID,UINT16 event_id,UINT16 timeout_value)也就是说，它会开始一个 timeout_value(ms)的计时器，当这个计时器溢出时，则会对taskID 这个 task，设置一个 event_id，让这个事件在后面的主循环中运行到。下面我们通过一

9、个图表来解释下这种机制：9这个表就是 osalTimerUpdate 函数的“任务表”，上面讲过这个函数给应用程序提供了“软计时”，就是体现在这里：osal_start_timerEx 通过 osalAddTimer 向链表里添加了“定时任务”，由 osalTimerUpdate 来以 ms 为单位对这些“软定时器”减计数，溢出时，即调用 osal_set_event，实现主循环里对任务事件的调用。二、通过消息机制调用事件二、通过消息机制调用事件这是另外一种设置事件（Set Event）的重要方式，下面我们以 ZStack 协议栈的基础例程GenericApp 来看一下按键是如何产生的，及如何

10、调用相应的接口程序。前文讲过，按键的相关处理都安排在了 HAL 的 task 当中，在 HAL 的核心处理函数Hal_ProcessEvent 中，有个 HalKeyPoll 的处理函数，在 HalKeyPoll 函数中，无论按键是ADC 方式，或者是扫描 IO 口的方式，最后都会生成一个键值 key，然后通过下面的语句来调用按键服务程序：/*Invoke Callback if new keys were depressed*/if(keys&(pHalKeyProcessFunction)(pHalKeyProcessFunction)(keys,HAL_KEY_STATE_NORMAL)

11、;这里调用的服务程序，在 InitBoard 中被初始化为 OnBoard_KeyCallback，这个函数又通过OnBoard_SendKeys 运行下面语句：10/Send the address to the taskmsgPtr=(keyChange_t*)osal_msg_allocate(sizeof(keyChange_t);if(msgPtr)msgPtr-hdr.event=KEY_CHANGE;msgPtr-state=state;msgPtr-keys=keys;osal_msg_send(registeredKeysTaskID,(uint8*)msgPtr);retu

12、rn(ZSuccess);下面我们就看下 osal_msg_send 是如何向上级应用程序发送消息的：在理解了消息量的数据链表后，再来理解 osal_msg_send 里的语句就不难了OSAL_MSG_ID(msg_ptr)=destination_task;/设置消息数据对应是属于哪个任务的11/将要发送的消息数据链接到以 osal_qHead 开头的数据链表中osal_msg_enqueue(&osal_qHead,msg_ptr);/通知主循环有任务等待处理osal_set_event(destination_task,SYS_EVENT_MSG);这样用户任务 GenericApp_P

13、rocessEvent 就收到一个按键的处理任务，并通过GenericApp_HandleKeys 来执行相应的操作。再来回顾一下这个按键的处理过程：任务驱动层 Hal_ProcessEvent 负责对按键进行持续扫描，发现有按键事件后 OnBoard_KeyCallback 函数向应用层 GenericApp_ProcessEvent发送一个有按键需要处理的消息，最终由 GenericApp_HandleKeys 来负责执行具体的操作。让我们再回到最初的问题，任务处理表 tasksEvents 是怎么被改动的呢？初始化程序、其他任务或者本任务主要通过下面几种方式对其操作：1、通过 osal_set_event 直接操作2、设置计时器，当其溢出时，触发事件处理3、直接通过任务间的消息传递机制触发