OSAL系统框架.pdf

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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OperatingSystem（OS）AbstractionLayer，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）：

11、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：

constpTaskEventHandlerFntasksArr=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：

voidosal_start_system（void）#if!

defined（ZBIT）&!

defined（UBIT）for（;）/ForeverLoop#endifosal_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，tasksEvents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：

doif（tasksEventsidx）/寻找最高优先级的任务来运行break;while（+idxtasksCnt）;if（idxtimeout=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，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*ThisfunctioniscalledtostartatimertoexpireinnmSecs.*Whenthetimerexpires,thecallingtaskwillgetthespecifiedevent.*parambytetaskID-taskidtosettimerfor*paramUINT16event_id-eventtobenotifiedwith*paramUNINT16timeout_value-inmilliseconds.*returnZSUCCESS,orNO_TIMER_AVAIL.*/byteosal_start_timerEx（bytetaskID,UINT16event_id,UINT16timeout_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（SetEvent）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：

/*InvokeCallbackifnewkeysweredepressed*/if（keys&（pHalKeyProcessFunction）（pHalKeyProcessFunction）（keys,HAL_KEY_STATE_NORMAL）;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/SendtheaddresstothetaskmsgPtr=（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）;return（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_ProcessEvent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