有关zstack的osal机制的理解
本文就浅谈一下有关osal的事件驱动消息响应的机制。我是菜鸟，没有做过什么软件，没有搞过VC，没有学过linux，所以理解起来就有点吃力，所以现在感觉没有不懂软件的it民工真可怕。ok，切入正题。
一、windows OS的事件驱动消息响应机制
osal是面向多用户的操作系统，现在活着的操作系统基本上都是多用户的，所以我们现在先来了解一下windows OS的基于事件驱动消息响应的机制，先以基于windows窗口程序为例吧。
假设现在有一个按键按下，windows OS就会首先知道有这个按键事件按下，那么这个时候windows OS就会向这个窗口发送消息，告诉这个这个窗口程序现在又按键事件发生了，并调用相应的事件处理函数来处理这个事件，并且windows OS会向这个事件发送相应的消息信息，并将这个消息放到这个窗口的消息队列中。消息信息中包含相关参数信息，比如是哪一个按键按下。在这里我们可以看到很多这里有很多的事情是windows OS来为这个窗口程序来处理的，而不是窗口程序本身，也就是说是windows OS为调用了窗口程序而不是窗口程序调用了windows OS的API函数来处理事件。
在windows OS调用了相应事件的处理函数以后，那么就会执行这个函数，并对消息作出相应的处理。当进入到事件处理函数以后，首先会读取从消息队列中读取消息，然后作出处理，看看是鼠标按键按下了还是数字键按下等等。
二、ZStack中消息响应的过程
有了上面的理解基础之后，我们来看看zstack中是如何来进行事件驱动消息响应的。
前面的一篇“ZStack任务”文章讲过如下一段话：Any OSAL Task must implement two methods:one to perform task initialization and the other to handle task events. 也就是说任何一个任务包含两个必需成分：初始化和处理。初始化主要是进行任务id，端点的配置等等。处理部分就是一个处理函数，用于处理事件发生的事情。
void osalInitTasks( void )
{
uint8 taskID = 0;
tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));
...
SAPI_Init( taskID );
}
这是初始化函数，这里实现了两个功能，第一个是初始化任务，并且将任务加入到任务队列中。这里主要是依据后面的一个tasksArr[]数组中对应的顺序决定哪一个初始化函数对已哪一个事件处理函数。
接着看下面的。在完成各类初始化以后，系统就调用这个osal_start_system();这就意味着进入到了操作系统的死循环中，也就是任务调度中。先看代码，亲们。
void osal_start_system( void )
{
#if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT )
for(;;) // Forever Loop
#endif
{
uint8 idx = 0;
osalTimeUpdate();
Hal_ProcessPoll(); // This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer().
do {
if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready.
{
break;
}
} while (++idx < tasksCnt);
if (idx < tasksCnt)
{
uint16 events;
halIntState_t intState;
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);
events = tasksEvents[idx];
tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task.
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);
events = (tasksArr[idx])( idx, events );
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);
tasksEvents[idx] |= events; // Add back unprocessed events to the current task.
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);
}
#if defined( POWER_SAVING )
else // Complete pass through all task events with no activity?
{
osal_pwrmgr_powerconserve(); // Put the processor/system into sleep
}
#endif
}
}
首先执行这两个， osalTimeUpdate(); Hal_ProcessPoll();
第一个函数是进行系统时间更新的，相当于说系统会有自己的一个个时钟频率，就是定时来更新，系统不是时刻在苏醒者，她也要休息，要睡觉，这点可能是为了节能，为了体现zigbee的优势。第二就是系统醒了之后就来查询各种资源的使用情况，例如串口，跟踪进去就看到了如下的代码：
void Hal_ProcessPoll ()
{
/* Timer Poll */
#if (defined HAL_TIMER) && (HAL_TIMER == TRUE)
HalTimerTick();
#endif
/* UART Poll */
#if (defined HAL_UART) && (HAL_UART == TRUE)
HalUARTPoll();
#endif
/* SPI Poll */
#if (defined HAL_SPI) && (HAL_SPI == TRUE)
HalSpiPoll();
#endif
/* HID poll */
#if (defined HAL_HID) && (HAL_HID == TRUE)
usbHidProcessEvents();
#endif
}
大家看一下就清楚，具体就不纠结了。
现在来看红色字体的部分，首先从tasksEvents[idx]这个数组中取出事件，并判断其优先级，如果这个事件已经准备好了，就跳出循环来处理。现在看蓝色部分的代码。
events = tasksEvents[idx];
tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task
首先取出事件，并将这个时间的ID清零。现在大家注意了，最重要的东西来了。
events = (tasksArr[idx])( idx, events );
这个执行后，就是系统去调用了相应的事件了。大家将这点结合上面讲的windows OS的处理机制来理解不很容易了。这里就是osal调用处理事件了。上面那个语句 (tasksArr[idx])( idx, events );实际就是利用一个指向函数的指针来调用相应的事件了。来看看这个tasksArr的定义就清楚了。
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {
macEventLoop,
nwk_event_loop,
Hal_ProcessEvent,
#if defined( MT_TASK )
MT_ProcessEvent,
#endif
APS_event_loop,
ZDApp_event_loop,
SAPI_ProcessEvent
};
在这里就看到了我们初始化的函数了，当我们的任务来临了调用这个函数来执行相应的事件。ok，现在来看看事件是如何利用消息处理的事件的。
UINT16 SAPI_ProcessEvent( byte task_id, UINT16 events )
{
osal_event_hdr_t *pMsg;
afIncomingMSGPacket_t *pMSGpkt;
afDataConfirm_t *pDataConfirm;
if ( events & SYS_EVENT_MSG )
{
pMsg = (osal_event_hdr_t *) osal_msg_receive( task_id );
while ( pMsg )
{
switch ( pMsg->event )
{
case ZDO_CB_MSG:
SAPI_ProcessZDOMsgs( (zdoIncomingMsg_t *)pMsg );
break;
case AF_DATA_CONFIRM_CMD:
// This message is received as a confirmation of a data packet sent.
// The status is of ZStatus_t type [defined in ZComDef.h]
// The message fields are defined in AF.h
pDataConfirm = (afDataConfirm_t *) pMsg;
SAPI_SendDataConfirm( pDataConfirm->transID, pDataConfirm->hdr.status );
break;
case AF_INCOMING_MSG_CMD:
pMSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *) pMsg;
SAPI_ReceiveDataIndication( pMSGpkt->srcAddr.addr.shortAddr, pMSGpkt->clusterId,
pMSGpkt->cmd.DataLength, pMSGpkt->cmd.Data);
break;
case ZDO_STATE_CHANGE:
// If the device has started up, notify the application
if (pMsg->status == DEV_END_DEVICE ||
pMsg->status == DEV_ROUTER ||
pMsg->status == DEV_ZB_COORD )
{
SAPI_StartConfirm( ZB_SUCCESS );
}
else if (pMsg->status == DEV_HOLD ||
pMsg->status == DEV_INIT)
{
SAPI_StartConfirm( ZB_INIT );
}
break;
case ZDO_MATCH_DESC_RSP_SENT:
SAPI_AllowBindConfirm( ((ZDO_MatchDescRspSent_t *)pMsg)->nwkAddr );
break;
case KEY_CHANGE:
#if ( SAPI_CB_FUNC )
zb_HandleKeys( ((keyChange_t *)pMsg)->state, ((keyChange_t *)pMsg)->keys );
#endif
break;
case SAPICB_DATA_CNF:
SAPI_SendDataConfirm( (uint8)((sapi_CbackEvent_t *)pMsg)->data,
((sapi_CbackEvent_t *)pMsg)->hdr.status );
break;
case SAPICB_BIND_CNF:
SAPI_BindConfirm( ((sapi_CbackEvent_t *)pMsg)->data,
((sapi_CbackEvent_t *)pMsg)->hdr.status );
break;
case SAPICB_START_CNF:
SAPI_StartConfirm( ((sapi_CbackEvent_t *)pMsg)->hdr.status );
break;
default:
// User messages should be handled by user or passed to the application
if ( pMsg->event >= ZB_USER_MSG )
{
}
break;
}
// Release the memory
osal_msg_deallocate( (uint8 *) pMsg );
// Next
pMsg = (osal_event_hdr_t *) osal_msg_receive( task_id );
}
// Return unprocessed events
return (events ^ SYS_EVENT_MSG);
}
if ( events & ZB_ALLOW_BIND_TIMER )
{
afSetMatch(sapi_epDesc.simpleDesc->EndPoint, FALSE);
return (events ^ ZB_ALLOW_BIND_TIMER);
}
if ( events & ZB_BIND_TIMER )
{
// Send bind confirm callback to application
SAPI_BindConfirm( sapi_bindInProgress, ZB_TIMEOUT );
sapi_bindInProgress = 0xffff;
return (events ^ ZB_BIND_TIMER);
}
if ( events & ZB_ENTRY_EVENT )
{
uint8 startOptions;
// Give indication to application of device startup
#if ( SAPI_CB_FUNC )
zb_HandleOsalEvent( ZB_ENTRY_EVENT );
#endif
// LED off cancels HOLD_AUTO_START blink set in the stack
HalLedSet (HAL_LED_4, HAL_LED_MODE_OFF);
zb_ReadConfiguration( ZCD_NV_STARTUP_OPTION, sizeof(uint8), &startOptions );
if ( startOptions & ZCD_STARTOPT_AUTO_START )
{
zb_StartRequest();
}
else
{
// blink leds and wait for external input to config and restart
HalLedBlink(HAL_LED_2, 0, 50, 500);
}
return (events ^ ZB_ENTRY_EVENT );
}
// This must be the last event to be processed
if ( events & ( ZB_USER_EVENTS ) )
{
// User events are passed to the application
#if ( SAPI_CB_FUNC )
zb_HandleOsalEvent( events );
#endif
// Do not return here, return 0 later
}
// Discard unknown events
return 0;
}
在这里先看红色的语句，
pMsg = (osal_event_hdr_t *) osal_msg_receive( task_id );
这个语句就是利用任务id来从取出消息。接下来的switch语句就是处理消息了，这里有各种消息，看蓝色字体的部分。以KEY_CHANGE为例，当消息为按键改变的时候，那么就会调用相应的函数去进行处理，调用的函数就是：
zb_HandleKeys( ((keyChange_t *)pMsg)->state, ((keyChange_t *)pMsg)->keys );
当处理完消息之后就会向消息将该消息从消息队列中删除：
pMsg = (osal_event_hdr_t *) osal_msg_receive( task_id );
小结：
事件驱动消息响应是为多任务的处理服务的。OSAL首先进行进行处理任务的初始化，并将任务添加到任务队列中。当任务发生以后，OSAL会首先知道有这个事件发生，并调用相应的处理事件，同时OSAL会向这个OSAL的消息队列中发送消息。当执行处理事件后，处理事件首先从消息队列中取出消息，然后对消息进行处理，消息执行完毕后将该消息从消息队列中删除。