zigbee学习笔记4----初次接触zstack

 

1.写在前面

之前一直在写裸机下的cc2530的那部分，现在觉得这样子写没啥意思，所以不再写那部分了，需要 到http://www.cnblogs.com/hustlzp/archive/2011/02/13/1952881.html，这里面有你们需要的，而且里面写的很不错，所以请需要的人请移步。在这篇学习笔记中将初次接触Ti公司的zstack。

2.揭开她的面纱

          在开始的第一个笔记中我写到了如何安装zstack，其实很多人可能和我一样，开始装了zstack不知道拿来干嘛的，特别是一些刚接触这个行业的人，所以我们先来搞清楚zstack是装来干嘛的！其实很简单，zstack安装了之后得到了不是一大堆文件夹吗？里面包含了很多TI开源的代码和不开源的一些库，我们在编程的时候需要用到这些代码和库，就像我们写c语言程序的时候很多#include这些，很多都是库文件一样，而且Ti给了很多例子程序给我们，我们开始学习就从这些例子程序开始学起，特别重要的就是学习不是只看懂TI的例程就可以了，还要学会去修改TI的例程，把一个实现的简单的功能的程序，改编成一个实现复杂功能的程序。

       工欲善其事，必先利其器，在学习zstack之前我们先要安装两个软件辅助我们学习，一个就是大名鼎鼎的source insight，一个同样是大名鼎鼎的IAR（8.0），source insight辅助我们查看代码，IAR作为开发编译工具使用，当然，IAR也能作为看代码的工具，只是没有source insight那么直观。这两个软件的安装使用请询问百度或者谷歌。

       我们先来看看我们装完zstack之后得到的目录结构

      

      在图中我们可以看到好几个目录，我在第一篇中都解析过这些目录里面有啥干啥用的，如果你不想在你安装的目录去弄这些东西，你完全可以把这些文件拷贝到别的地方去弄，我就把他铐到了G盘去，这样子做的好处就是，就算你够衰把文件搞不见了，你还有原来的那个，不至于又要重装一次。现在我们先来看看Projects这个文件夹，里面是Ti给我们的一些例子程序之类的东西。，Projects->zstack之后我们可以看到这样子的一堆目录

     

     同样来说说这些目录都是干啥的，第一个就够霸气了，HomeAutomation，会英文的都知道，这是智能家居的例子，里面包含了一个开关程序例子，灯光例子，还有一个空中升级的例子。Libraies我就不说了，这是库的文件夹，OTA是啥来的呢？这是Ti提供的一个空中升级的插件程序，你的程序不一定要用到。Samples这个文件夹放得是一下简单的例子程序，好了，其他的不说了，ZMain放的是main函数的文件，因为协议栈用到了很多种的板子，所以提供了不同类型板子的程序模块。我们一般用到的是TI2530DB里面的那部分程序。

     先来看看这个main函数，也许这个是c程序猿的通病，一下子就要找入口。

/*********************************************************************
 * @fn      main
 * @brief   First function called after startup.
 * @return  don't care
 */
int main( void )
{
  // Turn off interrupts
  osal_int_disable( INTS_ALL );

  // Initialization for board related stuff such as LEDs
  HAL_BOARD_INIT();

  // Make sure supply voltage is high enough to run
  zmain_vdd_check();

  // Initialize board I/O
  InitBoard( OB_COLD );

  // Initialze HAL drivers
  HalDriverInit();

  // Initialize NV System
  osal_nv_init( NULL );

  // Initialize the MAC
  ZMacInit();

  // Determine the extended address
  zmain_ext_addr();

#if defined ZCL_KEY_ESTABLISH
  // Initialize the Certicom certificate information.
  zmain_cert_init();
#endif

  // Initialize basic NV items
  zgInit();

#ifndef NONWK
  // Since the AF isn't a task, call it's initialization routine
  afInit();
#endif

  // Initialize the operating system
  osal_init_system();

  // Allow interrupts
  osal_int_enable( INTS_ALL );

  // Final board initialization
  InitBoard( OB_READY );

  // Display information about this device
  zmain_dev_info();

  /* Display the device info on the LCD */
#ifdef LCD_SUPPORTED
  zmain_lcd_init();
#endif

#ifdef WDT_IN_PM1
  /* If WDT is used, this is a good place to enable it. */
  WatchDogEnable( WDTIMX );
#endif

  osal_start_system(); // No Return from here

  return 0;  // Shouldn't get here.
} // main()

也许有人会问，大循环去哪啦？别着急，其实main做了一大堆东西之后在osal_start_system这里就进入大循环了，我们先来看看osal_start_system做了什么事情

void osal_start_system( void )
{
#if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT )
  for(;;)  // Forever Loop
#endif
  {
    osal_run_system();
  }
}

这会儿你看到你可爱的大循环了吧，继续看看osal_run_system做了什么东西

void osal_run_system( void )
{
  uint8 idx = 0;

  osalTimeUpdate();
  Hal_ProcessPoll();

  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);

    activeTaskID = idx;
    events = (tasksArr[idx])( idx, events );
    activeTaskID = TASK_NO_TASK;

    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

  /* Yield in case cooperative scheduling is being used. */
#if defined (configUSE_PREEMPTION) && (configUSE_PREEMPTION == 0)
  {
    osal_task_yield();
  }
#endif
}

也许现在你看不明白他写了什么，放心总有一天你看得明白的，可是有个疑问会不会冒出来了呢？那我自己的代码写在哪啊！，难道我还得改这个大循环不成？！别急，现在我们来说说这协议栈是怎么工作的。

       首先，我们要来说的就是zstack的操作系统---OSAL，我们的协议栈其实是运行在TI的OSAL操作系统之上的，我们的程序（在程序中叫做task）和协议栈的各层都是作为osal的一个个任务在运行，由osal来调度的。我们刚才看到的是如何去启动了osal系统而已，既然我们的程序和协议栈都是osal的一个任务，那么我们如何把自己的任务注册进来呢？这是接下来我们要说的问题，至于osal的基本机制，我们以后再说，现在要做的是先让大家能够下载些程序下去玩玩，满足一下虚荣之心先。

3.建立自己的任务

      还是按照例子来说比较好说，那么我们挑选的例子就是TI的一个基本的例子，实现了一些最基本的入网和收发数据亮灯程序。我挑选了ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples\GenericApp这个工程来说明如何建立自己的任务，打开ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples\GenericApp\CC2530DB里面的IAR工程，我们可以看到这样子的架构

当然你重头到尾建立这样子一个工程是挺费劲的，TI已经提供好了，那就用TI的例子修改就行了，没必要重头到尾建立一次，我建过，还是要看着TI的配置来做，很麻烦，很多配置东西你要清楚才能配置好。我们要建立自己任务，那么这些东西都在App这个Group里面，看看里面有啥东西

可以看出只有三个文件，这三个文件却大有头，这样子的架构几乎成了TI的zstack的程序架构，几乎所有的都是这样子写的，GenericApp.h放的是一些用户的宏定义，GenericApp.c实现我们自己的任务代码，OSAL_GenericApp.c主要是实现osal协议的协议初始化接口的编写，我们的任务添加，就靠这三个文件了！好，我们先不看我们的任务代码是怎么实现的，我们先看OSAL_GenericApp.c是怎么添加我们的任务的和初始化osal的任务的，内容不多，就全放上来吧

#include "ZComDef.h"
#include "hal_drivers.h"
#include "OSAL.h"
#include "OSAL_Tasks.h"

#if defined ( MT_TASK )
  #include "MT.h"
  #include "MT_TASK.h"
#endif

#include "nwk.h"
#include "APS.h"
#include "ZDApp.h"
#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )
  #include "ZDNwkMgr.h"
#endif
#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )
  #include "aps_frag.h"
#endif

#include "GenericApp.h"

/*********************************************************************
 * GLOBAL VARIABLES
 */

// The order in this table must be identical to the task initialization calls below in osalInitTask.
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {
  macEventLoop,
  nwk_event_loop,
  Hal_ProcessEvent,
#if defined( MT_TASK )
  MT_ProcessEvent,
#endif
  APS_event_loop,
#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )
  APSF_ProcessEvent,
#endif
  ZDApp_event_loop,
#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )
  ZDNwkMgr_event_loop,
#endif
  GenericApp_ProcessEvent
};

const uint8 tasksCnt = sizeof( tasksArr ) / sizeof( tasksArr[0] );
uint16 *tasksEvents;

/*********************************************************************
 * FUNCTIONS
 *********************************************************************/

/*********************************************************************
 * @fn      osalInitTasks
 *
 * @brief   This function invokes the initialization function for each task.
 *
 * @param   void
 *
 * @return  none
 */
void osalInitTasks( void )
{
  uint8 taskID = 0;

  tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
  osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));

  macTaskInit( taskID++ );
  nwk_init( taskID++ );
  Hal_Init( taskID++ );
#if defined( MT_TASK )
  MT_TaskInit( taskID++ );
#endif
  APS_Init( taskID++ );
#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )
  APSF_Init( taskID++ );
#endif
  ZDApp_Init( taskID++ );
#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )
  ZDNwkMgr_Init( taskID++ );
#endif
  GenericApp_Init( taskID );
}

其实里面就两样东西是重要的，一个是tasksArr这个数组，一个是osalInitTasks这个函数

tasksArr其实就是osal的一个任务列表，里面包含了osal系统中所有的任务，里面有我们任务处理事件的循环，当有消息是给我们的任务的时候osal就会调用我们的任务处理循环GenericApp_ProcessEvent，当然啦，osal没有win系统那么牛叉，更没有linux系统那么让人感到可爱，他是一个让人感到不恶心，可是不讨人喜欢的小小的实时操作系统。osalInitTasks这个其实就是任务初始化函数，在上面的osal_start_system之前会被调用，而且这个函数会调用很多任务的初始化函数，同样包括我们自己的任务的初始化函数GenericApp_Init，至于GenericApp_ProcessEvent和GenericApp_Init等下再说，我们先来看看到底是啥时候调用了osalInitTasks，以及tasksArr是如何被osal使用的。

我们回到main函数中，可以看到这样子的一个函数被调用了osal_init_system，我们再看看看osal_init_system做了什么

uint8 osal_init_system( void )
{
  // Initialize the Memory Allocation System
  osal_mem_init();

  // Initialize the message queue
  osal_qHead = NULL;

  // Initialize the timers
  osalTimerInit();

  // Initialize the Power Management System
  osal_pwrmgr_init();

  // Initialize the system tasks.
  osalInitTasks();

  // Setup efficient search for the first free block of heap.
  osal_mem_kick();

  return ( SUCCESS );
}

        很明显，在这里他不但初始化了osal的内存管理，电源管理，并且调用了我们的osalInitTasks函数来初始化osal的所有task，所以在系统进入大循环之前，这些任务是被初始化了的，而osal是如何知道我们的这些任务的呢，就是通过tasksArr这个数组。我们来看看osal_run_system可以看到这样子一段events = (tasksArr[idx])( idx, events );由此可以看出，我们的任务是这样子被添加进来的，并且任务初始化的时候每个task都带了一个taskID，osal就是根据这个taskID来区分每个task，event是哪个task发起的，应该发给哪个task。

        至于GenericApp_ProcessEvent和GenericApp_Init是怎么实现的，下篇再说。