Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 20282
  • 博文数量: 14
  • 博客积分: 0
  • 博客等级: 民兵
  • 技术积分: 0
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2015-06-30 14:01
个人简介

我只能这样了

文章分类

全部博文(14)

文章存档

2016年(5)

2015年(9)

我的朋友

分类: 嵌入式

2016-02-23 15:50:26

原文地址:OSAL初始化流程分析 作者:frankzfz

我使用的协议栈版本及例子信息:
ZigBee2006\Texas Instruments\ZStack-1.4.3-1.2.1\Projects\zstack\Samples\SampleApp
   OSAL作为操作系统抽象层,是整个Z-Stack运行的基础,用户自己建立的任务和应用程序都必须在此基础上运行,那我们知道整个Z-Stack协议就是用C语言编写的,既然使用C语言编写的,那程序的入口点就是main()函数,而且整个Z-Stack都只有一个main()函数入口,那我们的入口点也是main()函数,我们首先找到main()函数,在SampleApp这个工程文件列表中,我们可以看到ZMain文件,在展开该文件后,就可以看到有一个ZMain.c文件,通过文件名我们也可以看出来,里面应该包括main()函数,那我们首先看看自己添加的应用任务程序唉Z-Stack中的调用过程是怎样的:
(1).main() 执行(ZMain.c)
main() ---> osal_init_system()
(2). osal_init_system()调用osalInitTasks(), (OSAL.c)
osal_init_system() ---> osalInitTasks()
(3). osalInitTasks()调用SampleApp_Init() , (OSAL_SampleApp.c)
osalInitTasks() ---> SampleApp_Init()
    在osalInitTasks()中实现了从MAC层到ZigBee设备应用层任务处理函数,而用户自己的初始化函数在最后,也就就优先级是最低的,taskID依次增加,taskID越高优先级也就越低。这在下面会看到具体的分析。
1. 首先,我们来看一下main()函数,在上篇文章中,我已经用流程图的形式画出了在main()函数中,各个初始化函数的执行流程,这里简单的用代码演示一下,
ZSEG int main( void )
{
  // Turn off interrupts  关闭所有的中断
  osal_int_disable( INTS_ALL );
 
  // Initialize HAL 初始化硬件抽象层
  HAL_BOARD_INIT();
 
  // Make sure supply voltage is high enough to run
  //检测电压,以确保提供足够的电压,支持运行
  zmain_vdd_check();
 
  // Initialize stack memory  初始化内存中的堆
  zmain_ram_init();
 
  // Initialize board I/O 初始化板子上的I/O
  InitBoard( OB_COLD );
 
  // Initialze HAL drivers 初始化硬件抽象层的驱动
  HalDriverInit();
 
  // Initialize NV System 初始化非易失性系统
  osal_nv_init( NULL );
 
  // Determine the extended address 确定扩展地址 也就是64位的IEEE地址
  zmain_ext_addr();
 
  // Initialize basic NV items 初始化基本的NV条目
  zgInit();
 
  // Initialize the MAC 初始化化MAC
  ZMacInit();
 
#ifndef NONWK
  // Since the AF isn't a task, call it's initialization routine
  afInit();
#endif
 
  // Initialize the operating system 初始化化操作系统
  osal_init_system();
 
  // Allow interrupts  打开中断 允许中断
  osal_int_enable( INTS_ALL );
 
  // Final board initialization 最终的板载初始化
  InitBoard( OB_READY );
 
  // Display information about this device 显示设备的信息
  zmain_dev_info();
 
  /* Display the device info on the LCD */ LCD屏上显示设备信息
#ifdef LCD_SUPPORTED
  zmain_lcd_init();
#endif
 
  osal_start_system(); // No Return from here 没有返回值,启动操作系统
} // main()
   注意: 整个main()函数按照一定的顺序的对整个系统进行初始化工作,其中比较重要的,也是和应用开发比较重要的有两个函数,一个是osal_init_system();函数,注释中写的是初始化操作系统,其中和我们相关的是它里面的osalInitTasks();,另一个是osal_start_system(); ,所有的初始化后开始真正的启动操作系统。
下面我们就重点看一下osal_init_system();函数,
2. 操作系统初始化流程
2.1osal_init_system()
byte osal_init_system( void )
{
  // Initialize the Memory Allocation System
  //初始化内存分配系统
  osal_mem_init();
 
  // Initialize the message queue
 //初始化消息队列 任务之间的通信就是靠任务队列
  osal_qHead = NULL;
 
#if defined( OSAL_TOTAL_MEM )
  osal_msg_cnt = 0;
#endif
 
  // Initialize the timers 初始化定时器
  osalTimerInit();
 
  // Initialize the Power Management System 初始化电源管理系统
  osal_pwrmgr_init();
 
  // Initialize the system tasks. 初始化系统任务,这个是我们重点关注的
 osalInitTasks();
  // Setup efficient search for the first free block of heap.设置有效的查找堆上的第一个空闲块
  osal_mem_kick();
 
  return ( ZSUCCESS );
}
   注意:在这个函数中初始化了操作系统用到的重要信息,比如:内存,堆栈等,但我们重点关注的是初始化系统任务函数osalInitTasks();在这个函数中初始化了Z-Stack自己定义的各层的,和用户自己定义的任务。
2.2 任务初始化函数-------osalInitTasks();
void osalInitTasks( void )
{
  uint8 taskID = 0; //任务ID
//osal_mem_alloc()该函数是OSAL中的内存管理函数,是一个存储分配函数,返回指向一个缓存的指针,参数是被分配缓存的大小,其tasksCnt的定义如下const uint8 tasksCnt = sizeof( tasksArr ) / sizeof( tasksArr[0] );tasksEvents指向被分配的内存空间,这里注意tasksArr[]函数指针数组的联系是一一对应的。tasksEvents就是指向第一个被分配的任务的内存空间。
  tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
  //把申请的内存空间全部设置为0tasksCnt任务数 * 单个任务占的内存空间(4byte
  osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));
//下面就是Z-Stack协议栈中,从MAC层到ZDO层的初始化函数,其中的参数都是任务的ID,不过ID号是依次递增的,
  macTaskInit( taskID++ ); //mac_ID = 0
  nwk_init( taskID++ );   //nwk_ID = 1
  Hal_Init( taskID++ );  //Hal_ID = 2
#if defined( MT_TASK )
  MT_TaskInit( taskID++ ); //mt_ID = 3
#endif
  APS_Init( taskID++ ); //APS_ID =4
  ZDApp_Init( taskID++ );//ZDO_ID =5
  SampleApp_Init( taskID ); //sapp_ID = 6 这里是用户创建的自己的任务的id,优先级最低
}
   注意:任务初始化,就是为系统的各个任务分配存储空间,当然,这个空间初始化时为全0(NULL),然后为各任务分配taskID;这里的顺序要注意.系统主循环函数里tasksEvents[ idx]和tasksArr[ idx]的idx与这里taskID是一一对应关系。我们可以在OSAL_SampleApp.c文件中看到有下面的一个数组的定义,数组中的每个成员都是一个函数,这里的函数和上面的初始化顺序是一样的,也是和tasksEvents所指向的任务的内存地址一保持一致。在这个数组中我们仍然重点观注的是最后一个SampleApp_ProcessEvent,这个是用户应用层任务处理函数。
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {
  macEventLoop,
  nwk_event_loop,
  Hal_ProcessEvent,
#if defined( MT_TASK )
  MT_ProcessEvent,
#endif
  APS_event_loop,
  ZDApp_event_loop,
  SampleApp_ProcessEvent
};
指针数组tasksEvents[ ]里面最终分别指向的是各任务存储空间
指针数组tasksArr[ ]里面最终分别指向的是各任务事件处理函数
   这两个指针数组里面各元素的顺序要一一对应,因为后面需要相应任务调用相应事件处理函数.
       由于MAC层和NWK层是不开源的,这里面的代码我们看不到,还是重点看一个用户的任何函数吧,
2.3. SampleApp_init()---用户自己定义的任务处理函数
void SampleApp_Init( uint8 task_id )
{
  SampleApp_TaskID = task_id;//OSAL分配的任务ID,从前面可知这里是6.
  SampleApp_NwkState = DEV_INIT;//设备状态的初始化,这里的DEV_INIT表示设备初始化并且没有任何的连接,这里在下面具体讲解
  SampleApp_TransID = 0;//这是唯一的消息ID
 
  // Device hardware initialization can be added here or in main() (Zmain.c).
  // If the hardware is application specific - add it here.
  // If the hardware is other parts of the device add it in main().
 
 #if defined ( SOFT_START )
 //编译器选项作为协调器时使用
  // The "Demo" target is setup to have SOFT_START and HOLD_AUTO_START
  // SOFT_START is a compile option that allows the device to start
  //  as a coordinator if one isn't found.
  // We are looking at a jumper (defined in SampleAppHw.c) to be jumpered
  // together - if they are - we will start up a coordinator. Otherwise,
  // the device will start as a router.
// 检查跳线,决定作为协调器还是作为路由器
  if ( readCoordinatorJumper() )
    zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR;
  else
    zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_ROUTER;
#endif // SOFT_START
 
#if defined ( HOLD_AUTO_START )
 //编译器选项如果定义了HOLD_AUTO_STAT,则调用层的ZDOInitDevice,按照默认顺   
    //序网络中的第一个设备作为协调器,其他的设备作为子设备
  // HOLD_AUTO_START is a compile option that will surpress ZDApp
  //  from starting the device and wait for the application to
  //  start the device.
  ZDOInitDevice(0);
#endif
 
  // Setup for the periodic message's destination address
  // Broadcast to everyone
//下面的几行代码都是在设备传送数据的格式
  SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)AddrBroadcast;//发送模式(广播)
  SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定的端点号EP20
  SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0xFFFF;//指定的网络短地址为广播地址
 
  // Setup for the flash command's destination address - Group 1
 //flash消息发送到组
  SampleApp_Flash_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddrGroup;//组寻址
  SampleApp_Flash_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;//指定的端点号EP20
  SampleApp_Flash_DstAddr.addr.shortAddr = SAMPLEAPP_FLASH_GROUP;//flash发送的组ID#define SAMPLEAPP_FLASH_GROUP                  0x0001
 
  // Fill out the endpoint description.
//定义设备用来通信的APS层的端点描述符
  SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;//EP号,EP=20
  SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;//任务ID号,这里是6
  SampleApp_epDesc.simpleDesc
            = (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;//SampleApp EP的简单描述符
  SampleApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;
 
  // Register the endpoint description with the AF
  //AF层注册EP描述符,应用程序中的每一个EP都必须使用该函数进行注册,告诉应用层有一个EP已经可以使用
  afRegister( &SampleApp_epDesc );
 
  // Register for all key events - This app will handle all key events
  //注册所有的按键事件
  RegisterForKeys( SampleApp_TaskID );
 
  // By default, all devices start out in Group 1 
  SampleApp_Group.ID = 0x0001; //组号
  osal_memcpy( SampleApp_Group.name, "Group 1", 7  );//组名
  aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group );//把组添加到APS
 
#if defined ( LCD_SUPPORTED )//如果定义胃LCD_SUPPORTED,在LCD上显示
  HalLcdWriteString( "SampleApp", HAL_LCD_LINE_1 );
#endif
}
   注意:在上面的程序中有这样一句话,SampleApp_NwkState = DEV_INIT;其中,SampleApp_NwkState是下面这样一个枚举类型,这句话主要是初始化应用设备的网络类型,设备类型的改变都要产生一个事件—ZDO_STATE_CHANGE,说明ZDO状态发生了改变。所以在设备初始化的时候一定要把它初始化为DEV_INIT状态。那么它就要去检测整个环境,看是否能重新建立或者加入存在的网络。但是有一种情况例外,就是当NV_RESTORE被设置的时候(NV_RESTORE是把信息保存在非易失存储器中),那么当设备断电或者某种意外重启时,由于网络状态存储在非易失存储器中,那么此时就只需要恢复其网络状态,而不需要重新建立或者加入网络了*/
typedef enum
{
  DEV_HOLD,               // Initialized - not started automatically
  DEV_INIT,               // Initialized - not connected to anything
  DEV_NWK_DISC,           // Discovering PAN's to join
  DEV_NWK_JOINING,        // Joining a PAN
  DEV_NWK_REJOIN,         // ReJoining a PAN, only for end devices
  DEV_END_DEVICE_UNAUTH,  // Joined but not yet authenticated by trust center
  DEV_END_DEVICE,         // Started as device after authentication
  DEV_ROUTER,             // Device joined, authenticated and is a router
  DEV_COORD_STARTING,     // Started as Zigbee Coordinator
  DEV_ZB_COORD,           // Started as Zigbee Coordinator
  DEV_NWK_ORPHAN          // Device has lost information about its parent..
} devStates_t;
   上面的代码中还有一个很重要的数据结构,SampleApp_Periodic_DstAddr;它其实就是数据发送模式和地址等参数的设置,
typedef struct
{
  union
  {
    uint16  shortAddr;
  } addr;
  afAddrMode_t addrMode;
  byte endPoint;
} afAddrType_t;
    这个结构体在上一篇文章解析AF_DataRequest函数中,有比较详细的介绍,可以参考那篇文章。在SamleAPP的例子中,应用层提供了两中发送数据的方式,一种是周期性发送,一种是Flash发送。 用户应用任务初始化大致是: 在osalInitTasks( void )函数中添加应用初始化函数SampleApp_Init( taskID )。然后在应用初始化函数中,设置本应用发送数据的方式和目的地址寻址模式,登记注册本应用所用到的端点,以及配置相关发送模式所需的参数.
   所有初始化结束以后开始进入osal_start_system(),也就是真正的开始启动操作系统.
   在这里参考了网上的很多文章,有一篇非常不错,网址是:http://wjf88223.blog.163.com/blog/static/35168001201032373919480/
这里不过只是把自己的理解和思路重新整理了一下!
阅读(161) | 评论(0) | 转发(0) |
0

上一篇:嵌入式软件工程师笔试题(含答案)

下一篇:没有了

给主人留下些什么吧!~~
评论热议
请登录后评论。

登录 注册