* 導師視頻講解：[**去聽課**](https://www.bilibili.com/video/BV1k34y1D7Vz?p=25) >[success] **技術支持說明：** >**1**.一般以自主學習為主 > **2**.可到官方問答社區中提問：[**去提問**](https://bbs.csdn.net/forums/zigbee) > **3**.工程師**會盡快**解答社區問題，但他們是一線開發，【**難以保證**】解答時效，解答辛苦，感謝理解！ <br/> 本節課將以分析Sample Switch這個例程源代碼的方式講解OSAL的任務調度原理。其中會涉及到復雜的源代碼，讀者暫時只需要**大致地了解整個任務調度過程就可以了**。 <br/> ## **OSAL簡介** OSAL（Operating System Abstraction Layer，系統抽象層），可以通俗地理解為一個簡化版的操作系統，為Z-Stack的正確運行提供了內存管理、中斷管理和任務調度等基本功能。 <br/> ## **理解任務調度過程** OSAL的任務調度其實是與上節課筆者實現的任務調度是類似的，也就是初始化任務池以及輪詢任務池。 ### 打開本節課配套的工程代碼，如圖所示。  > 讀者會發現配套的工程代碼與之前的Z-Stack不同，這是因為為了方便讀者學習，筆者已經把部分用不到文件給裁剪掉了。 ### 打開SampleSwitch.eww工程文件所在的目錄，如圖所示。  雙擊打開SampleSwitch.eww文件，打開后如圖所示。  <br/> 程序一般是從main()函數開始的，Z-Stack 3.0 也不例外。它的main()函數在ZMain目錄下的ZMain.c文件中，該文件在如圖所示位置。  打開ZMain.c文件，可以找到main()函數，其代碼如下： ``` 1.int?main(?void?)?? 2.{?? 3.??//?Turn?off?interrupts?? 4.??osal_int_disable(?INTS_ALL?);?? // 關閉所有中斷 5.?? 6.??//?Initialization?for?board?related?stuff?such?as?LEDs?? 7.??HAL_BOARD_INIT();?? // 初始化板載資源，比如PA、時鐘源等 8.?? 9.??//?Make?sure?supply?voltage?is?high?enough?to?run?? 10.??zmain_vdd_check();??// 檢測供電電壓是否可以支撐芯片正常運行 11.?? 12.??//?Initialize?board?I/O?? 13.??InitBoard(?OB_COLD?);??// 初始化板載I/O，比如按鍵配置為輸入 14.?? 15.??//?Initialze?HAL?drivers?? 16.??HalDriverInit();??// 初始化硬件適配層，比如串口、顯示器等 17.?? 18.??//?Initialize?NV?System?? 19.??osal_nv_init(?NULL?);??// 初始化NV（芯片內部FLASH的一塊空間） 20.?? 21.??//?Initialize?the?MAC?? 22.??ZMacInit();??// 初始化MAC層（數據鏈路層） 23.?? 24.??//?Determine?the?extended?address?? 25.??zmain_ext_addr();??// 確定芯片的物理地址 26.?? 27.#if?defined?ZCL_KEY_ESTABLISH?? 28.??//?Initialize?the?Certicom?certificate?information.?? 29.??zmain_cert_init();??// 初始化認證信息 30.#endif?? 31.?? 32.??//?Initialize?basic?NV?items?? 33.??zgInit();??// 初始化存儲在NV中的協議棧全局信息，如網絡啟動方式等 34.?? 35.#ifndef?NONWK?? 36.//?Since?the?AF?isn't?a?task,?call?it's?initialization?routine 37.??afInit();??// 初始化AF(射頻) 38.#endif?? 39.?? 40.??//?Initialize?the?operating?system?? 41.??osal_init_system();??// 初始化OSAL(操作系統抽象層) 42.?? 43.??//?Allow?interrupts?? 44.??osal_int_enable(?INTS_ALL?);??// 使能所有中斷 45.?? 46.??//?Final?board?initialization?? 47.??InitBoard(?OB_READY?);??// 初始化板載IO資源，比如按鍵 48.?? 49.??//?Display?information?about?this?device?? 50.??zmain_dev_info();??// 在顯示器上顯示設備物理地址 51.?? 52.??/*?Display?the?device?info?on?the?LCD?*/?? 53.#ifdef?LCD_SUPPORTED?? 54.??zmain_lcd_init();??// 在顯示器上顯示設備信息，比如制造商等 55.#endif?? 56.?? 57. 58. 59.#ifdef?WDT_IN_PM1?? 60.??/*?If?WDT?is?used,?this?is?a?good?place?to?enable?it.?*/?? 61.??WatchDogEnable(?WDTIMX?);??// 啟動看門狗功能 62.#endif?? 63. 64. /* 進入系統輪詢 */?? 65.??osal_start_system();?//?No?Return?from?here?? 66.?? 67. 68.??return?0;??//?Shouldn't?get?here.?? 69.}?//?main() ``` 這個函數中有兩個關鍵的函數調用，代碼如下： ``` //初始化OSAL，包括初始化任務池 osal_init_system(); //輪詢任務池 osal_start_system(); ``` 可以看到，OSAL的任務調度過程與上節課曾經講解過的是類似的，也就是初始化任務池和輪詢任務池。 <br/> osal_init_system()函數和osal_start_system()函數的定義可以在OSAL目錄下的OSAL.c文件中找到，OSAL.c所在位置如圖所示。  ### osal_init_system()函數代碼如下： ``` uint8 osal_init_system( void ) { #if !defined USE_ICALL && !defined OSAL_PORT2TIRTOS // 初始化內存分配系統 osal_mem_init(); #endif /* !defined USE_ICALL && !defined OSAL_PORT2TIRTOS */ // 初始化消息隊列 osal_qHead = NULL; // 初始化OSAL定時器 osalTimerInit(); // 初始化電源管理系統 osal_pwrmgr_init(); #ifdef USE_ICALL osal_prepare_svc_enroll(); #endif /* USE_ICALL */ // 初始化任務池 osalInitTasks(); #if !defined USE_ICALL && !defined OSAL_PORT2TIRTOS // Setup efficient search for the first free block of heap. osal_mem_kick(); #endif /* !defined USE_ICALL && !defined OSAL_PORT2TIRTOS */ #ifdef USE_ICALL // Initialize variables used to track timing and provide OSAL timer service osal_last_timestamp = (uint_least32_t) ICall_getTicks(); osal_tickperiod = (uint_least32_t) ICall_getTickPeriod(); osal_max_msecs = (uint_least32_t) ICall_getMaxMSecs(); /* Reduce ceiling considering potential latency */ osal_max_msecs -= 2; #endif /* USE_ICALL */ return ( SUCCESS ); } ``` 在以上代碼中，可以找到找到一個任務池初始化函數osalInitTasks()。顧名思義，它的工作內容就是初始化任務池。 <br/> osal_start_system()函數代碼如下： ``` void osal_start_system( void ) { #ifdef USE_ICALL /* Kick off timer service in order to allocate resources upfront. * The first timeout is required to schedule next OSAL timer event * as well. */ ICall_Errno errno = ICall_setTimer(1, osal_msec_timer_cback, (void *) osal_msec_timer_seq, &osal_timerid_msec_timer); if (errno != ICALL_ERRNO_SUCCESS) { ICall_abort(); } #endif /* USE_ICALL */ #if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT ) //主循環 for(;;) #endif { //系統輪詢調度 osal_run_system(); #ifdef USE_ICALL ICall_wait(ICALL_TIMEOUT_FOREVER); #endif /* USE_ICALL */ } } ``` <br/> 在osal_start_system()函數的主循環中，循環調用了 osal_run_system()函數，該函數主要工作輪詢任務池。osal_run_system()函數的定義OSAL.c文件中，代碼如下： ``` 1.void?osal_run_system(?void?)???? 2.{???? 3.??uint8?idx?=?0;???? 4.???? 5.??/*?更新時間，并整理出到期的任務。系統的時鐘周期是：320us?*/?? 6.??osalTimeUpdate();?? 7.??Hal_ProcessPoll();//?硬件適配層中斷查詢?? 8.???? 9.??do?{???? 10.????if?(tasksEvents[idx])//?查看是否有任務需要處理?? 11.????{???? 12.??????break;???? 13.????}???? 14.??}?while?(++idx?<?tasksCnt);//?輪詢整個任務池?? 15.???? 16.??if?(idx?<?tasksCnt)//循環結束后，如果idx?<?tasksCnt表示任務池有任務需要處理 17.??{???? 18.????uint16?events;???? 19.????halIntState_t?intState;??? 20.????HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);//關閉中斷?? 21.????events?=?tasksEvents[idx];//evets中保存了該任務中的待處理事件?? 22.????tasksEvents[idx]?=?0;//清空此任務中的所有待處理事件? 23.????HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);//恢復中斷?? 24.???? 25.????activeTaskID?=?idx;???? 26.????events?=?(tasksArr[idx])(?idx,?events?);?//?處理任務中的事件?? 27.????activeTaskID?=?TASK_NO_TASK;???? 28.???? 29.????HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);//關閉中斷?? 30.????tasksEvents[idx]?|=?events;//保存還沒被處理的事件到任務中?? 31.????HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);//恢復中斷?? 32.??}???? 33.#if?defined(?POWER_SAVING?)?&&?!defined(USE_ICALL)???? 34.?else//?Complete?pass?through?all?task?events?with?no?activity??{ 35.????osal_pwrmgr_powerconserve();?//如果沒有任務需要處理則進入低功耗?? 36.?}???? 37.#endif???? 38.???? 39.??/*?Yield?in?case?cooperative?scheduling?is?being?used.?*/???? 40.#if?defined?(configUSE_PREEMPTION)&&(configUSE_PREEMPTION?==?0)?{???? 41.????osal_task_yield();???? 42.?}???? 43.#endif ``` > 為了更好地體現該函數的輪詢邏輯，已對原代碼進行了簡化。 ### 在上述代碼中，重點講解一下其中的這個do-while循環，代碼如下： ``` 9.??do?{???? 10.????if?(tasksEvents[idx])//?查看是否有任務需要處理?? 11.????{???? 12.??????break;???? 13.????}???? 14.??}?while?(++idx?<?tasksCnt);//?輪詢整個任務池?? ``` 這個循環的主要作用是輪詢整個任務池，也就是看一下有沒有要處理的任務。循環中只有一個條件判斷，如果條件成立，那么就結束循環。 ### 其中的tasksEvents是一個uint16類型的數組，其中的每一個元素都表示一種類型的任務，也就是說，tasksEvents就是一個任務池，tasksCnt是這個任務池的大小。 ### 這個循環的運行邏輯是： * 首先，idx的初始值為0； * 當tasksEvents[idx]的值為0時，表示該任務中沒有事情要處理，這時候條件判斷不成立，進入下一次循環； * 每執行1次循環前，idx加1，然后判斷是否小于tasksCnt； * 當tasksEvents[idx]的值不等于0時，表示該任務中有事情要處理，這時候條件判斷成立，于是通過break結束循環； * 當循環結束后，如果整個任務池中都沒有任務要處理，那么idx必定會>=tasksCnt。因此，如果idx?<?tasksCnt，表示現在任務池中有任務需要處理，并且tasksEvents[idx]就是當前需要處理的任務。因此在循環結束后，Z-Stack先用if?(idx?<?tasksCnt)語句來判斷有沒有任務需要處理。 <br/> ## **任務與事件** 每個任務中可能包含一系列待處理的事情，這些待處理的事情，可以通俗的稱為“事件”，例如一個任務中可以包含打開LED燈、關閉窗戶和打開空調這3個事件（待處理的事情）。 tasksEvents中的每個元素都是一個uint16類型的變量，每一個元素都表示了一個任務，并且儲存了這個任務中包含的一系列事件。那么一個uint16類型的變量是如何儲存一系列的事件的呢？筆者將在后續章節詳細講解。 <br/> <br/> ## **項目定制** * 如需項目定制開發，可掃碼添加項目經理好友（注明“**項目定制**”） * 定制范圍：**NB-IoT**、**CATn（4G）**、**WiFi**、**ZigBee**、**BLE Mesh**以及**STM32**、**嵌入式Linux**等IoT技術方案 * 善學坊官網：[www.sxf-iot.com](https://www.sxf-iot.com/)  * 非項目定制**勿擾**，此處**非**技術支持