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OSAL初始化流程分析
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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(在ZMain.c中)
main() ---> osal_init_system()
(2). osal_init_system()调用osalInitTasks(), (在OSAL.c中)
osal_init_system() ---> osalInitTasks()
(3). osalInitTasks()调用SampleApp_Init() , (在OSAL_SampleApp.c中)
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口
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层
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 */ 在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
2.1．osal_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0，tasksCnt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
//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
//向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中
#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！
