Zigbee协议栈内核分析 - 按键分析

Zigbee协议栈内核分析 - 按键分析

                                                                                                                                                                                                                                                                                   Jesse

协议栈按键代码分析 - 思维导图（放大可看）

 

一、综述

上图从协议栈的 main() 函数开始分析，罗列出了 main()  函数里调用的函数。接下来我们将会对函数一个一个的分析，有关于 key 的函数我将会用黄色方框表示。

 

二、协议栈代码分析(按照上图逐步分析)

********************************************************    轮询    ********************************************************

1、osal_int_disable( INTS_ALL );           //关闭总中断

2、HalDriverInit(); 

调用 HalKeyInit();           //按键初始化函数

HalKeyInit(){  ......  /*Initialize callback function */ pHalKeyProcessFunction  = NULL;        //初始化按键回调函数为NULL   /*Start with key is not configured */ HalKeyConfigured = FALSE;                }

3、osal_init_system();  //系统初始化函数

osal_init_system(); 里调用 osalInitTasks(); 初始化任务；

osalInitTasks(){  ......  SampleApp_Init( taskID );            //用户在 应用层 自定义的任务初始化。}SampleApp_Init( taskID ){  ......  RegisterForKeys( SampleApp_TaskID );  ......}

在自定义的任务初始化里面调用了 RegisterForKeys(SampleApp_TaskID ); ，里面的 registeredKeysTaskID = task_id; ，这个很关键，它将用户自定义的 SampleApp_Task 任务注册为按键任务。

 

4、osal_int_enable( INTS_ALL );            //使能了总中断

5、InitBoard( OB_READY );

调用了 HalKeyConfig(HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE,OnBoard_KeyCallback); 来配置按键。

HalKeyConfig(HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE,OnBoard_KeyCallback){   ... ...   (void)osal_set_event(Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT);    //用 tasksEvents[task_id] |= event_flag; 来通知Hal_Task任务有消息，使Hal_Task任务进入就绪态   ... ...   pHalKeyProcessFunction = cback;        //将 OnBoard_KeyCallback 函数赋值给按键回调函数指针}

6、最后就是进入我们的 osal_start_system(); 操作系统，无限循环啦。

首先是先执行：

  do{   if (tasksEvents[idx])      // Task is highest priority that is ready.    {     break;    }  }while (++idx < tasksCnt);

来查询是否有任务进入了就绪状态。我们回去看看第 5 步，在第 5 步的时候有调用到 osal_set_event(Hal_TaskID,HAL_KEY_EVENT); 设置了一个消息给 Hal_Task 任务使Hal_Task任务进入了就绪态。

所以接下来协议栈要执行：

 if(idx < tasksCnt)       //如果任务是有登记的  {   uint16 events;   halIntState_t intState;   HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);   events = tasksEvents[idx];   tasksEvents[idx] = 0;  // Clearthe Events for this task.   HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);   activeTaskID = idx;   events = (tasksArr[idx])( idx, events );       //这一句调用了按键的处理函数   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);  }

events = (tasksArr[idx])( idx, events ); 这一句调用了Hal_Task的处理函数。让我们进入 tasksArr[idx] 看看，有了，Hal_Task任务对应的Hal_ProcessEvent 硬件抽象层的事件处理函数，我们进去看看。

uint16 Hal_ProcessEvent( uint8 task_id,uint16 events ){   ... ...   #if (defined HAL_KEY) && (HAL_KEY == TRUE)   /* Check for keys */   HalKeyPoll();   /* if interrupt disabled, do next polling */   if (!Hal_KeyIntEnable)    {     osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100);    }   #endif // HAL_KEY   ... ...}

我们先看一下 HalKeyPoll();函数：

HalKeyPoll(){  ......  if(newKeys && pHalKeyProcessFunction)  {   (pHalKeyProcessFunction)(newKeys, HAL_KEY_STATE_NORMAL);  //调用了按键处理回调函数  }  ......}

按键轮询函数里调用了 (pHalKeyProcessFunction)(newKeys,HAL_KEY_STATE_NORMAL); 按键处理回调函数来处理按键事件，那么这个函数指针到底指向哪呢？让我们回去看看上面，有两个地方出现了回调函数指针的赋值。

（1）在第 2 步的时候 pHalKeyProcessFunction  = NULL; 初始化按键回调函数指针为NULL；

（2）在第 5 步的时候调用了 HalKeyConfig(HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE, OnBoard_KeyCallback); 函数将 OnBoard_KeyCallback函数赋值给按键回调函数指针。

所以现在我们就去找 OnBoard_KeyCallback()看看它是怎么处理按键事件的吧。

OnBoard_KeyCallback(){   ... ...   if ( OnBoard_SendKeys( keys, shift ) != ZSuccess )   ... ...}

OnBoard_SendKeys() 函数将发送一个消息给 registeredKeysTask 任务。

OnBoard_SendKeys(){  ......  if( registeredKeysTaskID != NO_TASK_ID )  {   // Send the address to the task   msgPtr = (keyChange_t *)osal_msg_allocate( sizeof(keyChange_t) );   if ( msgPtr )    {     msgPtr->hdr.event = KEY_CHANGE;     //将消息打包     msgPtr->state = state;     msgPtr->keys = keys;     //将消息发送给按键任务     osal_msg_send( registeredKeysTaskID, (uint8 *)msgPtr );    }   return ( ZSuccess );  }  ......}

看上面的代码，协议栈首先将消息打包，然后通过 osal_msg_send() 函数将消息发送给 registeredKeysTask 任务（也就是用户自定义的SampleApp_Task任务）。

我们进去 osal_msg_send()函数 里看看它是怎么发送消息的吧。

osal_msg_send(){  ......  //queue message  osal_msg_enqueue(&osal_qHead, msg_ptr );  //Signal the task that a message is waiting osal_set_event( destination_task, SYS_EVENT_MSG );  ......}

看看上面的代码，我把最重要的两句列了出来：

首先是osal_msg_enqueue( &osal_qHead, msg_ptr ); ，将消息放入消息队列中；

最后果然还是要用到我们的 osal_set_event( destination_task, SYS_EVENT_MSG ); 函数来通知任务有消息发过来了！那这次是通知那个任务呢，让我们回去看看destination_task指的是什么任务吧。原来是第 6 步的按键回调函数里一直往里面看可以看到osal_msg_send(registeredKeysTaskID, (uint8 *)msgPtr );，所以通知的是registeredKeysTask任务，也就是用户自定义的SampleApp_Task任务。

然后 osal_run_system()又进入

  do{   if (tasksEvents[idx])  // Task ishighest priority that is ready.    {     break;    }  }while (++idx < tasksCnt);

此时，托osal_msg_send( registeredKeysTaskID, (uint8 *)msgPtr);的福，我们的SampleApp_Task终于进入了就绪态。

那么接下来的 events = (tasksArr[idx])( idx, events );，我们进入的是我们用户自定义的 SampleApp_ProcessEvent 处理函数。

SampleApp_ProcessEvent(){   if ( events & SYS_EVENT_MSG )  {    MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t*)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );    while ( MSGpkt )    {      switch ( MSGpkt->hdr.event )      {        // Received when a key is pressed        case KEY_CHANGE:          SampleApp_HandleKeys( ((keyChange_t*)MSGpkt)->state, ((keyChange_t *)MSGpkt)->keys );          break;        … …}

然后就进入了SampleApp_HandleKeys按键处理函数了！

就这样，按键从协议栈系统一开始，到执行了一次用户自定义的按键处理函数的过程就全部结束啦！
然后是不是按键就这样结束了呢，那怎么叫轮询呢？！！！！

让我们看回到第 6 步的 Hal_ProcessEvent处理函数里面吧，它除了调用了按键轮询函数外，还调用了osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100);，这个函数的作用是 100ms 后再次让Hal_TaskID任务进入准备态，此时就会无限循环的重复第 6 步，从而达到轮询的功能！

********************************************************    中断    ********************************************************

上面分析的是按键的轮询模式，那按键的中断模式协议栈又是怎么执行的呢，接下来我们一起来看一下吧~

在第 5 步的时候，也就是第 2 次板载初始化的时候，该函数 InitBoard( OB_READY ); 会调用 HalKeyConfig(HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE, OnBoard_KeyCallback);，协议栈原设置的参数时 HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE，如果要使用按键的中断模式，我们要将 HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE 改为 HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE，接下来我们就进入 HalKeyConfig() 里面看看吧。

void HalKeyConfig(bool interruptEnable, halKeyCBack_t cback){  if ((Hal_KeyIntEnable = interruptEnable))  {    HAL_KEY_CLR_INT();             // Clear spurious ints.    PICTL |= 0x01;                 // P1ICONL: Falling edge ints on pins 0-3.    P1IEN |= PUSH1_BV | PUSH2_BV;  // Enable specific P1 bits for ints by bit mask.    IEN2  |= 0x10;                 // Enable general P1 interrupts.  }  else  {    (void)osal_set_event(Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT);  }  pHalKeyProcessFunction = cback;}

如果参数为 HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE，将执行 if 里面的语句初始化按键中断模式。也就是没有执行 osal_set_event(Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT); 了，也就不会进行按键轮询了，那么当我们按下按键的时候，协议栈又是怎么进行终端处理的呢？

接下来我们来看看 Hal_key.c 里面的 HAL_ISR_FUNCTION() 函数。

HAL_ISR_FUNCTION( halKeyPort0Isr, P0INT_VECTOR ){  HAL_ENTER_ISR();  if (HAL_KEY_SW_6_PXIFG & HAL_KEY_SW_6_BIT)  {    halProcessKeyInterrupt();  }  /*    Clear the CPU interrupt flag for Port_0    PxIFG has to be cleared before PxIF  */  HAL_KEY_SW_6_PXIFG = 0;  HAL_KEY_CPU_PORT_0_IF = 0;    CLEAR_SLEEP_MODE();  HAL_EXIT_ISR();}

当有按键按下的时候，则会进入这个外部中断服务函数，调用 halProcessKeyInterrupt(); 来处理按键事件。

void halProcessKeyInterrupt(void){... ...  if (valid)         {              osal_start_timerEx(Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE);         }... ...}

在这个按键中断处理函数里面我们又见到了非常熟悉的 osal_start_timerEx() 函数了，这个函数在这起什么作用呢？

作用有两个：

1、经过 25ms 之后才发送事件是为了延时去抖动。

2、发送一条按键事件消息给 Hal_Task 任务。

既然 Hal_Task 任务收到了按键事件消息，那接下来协议栈处理的流程也就和按键轮询后面的执行流程一样了。