Contiki开发要点

一．Protothread变量定义

Adam Dunkels的论文中提到，基于Contiki的protothread开发时要特别注意变量的生存周期，分配在栈中的自动变量，随着函数被多次返回与调用，它很容易带来错误。现在，通过分析几个实例程序来总结protothread中定义变量的规律。

1.      一个出错的程序

如图1所示的程序用于打印当前的时钟值，可得到的结果总是一些错误值，用理解传统函数的眼光来看很难发现错误的原因，查看下图2的程序清单就可以得到更清晰的答案。

图1自动变量使用出错

从图2可以看到，第一次调用函数时，tClock已经赋值正确的时钟值，随着函数返回tClock这种栈变量的空间被回收（本质是该空间被别的变量覆盖占用）；后续调用函数时tClock再次被分配空间，它包含的垃圾值被打印出来，然后被赋值正确的时钟值，再随着函数返回而回收空间，如此反复，错误就这样诞生了。

小结：一旦函数退出，自动变量的生存周期结束，它的值将是错误的。

图2绿色是首次调用，红色是后续调用，蓝色是共同调用

2.      使用静态变量避免错误

在上述的分析中发现protothread的自动变量容易产生错误，那么定义成static的静态变量就可以解决该问题。确实，因为static变量的生存周期不受函数返回的影响，因此不会出错。

小结：static变量在protothread的整个执行周期内都是安全的。

3.      自动变量的安全区域

虽然static变量在protothread是安全的，但它会占用过多内存。举例，如果N个protothread都要分配M大小临时变量，如果都定义成static类型，那么这些变量将占用N*M大小的内存；如果定义成自动变量，那么只需要M大小的内存。

图3的代码是对图1出错代码的更改，结合图4可以看出是正确的。为什么这次自动变量tClock使用正确呢？因为它的使用范围在一个执行流之内（函数没有返回）。

小结：protothread中自动变量的安全区域是在一个执行流内，即函数不能返回。

图3自动变量使用正确

总结：在protothread中定义变量，如果该变量的使用范围需要跨越任何“阻塞进程”的函数（API包括：PROCESS_YIELD()、PROCESS_WAIT_EVENT()等），那么只能定义为static类型；否则可以使用自动变量，但仍需仔细辨别。

图4绿色是首次调用，红色是后续调用，蓝色是共同调用

二．不要使用switch()语句

这个道理是很明显的，看看图2和图4的代码就知道：一个protothread程序会预编译成带switch()的函数结构，如果用户再使用switch()结构，那将是一个多么混乱的世界！不仅编译器会报警，可能出错；开发者也很难把握程序的执行流了。替代的办法是使用if()语句，毕竟它能实现和switch()一样的功能。

 

作者简介：

蒋俊，男，硕士研究生，现任长沙市锐米通信科技有限公司CEO。

从事通信研究与嵌入式开发10年，主攻微功率无线网络。

精通LoRa无线扩频通信，无线星型/树型/MESH网络设计；

通晓Contiki,Linux,uC/OS-II,OSAL等操作系统；

熟悉ARM,DSP,STM8,PIC,PC104等处理器；

擅长AD，RF等集成IC开发。

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