操作系统表象层（OSAL）的运行机理

ZigBee协议栈包含了ZigBee协议所规定的基本功能，这些功能是以函数的形式实现的，为了便于管理这些函数集，从ZigBee 2006协议栈开始，ZigBee协议栈内加入了实时操作系统，称为OSAL（Operating System Abstraction Layer，操作系统抽象层）。非计算机专业的读者对操作系统知识较为欠缺，但是ZigBee协议栈里内嵌的操作系统很简单，读者只需要做个几个小实验，就能很快掌握整个OSAL的工作原理。

OSAL（Operating System Abstraction Layer），即操作系统抽象层，如何理解OSAL呢，从字面意思看是跟操作系统有关，但是后面为什么又加上“抽象层”呢，在 ZigBee协议栈中，OSAL有什么作用呢？下面将对上述问题进行讨论。

从之前对ZigBee协议栈的学习可以看出应用程序框架中包含了最多240个应用程序对象，每个应用程序对象运行在不同的端口上，因此，端口的作用是用来区分不同的应用程序对象。可以把一个应用程序对象看作一个任务，因此，需要一个机制来实现任务的切换、同步与互斥，这就是OSAL产生的根源。

从上面的分析可以得出下面的结论：OSAL就是一种支持多任务运行的系统资源分配机制。

OSAL与标准的操作系统还是有一定区别的，OSAL实现了类似操作系统的某些功能，例如：任务切换、提供了内存管理功能等，但OSAL并不能称为真正意义上的操作系统。

通常我们打开一个ZigBee的工程文件，在左侧可以看到三个文件，分别是“Coordinator.c”“Coordinator.h”“OSAL_GenericApp.c”。整个程序所实现的功能都包含在这三个文件当中。

首先打开Coordinator.c 文件，可以看到两个比较重要的函数GenericApp_Init 和GenericApp_ProcessEvent。GenericApp_Init是任务的初始化函数，GenericApp_ProcessEvent 则负责处理传递给此任务的事件。GenericApp_ProcessEvent函数的主要功能是判断由参数传递的事件类型，然后执行相应的事件处理函数。

因此，在ZigBee协议栈中，OSAL负责调度各个任务的运行，如果有事件发生了，则会调用相应的事件处理函数进行处理，OSAL的工作原理示意图如图10-1所示。

图10-1　OSAL的工作原理图

那么，事件和任务的事件处理函数是如何联系起来的呢？

ZigBee中采用的方法是：建立一个事件表，保存各个任务的对应事件，建立另一个函数表，保存各个任务事件处理函数的地址，然后为这两张表建立某种对应关系，当某一事件发生时则查找函数表，找到对应的事件处理函数即可。

现在问题转变为：用什么样的数据结构来实现事件表和函数表呢？如何为事件表和函数表建立对应关系呢？可以说，只要将上述两个问题解决，在整个协议栈的开发将会变得很容易。(www.xing528.com)

在ZigBee协议栈中，有三个变量至关重要。

taskCnt：该变量保存了任务的总个数，该变量的声明为unit8 tasksCnt，其中unit8的定义为typedef unsigned char uint8。

taskEvents：这是一个指针，指向事件表首地址的指针，该变量的声明为uint16*tasksEvents，其中unit16的定义为typedef unsigned short uint16。

taskArr：这是一个数组，该数组的每一项事件处理函数数组都是一个函数指针，指向事件处理函数。

该数组的声明为：

pTaskEventHandlerFn taskArr[]

其中pTaskEventHandlerFn的定义（需要特别注意）如下：

Typedef unsigned short（*pTaskEventHandlerFn）（unsigned char task_id，unsigned short event）

这是定义了一个函数指针。

因此，tasksArr数组的每一项都是一个函数指针，指向了事件处理函数。

这里我们总结一下OSAL的工作原理：通过taskEvents指针访问事件表的每一项，如果有事件发生，则查找函数表找到事件处理函数进行处理，处理完毕后，继续访问事件表，查看是否有事件发生，如此无限循环。