FreerTOS系统中OSA 操作系统抽象层介绍

最新推荐文章于 2025-12-18 16:44:05 发布

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#freertos #嵌入式操作系统 #c语言

OSA 抽象层是位于嵌入式操作系统内核上层。OSA 封装了操作系统内核，比恩向上层应用程序提供独立与特定操作系统内核的API 接口。

可以说OSA 是操作系统内核API 的二次封装

这些API 向上层提供的模块：断言，事件，IRQ中断，内存管理，收发消息，线程，定时器，信号量（互斥，计数），时间，日志，服务器-客户端通信

断言

函数原型：Void SCI_ASSERT(void *_EXP);

【函数功能】

这是第一个宏，先计算表达式EXP 的值，结果为0(FALSE) 打印错误信息，中断程序

实例

char *dest_ptr;

//分配一块内存

dest_ptr = （char *）SCI_ALLOC(100);

//如果分配直白就中断程序

SCI_ASSERT(SCI_NULL != dest_ptr);

事件

SCI_CreatEvent(const char *name_ptr);

【函数功能】

创建一个事件标记组

实例

SCI_EVENT_GROUP_PTR event_prt;

const char name[]="My name";

......

//创建一个32 位的事件标记组，其名称为“My name”

event_prt = SCI_CreatEvent(name);

SCI_ASSERT(SCI_NULL != event_ptr);

....

uint32_t SCI_SetEvent( SCI_EVENT_GROUP_PTR group_ptr, uint32 flags_to_set, uint32 set_option);

【函数功能】

创建一个事件标记组

【参数说明】

group_ptr :已经创建好的时间标记组指针

flags_to_set: 用来设置时间标记组的值

set_option: 描述如何设置该事件标记组

SCI_AND: 将flag_to_set 和已有的事件标记组与运算
SCI_OR; 将flag_to_set 和已有的事件标记组或运算

实例

SCI_EVENT_GROUP_PTR event_ptr;

......

status = SCI_SetEvent(event_ptr, 0x0103, SCI_AND);

if (SCI_SUCCESS != status)

{

//错误处理

}

IRQ 中断

实例

//禁止IRQ 中断

SCI_DisableIRQ();

...

//恢复中断

SCI_RestoreIRQ();

SCI_DisableIRQ() 和 RestoreIRQ() 一定要配对使用，否则会造成死锁

系统内存管理

编写代码是动态分配的pool 和 heap存储空间

void *SCI_ALLOC_CONST(uint32 _SIZE);

【函数功能】

宏：分配一块指定长度的系统内存，失败后返回SCI_NULL

void *SCI_ALLOC_APP(uint32 _SIZE);

【函数功能】

分配一块指定长度的动态内存，分配失败后assert

实例

char *dest_ptr;

dest_ptr = (char * )SCI_ALLOC_APP(100);

if (SCI_NULL == dest_ptr)

{

//操作失败，错误处理

}

....

//释放内存

SCI_FREE(dest_ptr);

SCI_ALLOC_BASE, SCI_ALLOC 和 SCI_ALLOC_CONST类似应用实例相同

SCI_ALLOCA 和 SCI_ALLOC_APP 函数相同，应用实例相同

void *SCI_MEM16CPY （uint16 *_DEST_PTR, const uint16 *_SRC_PTR, uint16 _SIZE）

以16bit 为单位内存拷贝。

void SCI_MEM16SET(uint16 *_DEST_PTR, int16 _VALUE, uint16 _SIZE);

这是一个宏，以16bit 为单位设置内存块，

委托内存管理

RTOS为了省去模块自身管理内存的复杂性，专门提供一套针对指定空间的内存进行重新管理的接口

常用的函数接口

MPOOL_HANDLE SCI_CreatMemPool(const char* mem_name, uint8 * mem_addr, uint32 mem_size, APP_MEM_CUFG_T * mem_cfg_ptr) 返回被托管的内存的指针。

被托管的内存信息包括：内存名字，内存地址，内存大小，内存管理配置信息

#define MAX_MEM_SIZE (100*1024)

uint8 s_mem_buf[MAX_MEM_SIZE];

MPOOL_HANDLE g_mem_handle = 0;

......

APP_MEM_CFG_T mem_cfg = {0};

mem_cfg.min_pool_size = 4;

mem_cfg.pool_space_size = MAX_MEM_SIZE >> 2;

mem_cfg.heap_mem_watermark = 20 * 1024;

g_mem_handle = SCI_CreatMemPool("XXX Memory", s_mem_buf, MAX_MEM_SIZE, &mem_cfg);

if (0 == g_mem_handle)

{

//错误处理

}

消息

Uint32 SCI_SendSignal(xSignalHeader signal_ptr, BLOCK_ID dest_id)

【函数功能】

向ID 为dest_id 的线程发送消息signal_ptr

【参数说明】

signal_ptr :待发送的消息指针，dest_id目标线程

实例

xSignalHeader sig_ptr;

BLOCK_ID dest_id;

uint32 status;

......

//创建消息，并赋值

sig_ptr = SCI_ALLOC(sizeof(xSignalHeaderRec));

SCI_ASSERT(SCI_NULL != sig_ptr);

sig_ptr->SignalCode = 0x1234;

sig_ptr->SignalSize = sizeof(xSignalHeaderRec);

sig_ptr->Sender = 0;

sig_ptr->pre = SCI_NULL;

sig_ptr->suc =SCI_NULL;

//发送消息

status = SCI_SendSignal(sig_ptr, dest_id);

if (SCI_SUCCESS != status)

{

//发送失败错误处理

}

......

SCI_GetSignal(BLOCK_ID thread_id) 和 SCI_PeekSignal(BLOCK_ID thread_id);

【函数功能】

获取发送ID为thread_id 的线程消息，如果没消息，调用该函数的线程就被挂起知道有消息；

实例

xSignalHeader sig_ptr;

BLOCK_IDthread_id;

......

//接收消息

sig_ptr = SCI_GetSignal(thread_id);

if (sig_ptr == SCI_NULL)

{
//接收失败，进行出错处理

}

线程

BLOCK_ID SCI_CreateThread(const char *thread_name, const char *queue_name, void (*entry)(uint32, void*), uint32 argc, void *argy, uint32 queue_num, uint32 priority, uint32 preempt, uint32 auto_start);

【函数功能】

创建一个线程，使用指定的参数线程。//线程创建后所用的资源常驻系统。

【参数说明】

thread_name :线程名称， queue_name: 消息队列名称

entry:线程实体函数， argc:线程实体函数第一个参数，argy: 线程实体函数第二个参数

stack_size:堆栈大小（单位字节），queue_num:消息队列大小（单位：消息个数）

priority：线程优先级

preempt: 线程是否可以抢占

auto_start:线程创建后是否可以自动运行

实例

#define MY_STACK_SIZE 2048

#define MY_QUEUE_SIZE 10

BLOCK_ID thread_id;

....

//创建一个动态线程

thread_id = SCI_CreatThread("my thread", "my queue", my_thread_entry, 0, 0,MY_STACK_SIZE, MY_QUEUE_SIZE, 31,SCI_PREEMPT,SCI_AUTO_START);

if (SCI_INVALID_BLOCK_ID == thread_id)

{

//创建失败，错误处理

}

//线程实体函数

void my_thread_entry(uint32 argc, void*argy)

{

uint32 i = 0;

while(1)

{

i++;

}

}

uint32 SCI_DeleteThread(BLOCK_ID thread_id)

【函数功能】

删除已经创建的ID 为thread_id线程，并释放相关资源，删除后不能对线程进行操作

注意：SCI_CreateStaticThread, SCI_CreateAppThread和SCI_CreateBaseThread 接口所创建的线程可以使用此接口进行删除

实例

BLOCK_ID thread_id;

uint32 status;

....

status = SCI_DeleteThread(thread_id);

if (SCI_SUCCESS != status)

{

//删除失败，进行出错处理

}

uint32 SCI_SupendThread(BLOCK_ID thread_id);

【函数功能】

挂起ID为thread_id 线程

【参数说明】

thread_id: 待挂起的线程的ID

【实例】

BLOCK_ID thread_id;

uint32 status;

......

//挂起线程

status = SCI_SuspendThread(thread_id);

if (SCI_SUCCESS != status)

{

//挂起失败，进行出错处理

}

uint32 SCI_ResumeThread(BLOCK_ID thread_id);

【函数功能】

恢复ID 为thread_id的线程，是该项成转到就绪状态

【参数说明】

thread_id 是线程id

void SCI_Sleep(uint32 time_in_ms);

【函数功能】

挂起当前线程

【参数说明】

挂起时长为time_in_ms

SCI_GetThreadEvent(BLOCK_ID thread_id, uint32 requested_flags, uint32 get_option, uint32 *actual_flags_ptr, uint32 wait_option)

获取指定线程的事件标记组的值。每个事件标记组包含32个事件标记，每个事件标记有一位无符号位表示，该函数可以获取根据输入参数指定的多种不同的事件标记组合。

xSignalHeader SCI_GetSaveQ(BLOCK_ID thread_id)

【函数功能】

获取指定线程的SaveQ

OS 为线程提供消息备份功能，SaveQ指向一个被备份的消息，如果没有备份消息，SaveQ 为NULL,该函数返回指定线程的SaveQ

定时器

SCI_TIMER_PTR SCI_CreateTimer( const char *timer_name, TIMER_FUN timer_fun, uint32 input, uint32 timer_expire, uint32 auto_activate);

【函数功能】

创建一个一次性定时器，当定时器时间到时，调佣超时回调函数timer_fun,该定时器不在运行，但它仍然存在，知道用户调用SCI_DeleteTimer将其删除

【参数说明】

timer_name: 定时器名称

timer_fun：定时器超时回调函数

input:超时回调函数的输入参数

timer_expire:定时器超时时间（单位毫秒）

auto_activate: 定时器创建后是否生效开始计时，SCI_AUTO_ACTIVATE:自动生效， SCI_NO_ACTIVATE:不生效，知道用户调用SCI_ActiveTimer使能后生效

实例

SCI_TIMER_PTR my_timer;

const char my_timer_name[] = "My timer";

....

//创建一次性定时器，超时时间为100ms

my_timer = SCI_CreateTimer(my_timer_name, my_timer_func,0, 100, SCI_SUTO_ACTIVATE);

if (SCI_NULL == my_timer)

{

//创建失败，进行出错处理

}

....

//超时回调函数

void my_timer_func(uint32 param)

{

//定时器超时后，做的处理

......

}

SCI_CreatePeriodTimer(const char * timer_name, TIMER_FUN timer_fun, uint32 input, uint32 timer_expier, uint32 auto_activate)

【函数功能】

创建一个周期性的定时器，当定时器时间到，调用超时回调函数timer_fun, 该定时器自动重新开始计时；

【函数参数】

同SCI_CreateTimer

实例

同SCI_CreateTimer

SCI_ActiveTimer(SCI_TIMER_PTR timer_ptr)

【函数功能】

启动定时器

【参数说明】

timer_ptr:已创建的待启动的定时器的指针

实例

SCI_TIMER_PTR my_timer;

uint32 status;

.....

//启动my_timer, 该定时器my_timer 必须已经创建了

status = SCI_ActiveTimer(my_timer);

if (SCI_SUCCESS != status)

{

//操作失败，进行出错处理

}

uint32 SCI_DeactiveTimer(SCI_TIMER_PTR timer_ptr);

【函数功能】

暂停定时器，定时器站定是保存剩余的时间，当再次启动时，从剩余的时间开始计时；

【参数说明】

timer_ptr: 已经创建的定时器的指针

BOOLEAN SCI_IsTimerActive(SCI_TIMER_PTR timer_ptr);

【函数功能】

检查定时器是否处于有效状态

【参数说明】

timer_ptr : 已创建的定时器的指针

SCI_DeleteTimer(SCI_TIMER_PTR timer_ptr);

【函数功能】

删除定时器，删除后应使定时器指针为空

实例

SCI_TIMER_PTR my_timer;

uint32 status;

//删除定时器my_timer 该定时器my_timer 必须已经创建

status = SCI_DeleteTimer(my_timer);

if （SCI_SUCCESS != status）

{

//操作失败，进行出错处理

}

my_timer = SCI_PNULL;

互斥信号量

SCI_MUTEX_PTR SCI_CreateMutex( const char *name_ptr, uint32 priority_inherit)

【函数功能】

创建互斥信号量

【参数说明】

name_ptr: 互斥信号量名称

priority_inherit：互斥信号量是否支持优先级继承

实例

const char my_mutex_name[] = "My Mutex";

SCI_MUTEX_PTR my_mutex = SCI_PNULL;

//创建互斥信号量

my_mutex = SCI_CreateMutex(my_mutex_name, SCI_INHERIT);

if (my_mutex == SCI_PNULL)

{

//创建失败，进行出错处

......

}

uint32 SCI_DeleteMutex(SCI_MUTEX_PTR mutex_ptr);

【函数功能】

删除互斥信号量

计数信号量

SCI_SEMAPHORE_PTR SCI_CreateSemaphore(const char *name_ptr , uint32 initial_count)

【函数功能】

创建计数信号量

【参数说明】

name_ptr:计数信号量名称

initial_count:计数信号量初始值

实例

const char my_sem_name[] = "My_Sem";

SCI_SEMAPHORE_PTR my_sem = SCI_PNULL;

....

//创建计数信号量

my_sem = SCI_CreateSemaphore(my_sem_name,10);

if (SCI_PNULL == my_name)

{

//创建失败，出错处理

}

uint32 SCI_GetSemaphore(SCI_SEMAPHORE_PTR sem_ptr, uint32 wait_option);

【函数功能】

获取计数信号量，该信号量的计数值减少1

【参数说明】

sem_ptr:已经创建好的计数信号量指针

wait_option:等待时间（ms）

uint32 SCI_PutSemaphore(SCI_SEMAPHORE_PTR sem_ptr）；

【函数功能】

释放计数信号量，该信号量的计数值增加1

【参数说明】

sem_ptr:已经创建好的计数信号量指针

uint32 SCI_DeleteSemaphore(SCI_SEMAPHORE_PTR sem_ptr);