Contiki高级程序设计(二)

Contiki高级程序设计(二)

引言

锐米通信（www.rimelink.com）使用Contiki系统开发高性能的LoRa终端，Contiki使8位的MCU也可以具备强大的功能，同时提高开发效率。为让行业内朋友了解和使用该OS，我们撰写一些文章来介绍Contiki开发经验。

1. 需求

在Contiki系统中，ISR通过poll消息和进程通信，它不能post消息给进程（原因参见：http://blog.youkuaiyun.com/jiangjunjie_2005/article/details/44684811）。了解Contiki机制的朋友知道，poll是通过在“进程控制块”的needspoll置1来完成，这样一来，poll消息具备2个不方便的地方：

1. 没有排队功能，即poll多个消息和1个消息是等价的----进程仅响应一次；

2. 没有区分功能，如果多个ISR给进程poll消息，进程无法区分消息源。

以锐米LoRa终端开发为例，RF和RTC的ISR都需要poll进程，这就需要引入新的机制来排队和区分poll消息源。

2. 原理

如果像post消息一样建立一个队列来缓存poll消息，看上去不错，但是有点“重量级”----代价有点大。一般而言，一个进程需要响应的硬件ISR种类不太多，可以使用位存储实现poll消息区分。如下图所示：申明一个变量PollType，bit-0记录RF_ISR，bit-1记录RTC_ISR。

 

3. 实现

我们还是用嵌入式工程师通用语言----C语言来描述实现吧。

非常重要的理论！一定要防止竞态的错误，因为存储该poll消息的变量一定会被ISR和进程访问（读和写），它们属于不同执行流。关于竞态的更多原理请链接：http://blog.youkuaiyun.com/jiangjunjie_2005/article/details/22980041

3.1 定义“原子变量”类型：

#include <stdint.h>

typedef volatile uint8_t    Atomic_t;

3.2 实现“原子操作”函数：

函数1 原子设置位。

static void AtomicSetBit(Atomic_t*p_tAtomic, uint8_t byEventBit)

{

   halIntState_t    intState;

   HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); /* Disable INT */

   *p_tAtomic |= byEventBit;

   HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); /* Enable INT */

   return;

}

 

函数2 原子测试位，如果该位为1清除该位。

static bool AtomicTestClearBit(Atomic_t*p_tAtomic, uint8_t byEventBit)

{

   bool    bIsSet;

   halIntState_t    intState;

   ASSERT(p_tAtomic);

   HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); /* Disable INT */

   if (*p_tAtomic & byEventBit)

    {

       *p_tAtomic &= ~byEventBit;

       bIsSet = TRUE;

    }

   else

    {

       bIsSet = FALSE;

    }

   HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); /* Enable INT */

   return bIsSet;

}

3.3 使用实例

申明一原子变量和poll消息位：

/* Distinguish type of poll: RF_ISR andRTC_ISR. */

#define NETWORK_POLL_RF    0x01

#define NETWORK_POLL_RTC    0x02

static Atomic_t    s_tNetworkPoll = 0;

RF的ISR实现如下：

static void RFTxDone(void)

{

    AtomicSetBit (s_tNetworkPoll,NETWORK_POLL_RF);

    process_poll(&NetworkProcess);/* Inform Network-Process */

    return;

}

RTC的ISR实现如下：

static void RTC_ISR(void)

{

    AtomicSetBit (s_tNetworkPoll,NETWORK_POLL_RTC);

    process_poll(&NetworkProcess);/* Inform Network-Process */

    return;

}

进程处理代码如下：

PROCESS_THREAD(NetworkProcess, ev, data)

{

  PROCESS_BEGIN();

  while (1)

  {

    /* Block process until receive a message by poll or post. */

    PROCESS_YIELD();

  /* Distinguishmessages as well as process it. */

  if(PROCESS_EVENT_POLL == ev)

  {

      if (AtomicTestClearBit(&s_tNetworkPoll, NETWORK_POLL_RTC))

      {

        /* Poll by RTC, deal with it! */

      }

    if (AtomicTestClearBit(&s_tNetworkPoll, NETWORK_POLL_RF))

    {

      /* Poll by RF, deal with it! */

    }

  PROCESS_END();

}