LuatOS 重新定義了嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)范式——將 Lua 腳本作為主程序語(yǔ)言，構(gòu)建起完整的系統(tǒng)架構(gòu)。其設(shè)計(jì)原理圍繞“腳本主導(dǎo)、C 層支撐”展開(kāi)，通過(guò)在固件中嵌入 Lua 解釋器，將硬件操作抽象為 API 接口，使開(kāi)發(fā)者能用高級(jí)語(yǔ)言快速實(shí)現(xiàn)底層控制。這一設(shè)計(jì)顯著提升了開(kāi)發(fā)效率，同時(shí)保持了良好的運(yùn)行性能。

一、LuatOS框架中的概念

在LuatOS中，有三個(gè)核心概念和一個(gè)調(diào)度器：

1、三個(gè)核心概念：任務(wù)（task），消息（message），定時(shí)器（timer）

2、一個(gè)調(diào)度器：sys.run()函數(shù)；

1.1 LuatOS任務(wù)（task）

1.1.1 FreeRTOS task和LuatOS task

從上面這張圖中我們可以看到，有兩種任務(wù)：

1、第一種是LuatOS內(nèi)核固件中的任務(wù)，也就是FreeRTOS創(chuàng)建的任務(wù)；這種任務(wù)我們把它命名為FreeRTOS task；

2、第二種是LuatOS項(xiàng)目應(yīng)用腳本中的任務(wù)，也就是用戶腳本代碼中調(diào)用sys.taskInit和sys.taskInitEx兩個(gè)API創(chuàng)建的任務(wù)，這種任務(wù)我們把它命名為L(zhǎng)uatOS task；嚴(yán)格意義上說(shuō)，LuatOS task并不是真正的task，而是利用了Lua中的協(xié)程（coroutine）概念，來(lái)等價(jià)實(shí)現(xiàn)的一種task效果，因?yàn)閠ask的受眾面比協(xié)程的受眾面要廣的很多，所以我們?cè)贚uatOS中，將協(xié)程（coroutine）包裝成了task的概念，這樣更容易理解和使用；關(guān)于協(xié)程（coroutine）的知識(shí)，在本文接下來(lái)的內(nèi)容中，我們會(huì)接觸到。

在這里我使用一個(gè)形象的比喻，爭(zhēng)取可以讓大家更加直觀的理解這兩種任務(wù)的聯(lián)系和區(qū)別：

1、有一個(gè)森林，這個(gè)森林就是FreeRTOS；

2、森林里生長(zhǎng)了很多棵大樹(shù)，每一棵大樹(shù)都是FreeRTOS創(chuàng)建的一個(gè)任務(wù)，就是FreeRTOS task；

這些大樹(shù)分成了兩種：

a. 一種是長(zhǎng)出了樹(shù)干，樹(shù)干上還有很多樹(shù)枝，這一種大樹(shù)只有一棵，就是Lua虛擬機(jī)任務(wù)

b. 一種是只長(zhǎng)了光禿禿的樹(shù)干，樹(shù)干上沒(méi)有樹(shù)枝，這種大樹(shù)有很多，除Lua虛擬機(jī)之外，其余所有任務(wù)都是這種大樹(shù)

Lua虛擬機(jī)任務(wù)這棵大樹(shù)的樹(shù)干上長(zhǎng)出的所有樹(shù)枝，就是一個(gè)個(gè)的LuatOS task

根據(jù)以上描述畫一張簡(jiǎn)圖如下：

1.1.2 兩種LuatOS task（基礎(chǔ)task和高級(jí)task）

怎么創(chuàng)建一個(gè)task，在sys核心庫(kù)中提供了兩個(gè)api：

sys.taskInit(task_func, ...)

sys.taskInitEx(task_func, task_name, non_targeted_msg_cbfunc, ...)

這兩個(gè)api分別創(chuàng)建兩種task，首先我們給這兩種task起個(gè)名字，一種叫基礎(chǔ)task，一種叫高級(jí)task；

sys.taskInit(task_func, ...)創(chuàng)建的task是基礎(chǔ)task；

sys.taskInitEx(task_func, task_name, non_targeted_msg_cbfunc, ...)創(chuàng)建的task是高級(jí)task；

從設(shè)計(jì)原理的角度來(lái)看，基礎(chǔ)task和高級(jí)task的區(qū)別是：

(1) 所有的基礎(chǔ)task共享一個(gè)全局消息隊(duì)列；

(2) 每個(gè)高級(jí)task都有自己獨(dú)立的定向消息隊(duì)列，同時(shí)又能使用全局消息隊(duì)列；

1.1.3 LuatOS task內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境和外部運(yùn)行環(huán)境

在LuatOS應(yīng)用腳本開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們所編寫的應(yīng)用腳本代碼，存在兩種業(yè)務(wù)運(yùn)行的邏輯環(huán)境：

1、一種是在task的任務(wù)處理函數(shù)內(nèi)部的業(yè)務(wù)邏輯環(huán)境中運(yùn)行，我們簡(jiǎn)稱為：在task內(nèi)部運(yùn)行；

2、一種是在task的任務(wù)處理函數(shù)外部的業(yè)務(wù)邏輯環(huán)境中運(yùn)行，我們簡(jiǎn)稱為：在task外部運(yùn)行；

怎么理解這兩種業(yè)務(wù)邏輯運(yùn)行環(huán)境？我們看下面這張圖

看右邊生長(zhǎng)出分支的這棵大樹(shù)，這棵大樹(shù)就是FreeRTOS創(chuàng)建的Lua虛擬機(jī)task，是一個(gè)FreeRTOS task；

在這個(gè)Lua虛擬機(jī)FreeRTOS task上，這棵大樹(shù)再分為兩部分：

1、樹(shù)干部分：樹(shù)干部分運(yùn)行的業(yè)務(wù)邏輯環(huán)境就是LuatOS task外部運(yùn)行環(huán)境；

2、樹(shù)枝部分：每個(gè)樹(shù)枝都是一個(gè)獨(dú)立的LuatOS task，樹(shù)枝部分運(yùn)行的業(yè)務(wù)邏輯環(huán)境就是LuatOS task內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境；

在這里，大家只要知道有task內(nèi)部運(yùn)行和task外部運(yùn)行兩種環(huán)境即可，接下來(lái)我們下面講解內(nèi)部設(shè)計(jì)原理時(shí)，會(huì)進(jìn)一步去學(xué)習(xí)理解；

1.1.4 LuatOS task狀態(tài)切換

1.2 LuatOS消息（message）

LuatOS 的消息機(jī)制是LuatOS task協(xié)作和事件驅(qū)動(dòng)編程的核心部分，消息機(jī)制包括消息的發(fā)布和訂閱處理、消息的發(fā)送和接收處理；

1.2.1 三種消息隊(duì)列

消息需要存儲(chǔ)到消息隊(duì)列中，消息隊(duì)列中的消息遵循先進(jìn)先出（FIFO）原則；

內(nèi)核消息隊(duì)列

FreeRTOS創(chuàng)建的每一個(gè)task都有一個(gè)消息隊(duì)列，這種消息隊(duì)列就叫做內(nèi)核消息隊(duì)列；

內(nèi)核消息隊(duì)列是FreeRTOS直接管理的，存儲(chǔ)每個(gè)FreeRTOS task內(nèi)核消息的隊(duì)列；

LuatOS應(yīng)用全局消息隊(duì)列

所有LuatOS task應(yīng)用共享一個(gè)消息隊(duì)列，這個(gè)消息隊(duì)列就叫做LuatOS應(yīng)用全局消息隊(duì)列；

LuatOS應(yīng)用全局消息隊(duì)列是LuatOS虛擬機(jī)直接管理的；

LuatOS基礎(chǔ)task可以接收處理這個(gè)消息隊(duì)列中的消息，LuatOS高級(jí)task可以接收處理這個(gè)消息隊(duì)列中的消息；

LuatOS外部運(yùn)行環(huán)境中的業(yè)務(wù)也可以接收處理這個(gè)消息隊(duì)列中的消息；

LuatOS應(yīng)用定向消息隊(duì)列

每個(gè)LuatOS 高級(jí)task都有一個(gè)消息隊(duì)列，這個(gè)消息隊(duì)列就叫做LuatOS應(yīng)用定向消息隊(duì)列；

LuatOS應(yīng)用定向消息隊(duì)列是LuatOS虛擬機(jī)直接管理的；

每個(gè)定向消息隊(duì)列和一個(gè)LuatOS高級(jí)task存在唯一的綁定關(guān)系；

只有綁定的LuatOS高級(jí)task才可以接收處理這個(gè)消息隊(duì)列中的消息；（雖然從源碼設(shè)計(jì)上看，所有的LuatOS高級(jí)task都可以接收處理定向消息隊(duì)列中的消息，但是這樣使用的話，理解起來(lái)會(huì)比較混亂）

1.2.2 六種消息

根據(jù)消息存儲(chǔ)使用的消息隊(duì)列類型以及消息發(fā)送方的不同，可以把消息劃分為以下六類：

1.3 LuatOS定時(shí)器（timer）

對(duì)于LuatOS應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，定時(shí)器本質(zhì)上也算是一種特殊的消息，因?yàn)槎〞r(shí)器太常用了，所以把他單獨(dú)拎出來(lái)，單獨(dú)的一個(gè)章節(jié)進(jìn)行講解；

定時(shí)器分類如下圖所示：

1.4 LuatOS調(diào)度器（sys.run()）

sys核心庫(kù)是LuatOS應(yīng)用程序運(yùn)行的核心大腦，sys.run()是sys核心庫(kù)的大腦，負(fù)責(zé)整個(gè)LuatOS應(yīng)用腳本程序的調(diào)度和管理，是LuatOS應(yīng)用程序的調(diào)度器；

sys.run()非常重要，但是sys.run()使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，僅僅在main.lua的最后一行調(diào)用sys.run()即可。

雖然sys.run()使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，但是如果大家對(duì)sys.run()的運(yùn)行原理有一個(gè)總體性的理解和認(rèn)識(shí)，對(duì)開(kāi)發(fā)LuatOS應(yīng)用項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，幫助很大。

所以在這里，我先對(duì)sys.run()內(nèi)部的工作原理做一個(gè)簡(jiǎn)化后的總體介紹，至于更詳細(xì)的原理介紹，我們會(huì)在下面進(jìn)行詳細(xì)講解；

我們看上面這張圖：

1、LuatOS內(nèi)核固件中的FreeRTOS會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Lua虛擬機(jī)任務(wù)；

2、Lua虛擬機(jī)任務(wù)的處理函數(shù)中，首先進(jìn)行初始化：

在內(nèi)核固件的C代碼中，加載Lua標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和LuatOS核心庫(kù)；

從LuatOS的腳本分區(qū)找到main.lua

開(kāi)始逐行嵌套解析執(zhí)行main.lua中的腳本代碼（加載必要的擴(kuò)展庫(kù)腳本文件和自己開(kāi)發(fā)的應(yīng)用腳本文件，并且運(yùn)行這些腳本文件的初始化代碼）

3、運(yùn)行main.lua的最后一行代碼sys.run()

4、sys.run()中的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)while true循環(huán)，在這個(gè)循環(huán)內(nèi)，不斷地從內(nèi)核消息隊(duì)列和LuatOS應(yīng)用消息隊(duì)列中讀取消息，并且分發(fā)消息給接收者進(jìn)行處理。

二、sys.lua源碼分析方法

通過(guò)本文前三部分的描述，我們對(duì)LuatOS運(yùn)行框架的基礎(chǔ)理論知識(shí)做了簡(jiǎn)單的回顧；

接下來(lái)我們進(jìn)入本講的重點(diǎn)內(nèi)容：學(xué)習(xí)理解LuatOS運(yùn)行框架的內(nèi)部設(shè)計(jì)源碼；

sys核心庫(kù)是LuatOS運(yùn)行框架庫(kù)，是LuatOS應(yīng)用程序運(yùn)行的核心大腦；

我們要深入學(xué)習(xí)LuatOS框架的內(nèi)部設(shè)計(jì)原理，就是要深入學(xué)習(xí)sys核心庫(kù)的內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)原理；

sys.lua源文件是sys核心庫(kù)的代碼實(shí)現(xiàn)，點(diǎn)擊這里可以看到sys.lua源碼；

所以本講課程中，我們接下來(lái)會(huì)重點(diǎn)分析sys.lua的源碼實(shí)現(xiàn)；通過(guò)分析sys.lua源碼，從而來(lái)學(xué)習(xí)理解LuatOS框架的設(shè)計(jì)原理；

sys.lua是sys核心庫(kù)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)；

說(shuō)到核心庫(kù)，我們?cè)賮?lái)回顧一下LuatOS軟件架構(gòu)，如下圖所示：

之前我們講述LuatOS軟件架構(gòu)時(shí)，當(dāng)時(shí)有說(shuō)，LuatOS核心庫(kù)是用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，這個(gè)描述并不準(zhǔn)確，在核心庫(kù)中，有一個(gè)特例，就是sys核心庫(kù)，這個(gè)核心庫(kù)是用Lua語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，并且源碼也開(kāi)放了；

雖然sys核心庫(kù)是用Lua語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，但是它還是一個(gè)核心庫(kù)，在編譯內(nèi)核固件的時(shí)候，會(huì)把sys.lua源文件集成到編譯好的內(nèi)核固件中對(duì)外發(fā)布；

我們今天采用以下方式來(lái)學(xué)習(xí)sys.lua源碼設(shè)計(jì)：

1、在目前的sys.lua源文件中增加詳細(xì)的注釋和運(yùn)行日志，分析代碼設(shè)計(jì)

2、使用LuatOS PC模擬器，運(yùn)行demo代碼+第1步增加運(yùn)行日志的sys.lua，通過(guò)分析運(yùn)行日志，進(jìn)一步理解sys.lua的設(shè)計(jì)原理

在模擬器上運(yùn)行demo代碼的方法，

本講中使用的demo代碼參考luatos_framework；模擬器運(yùn)行時(shí)的命令如下：

要深入理解LuatOS框架的設(shè)計(jì)原理，其實(shí)就是深入學(xué)習(xí)sys.lua中的以下幾個(gè)概念：

1、一個(gè)調(diào)度器：sys.run()

2、三個(gè)概念：任務(wù)（task），消息（message），定時(shí)器（timer）

3、五張表：

高級(jí)task任務(wù)列表（taskList）

全局消息訂閱表（subscribers），全局消息隊(duì)列（messageQueue）

定時(shí)器處理表（timerPool），定時(shí)器回調(diào)函數(shù)參數(shù)表（para）

三、LuatOS 調(diào)度器（sys.run()）內(nèi)部設(shè)計(jì)

LuatOS調(diào)度器sys.run函數(shù)的主體處理邏輯參考下圖中黃色背景部分

從這張圖可以看出，在LuatOS內(nèi)核固件中有一個(gè)FreeRTOS，F(xiàn)reeRTOS運(yùn)行起來(lái)之后，創(chuàng)建了很多任務(wù)，有軟件定時(shí)器任務(wù)，TCP/IP協(xié)議棧任務(wù)，文件系統(tǒng)任務(wù)，Lua虛擬機(jī)任務(wù)等。

其中Lua虛擬機(jī)任務(wù)和LuatOS項(xiàng)目的應(yīng)用軟件關(guān)系最為密切；

Lua虛擬機(jī)任務(wù)運(yùn)行起來(lái)之后，經(jīng)過(guò)必要的初始化動(dòng)作，就會(huì)去尋找main.lua腳本文件，找到之后，從main.lua的第一行代碼開(kāi)始解析執(zhí)行，main.lua會(huì)執(zhí)行必要的初始化動(dòng)作并且加載運(yùn)行其他的Lua腳本應(yīng)用功能模塊，main.lua的最后一行代碼為sys.run()，sys.run()是一個(gè)while true的循環(huán)函數(shù)，實(shí)際上也是Lua虛擬機(jī)任務(wù)的處理函數(shù)；

在這個(gè)while循環(huán)里面，不斷的分發(fā)處理各種消息，調(diào)度LuatOS項(xiàng)目應(yīng)用軟件的正常運(yùn)行。

現(xiàn)在，我們一起看下剛才描述的這個(gè)過(guò)程的源碼，在閱讀源碼之前，我們先看下面這張框圖，描述了主要源碼函數(shù)和代碼段的調(diào)用過(guò)程：

四、LuatOS 任務(wù)（task）內(nèi)部設(shè)計(jì)

4.1 sys.taskInit（創(chuàng)建并且運(yùn)行基礎(chǔ)task）

4.1.1 源碼分析

我們接下來(lái)再看sys.coresume(co, ...)的源碼

通過(guò)分析sys.taskInit這個(gè)api的源碼，我們可以看出，LuatOS的task概念，實(shí)際上是對(duì)Lua語(yǔ)言的協(xié)程（coroutine）概念的一層封裝，因?yàn)閠ask的受眾面比協(xié)程的受眾面要廣的很多，所以我們?cè)贚uatOS中，將協(xié)程（coroutine）包裝成了task的概念，這樣更容易理解和使用；

4.1.2 Lua語(yǔ)言中協(xié)程（coroutine）概念的理解

在LuatOS的sys.lua中，把Lua中的協(xié)程概念包裝成了task概念，來(lái)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的編程效果；

所以我們要想深入理解sys.lua中的內(nèi)部設(shè)計(jì)，勢(shì)必要對(duì)Lua語(yǔ)言中的協(xié)程概念有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)；

在 Lua 語(yǔ)言中，協(xié)程（coroutine）是一種用戶態(tài)的輕量級(jí)線程，它允許程序在執(zhí)行過(guò)程中暫停和恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)作式的多任務(wù)處理。與操作系統(tǒng)的線程不同，協(xié)程的調(diào)度完全由程序自身控制，而非由操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度；

1、在LuatOS的sys.lua中，僅僅關(guān)注協(xié)程的三種狀態(tài)：

掛起（suspended）狀態(tài)，以下兩種情況，協(xié)程處于掛起狀態(tài)：

coroutine.create(f)創(chuàng)建協(xié)程后，未主動(dòng)運(yùn)行這個(gè)協(xié)程；

協(xié)程運(yùn)行過(guò)程中，被本協(xié)程內(nèi)部調(diào)用coroutine.yield(...)暫停；

運(yùn)行（running）狀態(tài)：

處于掛起狀態(tài)的協(xié)程co，在此協(xié)程外執(zhí)行coroutine.resume(co[, ...])則恢復(fù)為運(yùn)行狀態(tài)；

死亡（dead）狀態(tài)：以下兩種情況，協(xié)程處于死亡狀態(tài)：

協(xié)程正常運(yùn)行結(jié)束；

協(xié)程運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常結(jié)束；

2、協(xié)程的核心特點(diǎn)

協(xié)作式：協(xié)程必須主動(dòng)讓出執(zhí)行權(quán)（通過(guò)調(diào)用coroutine.yield(...)），其他協(xié)程才有機(jī)會(huì)運(yùn)行。

狀態(tài)保留：協(xié)程暫停掛起時(shí)會(huì)保存當(dāng)前執(zhí)行狀態(tài)（如變量、棧），恢復(fù)時(shí)從暫停處繼續(xù)。

4.1.3 應(yīng)用示例

針對(duì)剛才對(duì)sys.taskInit源碼的分析，接下來(lái)我們一起在模擬上運(yùn)行一個(gè)demo示例，加深一下對(duì)sys.taskInitapi內(nèi)部設(shè)計(jì)的理解；

核心代碼片段如下（重點(diǎn)關(guān)注黃色背景的代碼）：

main.lua

scheduling.lua

首先我們分析一下，在這個(gè)demo示例中，使用sys.taskInit(task1_func)創(chuàng)建的任務(wù)，任務(wù)處理函數(shù)的task1_func()的源碼+sys.lua源碼，分析下代碼是如何調(diào)度運(yùn)行的；

接下來(lái)我們使用模擬器，針對(duì)以下幾種場(chǎng)景，實(shí)際跑一下這個(gè)demo示例看看運(yùn)行效果：

模擬器運(yùn)行指令如下：

1、打開(kāi) scheduling.lua中的count = count + "hdjks"

最終運(yùn)行的核心日志為

2、打開(kāi) scheduling.lua中的count = count + "hdjks"

sys.lua中的return wrapper(arg[1], coroutine.resume(...))修改為return coroutine.resume(...)

最終運(yùn)行的核心日志為

3、打開(kāi) scheduling.lua中的count = count + "hdjks"

打開(kāi)main.lua中的

_G.COROUTINE_ERROR_ROLL_BACK = false

_G.COROUTINE_ERROR_RESTART = false

最終運(yùn)行的核心日志為

4.2 sys.taskInitEx（創(chuàng)建并且運(yùn)行高級(jí)task）

4.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（taskList）

4.2.2 源碼分析

從上面這段代碼可以看到，使用sys.taskInitEx創(chuàng)建一個(gè)高級(jí)task，和使用sys.taskInit創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)task相比，最核心的區(qū)別是多申請(qǐng)了一個(gè)高級(jí)task全局信息表{msgQueue={}, To=false, cb=cbFun}，這個(gè)全局信息表是高級(jí)task處理定時(shí)器消息和定向消息的關(guān)鍵；下圖中高級(jí)task指向的定向消息隊(duì)列，對(duì)應(yīng)的就是高級(jí)task全局表中的msgQueue={}

4.2.3 應(yīng)用示例

使用sys.taskInitEx創(chuàng)建一個(gè)高級(jí)task，和使用sys.taskInit創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)task相比，最核心的區(qū)別是多申請(qǐng)了一個(gè)高級(jí)task全局信息表{msgQueue={}, To=false, cb=cbFun}，其余實(shí)現(xiàn)原理和sys.taskInit完全相同，所以此處不再對(duì)sys.taskInitEx結(jié)合實(shí)際的demo示例來(lái)進(jìn)一步理解了；

在后續(xù)的消息和定時(shí)器章節(jié)會(huì)進(jìn)一步深入演示學(xué)習(xí)。

4.3 sys.taskDel（清除高級(jí)task的內(nèi)存資源）

4.3.1 源碼分析

4.3.2 應(yīng)用示例

針對(duì)剛才對(duì)sys.taskDel源碼的分析，接下來(lái)我們一起在模擬上運(yùn)行一個(gè)demo示例，加深一下對(duì)sys.taskDelapi內(nèi)部設(shè)計(jì)的理解；

核心代碼片段如下（重點(diǎn)關(guān)注黃色背景的代碼）：

main.lua

memory_task_delete.lua

接下來(lái)我們使用模擬器，針對(duì)以下三種場(chǎng)景，實(shí)際跑一下這個(gè)demo示例看看運(yùn)行效果：

1、打開(kāi) memory_task_delete.lua中的sys.taskDel("led_task")

關(guān)閉 memory_task_delete.lua中的dhjsk = las + 2

關(guān)閉main.lua中的

_G.COROUTINE_ERROR_ROLL_BACK = false

_G.COROUTINE_ERROR_RESTART = false

最終運(yùn)行的核心日志為

2、關(guān)閉 memory_task_delete.lua中的sys.taskDel("led_task")

關(guān)閉 memory_task_delete.lua中的dhjsk = las + 2

關(guān)閉main.lua中的

_G.COROUTINE_ERROR_ROLL_BACK = false

_G.COROUTINE_ERROR_RESTART = false

最終運(yùn)行的核心日志為

3、打開(kāi) memory_task_delete.lua中的sys.taskDel("led_task")

打開(kāi) memory_task_delete.lua中的dhjsk = las + 2

打開(kāi)main.lua中的

_G.COROUTINE_ERROR_ROLL_BACK = false

_G.COROUTINE_ERROR_RESTART = false

最終運(yùn)行的核心日志為

4、打開(kāi) memory_task_delete.lua中的sys.taskDel("led_task")

打開(kāi) memory_task_delete.lua中的dhjsk = las + 2

關(guān)閉main.lua中的

_G.COROUTINE_ERROR_ROLL_BACK = false

_G.COROUTINE_ERROR_RESTART = false

最終運(yùn)行的核心日志為

通過(guò)這個(gè)demo示例，我們可以看出sys.taskDel函數(shù)對(duì)于內(nèi)存釋放的作用，目前的LuatOS設(shè)計(jì)，只需要記住一點(diǎn)就行了：

高級(jí)task的任務(wù)處理函數(shù)中，在調(diào)用return語(yǔ)句返回前，或者任務(wù)處理函數(shù)的最后一行代碼，調(diào)用sys.taskDel即可；

五、LuatOS 定時(shí)器（timer）內(nèi)部設(shè)計(jì)

5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（timerPool和para）

5.2 api源碼分析

現(xiàn)在，我在vscode上打開(kāi)已經(jīng)添加了詳細(xì)注釋的sys.lua，對(duì)以下每個(gè)api的源碼進(jìn)行分析（僅分析和定時(shí)器有關(guān)的源碼部分），為了讓大家對(duì)定時(shí)器的使用有一個(gè)更全局的認(rèn)識(shí)，所以也會(huì)分析一部分LuatOS倉(cāng)庫(kù)中開(kāi)源的內(nèi)核C代碼：

下面列舉的函數(shù)調(diào)用棧，供分析源碼時(shí)參考使用：

Lua->C：sys.timerStart，sys.timerLoopStart，sys.wait，sys.waitUntil，sys.waitMsg->rtos.timer_start

C： l_rtos_timer_start->luat_timer_start->xTimer接口

C：luat_timer_callback->luat_msgbus_put

Lua->C->Lua：sys.run->rtos.receive->luat_msgbus_get->l_timer_handler(返回rtos.MSG_TIMER，timer_id， repeat三個(gè)參數(shù))

5.3 完整業(yè)務(wù)處理過(guò)程

5.4 應(yīng)用示例

剛才我們已經(jīng)分析了和定時(shí)器操作有關(guān)的sys.lua源碼，在本講的最后一章，我會(huì)基于一個(gè)實(shí)際的MQTT demo項(xiàng)目，逐行分析項(xiàng)目中應(yīng)用腳本源碼和sys.lua源碼，讓大家在實(shí)際的項(xiàng)目中深刻理解LuatOS運(yùn)行框架中的消息設(shè)計(jì)原理；

六、LuatOS 消息（message）內(nèi)部設(shè)計(jì)

6.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（subscribers和messageQueue）

下圖中的全局消息隊(duì)列，對(duì)應(yīng)的就是messageQueue ={}

6.2 api源碼分析

現(xiàn)在，我在vscode上打開(kāi)已經(jīng)添加了詳細(xì)注釋的sys.lua，對(duì)以下每個(gè)api的源碼進(jìn)行分析（僅分析和消息處理有關(guān)的源碼部分），為了讓大家對(duì)消息的使用有一個(gè)更全局的認(rèn)識(shí)，所以也會(huì)分析一部分LuatOS倉(cāng)庫(kù)中開(kāi)源的內(nèi)核C代碼：

在這些api中，消息的發(fā)送和接收api容易混用，組合使用關(guān)系參考下表（每一行的兩個(gè)單元格所表示的api必須組合使用）：

下面列舉五種消息應(yīng)用場(chǎng)景的完整業(yè)務(wù)處理過(guò)程：

6.3 內(nèi)核非定時(shí)器消息完整業(yè)務(wù)處理過(guò)程（以 串口接收到新數(shù)據(jù)消息 為例）

1、uart.on(1, "receive", recv_cb)->l_uart_on

2、luat_irq_uart_cb->luat_msgbus_put

3、sys.run()->rtos.receive->luat_msgbus_get->l_uart_handler(在這里執(zhí)行執(zhí)行uart.on注冊(cè)的回調(diào)函數(shù)recv_cb，然后返回空數(shù)據(jù)，sys.lua中的rtos.receive返回值為nil)

6.4 系統(tǒng)應(yīng)用全局消息完整處理過(guò)程（以"IP_READY"為例）

在用戶腳本代碼中，根據(jù)具體的業(yè)務(wù)邏輯，訂閱全局消息"IP_READY"

當(dāng)某一種網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)環(huán)境準(zhǔn)備就緒時(shí)，在內(nèi)核固件的netif_ip_event_cb中，主動(dòng)調(diào)用sys.lua中定義的_G.sys_pub = sys.publish，實(shí)際上就是調(diào)用sys.publish發(fā)布一條全局消息"IP_READY"，存儲(chǔ)到sys.lua中的全局消息表messageQueue中

在sys.lua中，消息分發(fā)處理：sys.run->dispatch

6.5 用戶應(yīng)用全局消息完整處理過(guò)程

在用戶腳本代碼中，根據(jù)具體的業(yè)務(wù)邏輯，訂閱全局消息

在用戶腳本的代碼，調(diào)用sys.publish發(fā)布全局消息

在sys.lua中，通過(guò)sys.run調(diào)度器，執(zhí)行dispatch分發(fā)處理全局消息

6.6 系統(tǒng)應(yīng)用定向消息完整處理過(guò)程（以socket.EVENT為例）

l_socket_callback，當(dāng)內(nèi)核固件中的某一個(gè)socket產(chǎn)生異步事件時(shí)（例如socke接收到新數(shù)據(jù)），主動(dòng)調(diào)用sys.lua中定義的_G.sys_send = sys.sendMsg，實(shí)際上就是調(diào)用sys.sendMsg給指定Lua腳本中的高級(jí)task發(fā)送一條定向消息，存儲(chǔ)到此高級(jí)task對(duì)應(yīng)的定向消息隊(duì)列taskList[task_name].msgQueue中

在用戶腳本代碼中，通過(guò)sys.waitMsg去處理定向消息

6.7 用戶應(yīng)用定向消息完整處理過(guò)程

1、在用戶腳本代碼中，調(diào)用sys.sendMsg發(fā)送定向消息

2、在用戶腳本代碼中，調(diào)用sys.waitMsg處理定向消息

6.8 應(yīng)用示例

剛才我們已經(jīng)分析了和消息操作有關(guān)的sys.lua源碼，在本講的最后一章，我會(huì)基于一個(gè)實(shí)際的MQTT demo項(xiàng)目，逐行分析項(xiàng)目中應(yīng)用腳本源碼和sys.lua源碼，讓大家在實(shí)際的項(xiàng)目中深刻理解LuatOS運(yùn)行框架中的消息設(shè)計(jì)原理；

七、基于MQTT demo項(xiàng)目，再次全面理解LuatOS框架的內(nèi)部設(shè)計(jì)運(yùn)行原理

講到最后，我會(huì)基于一個(gè)實(shí)際的MQTT demo項(xiàng)目，逐行分析項(xiàng)目中應(yīng)用腳本源碼和sys.lua源碼，讓大家在實(shí)際的項(xiàng)目中深刻理解LuatOS運(yùn)行框架的內(nèi)部設(shè)計(jì)原理；

7.1 demo項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)框圖

demo項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)框圖如下：

7.2 demo項(xiàng)目源碼+sys.lua源碼綜合分析

這個(gè)mqtt demo代碼中的注釋比較詳細(xì)，sys.lua代碼注釋也比較詳細(xì)，接下來(lái)我用vscode直接打開(kāi)這份demo項(xiàng)目和sys.lua，和大家一起分析下源碼設(shè)計(jì)；

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇