什么是RTOS“钩子”函数？

Posted 2022-04-16 strongerHuang

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作者 | strongerHuang

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在很多操作系统中，都存在这样一类API函数接口：HOOK函数（也叫钩子函数）。

比如：Windows桌面操作系统、µC/OS、 FreeRTOS等实时操作系统，都可以看见HOOK函数的存在。

下面结合µC/OS来讲讲什么是HOOK函数，它的用途是什么。

什么是HOOK函数？

HOOK函数，也叫钩子函数，是一种被操作系统内部调用的函数。

如果使能了HOOK，操作系统就会在特定的事件到来之际，调用对应Hook函数（你写的hook函数）。

比如：在RTOS中删除了一个Task，就会调用对应的App_TaskIdleHook函数。（这个“App_TaskIdleHook”函数需要你自己写）

网上搜索HOOK的内容，大多已windows为例，描述钩子函数的作用、例子，比如百度百科：

钩子函数是Windows消息处理机制的一部分，通过设置“钩子”，应用程序可以在系统级对所有消息、事件进行过滤，访问在正常情况下无法访问的消息。钩子的本质是一段用以处理系统消息的程序，通过系统调用，把它挂入系统。

为什么叫“钩子”？

网上有很多说法，比如：被操作系统“钩”住了。感兴趣的读者可以上网了解。

HOOK函数的用途和用法

我们熟悉的µC/OS、 FreeRTOS等RTOS实时操作系统中都有Hook函数，在config配置文件中使能对应的开关即可使用。

下面结合µC/OS来讲讲HOOK函数的用途和用法：

1.配置HOOK

在很多RTOS中都有一个（或多个）配置文件，来配置（裁剪）系统。

比如在µC/OS中，就有os_cfg.h系统配置文件。其实就是一些使能开关，需要的功能开启，不需要的关系，以达到裁剪系统的作用。

/* ---------------------- MISCELLANEOUS ----------------------- */
#define OS_APP_HOOKS_EN           1    /* Application-defined hooks are called from the uC/OS-II hooks */
#define OS_ARG_CHK_EN             0    /* Enable (1) or Disable (0) argument checking                  */
#define OS_CPU_HOOKS_EN           1    /* uC/OS-II hooks are found in the processor port files         */


#define OS_DEBUG_EN               1    /* Enable(1) debug variables                                    */

同样，HOOK函数也是通过cfg配置文件进行使能，比如：

#define OS_APP_HOOKS_EN           1
#define OS_CPU_HOOKS_EN           1

0：关闭；

1：开启；

同理，在FreeRTOS中一样也有类似配置：

我们开启需要使用HOOK即可。

2.使用TaskIdleHook

TaskIdleHook，即任务空闲钩子函数，在任务空闲的时候，会调用该钩子函数。

这个钩子函数，在很多操作系统中都有，在任务空闲（其他所有任务都挂起）的时候，会调用该Hook函数。

比如：我们所说的CPU利用率，就是在空闲任务中进行统计的，拿µC/OS来说：

void  OS_TaskIdle (void *p_arg)

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u                     /* Allocate storage for CPU status register           */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0u;
#endif
    p_arg = p_arg;                               /* Prevent compiler warning for not using 'p_arg'     */
    for (;;) 
        OS_ENTER_CRITICAL();
        OSIdleCtr++;
        OS_EXIT_CRITICAL();
        OSTaskIdleHook();                        /* Call user definable HOOK                           */
    

系统空闲钩子函数OSTaskIdleHook：

#if OS_CPU_HOOKS_EN > 0u
void  OSTaskIdleHook (void)

#if OS_APP_HOOKS_EN > 0u
    App_TaskIdleHook();
#endif

#endif

应用空闲钩子函数App_TaskIdleHook：

如果使能了怎会执行该函数，需要我们自己实现，比如：空闲统计数值超过50次，我们打印一段信息：

void  App_TaskIdleHook (void)

  UserIdleCtr++;  //¿ÕÏмÆÊý


  if(50 < UserIdleCtr)
  
    UserIdleCtr = 0;


    printf("SYS_IDLE");
  

看到这里，大家明白了HOOK函数原理了吗？从系统内部一步一步分析，其实很简单。

因为操作系统大多数时候都处于空闲状态，IDLE空闲函数会比较频繁执行，可能很多人怎么理解。

HOOK函数就上面说的，会在特定的事件到来之际，被调用执行，IDLE空闲任务比较频繁，像删除Task任务这种事件就很少，该类HOOK函数就很少产生。

好了，就分享到这里，若不明白，欢迎大家留言！

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