snl是面向狀態(tài)的語言，作為一門語言雾鬼，當(dāng)然有自己的詞法語法解析萌朱，這不是本文的范疇。同時策菜，基于snl語言和epics-base開發(fā)的sequencer晶疼，集成到epics support中，給epics應(yīng)用的流程控制提供支持又憨。sequencer在ca框架下翠霍，屬于client的部分，能獨立運行蠢莺，需要創(chuàng)建上下文寒匙、信道等慣例操作。

基本概念

• program
  一個流程控制的完整程序躏将，也可能是按功能模塊劃分后的獨立完整程序锄弱。

• state set(ss)
  通常一個program由一個或多個ss狀態(tài)集組成考蕾，這是一種邏輯上的劃分。在seq啟動的時候会宪，一個ss會分配一個線程肖卧，分別獨立的運行下去。

• state
  ss內(nèi)部包含一個或多個state掸鹅，所有狀態(tài)組合形成了一個ss塞帐，在任何時候，一個ss內(nèi)只會停留在一個state狀態(tài)河劝，和普通狀態(tài)機相同。

基本語法

本文只針對sequencer結(jié)構(gòu)矛紫，詳盡的語法可以參考網(wǎng)站https://www-csr.bessy.de/control/SoftDist/sequencer/index.html赎瞎。

嵌入式代碼

sequencer是基于snl語法的，是一種c-like的代碼颊咬，而且可以調(diào)用嵌入的c代碼务甥，形式上是包含在百分號+括號內(nèi)，如下所示喳篇。

{
    #action代碼
    %{
        printError(ErrId, ErrLevel, FILE_AND_LINE_STRING, ": LayerSwitch\n");
    }%
}

同時也可以先聲明后調(diào)用：

%{
    epicsInt32 transINT32(double value, double norminal)
    {
        return (epicsInt32)(((pow(2, 30) - 1) * value) / norminal);
    }
}%

{
    #action代碼
    val = transINT32(6, 2.0);
}

需要特別注意的是敞临，涉及pv的操作，要傳入?yún)?shù)ssid麸澜，表示這個操作是在哪個狀態(tài)集中完成的挺尿。ssid可以通過pvIndex獲取，該調(diào)用不能嵌入到c代碼中炊邦。
官方宣傳是可以任何c/c++代碼的编矾，但本人在實際運用過程中，發(fā)現(xiàn)部分高級的是不支持的馁害，索性直接用native的c代碼好了窄俏，歡迎批評。

狀態(tài)機

作為狀態(tài)機碘菜，基本的要素包括：狀態(tài)凹蜈、事件、行為忍啸，簡單的描述就是在某種狀態(tài)仰坦，遇到某件事情，觸發(fā)某個動作计雌，并轉(zhuǎn)移到另一狀態(tài)缎岗。
下面的代碼簡單描述了snl狀態(tài)機。

ss state_set_name
{
    state state1
    {
        entry
        {
            //action
        }
        
        when (event)
        {
            //action
        } state state2
        
        when (event)
        {
            //action
        } state state3
        
        exit
        {
            //action
        }
    }

    state state2
    {
        ...
    }
}

• state 括號內(nèi)包含完成狀態(tài)描述白粉，在該狀態(tài)下需要監(jiān)聽的事件传泊，以及需要完成的動作鼠渺；
• entry 進入狀態(tài)時的行為，一般作為條件的初始化眷细；
• exit 退出狀態(tài)之前的行為拦盹，對應(yīng)的完成資源的釋放等；
• when 條件判定溪椎，所有的when會順序執(zhí)行普舆，直到某個條件滿足跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)state；
• event 需要判定的條件校读，可以使某個變量沼侣，某個pv值，某個evtflag歉秫；
• action 具體的行為蛾洛，可調(diào)用sequencer提供的各種接口；

事件綁定

通常聲明變量雁芙、pv關(guān)聯(lián)轧膘、事件關(guān)聯(lián)等操作如下：

int reqpowersupply; //聲明變量
assign reqpowersupply to "G-ACS-PS:REQ-MRW"; //綁定pv
monitor reqpowersupply; //監(jiān)視pv值，及時改變變量值
evflag powersupplyevt; //聲明事件
sync reqpowersupply powersupplyevt; //綁定事件

這樣一個關(guān)聯(lián)pv的事件就定義好了兔甘，pv變量值得改變會直接改變事件變量谎碍，從而用efTest判定事件達成與否。相應(yīng)地洞焙，efSet可以直接改變事件變量的值蟆淀，efClear清除變量的值。

以上采用sync的方式綁定事件和變量澡匪，如果對于變化較快的pv值扳碍，可能無法及時處理事件的變化。因此使用syncQ將每次改變暫存在隊列仙蛉，需要的時候pvGetQ從隊列頭依次取出笋敞。

連接管理

通常在執(zhí)行證實邏輯前，需要判定pv連接情況荠瘪，包括分配數(shù)量夯巷、連接數(shù)量等。例如：

when (pvConnectCount() == pvAssignCount())
{
  ...
}
when (pvConnectCount() == pvChannelCount())
{
  ...
}

基本流程

編譯過程

預(yù)編譯

snc編譯器讀取.st或.stt文件哀墓，進行詞法趁餐、語法解析，編譯生成.c代碼篮绰。本文不對編譯過程和原理進行剖析后雷，僅對生成結(jié)果進行解析。

• program，整個sequencer的主體結(jié)構(gòu)臀突，一切要素的入口勉抓。

/* Program table (global) */
seqProgram psctrl = {
    /* magic number */      2002005,
    /* program name */      "psctrl",
    /* channels */          seqg_chans,
    /* num. channels */     5829,
    /* state sets */        seqg_statesets,
    /* num. state sets */   2,
    /* user var size */     0,
    /* param */             "",
    /* num. event flags */  0,
    /* encoded options */   (0 | OPT_CONN | OPT_NEWEF),
    /* init func */         seqg_init,
    /* entry func */        0,
    /* exit func */         0,
    /* num. queues */       0
};

• 變量聲明

/* Variable declarations */
# 全局變量
# line 29 "../psctrl.st"
static  char tempstr[100];

# ss局部變量
struct seqg_vars_pscheck {
# line 1418 "../psctrl.st"
    int i;
} seqg_vars_pscheck;

# state局部變量
struct seqg_vars_psctrl {
# line 266 "../psctrl.st"
    struct {
# line 603 "../psctrl.st"
        int initall_dcon;
# line 604 "../psctrl.st"
        int initall_start;
# line 605 "../psctrl.st"
        int initall_done;
    } seqg_vars_st_InitAll;
} seqg_vars_psctrl;

• channel表(綁定到pv的變量)

/* Channel table */
static seqChan seqg_chans[] = {
    /* chName, offset, varName, varType, count, eventNum, efId, monitored, queueSize, queueIndex */
    {"", (size_t)&temppointlist[0], "temppointlist[0]", P_INT, 1, 1, 0, 0, 0, 0},
    {"G-ACS-SNS:RNUM-MRW", (size_t)&room_number, "room_number", P_INT, 1, 5002, 0, 1, 0, 0},
};

• ss表，包含名字候学、狀態(tài)數(shù)量藕筋，以及指向狀態(tài)表的指針。

/* State set table */
static seqSS seqg_statesets[] = {
    {
    /* state set name */    "psctrl",
    /* states */            seqg_states_psctrl,
    /* number of states */  16
    },

    {
    /* state set name */    "pscheck",
    /* states */            seqg_states_pscheck,
    /* number of states */  2
    },
};

• 狀態(tài)表梳码，包含狀態(tài)名隐圾、以及經(jīng)典的狀態(tài)機三要素。

/* State table for state set "pscheck" */
static seqState seqg_states_pscheck[] = {
    {
    /* state name */        "st_Init",
    /* action function */   seqg_action_pscheck_1_st_Init,
    /* event function */    seqg_event_pscheck_1_st_Init,
    /* entry function */    seqg_entry_pscheck_1_st_Init,
    /* exit function */     0,
    /* event mask array */  seqg_mask_pscheck_1_st_Init,
    /* state options */     (0)
    },
    {
    /* state name */        "st_Monitor",
    /* action function */   seqg_action_pscheck_1_st_Monitor,
    /* event function */    seqg_event_pscheck_1_st_Monitor,
    /* entry function */    seqg_entry_pscheck_1_st_Monitor,
    /* exit function */     0,
    /* event mask array */  seqg_mask_pscheck_1_st_Monitor,
    /* state options */     (0)
    },
};

• 狀態(tài)處理函數(shù)
  seqg_entry_進入到某個狀態(tài)時執(zhí)行掰茶，對應(yīng)語法為entry暇藏。其中SS_ID參數(shù)為當(dāng)前所在ss的id，程序內(nèi)部自動獲取濒蒋，用戶不應(yīng)關(guān)心盐碱。對應(yīng)的有exit的處理函數(shù)，本文未使用啊胶。

/* Entry function for state "st_Init" in state set "pscheck" */
static void seqg_entry_pscheck_1_st_Init(SS_ID seqg_env)
{
# line 1421 "../psctrl.st"
    printf("start ps check sequence\n");
}

seqg_event_執(zhí)行條件檢查時需要甸各，對應(yīng)語法為when垛贤。其中seqg_ptrn表示將要執(zhí)行action的第幾個case焰坪，seqg_pnst表示將要跳轉(zhuǎn)到第幾個狀態(tài)。均為按照出現(xiàn)先后聘惦，從0計數(shù)某饰。每個if為每個when的條件判定，從語法上也可以推斷出各個條件之間有先后順序善绎。

/* Event function for state "st_Init" in state set "pscheck" */
static seqBool seqg_event_pscheck_1_st_Init(SS_ID seqg_env, int *seqg_ptrn, int *seqg_pnst)
{
# line 1424 "../psctrl.st"
    if (seq_pvConnectCount(seqg_env) == seq_pvAssignCount(seqg_env))
    {
        *seqg_pnst = 1;
        *seqg_ptrn = 0;
        return TRUE;
    }
# line 1427 "../psctrl.st"
    if (seq_delay(seqg_env, 1.0))
    {
        *seqg_pnst = 0;
        *seqg_ptrn = 1;
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}

seqg_action為各個條件下所需要執(zhí)行的行為黔漂，各個case對應(yīng)上文event不同的if分支。

/* Action function for state "st_Init" in state set "pscheck" */
static void seqg_action_pscheck_1_st_Init(SS_ID seqg_env, int seqg_trn, int *seqg_pnst)
{
    switch(seqg_trn)
    {
    case 0:
        {
        }
        return;
    case 1:
        {
        }
        return;
    }
}

編譯

標準的gcc編譯流程禀酱，不在贅述炬守。

初始化流程

• iocsh解析
  sequencer通過ioc命令行啟動，執(zhí)行seq programName即可剂跟，可直接在ioc啟動時執(zhí)行减途。

  程序啟動時，調(diào)用注冊到iocsh的seqCallFunc曹洽，解析第一個參數(shù)為program/threadID鳍置，并且正式調(diào)用seq函數(shù)，傳入包含該名字的seqProgram結(jié)構(gòu)送淆。

• 注冊Program
  首先會向sequencerProgram結(jié)構(gòu)體注冊當(dāng)前ProgramseqProgram，并創(chuàng)建Program的實例program_instance。program_instance可以看做seqProgram的具象肄满，不僅包含前者的靜態(tài)數(shù)據(jù)，還包含運行時分配的動態(tài)數(shù)據(jù)撞羽。例如動態(tài)assign數(shù)量、連接數(shù)量梧兼、monitor數(shù)量放吩、讀寫請求隊列等。

• 初始化
  首先是給evFlags分配空間羽杰，bitMask類型的數(shù)組渡紫，用于事件達成的判定。然后給綁定的變量通道syncedChans分配空間考赛，對于通過syncQ方式綁定的事件惕澎，還會創(chuàng)建相應(yīng)數(shù)量的隊列。

  緊接著颜骤，給狀態(tài)集數(shù)組分配空間唧喉，有多少個ss就分配幾倍的state_set空間。分配好之后忍抽，就需要對每個狀態(tài)集進行初始化八孝。主要是對每個channel讀/寫請求的結(jié)構(gòu)創(chuàng)建，以及對應(yīng)的數(shù)據(jù)空間pv_meta_data(包括時間戳鸠项、狀態(tài)干跛、嚴重程度以及錯誤消息)的創(chuàng)建。當(dāng)然祟绊，channel本身的空間CHAN也是需要分配和初始化的楼入。

  在初始化過程中，有三個事件id非常重要牧抽。一個是用于時間同步的信號量嘉熊，一個是所有通道連接已建立的標志，一個是ss退出的標記扬舒。

• 主線程
  初始化工作完成以后阐肤，會激發(fā)一個線程啟動主工作線程，其入口函數(shù)是sequencer讲坎。

  首先孕惜，將program添加到program列表(一般而言，一個足以)衣赶。然后創(chuàng)建ca上下文诊赊，這點類似于epics框架下的client。

  接著府瞄，會觸發(fā)當(dāng)前這個program的initFunc碧磅，該函數(shù)在snc編譯時自動生成碘箍。如下：

/* Program init func */
static void seqg_init(PROG_ID seqg_env)
{
}

接著，會對ss狀態(tài)集中每個變量進行初始化鲸郊。其中snc生成的變量按各個state區(qū)分開的丰榴，如下：

struct seqg_vars_psctrl {
# line 266 "../psctrl.st"
    int i;
# line 266 "../psctrl.st"
    int j;
# line 266 "../psctrl.st"
    int x;
    struct {
# line 603 "../psctrl.st"
        int initall_dcon;
# line 604 "../psctrl.st"
        int initall_start;
# line 605 "../psctrl.st"
        int initall_done;
    } seqg_vars_st_InitAll;
}seqg_vars_psctrl;

其中i，j秆撮，x聲明在ss四濒，initall_dcon，initall_start职辨，initall_done聲明在狀態(tài)st_InitAll里面盗蟆，作用域會有所不同。

接著舒裤，對所有的pv進行connect喳资，這步操作過程可參考《CA工作機制》。而線程會循環(huán)等待腾供，直到所有結(jié)果返回仆邓。如果狀態(tài)錯誤，那么會進入退出sequencer流程伴鳖，斷掉連接节值，釋放資源等。

接著榜聂，如果program有entryFunc就會執(zhí)行搞疗，不過一般entryFunc和exitFunc均為空。當(dāng)然也可以利用這一時機峻汉，處理很多邏輯上的資源分配贴汪、釋放問題脐往。

最后休吠，為每個ss激發(fā)線程，使其在獨立線程中運行业簿，而主線程會直接接管第一個ss瘤礁，并跳轉(zhuǎn)到入口ss_entry。這是整個狀態(tài)機的主循環(huán)梅尤，處理ss所有的事件信息柜思。

主循環(huán)

主循環(huán)是游戲里面的概念，邏輯上是個死循環(huán)巷燥，在循環(huán)體內(nèi)每次都要更新信息赡盘、處理事件等。在sequencer中缰揪，也是在while大循環(huán)中更新pv數(shù)據(jù)陨享、處理事件請求，并執(zhí)行相應(yīng)的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)。

• 將ss的狀態(tài)切換成當(dāng)前state抛姑，主要是狀態(tài)掛載的eventMask信息赞厕，這是個多比特位數(shù)據(jù)，用于事件觸發(fā)判定定硝；
• 判定是否有狀態(tài)切換皿桑，并進入狀態(tài)的entry，執(zhí)行入口函數(shù)蔬啡；
• 對所有未處理完成的pv事件進行一次flush诲侮，即強制發(fā)送所有緩存的pv請求。這樣保證在實際進入狀態(tài)前箱蟆，所有pv已處理完畢浆西；
• 觸發(fā)同步事件信號，喚醒所有需要同步的變量操作顽腾；
• 進入小循環(huán)近零，等待evt事件或者超時。一般包括pv的get/put/monitor抄肖、連接改變久信，以及evtFlag的set和clear等，當(dāng)然ss的退出等也會觸發(fā)信號量的而改變漓摩。
  ① 根據(jù)臟標記裙士，將所有變化的pv，從ca通道拷貝到sequencer變量管毙；
  ② 重新設(shè)置超時時間腿椎；
  ③ 檢查當(dāng)前狀態(tài)的when條件是否滿足，打上觸發(fā)標記夭咬，等待執(zhí)行啃炸；
  ④ 重置綁定pv事件的標記，等待新的事件卓舵；
  ⑤ 如果有觸發(fā)標記南用，那么跳出小循環(huán)，執(zhí)行后續(xù)操作掏湾；否則繼續(xù)小循環(huán)裹虫；
• 執(zhí)行觸發(fā)標記對應(yīng)的action，執(zhí)行后跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的state融击；發(fā)生狀態(tài)切換前筑公，會執(zhí)行exit方法，完成可能需要的清理尊浪；
• 如果有dead標記發(fā)生匣屡，則會退出主循環(huán)涩拙；

總結(jié)下來一句話，基于snl的sequencer耸采，依賴MainLoop處理各種事件和變量的更新兴泥，狀態(tài)機通過狀態(tài)表和指針的切換完成。整體結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)細節(jié)虾宇，還是十分值得深入學(xué)習(xí)的搓彻。