RTOS操作系統(tǒng)中HOOK函數(shù)的概念與用途及實(shí)戰(zhàn)

在很多操作系統(tǒng)中，都存在這樣一類API函數(shù)接口：HOOK函數(shù)（也叫鉤子函數(shù)）。

比如：Windows桌面操作系統(tǒng)、μC/OS、 FreeRTOS等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，都可以看見(jiàn)HOOK函數(shù)的存在。

下面結(jié)合μC/OS來(lái)講講什么是HOOK函數(shù)，它的用途是什么。

1什么是HOOK函數(shù)？

HOOK函數(shù)，也叫鉤子函數(shù)，是一種被操作系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)用的函數(shù)。

如果使能了HOOK，操作系統(tǒng)就會(huì)在特定的事件到來(lái)之際，調(diào)用對(duì)應(yīng)Hook函數(shù)（你寫(xiě)的hook函數(shù)）。

比如：在RTOS中刪除了一個(gè)Task，就會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)的App_TaskIdleHook函數(shù)。（這個(gè)“App_TaskIdleHook”函數(shù)需要你自己寫(xiě)）

網(wǎng)上搜索HOOK的內(nèi)容，大多已windows為例，描述鉤子函數(shù)的作用、例子，比如百度百科：

鉤子函數(shù)是Windows消息處理機(jī)制的一部分，通過(guò)設(shè)置“鉤子”，應(yīng)用程序可以在系統(tǒng)級(jí)對(duì)所有消息、事件進(jìn)行過(guò)濾，訪問(wèn)在正常情況下無(wú)法訪問(wèn)的消息。鉤子的本質(zhì)是一段用以處理系統(tǒng)消息的程序，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用，把它掛入系統(tǒng)。

為什么叫“鉤子”？

網(wǎng)上有很多說(shuō)法，比如：被操作系統(tǒng)“鉤”住了。感興趣的讀者可以上網(wǎng)了解。

2HOOK函數(shù)的用途和用法

我們熟悉的μC/OS、 FreeRTOS等RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中都有Hook函數(shù)，在config配置文件中使能對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)即可使用。

下面結(jié)合μC/OS來(lái)講講HOOK函數(shù)的用途和用法：

1.配置HOOK

在很多RTOS中都有一個(gè)（或多個(gè)）配置文件，來(lái)配置（裁剪）系統(tǒng)。

比如在μC/OS中，就有os_cfg.h系統(tǒng)配置文件。其實(shí)就是一些使能開(kāi)關(guān)，需要的功能開(kāi)啟，不需要的關(guān)系，以達(dá)到裁剪系統(tǒng)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 */

同樣，HOOK函數(shù)也是通過(guò)cfg配置文件進(jìn)行使能，比如：

#define OS_APP_HOOKS_EN 1#define OS_CPU_HOOKS_EN 1

0：關(guān)閉；

1：開(kāi)啟；

同理，在FreeRTOS中一樣也有類似配置：

我們開(kāi)啟需要使用HOOK即可。

2.使用TaskIdleHook

TaskIdleHook，即任務(wù)空閑鉤子函數(shù)，在任務(wù)空閑的時(shí)候，會(huì)調(diào)用該鉤子函數(shù)。

這個(gè)鉤子函數(shù)，在很多操作系統(tǒng)中都有，在任務(wù)空閑（其他所有任務(wù)都掛起）的時(shí)候，會(huì)調(diào)用該Hook函數(shù)。

比如：我們所說(shuō)的CPU利用率，就是在空閑任務(wù)中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，拿μC/OS來(lái)說(shuō)：

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 */ }}

系統(tǒng)空閑鉤子函數(shù)OSTaskIdleHook：

#if OS_CPU_HOOKS_EN 》 0uvoid OSTaskIdleHook （void）{#if OS_APP_HOOKS_EN 》 0u App_TaskIdleHook（）;#endif}#endif

應(yīng)用空閑鉤子函數(shù)App_TaskIdleHook：

如果使能了怎會(huì)執(zhí)行該函數(shù)，需要我們自己實(shí)現(xiàn)，比如：空閑統(tǒng)計(jì)數(shù)值超過(guò)50次，我們打印一段信息：

void App_TaskIdleHook （void）{ UserIdleCtr++; //???D??êy

if（50 《 UserIdleCtr） { UserIdleCtr = 0;

printf（“SYS_IDLE”）; }}

看到這里，大家明白了HOOK函數(shù)原理了嗎？從系統(tǒng)內(nèi)部一步一步分析，其實(shí)很簡(jiǎn)單。

因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)大多數(shù)時(shí)候都處于空閑狀態(tài)，IDLE空閑函數(shù)會(huì)比較頻繁執(zhí)行，可能很多人怎么理解。

HOOK函數(shù)就上面說(shuō)的，會(huì)在特定的事件到來(lái)之際，被調(diào)用執(zhí)行，IDLE空閑任務(wù)比較頻繁，像刪除Task任務(wù)這種事件就很少，該類HOOK函數(shù)就很少產(chǎn)生。

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編輯：lyn