UORB模块研读
uORB函数解析：
uORB模块（Micro Object Request Broker，微对象请求代理器）
uORB是Pixhawk系统中关键的一个模块，肩负了数据传输任务。所有传感器，数据传输任务，GPS，PPM信号从芯片获取后通过uORB进行传输，到各个模块计算处理。（可以理解为数据中心仓库）
uORB是跨进程的IPC通信模块。实际多个进程打开同一设备文件，通过此文件节点进行数据交互和共享。
进程间通过命名（总线）交换消息成为topic
一个topic包含一种消息类型/数据类型。
每个进程可以订阅/发布topic,一个进程可以订阅多个主题，但一条总线始终只能有一条消息。
公告topic
extern int orb_advertise(const struct orb_metadata *meta,const void *data)
meta:uORB元对象，可以看topic的ID，通过ORB_ID赋值。
data：指向一个被初始化，发布者要发布的数据存储变量指针。
发布更新
extern int orb_publish(const struct orb_metadata *meta, int handle, const void *data)
handle：orb_advertise函数返回的句柄
data:指向发布数据的制作
订阅topic
要求的满足条件：
extern int orb_subscribe(const struct orb_metadata *meta)
取消订阅
extern int orb_unsubscribe(int handle)
拷贝数据
订阅者不能引用从ORB中存储数据或其他订阅共享的数据，只能拷贝到临界缓冲区
extern int orb_copy(const struct orb_metadata *meta, int handle, void *buffer)
检查更新
extern int orb_check(int handle, bool *updataed)
发布时间戳
extern int orb_stat(int handle,uint64_t *time)
Note:
uORB原理解析：
实现方式：
uORB
这个文件中所有的方法的实现方式都是调用ORB::Manger的方法，只是一个扩展接口的包装文件
因为这个没有在任何命名空间或者类中，这里将具体的ORB::Manger操作封装，使得其他类可以调用
orb_advertise(*meta, *data) orb_advert_t
参数列表含义：主题名称，初始数据
作为发布者做广播，如果正常，返回一个可以用来发布这个主题的句柄
orb_advertise(*meta, *data, *instance, priority) orb_advert_t
参数列表含义：主题名称，初始数据，实例ID的指针，实例优先级
一个主题下可以有多个实例，每个实例根据handle区分，最多5个
orb_pubshlist_auto(*meta, *handle, *data, *instance, priority) int
参数列表含义：同上
根据handle是否有效发布数据
orb_publish(*meta, handle, *data) int
参数列表含义：主题名称，主题的实例句柄，发布的数据
数据发布是原子操作，任何等待更新的订阅者都会被通知。其他没有等待的可以使用orb_check/orb_stat函数检查更新
orb_subscribe(*meta) int
参数列表含义： 主题名称
返回文件描述符，可以使用poll函数等待主题更新，就像使用topic_read/orb_check/orb_stat一样
即使这个主题没有发布订阅也可能成功，这种情况下，poll，复制它的值什么的操作都会失败，直到这个主题被发布未知。
如果系统不知道这样一个主题，那么会订阅失败
orb_subscribe_muti(*meta, instance) int
参数列表含义： 主题名称， 实例ID
orb_unsubscribe(handle) int
参数列表含义：实例句柄
orb_copy(*meta, handle, *buffer) int
参数列表含义：主题名称，实例句柄，缓冲区
这是唯一个可以重置内部主题是否更新标志的函数。一旦使用poll或者orb_check返回可用更新，必须使用这个方法更新参数
orb_check(handle, *updated) int
参数列表含义：实例的句柄，是否被更新的标志
检查在上次orb_copy后这个主题是否被重新发布过
更新以每个句柄为基础进行跟踪;
这个调用将一直返回true直到使用相同的句柄调用orb_copy。
由于stat和copy之间的竞争窗口可能导致错过更新，所以此接口应优先于调用orb_stat。
orb_stat(handle, *time) int
返回上一次更新主题的时间
orb_exists(*meta, instance) int
检查主题是否存在
orb_group_count(*meta) int
返回主题的实例数量
orb_priority(handle, *priority) int
返回句柄的优先级
orb_set_interval(handle, interval) int
设置最小的更新间隙
uORBCommon
ORBSet
实现方式与ORBMap一毛一样，唯一的区别就是这个类维护的队列中的node节点是只有节点名字，没有节点设备。
ORBMap
类的实现流程：(太简单了吧，过分)
类中维护一个队列，使用对象top,end俩个指针标识队列，
当有新的数据结点，加入到end后面，查找、获取是从头到尾顺序查找队列，使用strcmp()比较node_name
uORBDevices_nuttx
namespace uORB
{
class DeviceNode; //具体的节点
class DeviceMaster; //节点管理
}
DeviceNode
继承device::CDev(一切字符设备的基类)
DeviceNode(*meta, *name, *path, priority)
open(struct file *filp) int virtual
设备节点打开：算是虚拟的设备文件虽然继承与CDev类
根据文件信息，读取权限：（filp记录了这次打开文件的信息，比如权限，PID等数据）
如果文件写入权限，认为是发布者，设备节点属性发布者设为当前PID，使用CDev::open打开（但实际这个类也没干什么，可以忽略这一句），
如果是读取权限，认为是订阅者，申请SubscriberData给filp->f_priv，记录这个订阅对象fd所私有的数据，并且告诉对象属性又一个订阅者订阅了你
close(*filp) int virtual
设备节点关闭：
如果是发布者调用的关闭，将属性发布者置为0
如果是订阅者调用，获取filp中的SubscriberData，从调用列表中删除，移除内部调用者
read(*filp, *buffer, buflen) ssize_t virtual
将类中数据_data读入到buffer中
write(*filp, *buffer, buflen) ssize_t virtual
将buffer的数据读入到类的_data属性中
ioctl(*filp, cmd, arg) int virtual
根据cmd的值调整arg的类型，输出对应数据属性
publish(*meta, handle, *data) ssize_t static
这是静态函数，所有实例公用一个
根据传入的句柄（即DeviceNode的指针），将data的数据写入类的对象属性_data中
//以下3个函数应该是设计远程调用IChannel接口的，这里不做讨论，因为没看懂，也没有示例使用
process_add_subscription(rateInHz) int16_t
process_remove_subscription() int16_t
process_received_message(length, *data) int16_t
将接受的数据写入_data属性中
add_internal_subscriber() void
remove_internal_subscriber() void
is_published() bool
//protected:
poll_state(*filp) pollevent_t virtual
判断主题是否推送给订阅者，需要推送返回POLLIN，否则0
poll_notify_one(struct pollfd *fds,pollevent_t events )
对于fds来说，如果有更新，调用Cdev::poll_notify_one()函数进行更新
appears_updated(SubscriberData *sd) bool
根据sd的信息，判断是否有更新（发布者调用这个函数）
update_deferred() void
监控拉的需求
private:
struct SubscriberData {
unsigned generation; /**< last generation the subscriber has seen */
unsigned update_interval; /**< if nonzero minimum interval between updates */
struct hrt_call update_call; /**< deferred wakeup call if update_period is nonzero */
void *poll_priv; /**< saved copy of fds->f_priv while poll is active */
bool update_reported; /**< true if we have reported the update via poll/check */
int priority; /**< priority of publisher */
};
const struct orb_metadata *_meta; /**< object metadata information */
uint8_t *_data; /**< allocated object buffer */
hrt_abstime _last_update; /**< time the object was last updated */
volatile unsigned _generation; /**< object generation count */
pid_t _publisher; /**< if nonzero, current publisher */
const int _priority; /**< priority of topic */
bool _published; /**< has ever data been published */
DeviceMaster
继承device::CDev,管理设备节点的类
DeviceMaster(Flavor f)
*GetDeviceNode(*node_name) uORB::DeviceNode
ioctl(*filp, cmd,arg ) int virtual
private:
Flavor _flavor; //是PUBSUB还是OBJ
static ORBMap _node_map; //所有的DeviceNode设备都在其中
uORBDevices_posix
nuttx是在px4在nuttx操作系统下运行的，这个应该是裸机运行的。
uORBManager
这个类管理着每一个UORB主题和节点，也实现了UORb的API
继承自IChannelRxHandler类，类中函数大多都在前面见过，我只大概描述一下实现，如果有必要的话
get_instance() Manager* static
获取生成的uORBManager实例，静态的，单个进程中只生成一个实例
orb_advertise(*meta,*data) orb_advert_t
orb_advertise_multi(*meta, *data, *instance, priority) orb_advert_t
根据主题和实例编号获取文件描述符，根据文件描述符获取当前发布者的指针并返回发布者的指针
orb_publish(*meta, handle, *data) int
发布数据，返回成功与否
实现：
调用DevicNode的publish方法，DeviceNode::publish是静态方法，调用handle->write()函数（write会使属性_generation++，标记数据版本的），将数据写入文件中
orb_subscribe(*meta) int
orb_subscribe_multi(*meta, instance) int
订阅的原理就是打开以只读打开文件，返回fd
（一个文件可以被打开多次，返回的fd都不一样，fd对应这file *filp这个指针（也就是你在DeivceNode类中参数filp一样，这个指针的结构体参数比较全），所以可以打开一次，有多个备份的filp）
orb_unsubscribe(handle) int
orb_copy(*meta, handle, buffer) int
从handle中读取相应长度的数据到buffer中
orb_check(handle, *updated) int
使用ioctl方法（ioctrl方法有DeviceNode类实现）
这个检查的办法是对比filp中维护的SubscriberData数据和对象中属性generation是否一致，虽然filp有多个，但是文件（或者说DeviceNode对象只有一个），所以可以进行判断。（更新版本是在写入时候generation++）
orb_stat(handle, *time) int
使用ioctl方法
orb_exists(*meta, instance) int
主题的对应实例是否有
根据参数生成路径，然后试图打开对应文件
orb_priority(handle, *priority) int
使用ioctl方法
orb_set_interval(handle, interval) int
使用ioctl方法
set_uorb_communicator(*comm_channel) void
get_uorb_communicator() IChannel*
is_remote_subscriber_present(*messageName) bool
private:
node_advertise(*meta, *instance, priority) int
通过调用控制设备MasterNode的ioctl函数（被重载过），让控制文件去创建对应的DeviceNode对象（有了对象，对应路径下就有了文件）
node_open(Flavor, *meta, *data, advertiser, *instance, priority) int
根据订阅发布的属性打开对应的设备文件，返回文件描述符
这个函数让你屏蔽是否存在这样的设备文件，根据你的需求去解决。
如果你是订阅者，存在，直接返回。不存在，那就创建一个，方法同下。
如果你是发布者，存在，关闭fd。重新打开一次，（这时node_advertise调用将自动进入下一个空闲条目）不存在，调用node_advertise发布创建一个DeviceNode对象（有了对象自然会有文件）
实现：
判断输入的逻辑合法性
根据订阅者还是发布者，选择对应读取权限打开文件
如果是发布者&&打开成功，说明这个文件存在
关闭文件重新调用node_advertise发布再打开文件
返回文件描述符fd
process_add_subscription(*messageName, msgRate) int16_t
处理订阅的回调函数，Manger类实现的
实现逻辑：
将主体加入订阅主题的集合中
根据对应信息获取路径，再从设备管理器DeviceMaster获取对应的设备节点
具体设备节点处理订阅频率
process_remove_subscription(*messageName) int16_t
处理移除订阅的回调函数，Manger类实现
实现逻辑：
将主题移除主题集合
获取对应的设备节点
具体设备节点处理移除事件
process_received_message(*message, length, *data) int16_t
处理接受信息的回调函数，Manger类实现
实现逻辑：
获取对应的设备节点
具体的设备节点处理接受的信息
static Manager *_Instance; //全局唯一的管理器
// the communicator channel instance.
uORBCommunicator::IChannel *_comm_channel;
ORBSet _remote_subscriber_topics;
uORBUtils
工具类Utils中只有2个同名的静态函数
int node_mkpath(char* buf, Flavor f, const struct orb_metadata *meta, int *instance)
int node_mkpath(char* buf, Flavor f, const char* orbMsgName)
参数含义：
buf：输出路径的字符串
f: 标志，是发布订阅还是作为参数（PUBSUB/PARAM）
meta: 通过meta->o_name = orbMsgName
instance: 如果是多个实例，对应相应的，否则默认为0
生成路径为/(obj?param)/orbMsgName/instance ,应该是节点设备的文件路径
uORBCommunicator
namespace uORBCommunicator
{
//俩个类都为纯虚类，可以认为java中的接口类
class IChannel; // 可以理解为这个是客户端
class IChannelRxHandler; //这个是服务器端
}
IChannel
启用远程订阅的接口，接口的实现类需要管理通信信道，快速RPC/TCP/IP
add_subscription(*messageName, msgRateInHz) int16_t
参数列表含义：主题名称（全局唯一），最大消息更新速率
通知有兴趣的远程实体订阅消息的接口
remove_subscription(*messageName) int16_t
通知远程实体移除订阅的接口
register_handler(IChannelRxHandler *handler) int16_t
注册消息句柄
send_message(*messageName, length, *data) int16_t
通过通讯链接发送数据
IChannelRxHandler
通过通信链路回调的类
process_add_subscription(*messageName, msgRateInHz) int16_t
处理从远程接受添加的接口函数
process_remove_subscription(*messageName) int16_t
处理远程移除订阅的接口
process_received_message(*messageName, length, *data) int16_t
处理远程发送数据的类