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【转】VxWorks开发笔记分享

1VxWorks开发方式:交叉开发,即将开发分为主机(host)和目标机(target)两部分。类似于dosC语言程序的开发。

合并开发的优点:简单

缺点:资源消耗量大,CPU支持,非标准体系的支持

host (Tornado) target(vxWork) 小程序模块

vxWorks实际采用开发模式

Tornado提供:编辑,编译,调试,性能分析工具,是vxWorks的开发工具

vxWorks:面向对象可以剪裁的实际运行操作系统

2.vxWorks启动方式

<1>Rom方式 (vxWork_rom)

vxWorks直接烧入rom

<2>Rom引导方式(bootrom+vxWorks

其中bootrom烧入romvxWorks可以通过从串口,网口,硬盘,flash等下载!这里的bootrom不是开发环境中的bootable,在开发环境里bootable指的是vxWorksdownloadableapplication

3.调试

<1>attach

用来在多任务调试时将调试对象绑定到某个任务

<2>任务级调试(attach taskName

单个任务的调试不会影响到其他任务的运行,主要用来调用户的应用程序。

全局断点:在调另一任务或本任务时,系统运行本任务断点,则停下。各任务要配合使用。

任务断点:调本任务时,系统运行到本任务断点,则停下。如果没有attach到本任务,不起作用。

一次性断点:跑到一次之后自动删除。

<3>系统级调试(attach system)

把所有task和系统core、中断看成一个整体,可用于调试系统和中断。对中断调试,如果不是系统级调试,无论是那种断点都不起作用

wdbAgent不在调试范围内,当任务级调试时工作在中断方式,系统级调试工作在轮询方式。

!可是使用命令行方式的调试,参看crossWind教程。

4.调度

优先级调度(无条件)

时间片:同优先级,如果时间片没有打开,任务采取先到先运行,运行完毕在交出cpu,如果打开,则轮流使用cpu

!死循环使比它优先级低的任务都不能运行。

5.任务间通讯

信号量,全局变量,管道,signalmessage queuesocket

信号量:分互斥、同步(二进制)、计数三种。其中互斥用于资源管理,禁止多任务同时共享内存。它的优势是:速度快;同一任务如果已经take到,再次take还会成功。

!全局变量一定要有信号量保护。

Message queue:封装了全局变量和信号量,优势是:快;有很多操作项(sendrecv少:消息可以排队,用priority_urgent选项加到队列头。sendrecv多:取的时候支持fifo和优先级,即有消息到达时给高优先级任务还是先被recv阻塞的任务)

signal:紧急通信机制,仅次于中断,依赖于系统调度,不依赖时间片(中断依赖于硬件时间),因此signal又称为软中断。

exeption:内部中断,属于硬中断(例如除法出错)。它与signal的关系如下图:

taskA taskB 软中断处理 signal taskC taskB User's tasks exception signal 软中断处理 Exception中断处理历程

<1> TCB(task control block),得到正在执行的任务信息

<2> 如果注册了这个signal,则挂起任务

<3> 打印exception号,pc指针,reg

<4> 如果注册了这个signal,给任务发signal

6.内存分配

config.h中由宏定义指定。

user_reserved mem (保存热启动时 的一些参数) System Memory pool Wdb poll vxWorks Memory的最终布局

LOCAL_MEM_LOCAL_ADRSRAM_LOW_ADRS FREE_RAM_ADRS WDB_POOL_SIZE sysMemTop() sysPhyMemTop() Bootrom {romInit() romStart()}Bootrom {usrInit() usrRoot()} VxWorks ROM

RAM ROM_SIZEROM_BASE_SIZEROM_TEXT_ADRSRAM_HIGH_ADRSRAM_LOW_ADRS启动时的ROMRAM布局

!bootrom中的内存驱动在config/scr/drv/mem下,直接include *.c就可以使用其中的函数。对于flash必须在config.h中加上类型的定义,换flash芯片在flash***.h中修改控制字等宏定义。

7.中断

中断分三层含义:

中断引脚号(或从中断控制器得到)(interrupt level ***_LEVEL

中断号(interrupt number INT_VEC_GET(***_LEVEL)

中断向量(对x86是中断号*4)(interrupt vector INUM_TO_IVEC(INT_VEC_GET(***_LEVEL)

!中断处理程序和中断向量必须connectenable后才能被激活,对x86使用sysIntEnablePIC(),对MIPSARMPPC等使用intEnable()

!中断中不能含有会使中断阻塞的函数接口。(例如printf就不行,使用logMsg

8.Timer

vxWorks使用3timer,分别用于系统时钟,辅助时钟和时标。

Timer0:用于系统时钟(system clock),可用sysClkRateSet()改变速率,默认值时60/秒。

vxWorks下的watchdog基于timer0,因为是在interrupt尺度,使用必须谨慎,否则会降低系统效率。

Timer1:用于辅助时钟(auxiliary clock),在bsp.h中定义了最大速率,最小速率和实际速率初始值。可用sysAuxClkRateSet()改变速度。用sysAuxClkConnect()定义辅助时钟的定时任务。

Timer2:用于时标(timestamp)。从系统开始运行时就一直递增,可以用来获得系统运行时间,在windview工具中被使用。用户程序也可以通过sysTimestamp()得到运行时间。

9.*.o*.outvxWorks

一个板子跑起来之后可以有多个*.o*.out(类似于window下的应用程序)和有且仅有一个的vxWorks(类似于window操作系统),但这些*.o*.out的编译必须和vxWorks基于同一种cpu

bootrom在启动时被部分复制到ram里在运行,这一部分将下载vxWorksram,然后跳转到vxWorks入口处运行,然后vxWorks将这一部分的bootrom重新划分到系统池。

10.符号表(symbol table

符号表就是一个数组,定义了函数和全局变量跟他们的地址的对应关系,默认情况下符号表放在主机上,如果定义了standalone symbol table,则目标机上也有一份符号表,一般与target shell绑定使用。

11.一些配置

pci的配置默认使用自动配置,如果要手工配置,必须定义pci configuration

键盘和显示器的驱动归入串口部分,默认输入输出是显示器和键盘,可以重定向到串口。

12.使用watchdog产生周期性调用例程

主程序:watchdog(func,param,tick)

watchdog调用的程序:func(param)

{

watchdog(func,param,tick);

……

}

13.任务切换速度:us量级,Cache关闭时上升到10us量级。

例如对于x86233Mhzcache打开,中断响应典型值3.5us。其中c function挂接0.7us,中断推出+task重调度2.5us

14.tornado文件结构

用户主要需要目录:

tornado/hosttcl控制语句、主机上运行的exe

tornado/docs:帮助文件,其中的books.html提供总览

tornado/target:头文件,库文件,bsp

修改bsp主要修改target目录下的文件,bsp的修改影响到bootromvxworks两部分,下面介绍的是使用工程方法建立的bootromvxWorks.

15.bootrom的启动顺序和源码位置

函数: romInit ?? romStart ?? usrRoot ?? CMDLoop

文件:

其中bootInit.cbootConfig.c会用到sysLib.c中的一些函数,这些函数使一些通用接口,它们调用scr/config(简称S/C)下的usr***.cscr/drv/(简称DD)下的一些程序。

DD下面的就是device driver,它们的链接方式有两种:

<1>bootConfig.csysLib.c等直接#include

<2>目录下自带makefile,用cmd命令在目录下键入make,函数进入系统库

usr***.c:配合宏使用的链结方式,直接#include

!如果修改含有makefile文件的目录下的*.c文件,必须重新make,否则系统库没有更新。

!特殊修改推荐将文件拷到bsp目录下,加入工程或者#include

!如果设备供应商只提供*a*.o而不提供源码,那么在makefile中加入LIB_EXTRA=**.a

MACH_EXTRA=**.o*.o是无条件链接,而*.a库是有条件链接,只有在用到了库中的函数接口时,才会被链接。

16.vxWorks启动顺序和源码位置

函数: sysInit ?? usrInit ?? usrRoot ?? usrAppInit

文件:

prjConfig.c引用usr***.c,目录是target/config/comps/src(简称C/S,!不是bootrom调用的同名函数)

图形界面下的初始配置来自bspconfig.hmakefile,在工程建立的时候系统会自动完成此工作,编译使系统会根据图形界面下的配置自动生成prjparam.hprjComps.h来保存选中的组件和配置参数。此后配置的改动将通过prjConfig.c和这两个.h文件反映,再修改config.h不会对vxWorks的生成起作用。

对上面三个文件的手工修改也会被系统自动覆盖。系统同时还在usrProj下自动生成makefile,同样不能通过对文件的直接修改达到更新目的。

17.vxWorks的数据分类

Text 常数

Data 函数体外部被初始化了的变量(包括只能在本文件内使用的LOCAL型变量)

Bss 函数体外部没有被初始化的变量,拷贝vxWorks使不需要被拷贝,系统划出一定空间后统一置为零。

Stack 函数体内变量,包括root_stack(启动时需要的堆栈)isr_stack(中断堆栈)和任务堆栈,前面两个可以在工程下定义,后面一个在发起任务时由程序指定,来源于系统池。

Pool 系统池,由malloc取用

TCB Task Control Block,任务参量

18.编译

Tornado采用gnu make作为编译工具,编译时必须注意以下三个地方保持一致:cpu起始地址,源码编译时的起始地址,相关搬运算法使用的地址。也就是说要注意makefileconfig.h中下面宏定义的一致性:RAM_HIGH_ADRSRAM_LOW_ADRSROM_TEXT_ADRSROM_SIZE

19.编译技巧

build property c/c++ complier中加上-S,就可以生成.s而不是.o文件,在.s文件中可以清楚地看到data段,text段等。

?? 加上-Dmacro=XXX,编译系统就会定义这个宏。

?? 使用ar crusv 可以将.o加入.a,例如:arppc crusv lib文件位置 *.o

?? 使用ar t [>text.txt] 可以列出库文件里面包含的.o模块,并重定义输出到text.txt

?? nm用来生成符号表,例如:nmppc -numericsort vxWorks用来按地址排列vxWorks的符号表

21.修改MMU

如果使用MMU,必须修改sysLib.c中的全局MMU映射表:PHYS_MEM_DESC sysPhysMemDesc,内容为: {{地址1,地址2= = 地址1),长度,屏蔽,读写权限及cache允许或禁止}, ……}

!当RAM同时被两段或两段以上的总线操作(例如有cpu2,dsp,pci设备等),则不能设为cacheAble,否则会因为cache使ram不能及时更新而出错。否则,在cpu发数据到pci设备时,先写再flushpci设备发数据到cpu时,先invalidateCache()的相应部分,然后再写。

pci设备必须加入MMU映射表。

22.从串口下载vxWorks需要的修改

config.h中加入:

#undef INCLUDE_TSFS_BOOT /*tsfs启动*/

#define INCLUDE_TSFS_BOOT

#undef TTY_CONSOLE

#define TTY_CONSLE 0 /*重定向输入输出到串口0*/

#undef WDB_TTY_CHANNEL

#define WDB_TTY_CHANNEL 1 /*调试串口为串口1*/

#undef WDB_TTY_RATE

#define WDB_TTY_RATE 57600 /*串口波特率*/

bootline设置为:

"tsfs (0,0)chengjy:/tgtsvr/vxWorks h=202.38.78.76 e=202.38.78.189 u=test189 pw=test"

23.PCI网卡的初始化

<1>sysHwInit中对PCI初始化,sysHwInit2中打开中断

<2>confignet.h中的endDevTbl的初始化,定义***_LOAD_FUNC

<3>提供源码或.o方式的驱动

24.定时轮询的实现方法

<1> for(;;){do…;taskDelay(10)};

<2>watchdog

<3>auxClock

25.驱动的三层模式

以串口为例:底层是与硬件直接相关的驱动(ppc860sio.h),中间层提供从硬件相关到硬件无关的函数封装(sysSerial.c),最后在sysLib.c中提供上层要调用的初始化函数(就是在sysHwInit()中调用sysSerial.c中封装好的sysSerialHwInit())。

在实际的启动流程中通过ttyDevCreate()打开文件"/tyCo",之后就可以通过文件系统的open,read,write来对串口操作了。

26.tornado的使用 è 参见《tornado2_0的安装使用流程.doc》及《windview使用》

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