vxWorks学习笔记
2014-04-27 15:25
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vxWorks学习笔记
| 1．VxWorks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dos下C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rom，vxWorks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vxWorks，downloadable指application 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，signal，message queue，socket 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（send多recv少：消息可以排队，用priority_urgent选项加到队列头。send少recv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． 查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值 4．如果注册了这个signal，给任务发signal 6.内存分配 在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ROM和RAM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connect再enable后才能被激活，对x86使用sysIntEnablePIC()，对MIPS，ARM，PPC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3个timer，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次/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，*.out，vxWorks 一个板子跑起来之后可以有多个*.o和*.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和*.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vxWorks到ram，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) 被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x86，233Mhz，cache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/host：tcl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bootrom和vxworks两部分，下面介绍的是使用工程方法建立的bootrom和vxWorks. 15.bootrom的启动顺序和源码位置 函数： romInit ?romStart ?usrRoot ?CMDLoop 文件： <bsp/romInit.s> <all/bootInit.c> <al/bootConfig.c> <all/bootConfig.c> 其中bootInit.c和bootConfig.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***.c和scr/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>被bootConfig.c和sysLib.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或*.o而不提供源码，那么在makefile中加入LIB_EXTRA=**.a 或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： <bsp/sysALib.s> <usrProj/prjConfig.c> <usrProj/prjConfig.c> <usrProj/usrAppInit.c> 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bsp的config.h和makefile，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.h和prjComps.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makefile和config.h中下面宏定义的一致性：RAM_HIGH_ADRS，RAM_LOW_ADRS，ROM_TEXT_ADRS，ROM_SIZE 19.编译技巧 z 在build property芻/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。 z 加上-Dmacro=XXX，编译系统就会定义这个宏。 z 使用ar –crusv 可以将.o加入.a，例如：arppc –crusv lib文件位置 *.o z 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 z nm用来生成符号表，例如：nmppc -–numeric–sort 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flush；pci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 在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 参见《tornado2_0的安装使用流程.doc》及《windview使用》 |
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