VxWorks啟動過程描述及主要宏開關(guān)含義.doc

1 三種不同的VxWorks映象比較 VxWorks是一種靈活的、可裁剪的嵌入式實時操作系統(tǒng)。用戶可以根據(jù)需要創(chuàng)建自己的VxWorks映象，由它來引導(dǎo)目標(biāo)系統(tǒng)，而后下載并運行應(yīng)用程序。 根據(jù)應(yīng)用場合的不同，VxWorks映象可分為三類：可加載的VxWorks映象、基于ROM的VxWorks映象和駐留ROM的VxWorks映象。 1.1 可加載的VxWorks映象 這是一種運行于RAM的VxWorks映象。它不包含搬移程序，需要借助于一些外部的程序如bootRom才能加載到RAM的低端RAM_LOW_ADRS地址處。這是缺省的開發(fā)映象。 圖1、可加載的VxWorks映象 在開發(fā)的初期階段，用戶可以根據(jù)需要添加或刪除一些VxWorks組件，生成自己的可加載的VxWorks映象，存放在開發(fā)主機的某個目錄下。目標(biāo)板上電后，由燒結(jié)在BOOT中的起始引導(dǎo)程序(BootStrap Programs)將BOOT中的ROM引導(dǎo)程序（ROM Boot Programs）拷貝到RAM的高端地址RAM_HIGH_ADRS處，并跳轉(zhuǎn)至該地址執(zhí)行ROM引導(dǎo)程序，配置好所選的加載方式（缺省為網(wǎng)絡(luò)方式），將指定的主機目錄下的可加載的VxWorks映象下載到目標(biāo)板的RAM地址RAM_LOW_ADRS處，并跳轉(zhuǎn)到此處執(zhí)行。如圖1所示。 這種映象的優(yōu)點是生成的VxWorks映象可以存放在開發(fā)主機PC機上，不用燒到BOOT中，節(jié)省了BOOT容量，也便于隨時修改不同的VxWorks映象，適用于調(diào)試的初期階段。不足之處是需要在主機上維護(hù)一個正確的VxWorks映象，對于調(diào)試硬件無關(guān)的上層應(yīng)用程序顯得不是很方便。 在Tornado工作臺的Build窗口中，選擇Rules屬性頁中的VxWorks即可生成可加載的VxWorks映象。 1.2 基于ROM的VxWorks映象 圖2 基于ROM的VxWorks映象 這是一種運行于RAM中，但起初存放于ROM中的VxWorks映象。即該映象需要和搬移程序一起固化在BOOT中。目標(biāo)板上電后，首先運行BOOT中的引導(dǎo)搬移程序，將整個VxWorks映象拷貝到RAM地址RAM_LOW_ADRS處，并跳轉(zhuǎn)到此處執(zhí)行。如圖2所示。 該映象根據(jù)是否被壓縮又可分為： l 基于ROM的未壓縮的VxWorks映象，可直接從ROM拷貝到RAM中 l 基于ROM的壓縮的VxWorks映象，這種映象主要是為了節(jié)約BOOT空間，在從ROM拷貝到RAM的過程中需要解壓縮，因此與上述未壓縮的映象相比，它的引導(dǎo)過程相對較慢，但兩者在RAM中的運行速度是一樣的。 1.3 駐留ROM的VxWorks映象 這種映象起初也和搬移程序一起固化在BOOT中。目標(biāo)板上電后，首先運行BOOT中的引導(dǎo)搬移程序，但僅將VxWorks映象的數(shù)據(jù)段和BSS段拷貝到RAM地址RAM_LOW_ADRS處，映象的代碼段仍舊留在ROM中，從ROM中開始執(zhí)行。如圖3所示。 圖3 駐留ROM的VxWorks映象 這種映象的優(yōu)點是具有最快的引導(dǎo)速度，占用最少的RAM空間，適用于RAM空間有限的目標(biāo)板。但是由于該映象在ROM中運行，運行速度在三種映象中是最慢的。 2 幾種不同的BOOTROM的比較 針對上述三種不同的VxWorks映象，可以生成以下幾種不同的BOOTROM，主要體現(xiàn)在執(zhí)行搬移程序romStart( )( 位于bootInit.c文件中)時不同： 2.1 用于可加載VxWorks映象的BOOTROM 由圖1所示可知，用于可加載VxWorks映象的BOOTROM包含兩部分：起始引導(dǎo)程序（BootStrap Programs)和ROM引導(dǎo)程序（ROM Boot Programs）。 起始引導(dǎo)程序駐留在ROM中，主要包含： l 匯編級的硬件初始化程序romInit.s，用于系統(tǒng)的基本初始化，設(shè)置一些重要寄存器的初始值，進(jìn)行存儲器的映射 l 搬移程序bootInit.c，將ROM引導(dǎo)程序拷貝至RAM的高端地址RAM_HIGH_ADRS，然后跳轉(zhuǎn)到此處執(zhí)行ROM引導(dǎo)程序。 ROM引導(dǎo)程序起初存放在ROM中，初始化時被拷貝到RAM中，主要用于系統(tǒng)的進(jìn)一步初始化，并配置加載方式，將VxWorks映象加載至RAM?？煞譃槿N不同的類型： l 壓縮的ROM引導(dǎo)程序，在拷貝的過程中需要解壓縮，在RAM中執(zhí)行 l 未壓縮的ROM引導(dǎo)程序，可直接拷貝，在RAM中執(zhí)行 l 駐留ROM的ROM引導(dǎo)程序，僅拷貝ROM引導(dǎo)程序的數(shù)據(jù)段，代碼段仍舊在ROM中執(zhí)行 在Tornado開發(fā)環(huán)境中，通過在主窗口點擊Build|Build Boot ROM可以選擇生成以上 三種BOOTROM，分別為：bootrom_uncmp.hex(未壓縮的BOOTROM)，bootrom.hex(壓縮的BOOTROM)，bootrom_res.hex（駐留的BOOTROM）。 靜態(tài)連接到可加載的VxWorks映象的系統(tǒng)初始化代碼執(zhí)行并完成整個初始化過程。 引導(dǎo)過程成功以后，RAM中ROM引導(dǎo)程序占用的空間（從RAM_HIGH_ADRS開始）可以重新被系統(tǒng)利用。 圖1中所示的各地址含義為： l LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS是RAM的起始地址 l RAM_LOW_ADRS是VxWorks的加載點，也是VxWorks代碼段的起始位置 l FREE_RAM_ADRS是VxWorks映象的結(jié)束點。通常也是系統(tǒng)內(nèi)存池和目標(biāo)服務(wù)器內(nèi)存池的起始地址 l RAM_HIGH_ADRS是ROM引導(dǎo)程序的加載點。它也是ROM引導(dǎo)程序（除駐留ROM引導(dǎo)程序之外）的代碼段的起始位置，或駐留ROM引導(dǎo)程序數(shù)據(jù)段的起始位置。 2.2 用于基于ROM的VxWorks映象的BOOTROM 由圖2所示可知，用于該映象的BOOTROM包含兩部分：起始引導(dǎo)程序（BootStrap Programs)和基于ROM的VxWorks映象。搬移程序bootInit.c負(fù)責(zé)將VxWorks映象的文本段和數(shù)據(jù)段搬移到用戶定義的低端內(nèi)存地址RAM_LOW_ADRS，如果需要進(jìn)行必要的解壓縮，然后直接啟動VxWorks映像。 因此BOOTROM的容量相對于2.1中描述的BOOTROM要大一些，但無需在主機目錄下維護(hù)一個可用的VxWorks映象。 基于ROM的VxWorks BOOTROM有壓縮和未壓縮之分。在Tornado工作臺的Build窗口中，選擇VxWorks映象Rules屬性頁中的VxWorks_rom即可生成基于ROM的未壓縮的VxWorks BOOTROM，選中VxWorks_romCompress即可生成基于ROM的壓縮的VxWorks BOOTROM。 2.3 用于駐留ROM的VxWorks映象的BOOTROM 由圖3所示可知，用于該映象的BOOTROM包含兩部分：起始引導(dǎo)程序（BootStrap Programs)和駐留ROM的VxWorks映象，VxWorks系統(tǒng)文本段駐留在ROM，搬移程序bootInit.c負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)段和bss段搬移到用戶定義的低端內(nèi)存地址RAM_LOW_ADRS，直接啟動VxWorks映像（含符號表）。此時，RAM_LOW_ADRS是VxWorks映象的加載點，它也是VxWorks數(shù)據(jù)段的起始點。 在Tornado工作臺的Build窗口中，選擇VxWorks映象Rules屬性頁中的VxWorks_romResident即可生成駐留ROM的VxWorks BOOTROM。 3 VxWorks的啟動過程 根據(jù)上述所采用的BOOTROM的不同，VxWorks的啟動過程會有所不同。 3.1 使用可加載VxWorks映象的啟動過程 此時，從目標(biāo)板上電復(fù)位到啟動用戶定義的任務(wù)的整個流程如下： sysALib.s : sysInit( ) 鎖住中斷，關(guān)閉cache（如果使用了話），初始化處理器的寄存器（包括C堆棧指針）至缺省值 開始在RAM中運行VxWorks usrConfig.c : usrInit( ) 設(shè)置cache的工作模式，板級硬件初始化，初始化Win內(nèi)核，啟動usrRoot( ) usrConfig.c : usrRoot( ) 初始化內(nèi)存，系統(tǒng)時鐘，I/O系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出錯，異常處理，添加用戶應(yīng)用程序 romInit.s : romInit 設(shè)置機器狀態(tài)字及其它硬件相關(guān)寄存器，關(guān)閉中斷，禁止程序和數(shù)據(jù)CACHE，初始化內(nèi)存，并設(shè)置堆棧指針 bootInit.c : romStart( ) 將ROM中的程序搬移至RAM中 bootConfig.c : usrInit( ) 設(shè)置cache的工作模式，板級硬件初始化，調(diào)用sysHwInit( ),usrKernelInit( ),KernelInit( ),初始化Win內(nèi)核，產(chǎn)生根任務(wù)usrRoot( ) bootConfig.c : usrRoot( ) 初始化內(nèi)存，系統(tǒng)時鐘，I/O系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出錯，異常處理，產(chǎn)生任務(wù)bootCmdLoop bootConfig.c : bootCmdLoop( ) 調(diào)用自動引導(dǎo)程序autoboot( )，此函數(shù)若成功則不返回 bootConfig.c: autoboot( ) 延時7s，以默認(rèn)參數(shù)啟動 用戶按鍵中斷 bootConfig.c :bootCmdLoop( ) 啟動命令行用于配置VxWorks啟動參數(shù) bootConfig.c: bootLoad( ) 加載VxWorks映象，并轉(zhuǎn)向它進(jìn)行重啟 等待超時 用戶輸入 BootStrap程序 在ROM中執(zhí)行 ROM Boot程序 被搬移到RAM中執(zhí)行 3.1.1 BOOTROM的啟動過程 1、 目標(biāo)板加電之后，程序指針指向RESET中斷程序入口處，開始執(zhí)行初始化程序romInit.s，設(shè)置機器狀態(tài)字及其它硬件相關(guān)寄存器，關(guān)閉中斷，禁止程序和數(shù)據(jù)CACHE，初始化內(nèi)存，并設(shè)置堆棧指針，保存啟動類型，調(diào)用romStart( )。 2、 程序跳到第一個C程序bootInit.c的函數(shù)romStart( )入口地址，根據(jù)堆棧中的參數(shù)決定是否清零內(nèi)存RAM（如是冷啟動（cold start）則清零），根據(jù)不同的bootrom文件，把ROM中數(shù)據(jù)段和文本段拷貝到RAM（如果ROM代碼是壓縮的，還要解壓）； 3、 程序跳到RAM入口地址（文件bootConfig.c中函數(shù)usrInit( ) ），根據(jù)用戶配置來設(shè)置cache的工作模式，清零bss段，初始化異常處理程序，進(jìn)行板級硬件初始化sysHwInit( )。 4、 啟動多任務(wù)內(nèi)核KernelInit( )，執(zhí)行usrRoot任務(wù)。在該任務(wù)中初始化串口，創(chuàng)建console終端設(shè)備。創(chuàng)建bootCmdLoop任務(wù)，根據(jù)單板設(shè)計選擇不同方式加載VxWorks映像文件，如通過串口、網(wǎng)口、硬盤等方式。 3.1.2 VxWorks映象的啟動過程 VxWorks進(jìn)入點sysInit() 啟動VxWorks系統(tǒng)的第一步就是將系統(tǒng)映象加載到主內(nèi)存。這通常是在VxWorks boot Rom 的控制下，從開發(fā)主機上下載。接著，boot Rom將控制權(quán)交給VxWorks的起始進(jìn)入點：sysInit()。在makefile和 config.h文件里，已將這個進(jìn)入點設(shè)置成位于地址RAM_LOW_ADRS。 函數(shù)sysInit()位于系統(tǒng)特定的匯編語言模塊sysALib.s中。它可以鎖住中斷，關(guān)閉cache（如果使用了話），初始化處理器的寄存器（包括C堆棧指針）至缺省值。它還會關(guān)閉跟蹤，清除所有未決的中斷，并調(diào)用一個位于usrConfig.c 模塊的C語言子程序：usrInit() 。對于某些目標(biāo)板，sysInit()還執(zhí)行一些必要的與系統(tǒng)有關(guān)的硬件初始化，以便在usrInit()中執(zhí)行完剩余的初始化內(nèi)容。僅供usrInit()使用的初始堆棧指針，被設(shè)置成位于系統(tǒng)映象(RAM_LOW_ADRS)以下,向量表以上的位置。 初始化代碼usrInit() 函數(shù)usrInit()（位于usrConfig.c中），儲存有關(guān)引導(dǎo)類型的信息，處理在內(nèi)核啟動之前必須執(zhí)行的初始化，而后啟動內(nèi)核執(zhí)行。它是運行于VxWorks內(nèi)的第一個C函數(shù)。此時，所有的中斷都已被鎖住。 許多VxWorks工具在usrInit( )中都不能使用。這是因為此時還沒有任務(wù)的上下文（沒有TCB和任務(wù)堆棧），那些需要任務(wù)上下文的工具無法被調(diào)用。函數(shù)usrInit( )僅做一些創(chuàng)建初始化任務(wù)usrRoot( )所必須的工作。然后由usrRoot( )完成啟動過程。 usrInit( ) 中的初始化過程如下所述： Cache初始化 usrInit( ) 的起始代碼初始化cache，設(shè)置cache 模式，并將cache放置在一個安全的位置。在usrInit( )結(jié)束時，缺省情況下，指令cache和數(shù)據(jù)cache被使能。 對系統(tǒng)的BSS段清零 C 和C+語言規(guī)定所有未初始化的變量缺省的初始值為零。這些未初始化的變量被放置在一個稱為bss的段內(nèi)。由于usrInit( )是系統(tǒng)執(zhí)行的第一個C代碼，在它的一開始對包含bss段的內(nèi)存清零。VxWorks的boot ROM 也會清內(nèi)存，但VxWorks映象假設(shè)沒有采用boot ROM，仍然執(zhí)行清內(nèi)存的操作。 初始化中斷向量 異常向量必須在使能中斷和啟動內(nèi)核之前建立。首先，調(diào)用intVecBaseSet( ) 建立向量表基地址。而后，調(diào)用excVecInit( ) 初始化所有的異常向量至缺省句柄，以便安全地捕獲和報告由程序錯誤或意外的硬件中斷導(dǎo)致的異常。 初始化硬件至靜止?fàn)顟B(tài) 通過調(diào)用系統(tǒng)相關(guān)函數(shù)sysHwInit( )初始化系統(tǒng)硬件。該函數(shù)復(fù)位并關(guān)閉那些在中斷使能（內(nèi)核啟動時）以后可能產(chǎn)生中斷的硬件設(shè)備。這一點很重要，因為VxWorks ISRs（用于I/O設(shè)備，系統(tǒng)時鐘等）直到在任務(wù)usrRoot( )中完成系統(tǒng)初始化以后，才被連接到它們的中斷向量上。不要在sysHwInit( ) 調(diào)用中試圖為一個中斷連接一個中斷句柄（也就是不能使用intConnect( )），因為此時內(nèi)存池還沒有初始化。 初始化內(nèi)核 函數(shù)usrInit( )結(jié)束時調(diào)用了兩個內(nèi)核初始化函數(shù)： usrKernelInit( )(在usrKernel.c中定義)為每個指定的可選內(nèi)核組件調(diào)用合適的初始化代碼。詳見表1。 kernelInit( ) (kernelLib.c的一部分)初始化多任務(wù)環(huán)境，不用返回。函數(shù)參數(shù)包括： l 用以產(chǎn)生作為根任務(wù)的應(yīng)用程序，典型的為usrRoot( ) l 使用的堆棧大小 l 可用的起始內(nèi)存地址，一般位于VxWorks映象的代碼段，數(shù)據(jù)段和bss 段之后，如果包含可選的主機內(nèi)存池，則還要加上WDB_POOL_SIZE。 l 由sysMemTop( )定義的內(nèi)存頂部 l 中斷堆棧的大小 l 中斷封鎖級別 kernelInit( ) 調(diào)用intLockLevelSet( )，關(guān)閉循環(huán)模式，創(chuàng)建一個中斷堆棧（如果結(jié)構(gòu)支 持的話)。然后從內(nèi)存池的頂部創(chuàng)建一個根堆棧和TCB，創(chuàng)建一個根任務(wù)，usrRoot，并終止usrInit( )線程的執(zhí)行。此時使能中斷，所有的中斷源已被關(guān)閉，未決中斷已被清除。 初始化內(nèi)存池 內(nèi)存池的初始化是由kernelInit( )來完成的。kernelInit( ) 的參數(shù)指定了初始內(nèi)存池的起始和終止地址。在缺省的usrInit( )中，將內(nèi)存池設(shè)置在緊接于引導(dǎo)的系統(tǒng)映象之后，并包含所有剩余的可用內(nèi)存。 可用內(nèi)存的大小由sysMemTop( )決定。如果你的系統(tǒng)有其它的不連續(xù)的內(nèi)存片，你可以在usrRoot( )任務(wù)中通過調(diào)用memAddToPool( )將它們包含進(jìn)通用的內(nèi)存池。 VxWorks包含了一個位于memPartLib模塊中的內(nèi)存分配工具，它管理一個可用內(nèi)存池。用戶可以調(diào)用malloc( )函數(shù)從內(nèi)存池中獲得可變大小的內(nèi)存塊。VxWorks也利用malloc( )函數(shù)來動態(tài)分配內(nèi)存。許多VxWorks工具在初始化過程中需要分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此，內(nèi)存池必須在任何其他的VxWorks工具初始化之前初始化。 Tornado目標(biāo)服務(wù)器也管理一部分目標(biāo)內(nèi)存以支持目標(biāo)模塊的下載和其他開發(fā)功能。VxWorks使用malloc( )函數(shù)為已下載的模塊分配空間，為已產(chǎn)生的任務(wù)分配堆棧，在初始化時分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。用戶也可以使用malloc( )函數(shù)為自己的應(yīng)用程序分配所需的內(nèi)存空間。因此，推薦將所有的未用內(nèi)存分配給VxWorks內(nèi)存池，除非必須為一個特殊的應(yīng)用保留一片固定的絕對內(nèi)存。 初始任務(wù)usrRoot( ) 當(dāng)多任務(wù)內(nèi)核啟動執(zhí)行以后，所有的VxWorks多任務(wù)工具就可以用了?？刂茩?quán)被傳送至usrRoot( )任務(wù)，并完成初始化系統(tǒng)。 usrRoot( ) 執(zhí)行以下操作： l 初始化系統(tǒng)時鐘 l 初始化I/O系統(tǒng)和驅(qū)動 l 創(chuàng)建控制臺設(shè)備 l 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出 l 安裝異常處理和登陸 l 初始化管道驅(qū)動器 l 初始化標(biāo)準(zhǔn)I/O l 創(chuàng)建文件系統(tǒng)設(shè)備并安裝磁盤驅(qū)動器 l 初始化浮點支持 l 初始化性能監(jiān)視工具 l 初始化網(wǎng)絡(luò) l 初始化可選的工具 l 初始化WindView l 初始化目標(biāo)代理 l 執(zhí)行一個用戶提供的啟動腳本 l 初始化VxWorks Shell 下面對各個步驟進(jìn)行詳盡的描述： 初始化系統(tǒng)時鐘 usrRoot( ) 任務(wù)執(zhí)行的第一個操作就是初始化VxWorks時鐘。通過調(diào)用sysClkConnect( ) 將系統(tǒng)時鐘的中斷向量連接到usrClock( )函數(shù)上。調(diào)用sysClkRateSet( )將系統(tǒng)時鐘率設(shè)置為60Hz。 sysClkConnect( ) 函數(shù)調(diào)用sysHwInit2( )。風(fēng)河的BSP采用sysHwInit2( )執(zhí)行在sysHwInit( )中未完成的進(jìn)一步的板級初始化。例如，可以利用intConnect( )連接ISR，因為此時已經(jīng)分配了內(nèi)存，系統(tǒng)處于多任務(wù)環(huán)境。 初始化I/O系統(tǒng) 如果在configAll.h中定義了INCLUDE_IO_SYSTEM，就可以調(diào)用iosInit( )函數(shù)初始化VxWorks的I/O系統(tǒng)。該函數(shù)的參數(shù)指定了可被順序安裝的最大驅(qū)動器的數(shù)目，可以在系統(tǒng)中同時打開的最大文件數(shù)目，和VxWorks的I/O系統(tǒng)包含的“空”設(shè)備的名字。 包含或去除INCLUDE_IO_SYSTEM還會影響是否創(chuàng)建控制臺設(shè)備，是否設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的輸入、輸出和標(biāo)準(zhǔn)的出錯信息。 創(chuàng)建控制臺設(shè)備 如果包含了板上串口驅(qū)動器（定義了INCLUDE_TTY_DEV），就可以通過調(diào)用驅(qū)動器的初始化函數(shù)（典型的是ttyDrv( )）將它安裝進(jìn)I/O系統(tǒng)。實際的設(shè)備是通過調(diào)用驅(qū)動器的設(shè)備創(chuàng)建函數(shù)（典型的是ttyDevCreate()）來創(chuàng)建和命名的。這個函數(shù)的參數(shù)包括設(shè)備名稱，一個串行I/O通道描述字（從BSP獲得），和輸入輸出緩存大小。 宏NUM_TTY定義了tty口的數(shù)量（缺省是2）。宏CONSOLE_TTY指定了哪個口作為控制臺口（缺省是0），宏CONSOLE_BAUD_RATE指定了其比特率（缺省是9600 bps）。這些宏都在configAll.h中定義，但對于那些具有非標(biāo)口數(shù)的單板可以在config.h中對它們進(jìn)行重新定義。 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)出錯信息 系統(tǒng)級的標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯誤信息的配置是通過打開控制臺設(shè)備并調(diào)用ioGlobalStdSet( )來建立的。這些配置作為VxWorks的缺省設(shè)備用于與應(yīng)用開發(fā)人員通訊。為了使控制臺設(shè)備成為一個交互式的終端，調(diào)用ioctl( )將設(shè)備選項設(shè)為OPT_TERMINAL。 安裝異常處理和登錄 初始化VxWorks的異常處理工具（由excLib模塊提供）和登錄工具(由logLib庫提供)。這些工具檢查在根任務(wù)內(nèi)部或者初始化各種工具時產(chǎn)生的程序錯誤。 當(dāng)定義了宏INCLUDE_EXC_HANDLING和INCLUDE_EXC_TASK后，調(diào)用excInit( )初始化異常處理工具。excInit( ) 函數(shù)產(chǎn)生一個異常支持任務(wù)excTask( )。初始化以后，可以安全地捕獲和報告導(dǎo)致硬件異常的程序錯誤，報告并解除沒有初始化向量的中斷。當(dāng)定義了INCLUDE_SIGNALS后，調(diào)用sigInit( )初始化VxWorks的信號工具，該工具用于任務(wù)的異常處理。 當(dāng)定義了INCLUDE_LOGGING宏以后，調(diào)用logInit( )初始化登錄工具。其參數(shù)定義了顯示登錄信息的設(shè)備的文件描述字，和分配的登錄信息緩存數(shù)。登錄初始化還創(chuàng)建了一個登錄任務(wù)logTask( )。 初始化管道驅(qū)動 如果需要所謂的管道，在configAll.h中定義INCLUDE_PIPE，就會自動地調(diào)用pipeDrv( )初始化管道。而后任務(wù)就可以利用管道通過標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口互相通訊了。管道必須由pipeDevCreate( ) 函數(shù)創(chuàng)建。 初始化標(biāo)準(zhǔn)I/O 當(dāng)定義了宏INCLUDE_STDIO以后，VxWorks 就會包含一個可選的標(biāo)準(zhǔn)I/O包。 創(chuàng)建文件系統(tǒng)設(shè)備并初始化設(shè)備驅(qū)動 許多VxWorks配置至少包含一個磁盤驅(qū)動器，或帶有dosFs/rt11Fs/rawFs文件系統(tǒng)的RAM磁盤。首先，通過調(diào)用驅(qū)動器的初始化代碼安裝一個磁盤驅(qū)動器。而后，驅(qū)動器的設(shè)備創(chuàng)建代碼會定義一個設(shè)備。這個調(diào)用會返回一個指向描述設(shè)備的BLK_DEV結(jié)構(gòu)的指針。 然后就可以調(diào)用文件系統(tǒng)的設(shè)備初始化代碼dosFsDevInit( ), rt11FsDevInit( ), or rawFsDevInit( )（如果定義了宏INCLUDE_DOSFS, INCLUDE_RT11FS和INCLUDE_RAWFS）初始化和命名設(shè)備。在初始化一個設(shè)備之前，必須用dosFsInit( ), rt11FsInit( )或 rawFsInit( )初始化文件系統(tǒng)模塊。文件系統(tǒng)的設(shè)備初始化函數(shù)的參數(shù)取決于特定的文件系統(tǒng)，但典型的包括設(shè)備名稱，由驅(qū)動器的設(shè)備創(chuàng)建代碼產(chǎn)生的一個指向BLK_DEV結(jié)構(gòu)的指針，可能還有一些文件系統(tǒng)特定的配置參數(shù)。 初始化浮點支持 如果在configAll.h中包含了INCLUDE_FLOATING_POINT宏定義，則調(diào)用floatInit( )函數(shù)初始化浮點I/O支持。當(dāng)定義了INCLUDE_HW_FP，調(diào)用mathHardInit( )初始化對浮點協(xié)處理器的支持。當(dāng)定義了INCLUDE_SW_FP，調(diào)用mathSoftInit( )初始化對軟件浮點仿真的支持。 包含性能仿真 VxWorks具有兩個內(nèi)嵌的性能監(jiān)視工具。一個由spyLib提供的任務(wù)活動綜述，一個由timexLib提供的子程序執(zhí)行定時器。如果在configAll.h中定義了宏INCLUDE_SPY 和INCLUDE_TIMEX，就會包含這些工具。 初始化網(wǎng)絡(luò) 如果配置頭文件中定義了INCLUDE_NET_INIT，usrRoot( )就會調(diào)用usrNetInit( )函數(shù)初始化網(wǎng)絡(luò)（usrNetInit( )的源代碼位于installDir/target/src/config/usrNetwork.c）。usrNetInit( )函數(shù)使用了一個配置字符串作為它的參數(shù)。這個配置字符串通常是一條“引導(dǎo)行”，用于VxWorks的boot ROM引導(dǎo)系統(tǒng)。根據(jù)這個字符串，usrNetInit( )函數(shù)執(zhí)行以下操作： l 調(diào)用netLibInit( )初始化網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) l 連接并配置合適的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器 l 添加網(wǎng)關(guān)路由 l 初始化遠(yuǎn)程文件存取驅(qū)動器netDrv，并添加一個遠(yuǎn)程文件存取設(shè)備 l 初始化遠(yuǎn)程登錄工具 l 可選地初始化遠(yuǎn)端程序調(diào)用（RPC） l 可選地初始化網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）工具 如前所述，是否包含這些網(wǎng)絡(luò)工具由configAll.h中的宏定義決定。 初始化可選產(chǎn)品和其它組件 可選產(chǎn)品VxMP可提供共享內(nèi)存目標(biāo)。如果定義了宏INCLUDE_SM_OBJ，usrRoot( ) 就會調(diào)用usrSmObjInit( )函數(shù)（源代碼位于installDir/target/src/config/usrSmObj.c),初始化共享內(nèi)存目標(biāo)。 共享內(nèi)存目標(biāo)庫需要VxWorks引導(dǎo)行中的域值。這些函數(shù)包含在usrNetwork.c文件中。如果不包含網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，usrNetwork.c就不會被包含，共享內(nèi)存初始化就會失敗。工程工具計算所有的依存關(guān)系，但如果使用手工配置，可以將INCLUDE_NETWORK添加進(jìn)configAll.h，或是從usrNetwork.c文件中將引導(dǎo)行代碼提取出來放置到其他地方。 如果定義了INCLUDE_MMU_BASIC，就可以提供基本的MMU支持。如果定義了INCLUDE_MMU_FULL，可選產(chǎn)品VxVMI就可以提供代碼保護(hù)，向量表保護(hù)和一個虛擬內(nèi)存接口。MMU由函數(shù)usrMmuInit( )初始化，該函數(shù)位于installDir/target/src/config/usrMmuInit.c文件中。如果還定義了宏INCLUDE_PROTECT_TEXT 和INCLUDE_PROTECT_VEC_TABLE，就會初始化代碼保護(hù)和向量表保護(hù)。 初始化WindView 可選產(chǎn)品WindView可提供內(nèi)核測試工具。如果在configAll.h中定義了宏INCLUDE_WINDVIEW，就可以在usrRoot( )中調(diào)用windviewConfig ( )初始化WindView。其它的WindView常量控制特定的初始化步驟。 初始化目標(biāo)代理 如果定義了INCLUDE_WDB，調(diào)用函數(shù)wdbConfig( )（位于installDir/target/src/config/usrWdb.c）。這個函數(shù)初始化通訊接口，然后啟動代理。 執(zhí)行一個啟動腳本 如果VxWorks配置了目標(biāo)駐留的shell，定義了INCLUDE_STARTUP_SCRIPT，并且在boot引導(dǎo)過程中在啟動腳本參數(shù)中輸入了腳本文件的名稱，usrRoot( )函數(shù)就可以執(zhí)行一個用戶提供的啟動腳本。如果在引導(dǎo)過程中忽略了啟動腳本參數(shù)，就不會執(zhí)行啟動腳本。 表1、可加載VxWorks映象的初始化過程 函 數(shù) 函 數(shù) 功 能 所 在 文 件 sysInit() (a)鎖住中斷；(b)禁用緩沖； (c)用缺省值初始化系統(tǒng)中斷表（僅i960); (d)用缺省值初始化系統(tǒng)錯誤表（僅i960); (e)初始化處理器寄存器到一缺省值; (f)使回溯失效；(g)清除所有懸置中斷； (h)激活usrInit()，指明啟動類型。 sysALib.s usrInit() a)對bss清零； (b)保存bootType于sysStartType; (c)調(diào)用excVecInit(),初始化所有系統(tǒng)和缺省中斷向量； (d)依次調(diào)用sysHwInit(), usrKernelInit(),kernelInit(). usrConfig.c usrKernelInit() 依次調(diào)用classLibInit(),taskLibInit(),taskHookInit(),semBLibInit(),semMLibInit(), semCLibInit(),semOLibInit(),wdLibInit() msgQLibInit(),qInit(),workQInit() usrKernel.c kernelInit() 初始化并啟動內(nèi)核。 (a)激活intLockLevelSet(); (b)從內(nèi)存池頂部創(chuàng)建根堆棧和TCB；(c)調(diào)用taskInit(), taskActivate(),用于usrRoot(); (d)調(diào)用usrRoot(). kernelLib.h usrRoot() 初始化I/O系統(tǒng)，驅(qū)動器，設(shè)備（在configAll.h和config.h中指定） (a)調(diào)用sysClkConnect(),sysClkRateSet(), iosInit(),ttyDrv(); (b)初始化excInit(),logInit(),sigInit(). (c)初始化管道,pipeDrv(); (d)stdioInit(),mathSoftInit()或mathHardInit() (e)wdbConfig():配置并初始化目標(biāo)代理機 usrConfig.c 3.2 使用基于ROM的VxWorks映象的啟動過程 此時BOOTROM中包含了引導(dǎo)程序和VxWorks映象。VxWorks的入口點由兩個函數(shù) romInit()和romStart()來完成，而非sysInit()。具體過程如表2所示。 表2、基于ROM的VxWorks映象的啟動過程 函 數(shù) 函 數(shù) 功 能 所 在 文 件 1.romInit() (a)禁止中斷； (b)保存啟動類型； (c)硬件初始化； (d)調(diào)用romStart(); romInit.s 2.romStart() (a)將數(shù)據(jù)段從ROM拷貝到RAM，清內(nèi)存； (b)將代碼段從ROM拷貝到RAM，有必要的話解壓縮； (c)依據(jù)引導(dǎo)類型調(diào)用usrInit(); bootInit.c 3.usrInit() 初始化程序 usrConfig.c 4.usrKernelInit() 如果相應(yīng)的配置文件被定義，對應(yīng)函數(shù)被調(diào)用 usrKernel.c 5.kernelInit() 初始化并啟動內(nèi)核 kernelLib.h 6.usrRoot() 初始化I/O系統(tǒng)，驅(qū)動器，創(chuàng)建設(shè)備 usrConfig.c 7.Application routine 應(yīng)用程序代碼 應(yīng)用程序源文件 使用駐留ROM的VxWorks映象的啟動過程與此類似，只是在執(zhí)行搬移程序romStart( )有所不同。 4主要文件及宏開關(guān)介紹 以est8260評估板為例，說明編制BSP軟件所涉及的主要文件及宏開關(guān)。 4.1 Makefile文件 位于BSP文件目錄下的編譯文件Makefile，定義了啟動文件bootrom首地址及大小，以及編譯時調(diào)用的函數(shù)庫，VxWorks映像文件的加載地址，用戶需增加的目標(biāo)模塊。 該文件中的主要宏定義： CPU = PPCEC603 目標(biāo)板的CPU類型，MPC750為PPC604，MPC8260為PPCEC603 TOOL = gnu 主機工具為基于GNU的工具，用戶不必修改 TGT_DIR = $(WIND_BASE)/target target所在目錄(WIND_BASE）已在torVars.bat中指定,為Tornado的安裝目錄 include $(TGT_DIR)/h/make/defs.bsp 定義編譯選項 include $(TGT_DIR)/h/make/make.$(CPU)$(TOOL) 即文件make.ppc860gnu include $(TGT_DIR)/h/make/defs.$(WIND_HOST_TYPE) 即defs.x86-win32，定義和主機操作平臺相關(guān)的工具 注意： 只能在這個位置之后重新定義make的定義。 TARGET_DIR = est8260 目標(biāo)板BSP目錄名，用戶需指定為目標(biāo)板BSP文件所在目錄 VENDOR = EST 目標(biāo)板制造商，和BSP程序無關(guān)，作注釋用 BOARD = est8260 Evaluation SBC 目標(biāo)板名，和BSP程序無關(guān)，作注釋用 BOOTINIT = bootInit.c USRCONFIG = usrConfig.c 系統(tǒng)編譯bootrom時會自動編譯用戶BSP文件目錄下的usrConfig.c和bootInit.c，缺省文件位于All目錄下。 以下地址值都為十六進(jìn)制值，無需加入0x前綴。在config.h和Makefile中都定義了ROM_TEXT_ADRS, ROM_SIZE, RAM_HIGH_ADRS等常量，在2個文件中的對常量的定義要求一致。 ROM_BASE_ADRS = fff00000 ROM的物理起始點 ROM_TEXT_ADRS = fff00100 根啟動設(shè)備Boot ROM首地址 ROM_SIZE = 00080000 BOOTROM大?。?12K） LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS = 00000000 RAM的物理起始點 LOCAL_MEM_SIZE = 01000000 RAM大?。?6M） RAM_LOW_ADRS = 00100000 加載VxWorks的目標(biāo)地址 RAM_HIGH_ADRS = 00a00000 拷貝boot ROM文本段和數(shù)據(jù)段的目標(biāo)地址 HEX_FLAGS = -a $(ROM_TEXT_ADRS) Hex文件轉(zhuǎn)化為bin文件的執(zhí)行程序參數(shù) MACH_EXTRA = m8260CpmEnd.obj 用戶加入的目標(biāo)模塊名，后綴為obj LDFLAGS = -X -N -Map est8260.map 在連接標(biāo)識中增加-M est8260.map可以在BSP目錄下生成包含編譯信息的est8260.map文件。 注意：只能在這個位置之前重新定義make的定義。 include $(TGT_DIR)/h/make/rules.bsp include $(TGT_DIR)/h/make/rules.$(WIND_HOST_TYPE) 定義編譯各種BSP文件的生成規(guī)則 4.2 all/ConfigAll.h文件 此文件包含了適用于所有目標(biāo)板的缺省定義。主要定義了以下選項和參數(shù)： 內(nèi)核配置參數(shù) I/O系統(tǒng)參數(shù) NFS 參數(shù) 選擇可選的軟件模塊 選擇可選的設(shè)備控制器 cache模式 最大數(shù)量的不同共享內(nèi)存目標(biāo) 設(shè)備控制器I/O地址，中斷向量和中斷級別 4.3 config.h文件 此文件位于BSP目錄下，包含僅適用于特定目標(biāo)板的定義，還可以對configAll.h中的缺省定義進(jìn)行重定義。其主要內(nèi)容為： 1、BSP版本號 #define BSP_VER_1_1 1 #define BSP_VERSION 1.2 #define BSP_REV /4 2、configAll.h 包含文件，應(yīng)放在BSP_VERSION和BSP_REV定義之后 #include configAll.h 3、定義缺省的BOOT引導(dǎo)設(shè)備 #define DEFAULT_BOOT_DEVICE CPM_END 4、定義網(wǎng)絡(luò)控制器 #define INCLUDE_CPM ；使用SCC以太網(wǎng)控制器 5、定義缺省的BOOT引導(dǎo)參數(shù) #define DEFAULT_BOOT_LINE $dev(0,procnum)host:dirfile h=# e=# b=# g=# u=usr pw=passwd f=# tn=targetname s=script o=other $dev - boot device,啟動的設(shè)備類型，必須是已包含的設(shè)備。 procnum - 處理器序號，一般從零開始。 host - 主機名 dir:file - 被加載的VxWorks文件所在的完整路徑 h - 主機IP e - 目標(biāo)板IP b - 背板IP，用戶可不定義 g - 網(wǎng)關(guān)，用戶可不定義 u - 用戶名 pw - 登錄口令 f - 定義網(wǎng)絡(luò)加載方式。無此項時缺省值為零，為FTP tn - 目標(biāo)板名 s - 啟動描述字符串，用戶可不定義 o - 從SCSI啟動時指明網(wǎng)絡(luò)接口 依據(jù)不同的