-- 作者：wangxinxin
-- 發(fā)布時間：2010-11-17 10:03:39
-- 制作結(jié)合用戶程序的自啟動VxWorks系統(tǒng)
隨著高位嵌入式處理器的日益普及，近年來嵌入式操作系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展，并越來越多地應(yīng)用于通信、國防、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等方面。
由于嵌入式系統(tǒng)直接面對硬件，一般的設(shè)計模式是將嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶程序制作成不需要任何操作人員干預(yù)的自啟動(auto-boot)軟件，對系統(tǒng)的控制采取PC或工作站通過網(wǎng)口下傳命令的方式。VxWorks通常使用源文件*.c的靜態(tài)鏈接方法來制作結(jié)合用戶程序的自啟動VxWorks，而本文將提出一種新的基于檔案庫(archives)的制作方法，具有文檔管理方便、自動優(yōu)化最終軟件、非常易于移植等優(yōu)點(diǎn)。
VxWorks
VxWorks是由Wind River公司開發(fā)的一種強(qiáng)實(shí)時性嵌入操作系統(tǒng)，支持Mortorola公司和ARM公司等多種嵌入式CPU。Wind River同時提供集成開發(fā)環(huán)境Tornado。用戶程序編制使用標(biāo)準(zhǔn)C，也可以選擇 C++支持。非常適合于交互式開發(fā)。
通常所指的VxWorks操作系統(tǒng)對應(yīng)軟件包括三個部分：引導(dǎo)程序bootrom、主操作系統(tǒng)VxWorks、以及用戶開發(fā)程序。為方便理解，表1中列出了VxWorks與 Windows的類比。
這里的自啟動指不需要操作人員干預(yù) ，程序在系統(tǒng)上電時自動執(zhí)行。從表1可以看出，VxWorks操作系統(tǒng)在開發(fā)中三個部分被分開修改編譯，只要 bootrom制作完畢 ，就可以在不改動硬件的條件下改變vxWorks操作系統(tǒng)和用戶開發(fā)程序的下載途徑，靈活方便，易于開發(fā)。而開發(fā)完畢后，所有的硬件都固化到單板硬件，不再需要任何干預(yù)，簡單快捷。
BSP(板級支持包)安裝完畢后就是Torando目錄下 argetconfig的一個文件夾 ，例如ads860，就是一個支持 PowerPC860處理器的 BSP。這個目錄中包括了編譯bootrom和VxWorks需要的與CPU類型直接相關(guān)的程序，對單板上的其它硬件，通過用戶添加文件提供驅(qū)動。對系統(tǒng)的裁剪可以通過修改源碼和 Config.h中的宏定義#define INCLUDE_XXX直接進(jìn)行，而對編譯參數(shù)的設(shè)定則通過修改makefile進(jìn)行。將目錄 argetconfig目錄下的all文件夾拷貝到BSP目錄下，在makefile下添加 CONFIG_ALL=all，然后修改bootconfig.c中的autoboot()函數(shù)改變默認(rèn)的啟動方式：網(wǎng)絡(luò)下載還是從 Flash直接啟動。
操作系統(tǒng)軟件制作如下：
軟件制作方法
Tornado提供一個集成的編譯 bootrom、VxWorks以及用戶程序的工程環(huán)境，此外bootrom和VxWorks的編譯還可以使用命令行的方式，也就是通過在DOS環(huán)境下(Win98下運(yùn)行command，Win2000下運(yùn)行cmd)直接輸入命令的方式進(jìn)行由于bootrom的工程環(huán)境下編譯實(shí)際上就是采用了命令行方式 ，且使用命令行方式制作bootrom和VxWorks可以結(jié)合批處理的方法，更加方便快捷，因此本文中介紹的bootrom和VxWorks制作方法選用命令行方式。而用戶程序的制作可以單獨(dú)建立工程編譯，但編譯選項中必須選擇和相應(yīng)VxWorks的CPU類型。
基于靜態(tài)鏈接的自啟動VxWorks
用戶程序在開發(fā)過程中使用單獨(dú)的工程編譯，編譯結(jié)束后生成一批和.c文件同名的.o文件，這些文件通過target server動態(tài)下載，這樣提供便捷的調(diào)試環(huán)境 ，但需要主機(jī)環(huán)境的支持。當(dāng)開發(fā)結(jié)束后，需要給操作人員提供最方便的啟動方式 ，因此必須將用戶程序也編譯鏈接到VxWorks.bin中，在VxWorks啟動后就直接啟動用戶程序。鏈接方式包括靜態(tài)鏈接和動態(tài)鏈接兩種 。靜態(tài)鏈接將提供的所有函數(shù)都鏈接到VxWorks中，而動態(tài)鏈接只鏈接被調(diào)用的函數(shù)。
靜態(tài)鏈接有兩種方式 ：.c的鏈接和.o的鏈接。
.c的鏈接方式 ：先在BSP目錄下建立用戶程序文件夾usrAPI，將所有用戶源程序拷貝到此目錄下，然后在usrconfig.c的usrroot()函數(shù)結(jié)尾處調(diào)用用戶程序 ，需要在usrconfig.c程序開始添加申明：#include "usrAPI/用戶程序名.c"。
.o的鏈接方式：同樣建立目錄 usrAPI，將在工程中編譯生成的.o文件拷貝到 usrAPI，在makefile中添加LIB_EXTRA的定義，將.o包括到VxWorks中。或者直接制作一個 usrAPI.h，在這個文件中用上面的形式申明所有出現(xiàn)在這些.o中的函數(shù)，然后在需要使用到這些函數(shù)的文件頭部都加上 #include "usrAPI/usrAPI.h"。這種方法更有利于程序的規(guī)劃整齊，并且有助于日后察看函數(shù)的使用形式。
最后運(yùn)行已經(jīng)制作好的 makeall.bat，生成的VxWorks已經(jīng)包含有自啟動的用戶程序了。
基于動態(tài)鏈接的自啟動vxWorks
動態(tài)鏈接使用.a文件。同樣制作usrAPI目錄并拷貝.o文件，然后在此目錄下建立批處理文件makea.bat。內(nèi)容如下：
首先是設(shè)定環(huán)境變量：
set WIND_HOST_TYPE=x86-win32
set WIND_BASE=C:Tornado
set PATH=%WIND_BASE%host/%
WIND_HOST_TYPE%in;%PATH%
然后使用ar工具將所有.o加入到一個檔案庫文件usrAPI.a中。使用arppc仍然是因?yàn)椴捎玫腂SP是基于PowerPC類型的，別的CPU類型也類似。
arppc-crusv usrAPI.a a.o b.o接下來類似于靜態(tài)鏈接的.o方式，建立usrAPI.h并在需要的文件中引用。
最后在makefile中加入LIB_EXTRA=usrAPI/usrAPI.a，運(yùn)行makeall.bat生成VxWorks。
不同鏈接方法的對比
基于.c的鏈接方法將所有用戶編寫的源程序保留在BSP文件夾中，移植時不利于程序的版權(quán)保密。而在不同BSP之間用戶程序的移植更是不方便，雖然這種方法不需要對makefile進(jìn)行任何改動，修改的只是.c文件，比較容易理解，但仍然不推薦使用。
基于.o的鏈接方法保留了全部的的測試函數(shù)接口，并且移植時提供編譯過的.o 文件也比提供源代碼.c文件利于保密。用戶源程序和BSP源程序分開，文檔結(jié)構(gòu)整齊，特別是對用戶源程序比較龐雜的時候，使用庫文件.o或者.a更加有利于文件管理。
基于.a的鏈接方法只保留必要的函數(shù)接口，自動優(yōu)化了VxWorks的文件大小，因此將對單板機(jī)的Flash大小要求降到最低。這種方法同時使用戶程序在不同BSP間的移植變得非常簡單。
唯一需要注意的是，如果在生成了bootrom和VxWorks之后，希望通過更新.o來更新VxWorks中包含的用戶程序，不僅需要重新運(yùn)行makea.bat和重新制作usrAPI.a，還需要在命令行下輸入makeclean，將VxWorks和bsp目錄下(不含子目錄，因此用戶程序生成的.o程序不受影響)所有的*.o、*.rpo、VxWorks*、bootrom*、stdt.c、symtbl.c和depead.(bspaame)刪除，然后再運(yùn)行makeall.bat。因?yàn)榫幾g時會自動檢查bootrom和VxWorks的存在以及原BSP目錄下文件有沒有改變，如果存在并沒有改變，則認(rèn)為沒有重新編譯的必要。這樣運(yùn)行makeA.bat不會更新bootrom和VxWorks，而使用makeclean之后，系統(tǒng)檢測不到bootrom和VxWorks的存在，就會重新編譯了。如果覺得在命令行下輸入太麻煩，希望每次都強(qiáng)制更新，只需要在makeall.bat程序最開頭加上一行makeclean就可以了。
結(jié)語
本文介紹了VxWorks操作系統(tǒng)的軟件制作方法，分別提出了基于.c的靜態(tài)鏈接、基于.o的靜態(tài)鏈接和基于.a的動態(tài)鏈接編譯方法，并比較了各自的優(yōu)劣。著重推薦了基于檔案庫.a的動態(tài)鏈接編譯方法，應(yīng)用該方法使文檔管理方便、最終軟件被優(yōu)化到最小、并且十分有利于用戶程序在不同BSP間的移植，十分適用于制作結(jié)合用戶程序的自啟動VxWorks。 本信息來源：CAD教育網(wǎng) www.cadedu.com
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