VxWorks内核、设备驱动与BSP开发详解

第1部分　VxWorks的开发环境

第1章　使用Tornado　2

1.1　概述　2

1.2　Tornado的安装目录　2

1.3　创建一个工程　4

1.3.1　可加载工程和可引导工程　4

1.3.2　实例：创建可加载工程　5

1.3.3　实例：创建可引导工程　7

1.4　更加有效率地工作　8

1.4.1　开发环境基本设置　8

1.4.2　实例：设置一个更熟悉的编辑器　10

1.4.3　使用Tcl语言定义工具　11

第2章　编译工程——Builder　13

2.1　编译工程及Boot Rom　13

2.1.1　编译工程　13

2.1.2　编译Boot Rom　15

2.1.3　实例：制作软盘引导盘　15

2.1.4　深入1：批处理文件mkboot　17

2.1.5　深入2：制作U盘引导盘　18

2.1.6　深入3：制作硬盘引导盘　21

2.1.7　深入4：制作一个引导ROM　21

2.1.8　实例：多系统并存　23

2.2　深入编译环境　24

2.2.1　创建的过程　24

2.2.2　抛弃IDE　25

2.2.3　使用Diab　26

2.3　了解MakeFile　26

2.3.1　MakeFile的作用　26

2.3.2　MakeFile格式　27

2.3.3　解决MakeFile所导致的错误　28

第3章　加载——FTP Server　29

3.1　FTP Server的设置　29

3.1.1　用户和权限　29

3.1.2　其他设置　30

3.1.3　实例：下载一个工程　30

3.2　从信息看状态　32

3.2.1　正常下载过程　32

3.2.2　下载失败的原因　33

3.3　从其他设备加载操作系统　35

第4章　管理工程——Work Space　36

4.1　管理文件　36

4.1.1　文件的位置　36

4.1.2　文件依赖关系　36

4.2　管理组件　37

4.2.1　VxWorks的各种组件　37

4.2.2　查找组件并修改属性　38

4.2.3　裁剪组件　39

4.3　编译选项　39

4.3.1　编译规则　40

4.3.2　宏定义　41

4.3.3　其他选项　42

第5章　连接目标机——Target Server　43

5.1　配置Target Server　43

5.1.1　基本配置内容　43

5.1.2　重要配置属性　44

5.2　实例：通过网络连接目标机　47

5.3　实例：配置串口连接主机　48

5.4　连接错误的解决办法　48

5.4.1　目标文件不正确　48

5.4.2　网络错误　49

5.4.3　目标机无响应　49

5.4.4　Target Server缓冲池不足　50

5.4.5　网络速度慢　50

第6章　交叉调试——Debugger　51

6.1　基本调试过程　51

6.1.1　运行Debugger　51

6.1.2　发起任务　52

6.1.3　连接任务　52

6.2　断点　53

6.2.1　设置断点　53

6.2.2　管理断点　54

6.3　独特的查看功能　55

6.3.1　源代码与汇编混合查看　55

6.3.2　调试命令行　56

6.3.3　其他功能　57

6.4　系统级调试设置　57

第7章　浏览目标机资源——Browser　58

7.1　Browser所提供的信息　58

7.1.1　Browser的设置　59

7.1.2　目标机信息　59

7.2　实例：透过现象看调试　60

7.2.1　查看内存泄露　60

7.2.2　分配任务优先级　60

7.2.3　确定任务堆栈　61

7.2.4　查看中断挂接情况　61

7.2.5　查看任务状况　62

第8章　与目标机的交互——Shell及其他　64

8.1　Shell　64

8.1.1　Shell的常用特性　64

8.1.2　Shell的快捷操作　64

8.1.3　Shell的常用命令　67

8.1.4　Shell的环境变量　69

8.1.5　执行脚本　69

8.2　WindView　70

8.2.1　设置WindView　70

8.2.2　分析任务时序图　72

8.3　Triggering　75

8.3.1　Triggering设置　75

8.3.2　Triggering的使用　77

第9章　软件硬件同时开发——VxSim　78

9.1　集成的VxSim　78

9.1.1　VxSim适用范围　78

9.1.2　VxSim的配置　79

9.1.3　VxSim的中断系统　80

9.2　功能更强的Full VxSim　81

9.2.1　Full VxSim所需的网络配置　81

9.2.2　创建支持网络连接的Full VxSim映像　82

9.2.3　启动Full VxSim　83

9.2.4　运行多个Full VxSim　85

9.3　实例：在VxSim上运行程序　85

第2部分　内核分析和应用程序开发

第10章　管理任务——任务的状态　90

10.1　任务概况　90

10.1.1　任务状态　90

10.1.2　任务调度　92

10.1.3　任务优先级　93

10.2　生成和管理任务　94

10.2.1　任务控制API　94

10.2.2　销毁任务　95

10.2.3　控制任务状态的切换　95

10.3　深入：任务切换的深层原因　96

10.3.1　时钟中断和时间片调度　96

10.3.2　优先级抢占调度机制　98

10.3.3　任务控制块　99

第11章　任务间的交互——同步与通信　103

11.1　任务之间的交流　103

11.1.1　共享内存　103

11.1.2　互斥　106

11.1.3　信号量　107

11.1.4　消息队列和管道　110

11.1.5　使用网络的任务间通信　114

11.1.6　信号　115

11.2　实例：任务间交流　116

11.2.1　通过信号量实现互斥　116

11.2.2　信号量实现同步　117

11.2.3　管道与消息队列　118

11.3　其他通信手段　119

第12章　控制时间——系统计时　121

12.1　系统时间　121

12.1.1　系统时间的来源　121

12.1.2　与现实时间相联系　121

12.2　系统计时控制　122

12.3　看门狗计时器　124

12.3.1　实例1：看门狗计时　125

12.3.2　实例2：看门狗定时　125

12.3.3　实例3：看门狗延时　126

12.4　其他的计时方法　127

12.4.1　使用CPU时间戳计时　127

12.4.2　实例：计算CPU频率　128

第13章　存储信息——访问文件系统　129

13.1　VxWorks中的文件系统　129

13.1.1　操作文件的办法　129

13.1.2　实例：文件操作　132

13.1.3　深入：打开文件的过程　134

13.1.4　深入：读取文件的过程　135

13.1.5　文件系统的作用　136

13.1.6　文件系统的特殊功能　138

13.1.7　文件系统的安装流程　138

13.2　文件系统分析　139

13.2.1　dosFs　139

13.2.2　rawFs　142

13.2.3　cdromFs　143

13.2.4　tapeFs　144

13.3　深入：如何提高访问效率　144

13.4　实例：支持多硬盘分区　145

第14章　与外界的交互——控制硬件　147

14.1　驱动程序管理　147

14.1.1　文件、设备、驱动程序　147

14.1.2　驱动管理3张表　148

14.1.3　驱动及设备的管理　152

14.2　访问硬件的手段　152

14.2.1　创建设备　152

14.2.2　操作设备　154

14.3　操作硬件　155

14.3.1　实例：测试用程序　155

14.3.2　多设备异步通信——select　161

14.4　VxWorks中的隐含设备　162

第15章　联通的世界——访问网络　164

15.1　VxWorks中的网络组件　164

15.1.1　层次结构　164

15.1.2　基本组件　166

15.1.3　实例：配置网络　167

15.1.4　操作路由表　171

15.1.5　Zbuf　173

15.1.6　使用标准I/O访问函数　174

15.2　实例：网络编程　175

15.2.1　建立TCP连接　175

15.2.2　建立UDP连接　178

15.2.3　使用Zbuf访问TCP　181

15.2.4　创建及使用FTP　183

第16章　VxWorks程序设计　186

16.1　资源　186

16.1.1　资源的有效利用　186

16.1.2　资源的保护　187

16.2　优先级安排　188

16.3　保证时间特性　189

第3部分　驱动开发与原理

第17章　硬件资源——操作硬件　192

17.1　硬件访问　192

17.1.1　内存访问　192

17.1.2　通用的内存映射程序　193

17.1.3　I/O端口访问　196

17.2　中断　197

17.2.1　轮询方式　197

17.2.2　中断　198

17.2.3　中断号与中断向量　201

17.2.4　中断复用　201

17.2.5　中断处理中的问题　202

17.3　访问特定硬件的API　203

17.3.1　访问PCI　203

17.3.2　中断相关的API　205

第18章　大道至简——字符设备　207

18.1　字符设备驱动程序　207

18.1.1　字符设备驱动程序的数据结构　207

18.1.2　字符设备驱动程序的接口　209

18.1.3　中断处理　215

18.1.4　安装驱动程序和创建设备　215

18.1.5　支持Select功能　217

18.2　实战字符设备开发　218

18.2.1　板卡介绍　219

18.2.2　程序实现　219

第19章　永久的记忆——块设备　232

19.1　块设备驱动程序的结构　232

19.2　块设备驱动程序的接口　234

19.3　安装块设备驱动程序　236

第20章　联通的基础——网络设备　237

20.1　网络设备的数据结构　237

20.2　网络数据传递　239

20.3　网络设备接口层　242

20.3.1　endLoad　243

20.3.2　endUnload　244

20.3.3　endSend　244

20.3.4　endMCastAddrAdd、endMCastAddrGet和endMCastAddrDel　245

20.3.5　endPollSend、endPollReceive　245

20.3.6　endStart　246

20.3.7　endStop　246

20.3.8　endAddressForm　246

20.3.9　endAddrGet　246

20.3.10　endPacketDataGet　247

20.3.11　endIoctl　247

20.4　中断模式下接收数据　248

20.5　网络设备驱动程序的安装　249

第21章　USB设备——USB 1.1支持　251

21.1　USB工作过程　251

21.2　USB外设端协议栈　252

21.2.1　USB外设端协议栈结构　252

21.2.2　USB外设端协议栈实现　253

21.2.3　USB外设端协议驱动层的使用　255

21.2.4　USB外设端控制器驱动程序　263

21.2.5　再看“回调函数”　267

21.3　USB主机端协议栈　268

21.3.1　USB主机端协议栈结构　268

21.3.2　USB主机端协议栈使用　269

21.3.3　USB主机端驱动程序　272

第22章　USB设备——USB 2.0支持　277

22.1　设备端协议栈　277

22.2　主机端协议栈　283

22.2.1　USBD与驱动程序　284

22.2.2　与已有程序的兼容　286

第4部分　板级支持包流程与移植

第23章　多样化的主板——板级支持包BSP　288

23.1　引导过程　288

23.2　BSP的流程　289

23.2.1　BSP的作用和结构　289

23.2.2　BSP初始化硬件　292

23.3　BSP移植　293

23.3.1　实现BSP所需要的工作　293

23.3.2　BSP中的系统接口　294

23.4　实例：BSP包移植　295

23.4.1　开始移植BSP前的准备　296

23.4.2　提供中断控制器接口　297

23.4.3　提供时钟接口　297

23.4.4　提供硬件访问接口　299

23.4.5　提供设备支持——实时钟、GPIO等　299

23.4.6　提供设备支持——串口　301

23.4.7　提供设备支持——网络　304

第24章　珠联璧合——BSP与开发环境的结合　306

24.1　配置工具与BSP的关系　306

24.1.1　CDF文件分析　306

24.1.2　Tornado下通过cdf文件对VxWorks进行配置的过程　312

24.2　自制BSP配置　313

24.2.1　实例：增加自定义文件夹结构　313

24.2.2　创建组件的一般步骤　316

附录　新的VxWorks　318

FL.1　新开发环境　318

FL.1.1　新的界面　318

FL.1.2　新的开发工具　319

FL.1.3　开发环境的扩展　320

FL.1.4　与Tornado的对比　320

FL.2　新特性　321

FL.2.1　实时进程RTP　321

FL.2.2　错误检测与报告　323

在嵌入式行业飞速发展的今天，嵌入式操作系统的应用越来越广泛，VxWorks具有良好的实时性，被大量应用于航空、通信、国防、工业控制、网络设备、医疗设备、消费电子等嵌入式实时应用领域。　　本书共24章，按照初学者学习的一般步骤，详细介绍了VxWorks的开发环境、内核分析和应用程序开发、驱动程序开发与原理和板级支持包流程与移植，每章均配以实例进行讲解。　　本书语言通俗、实例丰富、代码分析详尽，有较强的实用性和参考价值，适合大专院校嵌入式相关专业学生学习参考，也可供嵌入式开发人员和系统设计人员参考使用。