VxWorks程序开发实践 (2008 年度畅销榜NO.437 )

本书介绍了嵌入式实时多任务操作系统VxWorks及其主机环境Tornado，并实践性地描述了其上的程序开发过程。书中详细介绍了VxWoks各个重要的组件，包括多任务环境、内存管理、IO系统(包括字符设备)、文件系统和网络通信等。并在每一章的最后都有常见问题解答(FAQ)，帮助读者及时地解决开发过程中遇到的问题。
本书主要面向有一定VxWorks经验或嵌入式经验的软件开发人员，但是部分章节对初学者也非常有帮助，如一些基本概念和一般开发过程。本书能够帮助VxWorks软件开发人员更好地使用平台，并理解其内部工作机制，扩展平台功能。

第1章 Wind River 1
1.1 风河系统公司简介 1
1.2 实时操作系统VxWorks简介 1
1.3 Wind River的产品系列 3
1.4 Wind River Platform系列 7
1.5 Wind River产品的成功范例 10
1.6 Wind River服务支持途径 11

第2章 Tornado 13
2.1 初识环境 13
2.1.1 安装 13
2.1.2 目录与文件 15
2.1.3 帮助文档 15
2.2 基本结构 17
2.3 工程管理 19
2.3.1 工程创建 21
2.3.2 源文件引用 23
2.3.3 组件配置 24
2.4 编译器 27
2.4.1 编译配置 27
2.4.2 Makefile规则 30
2.4.3 库使用 31
2.4.4 命令行编译 31
2.5 调试器 32
2.5.1 图形界面 33
2.5.2 命令行 35
2.5.3 目标模块调试 35
2.6 WindSh 36
2.6.1 WindSh结构 37
2.6.2 WindSh特点 37
2.6.3 WindSh内部命令 39
2.6.4 解释器TCL 42
2.7 辅助调试工具 42
2.7.1 Browser 42
2.7.2 VxSim 45
2.8 Target Server 46
2.8.1 配置和启动 46
2.8.2 虚拟IO 50
2.8.3 TSFS 52
2.8.4 Tornado Registry 52
2.9 辅助小工具 53
2.10 常见问题解答 55

第3章 VxWorks 58
3.1 初识系统 58
3.1.1 VxWorks特性 59
3.1.2 VxWorks组件介绍 59
3.1.3 主机上VxWorks相关目录和文件 60
3.1.4 VxWorks库模块 62
3.1.5 VxWorks与其他RTOS的比较 62
3.2 VxWorks与目标机 63
3.3 VxWorks与主机 63
3.4 符号表 65
3.4.1 symLib和symlib 66
3.4.2 符号表初始化 67
3.4.3 符号表同步 69
3.4.4 错误状态 71
3.5 Linker和Loader 73
3.5.1 静态连接 73
3.5.2 动态加载 74
3.5.3 loadLib与loadlib 75
3.5.4 目标模块管理 76
3.5.5 加载方式 77
3.5.6 模块卸载 85
3.6 目标机Shell 86
3.6.1 tShell创建 86
3.6.2 tShell使用 87
3.6.3 tShell辅助调试 90
3.6.4 脚本支持 91
3.6.5 tShell与wShell的区别 92
3.6.6 Console和虚拟Console 93
3.6.7 usrLib和usrFsLib 93
3.6.8 最终产品tShell问题 95
3.6.9 用户定制Shell 96
3.7 其他组件 99
3.7.1 ANSI C库 100
3.7.2 数据结构组件 100
3.7.3 复位支持库 101
3.7.4 可选组件 101
3.8 常见问题解答 102

第4章 多任务环境 107
4.1 任务概念 107
4.1.1 任务控制块 107
4.1.2 任务变量 108
4.1.3 环境变量 109
4.1.4 任务栈 110
4.1.5 任务选项 110
4.1.6 任务状态 110
4.1.7 任务调度 111
4.1.8 任务函数库 114
4.1.9 任务功能扩展 114
4.1.10 系统任务 115
4.2 中断处理 115
4.2.1 中断封装 116
4.2.2 系统时钟 117
4.2.3 辅助时钟 119
4.2.4 代码限制 119
4.2.5 中断通知 119
4.2.6 用户中断 120
4.3 异常处理 120
4.3.1 异常处理库 121
4.3.2 异常信号 122
4.4 线程间通信 122
4.4.1 共享数据结构 122
4.4.2 信号量 123
4.4.3 消息队列 126
4.5 常见问题解答 127

第5章 内存管理 130
5.1 基本概念 130
5.2 VxWorks中的内存布局 131
5.2.1 BootRom运行时的内存布局 132
5.2.2 VxWorks运行时的内存布局 133
5.3 内存分配算法 134
5.4 VxWorks中内存操作API函数 136
5.5 Flash存储器 139
5.6 内存管理单元和VxVMI 141
5.6.1 虚拟内存 141
5.6.2 基本MMU的支持 142
5.6.3 VxVMI 143
5.7 高速缓存[Cache] 145
5.7.1 Cache的结构 145
5.7.2 Cache的操作 145
5.7.3 Cache的工作过程 145
5.8 NVRAM 146
5.9 内存的检验 147
5.9.1 利用内存读写验证内存 147
5.9.2 利用d和memShow命令查看内存 147
5.9.3 使用Browser查看内存 148
5.10 常见问题解答 150

第6章 I/O系统 155
6.1 概述 155
6.1.1 系统结构 155
6.1.2 文件 156
6.1.3 文件描述符 156
6.1.4 标准文件描述符 156
6.2 I/O接口 157
6.2.1 基本I/O 157
6.2.2 带缓存I/O 158
6.2.3 格式I/O 159
6.3 I/O内部管理 160
6.3.1 系统启动 160
6.3.2 I/O系统初始化 161
6.3.3 驱动程序初始化 161
6.3.4 创建设备 162
6.3.5 设备的访问 163
6.4 VxWorks的设备和驱动 167
6.4.1 串行I/O设备 168
6.4.2 管道设备 169
6.4.3 伪内存设备 169
6.5 串口驱动 169
6.5.1 ttyDrv和tyLib 171
6.5.2 xxDrv 172
6.5.3 加载流程 174
6.6 常见问题解答 175

第7章 文件系统 177
7.1 系统结构 177
7.1.1 应用接口 178
7.1.2 IO系统 182
7.1.3 CBIO 183
7.2 本机文件系统 187
7.2.1 dosFs 187
7.2.2 其他 190
7.3 块设备 191
7.3.1 概述 191
7.3.2 ramDrv 193
7.3.3 软盘 194
7.3.4 硬盘 195
7.3.5 TureFFS 195
7.3.6 memDrv 200
7.4 常见问题解答 201

第8章 网络通信 202
8.1 概述 202
8.2 网络驱动 203
8.2.1 网络驱动加载配置 204
8.2.2 增加第二块网卡 206
8.2.3 添加新的网卡驱动程序 208
8.3 Socket程序设计 208
8.3.1 概念的引入 209
8.3.2 客户/服务器模式 210
8.3.3 Socket函数 213
8.3.4 服务器程序结构 226
8.4 网络服务 227
8.4.1 FTP服务器 228
8.4.2 Telnet服务器 229
8.5 常见问题解答 229

第9章 建立开发环境 233
9.1 主机和目标机 233
9.2 板级支持包[BSP] 235
9.3 系统启动 239
9.4 程序映像 241
9.4.1 映像类型 242
9.4.2 映像格式 244
9.4.3 映像组织 248
9.5 BootRom建立 249
9.5.1 BSP定制 249
9.5.2 选择BootRom的启动方式 252
9.5.3 选择VxWorks的加载方式 254
9.5.4 BootRom建立 256
9.5.5 BootRom运行 257
9.6 MFC5272 BootRom实例 258
9.6.1 目标系统 258
9.6.2 主机环境 258
9.6.3 设计目标 262
9.6.4 编辑 263
9.6.5 编译 270
9.6.6 调试 270
9.6.7 发布 271
9.7 PC104/486 BootRom实例 271
9.7.1 目标系统 271
9.7.2 主机环境 272
9.7.3 设计目标 272
9.7.4 编辑 272
9.7.5 编译 279
9.7.6 调试 279
9.7.7 发布 279
9.8 建立开发环境 280
9.8.1 调试方式 280
9.8.2 Hello World 281
9.9 常见问题解答 283

第10章 程序开发实践 285
10.1 Tornado扩展 285
10.1.1 工程组织 285
10.1.2 Tornado API 285
10.1.3 CDF组件定制 287
10.1.4 编辑器 291
10.1.5 版本控制 293
10.1.6 静态检查 297
10.1.7 代码文档 297
10.1.8 UML 298
10.1.9 其他功能扩展 300
10.2 调试实践 302
10.2.1 多任务调试 302
10.2.2 Shell调试功能 305
10.2.3 WindView调试 307
10.3 编程实践 312
10.3.1 OSAL的VxWorks实现实例 312
10.3.2 通用通信层实现实例 323
10.4 移植实践 336
10.4.1 多操作系统移植 337
10.4.2 升级到Tornado 2.2 338
10.4.3 goAhead移植实例 339
10.5 常见问题解答 341

附录 参考资源 343
A.1 参考文献 343
A.2 基础书籍 344
A.3 网络资源 345

VxWorks是美国WindRiverSystem公司的产品，在通信、网络、工业、消费电子、军事等领域都有广泛的应用。本书介绍了嵌入式实时多任务操作系统VxWorks及其主机环境Tornado，并实践性地描述了其上的程序开发过程。 本书主要面向有一定VxWorks经验或嵌入式经验的软件开发人员，但是部分章节对初学者也非常有帮助，如一些基本概念和一般开发过程。希望能帮助VxWorks软件开发人员更好地使用平台，并理解其内部工作机制，扩展平台功能。 本书主要针对VxWorks基本平台进行描述。而WindRiver的其他扩展产品都依赖于该平台，并和特定应用领域有关，对此，书中只做简单介绍，如WFC、VxMP、VxFusion和VxDCOM等。另外还有丰富的嵌入式开发第三方产品，书中也不做描述。 本书不特别针对某个硬件平台，主要进行硬件无关性描述。如果有硬件平台假设，则为PCI04/486或MFC5272。软件平台介绍的是VxWorks5．4版本和Tornad02．0版本。 本书相对其他VxWorks书籍和参考资料的优点如下。 1．最明显的特点就是中文化，关于VxWorks的参考资料，很多都是英文的，不利于开发人员快速阅读，建立基本概念。 2．本书不是简单的手册翻译，而是作者数年宝贵开发经验的总结，有价值的东西很明显。虽然手册是主要的参考资源，但对于学习VxWorks来说，却太过生硬，和实际的开发过程不对应。 3．本书是VxWorks相关主题的有机综合，避免了同一个主题分散在多本书籍，不便参考。 4．书中各处都有对VxWorks相关资源的参考指导，可作为读者查阅各种资料的总索引。 5．书中的所有内容都融合了作者的经验和理解，对读者的实践过程有很强的指导作用。 6．常见问题(FAQ)的收集，可以帮助读者及时地解决开发过程中遇到的问题。 本书共包括10章，各章节的排列是相对VxWorks开发的自然分类，与VxWorks的组件结构对应，部分章节按库条目组织，而且只对常用库函数做描述，注重基本原理的介绍。 第1章“WindRiver”，介绍WindRiver公司及其产品。让读者了解VxWorks的背景、应用领域和成功范例等，以及VxWorks在WindRiver产品系列中的基础地位和可能配合其应用的扩展产品。 第2章“Tornado”，介绍VxWorks的主机开发工具Tornado，让读者建立工作环境的第一印象。 第3章“VxWorks”，介绍VxWorks操作系统，描述一些基本组件。 第4—8章，详细介绍VxWorks各个重要的组件，包括多任务环境、内存管理、IO系统(包括字符设备)、文件系统和网络通信等。 第9章“建立开发环境”，指导读者建立基于硬件的嵌入式交叉开发环境，讲述了BSP的基本概念和定制步骤，说明了BootRom的建立，并列举了典型实例。 第10章“程序开发实践”，描述VxWorks程序开发实践中需要特别注意的内容，包括Tornado扩展、调试实践、编程实践和移植实践等，带领读者进入真正的VxWorks程序开发。 本书由陈智育主编，主要的编写人员有温彦军(完成第6章、第8章、第9．7节和第10．4．3小节的写作)和陈琪(完成第1章和第5章的写作)等。在本书的写作过程中，得到了任建福、于青松、姜海涛、李庆华、郝刚和陈磊等同事的大力支持和孙运权老师的教学实践建议，以及“电子产品世界”论坛(http：//bbs．edw,com．cn)网友的鼓励，在此一并表示感谢。在编写过程中，我们力求精益求精，但难免存在不足之处，恳请读者予以指正。如果在使用本书时遇到任何问题，可以发E-mail到amine@263．net或tangqian@ptpress．com．cn，我们将及时给您回复。