使用VxWorks的一些总结.docx
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使用VxWorks的一些总结
使用VxWorks的一些总结
摘要:
本文主要介绍VxWorks操作系统的集成环境Tornado的使用,介绍了PPC平台和X86平台上Tornado1.0.1集成环境的使用。
内容包括:
Tornado集成环境的安装,X86平台上目标机启动软盘的制作;PPC平台上bootrom的制作;一般的使用流程;编译链接;任务调试模式使用;系统调试模式使用。
涉及到的工具主要有CrossWind、Browser、Target Server 、Target Agent、 WindSh、Editor。
1、概述
VxWorks操作系统的集成环境叫Tornado。
Tornado集成环境提供了高效明晰的图形化的实时应用开发平台,它包括一套完整的面向嵌入式系统的开发和调测工具。
Tornado环境采用主机-目标机交叉开发模型,应用程序在主机的Windows环境下编译链接生成可执行文件,下载到目标机,通过主机上的目标服务器(Target Server)与目标机上的目标代理(Target Agent)的通信完成对应用程序的调试、分析。
它主要由以下几部分组成:
VxWorks高性能的实时操作系统;
x 应用编译工具;
x 交互开发工具;
下面对Tornado集成环境的各组件功能分别介绍:
x Tornado开发环境
Tornado是集成了编辑器、编译器、调试器于一体的高度集成的窗口环境,同样也可以从Shell窗口下发命令和浏览。
x WindConfig:
Tornado系统配置
通过WindConfig可选择需要的组件组成VxWorks实时环境,并生成板级支持包BSP的配置。
通过修改config.h可以实现WindConfig的所有功能,并且,可以实现WindConfig不能实现的功能。
x WindSh:
Tornado外壳
WindSh是一个驻留在主机内的C语言解释器,通过它可运行下载到目标机上的所有函数,包括VxWorks和应用函数。
Tornado外壳还能解释常规的工具命令语言TCL。
WindSh不仅可以解释几乎所有的C语言表达式,而且可以实现所有的调试功能。
它主要有以下调试功能:
下载软件模块;删除软件模块;产生任务;删除任务;设置断点;删除断点;运行、单步、继续执行程序;查看内存、寄存器、变量;修改内
存、寄存器、变量;查看任务列表、内存使用情况、CPU利用率;查看特定的对象(任务、信号量、消息队列、内存分区、类);复位目标机。
x 浏览器
Tornado浏览器可查看内存分配情况、任务列表、CPU利用率、系统目标(如任务、消息队列、信号量等)。
这些信息可周期性地进行更新。
x CrossWind:
源码级调试器
源码级调试器CrossWind提供了图形和命令行方式来调试,可进行指定任务或系统级断点设置、单步执行、异常处理。
有些功能如修改内存、寄存器、变量的值通过菜单操作是无法实现的,需要在WindSh中执行原语操作实现。
x 驻留主机的目标服务器
目标服务器管理主机与目标机的通信,所有与目标机的交互工具都通过目标服务器,它也管理主机上的目标机符号表,提供目标模块的加载和卸载。
x Tornado注册器
所有目标服务器注册其提供的服务在注册器中。
注册器映射用户定义的目标名到目标服务器网络地址。
x VxWorks
Tornado集成了VxWorks操作系统。
x 目标代理程序
目标代理程序是一个驻留在目标机中的联系Tornado工具和目标机系统的组件。
一般来说,目标代理程序往往是不可见的。
3、MPC750/MCPN750上bootrom的制作
MPC750/MCPN750上的 bootrom用于初始化MPC750/MCPN750的硬件,通过网口加载 VxWorks 的内核映象。
因为MPC750/MCPN750的bootrom已经制作,如果没有特殊需要,不需重新制作bootrom。
制作MPC750/MCPN750上 bootrom的步骤:
x 在Tornado集成环境下,使用菜单命令Project | Make MCP750/MCPN750 | Comman Targets | clean删除以前生成的bootrom文件,使用菜单命令Project | Make MCP750/MCPN750 | Comman Targets | bootrom.hex生成bootrom文件。
生成的bootrom文件在相应的BSP目录中(MCP750为c:
\tornado\target\config\mcp750,MCPN750为c:
\tornado\target\config\mcpn750)
x 使用elftobin < bootRom > mcp750.bin 生成mcp750.bin 文件
x 启动TFTP服务器tftpd32.exe,设置下载文件(mcp750.bin)的目录
x 用PPCBug启动目标系统
x 运行并配置超级终端。
配置:
9600bps波特率、8位数据位、1位停止位、无校验位、无流量控制。
x 在超级终端中,使用niot命令修改客户(目标机)IP地址和服务器(主机)IP地址
x 使用niop命令设置加载的文件名(mcp750.bin)
x 使用pflash 4000:
FFF00 ff000100命令写FLASH B。
4、启动软盘制作
目标机启动软盘用于启动目标机,通过网口使用Ftp协议从主机下载VxWorks映象。
在X86平台上,一般使用启动软盘来启动目标机。
.1 .启动盘的制作
在实时应用系统的开发调测阶段,往往采用以PC机作为目标机来调测程序。
主机PC和目标机PC之间可采取串口或是网口进行联结。
由于大多数目标已配有网卡,网络联结成为最简单快速的连接方式。
串口联结虽通信速率不高,也有它自己的优点,系统级任务调试(如中断服务程序ISR)需使通信方式工作在Polled 模式,网口联结就不支持,因此可以裁剪掉系统中网络部分,以使VxWorks系统更小,满足目标板的内存约束。
下面分别对这两种通信方式下目标机VxWorks系统启动盘的制作作一简要介绍(以PC机为目标系统)。
串口通信时目标机VxWorks系统启动盘的制作步骤:
1.修改通用配置文件\\Tornado\target\config\pc486\config.h.
在config.h文件中加入以下宏定义:
#define INCLUDE_WDB
#define INCLUDE_WDB_TTY_TEST
#undef WDB_COMM_TYPE
#define WDB_COMM_TYPE WDB_COMM_SERIAL /*定义通信方式为串口联结*/
#define WDB_TTY_CHANNEL 1 /*通道号*/
#define WDB_TTY_BAUD 9600 /*串口速率,可设置至38400*/
#define WDB_TTY_DEV_NAME "tyCo/1"
#define CONSOLE_TTY 0
#define DEFAULT_BOOT_LINE \
"fd=0,0(0,0)hostname:
/fd0/vxWorks h=主机ip e=目标机ip u=主机上的登录用户名"
2. 在Tornado集成环境中执行菜单命令Project | Make PC486 | Common Targets | clean删除以前生成的文件,执行菜单命令Project | Make PC486 | Boot Rom Targets | bootrom_uncmp编译链接生成bootrom_uncmp ;再选择VxWorks Target,编译生成vxworks。
3.拷贝\\Tornado\target\config\pc486\bootrom_uncmp至\\Tornado\host\bin下;
4.重命名文件bootrom_uncmp为bootrom;
5.准备一张已格式化的空盘插入软驱;
6.在目录\\Tornado\host\bin下执行命令 mkboot a:
bootrom;
7.拷贝\\Tornado\target\config\pc486\VxWorks至软盘;
8.将系统制作盘插入目标机软驱,加电启动目标机即载入VxWorkst系统。
网口通信时目标机VxWorks系统启动盘的制作步骤:
1.配置目标机网卡,设置其中断号和输入输出范围(I/O地址);
2.修改通用配置文件\\Tornado\target\config\pc486\config.h.
针对不同的网卡,其名称不同,如NE2000及其兼容网卡为ENE,3COM以太网卡为ELT,Intel网卡为EEX。
在config.h文件中修改相应网卡类型(如网卡为3COM网卡)的定义部分:
#define IO_ADRS_ELT 网卡I/O地址
#define INT_LVL_ELT 网卡中断号
并且修改#define DEFAULT_BOOT_LINE的定义:
#define DEFAULT_BOOT_LINE \
"elt(0,0)主机标识名:
C:
\\tornado\\target\\config\\pc486\\vxWorks h=主机IP e=目标机IP u=登录用户名 pw=口令 tn=目标机名"
DEFAULT_BOOT_LINE宏定义,使缺省配置符合自己的调试环境
#define DEFAULT_BOOT_LINE \
"ene(0,0)host:
c:
/tornado/target/config/pc486/vxWorks h=129.9.75.39 e=129.9.49.7 u=x86 pw=x86 tn=x86"
ene(0,0) /* 启动设备为网卡 */
host /* 主机标识,可以任意填写,不影响启动过程 */
c:
\tornado\target\config\pc486\vxWorks /* 需要从主机加载的映象文件 */
h=129.9.75.39 /* 主机的IP地址 */
e=129.9.49.7 /* 目标机的IP地址 */
u=x86 /* 用户名,主机的Ftp服务器必须有相应的同名用户 */
pw=x86 /* 密码,必须与主机的Ftp服务器相应的同名用户的密码相同*/
tn=x86 /*目标名,可以任意设置,不影响启动过程*/
3.主机信息的确定(可无)
主机操作系统Win95安装目录下有一文件hosts.sam,向其中加入:
主机IP 主机名
目标机IP 目标机名
4.在Tornado集成环境中点取Project菜单,选取Make PC486,选择Common Target,先进行clean操作;再选择Boot Rom Target,进行bootrom_uncmp操作;再选择VxWorks Target,进行vxworks操作。
5.拷贝\\Tornado\target\config\pc486\bootrom_uncmp至\\Tornado\host\bin下;
6.重命名文件bootrom_uncmp为bootrom;
7.准备一张已格式化的空盘插入软驱;
8.在目录\\Tornado\host\bin下执行命令 mkboot a:
bootrom ;
9.启动Tornado组件FTP Server,在WFTPD窗口中选择菜单Security中的User/right...,在其弹出窗口中选择New User...,根据提示信息输入登录用户名和口令,并且要指定下载文件vxWorks所在根目录;还必选取主菜单Logging中Log options,使Enable Logging、Gets 、Logins 、Commands 、Warnings能。
10.将系统制作盘插入目标机软驱,加电启动目标机即通过FTP方式从主机下载VxWorkst系统。
2)主机Tornado环境配置
串口联结时主机Tornado开发环境的目标服务器配置操作如下:
1.在Tornado集成环境中点取Tools菜单,选取Target Server,选择config...;
2.在Configure Target Servers窗口中先给目标服务器命名;
3.在配置目标服务器窗口中的"Change Property"窗口中选择Back End,在"Available Back"窗口中选择wdbserial,再在"Serial Port"窗口中选择主机与目标机连接所占用的串口号(COM1,COM2),再在"Speed(bps)"窗口中选择主机与目标机间串口速率。
4. 在配置目标服务器窗口中的"Change Property"窗口中选择Core File and Symbols,
选择File为BSP目标文件所在目录(本例为PC486目录)的VxWorks.st,并选取为All Symbols.
5.在配置目标服务器窗口中的"Change Property"窗口中的其它各项可根据需要选择。
网口联结时主机Tornado开发环境的目标服务器配置操作如下:
1.在Tornado集成环境中点取Tools菜单,选取Target Server,选择config...;
2.在Configure Target Servers窗口中先给目标服务器命名;
3.在配置目标服务器窗口中的"Change Property"窗口中选择Back End,在"Available Back"窗口中选择wdbrpc,在"Target IP/Address"窗口中输入目标机IP。
4. 在配置目标服务器窗口中的"Change Property"窗口中选择Core File and Symbols,
选择File为BSP目标文件所在目录(本例为PC486目录)的VxWorks,并选取为All Symbols.
5.在配置目标服务器窗口中的"Change Property"窗口中的其它各项可根据需要选择。
以上的串口和网口联结配置完成后,可按以下步骤和目标机建立连接:
1.点击Launch按钮,连接主机和目标机,全部出现successed后即可进入应用程序调试。
2.点击图形按钮中下拉框,选择和主机相连的目标机。
3.选择Debugger菜单项中Download...,下载应用程序到目标板。
4. 选择Debugger菜单项中Run...,调测应用程序中某一任务或功能函数。
VxWorks系统目标机启动盘的制作步骤:
Ÿ 配置目标机网卡,设置其中断号和输入输出范围(I/O地址);
Ÿ 修改配置文件C:
\Tornado\target\config\pc486\config.h。
不同的网卡,其名称不同,如NE2000及其兼容网卡为ENE,3COM以太网卡为ELT,Intel网卡为EEX。
根据目标机的网卡类型、中断号、I/O地址修改config.h文件中的相应宏定义。
以下以NE2000网卡(中断号为10,I/O地址为0X300)为例说明配置过程。
#define IO_ADRS_ENE 0x300 /*网卡I/O地址*/
#define INT_LVL_ENE 0x0a /*网卡中断号*/
x 因为用软盘启动目标机无法保存修改的信息,修改config.h文件中的DEFAULT_BOOT_LINE宏定义,使缺省配置符合自己的调试环境
#define DEFAULT_BOOT_LINE \
"ene(0,0)host:
c:
/tornado/target/config/pc486/vxWorks h=129.9.75.39 e=129.9.49.7 u=x86 pw=x86 tn=x86"
ene(0,0) /* 启动设备为网卡 */
host /* 主机标识,可以任意填写,不影响启动过程 */
c:
\tornado\target\config\pc486\vxWorks /* 需要从主机加载的映象文件 */
h=129.9.75.39 /* 主机的IP地址 */
e=129.9.49.7 /* 目标机的IP地址 */
u=x86 /* 用户名,主机的Ftp服务器必须有相应的同名用户 */
pw=x86 /* 密码,必须与主机的Ftp服务器相应的同名用户的密码相同*/
tn=x86 /*目标名,可以任意设置,不影响启动过程*/
Ÿ 在Tornado集成环境中执行菜单命令Project | Make PC486 | Common Targets | clean删除以前生成的文件,执行菜单命令Project | Make PC486 | Boot Rom Targets | bootrom_uncmp编译链接生成bootrom_uncmp。
x 拷贝c:
\Tornado\target\config\pc486\bootrom_uncmp至c:
\Tornado\host\bin下;
x 重命名文件bootrom_uncmp为bootrom;
x 准备一张已格式化的空盘插入软驱;
x 在目录c:
\Tornado\host\bin下执行命令 mkboot a:
bootrom ;
x 启动盘制作完成
5、使用步骤
使用Tornado集成环境一般需要经过以下步骤:
Ÿ 运行TCP/IP端口管理器Portmapper(portmap.exe)
Ÿ 运行注册器Tornado Registry(wtxregd.exe)。
如果使用的是试用版,注意是否注册成功,是否修改了日期
Ÿ 运行并配置Ftp Server(wtfpd32.exe)。
点击菜单命令Security | Users | rights弹出配置窗口,点击New User,在New User弹出窗口加入需要加入的用户名(注意:
要与目标机bootrom或启动软盘设置一致),在改变密码弹出窗口设置该用户的密码(注意:
要与目标机bootrom或启动软盘设置一致),在Home Directory中设置相应的目录,MCP750为c:
\tornado\target\config\mcp750,MCPN750为c:
\tornado\target \config\mcpn750,X86为c:
\tornado\target\config\pc486 ,配置结束。
Ÿ 目标板上电或复位
Ÿ 在控制台(MCP750/MCPN750为超级终端,X86为目标机显示器)上可以看到启动信息。
如果需要修改,在等待用户配置时,按c键,进行相应修改。
(注意:
配置信息要与主机配置、Ftp服务器配置一致),修改结束后,按@键重新启动目标机。
Ÿ 运行Tornado(tornado.exe)
Ÿ 执行菜单命令Tools | Target Server | Configure,弹出目标服务器设置对话框,点击New产生一个新的配置。
设置Description域(可以任意设置);设置Target Server域(可以任意设置);在Change Property域选取Back End项(该项设置主机与目标机如何连接,缺省为网口连接,如果使用串口连接,需要修改configall.h文件,重新编译链接VxWorks映象),如果使用网口调试,选择wdbrpc,在目标IP名或地址域中给出目标机的IP名或地址(建议给出IP名,因为这样会快得多),如果给出的是IP名,需要在HOSTS文件中给出IP名与IP地址的对应关系,如果用串口调试,选择wdbserial,选择相应的串口和波特率(注意:
此处的串口是指主机的串口不是目标机的串口);在Change Property域选取Core File and Symbols项,选中File项输入相应的文件(MCP750c:
\tornado\target\config\mcp750\vxWorks,MCPN750为c:
\tornado\target \config\mcpn750\vxWorks,在X86平台上为c:
\tornado\target\config\pc486\vxWorks),点击Launch,运行目标服务器。
Ÿ 执行菜单命令File | New 创建一个新的文件,并打开编辑器Editor(该编辑器功能不是很强大,可以使用其它编辑器如Source Insight)。
Ÿ 单独编译生成的源文件,生成目标文件(.o),编译连接过程的详细介绍请见后面。
Ÿ 选取相应的目标服务器。
Ÿ 执行菜单命令Tools | Debugger运行调试器。
Ÿ 执行菜单命令Debug | Download下载要调试的目标文件(.o)
Ÿ 在Editor窗口设置断点。
Ÿ 执行菜单命令Debug | Run弹出对话框,要求输入调试入口函数,输入要调试的函数。
Ÿ 进行源码级调试
Ÿ 执行菜单命令Tools | Shell运行Shell。
可以在Shell窗口查看/修改全局变量、内存,查看任务列表、各模块使用内存的情况、对象(如任务、队列、信号量、定时器、内存分区)等信息。
Ÿ 执行菜单命令Tools | Browser运行Browser。
在Browser中可以查看任务列表、各模块使用内存的情况、对象(如任务、队列、信号量、定时器、内存分区)等信息。
6、编译链接
VxWorks的开发调试环境可以把VxWorks内核和应用分开,分别加载。
VxWorks内核在目标机启动过程中通过ftp协议加载到目标机中运行,应用模块在调试中动态下载,目标代理把下载的应用模块动态链接到系统中,应用模块的调试是通过在用户执行运行命令时提供入口函数实现的。
这样做的好处是需要调试哪个模块就下载那个模块调试,不需下载其它模块,前期调试一般使用这种编译方式。
VxWorks的开发调试环境也提供把应用模块与系统内核链接在一起,通过ftp协议加载执行。
这需要经过两个步骤:
把应用模块的入口代码加到usrConfig.c文件中的usrRoot函数的尾部;把应用模块编译链接到VxWorks内核中,这种编译链接方式一般用于后期调试。
下面分类对编译链接进行介绍
6.1 单个应用模块的编译
单个应用模块的编译可以通过使用菜单命令Project | Make Current Source File进行编译,要编译的源文件必须已经用Editor打开并且为当前窗口。
如果要编译的源文件所在目录没有makefile文件,系统会提示创建一个新的makefile文件,确定。
在弹出的创建缺省makefile窗口的CPU域选择相应的项(MCP750/MCPN750选择PPC604,X86选择I80486),在ADDED_FLAGS域输入-g,确定。
系统对源文件进行编译,生成目标文件(.o)。
生成的目标文件在Debugger环境中动态加载,与内核动态链接到一起。
6.2 系统内核vxWorks的编译链接
系统内核vxWorks是调试中使用最多的内核映象。
它被通过Ftp协议从主机加载到目标机中。
它的作用通常是进行软硬件初始化,等待加载应用模块,进行程序调试。
在Project菜单下,选择相应硬件平台的生成vxWorks的命令,进行编译链接。
在编译链接之前先使用clean命令删除以前生成的文件。
6.3 应用模块与系统内核一起编译链接
VxWorks的开发调试环境也提供把应用模块与系统内核链接在一起,通过Ftp协议加载,vxWorks内核自动执行应用模块。
这需要经过两个步骤:
把应用模块的入口代码加到usrConfig.c文件中的usrRoot函数的尾部;在makefile中把待生成的应用模块的目标文件名加到宏定义MACH_EXTRA中,再把相应的编
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