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VxWorks 及其应用开发

VxWorks 及其应用开发. 陈香兰 xlanchen@ustc.edu.cn http://staff.ustc.edu.cn/~xlanchen 2006 年 7 月. 课程内容. VxWorks 和 Tornado 简介 任务和任务间通信 信号、中断处理与定时机制 调试环境与实例分析 网络编程 VxWorks 操作系统配置. 信号、中断处理与定时机制. xlanchen@2006.7.18. 1 、信号. VxWorks 支持软件信号功能，任何任务和 ISR 都可向指定任务发信号 获得信号的任务立即挂起，并在下次调度运行时转去执行指定的信号处理程序。

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VxWorks 及其应用开发

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Presentation Transcript

  1. VxWorks及其应用开发 陈香兰 xlanchen@ustc.edu.cn http://staff.ustc.edu.cn/~xlanchen 2006年7月

  2. 课程内容 • VxWorks和Tornado简介 • 任务和任务间通信 • 信号、中断处理与定时机制 • 调试环境与实例分析 • 网络编程 • VxWorks操作系统配置

  3. 信号、中断处理与定时机制 xlanchen@2006.7.18

  4. 1、信号 • VxWorks支持软件信号功能，任何任务和ISR都可向指定任务发信号 • 获得信号的任务立即挂起，并在下次调度运行时转去执行指定的信号处理程序。 • 信号处理程序的运行使用接收者的上下文和堆栈 • 当任务被阻塞时，信号处理程序仍然可以被唤醒

  5. 与任务间通信相比，信号机制适合于错误和异常处理与任务间通信相比，信号机制适合于错误和异常处理 • 可以将信号处理程序作为ISR看待： • 信号与中断都是异步的 • 任何可能导致阻塞的函数均不能在信号处理程序中调用（信号处理程序能够调用的函数与ISR中能够安全使用的函数一样）

  6. Wind内核支持两种类型的信号接口 • UNIX BSD风格的信号 • POSIX兼容的信号 • 建议：编程时不要混合使用不同的接口形式

  7. 1.1、基本的信号接口

  8. sigInit() • 在调用任何信号接口之前，必须先使用sigInit初始化信号函数库。 • 正常情况下，在中断允许之前，在程序usrConfig.c的usrInit函数中调用

  9. 基本信号接口提供31个不同的信号，使用sigVec()或sigAction()可为信号指定一个信号处理程序基本信号接口提供31个不同的信号，使用sigVec()或sigAction()可为信号指定一个信号处理程序 UNIX BSD 当信号到来时，指定的信号处理程序将被运行 指明信号处理程序对应的信号 指明信号处理程序 保存对应信号原来的信息

  10. sigaction与sigvec差别不大 sigVec中的struct sigvec和sigaction中的struct sigaction 都在signal.h中定义

  11. kill()将一个信号发给指定的任务

  12. sigsetmask()、sigblock()、sigprocmask()用来屏蔽信号 UNIX BSD 31个信号使用一个int类型的数可以表示， 其中每位代表一个信号 Sigsetmask设置任务的信号屏蔽信息为mask， mask中某个位为1就表示对应位的信号将被屏蔽

  13. UNIX BSD 与sigsetmask的区别，sigblock在原有的基础上增加 一些需要被屏蔽的信号，而sigsetmask是设置操作

  14. Sigprocmask使用how参数指明对信号屏蔽信息要执行的操作，包括：Sigprocmask使用how参数指明对信号屏蔽信息要执行的操作，包括： SIG_BLOCK, SIG_UNBLOCK, SIG_SETMASK

  15. 1.2 POSIX信号队列 • sigqueue()提供与kill()类似的功能：向任务发送信号 • sigqueue()将发送给任务的多个信号排队，而kill仅仅提交一个信号

  16. 接收信号的另外一种手段（POSIX 1003.1b） • sigwaitinfo()允许接收一个信号，而不用注册信号处理程序 • 当信号到来时，sigwaitinfo()返回信号的值，而不会调用信号处理程序（尽管可能已经注册了信号处理程序） //返回值

  17. sigtimedwait()与sigwaitinfo()相似，但允许设置超时参数sigtimedwait()与sigwaitinfo()相似，但允许设置超时参数

  18. 信号使用举例

  19. 2、中断服务程序 • 硬件中断的处理是实时系统设计的最重要、最关键的问题 • 一个中断往往对应着一个外部事件，系统通过中断与外部事件交互 • 中断响应时间应该尽可能快，因此VxWorks的ISR运行在特定的上下文中（在所有任务上下文之外） • 因此中断处理不会涉及任何任务上下文的交换 • VxWorks的库intLib和intArchLib提供中断函数

  20. 2.1 设置中断处理程序 • VxWorks提供intConnect()函数，将指定的C函数与任意指定的中断相关联 intConnect()中指定的C函数routine与指定的中断向量vector相联系， 当中断发生时就会调用routine并使用parameter作为routine的参数

  21. 中断处理程序routine在中断级以supervisor方式调用中断处理程序routine在中断级以supervisor方式调用 • 建立一个合适的C环境 • 保存必要的寄存器 • 建立堆栈 • 中断处理程序不能调用任何可能引起阻塞和执行I/O操作的操作系统函数

  22. 事实上，中断向量不是直接指向intConnect()指定的C函数事实上，中断向量不是直接指向intConnect()指定的C函数 • intConnect()将创建一小段代码 • 保存必要的寄存器 • 设置堆栈入口 • 包含将要传递的参数 • 这段代码或者在一个特殊的堆栈或者在当前任务的堆栈中被调用

  23. 当中断处理函数运行结束，返回时 • 这段代码先恢复寄存器和堆栈 • 然后退出中断

  24. 中断处理过程

  25. 2.2 中断堆栈 • 中断在特殊的上下文中运行 • 有的体系结构允许所有的ISRs使用相同的中断堆栈，有的不允许 • 无论哪种情况，堆栈必须足够大 • 能够处理正常和最坏情况下中断的嵌套 • 使用checkStack()可以查看一个任务堆栈的使用情况，或整个系统堆栈的使用情况

  26. 2.3 ISR的特殊限制 • 由于ISR不是在规则的任务上下文中运行，例如 • 没有TCB • 所有的中断共享一个堆栈 • 因此ISR不能调用可能引起阻塞的函数 • 下表列出了ISR可以调用的函数

  27. 2.4 中断与任务的通信 • VxWorks支持运行在中断级的ISR直接与一般任务进行通信 • 由于ISR能够调用的函数有限制，只能通过如下方法通信 • 共享存储区、环缓冲 • 部分信号量（ISR只能释放） • 消息队列，可以发送，若队列满则丢弃 • 管道，可以写，若管道满则丢弃 • 信号，可以发信号

  28. 中断处理程序举例

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