RTOS(程序员-开发环境).ppt

1,RTOS编程培训,2,课程目的,掌握RGOS线程调度的基本原理 熟练应用IPC进行多线程开发 掌握RGOS的中断和定时器管理机制 掌握RGOS内存管理的正确使用方法 学会搭建RGOS的编程环境，掌握基本的嵌入式开发和调试技能,3,考核方式,笔试(闭卷) 60% 上机 40% 编程练习 上机调试,4,课程内容,开发环境与调试方法 系统调度、中断与线程间通信 多线程开发常见问题、定时器与内存管理,5,学习指导,RGOS的一些基本概念注意理解和区分 理解并掌握各种机制的应用场合 对开发过程中的约束和注意事项要牢记 接口只要在要用的时候会用即可,参考资料,Operating System Concepts Abraham Silberschatz Peter Baer Galvin,Greg Gagne John Wiley & sons,Inc. 操作系统概念高等教育出版社 Real-Time Concepts For Embedded Systems Qing Li,Caroline Yao CMP Books 嵌入式系统的实时概念北京航空航天大学出版社 /platform/howto/index.html /platform/api/index.html,7,开发环境与调试方法,开发环境 开发基本流程 子系统 常用调试方法,开发环境,host 主机平台 X86 + Windows/Linux,Target 目标平台 PPC/MIPS/ARM,9,交叉编译,在A平台上编译生成B平台运行的程序 交叉编译器 为什么要交叉编译？ 目标平台缺乏编译环境 目标平台未建立 目标平台不支持直接主机编译（资源限制）,10,编译链接环境,Cygwin 下载地址： ftp:/user42/#应用软件#/编译工具类/Cygwin-20050107.rar 安装方式 略 交叉编译器 PPC：ftp:/user42/#应用软件#/编译工具类/gcc-compile/gcc3.4.4-ppc-eabi/ 其他：需要时再找 安装方式： 解压缩到cygwin的根目录下 将交叉编译器的bin目录添加到系统环境变量“path”中,11,启动引导方式,交换机：三级引导 Boot - Ctrl - Main 路由器：二级引导 Bootloader - Main 为什么需要多级引导？ Boot：功能最简单，负责初始化最基本的运行环境。仅能使用串口进行对外交互。 Ctrl/Bootloader：相对Boot增加了网口驱动，文件系统等功能。 Main：功能最丰富，包括了各种上传应用协议等等。,12,代码结构,根目录,kernel,arch,driver,include,target,ppc,mips,pci,i2c,arch,driver,project,mpc82xx,sibyte,s57,r36,main,boot,ctrl,s57,build,conf,r36,arch,kernel,driver,target,存放配置结果,存放编译链接产生的 中间文件和最终文件,源代码文件,Program,Project,编译工程,13,开发环境与调试方法,开发环境 开发基本流程 子系统 常用调试方法,14,开发基本流程,第一步：编写源代码（略） 第二步：编写源码相关的配置文件（包括makefile文件） 第三步：进行工程配置 第四步：编译 第五步：将编译生成的程序载入到目标板上 第六步：运行程序,15,基础知识：几种重要的文件类型,主config.in文件 位置：./scripts/ 作用：生成配置结果文件(.config)以及头文件(autoconf.h) 主makefile文件 位置：根目录下 作用：根据配置结果文件确定需要编译哪些子目录，并将这些子目录的.o文件链接成最终的目标文件,16,基础知识：几种重要的文件类型,config.in文件 位置：各个模块所在目录 作用：对当前模块进行配置，以支持模块的卸载和添加 makefile文件 位置：各个源文件所在目录 作用：根据配置确定该目录下的哪些源文件和子目录需要被编译 以上两个文件统称为该模块的配置文件,17,基础知识：几种重要的文件类型,Rules.make 位置：根目录下 作用：确定编译的依赖规则，并根据配置文件逐层递归遍历每个目录下的各个子目录，编译生成对应的.o文件,18,如何进行配置和编译,例子：S57主程序的配置 （Program：main； Project：s57） 1. 进入/project/main/s57/目录 2. 执行./makes config命令 3. 根据提示进行配置 4. 执行./makes命令进行编译,19,第二步：编写配置文件,配置项的命名 必须以“CONFIG_”开头。 建议是“CONFIG_模块名_变量名” 的格式 配置项的定义 define_bool bool define_int int define_string string define_hex hex,20,第二步：编写配置文件,配置项定义 例子： hex The alloc limits of packet buffer CONFIG_PACKET_ALLOC_MAX 0x4000 define_bool CONFIG_CPM2PIC y bool Support PCI CONFIG_PCI string Default main file name CONFIG_MAIN_FILE int How Many processors? CONFIG_NR_CPUS 2 2 4,The alloc limits of packet buffer (CONFIG_PACKET_ALLOC_MAX) 4000 (NEW) 5000,Support PCI (CONFIG_PCI) N/y/? (NEW) Y,Default main file name (CONFIG_MAIN_FILE) (NEW),How Many processors? (CONFIG_NR_CPUS) 2 (NEW) 5 Input error How Many processors? (CONFIG_NR_CPUS) 2 (NEW) 4,21,第二步：编写配置文件,config.in文件中使用的条件判断 bool Open SYSTEM Debug CONFIG_SYS_DEBUG if “$CONFIG_SYS_DEBUG“ = “y“ ; then define_bool CONFIG_SYS_ASSERT y fi config.in文件的包含关系 bool Support redundancy? CONFIG_RDND if “$CONFIG_RDND“ = “y“ ; then include kernel/rdnd/config.in fi,22,第二步：编写配置文件,配置项的最终保存方式 Program/Project/conf/.config（配置结果文件） 以makefile中变量的形式保存所有的配置项 用于指导makefile中的编译和链接 Program/Project/conf/autoconf.h（配置结果头文件） 以C语言中宏定义的形式保存所有的配置项 按模块分解成多个.h，用于源文件中,23,第二步：编写配置文件,Makefile文件的一般格式： O_TARGET := _sub_xxx.o #注意：xxx为当前目录名 subdir-y := d1 d2 #我想编译当前目录下的哪些子目录 obj-y := y1.o y2.o #我想编译当前目录下的那些文件 EXTRA_CFLAGS += -Wall override EXTRA_INCLUDE += -I$(TOPMK)/./include #我还想将哪些目录作为系统头文件目录（可用包含） include $(TOPDIR)/Rules.make #这个必须加,24,第二步：编写配置文件,Makefile中如何使用配置项 如：/driver/makefile中的一部分 O_TARGET := _sub_driver.o subdir-y := async subdir-$(CONFIG_I2C) += i2c subdir-$(CONFIG_MTD) += mtd subdir-$(CONFIG_PCI) += pci # 当.config文件中CONFIG_PCI=y时，实际上就等于： # subdir-y+=pci,25,第二步：编写配置文件,Makefile中如何使用配置项 Ifeq (“$(CONFIG_UART_LL)“, “y“) obj-y += uart_debug.o else obj-y += uart.o Endif 思考：能否使用obj- $(CONFIG_UART_LL)这种方式？,26,第三/四步：配置与编译,命令 配置：makes config 编译：makes 进行配置操作后生成的文件 Program/Project/conf/.config（配置结果文件） Program/Project/conf/autoconf.h（配置结果头文件） 进行编译操作后生成的文件 xxx.bin_ 可执行程序 xxx.disasm.gz 压缩后的反汇编文件 其他文件,27,示例：如何添加一个新的模块,1. 新的模块目录就位 2. 编写模块内部的配置菜单config.in 3. 编写这个新目录内的Makefile 4. 添加这个新模块的加载菜单 5. 修改上一级目录的Makefile,28,示例：如何添加一个新的模块,例子：在driver目录下加入AAA设备的驱动模块. （假设该模块代码包括a1.c和a2.c） 1. 确定AAA设备驱动模块所在的位置(/driver/aaa/目录下) 2. 编写AAA模块的配置菜单（/driver/aaa/config.in）： comment AAA Driver config # # AAA driver module config # bool use A1 COFNIG_AAA_A1 bool use A2 COFNIG_AAA_A2,29,示例：如何添加一个新的模块,3. 编写aaa模块的makefile文件（/driver/aaa/makefile）： O_TARGET := _sub_aaa.o subdir-y := obj-y := obj- $(CONFIG_AAA_A1) += a1.o obj- $(CONFIG_AAA_A2) += a2.o include $(TOPDIR)/Rules.make,30,示例：如何添加一个新的模块,4. 修改driver模块的配置文件（ /driver/config.in ）： 在/driver/config.in中加入对AAA的配置 bool Support AAA CONFIG_AAA # Config AAA if “$CONFIG_AAA“ = “y“ ; then include driver/aaa/config.in fi 5. 修改上一级目录的makefile（ /driver/makefile ）： 在/driver/makefile中加入 subdir-$(CONFIG_AAA) += aaa,31,第五步：载入程序,Boot下更新程序的方法 按Ctrl + b进入Boot模式 使用Xmodem更新Boot或Ctrl Ctrl/Bootloader下载入程序的方法 Ctrl + c进入Ctrl模式或Bootloader模式 使用Xmodem或TFTP功能更新Ctrl/Bootloader或Main 注意：Boot/Bootloader/Ctrl不得轻易更新，否则会导致设备无法启动。 Xmodem/TFTP的具体操作请参见各模式下的帮助信息（使用help命令）,32,开发环境与调试方法,开发环境 开发基本流程 子系统 常用调试方法,33,子系统介绍,为何要使用子系统 可卸载性 模块的初始化 子系统的类型 不可卸载的子系统 - 内存管理模块 可卸载的子系统 - 一些协议模块,34,子系统初始化阶段划分,基础类初始化,链路层初始化,网络层初始化,应用层初始化,驱动初始化,最终阶段,基础类 (SUBSYS_CLASS_BASIC): 被后续所有模块依赖的模块并且不依赖于任何其他应用模块,链路层模块(SUBSYS_CLASS_LINKLAYER)： 链路层框架、链路层协议（不含驱动）,网络层模块(SUBSYS_CLASS_NETWORKLAYER)： 网络层框架和协议。,应用层模块(SUBSYS_CLASS_APPLICATION)： 网络层框架和协议。,驱动（SUBSYS_CLASS_DRIVER）： 各种驱动，如PCI等,最终阶段（SUBSYS_CLASS_LAST）： 从初始化顺序上讲必须位于上述阶段之后的模块,35,可卸载子系统的创建,1. 编写子系统 2. 编写配置文件 3. 修改makefile文件,36,编写子系统,1. 明确本模块需要在哪个阶段初始化 2. 明确子系统的依赖关系和初始化顺序关系 3. 明确本模块的初始化函数,37,子系统的定义,SUBSYS_DEFINE_00(subsysname,SUBSYS_CLASS_XXX, 1, xxx_init, dependance, sequence); dependance 子系统所依赖的其他子系统。 若所依赖的子系统不存在，那么该子系统不能被初始化。 sequence 子系统初始化之前需要先初始化的子系统列表。 列表中的子系统如果不存在，不会影响到该子系统的初始化,38,子系统的定义,例子： SUBSYS_DEFINE_00(a1, SUBSYS_CLASS_DRIVER, 1, a1_init, “pci”, NULL); SUBSYS_DEFINE_00(a2, SUBSYS_CLASS_LINKLAYER, 1, a2_init, NULL, NULL); SUBSYS_DEFINE_00(a3, SUBSYS_CLASS_LAST, 1, a3_init, “a1, a2”, “a1, a2”);,39,子系统示例：Hello World,static void hello_main(unsigned long argc, void *argv) while (1) printk(“Hello World!n“); sleep(HZ); static void init_helloworld() printk(KERN_INFO “Start hello world task.n“);