vxWorks文件系统详细介绍
vxWorks文件系统详细介绍资料
VxWorks为块设备（磁盘）的实时使用提供了两种本地文件系统：一种与MS-DOS文件系统相兼容，另一种与RT-11文件系统相兼容。
这些文件系统的支持库分别为dosFsLib和rt11FsLib。
VxWorks还提供了一种简单的raw文件系统，这个文件系统把整个磁盘作为一个单独的大文件。
这个文件系统的支持库是rawFsLib。
VxWorks还为不使用标准文件或目录结构的磁带设备提供了一个文件系统。
磁带卷被看作一个raw设备，整个卷就是一个大文件。
这个文件系统的支持库是tapeFsLib。
另外，VxWorks提供了一个文件系统支持库cdromFsLib，它允许应用程序从依照ISO9660标准文件系统格式化的CD-ROMs中读取数据。
在VxWorks中，文件系统不受块设备种类型或它的驱动程序的约束。
VxWorks块设备都使用一个标准接口，以便文件系统可以与设备驱动程序自由的混合。
做为选择，你可以写自己的能被驱动程序以相同方式使用的文件系统，只要在文件系统、驱动程序和I/O系统间遵循同样的标准接口。
VxWorks的I/O体系结构使得在一个VxWorks系统中可以有多样的文件系统，甚至其类型也可以不同。
块设备界面在3.9.4块设备中讨论。
1 与MS-DOS兼容的文件系统：dosFs使用dosFs文件系统格式化的磁盘与MS-DOS（直至6.2版本）磁盘是相兼容的。
由两个文件系统初始化的硬盘之间在格式上有细微区别。
然而，数据自身是兼容的，而且dosFs可被配置成使用MS-DOS格式化的磁盘。
DosFs文件系统向不同要求的实时应用程序提供了良好的适应性。
主要特点包括：l 文件和目录分等级排序，允许有效地组织，在一卷上可以创建任意数量的文件。
l 每个文件可以是连续存储或非连续存储的。
非连续存储的文件可使硬盘空间利用率更高，连续存储的文件可以增强系统性能。
l 具有与广泛可用的存储器和可恢复介质的兼容性。
应用VxWorks（不使用dosFs文件扩展名）、MS-DOS PCs和其它系统创建的磁盘可以自由的交换。
VxWorks操作系统基础(适合初学者阅读)2024新版
系统库（System Library）
提供一系列操作系统服务，如文件操作、网络协议栈等。
驱动程序（Device Drivers）
与硬件设备交互，实现对硬件设备的控制和管理。
内核组成及作用
内核组成及作用
01
内核的主要作用包括
02 管理系统资源，如CPU、内存、I/O设备等 。
06
VxWorks文件系统操作指南
文件系统类型及特点介绍
RAM-based File System
基于RAM的文件系统，读写速度快，但数据在 关机后丢失。
TrueFFS
Wind River特有的闪存文件系统，提供磨损均 衡和掉电保护功能。
ABCD
DOS File System (dosFs)
兼容MS-DOS的文件系统，支持FAT12、FAT16 和FAT32格式。
01
VxWorks操作系统概述
VxWorks操作系统定义
VxWorks是一款由美国风河公司（ Wind River）开发的嵌入式实时操 作系统（RTOS），专为需要实时响 应和高可靠性的应用而设计。
VxWorks提供了丰富的中间件和开发 工具，支持多种处理器架构和硬件平 台，广泛应用于航空、航天、通信、 医疗、工业自动化等领域。
在ISR中处理完中断事件后， 需要及时清除中断标志，避 免重复处理。
中断优先级设置和嵌套处理
01
VxWorks支持多级中断优先级，高优先级的中断可以打断低优先 级的中断处理。
02
中断优先级可以通过配置文件或动态调整进行设置，以满 足不同应用场景的需求。
03
在处理中断时，如果发生更高优先级的中断请求， VxWorks会自动保存当前中断的上下文信息，并跳转到更 高优先级的中断处理程序中。处理完成后，再恢复之前中 断的上下文信息并继续执行。这种机制称为中断嵌套处理 。
VxWorks操作系统简介
VxWorks操作系统简介VxWorks操作系统简介VxWorks操作系统是一种广泛应用于嵌入式系统开发的实时操作系统。
本文将详细介绍VxWorks操作系统的架构、特性、应用领域以及相关的法律名词注释。
一、VxWorks操作系统架构VxWorks操作系统采用分层架构，包括内核层、中间层以及外围应用层。
具体架构如下：⒈内核层：提供底层的操作系统服务，包括任务管理、内存管理、中断处理、设备驱动等。
内核层使用高度模块化的设计，可以根据需求选择性地加载不同的内核服务。
⒉中间层：提供更高层次的功能，如文件系统、网络协议栈、图形用户界面等。
中间层通过对内核接口的封装，提供更便捷的应用开发接口。
⒊外围应用层：包括用户应用程序和系统管理工具。
用户应用程序可以基于VxWorks操作系统的开发环境进行开发，并且通过内核和中间层提供的接口与系统进行交互。
二、VxWorks操作系统特性VxWorks操作系统有以下特点：⒈实时性：VxWorks操作系统被广泛应用于实时系统开发，具有快速响应、低延迟和可预测性等特性。
它使用了优化的调度算法和中断处理机制，确保系统对实时任务的及时响应。
⒉可靠性：VxWorks操作系统采用了可靠性设计和故障恢复机制，例如内存保护、任务隔离和异常处理等。
这些机制可最大限度地减少系统崩溃和错误的影响。
⒊可扩展性：VxWorks操作系统具有高度可扩展性，可以根据应用的需要进行灵活配置。
开发人员可以根据系统需求选择性地加载所需的内核服务和中间层模块，以达到最佳性能和资源利用。
⒋安全性：VxWorks操作系统提供了多层次的安全机制，包括权限控制、数据加密和访问控制等。
这些机制可以在网络和物理环境中保护系统不受未经授权的访问和攻击。
三、VxWorks操作系统的应用领域VxWorks操作系统在各行各业都有广泛的应用，特别适用于对实时性和可靠性要求较高的领域。
以下是一些典型的应用领域：⒈工业自动化：VxWorks操作系统被广泛用于控制系统和工业领域，如汽车制造、航空航天和机械制造等。
嵌入式操作系统VxWorks中TFFS文件系统的构建
嵌入式操作系统VxWorks中TFFS文件系统的构建摘要：目前的嵌入式系统多使用FLASH 作为主存，因此，如何有效管理FLASH上的数据非常重要。
文章以MX29LV160BT芯片为例，讨论了在VxWorks操作系统下NorFlash 上建立TFFS文件系统的一般步骤，从而为FLASH上的数据管理提供了理想的选择方式，同时也为开发者和用户升级程序提供了方便。
关键词：VxWorksFlashMTDTFFS文件系统嵌入式系统正随着Internet的发展而在各个领域得到广泛的应用，作为一个优秀的操作系统，VxWorks实现了比其他实时操作系统更好的有效性、商用性、可裁减性以及互操作性，广泛应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
如今越来越多的嵌入式操作系统中，通常都使用FLASH作为主存介质。
许多开发者和用户为了方便以后升级用户程序，通常在FLASH上建立TFFS文件系统，建立文件系统后，我们就可以象在windows操作系统下对硬盘操作一样，进行数据的拷贝、删除以及文件的建立等操作。
NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。
Intel于1988年首先开发出NORflash技术，彻底改变了原先有EPROM和EEPROM一统天下的局面。
NOR的特点是芯片内执行XIPexecuteInPlace，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。
NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，因此在嵌入式系统得到广泛的应用。
一、TFFS文件系统结构简介Tornado的TrueFFS是和VxWorks兼容的一种M-SystemsFlite实现方式，版本为。
它为种类繁多的flash存储设备提供了统一的块设备接口，并且具有可重入、线程安全的特点，支持大多数流行的CPU构架。
有了Tornado的TrueFFS，应用程序对flash存储设备的读写就好象它们对拥有MS-DOS文件系统的磁碟设备的操作一样。
第8章vxworks文件系统
– 设备名为文件系统名，如”/tffs0/” – 文件系统安装到IO系统中后，就可以用上层
库提供的接口函数进行操作了
嵌入式操作系统
2、文件系统类型
嵌入式操作系统
1.2 文件系统如何加入到I/O系统中
• 文件系统和IO系统的挂接同字符设备类似
– 把文件系统看作是一个字符设备驱动
• 以dosFs文件系统为例看文件系统如何加载？
– 在dosFsLib库中实现了I/O系统规定的7个标准函数
嵌入式操作系统
– dosFsLibInit中调用iosDrvInstall将7个函数指针填入 驱动程序表中，并得到一个驱动号 • 表中各函数的入口对应文件系统提供的相应函数
嵌入式操作系统
第8章 VxWorks文件系统
主要内容
1、文件系统结构 2、文件系统类型
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统
1、 文件系统结构
应用通过I/O系统提供的标准接口来访问文件系统
I/O系统
设备
open()
字符设备 设备A
create()
应
read()
用
程
write()
序
close()
ioctl()
• 文件系统与存储设备的硬件特性、系统需求等密 切相关
– 在嵌入式应用中，主要的存储设备为RAM(DRAM, SDRAM)、ROM和FLASH存储器
– Linux下常用的文件系统类型包括： cramfs, romfs, yaffs, jffs2, ramdisk, ramfs/tmpfs等
VxWorks之认识（转）
VxWorks之认识（转）Tornado是WindRiver公司开发的用于嵌入式开发的一组产品，它包括32位实时操作系统VxWorks，集成开发环境(IDE，包括编译器等)。
下面是我阅读完VxWorks相关文档后的一些个人认识。
一．VxWorks操作系统VxWorks时实时多任务的嵌入式操作系统，它主要包括任务调度、I/O功能、文件系统、中断管理、内存管理、网络功能、内存管理、BSP（系统启动模块）等。
它的多任务的实现是由中断驱动的，即在每个系统时钟中断中，实现任务的调度。
VxWorks中的任务有优先级的概念。
与其它嵌入式操作系统相比，它有如下优点：1．任务之间的切换快，任务间通信手段多样；2．中断响应的延时短；3．内存管理安全：VxWorks把内存分成很多区域，包括内核区、用户区，并且采用虚拟内存管理的方法，这样大大提高了系统的安全性，并且增加了堆栈溢出的判断；4． I/O功能丰富，硬件驱动全面；5．文件系统强大；6．网络功能全面；7．对任务的实时监控；8． BSP（启动模块）的支持；9．多CPU的支持；10．系统各模块是单独的库，可以根据需要加载。
下面就详细讲述各部分内容。
1．多任务功能：VxWorks的任务有优先级的概念，其任务调度也是基于优先级考虑的，是抢占式的，VxWorks的任务有256个等级，0—255，数目越小表示优先级越高。
高优先级的任务可以打断低优先级的任务而抢先执行，只有在高优先级的任务执行完后，低优先级的任务才可以执行。
其调度算法有两种：完全抢占式的和循环分配式的。
完全抢占式的是除了高优先级任务可以打断低优先级任务外，在相同优先级的任务之间，不可以相互打断，并且同优先级任务不是同时执行的，只有等该任务执行完后，与其相同优先级的任务才可以执行；循环分配式除了具有抢占功能之外，相同优先级的任务是可以同时执行的，即系统时间片是在它们之间平均分配的，这样，相同优先级的任务可以同时执行。
VxWorks系统启动过程及相应文件介绍
这种映象起初也和搬移程序一起固化在BOOT中。目标板上电后， 首先运行BOOT中的引导搬移程序，但仅将VxWorks映象的数据段和 BSS段拷贝到RAM地址RAM_LOW_ADRS处，映象的代码段仍旧留 在ROM中，从ROM中开始执行。如图3所示。 这种映象的优点是具有最快的引导速度，占用最少的RAM空间， 适用于RAM空间有限的目标板。但是由于该映象在ROM中运行，运 行速度在三种映象中是最慢的。
汇编级的硬件初始化程序romInit.s，用于系统的基本初始化，设
置一些重要寄存器的初始值，进行存储器的映射搬移程序bootInit.c， 将ROM引导程序拷贝至RAM的高端地址RAM_HIGH_ADRS，然后跳 转到此处执行ROM引导程序。
ROM引导程序起初存放在ROM中，初始化时被拷贝到RAM中，主 要用于系统的进一步初始化，并配置加载方式，将VxWorks映象加载至 RAM。可分为三种不同的类型： 压缩的ROM引导程序，在拷贝的过程中需要解压缩，在RAM中执行； 未压缩的ROM引导程序，可直接拷贝，在RAM中执行；
usrConfig.c : usrRoot( ) 初始化内存，系统时钟，I/O系统，标准输入输出错， 异常处理，添加用户应用程序
sysInit()
函 数
usrInit()
(a)锁住中断；(b)禁用缓冲； (c)用缺省值初始化系统中断表（仅i960); (d)用缺省值初始化系统错误表（仅i960); (e)初始化处理器寄存器到一缺省值; (f)使回溯失效；(g)清除所有悬置中断； (h)激活usrInit()，指明启动类型。 (a)对bss清零；(b)保存bootType于sysStartType; (c)调用excVecInit(),初始化所有系统和缺省中断向量； (d)依次调用sysHwInit(), usrKernelInit(),kernelInit().
VxWorks操作系统简介
VxWorks操作系统简介VxWorks操作系统简介1.VxWorks操作系统概述VxWorks是一种实时操作系统（RTOS），由美国风险通信公司（Wind River Systems）开发和销售。
它广泛应用于嵌入式系统、网络设备和航空航天等领域，以其高度可靠性、实时性和可定制性而闻名。
2.VxWorks操作系统的特点与优势2.1 实时性能：VxWorks具有优秀的实时性能，能够以微秒级的精确度响应任务，并能够满足各种实时应用的需求。
2.2 可定制性：VxWorks提供了丰富的可定制选项，开发人员可以根据具体需求选择合适的开发环境、编程语言和硬件平台。
2.3 可靠性：VxWorks采用可靠性架构，能够有效地处理系统错误和异常，提供稳定性能与高可靠性。
2.4 安全性：VxWorks支持多层次的安全机制，包括访问控制、数据加密和安全认证等，保护系统免受恶意攻击。
3.VxWorks操作系统的体系结构3.1 内核：VxWorks内核提供了操作系统的核心功能，包括任务调度、内存管理、中断处理等。
它是操作系统与硬件之间的核心接口。
3.2 文件系统：VxWorks支持多种文件系统，包括RAM文件系统、ROM文件系统和网络文件系统等。
这些文件系统可用于数据存储、配置文件管理和软件更新等方面。
3.3 设备驱动程序：VxWorks提供了丰富的设备驱动程序，用于管理和控制外设设备，如串口通信、网络接口和硬盘等。
3.4 网络协议栈：VxWorks内置了多种网络协议栈，包括TCP/IP协议栈和UDP协议栈等，以实现设备间的网络通信。
4.VxWorks操作系统的开发工具4.1 Tornado集成开发环境：Tornado是VxWorks的主要开发工具，提供了图形化界面和一系列的编译、调试和部署工具，简化了开发过程。
4.2 GNU工具链：VxWorks还支持GNU工具链，包括GCC编译器、GDB调试器和Make构建工具等，为开发人员提供更灵活的开发环境。
Vxworks 系统介绍
VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。
良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。
它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
在美国的F-16、FA-18 战斗机、B-2 隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上也使用到了VxWorks。
实时操作系统和分时操作系统的区别从操作系统能否满足实时性要求来区分，可把操作系统分成分时操作系统和实时操作系统。
分时操作系统按照相等的时间片调度迚程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计算迚程的优先级，而不是由用户控制迚程的优先级。
这样的系统无法实时响应外部异步事件。
实时操作系统能够在限定的时间内执行完所规定的功能，并能在限定的时间内对外部的异步事件作出响应。
分时系统主要应用于科学计算和一般实时性要求不高的场合。
实时性系统主要应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等对时间敏感的场合。
VxWorks的特点可靠性操作系统的用户希望在一个工作稳定，可以信赖的环境中工作，所以操作系统的可靠性是用户首先要考虑的问题。
而稳定、可靠一直是VxWorks的一个突出优点。
自从对中国的销售解禁以来，VxWorks以其良好的可靠性在中国赢得了越来越多的用户。
∙实时性实时性是指能够在限定时间内执行完规定的功能并对外部的异步事件作出响应的能力。
实时性的强弱是以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量的。
VxWorks 的实时性做得非常好，其系统本身的开销很小，迚程调度、迚程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效，它们造成的延迟很短。
VxWorks 提供的多任务机制中对任务的控制采用了优先级抢占（Preemptive Priority Scheduling）和轮转调度（Round-Robin Scheduling）机制，也充分保证了可靠的实时性，使同样的硬件配置能满足更强的实时性要求，为应用的开发留下更大的余地。
参考内容二VxWorksIO和文件系统
参考内容二VxWorksIO和文件系统参考内容二：VxWorks I/O和文件系统VxWorks I/O和文件系统1.VxWorks I/O系统概述2.I/O接口函数◆Basic I/O API◆Buffered I/O API◆Formatted I/O API3.文件系统1. VxWorks I/O系统简介VxWorks I/O系统用于为各种设备提供一个简单、统一和独立于设备的接口：◆面向字符的设备，如：终端或串口◆随机访问的块设备，如：磁盘◆虚拟设备，如：管道和套接字◆监视和控制设备，如：数字和模拟I/O设备◆网络设备，用于访问远端设备I/O设备的特性I/O设备通过设备驱动程序来使用大多数设备驱动程序执行相同的操作：◆向设备写数据◆从设备读数据VxWorks I/O系统提供了一种简单的设备独立和可移植的接口I/O系统支持重定向设备驱动程序是一个软件模块，用于设备管理VxWorks支持的设备串行I/O设备（Serial Devices）管道设备（Pipe Devices）存储器设备（Memory Devices）网络文件系统设备（NFS Devices）非网络文件系统设备（non-NFS Devices）CBIO接口（Core Cached Block I/O）块设备（Block Devices）套接字设备（Socket Devices）串行I/O设备ttyDrv两种终端设备◆tty：实际终端◆pty：仿真终端，伪终端，用于远程登录显示串行I/O设备实质上是串行的字节流，每个设备都有一个环buffer。
写I/O设备等于向环中写数据，读I/O设备等于从环中读数据管道设备pipeDrv用于任务间通信的虚拟设备管道设备通过管道驱动pipeDrv来管理创建管道的函数存储器设备memDrv可以让I/O系统访问象访问I/O设备一样访问存储器创建的时候指明存储器的位置和大小不需要实现文件系统提供高层的函数通过I/O函数读写绝对存储器空间网络文件系统（NFS）设备nfsDrv使用NFS协议访问远程主机上的文件client软件，从远程主机上读取文件server软件，向远程主机上写文件透明网络的概念：创建、打开和访问远程主机上的文件，就像访问本地磁盘上的文件一样。
Vxworks简介
Vxworks简介VxWorks 是美国Wind River System 公司（以下简称风河公司，即WRS 公司）推出的一个实时操作系统。
Tornado 是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似MicrosoftVisual C，但是提供了更丰富的调试、仿真环境和工具外文名VxWorks 开发时间1983年公司Wind River System（风河公司）产地美国产品类型实时操作系统开发环境Tornado1、简介VxWorks 操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。
良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。
它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2 隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器、2008年5月登陆的凤凰号，和2012年8月登陆的好奇号也都使用到了VxWorks上。
2、组成VxWorks操作系统有以下部件组成：内核多任务调度（采用基于优先级抢占方式，同时支持同优先级任务间的分时间片调度）任务间的同步进程间通信机制中断处理定时器和内存管理机制I/O 系统VxWorks 提供了一个快速灵活的与ANSI C 兼容的I/O 系统，包括UNIX 标准的Basic I/O （creat(),remove(),open(),close(),read(),write(),and ioctl().），Buffer I/O (fopen(),fclose(),fread(),fwrite(),getc(),putc()) 以及POSIX 标准的异步I/O。
VxWorks 包括以下驱动程序：网络驱动、管道驱动、RAM盘驱动、SCSI驱动、键盘驱动、显示驱动、磁盘驱动、并口驱动等。
VxWorks操作系统简介
通信机制——消息队列和管道
单处理器中任务间消息的传送采用消息队列 管道是一个虚拟的IO设备，是建立在消息队列上的，采用 标准的IO接口，能调用标准的I/O函数，进行管道打开、读 入和写入等操作。 消息队列和管道都会提供先入先出的缓冲（FIFO）以及同 步和互斥机制。 用于单个处理器中任务间的通讯，也可用于ISR与任务间的 通讯
Slip / PPP
内存管理
平坦模式(Flat Mode)
为什么不是段页式的管理？ 页式管理要有程序-内存的映射， 严重影响实时性
VxWorks系统支持静态分配和 动态分配相合的内存分配
低端内存区和VxWorks区采用静态 分配，而保证VxWorks的实时性和 稳定性。
内存分配采用first-fit算法 当增加硬件内存时，需要修改 sysPhysMemTop( ) (或调整 LOCAL_MEM_SIZE)
任务结构——任务控制块（TCB）
任务控制块用来描述一个任务，每一任务都与一 个TCB关联。
任务控制块里面包含了：当前状态、优先级、要等 待的事件或资源、任务程序码的起始地址、初始堆 栈指针
任务的“上下文”（context)。任务的上下文就 是当一个执行中的任务被停止时，所要保存的所 有信息。通常，上下文就是计算机当前的状态， 也即各个寄存器的内容。
vxworks
Vxworks操作系统（概要）一嵌入式操作系统概述（5 Min）1.嵌入式操作系统的形成●无操作系统的嵌入程序阶段这一阶段的嵌入式系统是以可编程控制器的形式、以单芯片为核心的系统，同时具有与一些监测、伺服、指示设备相配合的功能。
这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中，一般没有明显的被称为操作系统（RTOS）的支持，而是通过汇编语言编程对系统进行直接控制，运行结束后清除内存。
这一阶段系统的主要特点是系统结构和功能都相对单一，针对性强，但无操作系统支持，几乎没有用户接口。
●简单监控式的专用操作系统阶段这一阶段的嵌入式系统主要以嵌入式处理器为基础、以简单监控式操作系统为核心。
系统的特点是处理器种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高；系统一般配备系统仿真器，具有一定的兼容性和扩展性；操作系统的用户界面不够友好，其主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
●通用的嵌入式操作系统阶段以通用型嵌入式实时操作系统（RTOS）为标志的嵌入式系统。
如VxWorks、pSOS、OS-9、Windows CE就是这一阶段的典型代表。
这一阶段系统的特点是能运行在各种不同类型强大的微处理器上；具有强大的通用型操作系统的功能，如具备了文件和目录管理、多任务、设备支持、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的丰富的应用程序接口（API）和嵌入式应用软件丰富。
2.嵌入式操作系统特点概述●可移植性●可裁减性●可靠性●实时性●体积小、占用资源少3.现有的嵌入式操作系统简介●对几种主流操作系统进行简要介绍✧Windows Embedded族◆Windows Embedded操作系统产品家族由2种操作系统组成：WinCE、WinXP Embedded◆总体来看，Windows CE .NET是一个可定制的实时操作系统，能够用来快速构建下一代的智能、小巧的互联设备。
WindowsCE .NET可以运行在多种中央处理器（CPU）上，适用于各种设备类型：移动手持设备、瘦客户机、IP电话以及自动化工业控制设备。
VxWorksIO和文件系统
中科信软培训中心
八、VxWorks IO和文件系统
1. VxWorks I/O系统概述 2. I/O接口函数 – Basic I/O API – Buffered I/O API – Formatted I/O API 3. 文件系统
1. VxWorks I/O系统简介
VxWorks I/O系统用于为各种设备提供一 个简单、统一和独立于设备的接口： – 面向字符的设备，如：终端或串口 – 随机访问的块设备，如：磁盘 – 虚拟设备，如：管道和套接字 – 监视和控制设备，如：数字和模拟I/O设备 – 网络设备，用于访问远端设备
存储器设备
memDrv 可以让I/O系统访问象访问I/O设备一样访问存储 器 创建的时候指明存储器的位置和大小 不需要实现文件系统 提供高层的函数通过I/O函数读写绝对存储器空 间
网络文件系统（NFS）设备
nfsDrv 使用NFS协议访问远程主机上的文件 client软件，从远程主机上读取文件 server软件，向远程主机上写文件 透明网络的概念：创建、打开和访问远程主机 上的文件，就像访问本地磁盘上的文件一样。 mount到远程NFS文件系统上
串行I/O设备（Serial Devices） 管道设备（Pipe Devices） 存储器设备（Memory Devices） 网络文件系统设备（NFS Devices） 非网络文件系统设备（non-NFS Devices） CBIO接口（Core Cached Block I/O） 块设备（Block Devices） 套接字设备（Socket Devices）
2. I/O 接口函数
VxWorks操作系统概述
VxWorks操作系统概述(1) 无忧电子开发网VxWorks操作系统概述(1)1. VxWorks操作系统概述1.1. VxWorks 操作系统简介实时多任务操作系统是能在确定的时间内执行其功能，并对外部的异步事件作出响应的计算机系统。
多任务环境允许一个实时应用作为一系列独立任务来运行，各任务有各自的线程和系统资源。
VxWorks系统提供多处理器间和任务间高效的信号灯、消息队列、管道、网络透明的套接字。
实时系统的另一关键特性是硬件中断处理。
为了获得最快速可靠的中断响应，VxWorks系统的中断服务程序ISR有自己的上下文。
VxWorks实时操作系统由400多个相对独立的、短小精炼的目标模块组成，用户可根据需要选择适当模块来裁剪和配置系统，这有效地保证了系统的安全性和可靠性。
系统的链接器可按应用的需要自动链接一些目标模块。
这样，通过目标模块之间的按需组合，可得到许多满足功能需求的应用。
VxWorks操作系统的基本构成模块包括以下部分：·高效的实时内核WindVxWOrks实时内核（Wind）主要包括基于优先级的任务调度、任务同步和通信、中断处理、定时器和内存管理。
·兼容实时系统标准POSIXVxWOrks提供接口来支持实时系统标准P.1003.1b.·I/O系统VxWOrks提供快速灵活的与ANSI-C相兼容的I/O系统，包括UNIX的缓冲I/O和实时系统标准POSIX的异步I/O。
VxWOrks包括以下驱动：网络 --- 网络设备（以太网、共享内存）管道 --- 任务间通信RAM --- 驻留内存文件SCSI --- SCSI硬盘，磁碟，磁带键盘 --- PC x86键盘（BSP仅支持x86）显示器 --- PC x86显示器（BSP仅支持x86）磁碟 --- IDE和软盘（BSP仅支持x86）并口 --- PC格式的目标硬件·本机文件系统·I/O系统VxWorks的文件系统与MS-DOS、RT-11、RAM、SCSI等相兼容。
VxWorks简介
VxWork BSP 和启动过程开发BSP 主要的两点:系统image 的生成,image 的种类,image 的download 下载过程,系统的启动顺序和过程,调试环境的配置及远端调试的方式和方法,相应BSP 设置文件的修改(网络,串口..),BSP 各文件的组成和作用.要对系统底层驱动清楚,也就是对CPU 及相关的硬件有所了解.主要是32微处理器(上电启动过程, download image 的方式方法,读写ROM,地址空间分配,MMU,寄存器,中断定义,..).参照硬件资料,多读一些源码会有所帮助.Tornado 2 开发调试环境协议框图 主机开发(Host Development System) 目标机(Target System)Tornado 工具WTX 协议通信<==========> Editor Project S h e l lDebug g e r B r o w s erWindviTargetServer|Target Agent VxWor ks Target Simulat or WDB 协议通信 <==========> Application VxWorks OS VxWorks Target (WDB )Agentew两个主要两个协议WTX协议(Wind River Tool eXchange): 用于开发机内部Tornado工具与Target Server之间通信.WDB协议(Wind DeBug): 用于主机Target Server与目标机之间的通信.一.基本概念BSP定义:Provides VxWorks with primary interface to hardware environment.作用:在通电后,初始化硬件.支持VxWorks和硬件驱动通信.使hardware-dependent 和hardware-independent在VxWorks系统中很好的结合.主要BSP主要文件目录的组成及主要文件的作用:目录target/config/All:这个目录下的文件是所有BSP文件共享的,不是特别需要不要更改里面的任何文件. configAll.h:缺省定义了所有VxWorks的设置.如果不用缺省的设置,可在BSP目录下的config.h文件中用#define或#undef方式来更改设置.bootInit.c:在romInit.s后,完成Boot ROM的第二步初始化.程序从romInit.s中的romInit()跳到这个文件中的romStart().来执行必要的解压和ROM image的放置.bootConfig.c:完成Boot ROM image的初始化和控制.usrConfig.c: VxWorks image的初始化代码.目录target/config/comps/src:涉及系统核心的components,主要由target/config/All中usrConfig.c中函数调用目录target/config/bspname:包含系统或硬件相关的BSP文件.Makefile一些命令行控制images的生成,参见BSP设置部分及生成下载READMEBSP发布纪录,版本,总的文档config.h包括所有涉及CPU主板的设置及定义(includes,definations),参见BSP设置文件及生成下载configNet.h网络驱动的主要设置文件,主要对END驱动设置.romInit.s汇编语言文件,是VxWorks Boot ROM和ROM based image的入口,参见系统启动部分sysALib.s汇编语言文件,程序员可以把自己的汇编函数放在这个文件里,在上层调用.VxWorks image的入口点_sysInit在这个文件里,是在RAM中执行的第一个函数.sysLib.c包含一些系统相关的函数例程,提供了一个board-level的接口,VxWorks和应用程序可以以system-indepent的方式生成.这个文件还能包含目录target/config/comps/src的驱动. sysScsi.c可选文件用于Scsi设备设置和初始化.sysSerial.c可选文件用于所有的串口设置和初始化.bootrom.hexASIC文件包含VxWorks Boot ROM代码VxWorks运行在目标机上,完整的,连结后的VxWorks二进制文件.VxWorks.sym完全的,连结后带有符号表的VxWorks二进制文件VxWorks.st完全的,连结后,standalone,带有符号表的VxWorks二进制文件BSP用"make"来编译连接生成(Created),而不是用Tornado的工具.BSP和应用程序都可以在"make"或"tornade"上开发(developed)BSP被设置包括以下驱动:中断控制interrupt controller,计时器timer(sys/aux),串口UART(serial),显示屏LCD,键盘Keyboard(opt),触摸屏touch-screen(opt).前面三个是BSP的主要部分.BSP默认的download VxWorks RAM image方式是从ethernet.串口电缆需要用来和开发板(COM1)通信,通过协议WDB.VxWorks Image的种类:Loadable images.ROM-based images---compressed/uncompressed.ROM-Resident images.ROM-resident image 对一些系统内存RAM资源较少的情况下，为了节省资源，只拷贝image 中的数据部分(data segment)到内存RAM,留下程序部分(text segment)在ROM中执行。
vxWorks文件资料系统详细介绍
VxWorks为块设备（磁盘）的实时使用提供了两种本地文件系统：一种与MS-DOS文件系统相兼容，另一种与RT-11文件系统相兼容。
这些文件系统的支持库分别为dosFsLib和rt11FsLib。
VxWorks还提供了一种简单的raw文件系统，这个文件系统把整个磁盘作为一个单独的大文件。
这个文件系统的支持库是rawFsLib。
VxWorks还为不使用标准文件或目录结构的磁带设备提供了一个文件系统。
磁带卷被看作一个raw设备，整个卷就是一个大文件。
这个文件系统的支持库是tapeFsLib。
另外，VxWorks提供了一个文件系统支持库cdromFsLib，它允许应用程序从依照ISO9660标准文件系统格式化的CD-ROMs中读取数据。
在VxWorks中，文件系统不受块设备种类型或它的驱动程序的约束。
VxWorks块设备都使用一个标准接口，以便文件系统可以与设备驱动程序自由的混合。
做为选择，你可以写自己的能被驱动程序以相同方式使用的文件系统，只要在文件系统、驱动程序和I/O系统间遵循同样的标准接口。
VxWorks的I/O体系结构使得在一个VxWorks系统中可以有多样的文件系统，甚至其类型也可以不同。
块设备界面在3.9.4块设备中讨论。
1 与MS-DOS兼容的文件系统：dosFs使用dosFs文件系统格式化的磁盘与MS-DOS（直至6.2版本）磁盘是相兼容的。
由两个文件系统初始化的硬盘之间在格式上有细微区别。
然而，数据自身是兼容的，而且dosFs可被配置成使用MS-DOS格式化的磁盘。
DosFs文件系统向不同要求的实时应用程序提供了良好的适应性。
主要特点包括：l 文件和目录分等级排序，允许有效地组织，在一卷上可以创建任意数量的文件。
l 每个文件可以是连续存储或非连续存储的。
非连续存储的文件可使硬盘空间利用率更高，连续存储的文件可以增强系统性能。
l 具有与广泛可用的存储器和可恢复介质的兼容性。
应用VxWorks（不使用dosFs文件扩展名）、MS-DOS PCs和其它系统创建的磁盘可以自由的交换。
VxWorks操作系统简介.ppt
通信机制——信号量
Vxworks信号量提供最快速的任务间通信机制，它主要用 于解决任务间的互斥和同步。针对不同类型的问题，有三 种信号量： 二进制信号量，使用最快、最广泛，主要用于同步和互 斥 互斥信号量，主要用于优先级继承、安全删除和回溯 计数器
VxWorks系统简介
郭思 SX1401188
VxWorks系统简介
VxWorks应用背景 VxWorks系统体系结构 任务管理 通信机制 内存管理
VxWorks应用背景
VxWorks是美国Wind River System公司于1983年设计 开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS）。
BSP（Board Support Package）
BSP通常是指针对具体的硬件平台，用户所编 的启动代码和部分设备驱动程序的集合。 板级支持包对各种板子的硬件功能操作提 供了统一的软件接口，是保证VxWorks操作系 统可移植性的关键。它包括硬件初始化、中断 的产生和处理、硬件时钟和计时器管理、局域 和总线内存地址映射、内存分配等等。
Vxworks支持各种任务间的通信机制，提供多种多样 的任务间通信方式，主要有：
共享内存，主要是数据的共享； 信号量，用于基本的互斥和任务同步； 消息队列和管道，单CPU的消息传递； 二进制信号，用于异常处理； Socket和远程过程调用，用于网络间任务消息传
递。
通信机制——共享内存
任务间通信最简单的方法是采用共享存储区，也即相关的 各个任务分享属于它们的地址空间的同一内存区域。因为 所有的任务都存在于单一的线性地址空间，任务间共享数 据。全局变量、线性队列、环形队列、链表、指针都可被 运行在不同的上下文的代码所指向。
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VxWorks为块设备（磁盘）的实时使用提供了两种本地文件系统：一种与MS-DOS文件系统相兼容，另一种与RT-11文件系统相兼容。
这些文件系统的支持库分别为dosFsLib和rt11FsLib。
VxWorks还提供了一种简单的raw文件系统，这个文件系统把整个磁盘作为一个单独的大文件。
这个文件系统的支持库是rawFsLib。
VxWorks还为不使用标准文件或目录结构的磁带设备提供了一个文件系统。
磁带卷被看作一个raw设备，整个卷就是一个大文件。
这个文件系统的支持库是tapeFsLib。
另外，VxWorks提供了一个文件系统支持库cdromFsLib，它允许应用程序从依照ISO9660标准文件系统格式化的CD-ROMs中读取数据。
在VxWorks中，文件系统不受块设备种类型或它的驱动程序的约束。
VxWorks块设备都使用一个标准接口，以便文件系统可以与设备驱动程序自由的混合。
做为选择，你可以写自己的能被驱动程序以相同方式使用的文件系统，只要在文件系统、驱动程序和I/O系统间遵循同样的标准接口。
VxWorks的I/O体系结构使得在一个VxWorks系统中可以有多样的文件系统，甚至其类型也可以不同。
块设备界面在3.9.4块设备中讨论。
1 与MS-DOS兼容的文件系统：dosFs使用dosFs文件系统格式化的磁盘与MS-DOS（直至6.2版本）磁盘是相兼容的。
由两个文件系统初始化的硬盘之间在格式上有细微区别。
然而，数据自身是兼容的，而且dosFs可被配置成使用MS-DOS格式化的磁盘。
DosFs文件系统向不同要求的实时应用程序提供了良好的适应性。
主要特点包括：l 文件和目录分等级排序，允许有效地组织，在一卷上可以创建任意数量的文件。
l 每个文件可以是连续存储或非连续存储的。
非连续存储的文件可使硬盘空间利用率更高，连续存储的文件可以增强系统性能。
l 具有与广泛可用的存储器和可恢复介质的兼容性。
应用VxWorks（不使用dosFs文件扩展名）、MS-DOS PCs和其它系统创建的磁盘可以自由的交换。
如果分区表被说明，那么硬盘也是兼容的。
l 具有从有dosFs文件系统的本地SCSI设备引导VxWorks的能力。
l 可以使用比通常MS-DOS允许的8个字符的文件名加3个字符的扩展名更长的文件名。
l NFS（网络文件系统）的支持。
1.1磁盘组织MSDOS/ dosFs文件系统提供了一种以灵活方式组织磁盘数据的方法。
它维护指定目录、每个包含文件或其它的目录的等级设置。
文件可以被设置其搜索路径；文件扩展时，新的磁盘空间被自动分配。
分配给一个文件的磁盘空间不必一定是连续的，这样可以使磁盘空间浪费最小。
然而，为了提高它的实时性，dosFs文件系统允许连续空间被预先个别地分配给文件，从而使查找操作最块，行为更加确定。
MS-DOS/dosFs文件系统的通常组织结构如图1，其中的多个单元在下面的部分论述。
图1 MS-DOS磁盘组织-------------------------------引导扇区扇区0-----------------------------文件分配表（FAT)-----------------------------根目录------------------------文件和子目录----------------------------簇在MS-DOS/dosFs文件系统中，分配给文件的磁盘空间由一个或多个磁盘簇组成。
一个簇为一组连续的磁盘扇区。
软盘通常由两个扇区组成一簇；固定硬盘由更多的扇区组成一簇。
文件系统可以一次分配的最小的磁盘空间为一簇。
虽然每簇有巨大数量的扇区允许在固定大小的文件分配表（ FAT；见文件分配表）中描述一个巨大的磁盘，但是这可能会导致磁盘空间的浪费。
引导扇区MS-DOS/dosFs硬盘或磁盘的第一个扇区称为引导扇区。
其中包含有多种配置数据。
其中一些数据域描述硬盘的物理性质（例如总扇区数），另外一些域描述文件系统变量（例如根目录的大小）。
引导扇区信息在初始化时写入磁盘。
dosFs文件系统可以使用在另一个系统上初始化过的磁盘（例如，在MS-DOS PC上使用FORMAT），或者VxWorks可以使用ioctl()调用中的FIODISKINIT函数初始化磁盘。
随着MS-DOS标准的发展，多样的域被加入到引导扇区的定义中。
VxWorks 下的磁盘初始化使用MS-DOS 5.0版本定义的引导扇区域。
MS-DOS 初始化硬盘时，在引导扇区中加入一个分区表。
而VxWorks不创建这样一个表。
所以两个系统初始化的硬盘是不同的。
如果设备的块补偿参数创建程序将超出分区表范围的数据指向数据区的第一个字节，那么VxWorks可以读取被MS-DOS 格式化的磁盘文件。
文件分配表每个MS-DOS/dosFs卷包含一个文件分配表（FAT）。
对每一个分配给文件或目录的磁盘上的簇，FAT中都有一个条目。
当簇没有使用过时（可分配），它的条目值为零。
如果簇分配给一个文件，它的条目值是文件下一部分的簇号。
如果簇位于文件的最后，它的条目值是-1。
所以，文件或目录的表述由一个FAT条目链表组成。
如2例所示，一个文件由簇2、300和500组成。
簇3是没有使用过。
注意：dosFs不映射坏的磁盘扇区到FAT中图2：FAT条目此主题相关图片如下：FAT的每个条目占12或16位。
最多包含4085簇的磁盘卷用12位条目；多于4085簇的磁盘用16位条目。
条目（特别是12位条目）最初利用英特尔8088体系配置的优点，编码为特殊形式。
然而，因为所有的FAT操作都通过dosFs文件系统执行；所以编码和译码与 VxWorks应用程序无关。
一个卷通常包括多个FAT拷贝。
这种冗余允许数据在第一份FAT中发生介质错误事件时得到恢复。
警告：如果是指定配置，dosFs 文件系统维护多个FAT拷贝；然而，在错误事件中，拷贝不是自动使用的。
FAT的大小和FAT拷贝的数量是由引导扇区中的域决定的。
对于使用dosFs文件系统初始化的磁盘，这些参数是在dosFsDevInit( )调用（通过设置卷配置结构DOS_VOL_CONFIG中域）期间被指定的。
根目录每个MS-DOS/dosFs卷包含一个根目录。
根目录总是占有紧接着FAT拷贝的一组连续的磁盘扇区。
根目录占领的磁盘区域不在FAT中被条目描述。
根目录的大小是固定的，它的大小被引导扇区中的一个域指定，作为允许的目录项的最大数值。
对于使用dosFs文件系统初始化的磁盘，这个大小是在dosFsDevInit( )调用（通过设置卷配置结构DOS_VOL_CONFIG中域）期间被指定的。
因为根目录有一个固定的大小，所以目录为满时再向其中加入项将返回一个错误。
子目录除了根目录外，MS-DOS/dosFs卷有时包含一个子目录层。
和根目录一样，子目录也包含文件和其它子目录项; 不过，在有些方面它们不同与根目录，而是类似于文件。
l 第一、象文件一样，每个子目录都被另一个目录中的项描述。
这样的一个目录项通过在文件属性字节中一个位设置来说明它描述了一个子目录。
同时，子目录与根目录不同，它有用户指定名。
l 第二、分配给子目录的磁盘空间由FAT条目连接而成的一组磁盘组成。
这意味着子目录可以随着条目的加入而增大，并且子目录不一定要由连续的簇组成。
根目录与子目录不同，能由任意数量的扇区组成，并且不必等于簇的整数倍数。
l 第三，子目录通常包含两个专用的项。
“.”项指向子目录本身，“..”项指向子目录的父目录。
而根目录不包含这些专用项。
文件在MO-DOS/dosFs文件系统中分配给文件的磁盘空间是由FAT中的条目链在一起的一组簇。
一个文件不一定由连续的簇组成；可以以任意顺序分配磁盘任意位置的不同的簇。
每个文件在其目录中有一个描述项。
这个项包含文件名、大小、最后一次修改的时间和日期，还有文件的几个重要属性（只读文件，系统文件，隐藏文件，存档文件）。
这个条目也包含文件的起始簇数；剩下的簇用FAT定位。
卷标一个MS-DOS/dosFs磁盘可以有一个相关的卷标。
卷标在根目录中是一个特殊项。
它不包含文件名和子目录，而是包含一个识别卷的字符串。
这个字符串可以包含最多11个字符。
卷标项是通过在目录项中的一个特殊的文件属性字节的值来识别的。
注意虽然卷标条目没有用ls（）报告出来。
不过它占了根目录固定数目的条目中的一个。
卷标可以通过使用带有FIOLABELSET函数参数的ioctl（）调用加入到dosFs卷。
如果卷标不存在，就在卷的根目录加一个卷标项，否则，改变卷标字符串的值。
这个卷标条目占据一个固定的根目录条目数；当根目录满时增加一个条目将导致一个错误。
当前的卷标字符串可以通过调用带有FIOLABELGET函数参数的ioctl（）来获得。
如果没有卷标，这个调用将返回一个错误，并设置errno为S_dosFsLib_NO_LABEL。
在VxWork或MS-DOS5.0（或更高版本）下初始化的磁盘，其引导扇区也包含卷标字符串。
1.2 初始化dosFs文件系统注意在任何其它操作能被执行之前，dosFs文件系统库（dosFsLib）必须通过dosFsInit（）调用进行初始化。
这个程序带有一个参数――可以在同一时间打开的dosFs文件描述符的最大数。
文件描述符的数目是在初始化时被分配，而且应用程序打开一个文件、目录或文件系统设备时，就使用了一个文件描述符。
dosFsInit（）程序在I/O系统驱动器表中也为文件系统创建了一个条目（用isoDrvInstall（））。
这个条目为dosFs文件操作指定条目指针，并且可以用于dosFs文件系统中所有的设备。
分配给dosFs文件系统的驱动器数记录在全局变量dosFsDrvNum中。
DosFsInit（）通常在VxWorks系统启动之后被usrRoot（）任务调用。
使用这种初始化，在项目工具VxWorks view中选择INCLUDE_DOSFS，在Params属性标记中设置NUM_DOSFS_FILES为想打开文件的最大数。
1.3 使用dosFs初始化设备dosFs文件系统初始化后，下一步是创建一个或更多的设备。
设备通过设备驱动器的设备创建程序（xxDevCreate（））来创建。
驱动程序向块设备描述符结构（BLK_DEV）返回一个指针。
BLK_DEV结构描述了设备的物理形式,同时也指定设备驱动程序提供给文件系统的程序。
更多块设备的信息参见3.9.4块设备。
设备刚创建之后，块设备没有与其相关联的名字和文件系统。
为了初始化一个块设备用于dosFs文件系统，已经创建好的块设备必须与dosFs相关联，并指派一个名字。
这由dosFsDevInit（）完成。
它的参数有：用来标识设备的名字、块设备描述符结构和卷配置结构DOS_VOL_CONFIG（见4.2.4卷结构）。