vxWorks驱动架构

驱动程序的结构包括三个部分：初始化部分，函数功能部分和中断服务程序ISR。初始化部分初始化硬件，分配设备所需的资源，完成所有与系统相关的设置。如果是字符设备，首先调用iosDrvlnstall()来安装驱动程序，把中断向量和ISR挂上，然后调用iosDevAdd()来把驱动程序加到IO系统中：如果是块设备，首先把中断向量和ISR挂上，在内存中分配一个设备结构，然后初始化该结构。用户要使用该设备时，先调用设备初始化部分myInit()(一般放在sysLib．C中)，再调用设备创建函数myDevCreate()返回一个BLK_DEV结构的指针，供文件系统初始化函数如
dosFsDevInit()使用。以下为块设备的初始化示例代码：
struct MyDevice{ //自定义的设备结构
BLK_DEV dev； 必须在结构的开始
Int interrupt；设备使用的中断号
....
}
int mylnit(){ //初始化函数
MyDevicelnit()；//硬件初始化函数
MyDevice* Device =(MyDevice*)malloc(sizeof(MyDevice))；
//为设备结构分配内存
Device->dev．bd_blkRd = Read；//初始化设备结构
Device->dev_blkWrt= Write；
intConnect(imToVec(9)，my_ISR)；//连接中断向量和中断服务程序ISR
)
  ISR处理硬件中断，管理具体的硬件输入输出，同时和驱动程序的其它部分通信。ISR中第一条指令用来读APIC的中断服务寄存器，以通知CPU已经接到中断请求。
my_ISR(int va1)//中断断服务函数
sysOutByte(0xa0，0x02)；//中断响应
.....
semGive(my_sem)；//通知其它程序中断处理完毕
}
   函数功能部分完成系统指定的功能，对于字符设备，这些函数就是指定的7个标准函数；对于块设备，则是在BLK_DEV或SEQ_DEV结构中指定的功能函数。应当注意的是，系统在调用块标准函数时，传递的设备结构指针是设备结构中BLK_DEV结构的指针，由于BLK_DEV定义在设备结构的开始处，该指针实际上也就是设备结构的指针。
STATUS Read (MyDevice* pDev，int startBlk，int numBlk，char*pBuf)
{
........
SemTake(my sem，WAI1 OREVER)；//等待设备IO执行完成

)

Vxworks内核驱动基本结构：

三张表：1. 系统设备表  2. 系统驱动表 3. 文件描述符表

    Vxworks 内部对每个设备使用DEV_HDR 数据结构进行表示：

Typedef struct

{

   DL_NODE    node;

   Short      drvnum;

   Char       *name;

}

    该结构中给出了链接指针（用以将该结构串入队列中）、驱动索引号、设备节点名称。内核提供这个结构较为简单，只存储了一些设备的关键信息。底层驱动对其驱动的设备都有一个自定义数据结构表示，其中包含了驱动设备寄存器基地址，中断号，可能的数据缓冲区，保存内核回调函数的指针，以及一些标志位。最关键的一点是DEV_HDR必须是自定义数据结构的第一个成员变量，因为这个用户自定义结构最后需要添加到系统设备队列中，必须能够在用户定义结构与DEV_HDR结构之间进行转换，而将DEV_HDR结构设置为用户自定义结构的第一个成员变量就可以达到目的。

typedef struct

{

       DEV_HDR     pFCcardHdr;

       BOOL        created;

       char *      buf_virts;

       UINT32      iobase;

       UINT32      membase;

       char        irq;

       UINT32      irqvec;

       UINT32      Bus;

       UINT32      Device;

       UINT32      Func;

}DRV_CTRL;

    系统提供了iosDevAdd(DEV_HDR *pDevHdr, char *name, int drvnum)用于驱动程序调用注册一个设备。第三个参数是设备对应的驱动程序索引号。这个驱动号是iosDrvInstall函数的返回值，在设备初始化函数中，我们首先调用iosDrvInstall注册驱动，然后使用iosDrvInstall 函数返回的驱动号调用 iosDevAdd添加设备到系统中通过这两步设备就可以被用户程序使用了。

    用户调用open函数打开一个设备文件时，系统将以传入的文件路径名匹配系统设备的设备节点名，匹配方式是最佳匹配。

 

系统驱动表：

    系统驱动表包含了当前注册到I/O子系统下的所有驱动。这些驱动可以直接驱动硬件工作的驱动层。系统驱动表底层实现是一个数组，数组元素数目在内核初始化过程中指定。I/O子系统提供iosDrvInstall供驱动程序注册，iosDrvInstall原型如下：

Int iosDrvInstall

(

  FUNCPTR  pCreate,   FUNCPTR  pDelete,  

  FUNCPTR  pOpen,    FUNCPTR  pClose,  

  FUNCPTR  pRead,   FUNCPTR  pWrite,  FUNCPTR  pIoctl /*pointer to driver ioctl function*/

)

    一个设备驱动在初始化过程中一方面完成硬件设备寄存器配置，另一方面就是向I/O子系统注册驱动和设备。一个驱动并不需要实现上述所有函数，无须实现的函数直接传递NULL指针就可以了。iosDrvInstall 函数的基本实现即遍历drvTable数组，查询一个空闲表项，用传入的函数地址对各成员变量进行初始化。

 

系统文件描述符表

    文件描述符表表项索引被用做文件描述符ID，即open函数返回值。对于文件描述符，需要注意：标准输入、标准输出、标准错误输出虽然使用0,1,2三个文件描述符，但是可能在系统文件描述符表中只占用一个表项，即都使用同一个表项。Vxworks内核将0,1,2三个标准文件描述符与系统文件描述符表中的内容分开进行管理。

    系统文件描述符中的内容主要是针对硬件设备，使用一次open函数调用就占用一个表项：

int fd = open(DevName, 2,0);

    应用程序每调用一次open函数，系统文件描述符表中就增加一个有效表项，直到数组满为止。此时open函数调用将以失败返回，因此注意如果需要反复打开设备的话，一定要在设备不用的时候调用close函数关闭该描述符指向的设备，并在每次调用open函数之后检查返回的文件描述符是否合法。