VxWorks下的任務(wù)監控方法及應用

1 VxWorks交叉開(kāi)發(fā)模式
在VxWorks下應用軟件開(kāi)發(fā)時(shí)采用交叉開(kāi)發(fā)模式，宿主機通常是普通的PC機，目標機就是應用程序真實(shí)的運行的硬件平臺；集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Tornado位于宿主機，用戶(hù)通過(guò)Tornado開(kāi)發(fā)環(huán)境完成代碼編寫(xiě)、編譯、鏈接，宿主機與目標機通過(guò)分別位于其上的Target Server和Target Agent實(shí)現信息交互，物理連接往往是串口或者網(wǎng)絡(luò )，在開(kāi)發(fā)調試過(guò)程中，用戶(hù)將編譯鏈接后的目標代碼通過(guò)Target Server加載到目標機上運行，可以通過(guò)Tornado下的Shell、Debugger、Browser以及Windview等工具監控目標機上應用程序任務(wù)的運行情況，應用程序使用printf語(yǔ)句打印的調試信息回送到宿主機，借助打印信息和Tornado提供的各種調試工具，開(kāi)發(fā)者可以監控任務(wù)的運行情況，當某個(gè)任務(wù)出錯時(shí)，可以通過(guò)各種輸出信息分析問(wèn)題原因。
但是一旦完成開(kāi)發(fā)投入實(shí)際試驗使用， 由于實(shí)際使用環(huán)境和當初的開(kāi)發(fā)調試環(huán)境有較大的區別，難免會(huì )出現各種異常情況，比較常見(jiàn)的異常就是任務(wù)掛起，在這種情況下開(kāi)發(fā)者往往無(wú)法像在地面調試時(shí)那樣可以外接調試電纜捕獲異常信息， 以確定發(fā)生異常的任務(wù)，也無(wú)法捕獲開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的輔助打印信息，這種情況在戰斗機機載軟件尤為常見(jiàn)?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/VxWorks">VxWorks的應用軟件大多采用多任務(wù)方式，無(wú)法像以前沒(méi)有操作系統的嵌入式系統那樣，通過(guò)硬件看門(mén)狗電路，在軟件運行出錯時(shí)自動(dòng)重啟恢復軟件運行，一個(gè)任務(wù)出錯往往并不會(huì )引起操作系統重啟，用戶(hù)通過(guò)上層很難判斷應用軟件運行是否正常。因此需要建立軟件看門(mén)狗機制，監控任務(wù)運行情況，在出現異常時(shí)記錄必要的異常信息，自動(dòng)重啟設備。同時(shí)，需像開(kāi)發(fā)階段那樣記錄輸出信息，以輔助分析異常原因。

2 系統輸出信息捕獲
在VxWorks下系統輸出信息包括：標準輸出(STD_OUT，文件描述為1)和標準錯誤輸出(STD_ERR，文件描述為2)。使用printf、IogMsg語(yǔ)句等輸出的信息，以及用戶(hù)和操作系統其他的打印輸出信息均通過(guò)STD_OUT輸出，而STD_ERR則是在系統出錯時(shí)使用，例如：
data access
Exception current instruction address：0x00072054
Machine Status Register：0x0000b030
Data Access Register：0xeeeeeef2
Condition Register：0x22000040
Data storage interrupt Register：0x0000b030
Task：0x1c9e50 RadarProc
上面的打印信息是任務(wù)“RadarProc”出錯時(shí)操作系統輸出的錯誤信息，通過(guò)STD_ERR文件描述符輸出的。
STD_OUT和STD_ERR可以分別輸出，但是通常情況下它們均定向到控制臺(consoleFd)，即在交叉開(kāi)發(fā)模式下通過(guò)目標機Target Agent和宿主機的Target Server輸出到串口或者網(wǎng)絡(luò )。在VxWorks下操作系統提供ioGIobalStdSet接口函數支持輸出重定向，函數原型：
void ioGIobaIStdSet(int stdFd,int newFd)
其中stdFd為STD_OUT(1)或者STD_ERR(2)，newFd為重定向的文件描述符。利用這個(gè)函數就可以實(shí)現系統輸出信息的捕獲，具體方法如下：
FILE* printf_stream = fopen(/ide0/log.txt,a+ )：
ioGlobalStdSet(STD_OUT,fileno(printf_stream))；
ioGlobalStdSet(STD_ERR,fileno(printf_stream))；
在上面的代碼中，在設備/ide0(電子盤(pán))上打開(kāi)名為log.txt的文件，打開(kāi)方式為追加式，將STD_OUT和STD_ERR重定向到printf_stream 指向的文件。需要注意的是，不能像平常那樣關(guān)閉printf_stream 文件指針，這樣就可以將系統的所有輸出信息保存在文件log.txt中。

3 任務(wù)監控
3.1任務(wù)狀態(tài)
VxWorks下任務(wù)有四種基本狀態(tài)：READY、PEND、DELAY、SUSPEND，在用戶(hù)不使用Shell命令人為改變任務(wù)狀態(tài)前提下，如果狀態(tài)中出現SUSPEND，就說(shuō)明該任務(wù)已經(jīng)出錯。

3.2任務(wù)監控設計
任務(wù)監控需要周期性的監測操作系統中所有運行的任務(wù)狀態(tài)，發(fā)現某任務(wù)出錯時(shí)記錄任務(wù)的相關(guān)基本信息，并自動(dòng)重啟。任務(wù)監控必須兩個(gè)操作系統接口函數：
int taskIdListGet(int idList[],int maxTasks)
STATUS taskStatusString(int tid,char* pString)
taskIdListGet函數可以獲得當前操作系統中運行的所有任務(wù)，idList存放獲取的任務(wù)id的數組，maxTasks為數組大小。taskStatusString獲取任務(wù)狀態(tài)名稱(chēng)，tid是任務(wù)id，pString為任務(wù)狀態(tài)名稱(chēng)。
在發(fā)現時(shí)任務(wù)出錯時(shí)通過(guò)回調函數告訴用戶(hù)出錯任務(wù)情況，出錯任務(wù)數據結構：
struct TroubleTaskStruct
{
int taskID；//出錯任務(wù)id
char taskName[256]；//任務(wù)名稱(chēng)
char taskState[32]；//任務(wù)狀態(tài)
};
回調函數原型：
typedef void (*TroubleTaskFuncPtr)(const TroubleTaskStruct troubleTaskVector，int troubleTaskNum);

4 結束語(yǔ)
嵌入式系統應用軟件完成開(kāi)發(fā)調試后，在隨后的試驗階段很難象調試階段那樣得到任務(wù)狀態(tài)等輸出信息，一旦出現任務(wù)異常，因為缺乏發(fā)生異常時(shí)的相關(guān)信息，很難判斷和分析問(wèn)題，給解決問(wèn)題帶來(lái)很大難度，使用任務(wù)監控和系統信息捕獲技術(shù)可以有效地解決此類(lèi)問(wèn)題。