VxWorks for X86的輸入輸出定向

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摘要：
此文主要介紹在嵌入式系統VxWorks中針對X86開(kāi)發(fā)時(shí)標準輸入輸出的重定向

關(guān)鍵詞：
PC console
重定向
嵌入式系統 VxWorks
實(shí)時(shí)操作系統 RTOS

前言：

VxWorks操作系統是美國WindRiver公司于1983年設計開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統（RTOS），是嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續發(fā)展能力、高性能的內核以及友好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統領(lǐng)域占據一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛星通訊、軍事演習、彈道制導、飛機導航等。實(shí)時(shí)嵌入式操作系統VxWorks已經(jīng)在國內的嵌入式系統開(kāi)發(fā)中占據著(zhù)重要的地位，特別是在通信行業(yè)中。

在通信設備中，一般都是無(wú)頭設備，所謂無(wú)頭設備是指不外接顯示器，也不外掛鍵盤(pán)的，那么這個(gè)時(shí)候一般采用串口作為其輸入輸出的用戶(hù)操作接口。怎么將串口轉換為標準輸入輸出的用戶(hù)操作接口，此時(shí)就出現了標準輸入輸出的重定向問(wèn)題，筆者在VxWorks的開(kāi)發(fā)中，曾多次碰到此問(wèn)題，并就此問(wèn)題進(jìn)行了一些研究，也有一些心得。

VxWorks5.4中的輸入輸出重定向
在VxWorks5.4 for X86的開(kāi)發(fā)中，缺省輸入輸出是PC console，也即通過(guò)VGA的標準輸出和鍵盤(pán)的標準輸入。

那么此時(shí)怎么將其輸入輸出定向到串口上來(lái)呢？

a)、BootRom中的重定向
打開(kāi)targetconfigallootConfig.c文件，可以找到這樣一行代碼：
consoleFd = NONE;
此consoleFd變量即標準輸入輸出句柄，此時(shí)為空。

同樣，可以找到如下的三行代碼：
ioGlobalStdSet (STD_IN, consoleFd);
ioGlobalStdSet (STD_OUT, consoleFd);
ioGlobalStdSet (STD_ERR, consoleFd);
此三行代碼的意思是將標準輸入輸出定向到consoleFd。

在這兩段代碼之間有打開(kāi)諸如串口、PC console等過(guò)程，并將其打開(kāi)的句柄賦給了consoleFd，這樣就將其標準輸入輸出定向到PC console等。

同樣，如果在定向之前，即ioGlobalStdSet函數之前打開(kāi)別的I/O設備，如socket、文件、管道等的話(huà)，那么標準輸入輸出就定向到socket、文件、管道等。
一般情況下，用戶(hù)采用串口作為輸入輸出操作接口，所以我們一般將標準輸入輸出定向到串口。

那么，怎么將標準輸入輸出定向到串口呢？按照以上原理，只要在ioGlobalStdSet函數之前打開(kāi)相應的串口并將所打開(kāi)的串口句柄賦給consoleFd就可以了。
實(shí)現代碼如下：

/*打開(kāi)串口，輸入輸出重定向到超級終端*/
if((consoleFd=open("/tyCo/0",O_RDWR,0))==ERROR)
logMsg("open /tyCo/0 error! ",0,0,0,0,0,0);

(void)ioctl(consoleFd,FIOBAUDRATE,9600);
(void)ioctl(consoleFd,FIOSETOPTIONS,OPT_TERMINAL~OPT_ECHO);

(void)ioctl(consoleFd,FIOWFLUSH,0);
(void)ioctl(consoleFd,FIORFLUSH,0);

b)、VxWorks中的重定向

在BootRom中將標準輸入輸出已經(jīng)定向到串口，但是在VxWorks中，當BootRom起來(lái)將VxWorks引導后，將執行權交給了VxWorks，而此時(shí)VxWorks會(huì )將BootRom中對硬件初始化的過(guò)程重新初始化，故其定向會(huì )重新按照缺省方式定向到PC console，標準VGA輸出和鍵盤(pán)輸入。

那么又怎么將其定向回串口呢？

打開(kāi)targetconfigcompssrcusrPcConsole.c文件
在其代碼中也同樣可以看到其定向過(guò)程，那么我們也可以按照BootRom的方式將串口打開(kāi)并定向。

VxWorks5.5中的輸入輸出定向
在VxWorks5.5中，已經(jīng)將其標準輸入輸出直接定向到串口，并且其標準輸入輸出更簡(jiǎn)單，直接通過(guò)targetconfigspNameconfig.h文件中的宏定義就可以實(shí)現。
怎么樣切換回PC console的輸入輸出模式呢？
在targetconfigspNameconfig.h文件中，可以找到如下定義：

#undef INCLUDE_PC_CONSOLE /* PC keyboard and VGA console */

#ifdef INCLUDE_PC_CONSOLE
# define PC_CONSOLE (0) /* console number */
# define N_VIRTUAL_CONSOLES (2) /* shell / application */
#endif /* INCLUDE_PC_CONSOLE */

/* PS/2 101-key default keyboard type (use PC_XT_83_KBD for 83-key) */
#define PC_KBD_TYPE (PC_PS2_101_KBD)

從上可以看出，缺省情況下，宏INCLUDE_PC_CONSOLE是關(guān)閉的，所以我們在制作BootRom后，啟動(dòng)時(shí)在顯示器上會(huì )出現如下的輸出：
V1.6+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++……
并且此時(shí)會(huì )停在這里不動(dòng)，感覺(jué)好象是系統不能啟動(dòng)，其實(shí)，系統已經(jīng)啟動(dòng)起來(lái)了，并且其打印信息已經(jīng)輸出到串口，如果你插上串口線(xiàn)的話(huà)，可以從超級終端看到打印輸出的。

定義宏INCLUDE_PC_CONSOLE后，同時(shí)也定義了PC_CONSOLE和鍵盤(pán)類(lèi)型，這樣就可以通過(guò)鍵盤(pán)接受標準輸入，通過(guò)顯示器有標準輸出。

實(shí)際開(kāi)發(fā)中的應用

在實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，用戶(hù)可能會(huì )開(kāi)發(fā)適合自己風(fēng)格的用戶(hù)操作接口，包括Telnet、console等，console即串口的超級終端輸入輸出，按照以上方法實(shí)現其定向，但是Telnet時(shí)可能就需要隨時(shí)將標準輸入輸出定向到打開(kāi)的相應的Telnet socket。WindRiver公司有一套制作用戶(hù)接口（CLI）工具――RapidControl，利用此工具可以很快開(kāi)發(fā)出類(lèi)CISCO風(fēng)格的Telnet、console。此工具提供了將輸入輸出定向到Telnet socket的API 函數，但是有很多VxWorks的系統函數如ping、inetstatShow、ipstatShow其輸出還是標準的printf，故在Telnet 中調用這些函數時(shí)，就需要隨時(shí)實(shí)行標準輸入輸出的定向。

假如某Telnet打開(kāi)的socket為sock：

ioGlobalStdSet(STD_OUT,sock);
ioGlobalStdSet(STD_IN,sock);
ioGlobalStdSet(STD_ERR,sock);

ipstatShow();

ioGlobalStdSet(STD_OUT,consoleFd);
ioGlobalStdSet(STD_IN,consoleFd);
ioGlobalStdSet(STD_ERR,consoleFd);

先將輸入輸出定向到sock，調用相關(guān)的函數，再將輸入輸出定向回來(lái)，如果不定向回來(lái)的話(huà)，那么console和別的Telnet就無(wú)法操作了。

結束語(yǔ)：
在VxWorks for PPC的系統中，不支持PC console模式，其標準輸入輸出缺省就是串口，故不存在輸入輸出的定向問(wèn)題。