Vxworks嵌入式操作系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計
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作者Email: cai_yang@etang.com 摘 要：本文主要介紹在Vxworks操作系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計、調(diào)試方法以及將其加入系統(tǒng)內(nèi)核的配置方法。 關(guān)鍵詞：Vxworks 嵌入式操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 引 言 1 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及特定的應(yīng)用程序等四部分組成，是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件”；用于實現(xiàn)對其它設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)具有的特點是：要求高可靠性；在惡劣的環(huán)境或突然斷電的情況下，要求系統(tǒng)仍然能夠正常工作；許多嵌入式應(yīng)用要求實時處理能力，這就要求嵌入式操作系統(tǒng)(EOS)具有實時處理能力；嵌入式系統(tǒng)中的軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性，一般都固化在只讀存儲器中或閃存中，也就是說軟件要求固態(tài)化存儲，而不是存儲在磁盤等載體中。 2 設(shè)備驅(qū)動程序 Vxworks5.4中驅(qū)動程序主要分為三種：字符、塊以及網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序。本文所介紹的網(wǎng)卡驅(qū)動程序則屬于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序。 2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)的各功能部件圖1所示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序?qū)嶋H上是處理硬件和上層協(xié)議之間的接口程序。網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議層分發(fā)數(shù)據(jù)在應(yīng)用程序接口和網(wǎng)絡(luò)接口之間。網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如IP協(xié)議）發(fā)送數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)主機之間。連接/接口層使能主機隸屬于硬件到相同物理媒質(zhì)的通信。 在Vxworks5.4中，網(wǎng)卡驅(qū)動程序又分為END（Enhanced Network Driver）和BSD兩種。它們分別處于如圖2所示結(jié)構(gòu)中。
2.1.1 BSD驅(qū)動程序設(shè)計 在Vxworks5.4中，網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序都是基于BSD UNIX版本4.3基礎(chǔ)上的，這些驅(qū)動程序都定義在一個全局例程中，那就是attach子程序，xxattach( )子程序中包含5個函數(shù)指針，它們都被映射到ifnet結(jié)構(gòu)中，這5個函數(shù)可見表1，它們在IP協(xié)議層任何地方被調(diào)用。 表1 網(wǎng)絡(luò)接口處理
驅(qū)動程序入口xxattach( )調(diào)用ether_attach( )來把上述5個函數(shù)映射到ifnet結(jié)構(gòu)中，ether_attach( )調(diào)用如下： ether_attach( 接著下面那一句代碼表示添加數(shù)據(jù)傳輸例程到IDR，ether_output( )例程被調(diào)用后，傳輸開始例程就被TCP/IP協(xié)議堆棧調(diào)用。 在這個入口驅(qū)動程序中還包括設(shè)備的初始化、發(fā)送和接收描述符的初始化等。 2.1.2 END驅(qū)動程序設(shè)計 END驅(qū)動程序是基于MUX模式，網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序被劃分為協(xié)議組件和硬件組件。MUX數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間的接口，它管理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接口和低層硬件接口之間的交互；將硬件從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的細節(jié)中隔離出來；刪除使用輸入鉤例程來過濾接收從協(xié)議來的數(shù)據(jù)包，和刪除了使用輸出鉤例程來過濾協(xié)議包的發(fā)送；并且鏈路層上的驅(qū)動程序需要訪問網(wǎng)絡(luò)層（IP或其他協(xié)議）時，也會調(diào)用相關(guān)的MUX例程。值得注意的是，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層驅(qū)動程序不能直接通訊，它們必須通過MUX。如圖3所示：
2.3將驅(qū)動程序加載到Vxworks系統(tǒng)中 要對所設(shè)計的驅(qū)動程序進行測試，首先就必須把驅(qū)動程序加載到Vxworks IMAGE中，并且給設(shè)備分配一個IP，這樣才能有利于網(wǎng)間測試。 首先，修改configNet.h文件，添加如下代碼： #ifdef INCLUDE_DM_9102_END #define DM_9102_BUFF_LOAN_0 1 #define DM_9102_LOAD_FUNC sysDm9102EndLoad #define DM_9102_LOAD_STR_0 "" IMPORT END_OBJ * DM_9102_LOAD_FUNC (char *, void *); 和END_TBL_ENTRY endDevTbl [] 中添加 #ifdef INCLUDE_DM_9102_END {0, DM_9102_LOAD_FUNC, DM_9102_LOAD_STR_0, TRUE, NULL, FALSE}, #endif /* INCLUDE_DM_9102_END */ 其次，編輯config.h文件，添加如下代碼： #define INCLUDE_DM_9102_END /* Davicom 9102 Fast Ethernet Controller */ 最后，編輯sysLib.c文件，添加如下代碼： /* include dm9102 End driver support routines */ #ifdef INCLUDE_DM_9102_END IMPORT STATUS sysDm9102PciInit (void); #endif /* INCLUDE_DM_9102_END */
/* include dm9102End driver support routines */ #ifdef INCLUDE_DM_9102_END #include "sysDm9102End.c" #endif /* INCLUDE_DM_9102_END */ #ifdef INCLUDE_DM_9102_END sysDm9102PciInit (); #endif /* INCLUDE_DM_9102_END */ 通過上述過程相應(yīng)的添加程序，然后重新編譯Vxworks，這樣就將所設(shè)計的網(wǎng)卡驅(qū)動程序添加到Vxworks內(nèi)核中了。 2.4 PCI設(shè)備檢測 如果所設(shè)計的網(wǎng)卡是基于PCI總線的，那么在程序開始就需要對PCI設(shè)備進行檢測，在Vxworks5.4中有專門的PCI函數(shù)來檢測設(shè)備的總線號、設(shè)備號和功能號。首先利用pciFindDevice( )函數(shù)對給定VendorID和DeviceID的設(shè)備進行檢測，檢測完后同時給出了設(shè)備的總線號、設(shè)備號和功能號；接下來就是獲得該設(shè)備的中斷號、基地址（包括IO和內(nèi)存）。Vxworks中pciConfigLib.h文件中定義PCI總線的常量。如中斷號：PCI_CFG_BRG_INT_LINE，IO基地址：PCI_CFG_BASE_ADDRESS_0，內(nèi)存基地址：PCI_CFG_BASE_ADDRESS_1等等。所以利用函數(shù)pciConfigInByte和pciConfigInLong就可以很容易地獲得設(shè)備的中斷號和基地址。 2.5 調(diào)試方法 為了方便調(diào)試網(wǎng)卡驅(qū)動程序，推薦利用串口對程序進行下載并將Vxworks image拷貝到軟盤中以從軟盤來加載它。調(diào)試的時候首先應(yīng)該給網(wǎng)卡分配一個IP（利用usrNetIfConfig函數(shù)），然后利用ping來對網(wǎng)卡進行測試。 3 結(jié)語 利用上述方法所設(shè)計的網(wǎng)卡后，不久可以利用它來進行程序下載，而且能滿足網(wǎng)卡所有的功能，包括對TCP/IP和UDP/IP（組播、廣播和單播）進行了測試。 |
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