vxworks BSP移植（基于lpc2210）

大家好，本人自学习vxworks以来，在网络上得到了许多热心网友的帮助，终于现在参照S3C44B0的BSP自己也移植出了一些东西。人人为我，我为人人，所以现在也将自己在SmartArm2200下面的移植过程写出来。我的邮箱是[e-mail]，希望对此感兴趣的朋友能和我互相交流，共同进步。

一、开发环境的建立
我使用的开发环境是Tornado2.2 + H-JTAG + ADS1.2。平时比较忙，没太多时间开发，所以我只能跳过bootrom的开发，直接编写了一个rom_resdient的镜像，实现的功能主要是时钟中断和串口驱动。

Vxworks的移植本身不难，其实最难的就是刚开始上手时调试环境的建立，还好在这方面网上已经有前辈把方法贴出来了。我的具体设置方法是这样的：
首先，要在BSP的makefile里面将tool=diab改为tool=gnu。Diab和gnu是两种不同的编译工具，前者编译效率更高，后者则是更加通用。我试了一下，好像两种工具都能在axd下调试，但使用diab编译出来的elf文件非常不稳定，用axd每三次差不多只能有一次在axd下显示出源代码；gnu则几乎是百分之百成功。
改完makefile之后，因为我是编译rom_res镜像，所以要在$(TGT_DIR)/h/make/rules.bsp下将编译目标改一下，改成

exe
: vxWorks.res_rom
最后，还需要在$(TGT_DIR)/h/tool/gnu/defs.arm文件中，添加-gdwarf规则，这样axd才能解析出elf文件中的符号。
CC_OPTIM_DRIVER
= -gdwarf -fno-builtin -fvolatile
CC_OPTIM_NORMAL
= -gdwarf -fno-builtin
CC_OPTIM_TARGET
= -gdwarf -fno-builtin –fvolatile
作了以上改动之后，axd差不多就能用了，但实际调试过程中，发现运行的时候起始pc指针不对。不知道别人是怎么解决这个问题的，我的方面比较笨，就是先在ads环境中自己另外新建一个工程，编译出一个很小的可执行文件，这个可执行文件的起始pc地址是很容易设置的。然后要调试vxworks时，先加载这个小文件，加载完成后PC指针就定位在0x80000000了（lpc2210的起始地址是0x80000000，与其它arm片子有点区别）。然后再选择load image加载vxworks，把一开始的小程序覆盖掉。这样vxworks启动时指针还是定位在原来的0x80000000上面。
此外，如果c文件是被include进去的，比如在syslib.c中有#include “sysserial.c”，那么sysserial.c文件中的函数就无法调试了，axd走到这里指针会乱。解决的方法就是修改makefile，使sysserial.c单独编译，然后将#include “sysserial.c”替换成#include “sysserial.h”。

另外还有一点，就是直接在flash上烧写image效率太慢，而且无法添加软件断点。还好使用的开发板能够跳线选择从ram还是rom启动。SmartArm自带的外部ram有16M，我把其中最前面的2M当作flash使用，然后再在后面分出2M作为实际的ram。运行vxworks，如果不跑大程序的话2M ram已经是绰绰有余了，所以我在开发过程中就只使用了4M空间（2M ROM + 2M RAM）。内存空间设小一些会大大提高开发效率，因为vxworks启动时会对空闲内存空间进行清0操作，如果CPU频率慢的话一下子清零16M内存浪费的时间还是蛮可观的。

二、系统启动
下面严归正传，正式进入到vxworks的移植。Vxworks上电后执行的第一个文件是在rominit.s中，函数名romInit。这个函数里主要是做一些上电的基本配置，设置栈指针，然后就跳转到romStart函数中。在这里的栈指针设置在0x80204000，0x80200000~~0x80204000之间的地址是特意空出来的，数据段被放在0x80204000之后。关于这个栈指针，我到现在还是有点疑惑的地方，因为我参考的bsp中是这么定义的：
#define
RESIDENT_DATA
_sdata
但实际中发现_sdata被定位在0x80204004的位置，这样会把0x80204000处的.long
FUNC(copyright_wind_river)覆盖掉。所以最后我只能将它修改成这样：
#define
RESIDENT_DATA
wrs_kernel_data_start

运行完romInit之后，系统就进入到romStart。因为是rom_res镜像，所以这里做的主要工作是拷贝rom中的数据段到ram中（这里因为是用ram模拟rom，所以实际上就是将0x80000000＋DATAOFFSET处的数据复制到0x80204000处，详见config.h和makefile文件），还有清零bss和未用ram空间等。然后就进入usrInit函数。

至此，系统的初始启动差不多结束。usrInit函数中就要开始进行硬件初始化和中断向量设置了。

三、中断设置
首先要区分一下异常向量和中断向量的概念，这两个是完全不同的东西。异常向量是arm体系结构决定的，包括reset、undefinedAddr、SWI、prefetch、DataAbort、IRQ和FIQ。IRQ则是由具体的arm芯片决定。中断发生时，CPU首先跳转到IRQ异常向量，这由vxworks提供，然后在异常向量的执行中，再根据中断源判断是哪个中断向量，并跳转到该中断向量对应的中断服务程序，这个中断服务程序就是我们使用intConnect函数设置的中断入口。

网上关于异常向量设置的文章有很多，主要思想都是如何将系统异常向量搬移到合适的位置，然后在中断发生时设置跳转程序跳到自己设置的异常向量表里面。之所以这么做，估计是因为大家都使用了bootrom的原因吧，arm启动处的异常向量表被bootrom占据了，不得不跳转。还好我使用的是rom_res，所以直接将异常向量表设在romInit函数的起始处就可以了：
_romInit:

LDR
PC, ResetAddr

LDR
PC, UndefinedAddr

LDR
PC, SWI_Addr


LDR
PC, PrefetchAddr

LDR
PC, DataAbortAddr

.long
0x00000000

LDR
PC, IRQ_Addr

LDR
PC, FIQ_Addr

ResetAddr:


.long
cold
UndefinedAddr:


.long
excEnterUndef
SWI_Addr:


.long
excEnterSwi
PrefetchAddr:

.long
excEnterPrefetchAbort
DataAbortAddr:
.long
excEnterDataAbort
IRQ_Addr:

.long
intEnt
FIQ_Addr:
.long
FIQ_Handler
Vxworks已经给我们提供了现成的异常向量入口函数，包括excEnterUndef、excEnterSwi、excEnterPrefetchAbort、excEnterDataAbort和intEnt，直接声明然后使用就可以。FIQ vxworks没有使用，需要自己定义。在这里我们就能看出，中断发生时是跳转到intEnt函数里面。

那么，intEnt的作用是什么呢？就是判断中断源并跳转到中断向量表了。在这之前，我们还得先对中断向量表进行初始化。这里是调用lpc2210ExcVecInit函数，在sysALib.s里面。
_ARM_FUNCTION(lpc2210ExcVecInit)

stmfd sp!, {r0-r10,lr}

bl FUNC(armInitExceptionModes)


ldr r0, L$__func_armIrqHandler

ldr r1, L$_excIntHandle

str r1, [r0]


nop
ldmfd sp!, {r0-r10,pc}
armInitExceptionModes和_excIntHandle都是vxworks自带的，这个函数的具体原理大家可以参照s3c44b0和网络上的其它文章，写得还是比较详细的，这里就不多说了。
另外为了使用中断，还需要在sysHwInit2中调用intLibInit和中断控制器驱动的初始化函数。intLibInit的作用是分配中断向量表的空间然后进行初始化，我们调用intConnect登记中断入口函数就是登记到这块中断向量表里面。关于中断控制器的驱动，大家可以看看网络上各种bsp移植的源代码，还是很容易理解的，主要就是登记一些回调函数入口，把这些函数入口赋给vxwroks提供的全局变量即可。这些全局变量总共有4个，分别是
sysIntLvlVecChkRtn、sysIntLvlEnableRtn、sIntLvlDisableRtn和sysIntLvlVecAckRtn。Enable和Disable是打开和关闭特定中断的函数。IntLvlChk比较重要，会在每次中断时由intEnt调用，用来判断当前是那个中断源产生了中断，它会返回一个中断向量，然后intEnt才能根据这个中断向量跳转到中断向量表中的函数入口。Ack是在每次中断结束后调用，因为我使用非抢占的中断模式，所以调用这个函数之后才能响应新的中断。

四、时钟中断，串口和其它
一旦中断的框架搭好，下面就非常简单了。时钟中断是系统的心跳，实际中应该是每秒至少20次以上，但这里我简单的把它设成每秒一次（直接从周立功的代码中复制的，懒得改了）。时钟中断中主要要调用一个tickAnnounce函数，这个函数由vxworks提供，它会完成系统心跳中必须的操作。
串口驱动则更简单了，网上资料有很多，另外还有一本讲BSP的书里面讲的也很详细，这里就不多说了。

五、结语
写到这里，似乎就没什么可以总结得了。网上关于移植的资料有很多，作为补充，我写的似乎已经足够了。最近上班比较忙，所以没有加上网络、图形等复杂模块，甚至连WDB都没有加。等有了时间一定会全部补上。整个移植过程中，个人感觉一开始的建立环境最难，所以这部分我写得最详细。推荐大家在移植之前先看看tornado自带的makefile的文档和链接脚本的语法，掌握一些比如VMA和LMA的概念，这对移植的帮助是非常大的。

BSP的源码地址：http://download.csdn.net/source/319315