ROM 型启动方式概述
所有的VxWorks 内核映像类型中,只有VxWorks 类型使用的bootrom 引导程序进行启动,此时VxWorks 内核映像放置在主机端,由目标板bootrom 完成VxWorks 的下载,一般通过网口(或串口)方式进行。其他类型(文件名中带有rom字样的)无须bootrom的配合,也即不需要bootrom。因为这些VxWorks 类型的内核映像自身(而非bootrom)被烧入开发板系统ROM或者Flash中,均无须进行下载,系统上电时,将直接跳转到VxWorks内核映像入口函数执行操作系统的初始化工作。
ROM型启动方式下的VxWorks内核映像类型有以下几类。
① VxWorks_rom.bin:非压缩版VxWorks内核映像类型不含内核符号表。如果需要包含内核符号表,则在config.h文件中定义INCLUDE_STANDALONE_SYM_TBL组件。
② VxWorks.res_rom.bin:非压缩版代码驻留ROM 中执行的VxWorks内核映像类型(含内核符号表)。
③ VxWorks.res_rom_nosym.bin:非压缩版代码驻留ROM中执行的,不包含内核符号表的VxWorks内核映像类型。
④ VxWorks.st_rom.bin:压缩版本的内含内核符号表的VxWorks内核映像类型。
⑤ VxWorks_romCompress.bin:压缩版的不含内核符号表的VxWorks内核映像类型。
不同的VxWorks内核版本下,在内核映像名称上会有所变化,但一般都包含在以上类型中。从这些映像类型来看,主要有以下区分:
l 是否为ROM驻留方式,即代码是否被复制到RAM中执行。
l 是否进行了压缩。
l 是否包含符号表。
VxWorks内核映像是否包含内核符号表对于后续函数的调用非常重要,如在串口命令行下输入一个函数名称,如果内核映像不包含内核符号表,即使在内核中包含该函数定义,在终端也会给出“undefined symbol”错误。
以下从三个不同角度介绍它们的不同点,首先以VxWorks_rom.bin文件类型介绍执行的基本流程(采用“文件名:函数名”方式)。
1)romInit.s:romInit。
此处romInit函数完成的工作同bootrom,实际上,二者使用相同的romInit函数实现。
2)bootInit.c:romStart。
首先将其自身复制到RAM_HIGH_ADRS变量指向的RAM 区,以便从RAM执行。注意与上文中bootrom 的区别,虽然使用的是相同的romStart 函数实现,但在RAM 地址上存在差别,关键点在于VxWorks内核映像被复制到RAM_LOW_ADRS指向的内存地址处。
romStart函数完成如下任务:
l 由于是非压缩版本的VxWorks 内核映像,故所有的代码一次性从ROM 复制到由RAM_LOW_ADRS变量指向的RAM 内存处。
l 对于cold boot(冷启动)方式,将其他BSS区清零。
l 最后跳转到usrInit(注意:是usrConfig.c文件中定义的)函数进行执行。
3)此后的执行流程为:usrConfig.c:usrInit→usrConfig.c:usrRoot。usrConfig.c:usrRoot 函数执行完毕后,VxWorks操作系统即已完成启动,系统进入正常运行状态。
其他ROM型VxWorks内核映像启动流程差别如下:
1)是否为ROM 驻留方式。
对于ROM 驻留方式而言,在以上第一步中只将数据部分从ROM 载入到由RAM_LOW_ADRS指向的内存区域,代码仍然滞留在ROM中,此后一直从ROM 中读取代码执行,此种执行方式造成效率的部分损失,一般也较少使用。涉及的文件类型为:
VxWorks.res_rom.bin和VxWorks.res_rom_nosym.bin。
2)是否进行了压缩。
对于压缩的VxWorks内核映像,在以上第一步复制中,将分两个阶段完成:第一阶段完成非压缩代码(romInit函数、romStart函数)的复制,这部分代码被复制到RAM_HIGH_ADRS指向的RAM 内存处;第二阶段完成压缩代码的解压缩和复制过程,这部分代码被解压缩到RAM_LOW_ADRS指向的RAM 内存处。
3)是否包含了符号表。
所谓符号表,是内核中定义的所有函数与其(虚拟)地址的对应关系表。符号表与VxWorks内核映像一般是分离的,为了调试方便,一般需要独立的载入符号表,当然也可以将符号表纳入VxWorks 内核映像中作为一个整体。VxWorks.st_rom.bin文件类型即将符号表作为了内核映像的一部分。
符号表最大的作用是在命令行直接输入函数名即可运行该函数,内核查询符号表获得对应的地址并转到该地址处执行。另外,在调试时,也可以对地址进行函数名标注,从而方便调试,符号表与VxWorks内核通常是独立的,所以无论是否包含符号表,都不会对内核初始化流程造成影响。当VxWorks内核映像被载入RAM后,进入usrInit函数执行时,最终分布图如图3-5 所示。
ROM型VxWorks内核映像类型启动流程总结如下(由于其中只涉及VxWorks内核,故采用“文件名:函数名”方式)。
romInit.s:romInit→bootInit.c:romStart→完成VxWorks 内核从ROM到RAM 的复制(和解压缩)→usrConfig.c:usrInit→usrConfig.c:usrRoot→VxWorks操作系统启动完成。