RTEMS的板级支持包是启动代码、连接器脚本和编译规范文件(specs)和设备驱动程序的集合[2],它们针对不同目标机的硬件环境剪裁RTEMS。
2 RTEMS启动过程
处理器加电或复位时,基于RTEMS的应用程序初始化或者重新初始化[3]。BSP中的启动代码负责为RTEMS应用程序建立运行环境。
RTEMS启动过程的顺序如下:
① 执行BSP中的启动代码;
② 调用rtems_initialize_executive;
③ 局部和全局应用程序的初始化。
处理器复位时,首先执行BSP的启动代码。BSP必须将所有的硬件初始化为一个静止状态,然后操作系统才能初始化。rtems_initialize_executive指令不返回启动代码,它将导致最高优先级的初始化任务开始执行。初始化任务用于完成局部或全局依赖于RTEMS的应用程序初始化。
3 BSP开发过程
下面以SPARC微处理器ERC32为例,说明RTEMSBSP的开发步骤:
①建立开发环境。开发模式采用宿主机/目标机模式。宿主机运行环境采用Linux系统,目标机为ERC32。宿主机和目标机通过串口连接。交叉开发工具采用添加了RTEMS补丁的GNU工具链(GCC,GDB,Newlib,binary utilities)。
② 选择BSP模板。通常是根据操作系统提供的BSP模板,选择与应用硬件环境最为相似的参考设计,针对具体的目标机对参考BSP进行必要的修改和增删,以形成自己的BSP。选择一个适当的BSP模板可以达到事半功倍的效果。
③建立新bsp目录。将模板BSP整个目录拷贝到适当的目录下(如libbsp/),重命名为mybsp。
④ 建立bsp配置文件。拷贝任意一个BSP.cfg,重命名为mybsp.cfg,修改相关的体系结构定义,如:RTEMS_CPU_MODEL,RTEMS_BSP,CPU_CFLAGS和制定make_exe规则。
⑤修改makefile文件。对mybsp-bsp中每一个Makefile.in文件,运行acpolish,并检查运行的结果,例如:
cd /mybsp - bsp/some_subdir
/path_to_SACOS/t00ls/update/acpolish
3.2设备驱动程序实现
设备驱动程序的工作方式有轮询和中断两种。无论采用哪一种方式,设备驱动程序的基本流程都是相同的。下面以时钟设备驱动程序为例,简单说明编写RTEMS设备驱动程序的基本框架。
①声明和定义常量和全局变量。
/*关于时钟设备的常量参数*/
volatile rtems_unsigned32 Clock_driver_ticks;
extern int CLOCK_SPEED;
extern rtems_unsigned32 CPU_SPARC_CLICKS_PER_TICK;
/*定义时钟驱动程序入口数据结构并初始化*/
#define CLOCK_DRIVER_TABLE_ENTRY{Clock_initialize,NULL,NULL,NULL,NULL,Clock_contr01}
②获取接口参数。
rtems_device_major_number\
rtems_clock_major=~O;
rtems_device_minor_number \
rtems_clock_minor
③提供接口函数。
/*时钟驱动程序初始化入口*/
rtems_device_driver Clock_initialize() {
/*安装时钟中断向量,设置时钟计数器和标度器的预设值;保存时钟设备接口参数,以备系统使用*/ };
/*时钟滴答中断处理程序*/
rtems_isr Clock_isr() {
/*时钟设备的计数器和标度器设值为周期运行模式*/ };
/*时钟设备控制入口*/
nems—deviceLdriver Clock_control()
{
//设置时钟滴答中断处理方式
};
/*关闭时钟设备*/
void Clock_exit()
{
//屏蔽时钟滴答,停止时钟计数
};
④启动时钟设备。
3.3 修改链接器命令脚本
链接器命令脚本为链接器提供链接的规则,对链接过程进行显式地控制.修改链接器脚本,配置系统可用内存区域和定义可执行映像各个程序段在内存中的位置,如加载程序时代码段(.text)从RAM地址。开始放置.
/*缺省值,可以修改*/
_PR()M_SIZE=2M;
_RAM_SIZE=4M;
_RAM_START_0x02000000;
_PROM-START=0x00000000;
/*最终可执行程序段的内存位置*/
SECTI()NS
{ .txt :
{ text_start=.;
*(.text)
.=ALIGN(16);
}>RAM
4 建立RTEMS可执行映像
BSP开发完成之后,与RTEMS的其他代码,如CPU依赖层、超核、API以及标准应用程序模块等,经由交叉编译工具编译连接之后,生成可以加载到目标机的RTEMS执行映像,如图3所示。
结 语
BSP的开发对于嵌入式系统的移植具有重要意义.本文以SPARC体系微处理器ERC32为例,讨论了RTEMS BSP的功能及其开发过程.实践证明,在BSP的开发过程中,①选择一个适当的BSP模板,②深刻理解模板BSP中的相关概念。这两点相当重要。因为,选择一个相近的BSP模板可大大减少工作量和复杂度.缩短移植周期;而深刻理解相关概念有助于根据具体目标硬件环境对模板BSP进行正确修改,达到预期目的。