VxWorks for X86的输入输出定向

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摘要：
此文主要介绍在嵌入式系统VxWorks中针对X86开发时标准输入输出的重定向

关键词：
 PC console
 重定向
嵌入式系统 VxWorks
实时操作系统 RTOS

前言：

VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。实时嵌入式操作系统VxWorks已经在国内的嵌入式系统开发中占据着重要的地位，特别是在通信行业中。

 在通信设备中，一般都是无头设备，所谓无头设备是指不外接显示器，也不外挂键盘的，那么这个时候一般采用串口作为其输入输出的用户操作接口。怎么将串口转换为标准输入输出的用户操作接口，此时就出现了标准输入输出的重定向问题，笔者在VxWorks的开发中，曾多次碰到此问题，并就此问题进行了一些研究，也有一些心得。

VxWorks5.4中的输入输出重定向
在VxWorks5.4 for X86的开发中，缺省输入输出是PC console，也即通过VGA的标准输出和键盘的标准输入。

那么此时怎么将其输入输出定向到串口上来呢？

a)、BootRom中的重定向
打开targetconfigallootConfig.c文件，可以找到这样一行代码：
consoleFd = NONE;
 此consoleFd变量即标准输入输出句柄，此时为空。

 同样，可以找到如下的三行代码：
        ioGlobalStdSet (STD_IN,  consoleFd);
        ioGlobalStdSet (STD_OUT, consoleFd);
ioGlobalStdSet (STD_ERR, consoleFd);
 此三行代码的意思是将标准输入输出定向到consoleFd。

在这两段代码之间有打开诸如串口、PC console等过程，并将其打开的句柄赋给了consoleFd，这样就将其标准输入输出定向到PC console等。

 同样，如果在定向之前，即ioGlobalStdSet函数之前打开别的I/O设备，如socket、文件、管道等的话，那么标准输入输出就定向到socket、文件、管道等。
 一般情况下，用户采用串口作为输入输出操作接口，所以我们一般将标准输入输出定向到串口。

 那么，怎么将标准输入输出定向到串口呢？按照以上原理，只要在ioGlobalStdSet函数之前打开相应的串口并将所打开的串口句柄赋给consoleFd就可以了。
 实现代码如下：

    /*打开串口，输入输出重定向到超级终端*/
    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中将标准输入输出已经定向到串口，但是在VxWorks中，当BootRom起来将VxWorks引导后，将执行权交给了VxWorks，而此时VxWorks会将BootRom中对硬件初始化的过程重新初始化，故其定向会重新按照缺省方式定向到PC console，标准VGA输出和键盘输入。

那么又怎么将其定向回串口呢？

打开targetconfigcompssrcusrPcConsole.c文件
在其代码中也同样可以看到其定向过程，那么我们也可以按照BootRom的方式将串口打开并定向。

VxWorks5.5中的输入输出定向
在VxWorks5.5中，已经将其标准输入输出直接定向到串口，并且其标准输入输出更简单，直接通过targetconfigspNameconfig.h文件中的宏定义就可以实现。
怎么样切换回PC console的输入输出模式呢？
在targetconfigspNameconfig.h文件中，可以找到如下定义：

#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)

 从上可以看出，缺省情况下，宏INCLUDE_PC_CONSOLE是关闭的，所以我们在制作BootRom后，启动时在显示器上会出现如下的输出：
 V1.6+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++……
 并且此时会停在这里不动，感觉好象是系统不能启动，其实，系统已经启动起来了，并且其打印信息已经输出到串口，如果你插上串口线的话，可以从超级终端看到打印输出的。

 定义宏INCLUDE_PC_CONSOLE后，同时也定义了PC_CONSOLE和键盘类型，这样就可以通过键盘接受标准输入，通过显示器有标准输出。

实际开发中的应用

 在实际产品开发中，用户可能会开发适合自己风格的用户操作接口，包括Telnet、console等，console即串口的超级终端输入输出，按照以上方法实现其定向，但是Telnet时可能就需要随时将标准输入输出定向到打开的相应的Telnet socket。WindRiver公司有一套制作用户接口（CLI）工具——RapidControl，利用此工具可以很快开发出类CISCO风格的Telnet、console。此工具提供了将输入输出定向到Telnet socket的API 函数，但是有很多VxWorks的系统函数如ping、inetstatShow、ipstatShow其输出还是标准的printf，故在Telnet 中调用这些函数时，就需要随时实行标准输入输出的定向。

 假如某Telnet打开的socket为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);

 先将输入输出定向到sock，调用相关的函数，再将输入输出定向回来，如果不定向回来的话，那么console和别的Telnet就无法操作了。

结束语：
 在VxWorks for PPC的系统中，不支持PC console模式，其标准输入输出缺省就是串口，故不存在输入输出的定向问题。