Xilinx實(shí)際操作系統(tǒng)和庫(kù)

Xilinx實(shí)際操作系統(tǒng)和庫(kù)內(nèi)容概述

本章主要介紹操作系統(tǒng)及板級(jí)支持包。該章內(nèi)容主要

（1）Xilinx微核接口；（2）LibXil標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)；（3）板級(jí)支持包；（4）Xilkernel核；（5）LibXil庫(kù)。其中重點(diǎn)介紹了Xilkernel核，內(nèi)容包括：Xilkernel核概述、Xilkernel構(gòu)成、建立Xilkernel應(yīng)用程序、Xilkernel處理模型、Xilkernel調(diào)度模型、POSIX接口、XilkernelAPI接口、存儲(chǔ)器保護(hù)、系統(tǒng)初始化、Xilkernel定制等內(nèi)容。Xilinx的微核

Xilinx的微核（XilinxMicrokernel，XMK）包含三個(gè)不同的軟件實(shí)體，通過(guò)它用戶應(yīng)用程序可以與標(biāo)準(zhǔn)C和Math庫(kù)，LibXil庫(kù)，Xilkernel或獨(dú)立運(yùn)行的操作系統(tǒng)相接。標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)由newlib和libc組成，該庫(kù)包含了標(biāo)準(zhǔn)C的函數(shù)，例如，stdio，stdlib，string例程。數(shù)學(xué)庫(kù)是newlib數(shù)學(xué)庫(kù)的擴(kuò)展，提供了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)函數(shù)。Xilinx的微核

LibXil庫(kù)由下面構(gòu)成：

1）LibXilDriver-Xilinx的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；

2）LibXilMFS-Xilinx的存儲(chǔ)文件系統(tǒng)（Memory，

MFS）；

3）LibXilFlash-并行Flash編程庫(kù)；

4）LibXillsf-串行Flash編程庫(kù)；

Xilinx提供獨(dú)立板級(jí)支持包（BoardSupportPackage，BSP，后來(lái)Xilinx稱為Standard平臺(tái)）和Xilkernel。Xilinx的微核結(jié)構(gòu)圖8.1XMK結(jié)構(gòu)用戶應(yīng)用程序XilkernelXilFlashXilMFSXillsf獨(dú)立BSPXilinx驅(qū)動(dòng)C，Math和GCC庫(kù)Xilinx的微核

用戶的應(yīng)用程序通過(guò)不同的方法和XMK的不同組成部分進(jìn)行接口。除了一些交互外，庫(kù)之間是獨(dú)立的。比如，Xilkernel使用BSP。BSP和Xilinx驅(qū)動(dòng)構(gòu)成了對(duì)底層硬件的抽象。

XMK的庫(kù)和OS依賴于標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)組成部分。數(shù)學(xué)庫(kù)libm.a可以用來(lái)和用戶的應(yīng)用程序連接。Xilinx的微核

-板級(jí)支持包BSP

BSP是單線程庫(kù)。BSP提供對(duì)硬件的小的接口。向應(yīng)用程序提供所要求的最少的功能。

BSP提供的一些典型的函數(shù)包括:

（1）設(shè)置中斷（2）系統(tǒng)異常（3）配置緩存（4）其它硬件指定的功能。Xilinx的微核

-LibXil驅(qū)動(dòng)程序

LibXil是指設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，在軟件平臺(tái)中被包含用來(lái)向系統(tǒng)中的外設(shè)提供接口。這些驅(qū)動(dòng)伴隨EDK提供，并且被Libgen配置。后面詳細(xì)介紹設(shè)備驅(qū)動(dòng)的概念和在軟件平臺(tái)中適配的方法。Xilinx的微核

-Xilkernel

Xilkernel是一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式處理器的核，能根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行定制。

Xilkernel有嵌入式核的那些關(guān)鍵的特征：

（1）多任務(wù);

（2）優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)的搶先調(diào)度;

（3）進(jìn)程間通信;

（4）同步和中斷處理。

Xilinx的微核

-Xilkernel

Xilkernel是一個(gè)小的，模塊化的，用戶定制，能用在不同的系統(tǒng)配置環(huán)境。應(yīng)用程序能以不同模式，靜態(tài)的和Xilkernel連接形成單獨(dú)的可執(zhí)行文件。Xilinx的微核

-LibXilMFSLibXilMFS提供簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)文件系統(tǒng)，使得很容易通過(guò)使用輸入-輸出文件來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。這個(gè)系統(tǒng)通過(guò)改變安裝區(qū)域的源文件，很容易配置滿足工程要求。Xilinx的微核

-LibXilFlash

LibXilFlash：提供對(duì)并行Flash的訪問(wèn)，這些Flash與普通的Flash接口一致。支持Intel和AMD的CFI(CommonFlashInterface)芯片。Xilinx的微核

-LibXillsfLibXillsf是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)Flash庫(kù)。支持Xilinx系統(tǒng)內(nèi)Flash和外部的串行Flash（Atmel的AT45XXXD，Intel的S33和ST的M25PXX）。該庫(kù)使得高層軟件能和串行Flash通信。標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)

EDK庫(kù)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)提供標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)函數(shù)和訪問(wèn)外設(shè)的函數(shù)。

EDK庫(kù)由Libgen根據(jù)MSS文件為每個(gè)工程自動(dòng)配置。這些庫(kù)和include文件保存在當(dāng)前工程lib和include目錄下。

mb-gcc的選項(xiàng)-l和-L用來(lái)將這些目錄添加到庫(kù)搜索路徑中。標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)（lib.a）

該庫(kù)為MicroBlaze和PowerPC處理器提供了標(biāo)準(zhǔn)的C函數(shù)。可以根據(jù)下面路徑下的這些標(biāo)準(zhǔn)C函數(shù)找到頭文件。

<XILINX_EDK>/gnu/<processor>/<platform>/<processor-lib>/include

其中:<XILINX_EDK>為EDK的安裝路徑；

<processor>為powerpc-eabi或microblaze；

<platform>為sol，nt，lin；

<processor-lib>為powerpc-eabi或microblaze-xilinx-elf；標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)（lib.a）Lib.c目錄和函數(shù)有：

_ansi，fastmath.h，machine/，reent.h，stdlib.h，utime.h，_syslist.h，fcnt1.h，malloc.h，regdef.h，string.h，utmp.h，ar.h，float.h，math.h，setjmp.h，sys/，assert.h，grp.h，paths.h，signal.h，termios.h，ctype.h，ieeefp.h，process.h，stdarg.h，time.h，dirent.h，limits.h，pthread.h，stddef.h，unctrl.h，errno.h，locale.h，pwd.h，stdio.h，unistd.h標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)（lib.a）

程序訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)函數(shù)，必須使用如下方式編譯：

1）mb-gcc<Cfile>（對(duì)MicroBlaze處理器）；

2）powerpc-eabi-gcc<Cfile>（對(duì)PowerPC處理器），訪問(wèn)libm數(shù)學(xué)函數(shù)，指定lm選項(xiàng)；XilinxC庫(kù)（libxil.a）Xilinx的C庫(kù)為MicroBlaze處理器包含下面的目標(biāo)文件：

1）_exception_handler.o，_interrupt_handler.o，_program_clean.o，_program_init.o2）默認(rèn)情況下提供異常和中斷句柄。

libxil.a被自動(dòng)包含。輸入/輸出函數(shù)

EDK庫(kù)包含標(biāo)準(zhǔn)C函數(shù)用于I/O，比如printf和scanf。這些函數(shù)代碼太大，不適應(yīng)嵌入式處理器的應(yīng)用。這些函數(shù)的原型在stdio.h。注意：C標(biāo)準(zhǔn)I/O例程比如printf，scanf，vfprintf在默認(rèn)情況下是行緩沖的。將其變成無(wú)緩沖格式的，必須調(diào)用setvbuf。輸入/輸出函數(shù)

比如：

setvbuf（stdout，NULL，_IONBF，0）；這些輸入/輸出例程要求在新一行用CR和LF結(jié)束。除了標(biāo)準(zhǔn)的C函數(shù)，EDK處理器庫(kù)提供了下面的小的I/O函數(shù)：

1）voidprint(char*)；（打印字符串到MSS文件中指定的標(biāo)準(zhǔn)輸出的外設(shè)）

2）voidputnum(int)；（轉(zhuǎn)換整數(shù)到16進(jìn)制的字符串，并打印字符串到外設(shè)）

3）voidxil_printf(const*charctl1,…)（與printf函數(shù)類似，但代碼更小，不支持浮點(diǎn)數(shù)）存儲(chǔ)器管理函數(shù)MicroBlaze處理器和PowerPC處理器C庫(kù)支持標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器管理函數(shù)，比如malloc(),calloc(),free()。通過(guò)使用堆來(lái)動(dòng)態(tài)的分配存儲(chǔ)器。堆指針從低向高增加（運(yùn)行時(shí)不能增加）。分配堆至少128字節(jié)，觀察函數(shù)返回值以確定正確的分配堆。算術(shù)操作

對(duì)所有處理器可以使用libgcc.a庫(kù)來(lái)用軟件實(shí)現(xiàn)整數(shù)和浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算。當(dāng)硬件不支持使用指令的算術(shù)運(yùn)算原語(yǔ)時(shí)，編譯器為所有的處理器插入對(duì)這些例程的調(diào)用。MicroBlaze處理器

-整數(shù)算術(shù)運(yùn)算

默認(rèn)情況下，整數(shù)乘法通過(guò)使用庫(kù)函數(shù)例程_mulsi3實(shí)現(xiàn)（軟件）。如果編譯器mb-gcc選擇-mno-xl-soft-mul時(shí)，整數(shù)乘法可以使用硬件實(shí)現(xiàn)。整數(shù)除法和求模操作通過(guò)使用庫(kù)函數(shù)例程_divsi3和_modsi3實(shí)現(xiàn)（軟件）。可以定制使用硬件除法器來(lái)實(shí)現(xiàn)除法指令。雙精度乘法，除法和求模函數(shù)使用庫(kù)函數(shù)_muldi3，_divdi3，moddi3實(shí)現(xiàn)。無(wú)符號(hào)的這些操作相對(duì)于有符號(hào)的操作就是其前綴為_u，而不是_。MicroBlaze處理器

-浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算

所有的浮點(diǎn)的加、減、乘、除和轉(zhuǎn)換操作使用C庫(kù)里的軟件函數(shù)實(shí)現(xiàn)。板級(jí)支持包

板級(jí)支持包BSP是軟件模塊的最底層，用來(lái)訪問(wèn)處理器指定的功能。當(dāng)應(yīng)用程序直接訪問(wèn)板/處理器使用獨(dú)立的BSP，BSP在操作系統(tǒng)層下面。MicroBlaze處理器BSP

當(dāng)系統(tǒng)使用MicroBlaze處理器，并且沒(méi)有使用OS時(shí)，Libgen自動(dòng)在libxil.a工程庫(kù)中建立獨(dú)立的BSP。

MicroBlaze處理器BSP的函數(shù)類型主要有：中斷處理；異常處理；指令緩存處理；數(shù)據(jù)緩存處理；

FSL接口宏；

FSL宏標(biāo)志；

pseudo-asm宏；

PVR訪問(wèn)例程和宏；文件處理；錯(cuò)誤碼。中斷處理

使用中斷處理函數(shù)，必須在源文件中包含頭文件mb_interface.h。MicroBlaze的中斷管理函數(shù)有：

voidmicroblaze_enable_interrupts(void)voidmicroblaze_disable_interrupts(void)voidmicroblaze_register_handle(XInterruptHandlerHandler,void*DataPtr)異常處理

這個(gè)功能在MicroBlaze3.0以前不可用。使用異常處理函數(shù)，必須在源文件中包含頭文件mb_interface.h。當(dāng)在MHS中正確的配置了硬件異常處理，這些函數(shù)才能正常運(yùn)行。MicroBlaze的異常處理函數(shù)有：

voidmicroblaze_disable_exceptions(void)voidmicroblaze_enable_exceptions(void)voidmicroblaze_register_exception_handle(Xuint8Exceptionld,XExceptionHandlerHandler,void*DataPtr)指令緩存處理

使用指令緩存函數(shù)，必須在源文件中包含頭文件mb_interface.h。MicroBlaze的指令緩存處理函數(shù)有：voidmicroblaze_enable_icache(void）voidmicroblaze_disable_icache(void)voidmicroblaze_init_icache_range(intcache_addr,intcache_size)數(shù)據(jù)緩存處理

使用數(shù)據(jù)緩存函數(shù)，必須在源文件中包含頭文件mb_interface.h。MicroBlaze的數(shù)據(jù)緩存處理函數(shù)有：

（1）voidmicroblaze_enable_dcache(void）使能Microblaze處理器的數(shù)據(jù)緩存

（2）voidmicroblaze_disable_dcache(void)禁止Microblaze處理器的數(shù)據(jù)緩存

（3）voidmicroblaze_flush_dcache()刷新整個(gè)數(shù)據(jù)緩存,當(dāng)使用回寫緩存時(shí)，使用這個(gè)函數(shù)（4）voidmicroblaze_flush_dcache_range(unsignedintcache_addr,unsignedintcache_len)

刷新指定的數(shù)據(jù)緩存的范圍數(shù)據(jù)緩存處理

（5）voidmicroblaze_invalidate_dcache()

使數(shù)據(jù)緩存無(wú)效（6）voidmicroblaze_flush_invalidate_range(unsignedintcache_addr,unsignedintcache_len)

使指定范圍的數(shù)據(jù)緩存無(wú)效下面給出初始化指令和數(shù)據(jù)緩存的一段代碼：

1．初始化指令Cachemicroblaze_invalidate_icache();microblaze_enable_icache();數(shù)據(jù)緩存處理2．初始化數(shù)據(jù)DCachemicroblaze_invalidate_dcache();microblaze_enable_dcache();3．在程序的結(jié)尾，應(yīng)該使用下面的代碼對(duì)緩存進(jìn)行恢復(fù)操作。

#ifXPAR_MICROBLAZE_DCACHE_USE_WRITEBACK==0microblaze_invalidate_dcache();#endifmicroblaze_disable_dcache();/*CleanupICache*/microblaze_invalidate_icache();microblaze_disable_icache();FSL接口宏BSP提供了FSL接口宏，用于訪問(wèn)通過(guò)FSL連接的硬件加速器。FSL接口宏主要包括：(1)getfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸入FSL上，執(zhí)行得到功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；(2)putfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸出FSL上，執(zhí)行輸出功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；(3)tgetfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸入FSL上，測(cè)試得到功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；(4)tputfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸出FSL上，測(cè)試輸出功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；FSL接口宏(5)getdfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸入FSL上，執(zhí)行得到功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；(6)putdfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸出FSL上，執(zhí)行輸出功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；(7)tgetdfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸入FSL上，測(cè)試得到功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；(8)tputdfslx(val,id,flags)在Microblaze的輸出FSL上，測(cè)試輸出功能。指令的語(yǔ)義由FSL的宏flag確定；(9)fsl_isinvalid(invalid)測(cè)試最后的FSL操作返回為有效數(shù)據(jù)；(10)fsl_iserror(error)檢查最后的FSL操作設(shè)置一個(gè)錯(cuò)誤標(biāo)志；FSL宏標(biāo)志

FSL的宏標(biāo)志包含：

FSL_DEFAULT，F(xiàn)SL_NONBLOCKING，F(xiàn)SL_EXCEPTION，

FSL_CONTROL，F(xiàn)SL_ATOMIC，

FSL_NONBLOCKING_EXCEPTION，F(xiàn)SL_NONBLOCKING_ATOMIC，F(xiàn)SL_EXCEPTION_CONTROL，

FSL_EXCEPTION_ATOMIC，F(xiàn)SL_CONTROL_ATOMIC，

FSL_NONBLOCKING_EXCEPTION_CONTROL，

FSL_NONBLOCKING_EXCEPTION_ATOMIC，

FSL_EXCEPTION_CONTROL_ATOMIC，

FSL_NONBLOCKING_EXCEPTION_CONTROL_ATOMICpseudo-asm宏

BSP提供了訪問(wèn)MicroBlaze不同寄存器的宏，為了使用這些宏，必須在源文件中包含mb_interface.h。這些宏主要有：

(1)mggpr(rn)：從通用寄存器rn中返回值；

(2)mfmsr()：從MSR寄存器中返回當(dāng)前值；

(3)mfesr()：從異常狀態(tài)寄存器ESR中返回當(dāng)前值；

(4)mfear()：從異常地址寄存器EAR中返回當(dāng)前值；

(5)mffsr()：從浮點(diǎn)狀態(tài)寄存器FPS中返回當(dāng)前值；

(6)mtmsr(v)：將值v移到msr寄存器中；

(7)mtgpr(rn,v)：將值v移動(dòng)到通用寄存器rn中；

(8)microblaze_getfpex_operand_a()：返回最后缺陷浮點(diǎn)指令的操作數(shù)A;(9)microblaze_getfpex_operand_b()：返回最后缺陷浮點(diǎn)指令的操作數(shù)B；PVR訪問(wèn)例程和宏MicroBlaze提供了可配置的處理器版本寄存器PVR。PVR的內(nèi)容使用pvr_t數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲得，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是32位的數(shù)組，數(shù)組的每個(gè)字對(duì)應(yīng)PVR寄存器。PVR字的數(shù)目由配置所決定。為了使用宏，必須在源文件中包含pvr.h頭文件。訪問(wèn)PVR的方法：

1）使用microblaze_get_pvr()函數(shù)來(lái)填充PVR數(shù)據(jù)到pvr_t數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中;2）在隨后的步驟中，可以使用PVR訪問(wèn)宏得到PVR的數(shù)據(jù);PVR訪問(wèn)函數(shù)為：

intmicroblaze_get_pvr(pvr_t*pvr)文件處理

文件處理的函數(shù)有：

intfcnt1(intfd,intcmd,longarg)

該函數(shù)通過(guò)cmd命令對(duì)文件描述符fd進(jìn)行操作。由于獨(dú)立的BSP不提供文件系統(tǒng)，這個(gè)函數(shù)只用來(lái)作為完整性。Xilinx硬件抽象層

Xilinx硬件抽象層包含下面：類型(xil_types)；寄存器IO(xil_io)；異常(xil_exception)；緩存(xil_cache)；斷言(xil_assert)；外部頭文件；測(cè)試存儲(chǔ)器(xil_testmem)；測(cè)試寄存器(xil_testio)；測(cè)試緩存(xil_testcache)。由于API函數(shù)封裝了這些底層的硬件抽象層操作，對(duì)于程序設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，很少直接使用這些硬件抽象層操作，所以對(duì)該部分不進(jìn)行進(jìn)一步的介紹，如果需要的話，參考Xilinx的庫(kù)參考手冊(cè)。Xilkernel核

XilKernel核是一個(gè)小的、健壯的和模塊化的核：

1）允許定制，使得設(shè)計(jì)者可以根據(jù)大小和功能對(duì)核進(jìn)行裁減；

2）在嵌入式核（kernel）內(nèi)，使用POSIX(PortableOperatingSystemInterface,可移植操作系統(tǒng)接口)API支持核（core）的特征

3）支持MicroBlaze、PowerPC405和PowerPC440處理器

XilKernel的進(jìn)程間通信IPC服務(wù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)高層服務(wù)（比如網(wǎng)絡(luò)，視頻和音頻），并且使用這些服務(wù)來(lái)運(yùn)行程序。Xilkernel核

下面給出了那些影響在下一個(gè)工程中使用核的決定性因素：

1）典型的嵌入式控制應(yīng)用由多個(gè)任務(wù)組成，這些任務(wù)需要按照一個(gè)特定的序列或安排來(lái)執(zhí)行。隨著所涉及的控制任務(wù)的增加，人工組織子任務(wù)和分時(shí)享用所要求的工作變得十分困難。當(dāng)復(fù)雜度增加時(shí)，這樣一個(gè)程序的響應(yīng)能力和性能大大降低。

2）分解這些任務(wù)作為單獨(dú)的應(yīng)用程序，并且在一個(gè)操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用程序會(huì)變得更加直觀。Xilkernel核

3）一個(gè)核允許在一個(gè)抽象層上編寫代碼，而不是在微控制器級(jí)獨(dú)立代碼上編寫代碼。

4）很多普通常規(guī)的應(yīng)用程序都依賴于操作系統(tǒng)的服務(wù)，比如文件系統(tǒng)，時(shí)間管理等。

5）Xilkernel是一個(gè)小的庫(kù)，它提供了這些必須的服務(wù)。移植或使用通用和開放的源碼庫(kù)（比如圖像或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）也要求某些形式的OS服務(wù)。Xilkernel包含的關(guān)鍵特征1、通過(guò)裁減功能，使其對(duì)一個(gè)系統(tǒng)具有高度的可擴(kuò)展性

2、通過(guò)XPS在很短時(shí)間內(nèi)完成核的配置和使用

3、核的健壯性：通過(guò)參數(shù)有效性檢查保護(hù)系統(tǒng)調(diào)用，并且正確的返回可移植性操作系統(tǒng)接口POSIX錯(cuò)誤代碼

4、POSIXAPI目標(biāo)是嵌入式核，包括：輪循或嚴(yán)格優(yōu)先級(jí)調(diào)度的線程同步化服務(wù)-信號(hào)量和互斥鎖IPC服務(wù)-消息隊(duì)列和共享存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)緩沖池存儲(chǔ)器分配軟件定時(shí)器用戶級(jí)中斷處理Xilkernel包含的關(guān)鍵特征5、通過(guò)核的靜態(tài)線程的創(chuàng)建和啟動(dòng)6、對(duì)核的系統(tǒng)調(diào)用接口7、為MicroBlaze處理器的異常處理8、通過(guò)可用的MicroBlaze處理器MMU的存儲(chǔ)器保護(hù)Xilkernel模塊用戶應(yīng)用程序Xilkernel系統(tǒng)調(diào)用句柄調(diào)度程序中斷和異常句柄軟件定時(shí)器線程管理信號(hào)量消息隊(duì)列共享存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)管理用戶級(jí)中斷處理圖8.2Xilkernel結(jié)構(gòu)建立Xilkernel應(yīng)用程序

Xilkernel由核函數(shù)的形式構(gòu)成，這將導(dǎo)致一個(gè)簡(jiǎn)單的核連接模型。為了建立Xilkernel，必須在軟件平臺(tái)中包含Xilkernel，合理的配置它，并且運(yùn)行Libgen來(lái)產(chǎn)生Xilkernel庫(kù)。所設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序獨(dú)立的開發(fā)或者作為XPS里的獨(dú)立的應(yīng)用文件工程。當(dāng)開發(fā)完應(yīng)用程序后，將Xilkernel與其進(jìn)行連接，然后建立最終的核映像文件。Xilkernel核產(chǎn)生后的文件為libxilkernel.a。建立Xilkernel應(yīng)用程序在SW平臺(tái)上包含和配置Xilkernel用Libgen產(chǎn)生庫(kù)libxilkernel.a應(yīng)用程序源文件包含在SW工程中設(shè)計(jì)編譯參數(shù)創(chuàng)建工程buildproject可執(zhí)行的核映像文件連接圖8.3Xilkernel開發(fā)流程建立Xilkernel應(yīng)用程序Xilkernel內(nèi)部也支持類似更強(qiáng)大的傳統(tǒng)的OS的連接和獨(dú)立的可執(zhí)行的方法。傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)由獨(dú)立的映像文件，每個(gè)運(yùn)行在核上的應(yīng)用程序作為獨(dú)立的文件。因此，Xilinx推薦使用更簡(jiǎn)單和更簡(jiǎn)潔的庫(kù)連接模式。XPS支持這種模式，更容易使用。它對(duì)于調(diào)式，下載和啟動(dòng)都非常方便。對(duì)于有獨(dú)立運(yùn)行的這種高要求情況下，要求使用獨(dú)立可執(zhí)行模式。下面給出了使用核連接模式的應(yīng)用程序開發(fā)步驟：建立Xilkernel應(yīng)用程序1、應(yīng)用程序應(yīng)包含xmk.h文件作為首要的文件

#include“xmk.h”2、所設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件工程與libxil.a連接。該庫(kù)包含真實(shí)的核函數(shù)。應(yīng)用程序和該庫(kù)連接將形成最終的核和應(yīng)用程序映像文件。

3、Xilkernel負(fù)責(zé)MicroBlaze和PowerPC處理器第一級(jí)中斷和異常處理。因此，設(shè)計(jì)人員不能直接處理中斷。而在用戶級(jí)上處理異常和中斷；

4、使用最終的與核連接的軟件應(yīng)用工程的連接腳本特性來(lái)控制核的存儲(chǔ)器映射，可以使用自動(dòng)的腳本產(chǎn)生來(lái)幫助設(shè)計(jì)。建立Xilkernel應(yīng)用程序

5、應(yīng)用程序必須提供main()，這是核映像文件中的執(zhí)行的開始點(diǎn)。在main()里，可以做需要的初始化和設(shè)置。核保持未啟動(dòng)和休眠狀態(tài)，在應(yīng)用程序設(shè)置完成后，如果想啟動(dòng)核，調(diào)用xilkernel_main()來(lái)啟動(dòng)核，使能中斷，將控制轉(zhuǎn)移給應(yīng)用程序。在調(diào)用xilkernel_main()以前，必須使能系統(tǒng)級(jí)特性。建立Xilkernel應(yīng)用程序

這些是典型的機(jī)器狀態(tài)特性，比如緩存的使能，硬件異常的使能，必須總是打開，即使從一個(gè)應(yīng)用程序到另一個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行上下文切換（contextswitch）。在應(yīng)用程序的線程中，不允許隨便改變機(jī)器狀態(tài)。如果在修改機(jī)器狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生了上下文的切換，將導(dǎo)致隨后的線程執(zhí)行時(shí)，沒(méi)有使能狀態(tài)；所以必須在修改狀態(tài)以前，鎖定上下文切換和中斷。Xilkernel處理模型

Xilkernel內(nèi)的執(zhí)行單位（unit）稱為進(jìn)程上下文（processcontext）。在進(jìn)程上下文級(jí)上進(jìn)行調(diào)度。這沒(méi)有線程群的概念，這些群連在一起構(gòu)成傳統(tǒng)上的進(jìn)程。對(duì)于資源來(lái)說(shuō)，所有的線程是平等的。POSIX線程API是最基本的用戶可見(jiàn)到進(jìn)程上下文的接口。這也提供了一些額外的其它的接口，它不是POSIX的一部分。使用線程標(biāo)識(shí)符來(lái)操作線程。使用進(jìn)程標(biāo)識(shí)符pid_t來(lái)操作標(biāo)識(shí)最基本的進(jìn)程上下文。Xilkernel調(diào)度模型

Xilkernel支持優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)，時(shí)間片搶先調(diào)度(SCHED_PRIO)或者簡(jiǎn)單的輪循（SCHED_RR）調(diào)度。這是全局調(diào)度策略而不能根據(jù)每個(gè)線程修改。在產(chǎn)生核時(shí)必須被靜態(tài)配置。在SCHED_RR，有一個(gè)簡(jiǎn)單的準(zhǔn)備隊(duì)列和每個(gè)進(jìn)程上下文在一個(gè)可配置的時(shí)間片執(zhí)行，當(dāng)超出時(shí)間片時(shí)，就執(zhí)行隊(duì)列的下一個(gè)進(jìn)程上下文。在SCHED_PRIO，有很多準(zhǔn)備隊(duì)列，它們有優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)0是系統(tǒng)內(nèi)的最高優(yōu)先級(jí)，值越高優(yōu)先級(jí)越低。在同一優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，采用輪循和時(shí)間片進(jìn)行調(diào)度。Xilkernel調(diào)度模型

對(duì)于上面的調(diào)度模型，準(zhǔn)備隊(duì)列的長(zhǎng)度也可配置。如果在核中有等待隊(duì)列（信號(hào)量，消息隊(duì)列等），采用SCHED_PRIO模型時(shí)，被配置成優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。否則，被配置成FIFO隊(duì)列。Xilkernel調(diào)度模型

圖6.4進(jìn)程上下文狀態(tài)PROC_NEW：一個(gè)新創(chuàng)建的進(jìn)程PROC_READY：一個(gè)準(zhǔn)備執(zhí)行的進(jìn)程PROC_RUN：正在運(yùn)行的進(jìn)程PROC_WAIT：由于資源被阻塞的進(jìn)程PROC_DELAY：一個(gè)等待超時(shí)的進(jìn)程PROC_TIMED_WAIT：一個(gè)由于資源被阻塞的進(jìn)程，有一個(gè)相關(guān)的超時(shí)Xilkernel功能-線程管理

Xilkernel支持最基本的POSIX線程API。線程的創(chuàng)建和操作是以標(biāo)準(zhǔn)POSIX符號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。線程使用唯一的pthread_t標(biāo)號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)。系統(tǒng)中所創(chuàng)建的進(jìn)程都有一個(gè)核封裝，當(dāng)線程結(jié)束的時(shí)候，將控制權(quán)交給核封裝。因此在線程代碼的末尾不需要一個(gè)指定的退出函數(shù)。

Xilkernel功能-線程管理

來(lái)自塊開始符號(hào)BSS存儲(chǔ)器池（基于系統(tǒng)中的最大線程靜態(tài)分配）代表線程自動(dòng)的分配線程堆棧。也可以為每一個(gè)去創(chuàng)建的線程動(dòng)態(tài)分配定制的存儲(chǔ)器作為堆棧。整個(gè)線程模塊是可選的，可以配置成輸入或輸出來(lái)作為軟件規(guī)范的一部分。Xilkernel功能-線程管理

（1）intpthread_create(pthread_tthread,pthread_attr_t*att,void*(*start_func)(void*),void*param)

創(chuàng)建線程并執(zhí)行參數(shù)：thread是存儲(chǔ)線程ID的地址，attr存儲(chǔ)線程屬性結(jié)構(gòu)體的地址，start_func線程函數(shù)名，param線程函數(shù)參數(shù)指針。返回：0創(chuàng)建成功，-1線程ID無(wú)效，EINVAL無(wú)效屬性，

EAGAIN資源不足。（2）voidpthread_exit(void*value_ptr)

參數(shù)：線程返回值的指針結(jié)束一個(gè)線程，但這個(gè)函數(shù)并不是必須的。需要用到返回值時(shí)才使用。Xilkernel功能-線程管理

（3）ntpthread_join(pthread_tthread,void**value_ptr)

參數(shù)：thread線程ID，value_ptr線程返回值地址指針

返回：0成功，ESRCH無(wú)效線程，EINVAL線程返回值已經(jīng)被使用停止當(dāng)前線程等待目標(biāo)線程執(zhí)行完成并返回值。（4）pthread_tpthread_self(void)

返回：本線程IDXilkernel功能-線程管理

（5）intpthread_detach(pthread_ttarget)

返回：0成功，ESRCH線程未創(chuàng)建回收線程存儲(chǔ)資源，但并不會(huì)結(jié)束線程（6）intpthread_equal(pthread_tt1,pthread_tt2)

參數(shù)：t1和t2兩個(gè)待比較線程的ID

返回：1兩線程是同一線程，0其它情況Xilkernel功能-線程管理

（7）intpthread_getschedparam(pthread_tthread,int*policy,structsched_param*param)

參數(shù)：thread線程ID，policy全局調(diào)度策略指針，param

調(diào)度策略結(jié)構(gòu)體地址

返回：0成功，ESRCH線程無(wú)效，EINVAL調(diào)度參數(shù)無(wú)效函數(shù)返回個(gè)別線程的調(diào)度策略。（8）intpthread_setschedparam(pthread_tthread,intpolicy,conststructsched_param*param)

參數(shù)：thread線程ID，policy忽略，param調(diào)度策略結(jié)構(gòu)體地址返回：0成功，ESRCH線程無(wú)效，EINVAL調(diào)度參數(shù)無(wú)效函數(shù)設(shè)置個(gè)別線程的調(diào)度策略。Xilkernel功能-線程管理

（9）intpthread_attr_init(pthread_attr_t*attr)

參數(shù)：線程屬性指針?lè)祷兀?成功，1未成功，EINVAL屬性無(wú)效按照默認(rèn)設(shè)置初始化線程屬性對(duì)象attr

（10）intpthread_attr_destroy(pthread_attr_t*attr)

參數(shù)：線程屬性指針?lè)祷兀?成功，EINVAL錯(cuò)誤函數(shù)銷毀線程指針對(duì)象，設(shè)置成未定義值。Xilkernel功能-線程管理

（11）intpthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t*attr,intdstate)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，dstate要設(shè)置的狀態(tài)返回：0成功，EINVAL無(wú)效參數(shù)設(shè)置線程狀態(tài)（12）intpthread_attr_getdetachstate(pthread_attr_t*attr,int*dstate)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，dstate獲取的狀態(tài)地址返回：0成功，EINVAL無(wú)效參數(shù)獲取線程狀態(tài)：PTHREAD_CREATE_DETACHED

或者PTHREAD_CREATE_JOINABLEXilkernel功能-線程管理

（13）intpthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t*attr,structsched_param*schedpar)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，schedpar調(diào)度參數(shù)存儲(chǔ)地址返回：0成功，EINVAL無(wú)效參數(shù)，ENOTSUP無(wú)效調(diào)度參數(shù)設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)，sched_param在sched.h文件中定義（14）intpthread_attr_getschedparam(pthread_attr_t*attr,structsched_param*schedpar)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，schedpar線程調(diào)度參數(shù)指針?lè)祷兀?成功，EINVAL無(wú)效參數(shù)獲取線程優(yōu)先級(jí)。Xilkernel功能-線程管理

（15）intpthread_attr_setstack(constpthread_attr_t*attr,_void*stackaddr,size_tstacksize)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，stacksize堆棧地址返回：0成功，EINVAL堆棧設(shè)置不當(dāng)設(shè)置線程堆棧（16）intpthread_attr_getstack(constpthread_attr_t*attr,void**stackaddr,size_t*stacksize)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，stackaddr堆棧地址指針，

stacksize堆?？臻g以字節(jié)為單位返回：0成功，EINVAL無(wú)效屬性獲取線程的堆棧信息Xilkernel功能-線程管理

（17）pid_tget_currentPID(void)

返回：當(dāng)前正在運(yùn)行的線程或操作的ID

（18）intkill(pid_tpid)

參數(shù)：pid線程或操作ID

返回：0成功，-1未成功終止指定線程或操作（19）intprocess_status(pid_tpid,p_stat*ps)

參數(shù)：pid操作或線程ID，ps狀態(tài)存儲(chǔ)地址返回：無(wú)獲取當(dāng)前正在運(yùn)行的線程或操作的狀態(tài)Xilkernel功能-線程管理

（20）int

xmk_add_static_thread(void*(*start_routine)(void*),intsched_priority)

參數(shù)：start_routine線程函數(shù)，sched_priority優(yōu)先級(jí)返回：0成功，-1未成功該函數(shù)將線程加入到啟動(dòng)或靜態(tài)線程列表中，這個(gè)函數(shù)要在xilkernel_main()函數(shù)之前調(diào)用（21）intyield(void)

迫使處理器運(yùn)行下一個(gè)準(zhǔn)備好的線程或操作，當(dāng)前線程放回任務(wù)準(zhǔn)備完畢隊(duì)列，等待再次獲取時(shí)間片運(yùn)行Xilkernel功能-信號(hào)量

Xilkernel支持核分配POSIX信號(hào)量，信號(hào)量能用于同步。POSIX信號(hào)量能計(jì)算信號(hào)量，它也能計(jì)算低于0的信號(hào)量（表示阻塞的進(jìn)程）。Xilkernel也提供一些接口用于命名的信號(hào)量。在系統(tǒng)初始化時(shí)，能配置核內(nèi)所分配的信號(hào)量的數(shù)量和信號(hào)量等待隊(duì)列的長(zhǎng)度。信號(hào)量模塊是可選的，在初始化時(shí)可以配置成輸入或輸出。如果使用消息隊(duì)列，必須包含該模塊。Xilkernel功能-信號(hào)量

（1）intsem_init(sem_t*sem,intpshared,unsignedvalue)

參數(shù)：sem信號(hào)量ID，pshared共享狀態(tài)，value初始值返回：0成功，-1未成功。初始化一個(gè)信號(hào)量，并初始化信號(hào)量的值。

（2）intsem_destroy(sem_t*sem)參數(shù)：sem信號(hào)量ID

返回：0成功，-1未成功釋放一個(gè)信號(hào)量資源

（3）intsem_getvalue(sem_t*sem,int*value)參數(shù)：sem信號(hào)量ID，value獲取值地址返回：0成功，-1未成功獲取信號(hào)量當(dāng)前值Xilkernel功能-信號(hào)量

（4）intsem_wait(sem_t*sem)參數(shù)：sem信號(hào)量ID

返回：0成功，-1未成功等待信號(hào)量的值大于0，并將信號(hào)量值減1。執(zhí)行對(duì)信號(hào)量的鎖操作

（5）intsem_trywait(sem_t*sem)參數(shù)：sem信號(hào)量ID

返回：0成功，-1未成功功能與sem_trywait()函數(shù)相同，但不阻塞進(jìn)程。Xilkernel功能-信號(hào)量

（6）intsem_timedwait(sem_t*sem,unsigned_ms)參數(shù)：sem信號(hào)量ID，ms定時(shí)器時(shí)間返回：0成功，-1未成功功能與sem_trywait()函數(shù)相同，等待信號(hào)量大于0過(guò)程中，通過(guò)定時(shí)器超時(shí)來(lái)停止阻塞進(jìn)程。（7）sem_t*sem_open(constchar*name,intoflag,...)

參數(shù)：name信號(hào)量對(duì)象的字符串名，oflag控制信號(hào)量創(chuàng)建的標(biāo)識(shí)返回：創(chuàng)建的或已存在的信號(hào)量ID創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量

（8）intsem_close(sem_t*sem)參數(shù)：sem信號(hào)量ID

返回：0成功，-1未成功關(guān)閉信號(hào)量Xilkernel功能-信號(hào)量

（9）intsem_post(sem_t*sem)參數(shù)：sem信號(hào)量ID

返回：0成功，-1未成功增加信號(hào)量的值，執(zhí)行該函數(shù)為制定信號(hào)量的值加1

（10）intsem_unlink(constchar*name)

參數(shù)：name信號(hào)量名返回：0成功，-1未成功移除信號(hào)量Xilkernel功能-消息隊(duì)列

Xilkernel支持核分配X/Open系統(tǒng)接口XSI消息隊(duì)列。XSI是POSIX下可選的接口集。消息隊(duì)列可以用于一個(gè)IPC機(jī)制。消息隊(duì)列可以容納任意大小的消息。在初始化時(shí)，必須合理的分配存儲(chǔ)空間。在核內(nèi)所分配的消息隊(duì)列結(jié)構(gòu)的數(shù)量和消息隊(duì)列的長(zhǎng)度也能在系統(tǒng)初始化時(shí)配置。該模塊依賴于信號(hào)量模塊，在系統(tǒng)中有動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器分配模塊。Xilkernel功能-消息隊(duì)列

如果需要的話，這里有一個(gè)更強(qiáng)大的消息隊(duì)列功能可以配置。當(dāng)選擇擴(kuò)展的消息隊(duì)列接口時(shí)，malloc和free被用來(lái)分配和釋放消息空間。因此，任意大小的消息能被傳送，而不需要確認(rèn)緩沖存儲(chǔ)器分配API能處理任意大小的請(qǐng)求。Xilkernel功能-消息隊(duì)列

（1）intmsgget(key_tkey,intmsgflg)

參數(shù)：key消息隊(duì)列的隊(duì)列標(biāo)識(shí)，msgflg消息隊(duì)列創(chuàng)建選項(xiàng)返回：唯一且非負(fù)的消息隊(duì)列ID

創(chuàng)建消息隊(duì)列（2）intmsgctl(intmsqid,intcmd,structmsqid_ds*buf)

參數(shù)：msqid消息隊(duì)列ID，cmd命令，buf數(shù)據(jù)指針?lè)祷兀?成功，-1未成功以命令控制消息隊(duì)列Xilkernel功能-消息隊(duì)列

（3）intmsgsnd(intmsqid,constvoid*msgp,size_tmsgsz,intmsgflg)

參數(shù)：msqid消息隊(duì)列ID，magp消息緩存指針，

msgsz消息大小，msgflg消息發(fā)送選項(xiàng)返回：0成功，-1未成功向消息隊(duì)列發(fā)送一個(gè)消息（4）ssize_tmsgrcv(intmsqid,void*msgp,size_tnbytes,longmsgtyp,intmsgflg)

參數(shù)：msqid消息隊(duì)列ID，msgp復(fù)制接收的消息存放地址，nbytes指定接收消息的緩存大小，

msgtyp不支持，msgflg控制接收消息操作返回：接收到的字節(jié)數(shù)，-1不成功從消息隊(duì)列接收一個(gè)消息Xilkernel功能-共享存儲(chǔ)器

Xilkernel支持核分配的XSI共享存儲(chǔ)器。XSI是X/Open系統(tǒng)接口，是POSIX下可選的接口集。共享存儲(chǔ)器是普通的，低延遲的IPC機(jī)制。在運(yùn)行時(shí)，所要求的共享存儲(chǔ)器塊必須被標(biāo)識(shí)，并且在系統(tǒng)配置時(shí)指明。由這個(gè)規(guī)范，緩沖存儲(chǔ)器被分配到每一個(gè)共享存儲(chǔ)器區(qū)域。目前，在運(yùn)行時(shí)的共享存儲(chǔ)器塊不能被動(dòng)態(tài)的分配。Xilkernel功能-共享存儲(chǔ)器

（1）intshmget(key_tkey,size_tsize,intshmflg)

參數(shù)：key共享內(nèi)存標(biāo)識(shí)，size共享內(nèi)存大小，

shmflg創(chuàng)建選項(xiàng)返回：非負(fù)唯一的共享內(nèi)存ID，-1未成功獲取共享內(nèi)存的ID

（2）intshmctl(intshmid,intcmd,structshmid_ds*buf)

參數(shù)：shmid共享內(nèi)存ID，cmd命令，buf狀態(tài)接收緩存返回：0成功，-1未成功實(shí)現(xiàn)對(duì)共享內(nèi)存的控制操作Xilkernel功能-共享存儲(chǔ)器

（3）void*shmat(intshmid,constvoid*shmaddr,intflag)

參數(shù)：shmid共享內(nèi)存ID，shmaddr未用，flag設(shè)置共享內(nèi)存附屬選項(xiàng)返回：共享內(nèi)存的起始地址，NULL未成功把共享內(nèi)存映射到調(diào)用該函數(shù)的地址空間，方便進(jìn)程對(duì)其訪問(wèn)（4）intshm_dt(void*shmaddr)

參數(shù)：shmaddr共享內(nèi)存地址返回：0成功，-1未成功解除進(jìn)程對(duì)共享內(nèi)存的映射Xilkernel功能-互斥鎖Xilkernel提供支持用于核分配的POSIX線程互斥鎖。這個(gè)同步機(jī)制和pthread_API一起使用。在系統(tǒng)說(shuō)明時(shí)，就能配置系統(tǒng)中互斥鎖的數(shù)量和互斥鎖等待隊(duì)列的長(zhǎng)度。支持:1)PTHREAD_MUTEX_DEFALUT2)PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE

類型的互斥鎖?；コ怄i模塊是可選的，在系統(tǒng)說(shuō)明時(shí)，可以配置成輸入或輸出。

Xilkernel功能-互斥鎖

（1）intpthread_mutex_init(pthread_mutex_t*mutex,constpthread_mutexattr_t*attr)

參數(shù)：mutex互斥鎖ID地址，attr互斥鎖創(chuàng)建屬性結(jié)構(gòu)體

返回：0成功返回ID到地址中，EAGAIN資源不足

初始化互斥鎖（2）intpthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t*mutex)

參數(shù)：mutex互斥鎖ID

返回：0成功，EINVAL無(wú)效ID

釋放互斥資源，執(zhí)行該函數(shù)后，互斥資源變?yōu)槲闯跏蓟癄顟B(tài)。Xilkernel功能-互斥鎖

（3）intpthread_mutex_lock(pthread_mutex_t*mutex)

參數(shù)：mutex互斥鎖ID

返回：0成功鎖定，-1未成功

加鎖操作，某個(gè)線程調(diào)用該函數(shù)為互斥鎖資源加鎖，保證操作時(shí)其它線程不能訪問(wèn)這個(gè)資源。如果資源已被鎖定，則阻塞調(diào)用。（4）intpthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t*mutex)

參數(shù)：mutex互斥鎖ID

返回：0成功，EINVAL無(wú)效ID，EBUSY資源已被鎖定，-1其它錯(cuò)誤

嘗試鎖定資源，若資源未被鎖定則成功返回，若資源已被鎖定，也不會(huì)阻塞調(diào)Xilkernel功能-互斥鎖

（5）intpthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t*mutex)

參數(shù)：mutex互斥鎖ID

返回：0成功，EINVAL無(wú)效ID，-1其它錯(cuò)誤

解鎖互斥資源（6）intpthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t*attr)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體地址

返回：0成功，EINVAL無(wú)效屬性

初始化互斥資源的屬性Xilkernel功能-互斥鎖

（7）intpthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t*attr)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體

返回：0成功，EINVAL無(wú)效屬性

拆除互斥資源的屬性，使得互斥資源的屬性變?yōu)槲闯跏蓟癄顟B(tài)（8）intpthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t*attr,inttype)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，type互斥鎖類型

返回：0成功，EINVAL無(wú)效屬性或類型不支持

在共享資源的屬性中設(shè)置資源類型Xilkernel功能-互斥鎖

（9）intpthread_mutexattr_gettype(pthread_mutexattr_t*attr,int*type)

參數(shù)：attr屬性結(jié)構(gòu)體，type類型存儲(chǔ)地址

返回：0成功，EINVAL無(wú)效屬性

獲取屬性中的資源類型Xilkernel功能-動(dòng)態(tài)緩沖存儲(chǔ)器管理

核提供了一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器分配方案，能用于需要?jiǎng)討B(tài)分配存儲(chǔ)空間的應(yīng)用程序。這些接口對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)C存儲(chǔ)分配例程是可替換的。標(biāo)準(zhǔn)的malloc()和free()速度慢，而且代碼比較大。分配例程從存儲(chǔ)器池中切換一塊存儲(chǔ)器，用戶將其傳給緩沖存儲(chǔ)器管理程序。緩沖存儲(chǔ)器管理程序管理存儲(chǔ)器池。設(shè)計(jì)者可以動(dòng)態(tài)建立新的存儲(chǔ)器緩沖池。設(shè)計(jì)者也可以根據(jù)應(yīng)用程序的要求靜態(tài)指定不同存儲(chǔ)器塊的大小和這種存儲(chǔ)器塊的數(shù)量。

Xilkernel功能-動(dòng)態(tài)緩沖存儲(chǔ)器管理

（1）intbufcreate(membuf_t*mbuf,void*memptr,intnblks,size_tblksiz)

參數(shù)：mbuf緩沖池ID地址，memptr可用緩沖池，

nblks緩沖池內(nèi)存儲(chǔ)塊數(shù)量，blksiz每個(gè)存儲(chǔ)塊字節(jié)數(shù)返回：0成功并存儲(chǔ)緩沖池ID，-1錯(cuò)誤建立一個(gè)緩沖池（2）intbufdestroy(membuf_tmbuf)

參數(shù)：mbuf緩沖池ID

返回：0成功，-1錯(cuò)誤破壞一個(gè)緩沖池Xilkernel功能-動(dòng)態(tài)緩沖存儲(chǔ)器管理

（3）void*bufmalloc(membuf_tmbuf,size_tsiz)

參數(shù)：mbuf緩沖池ID，size所需內(nèi)存塊大小返回：申請(qǐng)到的內(nèi)存起始地址，NULL未成功從緩沖池中申請(qǐng)一塊內(nèi)存（4）voidbuffree(membuf_tmbuf,void*mem)

參數(shù)：mbuf緩沖池ID，mem內(nèi)存塊地址釋放指定的內(nèi)存，釋放后內(nèi)存回到緩沖池，等待其他線程申請(qǐng)Xilkernel功能-軟件定時(shí)Xilkernel提供軟件定時(shí)器功能，用于時(shí)間相關(guān)的處理。該模塊可選，并且配置為輸入/輸出。下面給出軟件定時(shí)器接口函數(shù)：Xilkernel功能-軟件定時(shí)

（1）unsignedintxget_clock_ticks()

返回：節(jié)拍數(shù)獲取Xilkernel啟動(dòng)到該函數(shù)調(diào)用之間的時(shí)間節(jié)拍數(shù)（2）time_ttime(time_t*timer)

參數(shù)：timer存儲(chǔ)被要求的時(shí)間信息返回：秒數(shù)獲取Xilkernel啟動(dòng)到該函數(shù)調(diào)用之間的時(shí)間秒數(shù)（3）unsignedsleep(unsignedintms)

參數(shù)：ms毫秒數(shù)返回：休眠間秒數(shù)休眠進(jìn)程（毫秒數(shù)）Xilkernel功能-中斷處理Xilkernel負(fù)責(zé)對(duì)基本中斷的處理，而不需要用戶應(yīng)用程序直接處理。即使核沒(méi)有任何中斷，那系統(tǒng)也被簡(jiǎn)單的定時(shí)器中斷（用于調(diào)度）來(lái)驅(qū)動(dòng)。核處理主定時(shí)器中斷，使用它作為調(diào)度。在系統(tǒng)初始化時(shí)，定時(shí)器中斷被初始化，并且與向量代碼連接。此外，當(dāng)通過(guò)中斷控制器（opb_intc）連接多個(gè)中斷時(shí)，Xilkernel也可以處理。中斷處理腳本完成下面的任務(wù)：Xilkernel功能-中斷處理

1)當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程的上下文被保存在上下文存儲(chǔ)區(qū)域（這里的上下文實(shí)際是指現(xiàn)場(chǎng)）；

2)禁止中斷，直到中斷處理結(jié)束當(dāng)執(zhí)行中斷程序時(shí)，不使用用戶應(yīng)用程序的堆棧，這樣就減輕了進(jìn)程堆棧的負(fù)擔(dān)

Xilkernel功能-中斷處理

如果需要的話，這里有一個(gè)更強(qiáng)大的消息隊(duì)列功能可以配置。當(dāng)選擇擴(kuò)展的消息隊(duì)列接口時(shí)，malloc和free被用來(lái)分配和釋放消息空間。因此，任意大小的消息能被傳送，而不需要確認(rèn)緩沖存儲(chǔ)器分配API能處理任意大小的請(qǐng)求。

Xilkernel功能-中斷處理

核結(jié)束第一級(jí)中