QNX的深度嵌入過程

1.1QNX目標(biāo)系統(tǒng)嵌入

利用QNX的模塊性和和可裁剪性，其嵌入過程一般是：

構(gòu)建Buildfile ->編譯buildfile生成系統(tǒng)映象文件->啟動目標(biāo)系統(tǒng)->嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計。

其中的關(guān)鍵是構(gòu)建Buildfile^[19]。通常一個嵌入式系統(tǒng)需要一個可啟動的操作系統(tǒng)映象文件（OS Image）。對于基于QNX的嵌入式一個應(yīng)用系統(tǒng)，就是根據(jù)所選擇的CPU類型以及應(yīng)用程序所需要的操作系統(tǒng)模塊來定制嵌入式系統(tǒng)。構(gòu)建Buildfile的過程就是配置操作系統(tǒng)映象的過程。簡單來說Buildfile是一個產(chǎn)生映象文件所需遵守的一組規(guī)則、準(zhǔn)則。Buildfile由三部分組成，其結(jié)構(gòu)如下：

lbootstrap script（啟動引導(dǎo)腳本）

lstartup script（啟動腳本）

lfile list（文件列表）

1.1.1啟動引導(dǎo)腳本（bootstrap script）

不同的CPU其啟動的方式不同，相應(yīng)的啟動引導(dǎo)程序也就不同。啟動引導(dǎo)腳本bootstrap script的作用就是配置和CPU相適應(yīng)的微內(nèi)核。一個典型的啟動引導(dǎo)腳本如下：

[virtual=x86,bios +compress] .bootstrap = {

startup-bios -s 64k -D8250.3f8.57600 -A

PATH=/proc/boot procnto

}

在這個例子中，第一行說明它是一個啟動引導(dǎo)文件。其中“virtual” 表明該Buildfile將構(gòu)造一個與啟動時產(chǎn)生的虛擬地址空間相對應(yīng)的啟動映象。關(guān)鍵詞“x86，bios” 則分別指處理器（x86）和機器類型（通過bios啟動）。而“+compress”使得映象文件被壓縮，以產(chǎn)生更小的映象文件。startup-bios是運行于具有BIOS的PC兼容系統(tǒng)的可執(zhí)行程序，主要負責(zé)利用BIOS檢測PC硬件資源，在這里主要是提取映象，將其置于RAM的相應(yīng)位置，做基本的配置并運行內(nèi)核。該例中“-s 64k”表明復(fù)制ROM中第一段64k視頻BIOS到RAM使其更快的執(zhí)行，即所謂的ROM BIOS映射。第二項參數(shù)表明以57600波特率打開第一個串口作為一個調(diào)試通道，其調(diào)試輸出可以在另一臺通過計算機數(shù)據(jù)傳輸線（null modem cable）連接的PC上捕捉到。最后一項參數(shù)則是實時系統(tǒng)中比較典型的情形，其作用是在任何異常內(nèi)核終止后系統(tǒng)均立即重啟動。“PATH=/proc/boot” 確定了PATH環(huán)境變量。“procnto”是微內(nèi)核和進程管理器，包括QNX 6微內(nèi)核，進程管理，內(nèi)存管理以及路徑名管理，每個利用mkifs工具的可啟動映象都必須具有procnto。需要注意的是在bootstrap中，第一個可執(zhí)行程序必須是startup-*，而最后一個必須是procnto！

1.1.2啟動腳本（startup script）

啟動腳本是在進程管理啟動后的一系列將要被執(zhí)行的命令列表。一個簡單的script如下：

[+script] .script = {

devc-con &

reopen /dev/con

+session] sh

}

可以在這里進行配置網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置顯示卡等操作。通常我們自己編寫的需要開機自動執(zhí)行的程序也放在這里，詳細例子見開發(fā)案例。

1.1.3文件列表（file list）

文件列表是上面的系統(tǒng)程序和用戶程序執(zhí)行所必須的一些文件列表，尤其是一些共享庫。由于用戶程序是用C語言開發(fā)的，所以必須至少包括一個標(biāo)準(zhǔn)C共享庫。例如(“＃”后的內(nèi)容為注釋)：

＃include the C shared library

libc.so

＃create a symlink called ldqnx.so.2 to it

[type=link] /usr/lib/ldqnx.so.2=/proc/boot/libc.so

其中[type=link]行是用一個ldqnx.so.2重新定位libc.so。如果不知道在映象文件中都是需要哪些共享庫，可以利用“objdump”utility（實用程序）來顯示相關(guān)的需求信息。假如我們用到了ping命令，可以在終端執(zhí)行：

＃objdump -x ‘which ping’ | grep NEEDED

回車，將顯示信息：

objdump: /usr/bin/ping: no symbols

NEEDED libsocket.so.2

NEEDED libc.so.2

表明ping命令需要libsocket.so.2和libc.so.2，再利用objdump

＃objdump -x /lib/libsocket.so.2 | grep NEEDED

NEEDED libc.so.2

＃objdump -x /lib/libc.so.2 | grep NEEDED

即是說libsocket.so.2需要libc.so.2，而libc.so.2不需要任何其他的庫。那么如果包括ping在映象中，就必須在文件列表中列出libsocket.so.2和libc.so.2。

有了Buildfile，我們就可以通過“mkifs”utility生成啟動映象文件，其語法格式是：

＃mkifs[可選參數(shù)]源文件目標(biāo)文件

比如：

＃mkifs-vmydoc.buildmydoc.ifs

就得到了映象文件mybuild.ifs

啟動映象文件生成后就可以嵌入到目標(biāo)系統(tǒng)，啟動目標(biāo)系統(tǒng)，為進一步的系統(tǒng)開發(fā)做好了準(zhǔn)備。詳細的例子見如下開發(fā)案例一。

1.1.4QNX嵌入案例分析

目標(biāo)系統(tǒng)：pc104的板子，DOC（Diskonchip）存儲器。

設(shè)計目標(biāo)：啟動圖形界面程序，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)資源互訪。

1、構(gòu)建Buildfile，我們的mydoc.build如下：

[virtual=x86,bios +compress] .bootstrap= {

startup-bios –NTarget#使目標(biāo)機的名字為Target

PATH=/proc/boot:/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/photon/binLD_LIBRARY_PATH=/proc/boot:/dev/shmem:/lib:/lib/dll:/usr/lib:/usr/lib/dllprocnto

}

[+script] .script = {

devc-con &#在后臺打開一個控制臺。

reopen /dev/con1

display_msg Welcome to QNX-DOC world！

pci-bios &

waitfor /dev/pci

devb-doc blk automount=hd0t77:/ &#后臺運行DOC驅(qū)動程序

#以下設(shè)置網(wǎng)絡(luò)

io-net-d rtl-ptcpip-pqnet &

ifconfig en0 192.168.1.1 # IP地址

route add default 192.168.1.2 #網(wǎng)關(guān)IP

waitfor /dev/socket #等待設(shè)置

waitfor /bin 15#等待調(diào)入其他命令

#后臺運行其他程序

pipe &

mqueue &

devc-pty -n 32 &

waitfor /sbin

waitfor /usr/sbin

#設(shè)置環(huán)境變量

SYSNAME=nto

TERM=vt100

#啟動sh

reopen /dev/con1

[+session] sh

}

[type=link] /tmp=/dev/shmem#設(shè)置/tmp為共享內(nèi)存區(qū)

[type=link] /usr/lib/ldqnx.so.2=/proc/boot/libc.so #加入運行時庫

libc.so#標(biāo)準(zhǔn)C庫

libsocket.so# socket庫

devn-rtl.so#網(wǎng)卡驅(qū)動

npm-tcpip.so# TCP/IP協(xié)議

npm-qnet.so# Qnet協(xié)議

libcam.so#包含磁盤文件，使我們能夠訪問DOC上的文件

io-blk.so

cam-disk.so#文件系統(tǒng)所需共享庫

fs-qnx4.so

devc-con#控制臺驅(qū)動

devb-doc# DOC驅(qū)動

io-net#可執(zhí)行文件文件列表

ifconfig

pipe

mqueue

devc-pty

pci-bios

2、編譯生成mydoc.ifs

3、做啟動軟盤

把軟盤放進開發(fā)機軟驅(qū)，在終端運行：

#dinit/dev/fd0

#mount /dev/fd0 /mnt/fd0

#cp /…/mydoc.ifs /mnt/fd0/.boot

這里假設(shè)mydoc.ifs在目錄/…/下

4、啟動目標(biāo)系統(tǒng)，格式化DOC

#devb-doc &

# fdisk /dev/hd0 delete -a

# fdisk /dev/hd0 add -s 1 qnx all

# fdisk /dev/hd0 boot -s 1

# fdisk /dev/hd0 loaderfds

注意，DOC上所有的原有數(shù)據(jù)都不復(fù)存在，需要慎重。

5、重新軟盤啟動目標(biāo)機，初始化QNX文件系統(tǒng)

# dinit -h/dev/hd0t77

# dinit -hb /dev/hd0t77

# mount /dev/hd0t77 /

此時在開發(fā)機上運行“# ls /net”應(yīng)該可以看到Target和Host（假設(shè)開發(fā)機的名字為Host）。

# cp /…/mydoc.ifs /net/Target/.boot

至此，DOC目標(biāo)機就可以自啟動，而不再依靠軟盤。

1.2Photon的嵌入過程

在桌面環(huán)境中Photon的運行是通過腳本“ph”實現(xiàn)的^[35]。ph腳本主要做如下一些工作：

l啟動Photon服務(wù)

l檢測輸入硬件設(shè)備

l啟動輸入硬件設(shè)備驅(qū)動

l啟動顯卡驅(qū)動，初始化視頻硬件為合適的模式

l啟動字體管理器

l啟動windows管理器

l啟動各個桌面服務(wù)程序，比如shelf、桌面背景管理器等。

在嵌入式環(huán)境中，需要手工啟動上述各個服務(wù)。這樣做有很多好處，比如可以自己決定系統(tǒng)需要的文件，合理配置自己的嵌入式運行環(huán)境。下面詳細闡述Photon的嵌入過程：

1、設(shè)置PHOTON_PATH環(huán)境變量

PHOTON_PATH環(huán)境變量是為了保存Photon安裝的基本目錄。缺省情況下是目錄/usr/photon。該目錄下一般至少存在一下幾個子目錄：

lbin：存放Photon的可執(zhí)行程序

lfont_repository：Photon的字體以及字體配置文件(OS independent)

lpalette：圖形調(diào)色板(OS independent)

ltranslations：Photon語言翻譯支持(OS independent)

PHOTON_PATH環(huán)境變量的設(shè)置可以通過export進行，如下所示：

export PHOTON_PATH=/usr/photon

2、啟動Photon服務(wù)器

如果不需要給Photon服務(wù)進程傳遞任何參數(shù)，可以簡單的啟動如下：

Photon &

但是，如果嵌入式環(huán)境中有觸摸屏，需要增加Photon的參數(shù)-D，-R，-U等。因為人的手指比一個象素大的多，為阻止觸摸位置的任意變化就需要指定-U選項。需要注意的是Photon必須包含在PATH環(huán)境變量下。在QNX Neutrino中，該位置是/usr/photon/bin。可以通過

export PATH=:/bin:/usr/bin:/usr/photon/bin

來設(shè)置PATH環(huán)境變量。

3、啟動輸入設(shè)備驅(qū)動

在桌面環(huán)境中，一般通過inputtrap工具來自動搜索輸入設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等）并為其啟動合適的驅(qū)動程序。在嵌入式環(huán)境中，由于存儲空間的限制一般不用inputtrap，因為inputtrap比較大而且嵌入式環(huán)境中輸入設(shè)備可能在一個特殊的位置或者不被已存在的devi-*驅(qū)動支持。當(dāng)然，如果情況允許也可以利用inputtrap，畢竟方便省事的多。手工加載驅(qū)動需要用devi-*系列驅(qū)動，具體見后面的實例。devi-*系列驅(qū)動的位置是/usr/photon/bin。

4、啟動字體管理器

在建立嵌入式系統(tǒng)時要根據(jù)自己的情況決定需要支持什么樣的字體以及是否需要矢量字體等。字體的確定主要有以下幾個方面：

l一般都需要cursor font（phcursor.phf）。

l如果嵌入式系統(tǒng)中包括了pterm（Photon的一個終端程序），則需PC Terminal(pcterm*.phf),PC Serif(pcs*.phf),或者PC Sanserif (pcss*.phf)字體族。而且需要建立一個$HOME/.photon/pterm.rc文件或$PHOTON_PATH/config/pterm.rc文件來配置終端字體。

l大多數(shù)基于widget應(yīng)用程序需要如下幾個定義在fontmap文件里的別名字體：

nTextFont

nMenuFont

nFixedFont

nBalloonFont

nTitleFont

lWeb瀏覽器需要如下幾種字體：

nBody字體(例如PrimaSans BT、Dutch 801 Rm BT等)

nHeading字體(例如Swis721 BT等)

nNonproportional字體(例如Courier10 BT、PrimaSansMono BT等)

QNX Photon的字體管理器主要有以下幾種：

lphfontphf：只支持Bitmap字體。

lphfontpfr：支持Scalable Bitstream PFR,和TrueType Collection字體。

lphfontFF：支持Scalable TrueType, Type 1, Type 2, Bitstream Speedo (retail encryption),以及Bitstream Stroke等字體。

lphfontFA：支持以上所有字體。

我們要根據(jù)自己所使用字體的實際情況選擇合適的字體管理器。字體管理器的啟動很簡單，如：

/usr/photon/bin/phfontphf &

如果啟動映象里沒有包括使用的字體文件，在啟動字體管理器時需要指定包括這些字體文件的路徑，比如：

/usr/photon/bin/phfontphf -d /my_dir/font_repository

必須注意的是my_dir必須與$PHOTON_PATH一致。

5、啟動顯卡驅(qū)動

Photon圖形子系統(tǒng)的啟動通過io-graphics實現(xiàn)。例如：

io-graphics -g640x480x8 -dldevg-vga.so -P/usr/photon/palette/vga4.pal

io-graphics -g1024x768x16 -dldevg-vesabios.so

io-graphics -g1024x768x16 -dldevg-rage.so -d0x1002,0x4755 -I0

其中，-g指定圖形的顯示分辨率和顏色深度，-dl指明硬件的驅(qū)動程序，-d指明驅(qū)動唯一確定硬件所需要的PCI制造商以及設(shè)備ID，如果有兩個具有相同的制造商和ID的圖形卡的話需要用-I指明是哪塊卡，-P指定使用的palette文件。

這一部分需要的文件主要有：

l/usr/photon/bin/io-graphics：啟動圖形子系統(tǒng)

l/lib/dll/devg-*：設(shè)備驅(qū)動

l/usr/lib/libdisputil.so.2：devg*驅(qū)動使用的庫

l/usr/lib/libffb.so.2：devg*驅(qū)動使用的庫

l/usr/lib/libgui.so：io-graphics使用的庫

l/lib/dll/gri-photon.so：Photon DLL

l/usr/lib/libphrender.so：The software rendering routines。

6、啟動windows管理器(可選)

QNX Photon Window管理器是pwm（the Photon Window Manager），它提供了標(biāo)準(zhǔn)的窗口管理功能，包括move、resize、minimize、maximize、raise、lower和close。應(yīng)用程序可以根據(jù)需要定制由pwm提供的標(biāo)準(zhǔn)windows框架。在QNX中，可以通過Ctrl-Alt－Backspace結(jié)束圖形模式回到終端模式。但在嵌入式運行環(huán)境中往往不提倡最終用戶這樣做，我們可以通過pwm來阻止該情況的發(fā)生。例如：

/usr/photon/bin/pwm–k

7、啟動自己的GUI程序

如果自己設(shè)計的圖形界面程序是一個單個的可執(zhí)行程序且不需要window管理器的話，可以靜態(tài)編譯。如果需要窗口管理器或者有不止一個Photon程序在運行的話最好連接動態(tài)鏈接庫編譯。

只要好好把握以上這七步，很容易就可以定制出優(yōu)異的QNX圖形運行系統(tǒng)。下面修改開發(fā)案例一中的Buildfile，使圖形界面程序可以在目標(biāo)系統(tǒng)上執(zhí)行。在Buildfile中增加如下部分，重新編譯Buildfile，并把mydoc.ifs復(fù)制到目標(biāo)系統(tǒng)的/ .altboot，重新啟動目標(biāo)系統(tǒng)。注意啟動時按Esc使系統(tǒng)以altboot啟動。

waitfor /usr/photon

Photon &

waitfor /dev/photon

phfontFA&

io-graphics -g800x600x15 -dldevg-geode.so -I0 -d0x100b,0x504 &

devi-hirun kbd kbddev ps2 mousedev &#PS/2鍵盤和鼠標(biāo)驅(qū)動

myph-program#執(zhí)行自己的圖形界面程序程序

libm.so.2#包含圖形顯示文件

devg-geode.so#顯卡驅(qū)動

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的QNX的深度嵌入过程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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