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基于嵌入式操作系统VxWorks的多任务并发程序设计（4）――任务间通信B
阅读量：6507 次
发布时间：2019-06-24

本文共 8122 字，大约阅读时间需要 27 分钟。

管道可以看作受驱动器
pipeDrv
管理的虚拟
I/O
设备，使用基本的
I/O
系统接口可以读、写和操作管道，这些函数包括
read
、
write
、
open
、
close
、
ioctl
和
select
等。与
pipe
密切相关的其它
API
还有：
（
1
）
( )
：初始化
pipeDrv
，函数原型：
STATUS pipeDrv (void);
（
2
）
pipeDevCreate( )
：创建
pipe
，函数原型：
STATUS pipeDevCreate
    (
    char * name,              /* 
创建的
pipe
名
 */
    int    nMessages,         /* pipe
中的最大消息数
 */
    int    nBytes             /* 
每个消息的大小
 */
    );
（
3
）
pipeDevDelete
：删除
pipe
，函数原型：
STATUS pipeDevDelete
    (
    char * name,              /* 
要删除的
pipe
名
 */
    BOOL   force              /* 
如果为真，则强制删除
pipe */
    );
下面我们看看
pipe
使用的
demo
：
例
3
：管道
/* includes */
#include "vxWorks.h"
#include "taskLib.h"
#include "stdio.h"
#include "ioLib.h"
#include "pipeDrv.h"
 
/*globals */
typedef struct
{
  VOIDFUNCPTR routine;   /* 
函数指针
 */
  int arg;
} MSG_REQUEST; /* message structure */
 
#define TASK_PRI          254             /* tServers task's priority */
#define TASK_STACK_SIZE  5000      /* tServer task's stack size */
#define PIPE_NAME       "/pipe/server"  /* name of the pipe device */
#define NUM_MSGS  10     /* max number of messages in the pipe */
 
LOCAL int pipeFd; /* File descriptor for the pipe device */
LOCAL void pipeServer(); /* server task */
 
/* serverStart
：初始化
pipeServer
任务以执行管道中夹带的函数
 */
STATUS serverStart()
{
  if (pipeDevCreate(PIPE_NAME, NUM_MSGS, sizeof(MSG_REQUEST)) == ERROR)
  {
    perror("Error in creating pipe"); /* print error if pipe is already
     * created, but do not return */
  }
 
  /* Open the pipe */
  if ((pipeFd = open(PIPE_NAME, UPDATE, 0)) == ERROR)
  {
    perror("Error in opening pipe device");
    return (ERROR);
  }
 
  /* Spawn the server task */
  if (taskSpawn("tServer", TASK_PRI, 0, TASK_STACK_SIZE, (FUNCPTR)pipeServer, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) == ERROR)
  {
    perror("Error in spawning tServer task");
    close(pipeFd);
    return (ERROR);
  }
 
  return (OK);
}
 
/* serverSend 
：发送管道消息，将函数指针作为消息的一部分
 */
STATUS serverSend(VOIDFUNCPTR routine, /* name of the routine to execute */ int arg /* argument of the routine */
)
{
  MSG_REQUEST msgRequest;
  int status;
 
  /* Initialize the message structure */
  msgRequest.routine = routine;
  msgRequest.arg = arg;
 
  /* Send the message and return the results */
  status = write(pipeFd, (char*) &msgRequest, sizeof(MSG_REQUEST));
 
  return ((status == sizeof(MSG_REQUEST)) ? OK : ERROR);
}
 
/* pipeServer
：读取管道消息并执行管道消息中夹带的函数
 */
LOCAL void pipeServer()
{
  MSG_REQUEST msgRequest;
 
  while (read(pipeFd, (char*) &msgRequest, sizeof(MSG_REQUEST)) > 0)
    (*msgRequest.routine)(msgRequest.arg);
}
   
上述程序中，
pipeServer
执行于非常低的优先级
(254
级
)
，当我们在
shell
中输入“
serverSend(VOIDFUNCPTR routine, int arg)
”
 
时，
pipeServer
将读到管道中的消息，并执行“
*routine (arg)
”。
       
为对此进行验证，我们在程序中再添加一个函数：
void PRINT(int arg)
{
       printf("%d",arg);
}
当我们在
tShell
中输入“
serverSend(PRINT,2);
”，在
VxSim
中将输出
2
。

9.套接字

不论网络中的节点使用什么操作系统，套接字的通信都是完全对等的。套接字有两种：
（
1
）流套接字（
SOCK_STREAM
，采用
TCP
协议）：流套接字提供了双向的、有序的、无重复并且无记录边界的数据流服务；
（
2
）数据报套接字（
SOCK_DGRAM
，采用
UDP
协议）：数据报套接字也支持双向数据传输，但并不保证是可靠、有序和无重复的。
另外还有一种
RAW
套接字，但不常见。
VxWorks
中与
Socket
相关的函数有：
（
1
）
socket()
：创建套接字
   
，原型为：
int socket
    (
    int domain,    /* address family (for example, AF_INET) */
    int type,      /* SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, or SOCK_RAW */
    int protocol   /* socket protocol (usually 0) */
    );
（
2
）
bind()
：给套接字绑定名称
 
，原型为：
STATUS bind
    (
    int               s,      /* socket descriptor */
    struct sockaddr * name,   /* name to be bound */
    int            namelen /* length of name */
    );
（
3
）
listen()
：服务端监听
TCP
连接请求，原型为：
STATUS listen
    (
    int s,                    /* socket descriptor */
    int backlog               /* number of connections to queue */
    );
（
4
）
accept()
：服务端接受
TCP
连接请求，原型为：
int accept
    (
    int            s,      /* socket descriptor */
    struct sockaddr * addr,   /* peer address */
    int *           addrlen /* peer address length */
    );
（
5
）
connect()
：客户端请求连接套接字，原型为：
STATUS connect
    (
    int               s,      /* socket descriptor */
    struct sockaddr * name,   /* addr of socket to connect */
    int            namelen /* length of name, in bytes */
    );
（
6
）
shutdown()
：关闭套接字间连接，原型为：
STATUS shutdown
    (
    int s,                /* socket to shut down */
    int how              /* 0:receives disallowed;1:sends disallowed;
2:sends and receives disallowed */
    );
（
7
）
sendto()
、
send()
、
sendmsg()
：发送数据
int sendto
    (
    int               s,      /* socket to send data to */
    caddr_t           buf,    /* pointer to data buffer */
    int               bufLen, /* length of buffer */
    int               flags,  /* flags to underlying protocols */
    struct sockaddr * to,     /* recipient's address */
    int               tolen   /* length of to sockaddr */
    );
 
int send
    (
    int          s,           /* socket to send to */
    const char * buf,         /* pointer to buffer to transmit */
    int          bufLen,      /* length of buffer */
    int          flags        /* flags to underlying protocols */
    );
 
int sendmsg
    (
    int             sd,       /* socket to send to */
    struct msghdr * mp,       /* scatter-gather message header */
    int             flags     /* flags to underlying protocols */
    );
（
8
）
recvfrom ()
、
recv ()
、
recvmsg ()
：接收数据
int recvfrom
    (
    int               s,       /* socket to receive from */
    char *            buf,     /* pointer to data buffer */
    int               bufLen,  /* length of buffer */
    int               flags,   /* flags to underlying protocols */
    struct sockaddr * from,    /* where to copy sender's addr */
    int *             pFromLen /* value/result length of from */
    );
 
int recv
    (
    int    s,                 /* socket to receive data from */
    char * buf,               /* buffer to write data to */
    int    bufLen,            /* length of buffer */
    int    flags              /* flags to underlying protocols */
    );
 
int recvmsg
    (
    int             sd,       /* socket to receive from */
    struct msghdr * mp,       /* scatter-gather message header */
    int             flags     /* flags to underlying protocols */
    );
限于篇幅的关系，我们在此不在列举
socket
通信的例子。但在最后一次连载的综合实例中，将包括完整的
socket
通信过程源代码。

10.信号与异常处理

信号是
VxWorks
中用于异常处理的方式，信号的驱动和执行机制有点类似于硬件中断（可以认为是一种软件上的通告，即 software notification
）。信号的生存期为从“产生”到“传递”，一个“产生”而未“传递”的信号处于
pending
状态。信号适宜进行异常处理，任务间的通信不要使用信号。
下面是从
Embry-Riddle Real-Time Laboratory
试验课程中获得的一个
signal
的例子：
例
4
：信号与异常处理
/* includes */
#include "vxWorks.h"
#include "sigLib.h"
#include "taskLib.h"
#include "stdio.h"
 
/* function prototypes */
void catchSIGINT(int);
void sigCatcher(void);
 
/* globals */
#define NO_OPTIONS 0
#define ITER1 100
#define LONG_TIME 1000000
#define HIGHPRIORITY 100
#define LOWPRIORITY 101
int ownId;
 
void sigGenerator(void) /* task to generate the SIGINT signal */
{
  int i, j, taskId;
  STATUS taskAlive;
 
  if ((taskId = taskSpawn("signal", 100, 0x100, 20000, (FUNCPTR)sigCatcher, 0,    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)) == ERROR)
    printf("taskSpawn sigCatcher failed\n");
 
  ownId = taskIdSelf(); /* get sigGenerator's task id */
 
  taskDelay(30); /* allow time to get sigCatcher to run */
 
  for (i = 0; i < ITER1; i++)
  {
    if ((taskAlive = taskIdVerify(taskId)) == OK)
    {
      printf("+++++++++++++++++++++++++++++++SIGINT sinal generated\n");
      kill(taskId, SIGINT); /* generate signal */
      /* lower sigGenerator priority to allow sigCatcher to run */
      taskPrioritySet(ownId, LOWPRIORITY);
    }
    else
     /* sigCatcher is dead */
      break;
  }
  printf("\n***************sigGenerator Exited***************\n");
}
 
void sigCatcher(void) /* task to handle the SIGINT signal */
{
  struct sigaction newAction;
  int i, j;
 
  newAction.sa_handler = catchSIGINT; /* set the new handler */
  sigemptyset(&newAction.sa_mask); /* no other signals blocked */
  newAction.sa_flags = NO_OPTIONS; /* no special options */
 
  if (sigaction(SIGINT, &newAction, NULL) ==  - 1)
    printf("Could not install signal handler\n");
 
  for (i = 0; i < ITER1; i++)
  {
    for (j = 0; j < LONG_TIME; j++)
      ;
    printf("Normal processing in sigCatcher\n");
  }
 
  printf("\n+++++++++++++++sigCatcher Exited+++++++++++++++\n");
}
 
void catchSIGINT(int signal) /* signal handler code */
{
  printf("-------------------------------SIGINT signal caught\n");
  /* increase sigGenerator priority to allow sigGenerator to run */
  taskPrioritySet(ownId, HIGHPRIORITY);
}
分析以上程序，
kill()
函数产生信号，其原型为：
int kill
    (
    int tid,                  /* task to send signal to */
    int signo                 /* signal to send to task */
    );
sigaction()
函数将信号与信号处理函数进行绑定，一个信号处理函数类似于程序中的
catchSIGINT
函数，一般结构为：
void sigHandlerFunction(int signalNumber)
{
... /* signal handler code */
}
sigaction()
函数的原型为：
int sigaction
    (
    int               signo, /* signal of handler of interest */
    const struct sigaction * pAct,  /* location of new handler */
    struct sigaction *   pOact  /* location to store old handler */
    );
 signo
为信号序号，而输入参数
pAct
中存放的是信号处理函数的信息，
pOact
是一个输出参数，可以获得老的信号处理函数信息。
运行上述程序，输出结果为：
Normal processing in sigCatcher 
…     //
大量的
Normal processing in sigCatcher
Normal processing in sigCatcher 
+++++++++++++++sigCatcher Exited+++++++++++++++

我们将从下一次连载――《VxWorks中断处理》中发现中断与信号的相似性。

  本文转自 21cnbao 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/21cnbao/120323，如需转载请自行联系原作者

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