自己动手封装VxWorks下C++基础类
VxWorks下采用C++构建Application可以使得程序更加利于维护，利用其提供的STL支持，可以省去大量的底层工作，大大加速软件的开发进度。
Tornado完全支持C++开发，风河也提供了包括STL在内的丰富的C++组件，但由于VxWorks的系统调用是以C函数的形式给出的，用户在使用C++编写应用程序的时候并不能实现纯粹的面向对象的开发方式，所以有必要对VxWorks的系统调用用类进行封装，产生VxWorks下的C++基础类库。风河提供WIND基础类库，但是需要另外购买，还是自己动手丰衣足食吧。
1 异常类VxError
首先封装异常类VxError，当程序出现异常时，向外层调用者抛出一个该类的对象，调用者采用try-catch clause捕获该异常对象，进行异常处理。
由于该类针对的是系统运行时产生的异常，故考虑由C++标准异常类中的runtime_error类派生；VxWorks内核采用设置全局变量errno的方式记录系统运行中产生的错误，所以将int errNum 作为该类的成员变量，用以记录异常发生时的errno值。源代码如下：
#include
#include "errnoLib.h"
class VxRunTimeError : public runtime_error {
protected:
int errNum;
public:
VxRunTimeError(const string msg = "") : runtime_error(msg), errNum(errnoGet ())
{
}
int getErrNum(void)
{
return errNum;
}
};
2 任务类VxTask
任务类VxTask用以封装VxWorks的task，本来考虑将任务的入口函数作为该类的纯虚成员函数，用户只要在该类的派生类中重载该纯虚函数就能实现自己的VxWorks task，但由于taskSpawn()的入口函数的参数类型是FUNCPTR(typedef int (*FUNCPTR) (...))，而指向VxTask类成员函数的指针类型为int (VxTask:: *ptr)(…)，编译器不支持这两种类型之间的强制类型转换，所以只能换种思路——用一个名为Runnable的类专门封装task的入口函数，同时提供一个静态成员函数完成对该入口函数的调用，而该静态成员函数地址可以转换成FUNCPTR类型，供taskSpawn()调用。在VxTask类中实现关于task的系统调用。部分源代码如下：
class Runnable {
protected:
virtual void run() = 0;
public:
static void entry(Runnable * Run)
{
Run->run();
}
virtual ~Runnable()
{
}
};
class VxTask {
protected:
char *name;
int tid;
public:
VxTask(char* Name, int Arg1 , FUNCPTR Entry = (FUNCPTR)Runnable::entry, int Pri = 150, int Opt = VX_FP_TASK, int StackSize = 2000000,
int Arg2 = 0, int Arg3 = 0, int Arg4 = 0, int Arg5 = 0, int Arg6 = 0, int Arg7 = 0, int Arg8 = 0, int Arg9 = 0, int Arg10 = 0) : name(Name)
{
if(Entry == NULL) {
throw(VxRunTimeError("Task Creat Fail: Entry Can't be NULL!"));
}
tid=taskSpawn(Name,Pri,Opt,StackSize,Entry,Arg1,Arg2, Arg3,Arg4,Arg5,Arg6,Arg7,Arg8,Arg9,Arg10);
if(tid == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Task Spawn Fail!"));
}
}
~VxTask()
{
if(taskDelete(tid) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Task Delete Error: Task delete fail!"));
}
}
void suspend()
{
if(taskSuspend(tid) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Task Suspend Error: Task suspend fail!"));
}
}
void resume()
{
if(taskResume(tid) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Task Resume Error: Task resume fail!"));
}
}
int getTid()
{
return tid;
}
};
使用时首先派生Runnable的子类，重载其run()成员函数，然后将该子类的对象指针赋给VxTask的构造函数，用户task就跑起来了：
class MyRunnable : public Runnable
{
void run() {
while(1) {
cout<<"Hello VxWorks Task World!"<
taskDelay(sysClkRateGet());
}
}
};
void myMain()
{
MyRunnable myRun;
VxTask task(“tMyRun”, (int)&myRun);
While(1) {
taskDelay(sysClkRateGet());
}
}
在shell中sp myMain可以看到预期效果，但如果myMain()中去掉最后的while(1)循环，就只会在输出窗口中看一次Hello VxWorks Task World!输出。Why？（提示：VxTask的析构函数！）
3 中断类VxInt
中断类VxInt与VxTask类似，同样用Runnable的派生类封装入口函数，VxInt类实现中断系统调用：
typedef void (**VOIDFUNCPTRPTR) (...);
class VxInt {
protected:
int intNum;
public:
VxInt(int IntNum, int Arg = 0, VOIDFUNCPTR Entry = (VOIDFUNCPTR)Runnable::entry) : intNum(IntNum)
{
if(intConnect((VOIDFUNCPTRPTR)INUM_TO_IVEC(intNum), Entry, Arg) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Interrupt Connect Fail!"));
}
}
};
与task不同，中断服务程序（ISR）中不能调用可能被阻塞的函数，这点需要在重载Runnable派生类中的run()成员函数时引起注意。
4 看门狗类 VxWatchDog
VxWorks中的看门狗实际上是利用系统时钟中断来定时执行某个函数的，所以被看门狗执行的函数是运行在中断的上下文（Context）中，而不是任务的上下文中，故该函数中也不能调用带有阻塞功能的函数。所以VxWatchDog的实现与中断类VxInt类似：
class VxWatchDog {
WDOG_ID id;
int delay;
public:
VxWatchDog(int Delay, Runnable *EntryObj) : delay(Delay)
{
id = wdCreate();
if(id == NULL) {
throw(VxRunTimeError("Watch Dog Creat Fail!"));
}
if(wdStart(id, delay, (FUNCPTR)Runnable::entry, (int)EntryObj) != OK) {
throw(VxRunTimeError("Watch Dog Start Fail!"));
}
}
void cancel()
{
if(wdCancel(id) != OK) {
throw(VxRunTimeError("Watch Dog Cancel Fail!"));
}
}
WDOG_ID getId()
{
return(id);
}
~VxWatchDog()
{
if(wdDelete(id) != OK) {
throw(VxRunTimeError("Watch Dog Delete Fail!"));
}
}
};
wdStart(WDOG_ID Id, int Delay, FUNCPTR Ptr, int Para )只会让函数Ptr在延时Delay ticks后执行一次，要周期性地执行Ptr，需要在Ptr中递归调用wdStart()。那能否这样实现呢：
class WdRun : public Runnable {
protected:
void run() {
logMsg("Hello Watch Dog World!",0,0,0,0,0,0);
VxWatchDog wtDog(sysClkRateGet(), this);
}
};
上述程序试图在入口函数中产生一个VxWatchDog类的对象，并用this指针初始化该对象，以期达到每秒钟执行一次入口函数的目的。但是不要忘了该入口函数是运行在中断的上下文中的，不允许动态地产生或删除对象，所以采用这种方法实现周期性执行作业并不可行。
为了在入口函数中调用wdStart()，且要避免动态地生成VxWatchDog对象，需要在Runnable派生类的成员变量中包含一个VxWatchDog指针，通过该指针调用所指对象的wdStart()。为此，需要在VxWatchDog类中增加成员函数：
VxWatchDog ::VxWatchDog(int Delay) : id(wdCreate()), delay(Delay)
{
if(id == NULL) {
throw(VxRunTimeError("Watch Dog Creat Fail!"));
}
}
void VxWatchDog ::start(Runnable *EntryObj)
{
if(wdStart(id, delay, (FUNCPTR)Runnable::entry, (int)EntryObj) != OK) {
throw(VxRunTimeError("Watch Dog Start Fail!"));
}
}
class WdRun : public Runnable {
protected:
VxWatchDog *dog;
virtual void run() {
logMsg("Hello Watch Dog World!",0,0,0,0,0,0);
dog->start(this);
}
public:
WdRun(VxWatchDog *Dog) : dog(Dog)
{
}
};
void myMain()
{
VxWatchDog wtDog(sysClkRateGet());
WdRun run(&wtDog);
wtDog.start(&run);
while(1) {
taskDelay(sysClkRateGet());
cout<<"In Main!"<
}
}
在shell中输入sp myMain，可以看到预期输出。
5 信号量类 VxSem
VxWorks信号量包括互斥信号量、二进制信号量和计数信号量，这三种信号量除了创建时调用各自的创建函数，其它操作具有相同的接口，所以考虑采用VxSem类作为信号量基类，提供统一的信号量操作接口，VxSemM、VxSemB、VxSemC三个派生类分别封装了三种信号量的创建函数：
class VxSem {
protected:
SEM_ID id;
public:
VxSem(SEM_ID Id) : id(Id)
{
}
virtual ~VxSem()
{
if(semDelete(id) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Semaphore Delete Fail!"));
}
}
void take(int TimeOut = WAIT_FOREVER)
{
if(semTake(id,WAIT_FOREVER) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Semaphore Take Fail!"));
}
}
void give()
{
if(semGive(id) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Semaphore Give Fail!"));
}
}
void flush()
{
if(semFlush(id) == ERROR) {
throw(VxRunTimeError("Semaphore Flush Fail!"));
}
}
SEM_ID getId()
{
return id;
}
};
class VxSemB : public VxSem {
public:
VxSemB(int Opts = SEM_Q_FIFO, SEM_B_STATE State = SEM_EMPTY) : VxSem(semBCreate (Opts, State))
{
if(id == 0) {
throw(VxRunTimeError("Binary Semaphore Creat Fail!"));
}
}
};
class VxSemM : public VxSem {
public:
VxSemM(int Opts = SEM_Q_PRIORITY | SEM_INVERSION_SAFE | SEM_DELETE_SAFE) : VxSem(semMCreate (Opts))
{
if(id == 0) {
throw(VxRunTimeError("Mutual-exclusion Semaphore Creat Fail!"));
}
}
};
class VxSemC : public VxSem {
public:
VxSemC(int Opts, int Cnt) : VxSem(semCCreate (Opts, Cnt))
{
if(id == 0) {
throw(VxRunTimeError("Counting Semaphore Creat Fail!"));
}
}
};