VxWorks操作系统中的I/O与文件系统解析

"这份PPT主要讲解了风河公司的VxWorks操作系统中的文件系统和IO子系统，涵盖了字符I/O、块I/O等核心概念，以及设备驱动、I/O系统接口的相关内容。" 在深入讨论VxWorks的IO系统和文件系统之前，首先需要了解的是，VxWorks是一款实时操作系统（RTOS），广泛应用于工业控制、航空电子等领域。其IO系统和文件系统是操作系统的重要组成部分，负责数据的输入输出和文件的存储管理。 **I/O系统介绍** I/O系统是操作系统中处理硬件设备交互的部分。它包括字符I/O和块I/O两种类型。字符I/O通常用于处理流式设备，如串口通信，数据按字符逐个传输。而块I/O则适用于磁盘、网络等需要批量读写数据的设备，数据以块为单位进行传输。I/O系统还涉及到设备驱动、设备创建和安装等操作。 **设备驱动** 设备驱动是I/O系统与硬件设备之间的桥梁，负责将操作系统发出的抽象命令转化为具体硬件可以执行的操作。在VxWorks中，许多设备驱动都提供了类似的功能，比如读取或写入设备数据。设备驱动通过特定的函数（如xxOpen(), xxRead(), xxWrite(), xxClose(), xxCreat(), xxIoctl()等）与I/O系统接口交互。 **I/O系统接口** VxWorks的I/O系统提供了一个设备独立且可移植的接口，使得应用可以直接使用标准的系统调用（如creat(), open(), close(), read(), write(), ioctl()等）来访问设备，而无需关心底层驱动的具体实现。此外，I/O系统还支持重定向功能，允许改变标准输入、输出和错误流的方向。 **文件系统** 文件系统是管理和组织磁盘上数据的逻辑结构，负责文件的创建、删除、打开、关闭、读取和写入等操作。在VxWorks中，文件系统可能包括多种不同的实现，例如FAT、VFAT、EXT2等，以适应不同的存储需求。文件系统通过文件描述符来标识和跟踪打开的文件，每个描述符对应一个打开的文件实例。 **设备驱动和I/O系统的交互** 设备驱动模块直接与硬件设备交互，而应用通过调用I/O系统接口进行设备操作。当应用调用如open()的系统调用时，I/O系统会调用相应的驱动程序的xxOpen()函数，从而启动与硬件的交互。类似地，read()和write()调用会被映射到驱动的xxRead()和xxWrite()函数，实现数据的读写。 **其他功能** I/O系统还提供了select()函数，允许应用程序同时监控多个文件描述符，等待它们就绪以便进行读写操作。此外，remove()函数用于删除文件，而对应的xxRemove()是驱动层的实现。 总结来说，VxWorks的IO系统和文件系统是一个高效、灵活的框架，旨在简化设备驱动开发，并提供强大的文件管理和数据传输能力，确保在实时环境下高效稳定地运行。