WinCE中OEM適配層點滴之系統初始化

WinCE中OEM適配層點滴之系統初始化

2010-04-18 22:27 by IamEasy_Man, 23 visits, 網摘, 收藏, 編輯

　　　OAL（OEM Adaptation Layer）既OEM 適配層，從邏輯上講位於Windows CE核心和硬體之間，從物理上講OAL各個模組代碼被編譯後（.lib）和其它核心庫連結到一起形成Windows CE的核心可執行檔nk.exe。Windows CE核心在OAL層暴露了大量的函數和全域變數，利用這些函數和全域變數OEM可以編寫中斷處理、RTC、電源管理、調試連接埠、通用I/O控制碼等。圖1更直觀地描述了OAL的結構。CE安裝目錄的子目錄中包含了OAL的部分源碼，大多數情況下開發人員對OAL只要修改即可，甚至無需修改。通過閱讀本篇文章，開發人員能夠瞭解OAL的結構、暴露的介面的功能，可以在此基礎上實現甚至增強OAL的功能。

圖1 OAL結構圖

　　因為OAL層代碼大多數和CE啟動時系統初始化工作有關，所以本篇文章以CE的啟動順序為線索。其它OAL知識在下一篇文章中講解。

　　一、在Boot Loader解壓CE核心鏡像檔案（nk.bin）後開始跳轉到StartUp()，StartUp函數屬於OAL層，此時CE作業系統核心還沒有運行。StartUp函數的功能主要有兩個，一是初始化CPU為已知狀態（known state），二是調用核心初始化函數（x86平台為KernelInitialize，其它平台為KernelStart）。初始化CPU工作因CPU的不同而不同，如果是ARM系列，包括設定CPU為管理員模式、禁止IRQ和FIQ、禁止MMU、清空指令和資料緩衝、檢測啟動原因、配置GPIO和記憶體控制器、初始化RTC、儲存OEMAddressTable地址等。執行完畢後調用KernetStart。如果是x86系列，包括設定CPU為保護模式、初始化記憶體控制器、儲存OEMAddressTable地址等。執行完畢後調用KernetInitialize。
　
　　二、核心初始化函數的功能也因CPU的不同而不同，不過有一些功能是相同的，如初始化串口（為了輸出調試資訊）、調用OEMInit函數等。對於x86系列，初始化工作除了上述的功能外還包括讀取OEMAddressTable內容、確定分頁大小、核心重定位、初始化中斷分配表、初始化分頁表、記憶體初始化和其它初始化。對於其它系列CPU請參考CE協助文檔。

　　1. 串口調試：

　　串口調試函數包括OEMInitDebugSerial、OEMReadDebugByte、OEMWriteDebugByte等。從OEMInitDebugSerial的源碼可以看出，系統從BOOT_ARG_PTR_LOCATION為首地址的結構中判斷當前串連的串口是哪個，然後配置這個串口。如果你的裝置的串口I/O地址設定和CE預設的一致的話，就能在CE核心得到CPU控制權到啟動完畢這段時間裡通過串口得到調試資訊。

　　2. OEMInit

　　一般在OEMInit中初始化所有外圍的硬體、初始化系統時鐘（system tick）和RTC（real time clock）、初始化KITL（Kernel Independent Transport Layer）。例如I486平台的OEMinit函數，它先關聯所有的IRQ和中斷ID，然後初始化PCI匯流排、網路介面卡、電源管理、PIC（可程式化插斷控制器）、系統時鐘，最後檢測是否有擴充記憶體。另外如果OEM要通過OAL暴露的函數指標或者全域變數來增強功能的話，就要在此函數中實現（在下面詳細講解）。

　　3. 檢測擴充記憶體

　　我們都知道在config.bib設定檔中設定CE系統使用RAM總量（如果不知道請參考我的文章Platform Builder之旅系列），注意這個RAM總量不是總的實體記憶體的大小。PB編譯的核心包含一個變數ulRAMEnd，將在config.bib中定義的RAM的起始地址 ＋ RAM大小的和賦值給ulRAMEnd。在CE核心的啟動過程中，ulRAMEnd的值賦值給全域變數MainMemoryEndAddress，CE核心通過訪問MainMemoryEndAddress得到RAM的總量資訊。假如基於CE的裝置附加了RAM，而MainMemoryEndAddress的值沒有包括這段附加的RAM，結果CE核心無法知道已經附加了RAM。為了讓CE核心瞭解附加RAM的資訊，OEM應該編寫一個函數檢測RAM的總量，並把總量值賦給MainMemoryEndAddress。OAL暴露了一個函數指標pNKEnumExtensionDRAM，OEM應該把編寫好的函數地址賦給這個函數指標。如果OEM不準備自己編寫記憶體檢測函數的話也可以調用OEMGetExtensionDRAM。從協助文檔中看出OEMGetExtensionDRAM這個函數能夠檢測記憶體的總量，但是CE的針對X86 平台的源碼中沒有具體編寫這個函數的實現代碼（見%_WINCEROOT%/PUBLIC/COMMON/OAK/CSP/I486/OAL/cfwpc.c）。也就是說在X86平台上調用OEMGetExtensionDRAM是檢測不到RAM的。如果OEM有興趣編寫檢測RAM總量的函數，可以調用現成的函數IsDRAM。這個函數也儲存在cfwpc.c中。

　　三、核心初始化函數執行完畢後開始按如下步驟執行：

　　1. 核心建立用於與filesys.exe同步的事件對象SYSTEM/FSReady，之後啟動filesys.exe。啟動filesys.exe的意義是讓filesys.exe讀取註冊表資料。

　　2. 核心等待事件SYSTEM/FSReady被觸發，這個事件是由filesys.exe在做完一系列工作後觸發。這一系列的工作內容如下：

　　2.1 先檢測這是一次冷啟動還是暖開機，如果是冷啟動，那麼初始化Object Storage Service記憶體地區。

　　2.2 調用OEMIoControl函數，I/O控制碼為IOCTL_HAL_INIT_RTC，也就是初始化RTC。

　　2.3 初始化資料庫子系統和API、檔案系統API、訊息佇列API。

　　2.4 如果作業系統鏡像（nk.bin）包括RAM檔案系統，那麼讀取Initobj.dat檔案內容後建立一個RAM檔案系統。

　　2.5 初始化註冊表（在記憶體中形成註冊表）。

　　2.6 如果此時device.exe沒有啟動，那麼讀取HKEY_LOCAL_MACHINE/System/StorageManager下“Dll”的值（這個值為儲存管理器所在的.dll的檔案名稱）並載入到記憶體。載入之後建立一個線程專用於初始化儲存管理器，初始化之後此線程結束。

　　2.7 初始化NLS（national language support）。關於NLS請參見我的文章《CE下中文輸入法》。

　　2.8 為資料庫引擎設定本地ID。

　　2.9 讀取Initdb.ini檔案，安裝在Object Storage Service中的資料庫。

　　2.10 觸發SYSTEM/FSReady事件，之後filesys.exe處於等待狀態，等待核心發通知給它。

　　3. 此時註冊表已經存在於記憶體當中，核心開始讀取如下位置資料：

HKEY_LOCAL_MACHINE/Loader/SystemPath HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/OOM/cbLow and cpLow HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/KERNEL/InjectDLL HKEY_LOCAL_MACHINE/MUI/Enable and SysLang HKEY_CURRENT_USER/MUI/CurLang

　　4. 核心設定低記憶體處理（out of memory）。低記憶體處理是指當前可用的記憶體非常少時，核心所做的解決方案（CE協助文檔中有詳細說明）。

　　5. 核心在做好了上述工作後通知filesys.exe，由filesys.exe做其餘工作。filesys.exe所做的工作內容如下：

　　5.1 讀取HKEY_LOCAL_MACHINE/System/Events 下包含的所有事件對象名稱並一一建立。

　　5.2 讀取HKEY_LOCAL_MACHINE/Init 下包括的所有應用程式名稱並一一啟動。如果device.exe在列表中並且此時它已經啟動了，那麼觸發SYSTEM/BOOTPHASE2事件，這會使device.exe重新讀取註冊表資料來完成最後的驅動程式初始化。

　　5.3 初始化時間地區（time zone）。