Windows CE内核启动分解解析

　　Windows CE内核启动分析

　　移植或者创建一个BSP,也许需要先熟悉Windows CE的内核启动过程。

　　目录

　　基于ARM的Windows CE内核启动分析1

　　1.startup.s2

　　2.KernelStart2

　　2.1 ARMInit（）3

　　2.1.1 OALIntrInit3

　　2.1.2 OALTimerInit4

　　2.1.2.1 Variable Tick Scheduler4

　　2.2 KernelInit（）4

　　2.3 FirstSchedule5

　　1.startup.s

　　内核入口点startup.S,内核从这里启动。因为内核经过bootloader加载，内核运行时候，已经由bootloader完成了硬件的基本初始化（关闭watchdog, pll设置等等）所以，startup.S的任务比较简单，只是将oemaddrtab_cfg.inc里面的g_oalAddressTable数组地址作为参数，传递给KernelStart,这个数组用来描述和实现物理地址到虚拟地址的映射。

　　（。 + 8）是流水线处理。KernelStart（）位于

　　PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\ARM\armtrap.s

　　2.KernelStart

　　ARMInit（）位于本目录的mdram.c文件。

　　KernelInit（）位于PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\kwin32.c中。

　　FirstSchedule（）位于armtrap.s的一个label.

　　主要关注ARMInit（）和KernelInit（），前一个进行目标板的初始化，后一个负责内核的初始化。FirstSchdule（）开始调度个程序。

　　2.1 ARMInit（）

　　先看看ARMInit（）它的几个关键性动作如下：

　　KernelRelocate（）是进行重定位。KernelFindMemory（）是查找系统可用内存，并分成应用内存和object store两部分。这2个函数都已由MS自己实现。我们需要添加的函数是名字以OEM开头的函数。

　　OEMInitDebugSerial（）初始化一个调试口，我们一般使用一个串口来作为调试口，这个函数需要自己实现，在 PLATFORM\SMDK2440A\Src\Kernel\Oal\debug.c中定义这个函数。比如可以将串口0设置为调试口，在这个函数中对串口0进行初始化。

　　OEMInit（）是一个比较重要的函数，

　　OALCacheGlobalsInit（）在PLATFORM\COMMON\SRC\ARM\COMMON\CACHE\init.s中实现，这部分代码以PQOAL的形式提供。

　　OALIntrInit（）初始化中断。

　　OALTimerInit（）初始化定时器TIMER4,作为系统时钟（tick），

　　configGPIO（）初始化gpio口，设置相关寄存器。

　　InitDisplay（）初始化LCD.有时候，我们希望在oal启动和内核加载期间显示一副等待图片或者显示LOGO,为达到这个目的，需要先初始化LCD.

　　OALKitlStart（）准备启动KITL.

　　此外，在ARMInit还会通过调试口打印一些基本信息，开始时候打印”Windows CE Kernel for ARM…”字样， 中间打印处理器类型等等信息。结束时候打印” ARMInit done.”

　　2.1.1 OALIntrInit

　　调用OALIntrMapInit（）初始化2个数组g_oalSysIntr2Irq,g_oalIrq2SysIntr,这2个数组表征irq和逻辑中断SysIntr的映射关系。

　　然后初始化中断寄存器，

　　，留一个接口给oem: BSPIntrInit（），如果oem需要在这个阶段初始化一些中断，可以定义这个函数并实现。

　　2.1.2 OALTimerInit

　　这个函数比较重要。 都知道所有WinCE系统都需要一个定时器来提供一个heartbeat,

　　g_oalTimer包含各种系统时钟相关的变量。

　　curridlehigh, curridlelow,这2个32位的DWORD变量合起来实现一个64位的计数器，反映了系统处于空闲模式（Idle mode）的时间。一般在OEMIdle（）函数内更新。用户程序通过调用GetIdleTime（）函数可以得到这个值。

　　初始化内核函数指针：pQueryPerformanceFrequency, pQueryPerformanceCounter.通过这两个函数实现高的计时器。 这两个函数的原型也已经由PQOAL实现。

　　初始化TIMER4作为系统时钟。TIMER4是一个16bit的定时器。此函数将TIMER4设置成为自动转载模式。

　　2.1.2.1 Variable Tick Scheduler

　　可变的系统时钟节拍，这个是WinCE5.0中增加的新的性能。

　　每定时器中断时候，内核分析所有线程后决定切换到哪个线程运行。假如所有线程都在等待状态，系统将进入idle状态。在这个状态的时候，任何中断都会唤醒系统重新开始调度。一般系统大部分时间是处于idle状态的，内核会调用OEMIdle（）进入idle状态，我们已经知道这个状态会被任何中断唤醒。 在以前的版本中，系统中断（即上面的TIMER4中断）每毫秒产生，查看系统是否需要重新调度。 为了节电，不希望中断那么频繁。于是WinCE5.0中，在调用OEMIdle（）之前会先调用pOEMUpdateRescheduleTime（）。通过这个函数重新设置侠义次系统时钟中断的时间。

　　2.2 KernelInit（）

　　再看看KernelInit（）函数

　　不过多关注KernelInit（）。

　　2.3 FirstSchedule

　　位于armtrap.s的一个label.开始个线程调度。整个内核开始运行。

　　wince多线程调度

　　这两天收获还是挺大，一来wince下的多线程终于加深了理解，二来linux终于初涉内核编程，有了点小体会。linux内核的东西比较麻烦，有空再总结总结。今天抽空先写写wince的多线程协作。

　　上写了一点critical section的用法，实际上还是比较肤浅，本来做得就不多。这两天主要是研究wince的线程调度。

　　wince调度的基本单位应该是线程，而且对每一个线程都有一个优先级。wince的优先级是0~255，其中0~247是实时优先级，248~255一般为应用程序的优先级。一个应用程序的优先级默认是251。创建线程的时候没有办法直接设置优先级，但是应用程序可以动态提升自己的线程的优先级，有两个API可用SetThreadPriority和CeSetThreadPriority。前者可在248~255范围内调节，后者可提升至实时线程。对于提升优先级，应用程序的优先级不要高于设备驱动，否则可能会有问题。

　　线程调度和时间片大小有很大关系，时间片大小一般在OEMinit（）中初始化，也可以通过SetThreadQuantum来修改，当然也有对应的Get函数。一般默认是100ms。

　　wince的调度原则是高优先级线程可以实时抢占低优先级线程的cpu资源。所以在调用SetThreadPriority的时候需要多加注意。因为一旦提升了的线程的优先级高于本线程，本线程将无法得到执行。而把SetThreadPriority放入被提升的线程中也是会引发难以想象的问题。我用的一种办法是主调线程先提升自己的优先级，然后再创建新线程，并设CREATE_SUSPENDED，SetThreadPriority之后再ResumeThread。但是有些场合不太适合这样用。

　　对于同等级的线程，会轮流使用时间片。同一个进程的多个线程也会参与公平竞争。

　　对于windows的微内核结构，驱动程序都不是内核进程，device.exe会用一个线程执行驱动程序的函数。而线程的默认优先级就是251，不爽。呵。