Windows CE內(nèi)核啟動(dòng)分析

　　移植或者創(chuàng)建一個(gè)BSP,也許需要先熟悉Windows CE的內(nèi)核啟動(dòng)過程。

　　目錄

　　基于ARM的Windows CE內(nèi)核啟動(dòng)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

　　內(nèi)核入口點(diǎn)startup.S,內(nèi)核從這里啟動(dòng)。因?yàn)閮?nèi)核經(jīng)過bootloader加載，內(nèi)核運(yùn)行時(shí)候，已經(jīng)由bootloader完成了硬件的基本初始化（關(guān)閉watchdog, pll設(shè)置等等）所以，startup.S的任務(wù)比較簡(jiǎn)單，只是將oemaddrtab_cfg.inc里面的g_oalAddressTable數(shù)組地址作為參數(shù)，傳遞給KernelStart,這個(gè)數(shù)組用來描述和實(shí)現(xiàn)物理地址到虛擬地址的映射。

　　（。 + 8）是流水線處理。KernelStart（）位于

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

　　2.KernelStart

　　ARMInit（）位于本目錄的mdram.c文件。

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

　　FirstSchedule（）位于armtrap.s的一個(gè)label.

　　主要關(guān)注ARMInit（）和KernelInit（），前一個(gè)進(jìn)行目標(biāo)板的初始化，后一個(gè)負(fù)責(zé)內(nèi)核的初始化。FirstSchdule（）開始調(diào)度個(gè)程序。

　　2.1 ARMInit（）

　　先看看ARMInit（）它的幾個(gè)關(guān)鍵性動(dòng)作如下：

　　KernelRelocate（）是進(jìn)行重定位。KernelFindMemory（）是查找系統(tǒng)可用內(nèi)存，并分成應(yīng)用內(nèi)存和object store兩部分。這2個(gè)函數(shù)都已由MS自己實(shí)現(xiàn)。我們需要添加的函數(shù)是名字以O(shè)EM開頭的函數(shù)。

　　OEMInitDebugSerial（）初始化一個(gè)調(diào)試口，我們一般使用一個(gè)串口來作為調(diào)試口，這個(gè)函數(shù)需要自己實(shí)現(xiàn)，在 PLATFORM\SMDK2440A\Src\Kernel\Oal\debug.c中定義這個(gè)函數(shù)。比如可以將串口0設(shè)置為調(diào)試口，在這個(gè)函數(shù)中對(duì)串口0進(jìn)行初始化。

　　OEMInit（）是一個(gè)比較重要的函數(shù)，

　　OALCacheGlobalsInit（）在PLATFORM\COMMON\SRC\ARM\COMMON\CACHE\init.s中實(shí)現(xiàn)，這部分代碼以PQOAL的形式提供。

　　OALIntrInit（）初始化中斷。

　　OALTimerInit（）初始化定時(shí)器TIMER4,作為系統(tǒng)時(shí)鐘（tick），

　　configGPIO（）初始化gpio口，設(shè)置相關(guān)寄存器。

　　InitDisplay（）初始化LCD.有時(shí)候，我們希望在oal啟動(dòng)和內(nèi)核加載期間顯示一副等待圖片或者顯示LOGO,為達(dá)到這個(gè)目的，需要先初始化LCD.

　　OALKitlStart（）準(zhǔn)備啟動(dòng)KITL.

　　此外，在ARMInit還會(huì)通過調(diào)試口打印一些基本信息，開始時(shí)候打印”Windows CE Kernel for ARM…”字樣， 中間打印處理器類型等等信息。結(jié)束時(shí)候打印” ARMInit done.”

　　2.1.1 OALIntrInit

　　調(diào)用OALIntrMapInit（）初始化2個(gè)數(shù)組g_oalSysIntr2Irq,g_oalIrq2SysIntr,這2個(gè)數(shù)組表征irq和邏輯中斷SysIntr的映射關(guān)系。

　　然后初始化中斷寄存器，

　　，留一個(gè)接口給oem: BSPIntrInit（），如果oem需要在這個(gè)階段初始化一些中斷，可以定義這個(gè)函數(shù)并實(shí)現(xiàn)。

　　2.1.2 OALTimerInit

　　這個(gè)函數(shù)比較重要。 都知道所有WinCE系統(tǒng)都需要一個(gè)定時(shí)器來提供一個(gè)heartbeat,

　　g_oalTimer包含各種系統(tǒng)時(shí)鐘相關(guān)的變量。

　　curridlehigh, curridlelow,這2個(gè)32位的DWORD變量合起來實(shí)現(xiàn)一個(gè)64位的計(jì)數(shù)器，反映了系統(tǒng)處于空閑模式（Idle mode）的時(shí)間。一般在OEMIdle（）函數(shù)內(nèi)更新。用戶程序通過調(diào)用GetIdleTime（）函數(shù)可以得到這個(gè)值。

　　初始化內(nèi)核函數(shù)指針：pQueryPerformanceFrequency, pQueryPerformanceCounter.通過這兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)高的計(jì)時(shí)器。 這兩個(gè)函數(shù)的原型也已經(jīng)由PQOAL實(shí)現(xiàn)。

　　初始化TIMER4作為系統(tǒng)時(shí)鐘。TIMER4是一個(gè)16bit的定時(shí)器。此函數(shù)將TIMER4設(shè)置成為自動(dòng)轉(zhuǎn)載模式。

　　2.1.2.1 Variable Tick Scheduler

　　可變的系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍，這個(gè)是WinCE5.0中增加的新的性能。

　　每定時(shí)器中斷時(shí)候，內(nèi)核分析所有線程后決定切換到哪個(gè)線程運(yùn)行。假如所有線程都在等待狀態(tài)，系統(tǒng)將進(jìn)入idle狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)的時(shí)候，任何中斷都會(huì)喚醒系統(tǒng)重新開始調(diào)度。一般系統(tǒng)大部分時(shí)間是處于idle狀態(tài)的，內(nèi)核會(huì)調(diào)用OEMIdle（）進(jìn)入idle狀態(tài)，我們已經(jīng)知道這個(gè)狀態(tài)會(huì)被任何中斷喚醒。 在以前的版本中，系統(tǒng)中斷（即上面的TIMER4中斷）每毫秒產(chǎn)生，查看系統(tǒng)是否需要重新調(diào)度。 為了節(jié)電，不希望中斷那么頻繁。于是WinCE5.0中，在調(diào)用OEMIdle（）之前會(huì)先調(diào)用pOEMUpdateRescheduleTime（）。通過這個(gè)函數(shù)重新設(shè)置俠義次系統(tǒng)時(shí)鐘中斷的時(shí)間。

　　2.2 KernelInit（）

　　再看看KernelInit（）函數(shù)

　　不過多關(guān)注KernelInit（）。

　　2.3 FirstSchedule

　　位于armtrap.s的一個(gè)label.開始個(gè)線程調(diào)度。整個(gè)內(nèi)核開始運(yùn)行。

　　wince多線程調(diào)度

　　這兩天收獲還是挺大，一來wince下的多線程終于加深了理解，二來linux終于初涉內(nèi)核編程，有了點(diǎn)小體會(huì)。linux內(nèi)核的東西比較麻煩，有空再總結(jié)總結(jié)。今天抽空先寫寫wince的多線程協(xié)作。

　　上寫了一點(diǎn)critical section的用法，實(shí)際上還是比較膚淺，本來做得就不多。這兩天主要是研究wince的線程調(diào)度。

　　wince調(diào)度的基本單位應(yīng)該是線程，而且對(duì)每一個(gè)線程都有一個(gè)優(yōu)先級(jí)。wince的優(yōu)先級(jí)是0~255，其中0~247是實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)，248~255一般為應(yīng)用程序的優(yōu)先級(jí)。一個(gè)應(yīng)用程序的優(yōu)先級(jí)默認(rèn)是251。創(chuàng)建線程的時(shí)候沒有辦法直接設(shè)置優(yōu)先級(jí)，但是應(yīng)用程序可以動(dòng)態(tài)提升自己的線程的優(yōu)先級(jí)，有兩個(gè)API可用SetThreadPriority和CeSetThreadPriority。前者可在248~255范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，后者可提升至實(shí)時(shí)線程。對(duì)于提升優(yōu)先級(jí)，應(yīng)用程序的優(yōu)先級(jí)不要高于設(shè)備驅(qū)動(dòng)，否則可能會(huì)有問題。

　　線程調(diào)度和時(shí)間片大小有很大關(guān)系，時(shí)間片大小一般在OEMinit（）中初始化，也可以通過SetThreadQuantum來修改，當(dāng)然也有對(duì)應(yīng)的Get函數(shù)。一般默認(rèn)是100ms。

　　wince的調(diào)度原則是高優(yōu)先級(jí)線程可以實(shí)時(shí)搶占低優(yōu)先級(jí)線程的cpu資源。所以在調(diào)用SetThreadPriority的時(shí)候需要多加注意。因?yàn)橐坏┨嵘说木€程的優(yōu)先級(jí)高于本線程，本線程將無法得到執(zhí)行。而把SetThreadPriority放入被提升的線程中也是會(huì)引發(fā)難以想象的問題。我用的一種辦法是主調(diào)線程先提升自己的優(yōu)先級(jí)，然后再創(chuàng)建新線程，并設(shè)CREATE_SUSPENDED，SetThreadPriority之后再ResumeThread。但是有些場(chǎng)合不太適合這樣用。

　　對(duì)于同等級(jí)的線程，會(huì)輪流使用時(shí)間片。同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也會(huì)參與公平競(jìng)爭(zhēng)。

　　對(duì)于windows的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)程序都不是內(nèi)核進(jìn)程，device.exe會(huì)用一個(gè)線程執(zhí)行驅(qū)動(dòng)程序的函數(shù)。而線程的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)就是251，不爽。呵。