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S3C2410下WinCE6.0的启动过程详解
2016-06-12 14:17:39 】 浏览:345
Tags:S3C2410 WinCE6.0 启动 过程 详解

通过前两篇文章的介绍,我们已经知道NBOOT用来引导EBOOT,继而EBOOT加载并引导WinCE操作系统(NK)。那么,WinCE6.0的启动过程又是怎样的呢?本文基于S3C2410的平台做一个详细的分析。需要说明的是,WinCE6.0的整个启动过程对于同一类型的MCU来说大同小异,如S3C2410和PXA270同属ARM平台的MCU,所以他们的启动过程是类似的,可以说唯一的不同就在OAL处,而WinCE操作系统的启动正是从OAL开始的。


前两篇文章


OAL(OEM Adaptation Layer)即OEM适配层,它的主要作用是在移植WinCE到新的硬件平台时减少操作系统的修改,通俗的说就是为WinCE操作系统抹平MCU的差异,使其能很方便的在不同MCU上运行。所以,OAL包括了和系统硬件通讯的最底层代码。内核则通过OAL跟硬件进行交互。逻辑上,OAL是介于CE内核和设备硬件之间的一个代码层,是一个抽象的概念。物理上,OAL和其他一些库一起链接成可执行文件,在WinCE6.0中对应的文件是OAL.exe,这是OAL的客观存在。WinCE6.0中的OAL跟先前的OAL比,是有一些变化的,它从内核中分离出来成为OAL.exe,而内核则变成了Kernel.dll。这样做的好处是可以单独升级OAL。但整体的OAL结构并没有改变,OEM函数保持一致,OAL和Kernel的接口由共享结构NKGLOBAL实现。这一部分的具体内容下一篇再做介绍。下图所示为WinCE6.0的OAL设计。


在移植WinCE到新的硬件平台时,创建OAL是最复杂的任务之一。一般来说,最简单的方法是拷贝一个跟新的硬件平台类似的且成熟的OAL,然后根据硬件的不同进行修改,使其满足目标硬件的特定要求。这里不展开说明,回头再单独整理。
从EBOOT到OAL.exe的跳转是从OEMLaunch()开始的,函数OEMLaunch()中调用Launch(dwPhysLaunchAddr),它的实现代码如下:


函数Launch()的参数为物理地址,因为在跳转之前已将MMU关闭。该地址可通过VIEWBIN来查看,如下图所示:




如何确定这个地址对应的是NK.bin中的哪一个文件呢,先前说是OAL.exe,证据何在。在PB6.0中增加了浏览NK.bin的功能,我们可以利用此功能查看NK.bin的详细情况,如下图所示:




从上图中可以看出0x80205394处对应的是NK.exe,而这里的NK.exe即为OAL.exe。
至此,我们已经知道EBOOT是如何跳转到OAL.exe中的了。接下来继续看OAL.exe的执行过程。
OAL的启动代码如下:


OAL的启动代码和EBOOT的启动代码经常复用,但为了代码的简洁,最好还是分开实现,而且在EBOOT中如果已经初始化了相关硬件,那么OAL的启动代码就可以省去那部分工作,可以很简练,如上面的代码所示。


可以看出,OAL的启动代码又调用了函数KernelStart(),而这个函数是在文件C:\WINCE600\PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\LDR\ARM\armstart.s中实现的,代码如下:


从上面的代码可以看出,KernelStart()通过OEMAddressTable初始化了MMU,然后通过调用函数ARMInit()获得kernel.dll的入口点,最后跳转到kernel.dll的入口点处。


为了找到Kernel.dll的入口点,用IDA反汇编kernel.dll文件,可以看到,Kernel.dll的入口点为NKStartup。



NKStartup()的实现在文件C:\WINCE600\PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\ARM\ mdarm.c中,代码如下:


NKStartup()的代码就不多解释了,注释已经很详细。该函数的最后又调用了KernelStart ()函数。注意这里的KernelStart()跟上面曾提到的KernelStart()是不一样的。这里KernelStart()的实现在文件C:\WINCE600\PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\ARM\armtrap.s中,代码和反汇编的对比如下图所示。



可以看到,这里调用了KernelInit()和FirstSchedule()这两个函数。先说FirstSchedule(),它开始了WinCE6.0的第一个调度。它的实现跟KernelStart()在同一文件中,而实现代码跟WinCE5.0中完全一样。接下来,我们继续跟踪KernelInit()函数,其实现在文件C:\WINCE600\PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\nkinit.c中,代码如下:


这段代码跟WinCE5.0中的结构基本一致,但实际上有很大的不同。跟WinCE6.0启动最紧密的函数是THRDInit (),这之前都是做相应的初始化。THRDInit ()的实现在文件C:\WINCE600\PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\thread.c中,代码如下:


可以看到,这里开始了一个线程,线程处理函数为SystemStartupFunc(),其实现在文件C:\WINCE600\PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\schedule.c,实现代码如下:


这里创建了一个内核线程,处理函数为RunApps,继续跟踪RunApps,其实现在文件C:\WINCE600\PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\kmisc.c中,代码如下:


终于启动filesys.dll了。这个过程简单说明一下,启动filesys.dll后等待其执行的情况,在完成了文件系统的相应的初始化之后,这里继续初始化MUI和系统设置,完成后再通知filesys这边的工作已经完成,filesys继续启动。这一部分的具体内容请参考MSDN,File System Boot Process:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa912276.aspx。总之,filesys会完成WinCE的最后启动过程,包括gwes.dll和explorer.exe等。至此,WinCE6.0启动完成,如果有LCD且驱动能正常工作,现在就应该能看见可爱的WinCE6.0的界面了。


呵,没想到WinCE6.0的启动过程竟然这么繁长。不过,弄清楚这个启动流程对于移植BSP相当有好处。总结一下整个过程,如下图所示。



本文通过跟踪代码的方式,介绍了WinCE6.0的启动流程。流于表面了一点,很多细节应该进一步研究,以后再慢慢看吧。文中有不确切的地方,也请您不吝赐教.


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