以S3C6410爲例子,S3C6410的內部SRAM地址爲0x0C00 0000 ~ 0x0C00 1FFF,DRAM的Base地址爲0x50000000 ,S3C6410支持NAND,SD啓動,S3C6410裏面有固化的ROM,
當系統上電的時候,將執行固化ROM中的代碼,然後檢查硬件的GPIO配置,如果配置成NAND 啓動,則把NAND的前8K讀入內部的SRAM(stepping Stone)中,然後跳轉到
Stepping Stone的開頭,執行Bootloader1 (也就是下文的stepldr), stepldr負責把eboot從NAND中搬到DRAM中,然後執行eboot( boot loader 2),eboot通過網絡下載
NK.bin或者從NAND中把內核搬到DRAM中,然後執行WINCE內核.所以整個啓動過程分爲三階段,stepldr -->eboot --> wince kernel .
下面詳細地分析各個階段.
一 bootloader 1 stepldr
從stepldr的startup.s開始.startup.s主要是初始化硬件,中斷,配置好C運行的環境,然後跳轉到main函數中,執行C代碼.
startuo.s 的流程是 ：
startup --> Enable I cache -->關閉watchdog ,Interrupt dosable -> 時鐘初始化 --> 初始化DRAM控制器 --> 初始化IRQ,SVC stack -->
判斷是否睡眠 ---N--> Clear DRAM -->main
--Y-> 跳到NK的開頭 （也就是DRAM + 0x100000的地方）
main.c :
UART初始化 --> nand 初始化 -> 從NAND中把eboot搬到DRAM中 -->跳轉到 eboot的開頭
我們看代碼有2個全局變量。
ROMHDR * volatile const pTOC = (ROMHDR *)-1; 這個在ROMImage裏面會賦值。
static BOOL g_bLargeBlock = FALSE; // For Large Block Check
這兩個全局變量的位置爲:500F0000 根據stepldr.bib
二 bootloader 2 eboot
startup.s
startup --> Enable I cache -->關閉watchdog ,Interrupt dosable -> 時鐘初始化 --> Disable VIC --> enable 中斷 -->CLEAR DRAM(從1M到128M地址的DRAM,因爲低1M地址
空間目前放的是eboot ) --> 初始化MMU Table (根據g_oalAddressTable，把DRAM的Base地址0x50000000映射到0x80000000，此後地址都用虛擬地址） --> 初始化IRQ,SVC stack -->
-->main
main.c
main --> BootloaderMain
BootloaderMain的流程：
KernelRelocate -->OEMDebugInit(初始化串口，這樣就可以打印信息了) -->OEMPlatformInit -->OEMPreDownload -->DownloadImage-->OEMLaunch (切換到ce內核了)
OEMPlatformInit ：
InitializeDisplay --> 初始化中斷 -->NAND Flash驅動 初始化 --> MainMenu (一些選項，比如設置IP) -->ethernet 驅動初始化
OEMPreDownload : get IP , initialize TFTP
DownloadImage :
先用OEMReadData讀7位頭，然後根據這7位判斷是bin 還是 nb0 等
假如是bin , 調用 DownloadBin
三 wince OS
wince os 的啓動我們也可以換分爲2個階段，第一個階段，初始化OAL，一直到FirstSchedule開始調度，第二階段，開始對文件系統，註冊表，driver的
初始化和加載。
（1）初始化 OAL
1.startup.s
初始化一些硬件外設 --> KernelStart
2.KernelStart
在PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\LDR\ARM\armstart.s中
根據OALAddress Table初始化頁表 , 打開MMU和初始化Cache和中斷向量
初始化stack
調用ArmInit
mov r12, r0
ldr r0, =KData
mov pc, r12 ; jump to entry of kernel.dll
3 ArmInit
在PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\LDR\ARM\arminit.c中
LPVOID ARMInit (struct KDataStruct *pKData)
{
/* Initialize kernel globals */
KernelRelocate (pTOC);
/* The only argument passed to the entry point of kernel.dll is the address */
/* of KData, we need to put everything we need to pass to in in KData. */
pKData->dwTOCAddr = (DWORD) pTOC;
pKData->dwOEMInitGlobalsAddr = (DWORD) OEMInitGlobals;
SetOsAxsDataBlockPointer(pKData);
return FindKernelEntry (pTOC);
}
主要是內核重定位 .返回kernel.dll的入口位置.
在上面的KernelStart函數中,mov pc, r12指令跳轉到kernel.dll的入口位置.
4 FindKernelEntry找到NKStartup
在PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\ARM\mdarm.c中
調用 ARMSetup (PRIVATE\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\ARM\mdarm.c)to perform addition setup for CPU (vector table, 1st-level PT mappings, etc)
調用OEMInitDebugSerial 以及 OEMInit
5 OEMInit
在\PLATFORM\SMDK6410\SRC\OAL\OALLIB\init.c中
OALCacheGlobalsInit();
.....
OALArgsInit((BSP_ARGS *)IMAGE_SHARE_ARGS_UA_START);// Check and Initialize the BSP Args area
.....
if (!OALIntrInit())// Initialize Interrupts
{
OALMSG(OAL_ERROR, (L"[OAL:ERR] OEMInit() : failed to initialize interrupts\n"));
}
.......
OALTimerInit(RESCHED_PERIOD, (OEM_COUNT_1MS ), 0);// Initialize System Clock
.......
KITLIoctl(IOCTL_KITL_STARTUP, NULL, 0, NULL, 0, NULL); // Initialize the KITL connection if required
6、KernelSstart函數：
這裏的KernelStart函數與前面的KernelStart函數的屬於兩個完全不同的函數，NKStartup函數中調用的KernelStart 函數爲
$(_PRIVATEROOT)\WINCEOS\COREOS\NK\KERNEL\ARM\armtrap.s文件中的KernelStart 函數，
主要完成調用內核初始化函數KernelInit，並跳轉到操作系統的第一個啓動的任務。
LEAF_ENTRY KernelStart
ldr r4, =KData ; (r4) = ptr to KDataStruct
ldr r0, =APIRet
str r0, [r4, #pAPIReturn] ; set API return address
mov r1, #SVC_MODE
msr cpsr_c, r1 ; switch to Supervisor Mode w/IRQs enabled
CALL KernelInit ; initialize scheduler, etc.
mov r0, #0 ; no current thread
mov r1, #ID_RESCHEDULE
b FirstSchedule
ENTRY_END
7、KernelInit函數：
Windows CE 6.0的內核初始化函數同其他版本的內核初始化函數基本相近，主要完成在啓動第一個線程前對內核進行初始化，主要包括API函數集初始化、堆的初始化、初始化內存池、進程初始化、線程初始化和文件映射初始化等操作。
void KernelInit (void)
{
#ifdef DEBUG
g_pNKGlobal->pfnWriteDebugString (TEXT("Windows CE KernelInit\r\n"));
#endif
APICallInit ();// setup API set
HeapInit ();// setup kernel heap
InitMemoryPool ();// setup physical memory
PROCInit ();// initialize process
VMInit (g_pprcNK);// setup VM for kernel
THRDInit ();// initialize threadsv
MapfileInit ();
#ifdef DEBUG
g_pNKGlobal->pfnWriteDebugString (TEXT("Scheduling the first thread.\r\n"));
#endif
}
8、FirstSchedule：
FirstSchedule函數爲Windows CE操作系統啓動過程中最後無條件跳轉的一個函數，windows CE進行第一個調度，實際爲一個空閒線程，因爲windows CE系統還沒有完成啓動，只有當windows CE完全啓動並進入穩定狀態，然後啓動文件系統filesys.dll,設備管理device.dll,窗體圖像子系統gews.dll和shell程序 explore.exe。
（2）系統的其它部分初始化
2.1 FirstSchedule --〉SystemStartupFunc
2.2 而在SystemStartupFunc中，會創立一個內核線程
CreateKernelThread (RunApps,0,THREAD_RT_PRIORITY_NORMAL,0)
這樣就執行線程的函數RunApps
2.3 在RunApps中，NKLoadLibraryEx (L"filesys.dll", MAKELONG (LOAD_LIBRARY_IN_KERNEL, LLIB_NO_PAGING), NULL);
進行filesys.dll的加載，
2.4 然後啓動一個線程，執行filesys.dll的 WinMain
2.5 等待filesys.dll 的event SYSTEM/FSReady
2.6 收到後：
InitMUILanguages();// Initialize MUI-Resource loader (requires registry)
InitSystemSettings (); // Read system settings from registry
我們再來看看 FILESYS.DLL 。它相當於Windows CE以前版本中的FILESYS.EXE，負責初始化文件系統、對象存儲、註冊表、CEDB數據庫、設備通知以及其它一些工作。
1 Filesys.dll 檢測是冷啓動還是熱啓動
如果是冷啓動,對象存儲內存將被初始化並映射給Filesys.dll.對於熱啓動,不用初始化而直接映射給Filesys.dll
2 Filesys.dll 從ROM中加載 OEM的 Certification DLL .
3 對於熱啓動,如果系統必須冷啓動, Filesys.dll調用OAL函數pNotifyForceCleanboot.
4 對於冷啓動, Filesys.dll 初始化RTC,通過調用OEMIoControl函數,控制號爲IOCTL_HAL_INIT_RTC I/O.
5 Filesys.dll 按照順序初始化下列APIs:
Database APIs
File system APIs
Point-to-point message queue APIs
Event log APIs
Registry APIs
對於冷啓動, Filesys.dll初始化註冊表數據.數據初始化過程取決於是hive註冊表還是RAM註冊表.
如果在註冊表裏指定了缺省的用戶Profile, Filesys.dll加載缺省用戶的profile並初始化 HKEY_CURRENT_USER下的數據.
6 如果Device.dll 沒有啓動並且HKEY_LOCAL_MACHINE\System\StorageManager 指向一個可以加載的DLL, Filesys.dll加載存儲管理器.
如果存儲管理器加載了, Filesys.dll創建一個線程來初始化它.
7 Filesys.dll 初始化NLS數據(national language support).
8 對於一個乾淨的啓動,Filesys.dll查閱Initobj.dat文件,然後從ROM中拷貝這些文件到根文件系統.
比如Initobj.dat內容爲:
root:-Directory("Program Files")
root:-Directory("My Documents")
Directory("\Windows"):-Directory("Desktop")
Directory("\Windows"):-Directory("Programs")
Directory("\Windows"):-Directory("Recent")
Directory("\Windows\Desktop"):-File("Media Player.lnk", "\Windows\ceplayer.lnk")
Directory("\Windows\Programs"):-File("Media Player.lnk", "\Windows\ceplayer.lnk")
Directory("\Windows\Desktop"):-File("Messenger.lnk", "\Windows\msmsgs.lnk")
Directory("\Windows\Programs"):-File("Messenger.lnk", "\Windows\msmsgs.lnk")
它的意思是:
先用root命令在根目錄\下面建立2個文件夾,分別叫Program Files和My Documents.
然後在\Windows下面建立3個文件夾Desktop,Program,Recent
最後把Media Player的鏈接ceplayer.lnk,msmsgs.lnk拷貝到\windows\Desktop,Programs目錄下,命名爲Media Player.lnk,Messenger.lnk.
9 如果需要的話,Filesys.dll初始化時區並設置夏令時 (daylight saving time ,DST).
10 對於冷啓動, Filesys.dll爲用數據庫引擎設置區域,對於EDB數據庫,通過調用CeChangeDatabaseLCID (EDB)而對於CEDB數據庫調用CeChangeDatabaseLCID (CEDB).
此外,對於冷啓動,Filesys.dll從Initdb.ini文件中加載數據來填充對象存儲數據庫.
11 Filesys.dll告訴kernel:Filesys.dll已經好了. Filesys.dll然後等待kernel通知去啓動OS的其他部分.
12 Filesys.dll根據HKEY_LOCAL_MACHINE\System\Events註冊表創建命名的事件. 這些事件被擁有他們的進程設置.
13 Filesys.dll 啓動HKEY_LOCAL_MACHINE\Init所列的應用
如果Device.dll在HKEY_LOCAL_MACHINE\Init中，而它又已經被啓動，Filesys.dll會去打開SYSTEM/BOOTPHASE2事件，並會向Device.dll發信號。
該動作使得Device.dll會去重讀註冊表，並完成最後階段的驅動初始化。任何驅動都可以去等待該同樣的事件，這樣驅動就可以去再讀一次註冊表。
在正常的啓動過程中,Filesys.dll建立了一些文件並把他們存儲在user storage中. 這些文件將佔用 1.8 MB的可用的user storage.
下列文件在啓動過程中被創建:
System.hv \Documents and Settings\system.hv 345 KB 系統註冊表hive文件
User.hv \Documents and Settings\default\user.hv 345 KB 缺省用戶的用戶註冊表hive文件
對於filesys.dll啓動過程,參見 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa912276.aspx
再來看Device.dll,它被加載後,將讀取 HKLM\Drivers\BuildIn下面的信息,然後一個一個驅動被加載,加載後相應地在 HKLM\Drivers\Active下面創立相應的鍵.
