Windows CE微軟針對(duì)嵌入式領(lǐng)域推出的一款全新的操作系統(tǒng)。之所以說(shuō)它是一款全新的操作系統(tǒng)，是因?yàn)楸M管Windows CE的UI非常接近其它的桌面版Windows操作系統(tǒng)，但是它的內(nèi)核完全是重新寫的，并不是任何一款桌面版Windows的精簡(jiǎn)版本。 Windows CE是一種支持多種CPU架構(gòu)的操作系統(tǒng)，其中包括ARM、x86、MIPS和SHx，極大地減輕了OEM開發(fā)過(guò)程中移植操作系統(tǒng)的工作量。
    操作系統(tǒng)移植包含兩個(gè)層面上的工作：一個(gè)層面是CPU級(jí)的，另一個(gè)層面是板級(jí)的。CPU級(jí)的移植通常由微軟或芯片制造商來(lái)完成；板級(jí)移植則是由OEM來(lái)完成的。OAL正是OEM完成這一系統(tǒng)移植的工作核心！

1 OAL
    OAL的全稱是OEM Adaption Layer，即原始設(shè)備制造商適配層。從邏輯結(jié)構(gòu)上看，它位于操作系統(tǒng)的內(nèi)核與硬件之間，是連接系統(tǒng)與硬件的樞紐；從功能上看，OAL頗似桌面機(jī)上的BIOS，具有初始化設(shè)備、引導(dǎo)操作系統(tǒng)以及抽象硬件功能等作用。與BIOS不同的是，0AL隸屬于操作系統(tǒng)，是操作系統(tǒng)的一部分。從存在方式上，講OAL是一組函數(shù)的集合體，這些函數(shù)體現(xiàn)出OAL的功能，如圖1所示。
 

2 最小化的OAL
    OAL層的首要任務(wù)是加載內(nèi)核。OAL層中為內(nèi)核的啟動(dòng)作種種鋪墊的函數(shù)的集合構(gòu)成最小OAL層。我們可以由此深入OAL層，如圖2所示。
 
首先來(lái)看一下OS的啟動(dòng)順序。
    ①CPU執(zhí)行引導(dǎo)向量，跳轉(zhuǎn)到硬件初始化代碼，即Startup函數(shù)；
    ②在start up函數(shù)完成最小硬件環(huán)境初始化后跳轉(zhuǎn)到KernelStart函數(shù)(當(dāng)CPU為x86架構(gòu)時(shí)為Kernel Initialize函數(shù))，來(lái)對(duì)內(nèi)核進(jìn)行初始化；
    ③Kernelstart函數(shù)調(diào)用OEMInitDebugSerial完成對(duì)調(diào)試串口的初始化，調(diào)用OEMInit函數(shù)來(lái)完成硬件初始化工作以及設(shè)置時(shí)鐘、中斷，調(diào)用OEMGetExtensionDRAM函數(shù)來(lái)判斷是否還有另外一塊DRAM。
    至此，內(nèi)核加載完畢。由此可見，OS啟動(dòng)的重中之重是Startup函數(shù)的正確加載。

2.1 Startup
    Startup階段的特點(diǎn)是Kernel還沒有加載起來(lái)，調(diào)試工作比較困難。StartuP函數(shù)的兩大核心任務(wù)分別是把CPU初始化到一已知狀態(tài)和調(diào)用內(nèi)核初始化函數(shù)來(lái)初始化內(nèi)核。以下是Startup函數(shù)中通常包含的內(nèi)容：
    ①把處理器置為監(jiān)控模式；
    ②禁止CPU的IRQ和FIQ輸入；
    ③禁止內(nèi)存管理單元MMU和指令、數(shù)據(jù)Cache；
    ④刷新指令和數(shù)據(jù)Cache、TLB、清空寫buffer；
    ⑤確定啟動(dòng)的原因-hard reset，wake from sleep，GPIO reset，Watchdog reset，eboot handoff；
    ⑥根據(jù)目標(biāo)板需要配置GPIO，比如連接LED的GPIO；
    ⑦配置內(nèi)存管理器，設(shè)置刷新頻率，使能時(shí)鐘；
    ⑧配置中斷控制器；
    ⑨初始化實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)為0，使能實(shí)時(shí)時(shí)鐘；
    ⑩設(shè)置電源管理寄存器；
    ⑾打開所有板級(jí)時(shí)鐘和片內(nèi)外部時(shí)鐘；
    ⑿取得OEMAddressTable的物理基地址并把它存在r0中；
    ⒀跳轉(zhuǎn)到KernelStart。
    Bootloader和OAL中均包含Startup函數(shù)。它的功能大致相同，都是要初始化最小硬件環(huán)境。Bootloader是在為自己的執(zhí)行準(zhǔn)備硬件環(huán)境，OAL則是為kernel的執(zhí)行準(zhǔn)備硬件環(huán)境。由于這兩種硬件環(huán)境要求基本相同，所以它們的代碼也有很大部分可以相互借鑒。但應(yīng)該明白，Bootloader與OAL在物理上是獨(dú)立的，它們并不是同一段代碼。而且，如果可以確定這一硬件部分Bootloader已經(jīng)初始化過(guò)，則在OAL中不必重復(fù)。當(dāng)然，前提是每次加載都要經(jīng)過(guò)Bootloader這一環(huán)節(jié)。最典型的例子就是x86 OAL中的Startup，見例程：
Naked_Startup()
{_asm
{
cli
jmp KernelInitialize
}
}
Startup執(zhí)行完畢后，跳轉(zhuǎn)至KernelStart/Kemellnitialize(x86下)。
2.2 Kernel Start
    Kernel Start主要完成內(nèi)核的最小初始化并且通過(guò)調(diào)用OEMInit函數(shù)來(lái)完成板級(jí)硬件初始化。以下是ARM內(nèi)核初始化過(guò)程：
    ① 初始化一級(jí)頁(yè)表；
    ②使能MMU和cache；
    ③為每種工作模式使能棧(stack)；
    ④重新定位內(nèi)核；
    ⑤執(zhí)行串口調(diào)試函數(shù)；
    ⑥調(diào)用OEMInit；
    ⑦初始化內(nèi)存；
    ⑧執(zhí)行其它初始化。
    KernelStart中用到的三個(gè)函數(shù)OEMInit ()、OEMInitDebugSerial()和OEMGetExtensionDRAM()中，OEMInit()硬件相關(guān)性較大，也最重要。
(1)OEMlnit() 0EMInit的最小任務(wù)是初始化其它硬件和注冊(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘。通常OEMInit應(yīng)該完成以下工作。
    ①通過(guò)設(shè)置以下值來(lái)設(shè)置中斷映射表-SYSINTR→IRQ和IRQ→SYSINTR。
    ②在中斷映射表中設(shè)置靜態(tài)中斷映射。
    ③設(shè)置KITL，但在最小化的OAL層中通常不包括KITL。
    ④用Init Clock配置系統(tǒng)定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、時(shí)鐘。
    ⑤確定系統(tǒng)時(shí)鐘的中斷源。
    ⑥初始化內(nèi)核時(shí)間粒度為1ms。
    ⑦配置中斷控制器或可編程中斷控制器(PICS)。
    ⑧提供調(diào)試用LED指示燈。
    ⑨置pWriteDedugLED=OEMWriteDedugLED。
    ⑩調(diào)用HookInterrupt函數(shù)來(lái)注冊(cè)中斷服務(wù)例程ISRs，以下示例說(shuō)明如何處理TIMERISR硬件中斷5的中斷服務(wù)例程：
void OEMInit(void)
{...
HookInterrupt(5，TIMERISR)；//注冊(cè)定時(shí)器中斷
…
}
    ⑾ 清除中斷掩碼，防止初始化內(nèi)核時(shí)有中斷申請(qǐng)。
(2)串口調(diào)試函數(shù)
    有限的調(diào)試手段是OS移植員經(jīng)常遇到的難題。串口調(diào)試函數(shù)雖然不像以太網(wǎng)口調(diào)試函數(shù)那樣功能強(qiáng)大，但仍然要比LED指示燈或數(shù)碼管要直觀得多，是調(diào)試OAL層代碼不可或缺的一組工具。這個(gè)函數(shù)組由四個(gè)函數(shù)組成，分別是OEMInitDebugSerial()、OEMReadDebugByte()、OEMWriteDebugByte()和OEMWriteDebugString()。