基于S3C2410的Windows CE 5.0 BSP移植

基于S3C2410的Windows CE 5.0 BSP移植

1 引言

　　2 Windows CE 5.0及BSP結構分析

　　BootLoader是加電即運作的一段程式，它初始化硬體，建立系統的記憶體空間映射，為最終調用系統核心做準備。在Windows CE 5.0系統中，它主要用于下載下傳和啟動鏡像nk.bin，也就是兩種工作模式：啟動加載模式：使用者最終使用的産品即為該模式；下載下傳模式：鏡像首先被bootloader下載下傳到目标機的RAM中，然後被固化到Flash。

　　裝置驅動程式按照導出的接口不同可分為：本機驅動程式以及流接口驅動程式.本機驅動程式有GEWS.exe加載的滑鼠，鍵盤，觸摸屏，顯示驅動等。而流接口驅動程式使用一組流函數來實作，通常由Device.exe加載，如網卡，聲霸卡，USB等。

　　OAL是邏輯上駐留在Windows CE核心與目标裝置之間的代碼層，在實體上OAL與核心庫連接配接來産生核心可執行檔案。OAL簡化了作業系統與目标代碼之間的通信，OAL代碼用來進行中斷，記時器，電源管理，通用I/O控制等[5]。

　　Configuration File裡面包含的是與生成的鏡像相關的配置資訊。www.51kaifa.com

　　3  BSP移植

　　如果從零開始開發Widows CE 5.0 BSP，則需要相當長的時間。通常的做法是：⑴将自己硬體平台基于Windows CE 4.2及以前版本的BSP移植到Windows CE 5.0系統上；⑵從Windows CE 5.0 BSP中尋找與硬體平台最接近的作為模闆，然後再從自己的硬體平台上入手做相應的修改，進而得到可以在自己系統上使用的BSP。本文探讨的BSP移植屬于第一種情況。

　　3.1 bootloader移植

　　bootloader的執行流程如下：

　　⑴ 執行startup.s：對CPU，記憶體控制器，Cache等做一些基本的初始化。

　　⑵ 初始化序列槽：調用函數OEMInitDebugSerial（）來完成。

　　⑶ 初始化平台：調用函數OEMPlatformInit（），主要對所需硬體資源進行初始化，通常包括：以太網控制器（CS8900A）、系統時鐘、儲存設備以及其他一些外圍裝置。

　　⑷ 調用函數OEMPreDownload（）：做一些準備工作如擷取IP位址，初始化TFTP連接配接等。

　　⑸ 執行函數DownloadImage（）：下載下傳鏡像到SDRAM中。www.51kaifa.com

　　⑹ 調用OEMLaunch（）函數啟動操作映像。

　　其中startup.s,OEMInitDebugSerial（）可以與OAL共享使用，兩函數的修改在OAL移植過程中叙述。

　　Bootloader移植主要過程有：

　　⑴ 修改相應的dir，source檔案，下面列出部分庫路徑：

　　TARGETLIBS=/

　　$(_TARGETPLATROOT)/lib/$(_CPUINDPATH)/csp_arm.lib     /

　　$(_COMMONOAKROOT)/lib/$(_CPUDEPPATH)/eboot.lib      /

　　$(_COMMONOAKROOT)/lib/$(_CPUINDPATH)/cs8900dbg.lib       /

　　其中csp_arm.lib這個庫隻存在于Windows CE 4.2的$(_PUBLICOAKROOT)，是ARM體系結構連結庫之一，在Windows CE 4.2系統下位于PUBLIC目錄，而在Windows CE 5.0系統下存在于PLATFORM，導緻編譯系統找不到該庫檔案，是以，修改這個庫的連結路徑，使得Platform builder這個編譯系統能夠找到這個連結庫。

　　⑵ 修改makefile.inc，因為該檔案指定生成eboot.bin(Ethernet bootloader鏡像)所需要的檔案以及拷貝eboot.bin到releasedir目錄，其中：

　　romimage $(_TARGETPLATROOT)/eboot/boot.bib

　　為生成生成eboot.bin所需要的配置檔案，否則，系統通過編譯卻無法生成eboot.bin.

　　⑶ 修改boot.bib，使其不與config.bib中的記憶體配置設定造成沖突。

　　⑷ 改進eboot，因為eboot燒寫NK.BIN(OS鏡像)的時候會查找BINFS分區，然後把下載下傳的image燒寫到BINFS分區。如果沒有找到現存的BINFS分區，eboot會低格NAND FLASH，并建立MBR(main boot record),在MBR中有分區表。目前最多支援4個分區，而BINFS分區的大小是以NK.BIN展開的大小按block對齊，是以會出現個問題，當修改過重新生成的NK.BIN比之前寫進NAND FLASH的IMAGE大并且超出block對齊的時候，将會導緻燒寫新的NK.BIN失敗，我們可以通過每次下載下傳燒寫NK.BIN前先低格NAND FLASH來解決這個問題，但顯然這不是妥善的解決方法，增加使用者使用複雜度，是以我們可以把BINFS分區的大小固定，而這個固定的大小可以參考生成NK.BIN的config.bib中定義的ROMSIZE，這樣無論NK怎麼修改，BINFS一經建立無需更改，eboot把NK寫進NAND FLASH之後，會把剩餘的FREE空間建立一個FAT分區，如果我們要實作HIVE REGISTRY就可以把這個分區mounts成MountAsBootable。

　　3.2 OAL移植

　　OAL的移植過程中，OEM主要實作以下幾個函數：Startup.s，調試序列槽函數，OEMInit函數，系統時鐘函數，中斷處理函數等。

　　⑴ 修改Startup.s，此函數為OS啟動時第一個要調用的函數，也是OEM要實作的重要函數之一，主要完成的功能是：将CPU初試化到一種已知的狀态；并調用核心初始化函數kernelstart。Startup.s需要修改，修改後的部分代碼如下：

　　ldr     r0, = 0X4A000008

　　ldr     r1, = 0xffffffff                ; 禁止所有中斷

　　str     r1, [r0]

　　ldr     r0, = 0X4A00001C

　　ldr     r1, = 0x7ff                   ; 禁止所有子中斷

　　……..

　　add     r0, pc, #g_oalAddressTable - (. + 8)

　　bl      KernelStart    //跳轉到KernelStart

　　⑵ 修改序列槽調試函數。執行完Startup.s,系統就跳轉到Kernelstart函數，位于private目錄，該函數第一個任務就是初始化串調試口，否則，就無法進行後面的調試工作。其中OEMReadDebugByte, OEMWriteDebugByte, OEMWriteDebugString不用做修改，需要注意的是OEMInitDebugSerial，選UART0，UART1的寄存器配置不一樣，若選用UART0，使用配置：

　　s2410IOP->rGPHCON &= ~((3 << 4) | (3 << 6));

　　s2410IOP->rGPHCON |=  ((2 << 4) | (2 << 6));

　　而選擇UART1，則使用配置的是：

　　s2410IOP->rGPHCON &= ~((3 << 8) | (3 << 10));

　　s2410IOP->rGPHCON |=  ((2 << 8) | (2 <<10));

　　⑶ 實作OEMInit()，該函數将調用以下函數：OALCacheGlobalsInit()，OALIntrInit()，OALTimerInit（），OALKitlStart()來初始化Cache Global,中斷，時鐘，啟動KITL，實作代碼如下：

　　void OEMInit()

　　{

　　OALCacheGlobalsInit();// 初試化cache globals

　　if (!OALIntrInit()) {

　　OALMSG(OAL_ERROR, (

　　L"ERROR: OEMInit: failed to initialize interrupts/r/n"

　　));

　　} // 初試化中斷

　　OALKitlStart();// 初始化KITL

　　}

　　⑷ 實作OALTimerInit(),該函數用于初始化OS TIMER,設定每毫秒産生一個System tick,為系統計數，觸發程序排程。由CPU的運作主頻和硬體定時器資源來确定，執行過程有：初始化時鐘狀态全局變量，初始化高分辨率時鐘函數指針，使能TIMER。

　　⑸ 實作中斷處理處理函數：OALIntrInit()，該函數通常先初始化中斷映射表，因為WINCE為了子產品化，把平台相關實體中斷号和系統中斷号建立映射。然後清除外部中斷，内部中斷等。

　　3.3  驅動移植

　　TSP_Poweron 該函數将執行觸摸屏的一些初始化，主要是寄存器的配置。

　　DdsiTouchPanelEnable：使能DDSI接口，使得硬體能将流資料提供給DDSI接口，就可以實作觸摸的操作了。

　　DdsiTouchPanelSetMode：模式設定函數，設定觸摸屏是高采樣率還是低采樣率

　　DdsiTouchPanelGetPoint ：觸摸屏進行采樣函數

　　TSP_CalibrationPointGet：坐标轉換函數，該函數實作将從AD采樣植轉換成坐标。

　　移植主要過程：

　　⑴ 修改source檔案，要添加如下庫檔案：

　　TARGETLIBS=$(_COMMONSDKROOT)/lib/$(_CPUINDPATH)/coredll.lib

　　SOURCELIBS= /

　　$(_COMMONOAKROOT)/lib/$(_CPUINDPATH)/tch_cal.lib /

　　$(_COMMONOAKROOT)/lib/$(_CPUINDPATH)/tchmdd.lib  /

　　因為這個驅動在Windows CE 4.2下面是在Public目錄，而這裡将該觸摸屏移到了Platform下面，在Windows CE4.2下面是沒有以上三條連結庫，但Platform，Public編譯路徑，先決條件都不同。是以引用的庫不一樣。

　　⑵ 删除如下庫檔案：

　　$(_TARGETPLATROOT)/lib/$(_CPUINDPATH)/drvlib.lib

　　該庫在Windows CE 4.2系統下為觸摸屏與音頻共用庫，但在Windows CE5.0系統下，這個庫已經不是必要的并且已經不存在了，是以删除掉，否則系統會出編譯錯誤。

　　⑶修改platform.bib,将我們移植過來的驅動dll包含到nk.bin中

　　⑷修改platform.reg,其中CalibrationData是觸摸屏的一個參數：

　　[HKEY_LOCAL_MACHINE/HARDWARE/DEVICEMAP/TOUCH]

　　"MaxCalError"=dword:7

　　portrait

　　"CalibrationData"="517,610 897,934 142,936 129,290 891,285 "

　　其他驅動的過程與觸摸屏類似。

　　3.4  移植小結

　　此次移植是更新BSP，而硬體上基本沒有變化，是以很多代碼不需做修改即可使用，通過以上移植，不難發現此類移植BSP過程中所要做的工作主要在以下幾個方面：

　　⑴  修改dir檔案，在dir檔案中指定了目前目錄哪些檔案夾被系統編譯，編譯器根據dir層層搜尋，而移植BSP不可避免的帶來了目錄的變化，通過修改dir來指定新的編譯路徑。

　　⑵  修改sources檔案，在sources檔案中，指定了編譯類型有PLATFORM，OAK；編譯的時候引用的庫sourcelib,targetlib不一樣，移植的時候一定得注意。目标檔案類型有Library，Dynlink，program；include字段包含的則是編譯時候所需要的頭檔案目錄。有個比較特殊的sources是位于Platform(例如smdk2410)下的sources.cmn，它包含了該平台的通用庫，頭檔案路徑，這個檔案在移植過程中需要修改的，否則，編譯出錯。

　　⑶ 修改platform.bib，platform.reg等檔案，因為這兩個檔案決定了鏡像中包含哪些子產品(dll)以及系統資料庫相關資訊，驅動移植的過程中，每個子產品的改動都需要修改這兩個配置檔案。

　　⑷ 驅動源檔案中的頭檔案的修改以及函數，變量修改等，這些依據編譯時候出現的錯誤來确定。

　　除此之外，各部分的移植還需特别注意的地方有：

　　Bootloader部分：因為bootloader下載下傳，燒寫，啟動鏡像過程會涉及到記憶體位址的問題，各種入口位址不能出錯誤，以及記憶體超出範圍，沖突都需要特别小心。尤其是g_oalAddressTable這個表，這個表定義了實體位址虛拟位址之間的轉換以及記憶體的大小，如果設定不正确，将出現校驗錯誤，下載下傳失敗或者鏡像無法啟動等錯誤。

　　OAL部分：startup.s以及OEMInitDebugSerial兩函數需要特别注意，這兩個主要是初始化硬體及序列槽，這是系統運作及驅動調試的基礎，如果硬體配置以及調試序列槽有改變，則需要适當的修改。此次BSP移植，因硬體平台沒有變化，是以OAL部分很多代碼無須修改即可使用。

　　驅動部分：Windows CE4.2與Windows CE5.0的結構，庫有了很大的改變，是以需要修改引用庫路徑，以及頭檔案的引用路徑，大部分驅動都将會遇到這樣的問題。

　　4  結束語

　　本文創新點：通過對BSP結構分析，将具體平台的Windows CE 4.2 BSP移植到Windows CE 5.0版本，包括移植bootloader,OAL,驅動程式，使之能夠通過編譯并生成鏡像，已經能在平台上成功運作。通過這次移植，使筆者體會到BSP移植是一個挺複雜，煩瑣的過程，因Windows CE 5.0跟Windows CE 4.2 BSP包的組織結構不同，導緻很多連結庫無法找到或者是這些庫已經被替換，删除，隻有耐心的根據這些錯誤提示來定位，有時候也需要去makefile裡去找答案。不過移植BSP比重新開發BSP更加節省開發時間，進而縮短産品的研發