Windows ce的体系结构和功能

 

 

Windows ce的体系结构和功能

                             Windows ce体系结构图

 

操作系统层

操作系统的基本功能被放在多个独立的进程(exe)里面实现。在运行的时候，这些进程大致有如下几个：

l         内核NK.EXE

l         图形系统GWES.EXE

l         对象存储FILESYS.EXE

l         设备管理系统DEVICE.EXE

l         服务SERVICES.EXE

 

系统调用与CoreDLL.DLL

CoreDLL.DLL不是一个单独的进程，它是一个会被所有用户进程都加载的动态链接库。所有的应用程序都不能直接与操作系统或硬件打交道，如果用户程序希望访问windows ce所提供的服务，那么只能通过CoreDLL.DLL进行。

Windows ce的系统调用

ü         应用程序进行系统调用时，它直接调用的是CoreDLL.DLL中的一个(Wrapper)函数，此包装函数为真正的系统调用准备所需要的参数。CoreDLL.DLL会被Windows CE的所有进程加载，因此这一步其实只是进程内部的函数调用。

ü         CoreDLL.DLL会发起一个异常，也可叫做软件中断。在不同的CPU体系结构上，异常的实现原理也不一样。总之，异常的作用是把执行权重新由应用程序还给操作系统。

ü         操作系统内核会捕捉所有的异常，当操作系统捕获到此异常时，也就重新获得CPU。在Windows CE上，NK.EXE会处理这个软件中断，这样进行系统调用的应用程序进程就挂起了，挂靠就转入了NK.EXE。

ü         接下来，NK.EXE根据系统调用的不同，找到具体实现该系统调用的进程（这些进程在Windows CE上也被叫做PSL，全称是Protected Server Library）。此进程可能是NK.EXE，也可能不是。如果不是NK.EXE，那么执行就再次跳转，把执行转到具体实现系统调用的进程去执行。

ü         实现这个系统调用的进程得到执行的机会。

ü         系统调用结束，应用程序可以从对CoreDLL.DLL的调用处返回，然后继续执行。

要注意的是CoreDLL.DLL中有些函数并不是系统调用的包装函数，例如字符串处理函数，当应用程序调用这类函数时，就不会发生自陷和进程执行的跳转。

由上CreateWindow()的调用可以看出，windows ce中的每次系统调用都会导致多个进程之间频繁切换，而且系统调用所涉及的数据也需要在多个进程之间迁移，这样势必会使整个系统的效率降低。其实，在系统调用的整个过程中，并没有发生真正的线程上下文切换。Windows ce内核负责把api调用转到实现该api的PSL进程。PSL进程会把进行系统调用的执行线程从一个进程迁移到下一个进程。比如说，上个例子中，虽然CreateWindow系统调用会在应用程序、NK.EXE和GWES.EXE中来回切换，但是在3个进程中招待的纯种是同一个线程。而所谓的“切换”只是把执行进程的虚拟地址空间映射到了Slot 0。Windows ce内核负责把应用程序中的用户态线程改变访问权限，然后把它迁移到系统进程中，在整个系统调用过程中，这个线程在3个进程中使用同一个栈和同一些寄存器。当这个线程离开PSL进程的时候，windows ce内核再把它的特殊访问权限移除。

内核NK.EXE

系统运行时，windows ce的内核表现为NK.EXE进程。NK.EXE是所有windows ce的系统中都存在的核心进程，它表现了win32 API核心中进程创建加载、纯种高度、中断处理和内在管理等核心功能。

NK.EXE由NK.LIB与OAL.LIB组成。NK.LIB是由微软提供的，它的代码与CPU指令体系结构相关而与具体的外设无关，此种设计可使OAL尽可能小OAL.LIB是OEM层中的OAL代码编译后的输出。