WINCE6.0深入理解TOC

 

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作者：LoongEmbedded(kandi)

时间：2011.7.17

类别：WINCE 系统开发

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TOC: Table Of Contents, OEM on disk structure.

 

1.      pTOC指针指向的结构体

pTOC在\WINCE600\PUBLIC\COMMON\OAK\DRIVERS\ETHDBG\BLCOMMON\blcommon.c中定义，如下：

ROMHDR * volatile const pTOC = (ROMHDR *)-1;// Gets replaced by RomLoader with real address

可知pTOC是指向ROMHDR结构体的指针，在\WINCE600\PUBLIC\COMMON\OAK\INC\romldr.h中定义，如下图：

图1

我们通过viewbin –r eboot.bin和viewbin –r nk.bin获取的信息如下图：

图2

由图2可知eboot.bin的pTOC指向的起始地址为0x80070e7c，大小为0x00000054的内存区域，也就是说eboot.bin的TOC信息保存在这块内存区域。这块内存区域的内容可以通过viewbin –d eboot.bin de.txt获取到的相关内容如下：

图3

通过同样的方式，我们也把nk.bin中的TOC相关信息贴出来：

图4

下面就结合图3和图4来学习ROMHDR结构体成员的意义：

1)      dllfirst成员

这是分配给NK.bin的动态连接库(dll)使用的虚拟内存的ROM DLL区间的起始地址，在WINCE系统中，0x40000000到0x5FFFFFFF范围的共512MB的虚拟内存空间被定义为ROM DLL区间。从图3和图4可直接看到的值是01C00140，实际是0x4001C001，这是因为ARM采用小端的数据存储格式，也即高字节数据保存在低地址空间处。

 

我们知道eboot.bin中是不包含dll文件的，这里的值对于eboot.bin来说应该是没有实际的意义的。

2)      dlllast

这是分配给NK.bin的动态连接库(dll)使用的虚拟内存的ROM DLL区间的结束地址，eboot.bin中此值为0x4001C001，和dllfirst的值一样，这是意料之中的，因为eboot.bin中没有包含dll；nk.bin中此值是0x416EC101，说明dll实际占用的ROM DLL空间大小为0x416EC101-0x4001C001=0x16D0100，大概22M左右。

3)      phyfirst

镜像文件(这里指eboot.bin和nk.bin)的起始存储地址，这个值等于镜像文件的image start，对于eboot.bin来说，此值为0x80030000，通过图2可知就是eboot.bin的image start的值，这个值在eboot.bib中定义，如下图所示：

图5

也可以看出nk.bin中此值为0x80100000，通过下图的命令

图6

可知此值等于nk.bin的image start，此值由config.bib中的内容来决定的

图7

4)      physlast

镜像文件的结束存储地址，eboot.bin中此值为0x80071DF4，该值=image start+length=0x80030000+0x00041DF4；nk.bin中此值为0x81CEC494也等于nk.bin中的image start+length。

5)      nummods

TOC入口(entry)的数目，eboot.bin中该值为0x00000001，也即eboot.bin中有一个TOC入口，而镜像文件中每个模块(exe或是dll都有一个TOC入口)，所以eboot.bin中包含一个模块，这个模块是什么呢？见下图：

图8

可知此模块是NK.exe，这个意思nk.exe实际就是eboot.exe，我们通过eboot.bib下面的内容可知：

MODULES

;Name          Path               Memory Type

;   --------------  ----------------------------------------------                    -----------

nk.exe   $(_TARGETPLATROOT)\target\$(_TGTCPU)\$(WINCEDEBUG)\eboot.exe      EBOOT

nk.bin中为0x000000FB，也即nk.bin中有251TOC入口，也就是总共包含有251个模块(dll或exe)。

6)      ulRAMStart

表示镜像文件的RAM的程序内存区域的起始地址，这里RAM的程序内存区域是指没有被系统保留(RESERVED，见config.bib)的，没有被用作对象存储的，也没有被用作加载时存放操作系统镜像的，而是可用于操作系统及应用程序在运行过程中分配的RAM内存空间。

 

 

eboot.bin中该值为0x800B0000，是由图5的“RAM”这一项得值来确定的；nk.bin中该值为0x81CF0000，为什么是这个值呢？根据图7“RAM”这一项得值是0x82900000啊？原来和config.bib中的下面的内容有关：

AUTOSIZE=ON

因为为ON表示RAM的空间可以根据具体的情况来调整，我们当前nk.bin的Image Start = 0x80100000，length = 0x01BEC494，那么nk.bin被加载到RAM的结束地址=Image Start+ length=0x81CEC494，因为这个值小于图7中RAMSTART=0x82900000的值，所以程序内存区域会根据nk.bin实际占用的RAM的空间来确定程序内存区域的起始地址。另外我们知道WINCE的内存是基于页式管理的，WINCE操作系统支持两种页大小：1KB和4KB，在WINCE中，虚拟内存的申请分为保留(reserve)和(commit)两个过程，虚拟空间的保留是以64KB(0X00010000)，也就是说在任何一次虚拟内存申请都会返回一个64KB的整数倍的地址，而把虚拟内存提交到物理内存是以页(在此是4KB为一页，也就是0x00001000)为粒度的，所以可以得出程序内存区域的起始地址为0x81CF0000。当然了如果AUTOSIZE=OFF，那么就根据图7指定的范围来得到ulRAMStart和下面的ulRAMFree的值。结合下图可以更好理解：

图9

7)      ulRAMFree

RAM的程序内存的空闲可用区域的起始地址，eboot.bin中该值为0x800B8000，说明从0x800B0000到0x800B7FFF用于eboot的程序运行时所需要的内存空间，同理可以如此分析nk.bin。

8)      ulRAMEnd

程序内存区域的结束地址， eboot.bin中该值为0x800C0000，见图5中队RAM项的描述可以理解，对于nk.bin可以结合config.bib中来理解，见图7。

9)      ulCopyEntries(Number of copy section entries)

全局变量重定位时要复制的入口数，eboot.bin中为0x00000001，也就是1个入口，这个就是eboot.exe的入口；nk.bin中为0x00000002，具体是复制哪两个模块的TOC入口呢？希望在后面的学习中可以搞清楚。

10)   ulCopyOffset

全局变量重定位时要复制的入口的偏移地址，对于eboot.bin，我们知道加载的时候是保存在0x80030000这起始内存处，大小为0x00041DF4的内存区域处，见图5中EBOOT这项的描述。eboot.bin中该值为0x80070EF0，那么这个地址处对应的内容是什么呢？

图10

可知eboot.bin中的全局变量重定位时的复制入口的偏移地址就是上图淡蓝色部分，这些值在后面的学习中再来看其作用。Nk.bin中该值为0x81759D78，我们知道nk.bin重定位时要复制的TOC入口数是2个，通过同样的方式下面就来看0x81759D78对应的地址处的内容：

图11

也就是对应nk.bin的copy sections的内容。

11)   ulProfileLen

用于profile调试功能的入口的字节长度，eboot.bin和nk.bin中该值都为0。

12)   ulProfileOffset

用于profile调试功能的入口的偏移地址，eboot.bin和nk.bin中该值都为0。

13)   numfiles

镜像文件中包含的文件个数，因为eboot.bin中没有包含文件，所以该值为0，而nk.bin该值为0x00000075，也就是117个，我们通过viewbin –t nk.bin >nt.txt获取到nk.bin包含的文件如下图所示：

图12

我们再把FILES最后的文件贴出来：

图13

结合图12和图13可知nk.bin包含的文件个数=417-301+1=117个。

14)   ulKernelFlags

记录的是操作系统内核可选属性的标志位掩码，因为这个标志位对于eboot.bin没有意义，所以该值为0，而nk.bin的该位可能包含的标志位掩码值如下图：

图14

这个值是由config.bib的ROMFLAGS这一项的值来决定的，因为本config.bib的内容如下：

ROMFLAGS=0

所以该值为0。

15)   ulFSRamPercent

表示用于文件系统的RAM内存的百分比，因为这个标志位对于eboot.bin没有意义，而nk.bin中该值为0x0D0D0D0D，则表示第一个1MB内存保留了13(0x0D)个4KB页，第二个1MB内存保留了13(0x0D)个4KB页，第三个和第四个字节也如此，所以用作文件系统的内存空间的百分比=(13+13+13+13)*4KB/4MB=5.07%，尽管计算方式如此，但是分配给文件系统使用的RAM内存地址是连续的。

16)   ulDrivglobStart

设备启动程序全局变量的起始存储地址，eboot.bin和nk.bin中该值都为0。

17)   ulDrivglobLen

设备启动程序全局变量占用存储空间的字节长度，eboot.bin和nk.bin中该值都为0。

18)   usCPUType

代表我们WINCE系统运行所在的CPU的类型，eboot.bin和nk.bin中该值都为0x000001C2

19)   usMiscFlags

操作系统镜像的混合标记选项，nk.bin该值为0x00000002

。

20)   pExtensions

存放ROMHDR扩展数据的内存区域的指针。Eboot.bin该值为0，nk.bin该值为0x80101020，见下图：

图15

0x80101020内存地址处保存的是ROMHDR扩展数据，因为目前的设计中没有使用到这些数据(应该是XIP内核中使用的)，所以其值为0。

21)   ulTrackingStart

用于Tracking调试功能的内存区域的起始地址，eboot.bin和nk.bin中该值都为0。

22)   ulTrackingLen

用于Tracking调试功能的内存区域的字节长度，eboot.bin和nk.bin中该值都为0。

 

到此ROMHDR结构体已经介绍完毕，下面来看TOC的应用。

 

2.      用到TOC的地方

 

2.1   eboot中用到TOC的地方

2.1.1         main函数调用BootloaderMain函数，而此函数开始就调用KernelRelocate函数来重

定位全局变量：

if (!KernelRelocate (pTOC))

    {

        // spin forever

        HALT (BLERR_KERNELRELOCATE);

}

这里的pTOC是指向eboo.bin的TOC数据的，KernelRelocate的函数体如下：

图16

可以结合对ROMHDR结构体的介绍更容易理解。

2.1.2         eboot更新NK的时候，会调用WriteOSImageToBootMedia()->GetKernelExtPointerH

函数来判断nk.bin中是否包含nk.exe及其扩展指针，下面就来看这个函数：

图17

图18

图19

图19也就是ROMHDR结构的内容。

图20

2.2   NK中用到TOC的地方

2.1.1 ARMInit函数中

在系统启动过程中会调用ARMInit函数，此函数体如下：

图21

下面来看FindKernelEntry的函数体

图22

图23

系统中还有其他地方用到TOC信息，从上面的描述可知道TOC信息的重要性，到此也进一步学习和理解了TOC。