WinCE OAL架构分析

我个人认为OAL应该是WinCE BSP中最为重要的一个模块了，简单回顾一下，WinCE BSP由Bootloader，Drivers，OAL和配置文件组成。Bootloader一般指EBOOT，Drivers指一些需要的设备驱动，而OAL被称为OEM Adaption Layer，是WinCE操作系统和底层交互的中间层，其中很多WinCE的功能的支持，都是在OAL里面实现。有人说OAL可大可小，一点不假，根据不同的需求，可以说是变化无穷，呵呵。

这里主要介绍WinCE 6.0的OAL架构，它与WinCE5.0有些区别。不过我会对区别做个简单介绍。

在WinCE5.0下面，OAL位于BSP_Name/SRC/Kernel目录下面，其包含的目录结构如下：

 /OAL：包含所有和硬件相关的OAL代码，最后生成oal.lib。

 /Kern：包含oal.lib和会被内核用到的库。

 /KernKitl：包含oal.lib，KITL和会被内核用到的库

 /KernKitlProf：包含oal.lib，KITL，支持profiling的库和会被内核用到的库

在WinCE6.0下面，OAL位于BSP_Name/SRC/OAL目录下面，其包含的目录结构如下：

 /OALLIB：包含所有和硬件以及调试相关的OAL代码，最后生成OAL.lib

 /OALEXE：包含oal.lib和被内核用到的库

 

实际上在WinCE5.0下面有三个版本的kernel，如下：

 OAL + Kernel = kern.exe

 OAL + Kernel + KITL = kernkitl.exe

 OAL + Kernel + KITL +Profiler = kernkitlprof.exe

而在WinCE6.0下面OAL，KITL和Kernel被分别分开了，如下：

 OAL = oal.exe

 Kernel = kernel.dll

 KITL = kitl.dll

在WinCE5.0下，OAL和KITL被连接到kernel当中，而且会有三个不同的版本。而在WinCE6.0中，OAL，KITL和kernel都独立成三个模块oal.exe，kitl.dll和kernel.dll。一个最主要的原因是如果微软每更新一次kernel，OEM都需要更新一次，并且要重新链接OAL产生一个新的kernel，然后再release。而在WinCE6.0下就不需要再链接OAL，而只是release一个新的kernel.dll就可以了。另一个好处就是在WinCE6.0中OAL，KITL和kernel分成三个模块，彼此之间是通过标准的接口函数来访问对方，这样比较安全，而在WinCE5.0中，OAL被链接到Kernel的时候，导致一些未被描述过的内核函数也可以被调用，而调用这些函数是很不安全的。最后还有一个好处就是在WinCE5.0中，OAL，KITL和Kernel 只能是用一个Debug Zone，而在WinCE6.0中，由于它们彼此独立，所以有各自的Debug Zone，可以分别调试，而且这为以后的KITL动态加载打下了基础，当然在WinCE6.0中还没有实现。

说了半天，下面看一下WinCE6.0的OAL的架构，如图：

kernel.dll：内核模块以和OAL，KITL分开，其中OEMGlobal是一个由Oal模块导出的数据结构，里面包含了会被kernel调用的OAL函数和变量，在/public/common/oak/inc/oemglobal.h中有定义，如果kernel想访问kitl.dll就会通过KITLIoctl接口来访问。

kitl.dll：该模块支持KITL功能，会直接访问硬件，KITL可以基于USB，Ethernet或者是串口。有时候该模块也会和kernel.dll和oal.exe交互，它会通过NKGlobal来访问kernel模块，通过OEMGlobal来访问OAL模块。

oal.exe：包含了支持硬件的相关库，一般肯定会支持Startup，Cache，Interrupt，Timer和IOCTL几个库，RTC根据需要可选。OAL模块访问kernel模块通过NKGlobal数据结构实现，在/public/common/oak/inc/nkglobal.h中定义。

应该说OEMGlobal和NKGlobal是两个重要的数据结构，用于OAL和Kernel之间的交互，这两个结构都有默认定义，分别在/private/winceos/coreos/nk/oemmain/oemglobal.c和/private/winceos/coreos/nk/kernel/nkglobal.c定义。他们会被编译为OEMMain.lib和NKMain.lib，而在BSP中的OAL应该链接OEMMain.lib库并实现相应的OEM函数。

OAL实际上就是一个硬件的抽象层，WinCE的内核通过OAL来和硬件进行通信，应该说它并不包含硬件外设的驱动，而只是对基于处理器本身的硬件模块的控制。如前面的图所示，包含以下模块：

Startup Library：实现了内核的启动

Interrupt Library：支持WinCE的中断处理

Cache Library：用于实现Cache功能

OS Timer Library：内核所需的定时器功能

RTC Library：实时时钟功能

IOCTL Library：内核的输入/输出函数

上述模块可以说是OAL中必须实现的，而OAL还可以包含更多的模块来实现更多的功能，模块如下：

Module Name	Description
Boot Arguments	支持引导参数传入
Debug	支持Debug功能，一般指串口打印
Flash	实现Flash操作的功能
Interrupt Latency Timing	支持ILTimer功能，可对ISR和IST的延时进行测试
Log	实现Log功能
Power Management	实现处理器级的电源管理功能
Profiler	支持Profiler功能，从而对内核性能进行评测
Memory	实现物理地址和虚拟地址之间的转换
PCI	实现内核中对PCI总线的支持

OAL中可支持的模块很多，基本要实现的模块有Startup，Interrupt，Timer，Debug和IOCTL等，而其他的一些模块属于根据自己的需要进行裁减的，所以说OAL可大可小。 

 

由于在做BSP开发的时候，BSP都是Clone过来的，所以OAL已经存在，只是根据自己的平台和需要来改相应的模块或者添加新的模块。前面提到WinCE5.0的OAL和WinCE6.0下的架构发生了变化，如果想从WinCE5.0升级到WinCE6.0，这里有一个经典的视频，推荐给大家：

http://channel9.msdn.com/posts/mikehall/Porting-a-CE-50-BSP-to-CE-60-Travis-Hobrla/