介绍
Microsoft®Windows® CE是组件化的操作系统,它可根据目标设备或平台的不同特点进行定制。原始设备制造商(OEM)或嵌入系统开发者可以选择所需的系统模块和组件,将其提供给用于目标平台的操作系统。所选择的模块和组件确定了它的内存需求情况。 一个模块表示一个完整的功能区域,在系统软件中可将其表示出也可以不将其表示出。如果不需要该功能,那么可以将整个模块忽略。例如,用一个名为“serial”的简单的模块提供出所有串行端口的功能,可以将其包括在系统中也可以不包括。 一些大的模块可以进一步分成几个组件。这使得OEM厂商可以通过仅仅包含OEM设备的需要的组件,定制出这些模块更小的版本。例如,文件系统模块包括RAM文件系统、ROM文件系统、注册表和数据库几个组件。OEM可以(按照一定的限制)组合这些文件系统的组件使之满足目标系统的需要。 为了帮助OEM和嵌入系统开发者做决定,这对于了解给定模块或组件的内存耗费情况是十分有用的。本文将讲述Windows CE 2.0操作系统是如何使用内存的,并列出对于所选的Windows CE系统配置中主要系统模块和组件的内存需求情况。同时也将讲述如何使用Windows CE工具查看其他配置情况下的内存需求情况。 对于Windows CE 2.0版,微软已经创建并测试了这些模块和组件的几种基本配置。这些配置代表了不同的几组系统性能,从仅带有最小用户输入并且没有显示能力的基本系统,到用于手持PC(H/PC)上的具有Microsoft Windows全部外观和感觉的完整系统。 每个配置都是建立在前一个配置的基础上的。下列表格列出了在本文中被讨论到的被测试过的配置。
配置 |
描述 |
最小输入系统(MinInput) |
核心、基本文件系统、注册表和基本用户支持。基本用户支持包括:对消息队列、触摸板、键盘输入设备、声音、电源、发光二极管(LED)提示和机器空转的支持。 |
最小图形显示接口(MinGDI) |
MinInput并加上最小的GDI(基本绘图元、设备上下文)。 |
最小通信(MinComm) |
MinInput并加上通信堆栈(传输控制协议/Internet协议[TCP/IP]、点对点协议、电话应用程序编程接口[TAPI],串行端口、网络设备/驱动接口描述[NDIS]、红外线数据联接[IRDA])。 |
Windows用户接口(UI)配置(HPC2Apps) |
MinComm并加上所有和Window相关的API函数(例如CreateWindow),这就是用于H/PC上的版本。 |
系统内存的使用
典型的Windows CE设备包括ROM和RAM内存。当设备被关闭时,设备也可以通过使用充电的后备电池而继续维持RAM中的内容。 系统内存可以按照下列表格中描述的情况分类。
内存 |
描述 |
ROM |
包含Windows CE的执行体和其他系统文件。这些文件的文本(代码)和只读数据部分是未被解压到执行位置(XIP)的部分。 |
RAM——存储内存 |
包括文件系统(包括注册表和Windows CE数据库)。包括可读/写数据区。 |
RAM——程序内存 |
工作RAM. |
ROM包含未解压到执行位置(XIP)的文件,包括系统执行体、动态链接库(DLLs)和被捆绑的应用程序如Microsoft Pocket Word。这些文件都起始于页面的边界。ROM还包括这些应用程序所使用的各种文件,如字体、声音和位图。这些文件中的大多数被压缩了(除了一些字体例外)。代码和执行体的只读部分以及DLLs被解压到启用的执行位置。由于可读/写部分在指定的RAM,它们将在那里被压缩。 为了节省空间,这些小文件和被压缩的可读/写区中的许多被放置在内存的缝隙中。这些缝隙是放置在ROM中的代码或只读内存区的最后一页省下的空间。 压缩ROM中的执行体或DLL也是可能的。当这类执行体运行时,请求换页程序将所虚页面解压并将它们装入RAM。 RAM被分成两个部分:存储内存和程序内存。存储内存包括注册表、文件系统和数据库。文件系统包括由用户安装或创建的应用程序和数据文件。在文件系统中的所有文件都是被压缩的。程序内存是由系统使用的并用于运行应用程序。用户在任何时刻不需重新启动,就可以重新调整对存储内存和程序内存的划分。 用户安装的应用程序压缩驻留在文件系统中。代码和数据需要被解压到程序内存来执行。请求换页被支持——当一个用户安装的应用程序被启动时,仅有一小部分应用程序需要被解压到程序内存。 除了数据部分,每个执行体通常都耗费一定量的程序内存用于它的堆栈数据。堆栈通常可以动态增加或减少。
Windows CE Version 2.0 的内存使用
下列表格显示了带有SH3微处理器的HitachiD9000开发平台上的内存使用情况。RAM和栈的数值是在启动后Memtool实用程序检查系统状态时取得的。这些数据是按照下列方式计算出的:
- ROM (代码和只读数据)。列于Romimage实用程序输出模块的所有部分的总合。
- RAM。通过Memtool实用程序和Ppsh实用程序内存信息(mi)命令在页面总计处列出的可读写数据。
- Stack。通过Memtool实用程序和Ppsh实用程序内存信息(mi)命令在页面总计处列出对于栈的数值。
尽管Memtool和Ppsh实用程序显示出每个进程在RAM中只读数据,但是这个内存常常仅代表核心分配出的共享内存。这个共享内存物理上仅消耗核心所使用的一个页面。因此,带有尺寸为1的只读页面的模块并没有计算到模块RAM的需求。额外部分包括核心和只读页面尺寸大于1的模块。由于这些额外部分,RAM的需求可以算成是只读和可读/写部分的总和。
MinInput
MinInput系统代表一个具有最小输入的系统。它包括核心、基本文件系统、注册表和基本用户的输入支持。基本用户的输入支持包括:对消息队列的支持、触摸面板、键盘输入设备、声音、电源、提示LED和空转控制。 下列表格是以千字节为单位(K)显示出在系统刚刚启动后,MinInput的详细配置值。
模块 |
ROM (K) |
RAM (K) |
Stack (K) |
Nk.exe |
119 |
5 |
4 |
Filesys.exe |
57 |
6 |
1 |
Gwes.exe |
60 |
9 |
3 |
Coredll.dll |
94 |
|
|
这个配置的ROM中还包括了下列DLLs。
模块 |
ROM (K) |
Toolhelp.dll |
2 |
Keybddr.dll |
8 |
Touch.dll |
12 |
MinGDI
MinGDI系统代表一个带有GDI的最小系统。MinGDI系统包括了MinInput系统中的所有组件,并添加了基本绘图元和设备上下文。 下列表格显示了在系统刚刚启动后,MinGDI的详细系统配置值。
模块 |
ROM (K) |
RAM (K) |
Stack (K) |
Nk.exe |
119 |
7 |
4 |
Filesys.exe |
122 |
7 |
1 |
Gwes.exe |
282 |
697 |
4 |
Coredll.dll |
103 |
|
|
除了在MinInput配置中列出的DLLs外,该配置的ROM中还包括了下列DLLs。
模块 |
ROM (K) |
Ddi.dll |
29 |
Wavedev.dll |
15 |
MinComm
MinComm配置代表一个带有最小通信能力的系统。MinComm系统包括了MinInput系统中的所有组件,并添加了一些通信堆栈(TCP/IP、PPP、TAPI、Serial、NDIS和IRDA)。 下列表格显示了在系统刚刚启动后,MinComm的详细系统配置值。
模块 |
ROM (K) |
RAM (K) |
Stack (K) |
nk.exe |
119 |
31 |
4 |
Filesys.exe |
86 |
9 |
1 |
gwes.exe |
45 |
12 |
1 |
Device.exe |
15 |
67 |
8 |
coredll.dll |
128 |
|
|
除了在MinInput配置中列出的DLLs外,该配置的ROM中还包括了下列DLLs。
模块 |
ROM (K) |
ppp.dll |
64 |
cxport.dll |
6 |
Ircomm.dll |
7 |
Winsock.dll |
18 |
secur32.dll |
19 |
Schannel.dll |
111 |
Ntlmssp.dll |
14 |
afd.dll |
39 |
arp.dll |
19 |
ndis.dll |
42 |
ne2000.dll |
21 |
tcpstk.dll |
98 |
irdastk.dll |
55 |
tapi.dll |
17 |
Unimodem.dll |
21 |
redir.dll |
74 |
Netbios.dll |
25 |
Wininet.dll |
105 |
Pcmcia.dll |
29 |
serial.dll |
26 |
HPC2Apps
HPC2Apps配置代表了用于Handheld PC上的完整系统。HPC2Apps的配置包括了MinComm系统中的所有组件,并添加了所有与Windows相关的API函数(如CreateWindow)。
模块 |
ROM (K) |
RAM (K) |
Stack (K) |
nk.exe |
119 K |
46 |
4 |
filesys.exe |
122 K |
9 |
4 |
gwes.exe |
508 K |
724 |
7 |
device.exe |
15 K |
78 |
10 |
coredll.dll |
122 |
|
|
除了在MinComm配置中列出的DLLs外,该配置的ROM中还包括了下列DLLs。
模块 |
ROM (K) |
fatfs.dll |
54 |
Prnport.dll |
5 |
pcl.dll |
24 |
Atadisk.dll |
9 |
Sramdisk.dll |
7 |
Waveapi.dll |
68 |
ole32.dll |
150 |
oleaut32.dll |
183 |
dhcp.dll |
13 |
Hwxusa.dll |
86 |
netui.dll |
19 |
查看ROM的使用
通过查看Microsoft Windows CE ROM Image Builder 工具——Romimage.exe的输出,可以看到文件在ROM中是如何放置的。(本文中的许多数字就是从Image Builder工具的日志文件中得到的) 文件被分成多个部分并放入ROM中。通过Windows CE开发工具可以将这些部分描述如下。
部分 |
描述 |
.text |
代码 |
.rsrc |
资源数据 |
.data |
数据 |
.pdata |
在代码部分每个函数的调试和异常处理信息 |
.CRT |
特殊部分——C++结构 |
.KDATA |
特殊部分——仅出现在核心当中(Nk.exe) |
Romimage是一个命令行工具。从一个典型的Romimage部分输出的头几行包括:程序的标题、页面大小和MODULES部分的起始位置等。 Windows CE ROM Image Builder v1.0 Copyright Microsoft 1995. Copying d:\WINCE\release\odo2bpp.dll to d:\WINCE\release\ddi.dll for debugger. Copying d:\WINCE\release\odo2bpp.pdb to d:\WINCE\release\ddi.pdb for debugger. Setting PageSize to 1024 DumpSymbols: pTOC found at00000e50 MODULES Section
Module |
Section |
Start |
Length |
psize |
vsize |
Filler |
nk.exe |
.text |
8c600400h |
116736 |
116736 |
116268 |
|
nk.exe |
.pdata |
8c61cc00h |
4096 |
4096 |
3864 |
|
coredll.dll |
.text |
8c61dc00h |
119808 |
119296 |
118987 |
|
coredll.dll |
.rsrc |
8c63b000h |
1024 |
1024 |
528 |
|
在MODULES部分的第一个条目,Nk.exe ,的大小为116268 = 0x1c62c字节。这个实际的大小被扩大到下一个1024字节的边界上,116736 = 0x1c800,并且被放置到ROM中。这便留下了一个468字节的“洞”,可以提供给其他文件使用。同样,在0x8c63b210地址处有一个496字节的“洞”,它出现在Coredll.dll .rsrc 部分的最后一个页面的末尾。 在放置完所有的.text(代码)部分后,Romimage开始将小于一页的数据部分放置到这些“洞”中。例如,在稍后的MODULES部分中,相同的Romimage日志包含了下列信息:
Module |
Section |
Start |
Length |
psize |
vsize |
Filler |
coredll.dll |
.data |
8c61ca2ch |
4 |
4 |
200 |
FILLER |
coredll.dll |
.pdata |
8cb32800h |
4868 |
4866 |
8064 |
|
filesys.exe |
.data |
8cb33b04h |
12236 |
12234 |
21376 |
|
filesys.exe |
.pdata |
8cb36ad0h |
2152 |
2149 |
2640 |
|
gwes.exe |
.data |
8cb37338h |
10796 |
10794 |
17828 |
|
gwes.exe |
.pdata |
8cb39d64h |
12456 |
12456 |
15768 |
|
device.exe |
.data |
8c61ca30h |
213 |
213 |
276 |
FILLER |
device.exe |
.pdata |
8c63b210h |
341 |
341 |
424 |
FILLER |
fatfs.dll |
.data |
8c659c84h |
366 |
366 |
504 |
FILLER |
fatfs.dll |
.pdata |
8cb3ce0ch |
1324 |
1322 |
1624 |
|
shell.exe |
.data |
8cb3d338h |
1608 |
1605 |
2864 |
|
shell.exe |
.pdata |
8c61cb05h |
183 |
183 |
208 |
FILLER |
Coredll.dll的第一个.data数据部分的大小是4字节,被放置在第一个可以使用的“洞”中,0x8c600400 + 0x1c62c = 0x8c61ca2c 。它仅用了4个字节,将下一个要填充的地址移动到0x8c61ca30并将该“洞”缩小为464字节。 下一个小于一页的.data数据部分是Device.exe的数据部分,它需要213 = 0xd5字节,而且在第一个“洞”剩余的空间足够容纳它。它被放置到此处,将地址变为0x8c61cb05,将该“洞”缩小为251字节。 device.exe .data 8c61ca30h 213 213 276 FILLER Device.exe的.pdata部分为341字节,比这个“洞”剩余的空间大,因此它被放置到另一个“洞”—— Coredll.dll资源部分最后一个页面上的“洞”,起始位置是0x8c63b210。 device.exe .pdata 8c63b210h 341 341 424 FILLER 接下来的.data或.pdata部分都比第一个“洞”剩余的251字节小,其中调试器命令解释器Shell.exe的.data部分为183字节。它被放于第一个“洞”的下一个有效的起始地址0x8c61cb05处。 shell.exe .pdata 8c61cb05h 183 183 208 FILLER Romimage工具按照这种方式继续工作直到所有的部分全都被放置好。任何剩下未被使用的“洞”都被列在报告中: Unfilled ROM Holes(Address,Length):
8c9cfbf8h |
8 8caef3f8h |
8 8cb253f8h |
8 8cb2bff8h |
8 |
8c769bf9h |
7 8c8d4ffah |
6 8c8f37fah |
6 8c98dffah |
6 |
8cb16ffah |
6 8cb1d7fah |
6 8cb327fah |
6 8c61dbfbh |
5 |
8c6e6ffbh |
5 8c763ffbh |
5 8c855ffbh |
5 8c935bfbh |
5 |
8c9877fbh |
5 8c7537fch |
4 8c765bfch |
4 8c7bcffch |
4 |
8c7d3bfch |
4 8c80dbfch |
4 8c82f3fch |
4 8c8f27fch |
4 |
8c938ffch |
4 8c9c17fch |
4 8c9e23fch |
4 8ca6e7fch |
4 |
8cacfbfch |
4 8cb20bfch |
4 8c61cbfdh |
3 8c659ffdh |
3 |
8c6e13fdh |
3 8c6e23fdh |
3 8c6e87fdh |
3 8c6ee7fdh |
3 |
8c63b3feh |
2 8c74fffeh |
2 8c785ffeh |
2 8c7b8ffeh |
2 |
8c7c23feh |
2 8c9717feh |
2 8c99d7feh |
2 8cb09ffeh |
2 |
8cb227feh |
2 8c63afffh |
1 8c65a3ffh |
1 8c6ea7ffh |
1 |
8c788fffh |
1 8c793fffh |
1 8c9727ffh |
1 8c9a8bffh |
1 |
8ca83bffh |
1 8cacf7ffh |
1 8cb047ffh |
1 8cb0bfffh |
1 |
识别FILLER部分的能力是十分重要的,因为执行体和DLLs的大小和数量对于不同的配置有所不同。这将影响可使用的“洞”的大小,并影响所需的全部内存量。 要确定每个模块的ROM使用情况,可以根据Romimage工具输出的该模块各部分的大小计算出总和——并且除去那些作为填充“漏洞”的部分。因为填充部分是被插入到可以使用的“洞”中的,所以它不会增加该模块的内存需求量。
查看虚拟内存
使用Memtool工具可以查看每个虚拟内存页面。Memtool提供了对每个进程都有效的32(MB)内存的一个完整映象。内存映象可以看出代码和数据是否在ROM或RAM。 Memtool还可以显示出当前堆栈使用情况的摘要。堆栈的大小可以根据需要动态增大或缩小。显示出的堆栈数可能并不代表最大需求量。它们描述了堆栈在使用Memtool工具检查时的状态。 例如,Filesys.exe进程内存映象的头几行显示了各种不同的用法。每个符号表示一个内存页面并指示出该页面的使用情况: Memory usage for Process 8c056d2c: 'filesys.exe' pid 1 Slot base 04000000 Section ptr 8cfe4c00
04000000(1): ----------------------r-----------------------------------------
04010000(0): -CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
04020000(0): CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
04030000(0): CCCCCCCCCCWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW---R
04040000(0): -------------------------------------------------SSS----SSSS
04050000(0): PPPPOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
连字符(-)表示该页面被保留;小写r表示在RAM中的数据;大写C表示ROM中的代码;大写W表示在RAM中的可读/写数据;大写R表示ROM中的数据;大写S表示堆栈;大写P表示外围设备的内存(不能被核心分配但是可以被Gwes或设备驱动程序映射);大写O表示目标存储设备。除了这些符号外,小写c表示正在RAM中执行的代码。 在内存映象后,Memtool工具显示了摘要信息。类似的信息还可以用Ppsh工具和MI命令得到,这些信息显示如下: Memory usage for Process 8c036d2c: 'filesys.exe' pid 1 Slot base 04000000 Section ptr 8c5e7000 Page summary: code=207(0) datar/o=2 r/w=7 stack=1 reserved=13963 在页面摘要中,code后面的值表示ROM中的页面数。圆括号中的数字表示了RAM中的页面数。数据页面中分别表示了只读或读/写页面数。Stack后面的值表示了堆栈所用的页面数。 要得到其他微处理器和其他平台上的内存需求信息,可以使用ROM Image Builder、Ppsh或Memtool工具来查看它们的输出信息。这些工具的完整文档可以在Microsoft Windows CE Embedded Toolkit for Visual C++® 5.0中找到。
关于此内容的其他信息
关于Microsoft Windows CE Embedded Toolkit for Visual C++ 5.0,可以参阅Microsoft Windows CE Web站点。该工具将提供给MSDN Library的普通订户。 
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