Microsoft Windows CE 的内存使用

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1、Microsoft Windows CE 的内存使用John Murray1997.9介绍MicrosoftWindows 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 ”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

2、。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

3、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

4、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。内存描述包含Windows

5、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ROM执行位置（XIP ）的部分。RAM存储内包括文件系统（包括注册表和Windows CE数据库）。包括可读/写数据区。存RAM程序内工作RAM.存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MicrosoftPocket 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

6、，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

7、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

8、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。MinInputMinInput 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

9、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，Minlnput的详细配置值。模块ROM (K) RAM (K) Stack (K)Nk.exe11954Filesys.exe 5761Gwes.exe6093Coredll.dll94这个配置的ROM中还包括了下列DLLs。模块ROM (K)Toolhelp.dll 2Keybddr.dll 8Touch.dll 12MinGDIMinGDI系统代表一个带有GDI的最小系统。MinGDI系统包括了 MinInput系统中

10、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.exe11974Filesys.exe12271Gwes.exe2826974Coredll.dll103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 29Wavedev.dll 15MinCommMinComm配置代表一个带有最小通信能力的系统。MinComm系统包括了 Minlnput系统中的所有组件，并添加了一些通信堆栈（TCP/IP、P

11、PP、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.exe119314Filesys.exe 8691gwes.exe45121Device.exe15678coredll.dll128ROM (K)59001-61-寸60060061ppp.dllcxport.dlllrcomm.dllWinsock.dllsecur32.dllSchannel.dllNtlmssp.dllafd.dllarp.dllndis.dllne2000.dlltcpstk.dllir

12、dastk.dlliUnimodem.dllredir.dllOSTIC1 耳KHffiESH圧乏 0工SBW蜃徑寒号吕轻壬耳圧Bwlndu_u_l/lWHNetbios.dll25Wininet.dll105Pcmcia.dll29serial.dll26HPC2AppsHPC2Apps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.exe119 K464filesys.exe122 K94gw

13、es.exe508 K7247device.exe15 K7810coredll.dll122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.dll54Prnport.dll5pcl.dll24Atadisk.dll9Sramdisk.dll7Waveapi.dll68ole32.dll150oleaut32.dll183dhcp.dll13Hwxusa.dll86netui.dll19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

14、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+卡构特殊部刀C+结口T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

15、 Copyright Microsoft 1995.Copying d:WINCEreleaseodo2bpp.dll to d:WINCEreleaseddi.dll for debugger. Copying d:WINCEreleaseodo2bpp.pdb to d:WINCEreleaseddi.pdb for debugger. Setting PageSize to 1024DumpSymbols: pTOC found at00000e50 MODULES Section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

16、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：ModuleSectionStartLengthpsizevsizeFillercoredll.dll .data 8c61ca2ch 4

17、4200 FILLERcoredll.dll .pdata 8cb32800h 48684866 8064 filesys.exe .data 8cb33b04h 12236 12234 21376filesys.exe .pdata 8cb36ad0h 21522149 2640 gwes.exe .data 8cb37338h 10796 10794 17828 gwes.exe .pdata 8cb39d64h 12456 12456 15768device.exe.data8c61ca30h213213276FILLERdevice.exe.pdata8c63b210h34134142

18、4FILLERfatfs.dll.data8c659c84h366366504FILLERfatfs.dll.pdata8cb3ce0ch132413221624shell.exe.data8cb3d338h160816052864shell.exe.pdata8c61cb05h183183208FILLERCoredll.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

19、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 8c61ca30h213213276 FILLERDevice.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 8c63b210h341341424 FILLER接下来的.data或pdata部分都比第一个洞剩余的251字节

20、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 8c61cb05h183183208 FILLERRomimage 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):8c9cfbf8h8 8caef3f8h8 8cb253f8h8 8cb2bff8h88c769bf9h7 8c8d4ffah6 8c8f37fah6 8c98dffah68cb16ffah6 8

21、cb1d7fah6 8cb327fah6 8c61dbfbh58c6e6ffbh5 8c763ffbh5 8c855ffbh5 8c935bfbh58c9877fbh5 8c7537fch4 8c765bfch4 8c7bcffch48c7d3bfch 4 8c80dbfch 4 8c82f3fch 4 8c8f27fch 48c938ffch 4 8c9c17fch 4 8c9e23fch4 8ca6e7fch 48cacfbfch 4 8cb20bfch 4 8c61cbfdh3 8c659ffdh 38c6e13fdh 3 8c6e23fdh 3 8c6e87fdh3 8c6ee7fdh

22、 38c63b3feh 2 8c74fffeh 2 8c785ffeh2 8c7b8ffeh 28c7c23feh 2 8c9717feh 2 8c99d7feh2 8cb09ffeh 28cb227feh 2 8c63afffh 1 8c65a3ffh1 8c6ea7ffh 18c788fffh 1 8c793fffh 1 8c9727ffh1 8c9a8bffh 18ca83bffh 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

23、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，Fi

24、lesys.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 1Slot base 04000000 Section ptr 8cfe4c0004000000(1): r04010000(0):04020000(0):04030000(0): CCCCCCCCCCWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW-R04040000(0): SSSSSSS04050000(0):PPPPOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

25、OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO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.ex

26、e pid 1Slot base 04000000 Section ptr 8c5e7000Page 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。