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Win CE应用程序的可移植性探究
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2017-10-30
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由于桌面Windows绝大多数情况下运行于X86平台上，也就不存在不同平台的可移植性问题。然而Windows CE运行在四大架构（X86，SHx，MIPS，ARM）的CPU上，编写应用程序时就需要考虑它的移植。
以下通过在wince系统下访问物理地址，来看看如何编写可移植性较好的应用程序。
首先必须明确两个概念
1. 在X86平台下才有I/O地址这一说，在其他体系的CPU（如ARM/MIPS）下是没有I/O端口的。因为X86下把I/O和存储器分开编址，导致其有两种地址；而别的CPU是把两者统一编址，即把I/O映射到存储器上。
2. WinCE的存储管理是通过MMU实现的，在系统启动后，我们只能访问虚拟存储空间，必须经过MMU。但是在X86下，访问I/O口和存储器走的地址总线不同，不用经过MMU。
比如我们想要访问挂在某总线上物理地址为360h的端口，对于X86平台我们可以直接嵌入汇编操作物理地址， 或者使用地址指针访问物理地址。但对于其他平台，我们必须先作一个物理地址到虚拟地址的映射，然后操作其虚拟地址。这样显然程序的可移植性不好，我们需要定义 #ifdef __x86.。..#elif defined __arm 使得在不同平台下程序能够顺利运行。
如果使用下面的代码我们就可以不用这么费劲的定义不同平台了：
先定义
inIoSpace = 1;
ioPhysicalBase.QuadPart = 0x360;
if（ HalTranslateBusAddress（ Isa， //此函数把ISA总线上物理地址映射为系统物理地址
0，
ioPhysicalBase，
&inIoSpace， //此参数=1说明转化的是I/O空间地址，=0时存储器地址
&ioPhysicalBase ） ）
{
if（ ！inIoSpace ） ////如果是存储器地址，针对非X86 平台
{
ioPortBase = （ PUCHAR ） MmMapIoSpace（ //此函数把系统物理地址转化为虚拟地址
ioPhysicalBase，
IoLen，
FALSE ）;
if（ ioPortBase == NULL ）
{
//TODO： Error handling
}
}
else //如果是I/O，即X86 下，不需要做地址映射
{
ioPortBase = （ PUCHAR ） ioPhysicalBase.LowPart;
}
}
else
{
//TODO： Error Handling
}
随后对于端口的操作（ ioPortBase），我们也可以充分挖掘它的可移植性。通过使用READ_PORT_UCHAR，
WRITE_PORT_UCHAR这些wince下的宏来实现端口读写。而不是在X86下用指针操作（不仅移植性差，而且容易产生问题）。CE下的宏在内部是封装好的API函数。例如WRITE_PORT_UCHAR这个宏在X86 处理器上转化为一条OUT的汇编指令；而在ARM处理器上会转化成一条对虚拟地址的写指令。
WinCE5.0下可以使用CreateBusAccessHandle（总线注册表路径）+BusTransBusAddrToVirtual来实现总线物理地址到系统虚拟地址的直接变换。这种方式比起使用OEMAddressTable+VirtualAlloc+VirtualCopy方式更具不同平台的可移植性。
以下通过在wince系统下访问物理地址，来看看如何编写可移植性较好的应用程序。
首先必须明确两个概念
1. 在X86平台下才有I/O地址这一说，在其他体系的CPU（如ARM/MIPS）下是没有I/O端口的。因为X86下把I/O和存储器分开编址，导致其有两种地址；而别的CPU是把两者统一编址，即把I/O映射到存储器上。
2. WinCE的存储管理是通过MMU实现的，在系统启动后，我们只能访问虚拟存储空间，必须经过MMU。但是在X86下，访问I/O口和存储器走的地址总线不同，不用经过MMU。
比如我们想要访问挂在某总线上物理地址为360h的端口，对于X86平台我们可以直接嵌入汇编操作物理地址， 或者使用地址指针访问物理地址。但对于其他平台，我们必须先作一个物理地址到虚拟地址的映射，然后操作其虚拟地址。这样显然程序的可移植性不好，我们需要定义 #ifdef __x86.。..#elif defined __arm 使得在不同平台下程序能够顺利运行。
如果使用下面的代码我们就可以不用这么费劲的定义不同平台了：
先定义
inIoSpace = 1;
ioPhysicalBase.QuadPart = 0x360;
if（ HalTranslateBusAddress（ Isa， //此函数把ISA总线上物理地址映射为系统物理地址
0，
ioPhysicalBase，
&inIoSpace， //此参数=1说明转化的是I/O空间地址，=0时存储器地址
&ioPhysicalBase ） ）
{
if（ ！inIoSpace ） ////如果是存储器地址，针对非X86 平台
{
ioPortBase = （ PUCHAR ） MmMapIoSpace（ //此函数把系统物理地址转化为虚拟地址
ioPhysicalBase，
IoLen，
FALSE ）;
if（ ioPortBase == NULL ）
{
//TODO： Error handling
}
}
else //如果是I/O，即X86 下，不需要做地址映射
{
ioPortBase = （ PUCHAR ） ioPhysicalBase.LowPart;
}
}
else
{
//TODO： Error Handling
}
随后对于端口的操作（ ioPortBase），我们也可以充分挖掘它的可移植性。通过使用READ_PORT_UCHAR，
WRITE_PORT_UCHAR这些wince下的宏来实现端口读写。而不是在X86下用指针操作（不仅移植性差，而且容易产生问题）。CE下的宏在内部是封装好的API函数。例如WRITE_PORT_UCHAR这个宏在X86 处理器上转化为一条OUT的汇编指令；而在ARM处理器上会转化成一条对虚拟地址的写指令。
WinCE5.0下可以使用CreateBusAccessHandle（总线注册表路径）+BusTransBusAddrToVirtual来实现总线物理地址到系统虚拟地址的直接变换。这种方式比起使用OEMAddressTable+VirtualAlloc+VirtualCopy方式更具不同平台的可移植性。
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