簡述Win CE開發特性及忠告[轉帖]Tuesday, December 18, 2007
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最近一段時間，移動設備開發越來越多的成為了程序員社區的話題。移動設備主要包括智能手機和PDA，是嵌入式開發中很重要的一個方向。在智能手機領域被大多數手機廠商支持的J2ME無疑是領頭羊，微軟CE平臺的SmartPhone也逐漸成為關注焦點。一直不溫不火的PDA市場，也在行業應用領域有所收獲，Pocket PC由于其開發與Windows平臺的一致性而得到了開發人員的青睞。
在長期關注程序員論壇的過程中，我發現由于Windows CE開發的獨特性，加之多個版本并存、缺乏中文參考資料，所以論壇上充斥著大量相同的入門問題。我希望在這里能夠為剛轉入Windows CE開發的程序員明晰一些概念，將現有的Windows CE版本與開發工具之間的關系給大家解釋清楚。
1. Windows CE與平臺開發
Windows CE是微軟為嵌入式設備打造的操作系統，而嵌入式設備可謂多種多樣，這就要求CE操作系統必須是可定制的，所以微軟將Windows CE設計為模塊化的操作系統。說簡單點，我們可以把Windows CE想像成一盒積木，你可以用積木搭建出任何物體，但不一定要把所有的積木都用上。
Windows CE搭建出來的物體就是平臺，是適應某種有固定標準的嵌入式設備的操作系統子集，最著名的平臺就是Pocket PC了，是提供給沒有鍵盤的掌上電腦使用的平臺。由于平臺和硬件的一致性，所以有時候我們也用平臺的名稱來稱呼整個系統——硬件與操作系統的總和。
我們也可以自己開發平臺，開發工具是微軟提供的Platform Builder，Platform Builder的版本號是和Windows CE的版本號一致的。
更多程序員關心的是應用程序的開發，而應用程序開發是針對特定平臺的，我們在開發之前必須安裝目標平臺的SDK，才能夠開發出適應目標平臺的開發工具。
Windows CE開發環境綜述
初學者另外一個比較糊涂的概念是版本的問題，現在市面上能夠見到Windows CE的兩代產品，它們的內核分別基于Windows CE 3.0和Windows CE.NET（即4.0）。
微軟將今年剛面世的Pocket PC 2003和Smart Phone 2003統稱為Windows Mobile 2003，我們大多數時候還是習慣地沿用老稱謂。
而市面上經常見到的Pocket PC 2002是基于Windows CE 3.0的平臺，而Pocket PC 2003則是基于Windows CE.NET的平臺，需要注意的是，Pocket PC 2003的內核是Windows CE.NET 4.2。而SmartPhone2003也是基于Windows CE.NET的。SmartPhone的最初版本是2002，基于Windows CE 3.0的，但是微軟沒有推出SmartPhone2002的中文版。
清晰了平臺與CE之間的關系，解釋平臺與開發工具之間的關系就很容易了。微軟提供給應用程序開發者的工具包括：Embedded Visual Tools 3.0，其中包括Embedded Visual C++ 3.0和Embedded Visual Basic 3.0；Embedded Visual C++ 4.0和Visual Studio.NET。
開發工具的版本號是與Windows CE的版本號對應的。EVC3.0和EVB3.0是用來開發基于Windows CE 3.0平臺的應用程序的，比較常見的平臺有：Pocket PC 2002、Pocket PC 2000、Palm-size PC、HPC。而EVC4.0是用來開發Windows CE.NET平臺的程序的，主要包括Pocket PC 2003和SmartPhone 2003。
Visual Studio.NET針對嵌入式設備開發需要SDE的支持，而VS.NET 2003中包括了SDE，不需要另外安裝。Visual Studio.NET開發的程序需要目標平臺支持.NET Compact Framework。現在支持.NET Compact Framework的平臺有Pocket PC 2002和Pocket PC 2003。這里需要注意的是SmartPhone 2003是不支持.NET Compact Framework的。
2. EVB/EVC開發入門
EVB開發入門
微軟已經宣布EVB不再支持Windows CE.NET，所以EVB的最終版本是3.0。但由于EVB的易上手性和快速開發的特點，在VS.NET橫空出世之前，它成為Windows CE平臺上快速開發的不二之選。現在EVB仍然適合Windows CE 3.0平臺上小型應用程序的快速開發。如果您不是專職的Windows CE程序員，而只是需要在Windows CE平臺上開發整個系統的一部分，那么EVB可以讓您用很短的時間開發出您想要的程序。
EVB的開發環境的搭建也是十分簡單，您可以從微軟的網站上下載EVT 2002，其中包含了EVC 3.0、EVB 3.0和Pocket PC 2002 SDK和SmartPhone 2002 SDK。按照提示將EVB和Pocket PC 2002 SDK安裝好后就可以進行開發了。SDK中包含模擬器，在沒有實際設備的情況下，可以利用模擬器來調試程序。
這里需要注意的是，開發環境和模擬器之間是通過網絡連接協議進行通訊的，所以開發所用的計算機上必須有一個活動的網絡連接。如果沒有，可以安裝微軟的虛擬網卡。
EVB的開發環境與VB類似，因為Windows CE應用程序需要在模擬器或者實際設備上調試，所以我們必須選擇程序的輸出目標。如果您選擇了Emulation，在您按下運行（或F5）后，EVB將自動啟動模擬器，并把程序下載到模擬器中。
由于新的Windows CE.NET將不再支持EVB，微軟建議EVB程序員使用VB.NET開發新的程序，而對于原有的EVB程序也給出了遷移路徑，關于這方面的論述，您可以參考MSDN文章《Moving from eMbedded Visual Basic to Visual Basic .NET》。
EVC開發入門
無論是Win32平臺還是WinCE平臺，Visual C++都是一個強大的開發工具。而EVC也是WinCE上的主流開發工具。EVC支持MFC類庫的子集，可以給開發者提供最強大的支持，也使Win32平臺上的VC程序員可以很容易地遷移到WinCE平臺上。但由于MFC類庫需要一個DLL，所以對某些存儲空間有限的嵌入式設備來說，這是個很大的負擔，所以SmartPhone就不支持MFC。
說這么多，讓我們來創建一個EVC的工程。是不是和VC很像，需要提醒大家注意的是，由于嵌入式設備支持的CPU種類很多，我們在選擇創建工程類型的同時，也要把該工程所支持的CPU類型選擇好。創建工程的過程和VC是一樣的。當然不同的平臺支持的工程類型是不同的，比如Pocket PC 2003有支持MFC和API的兩種工程，而SmartPhone 2003則只有支持API的一種工程。
EVC中比VC環境中多了一行下拉菜單的選項，分別用來選擇：工程、SDK、CPU類型和輸出設備。以Pocket PC為例，在實際設備上調試應該選擇Win32(WCE ARMV4)Debug ，而在模擬器上則需要選擇Win32(WCE emulator)Debug。
3.VS.net開發入門
又來到我們的.NET時間了，我怎么說又？最近大家都被JAVA和.NET搞得頭昏腦脹了吧？不管大家怎么吵，.NET Compact Framework對于手中缺少開發利器的嵌入式程序員無疑是一大福音。Visual Studio .NET 2003完全支持對移動設備的開發，好了，讓我們開始一段奇幻的.NET之旅吧。
打開VS.net 2003，選File - New – Project,就打開了上面的界面。讓我們來建立一個Visual C#的工程，然后選擇Smart Device Application，然后OK。
你在這里要選擇目標設備：Pocket PC、SmartPhone、Windows CE（指的是其他平臺），下面則是選擇創建的工程類型，我們選擇“Windows Application”，左邊是選擇的平臺所支持的模擬器。最后點擊OK，我們就可以進入VS.NET的主界面了。
選擇輸出設備的情況和EVB十分類似，只需要選擇輸出設備，而不用選擇CPU類型。當然了，因為.NET是運行在虛擬機上的了。在CPU類型眾多的嵌入式領域，.NET和JAVA才能真正發揮自己的強項。
當然，我們也可以選擇VB.NET作為開發智能設備的語言，情況和C#完全一樣。目前智能設備開發只支持C# 和VB.NET。愛好C++的程序員可能還要等上一段時間。
Windows CE 開發的忠告
可以說當我們花了大部分時間將已有的應用程序移植到Microsoft Windows CE中。一般說來，這個計劃不是太難。我們起步于Microsoft Win32代碼，當然Windows CE是基于Win32應用程序接口（API）的。有利的是，我們的應用程序（即Raima 數據管理器）有方便的使用接口，并包含一個大約由150個子函數組成的庫，這些函數都是由C語言寫成，可以用來創建、管理和訪問數據庫。
按建立應用程序的方式來說，我們原以為將它移植到Windows CE中是一項相對簡單的C語言編程練習。然而，我們不久便遇到好些困難。從粗心大意的錯誤開始，比如在基于Windows NT 的Windows CE仿真器上使用Microsoft Windows NT庫，接著又違背Windows CE的編程戒律，如"千萬不要給Unicode（國際標準組織10646標準）字符分配奇數內存地址"。
大約有百分之九十的問題或多或少地與Unicode有關。盡管Unicode編程不難，但是，當給單字節字符編寫代碼時，很容易出錯（我有過許多次錯誤）。
下面這些忠告是根據我們在Windows CE上編寫Raima 數據管理器的經驗總結出來的，但我相信，在做任何其它Windows CE程序之前，它們都值得借鑒。畢竟大多數Windows開發者，當他們創建第一個Windows CE應用程序時，真正運用的是已掌握的Win32知識。
4. WIN CE 開發忠告 [1]
不要在仿真器上使用Windows NT庫
這里所討論的第一個錯誤實在太愚蠢了，但我還是陷了進去，也許你也會。當用Microsoft VC++（5.0版）創建一個Windows CE程序時，你會發現，包含路徑（include）、 庫路徑（library）、及可執行程序路徑被自動調整以匹配反應目標環境的選擇。因此，比如說為Windows CE模擬器建立應用程序時，你會發現，include路徑沒有指向Win32的包含文件（在VC目錄下），而是指向Windows CE包含文件（在WCE目錄下）。千萬別去修改。
由于Windows CE在Windows NT下運行，所以仿真器上運行的程序能夠調用任一Windows NT動態鏈接庫(DLL)中的函數，即使這個DLL不是模擬器的成員也一樣。顯然，這不是很好的事，因為相同的函數也許在手持PC(H/PC)或Windows CE設備上不可用，而你的軟件最終要能在這些設備上運行。
第一次將非Unicode應用程序裝入Windows CE仿真器時，你會發現，許多正在使用的函數它都不支持，例如美國國家標準協會(ANSI)定義的字符函數strcpy()。這也許引誘你去鏈接Windows NT 運行時間庫，以便能解決所有問題。
如果你是剛開始用Windows CE編程，可能你能用的包含文件和庫文件是明顯的。答案就是，你不要采用那些在寫普通Win32或非Windows CE程序時使用的包含文件和庫文件。
不要混淆TCHARs和bytes
如果你正在Windows CE上寫非Unicode應用程序，你或許要將所有的字符串從單個字符(chars)轉換為寬字符(widechars)（例如，C變量類型whcar_t）。幾乎所有Windows CE支持的Win32和運行時間庫函數都要求寬字符變量。Windows 95不支持Unicode，然而，為了使程序代碼具有可移植性，你要盡可能采用tchar.h中定義的TCHAR類型，不要直接使用wchar_t。
TCHAR是定義為wchar_t還是char，取決于預處理器的符號UNICODE是否定義。同樣，所有有關字符串處理函數的宏，如_tcsncpy宏，它是定義為Unicode函數wcsncpy還是定義為ANSI函數strncpy，取決于UNICODE是否定義。
在現存的Windows應用程序中，有些代碼也許暗示字符長為單字節。這在給字符串分配內存時經常用到，例如：
int myfunc(char *p)
{
char *pszFileName;
pszFileName = malloc(MAXFILELEN);
if(pszFileName)
strncpy(pszFileName, p, MAXFILELEN);
/*etc*/
在這段代碼中，分配的內存塊應該寫作(MAXFILELEN * sizeof(char))，但是大多數程序員喜歡將它簡化為MAXFILELEN，因為對于所有的平臺來說sizeof(char)的值等于1。然而，當你用TCHARS代替多個字符時，很容易忘記這種固有的概念，于是將代碼編寫成下面的形式：
int myfunc(TCHAR *p)
{
TCHAR *pszFileName;
PszFileName = (TCHAR*)malloc(MAXFILELEN);
If (pszFileName)
tcsncpy(pszFileName, p, MAXFILELEN);
/*etc*/
這是不行的。它馬上會導致出錯。這里的錯誤在于malloc函數中指定變量大小為bytes，然而_tcsncpy函數中使用的第三個變量卻指定為TCHARs而不是bytes。當UNICODE被定義時，一個TCHAR等于兩個字節數(bytes)。
上述代碼段應該改寫為：
int myfunc(TCHAR *p)
{
TCHAR *pszFileName;
PszFileName = (TCHAR*)malloc(MAXFILELEN * sizeof(TCHAR));
if(pszFileName)
tcsncpy(pszFileName, p, MAXFILELEN);
/*etc*/
5. WIN CE 開發忠告 [2]
不要將Unicode 字符串放入奇數內存地址
在Intel系列處理器上，你可以在一奇數內存地址儲存任何變量或數組，不會導致任何致命的錯誤影響。但在H/PC上，這一點不一定能行 ? 你必須對大于一個字節的數據類型小心謹慎，包括定義為無符號短型（unsigned short） 的wchar_t。當你設法訪問它們的時候，將它們置于奇地址會導致溢出。
編輯器經常在這些問題上提醒你。你無法管理堆棧變量地址，并且編輯器會檢查確定這些地址與變量類型是否相匹配。同樣，運行時間庫必須保證從堆中分配的內存總是滿足一個word邊界 ，所以你一般不必擔心那兩點。但是，如果應用程序含有用memcpy()函數拷貝內存區域的代碼，或者使用了某種類型的指針算術以確定內存地址，問題也許就出現了。考慮下面的例子：
int send_name (TCHAR * pszName)
{
char *p, *q;
int nLen=(_tcslen(pszName) + 1) * sizeof(TCHAR);
p=maloc(HEADER_SIZE + nLen);
if(p)
{
q = p + HEADER_SIZE;
_tcscpy((TCHAR*)q, pszName);
}
/* etc */
這段代碼是從堆中分配內存并復制一個字符串，在字符串的開頭留一個HEADER_SIZE的大小。假設UNICODE定義了，那么該字符串就是一個widechar字符串。如果HEADER_SIZE是一個偶數，這段代碼就會正常工作，但如果HEADER_SIZE為奇數，這段代碼就會出錯，因為q指向的地址也將為奇數。
注意，當你在Intel系列處理器中的Windows CE仿真器上測試這段代碼時，這個問題是不會發生的。
在這個例子中，只要確保HEADER_SIZE為偶數，你就可以避免問題的發生。然而，在某些情況下你也許不能這么做。例如，如果程序是從一臺式PC輸入數據，你也許不得不采用事先定義過的二進制格式，盡管它對H/PC不適合。在這種情況下，你必須采用函數，這些函數用字符指針控制字符串而不是TCHAR指針。如果你知道字符串的長度，就可以用memcpy()復制字符串。因此，采用逐個字節分析Unicode字符串的函數也許足以確定字符串在widechars中的長度。
在ANSI和Unicode字符串之間進行翻譯
如果你的Windows CE應用程序接口于臺式PC，也許你必須操作PC機中的ANSI字符串數據（例如，char字符串）。即使你在程序中只用到Unicode字符串，這都是事實。
你不能在Windows CE上處理一個ANSI字符串，因為沒有操縱它們的庫函數。最好的解決辦法是將ANSI字符串轉換成Unicode字符串用到H/PC上，然后再將Unicode字符串轉換回ANSI字符串用到PC上。為了完成這些轉換，可采用MultiByteToWideChar()和WideCharToMultiByte () Win32 API 函數。
對于Windows CE 1.0的字符串轉換，劈開（hack）
在Windows CE 1.0 版本中，這些Win32API函數還沒有完成。所以如果你想既要支持CE 1.0又能支持CE 2.0，就必須采用其它函數。將ANSI字符串轉換成Unicode字符串可以用wsprintf()，其中第一個參數采用一widechar字符串，并且認識"%S"(大寫)，意思是一個字符串。由于沒有wsscanf() 和 wsprintfA()，你必須想別的辦法將Unicode字符串轉換回ANSI字符串。由于Windows CE 1.0不在國家語言支持(NLS)中，你也許得求助于hack，如下所示：
/*
Definition / prototypes of conversion functions
Multi-Byte (ANSI) to WideChar (Unicode)
atow() converts from ANSI to widechar
wtoa() converts from widechar to ANSI
*/
#if ( _WIN32_WCE >= 101)
#define atow(strA, strW, lenW) \
MultiByteToWidechar (CP_ACP, 0, strA, -1, strW, lenW)
#define wtoa(strW, strA, lenA) \
WideCharToMutiByte (CP_ACP, 0, strW, -1, strA, lenA, NULL, NULL)
#else /* _WIN32_WCE >= 101)*/
/*
MultiByteToWideChar () and WideCharToMultiByte() not supported o-n Windows CE 1.0
*/
int atow(char *strA, wchar_t *strW, int lenW);
int wtoa(wchar_t *strW, char *strA, int lenA);
endif /* _WIN32_WCE >= 101*/
#if (_WIN32_WCE <101)
int atow(char *strA, wchar_t *strW, int lenW)
{
int len;
char *pA;
wchar_t *pW;
/*
Start with len=1, not len=0, as string length returned
must include null terminator, as in MultiByteToWideChar()
*/
for(pA=strA, pW=strW, len=1; lenW; pA++, pW++, lenW--, len++)
{
*pW = (lenW = =1) ? 0 : (wchar_t)( *pA);
if( ! (*pW))
break;
}
return len;
}
int wtoa(wxhar_t *strW, char *strA, int lenA)
{
int len;
char *pA;
wchar_t *pW;
/*
Start with len=1,not len=0, as string length returned
Must include null terminator, as in WideCharToMultiByte()
*/
for(pA=strA, pW=strW, len=1; lenA; pa++, pW++, lenA--, len++)
{
pA = (len==1)? 0 : (char)(pW);
if(!(*pA))
break;
}
return len;
}
#endif /*_WIN32_WCE<101*/
這種適合于Windows CE 1.0的實現辦法比使用wsprintf()函數要容易，因為使用wsprintf()函數更難以限制目標指針所指向的字符串的長度。
6. Win CE 開發忠告 [3]
選擇正確的字符串比較函數
如果你要分類Unicode標準字符串，你會有以下幾個函數可供選擇：
wcscmp(), wcsncmp(), wcsicmp(), 和wcsnicmp()
wcscoll(), wcsncoll(), wcsicoll(),和wcsnicoll()
CompareString()
第一類函數可用來對字符串進行比較，不參考當地（Locale）或外文字符。如果你永遠不想支持外文，或者你僅僅想測試一下兩個字符串的內容是否相同，這類函數非常好用。
第二類函數使用現有的當地設置(current locale settings)（系統設置，除非你在字符串比較函數之前調用了wsetlocale()函數）來比較兩個字符串。這些函數也能正確分類外文字符。如果當地的字符"C"（"C" locale）被選定，這些函數與第一類函數就具有了相同的功能。
第三類函數是Win32函數CompareString()。這個函數類似于第二類函數，但是它允許你指定當地設置（the locale）作為一個參數，而不是使用現有的當地設置(current locale settings)。CompareString()函數允許你選擇性地指定兩個字符串的長度。你可以將第二個參數設置為NORM_IGNORECASE，從而使函數比較字符串時不比較大小寫。
通常，即使不將第二個參數設置為NORM_IGNORECASE，CompareString()函數也不用來區分大小寫。我們經常用wcsncoll()函數來區分大小寫，除非使用當地的字符"C"（"C" locale）。所以，在我們的代碼中，不使用CompareString()函數來區分大小寫，而用wcsncoll()函數來區分大小寫
不要使用相對路徑
與Windows NT不一樣，Windows CE沒有當前目錄這個概念，因此，任何路徑只是相對于根目錄而言的。如果你的軟件給文件或目錄使用相對路徑，那么你很可能把它們移到別的地方了。例如，路徑".\abc"在Windows CE中被當作"\abc"看待。
移走了對calloc()和 time()函數的調用
C運行庫中的calloc()函數不能使用，但是malloc()函數可以代替calloc()函數。并且不要忘記，calloc()函數初始化時分配的內存為零，而malloc()函數不一樣。同樣，time()函數也不能使用，但你可以使用Win32函數GetSystemTime()函數代替time()函數。
經過以上的警告后，你會高興地學習最后令你驚訝的兩點忠告。
不需要改變Win32 輸入/輸出（I/O）文件的調用
Win32的輸入輸出函數，Windows CE也支持。允許你象訪問Win32文件系統那樣訪問對象。CreateFile()函數在Windows CE中不能辯認標志FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS，但是這個標志僅用作可選的磁盤訪問，并且不影響函數調用的功能。
不要擔心字節的狀態
當我們把應用程序寫入Windows CE時，有了一個美好的發現，那就是Windows CE的數字數據類型的字節狀態與Intel結構的字節狀態一樣，在所有的處理器上，Windows CE均支持。
幾乎象所有的數據庫引擎一樣，Raima數據庫管理器在數據庫文件中以二進制形式保存數字數據。這就意味一個記錄無論何時寫入數據庫或從數據庫讀出，均被當作一系列的字節來處理，不管它域的內容。只要數據庫文件不要傳給別的任何系統，數字數據的字節狀態問題就解決了。如果數據庫文件被一個來自原始系統且帶有不同字節狀態的處理器訪問，數字數據將被誤解。
無論何時，當你在擁有不同處理器的機器上傳輸文件時，就會出現這個問題。在這個問題上，值得高興的是所有類型的處理器都使用相同的字節狀態。
在使用Windows CE時，這些忠告應該引起你足夠的重視，避免學習時走彎路。