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发信人: hfl (凤凰·风中轻舞), 信区: HITEA
标  题: VxD世界——Win95 内存揭秘
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年04月02日20:47:25 星期二), 站内信件


上期“走进VxD世界”中我们谈到了Win95中0～4MB线性内存空间分配情况。下面

  我们接着讲余下的4MB～4GB线性内存空间的分配。

  4MB～2GB

  Win32应用程序的代码、数据和资源都存放在这段内存中了，这部分内存，对于每

  个Win32应用程序来说都是私有的。这里是最能体现保护模式分页机制作用的地方

  。两个Win32应用程序，对相同的线性地址（4MB～2GB范围内）进行读写，实际

  上，它们是在对不同的物理地址进行读写。让我们算一下，这段内存对应多少个

  Page Directory Entry。我们知道一个Page Directory Entry对应4MB线性内存，那

  4MB～2GB的内存就对应于1024 / 2 － 1 = 511个Page Directory Entry。也就是说

  Win95通过操纵这511个Page Directory Entry实现了Win32应用程序“独立”的线性

  地址空间。打个比方来说吧，现在有511个抽屉，上帝告诉A说：这些抽屉里都是金

  币，同时告诉B说：这些抽屉里都是银币。并规定只有上帝能打开抽屉。其实抽屉里

  可能只有一枚铜板，也可能什么都没有。这时，A想看看某个抽屉里到底是不是金币

  ，于是上帝就背地里临时往那个抽屉中放一个金币，然后打开抽屉让A看，于是A就

  信了。这个伎俩同样作用于B，B也相信了那511个抽屉里都是他想要的银币。保护

  模式下的操作系统（这里当然指Win95）就相当于上帝，而被骗的A和B就相当于运

  行于保护模式下的Win32应用程序。那只操纵抽屉的上帝之手就是分页机制。

  2GB～3GB

  这部分内存空间我们称之为“应用程序共享内存区”，这里存放着Ring 3级应用程

  序需要共享的数据和代码。其中包括Win95系统DLL（如User32.dll，Kernel32.dll等

  ）、内存映射文件、Win16应用程序以及DPMI调用分配的内存。

  通过把要共享的数据映射到2GB～3GB之间的线性内存空间，可以实现Win32应用

  程序间的数据共享。

  Win16应用程序是需要共享线性地址空间的，这是Windows 3.1的历史遗留问题。为

  了使以前运行于Windows 3.1的Win16应用程序能在Win95下有同样的运行效果，于

  是Microsoft决定把Win16应用程序放到这段共享内存区来运行。应该说这是比较合

  理的决策：既省时省力，又保证了对上一代产品的良好兼容性。

  再从分页机制的角度上来思考一下这段“共享内存区”是如何实现的。2GB～3GB

  的线性空间对应着256个Page Directory Entry。无论谁在运行，Win95都不会改变这

  256个Page Directory Entry，也就是说2GB～3GB的线性地址空间对应的物理地址

  是一样的。这样，Win95什么也不用做就实现了2GB～3GB线性地址空间的内存共

  享。

  3GB～4GB

  这部分内存空间称为“系统内存区”。只有Ring 0级的VMM和VxD可以访问这部分

  内存空间。这部分内存也是共享的。虽说Ring 3的应用程序无法直接共享这部分内

  存空间（也就是说SDK中讲述的方法无法做到），但是我们还是称之为共享内存区

  ，至少从分页机制的角度上说，对应于这部分内存的Page Directory Entry是不变的

  。其实Win32应用程序还是有办法访问这部分内存空间的。一般作法是，在VxD中分

  配一块内存，然后把指向那块内存的32位地址指针传给Win32应用程序，这样就可

  以在Win32应用程序中直接访问那块内存了。前面我们在讲0～4MB内存空间时，提

  到High－linear address，即DOS VM备份的地方，就在3GB～4GB内存空间中。

  对于Windows应用程序开发者来说，实现内存共享有时是非常重要的。对于VxD开

  发者来说，还应注意，对于经常需要存取的共享内存页面，必须调用VMM的

  _LinPageLock服务进行锁定，否则会出现Out－Of－Context Memory Reference。

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