Модель памяти FLAT
Для того чтобы использовать модель памяти FLAT, недостаточно отметить крестиком слово "Flat" при создании проекта в Borland C++ или Microsoft Visual C++. Единственная возможность, которая существует для разработчиков виртуальных драйверов, - пакетный ассемблер masm5.exe и редактор link386.exe, входящий в состав DDK for Windows 3.1. Отложив на время описание этого скудного набора средств, рассмотрим особенности модели памяти FLAT.
Новый формат дескриптора для процессора Intel 80386 и процессоров Intel более старших моделей позволяет создавать сегменты кода и данных, имеющих размер 4 Гбайт - больше, чем может потребоваться в настоящее время. Виртуальные драйверы всегда работают в модели памяти FLAT, предполагающей использование таких, с вашего позволения, сегментов.
Что дает виртуальным драйверам работа при такой организации памяти?
Виртуальные драйверы никогда не изменяют содержимое сегментных регистров, так как это не нужно. При помощи всего двух дескрипторов (описывающих сегменты кода и данных) виртуальные драйверы могут непосредственно адресовать всю виртуальную память, указывая лишь 32-разрядное смещение.
В качестве базового адреса в дескрипторе может находиться нулевое значение, и его едва ли нужно изменять - любая область памяти доступна так же легко, как в модели памяти TINY (если вы это еще помните, такая модель памяти с единственным сегментом используется com-программами MS-DOS).
Удобство FLAT-модели памяти для виртуальных драйверов заключается в том, что драйвер имеет прямой доступ к адресным пространствам всех одновременно запущенных виртуальных машин - как виртуальных машин MS-DOS, так и системной виртуальной машины, исполняющей приложения Windows. Так как виртуальный драйвер получает управление и выполняется в нулевом кольце защиты, он также имеет непосредственный доступ к системным областям памяти. Все это облегчает задачу организации взаимодействия между виртуальными машинами, доступ к аппаратуре и виртуализацию аппаратуры для совместного использования в многозадачной среде Windows.
Создает ли модель памяти FLAT какие-либо трудности для программиста по сравнению с обычными, 16-разрядными моделями памяти?
Практически никаких. Даже наоборот - возможность использования 32-разрядного смещения плюс отсутствие необходимости изменения содержимого сегментных регистров дают возможность упростить алгоритмы обработки данных.
Единственное, о чем необходимо помнить - это о том, что все регистры процессора являются 32-разрядными. В вашем распоряжении есть 8-разрядный регистры AL, AH, BL, BH, ..., 16-разрядные регистры AX, BX, CX,..., а также 32-разрядные регистры EAX, EBX, ECX и т. д.
Практически все регистры (кроме ESP) могут содержать 32-разрядное смещение. Следовательно, в них можно записывать адрес переменной. Под адресом здесь понимается короткий (NEAR) адрес, состоящий из одного смещения. В модели памяти FLAT нужно забыть про селекторы и сегменты.
В командах условных и безусловных переходов, а также при вызове подпрограмм командой call используйте ключевое слово short, так как используя короткое 32-разрядное смещение, можно "уйти" очень далеко.
Для загрузки 32-разрядного смещения в регистр указывайте ключевое слово offset32:
mov esi, offset32 V86_Int21_Handler
Ну и конечно, не оставляйте без внимания новые команды, доступные для процессоров 80386. Очень удобна, например, команда MOVZX, позволяющая загрузить в 32-разрядный регистр 8- или 16-разрядное значение, расширив его слева нулями:
movzx ebx, byte ptr [ecx]
Аналогичная команда MOVSX выполняет знаковое расширение.
Объем нашей книги не позволяет подробно описать все особенности 32-разрядного режима работы процессора, так что при необходимости обратитесь к дополнительной литературе.
