虚拟8086模式的内存管理
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下边我们用到的V86即指虚拟8086模式。 在以前的教程中，你学习了怎样模拟V86中断，但还有一个问题没有解决：在VxD和V86代码之间交换数据。我们将在此学习如何使用V86内存管理器来实现这个功能。在这里下载例子程序
理论
假如你的VxD和一些V86程序一起运行，如何传送大量数据到V86程序中或从V86程序中传送大量数据迟早是一个大问题。通过寄存器传送大量数据是不现实的。可能你的下一个想法是在ring0中分配一大块内存，并且通过一些寄存器传送其指针到V86程序，使其能访问这些数据。假如你这样做，可能会破坏你的系统，因为V86的地址定位方式需要segment:offset对，而不是线性定位方式。对这个问题，有很多解决的方法。然而，我选择了一个由V86内存管理器提供的一种简便的方法。
如你能在你可使用的V86内存范围内找到一个空闲的内存块作为通讯缓冲区，这将解决其中的一个问题。然而，指针传送的问题依然存在。你可以通过V86内存管理器的服务来解决这两个问题。V86内存管理器是为V86应用管理内存的静态VxD。它还为V86应用提供EMS和XMS服务和为其他VxD提供API传送服务。API传送是一个从ring0拷贝数据到V86范围内的缓冲区并且传送V86缓冲区地址到V86代码的过程。V86内存管理器有一个在V86内存范围内的传送缓冲区，其含有VxD拷贝到V86内存范围内的数据，反之亦然。初始的缓冲区是4K。你以调用V86MMGR_Set_Mapping_Info来增加它的大小。
现在你知道了传送缓冲区，我们如何拷入或拷出数据呢？这个问题通过调用两个服务来解决：V86MMGR_Allocate_Buffer和V86MMGR_Free_Buffer。
V86MMGR_Allocate_Buffer从传送缓冲区分配一块内存并且从ring0拷贝一些数据到分配的V86缓冲区。V86MMGR_Free_Buffer正好相反：它从分配的V86内存块拷贝一些数据到ring0缓冲区并且释放由V86MMGR_Allocate_Buffer分配的内存块。
记住，V86在内存管理器象堆栈一样管理被分配的缓冲区。这意味着分配／释放必须按先进后出的规则。所以如你调用了两次V86MMGR_Allocate_Buffer，第一个V86MMGR_Free_Buffer将释放由第二个V86MMGR_Allocate_Buffer调用而分配的缓冲区。
我们来看一下V86MMGR_Allocate_Buffer的定义，它是一个基本寄存器传送参数的服务。
EBX 当前VM的句柄
EBP 指向当前VM的客户寄存器结构的指针
ECX 从传送缓冲区分配的字节数 CARRY FLAG 进位标志位，如你不想从ring0缓冲区拷贝数据到分配的内存块就清零， 如你想从ring0缓冲区拷贝数据到分配的内存块就置1
FS:ESI 指向ring0缓冲区的selector:offset指针，缓冲区中有要被拷贝到被分配的 缓冲区中的数据如果进位标志位被清零，则忽略它。
假如调用成功，进位标志位被清零并且ECX包含在传送缓冲区中的字节数。这个数值应小于你要求的数值，所以你应保持这个数值，V86MMGR_Free_Buffer待会要用到它。EDI的高字包含被分配的内存块的V86段地址，偏移地址在在低字中。进位标志位当错误发生时被置位。
V86MMGR_Free_Buffer和V86MMGR_Allocate_Buffer接受同样的参数。
当你调用V86MMGR_Allocate_Buffer时，你在当前VM的V86内存范围内分配了一块内存，并且把其地址放到了EDI中。你可以使用这些服务传送数据到V86中断中或从V86中断中取得数据。
在附加的API传送中，V86内存管理器也给其他VxDs提供了API映射服务。API映射服务是映射一些在扩展内存中的页到每个VM的V86内存范围。你可以使用V86MMGR_Map_Pages执行API映射。使用这个服务，页被映射到每个VM的同一线性地址空间上。如你仅仅工作在一个VM上，这将浪费地址空间。因为API映射比API传送要慢，所以你尽可能使用API传送方式。API映射仅仅使用在一些要访问同一线性地址空间并作用到所有VM的V86操作上。
例子：
这个例子演示了API传送方式，使用了int 21h的440Dh功能（从代码66h）。这个中断调用得到媒体ID，你的第一个固定磁盘的卷标号。
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; VxDLabel.asm
;---------------------------------------------------------------
.386p
include \masm\include\vmm.inc
include \masm\include\vwin32.inc
include \masm\include\v86mmgr.inc
VxDName TEXTEQU
ControlName TEXTEQU
VxDMajorVersion TEXTEQU <1>
VxDMinorVersion TEXTEQU <0>
VxD_STATIC_DATA_SEG
VxD_STATIC_DATA_ENDS
VXD_LOCKED_CODE_SEG
;----------------------------------------------------------------------------
; Remember: The name of the vxd MUST be uppercase else it won't work/unload
;----------------------------------------------------------------------------
DECLARE_VIRTUAL_DEVICE %VxDName,%VxDMajorVersion,%VxDMinorVersion, %ControlName,UNDEFINED_DEVICE_ID,UNDEFINED_INIT_ORDER
Begin_control_dispatch %VxDName
Control_Dispatch W32_DEVICEIOCONTROL, OnDeviceIoControl
End_control_dispatch %VxDName
VXD_LOCKED_CODE_ENDS
VXD_PAGEABLE_CODE_SEG
BeginProc OnDeviceIoControl
assume esi:ptr DIOCParams
.if [esi].dwIoControlCode==1
VMMCall Get_Sys_VM_Handle
mov Handle,ebx
assume ebx:ptr cb_s
mov ebp,[ebx+CB_Client_Pointer]
mov ecx,sizeof MID
stc
push esi
mov esi,OFFSET32 MediaID
push ds
pop fs
VxDCall V86MMGR_Allocate_Buffer
pop esi
jc EndI
mov AllocSize,ecx
Push_Client_State
VMMCall Begin_Nest_V86_Exec
assume ebp:ptr Client_Byte_Reg_Struc
mov [ebp].Client_ch,8
mov [ebp].Client_cl,66h
assume ebp:ptr Client_word_reg_struc
mov edx,edi
mov [ebp].Client_bx,3 ; drive A
mov [ebp].Client_ax,440dh
mov [ebp].Client_dx,dx
shr edx,16
mov [ebp].Client_ds,dx
mov eax,21h
VMMCall Exec_Int
VMMCall End_Nest_Exec
Pop_Client_State
;-------------------------------
; retrieve the data
;-------------------------------
mov ecx,AllocSize
stc
mov ebx,Handle
push esi
mov esi,OFFSET32 MediaID
push ds
pop fs
VxDCall V86MMGR_Free_Buffer
pop esi
mov edx,esi
assume edx:ptr DIOCParams
mov edi,[edx].lpvOutBuffer
mov esi,OFFSET32 MediaID.midVolLabel
mov ecx,11
rep movsb
mov byte ptr [edi],0
mov ecx,[edx].lpcbBytesReturned
mov dword ptr [edx],11
EndI:
.endif
xor eax,eax
ret
EndProc OnDeviceIoControl
VXD_PAGEABLE_CODE_ENDS
VXD_PAGEABLE_DATA_SEG
MID struct
midInfoLevel dw 0
midSerialNum dd ?
midVolLabel db 11 dup(?)
midFileSysType db 8 dup(?)
MID ends
MediaID MID <>
Handle dd ?
AllocSize dd ?
VXD_PAGEABLE_DATA_ENDS
end
;------------------------------------------------------------
; Label.asm
; The win32 VxD loader.
;------------------------------------------------------------
.386
.model flat,stdcall
option casemap:none
include \masm32\include\windows.inc
include \masm32\include\user32.inc
include \masm32\include\kernel32.inc
includelib \masm32\lib\user32.lib
includelib \masm32\lib\kernel32.lib
DlgProc PROTO :DWORD,:DWORD,:DWORD,:DWORD
.data
Failure db "Cannot load VxDLabel.VXD",0
AppName db "Get Disk Label",0
VxDName db "\\.\vxdLabel.vxd",0
OutputTemplate db "Volume Label of Drive C",0
.data?
hInstance HINSTANCE ?
hVxD dd ?
DiskLabel db 12 dup(?)
BytesReturned dd ?
.const
IDD_VXDRUN equ 101
IDC_LOAD equ 1000
.code
start:
invoke GetModuleHandle, NULL
mov hInstance,eax
invoke DialogBoxParam, hInstance, IDD_VXDRUN ,NULL,addr DlgProc,NULL
invoke ExitProcess,eax
DlgProc proc hDlg:HWND, uMsg:UINT, wParam:WPARAM, lParam:LPARAM
.IF uMsg==WM_INITDIALOG
invoke CreateFile,addr VxDName,0,0,0,0,FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE,0
.if eax==INVALID_HANDLE_VALUE
invoke MessageBox,hDlg,addr Failure,addr AppName,MB_OK+MB_ICONERROR
mov hVxD,0
invoke EndDialog,hDlg,NULL
.else
mov hVxD,eax
.endif
.elseif uMsg==WM_CLOSE
.if hVxD!=0
invoke CloseHandle,hVxD
.endif
invoke EndDialog,hDlg,0
.ELSEIF uMsg==WM_COMMAND
mov eax,wParam
mov edx,wParam
shr edx,16
.if dx==BN_CLICKED
.IF ax==IDC_LOAD
invoke DeviceIoControl,hVxD,1,NULL,0,addr DiskLabel,12,addr BytesReturned,NULL
invoke MessageBox,hDlg,addr DiskLabel,addr OutputTemplate,MB_OK+MB_ICONINFORMATION
.endif
.endif
.ELSE
mov eax,FALSE
ret
.ENDIF
mov eax,TRUE
ret
DlgProc endp
end start
讲解
我们首先分析lable.asm，它是一个加载了VxD的WIN32应用程序。
invoke DeviceIoControl,hVxD,1,NULL,0,addr DiskLabel,12,addr BytesReturned,NULL
它调用DeviceIoControl，设备代码是1，没有输入缓冲区，一个指向输出缓冲区的指针及其大小。DiskLable是一个接收由VxD返回的卷标号的缓冲区。BytesReturned变量存有返回的字节数。这个例子说明了怎样传送数据和从VxD接收数据：你传送输入／输出缓冲区给VxD并且VxD读取／写入数据到指定的缓冲区。
我们下面看看VxD代码。
VMMCall Get_Sys_VM_Handle
mov Handle,ebx
assume ebx:ptr cb_s
mov ebp,[ebx+CB_Client_Pointer]
当一个VxD接收W32_DeviceIoControl消息，它调用Get_Sys_VM_Handle得到系统VM的句柄并把它存在一个叫Handle的变量中。下面将从VM控制块中提取指向客户寄存器结构的指针到EBP。
mov ecx,sizeof MID
stc
push esi
mov esi,OFFSET32 MediaID
push ds
pop fs
VxDCall V86MMGR_Allocate_Buffer
pop esi
jc EndI
mov AllocSize,ecx
下面，准备传送到V86MMGR_Allocate_Buffer的参数。我们必须初始化被分配的缓冲区。我们把MediaID的偏移量送到ESI中，并且把选择子放在FS中，然后调用V86MMGR_Allocate_Buffer。你等会要恢复指向DIOCParams的指针，所以我们必须通过push esi 和pop esi来保护它。
Push_Client_State
VMMCall Begin_Nest_V86_Exec
assume ebp:ptr Client_Byte_Reg_Struc
mov [ebp].Client_ch,8
mov [ebp].Client_cl,66h
assume ebp:ptr Client_word_reg_struc
mov edx,edi
mov [ebp].Client_bx,3 ; drive C
mov [ebp].Client_ax,440dh
我们在客户寄存器结构中准备参数值来执行int 21h的440Dh功能（从代码66h），得到盘C的媒体ID。我们拷贝edi的值到edx中（edi中有由V86MMGR_Allocate_Buffer分配的内存块的V86地址）。
mov [ebp].Client_dx,dx
shr edx,16
mov [ebp].Client_ds,dx
调用了int 21h的440Dh功能（从代码66h）后，在ds:dx中得到一指向一个MID结构的指针，我们必须把在edx中的segment:offset对转换成两个部分并把它们放到合适的寄存器映象中。
mov eax,21h
VMMCall Exec_Int
VMMCall End_Nest_Exec
Pop_Client_State
当一切都准备好了，我们将运行Exec_Int去模拟一个中断。
mov ecx,AllocSize
stc
mov ebx,Handle
push esi
mov esi,OFFSET32 MediaID
push ds
pop fs
VxDCall V86MMGR_Free_Buffer
pop esi
当Exec_Int返回时，分配的缓冲已经由我们想要的信息填满了。下一步是检索信息。我们使用 V86MMGR_Free_Buffer来完成这个目标。这个服务释放由V86MMGR_Allocate_Memory分配的内存块，并且从分配的内存块中拷贝数据到ring0中的内存块。象V86MMGR_Allocate_Memory，如果你想要进行拷贝操作，你必须先把进位标志位置1，再调用服务。
mov edx,esi
assume edx:ptr DIOCParams
mov edi,[edx].lpvOutBuffer
mov esi,OFFSET32 MediaID.midVolLabel
mov ecx,11
rep movsb
mov byte ptr [edi],0
mov ecx,[edx].lpcbBytesReturned
mov dword ptr [edx],11
我们在ring0中得到这个信息后，拷贝这个卷标值到Win32应用程序提供的缓冲区中。我们可以用DIOCParams的成员lpvOutBuffer来访问它。