📄 handbook.htm
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<title>编程手册</title>
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<body background="../_themes/axis/axibkgnd.gif" bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#00CC00" vlink="#996666" alink="#FF9933"><!--msnavigation--><table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"><tr><td><!--mstheme--><font face="宋体">
<center>
<h1><!--mstheme--><font color="#666633">
<!--mstheme--></font></h1>
<!--msthemeseparator--><p align="center"><img src="../_themes/axis/aaxirule.gif" width="600" height="10"></p></center>
<!--mstheme--></font></td></tr><!--msnavigation--></table><!--msnavigation--><table dir="ltr" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"><tr><td valign="top" width="1%"><!--mstheme--><font face="宋体">
<p><font face="Trebuchet MS" size="4">
</font></p>
<!--mstheme--></font></td><td valign="top" width="24"></td><!--msnavigation--><td valign="top"><!--mstheme--><font face="宋体">
<h1 align="center" style="text-align: center; line-height: 125%"><!--mstheme--><font color="#666633">
<span style="font-family: 宋体">编程手册</span><!--mstheme--></font></h1>
<h3 style="line-height: 125%"><!--mstheme--><font color="#666633"><span lang="EN-US">1</span><span style="font-family: 宋体">虚地址空间基于文件操作系统中应用程序编程模型</span><!--mstheme--></font></h3>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="line-height: 125%">
<span style="font-family: 宋体">
和传统操作系统相比，虚地址空间基于文件操作系统具有不同的体系结构，因此也就具有不同的编程模型，其和传统操作系统最大的不同就是：虚地址空间基于文件操作系统实现了单一数据存储模型，实现了数据存储、数据计算和资源管理的分离。</span></p>
<h3 style="line-height: 125%"><!--mstheme--><font color="#666633"><span lang="EN-US">1.</span><span style="font-family: 宋体">１单一数据存储模型</span><!--mstheme--></font></h3>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="line-height: 125%">
<span style="font-family: 宋体">
在虚地址空间基于文件操作系统中，所有的数据都存在于文件中，线程就通过虚拟地址空间直接访问文件数据，内存的作用仅仅实现对文件数据的缓冲。当应用程序访问文件数据时，如果文件数据在内存中不存在，线程将产生一个异常（存储访问失效异常），异常处理程序调用内存管理器，内存管理器分配页框，再迁移至文件系统进程或者调用驱动程序执行文件数据的读写，当线程从文件系统或者驱动程序返回内存管理器后，内存管理器建立地址映射，因此当从内存管理器返回后，线程就可以通过虚拟地址空间直接访问文件数据了。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 41.25pt">
<span lang="EN-US">1.<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">虚拟地址空间和文件窗口的对应关系</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="line-height: 125%">
<span style="font-family: 宋体">在我们当前的实现中，在４</span><span lang="EN-US">G</span><span style="font-family: 宋体">的虚拟地址空间（线性地址空间）中，０－３Ｇ分别对应线程的六个已经打开的文件窗口，高端的一个</span><span lang="EN-US">G</span><span style="font-family: 宋体">由操作系统使用。如果线程运行于核心态（０态），线程也可以访问高端的数据；如果线程运行于用户态（３态），线程仅仅可以访问高端的操作系统代码（读取或执行），不能访问操作系统数据。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="line-height: 125%"><span lang="EN-US">LDT</span><span style="font-family: 宋体">没有使用，在</span><span lang="EN-US">GDT</span><span style="font-family: 宋体">中，仅仅包含２０项内容。描述符</span><span lang="EN-US">0</span><span style="font-family: 宋体">未用，描述符</span><span lang="EN-US">0x08</span><span style="font-family: 宋体">指向任务的</span><span lang="EN-US">tss</span><span style="font-family: 宋体">，描述符</span><span lang="EN-US">0x10</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x18</span><span style="font-family: 宋体">直接映射到</span><span lang="EN-US">4G</span><span style="font-family: 宋体">的线性地址空间，只能在核心态下使用，描述符</span><span lang="EN-US">0x10</span><span style="font-family: 宋体">用于读取和执行，描述符</span><span lang="EN-US">0x18</span><span style="font-family: 宋体">用于读取和修改。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="line-height: 125%">
<span style="font-family: 宋体">描述符</span><span lang="EN-US">0x23</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x2b</span><span style="font-family: 宋体">及其以下的描述符由运行于用户态的应用程序使用，描述符</span><span lang="EN-US">0x23</span><span style="font-family: 宋体">映射区域从线性地址０至操作系统代码的终止，因此通过描述符</span><span lang="EN-US">0x23</span><span style="font-family: 宋体">，应用程序可以读取和执行操作系统内核代码，但是不能修改操作系统内核代码，也不能访问操作系统数据。描述符</span><span lang="EN-US">0x2b</span><span style="font-family: 宋体">映射区域从线性地址０开始，长度为</span><span lang="EN-US">3G+8K</span><span style="font-family: 宋体">，低端的</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">对应六个文件窗口，每个文件最大长度窗口为</span><span lang="EN-US">512M</span><span style="font-family: 宋体">，</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">－</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋</span><span lang="EN-US">4K</span><span style="font-family: 宋体">的页面用于向操作系统内核传递参数。当线程调用内核提供的系统功能调用时，如果需要传递的参数很多，无法全部放在寄存器，则把其它的参数放在</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">－</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋</span><span lang="EN-US">4K</span><span style="font-family: 宋体">的页面中。</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋</span><span lang="EN-US">4K</span><span style="font-family: 宋体">－</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋８</span><span lang="EN-US">K</span><span style="font-family: 宋体">的页面由文件系统使用，当内存管理器通过线程迁移调用请求文件系统执行文件读写时，文件系统不需要知道数据的具体存放位置，只需从区间</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋</span><span lang="EN-US">4K</span><span style="font-family: 宋体">－</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋</span><span lang="EN-US">8K</span><span style="font-family: 宋体">读或向区间</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋</span><span lang="EN-US">4K</span><span style="font-family: 宋体">－</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋８</span><span lang="EN-US">K</span><span style="font-family: 宋体">写即可。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="line-height: 125%">
<span style="font-family: 宋体">描述符</span><span lang="EN-US">0x033</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x03b</span><span style="font-family: 宋体">，描述符</span><span lang="EN-US">0x043</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x04b</span><span style="font-family: 宋体">，描述符</span><span lang="EN-US">0x053</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x05b</span><span style="font-family: 宋体">，描述符</span><span lang="EN-US">0x063</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x06b</span><span style="font-family: 宋体">，描述符</span><span lang="EN-US">0x073</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x07b</span><span style="font-family: 宋体">，描述符</span><span lang="EN-US">0x083</span><span style="font-family: 宋体">、</span><span lang="EN-US">0x08b</span><span style="font-family: 宋体">分别对应六个文件窗口，描述符</span><span lang="EN-US">0x0X3</span><span style="font-family: 宋体">用于读取和执行，描述符</span><span lang="EN-US">0x0Xb</span><span style="font-family: 宋体">用于读取和修改。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="line-height: 125%">
<span style="font-family: 宋体">描述符</span><span lang="EN-US">0x093</span><span style="font-family: 宋体">、描述符</span><span lang="EN-US">0x09b</span><span style="font-family: 宋体">分别映射至线性地址</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">－</span><span lang="EN-US">3G</span><span style="font-family: 宋体">＋８</span><span lang="EN-US">K</span><span style="font-family: 宋体">的两个页面。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 41.25pt">
<span lang="EN-US">2.<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">和文件有关的几个概念</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 62.25pt">
<span lang="EN-US" style="font-family: Wingdings">l<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">
存储体：在虚地址空间基于文件操作系统中，把物理地址空间划分为几个存储体，每个存储体由一个内存管理器负责管理和维护（内存管理器是一个在核心态下运行的程序），应用程序打开文件窗口时需要确定在哪个存储体中打开文件窗口，当发生存储访问失效异常时，操作系统系统内核利用存储体信息确定线程迁移到哪个进程。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 62.25pt">
<span lang="EN-US" style="font-family: Wingdings">l<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">
系统文件窗口：内存管理器管理和维护的文件窗口。当打开文件时，内存管理器建立系统文件窗口。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 62.25pt">
<span lang="EN-US" style="font-family: Wingdings">l<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">线程文件窗口：当线程运行时，对线程而言，</span><span lang="EN-US">GDT</span><span style="font-family: 宋体">中各个段描述符对应的文件窗口</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 62.25pt">
<span lang="EN-US" style="font-family: Wingdings">l<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">进程文件窗口：当线程运行时，对进程而言，</span><span lang="EN-US">GDT</span><span style="font-family: 宋体">中各个段描述符对应的文件窗口。当线程访问地址空间中的数据时，如果当前进程设定了进程文件窗口，访问进程文件窗口中的数据，否则访问线程文件窗口中的数据。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 41.25pt">
<span lang="EN-US">3.<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">和文件窗口有关的几个系统功能调用</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 62.25pt">
<span lang="EN-US" style="font-family: Wingdings">l<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">设置进程文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验（</span><span lang="EN-US">21</span><span style="font-family: 宋体">号功能）：该系统功能调用用来建立进程文件窗口和系统文件窗口的对应关系，同时设置进程文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 62.25pt">
<span lang="EN-US" style="font-family: Wingdings">l<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">设置线程文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验（</span><span lang="EN-US">22</span><span style="font-family: 宋体">号功能）：该系统功能调用用来建立线程文件窗口和系统文件窗口的对应关系，同时设置线程文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 62.25pt">
<span lang="EN-US" style="font-family: Wingdings">l<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">检查线程是否可以访问某个文件窗口：只有进程文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验和系统文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验相同，或者线程文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验和系统文件窗口的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">校验相同，应用程序才能访问相应的系统文件窗口。</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent" style="text-indent: -21.0pt; line-height: 125%; margin-left: 41.25pt">
<span lang="EN-US">4.<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; font-size: 7.0pt; font-family: Times New Roman">
</span></span><span style="font-family: 宋体">
进程文件窗口和系统文件窗口的对应关系，线程文件窗口和系统文件窗口的对应关系：当应用程序在系统中运行时，如果访问虚拟地址空间对应的文件窗口，系统首先判断相应的进程文件窗口和系统文件窗口的对应关系，判断二者的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">是否相同，如果相同则认为应用程序访问进程文件窗口对应的系统文件窗口，否则判断相应的线程文件窗口和系统文件窗口的对应关系，判断二者的</span><span lang="EN-US">capability</span><span style="font-family: 宋体">是否相同，如果相同则认为应用程序访问线程文件窗口对应的系统文件窗口，否则说明应用程序不能访问虚拟地址空间对应的文件窗口。</span></p>
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