∮捎赪indows对系统底层操作采取了屏蔽的策略,因而对用户而言,系统变得更为安全,但这却给众多的硬件或者系统软件开发人员带来了不小的困难,因为只要应用中涉及到底层的操作,开发人员就不得不深入到Windows的内核去编写属于系统级的虚拟设备驱动程序。Win98与Win 95设备驱动程序的机理不尽相同,Win98不仅支持与Windows NT 5.0兼容的WDM(Win32 Driver Mode)模式驱动程序,而且还支持与Win95兼容的虚拟设备驱动程序VxD(Virtual Device Driver)。下面介绍了基于Windows 9x平台的虚拟环境、虚拟设备驱动程序VxD的基本原理和设计方法,并结合开发工具VToolsD给出了一个为可视电话音频卡配套的虚拟设备驱动程序VxD的设计实例。
1.Windows 9x的虚拟环境
Windows 9x作为一个完整的32位多任务操作系统,它不像Window 3.x那样依赖于MS-DOS,但为了保证软件的兼容性,Windows 9x除了支持Win16应用程序和Win32应用程序之外,还得支持MS-DOS应用程序的运行。Windows 9x是通过虚拟机VM(Virtual Machine)环境来确保其兼容和多任务特性的。
所谓Windows虚拟机(通常简称为Windows VM)就是指执行应用程序的虚拟环境,它包括MS-DOS VM和System VM两种虚拟机环境。在每一个MS-DOS VM中都只运行一个MS-DOS进程,而System VM能为所有的Windows应用程序和动态链接库DLL(Dynamic Link Libraries)提供运行环境。每个虚拟机都有独立的地址空间、寄存器状态、堆栈、局部描述符表、中断表状态和执行优先权。虽然Win16、Win32应用程序都运行在System VM环境下,但Win16应用程序共享同一地址空间,而Win32应用程序却有自己独立的地址空间。
在编写应用程序时,编程(www.cppentry.com)人员经常忽略虚拟环境和实环境之间的差异,一般认为虚拟环境也就是实环境。但是,在编写虚拟设备驱动程序VxD时却不能这样做,因为VxD的工作是向应用程序代码提供一个与硬件接口的环境,为每一个客户虚拟机管理虚设备的状态,透明地仲裁多个应用程序,同时对底层硬件进行访问。这就是所谓虚拟化的概念。
VxD在虚拟机管理器VMM(Virtual Machine Manager)的监控下运行,而VMM实际上是一个特殊的VxD。VMM执行与系统资源有关的工作,提供虚拟机环境(能产生、调度、卸载VM)、负责调度多线程占先时间片及管理虚拟内存等工作。VxD与VMM运行在其他任何虚拟机之外,VxD事实上就是实现虚拟机的软件的一部分。
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