[ Assembler & Win32. Курс молодого бойца. Урок 2 ]


				Память системы


Прежде чем рассказывать, о языке ассемблера я расскажу вам, как устроена память 
на Win32 системах. Программировать на ассемблере не зная, как устроена память 
системы бессмысленно. Самое главное преимущество ассемблера состоит во взаимодействии 
с памятью.

Ладно, приступим. Сначала я объясню, что такое смещение. Смещение это положение 
относительно чего-то. Смещение может быть в файле, в памяти и вообще во всём. Если 
говорить по-другому, то смещение это положение, адрес, местонахождение всегда измеряется в 
байтах. У каждой переменной есть смещение, у каждой команды есть смещение. 
Немного истории.

Теперь о памяти. В ДОС и в windows 3.Х память была сегментной. Вся память делилась на 
сегменты по 64 КВ., и адрес (именно адрес, а не смещение) задавалась, форматом сегмент: офсет. 
Сегмент задаёт порядковый номер сегмента, а офсет задаёт смещение чего-либо в этом сегменте.


					Память

Сегмент 1 (64kb)   Сегмент 2 (64kb)   Сегмент 3 (64kb)   Сегмент 4 (64kb)   и так далее



Учтите, что это объяснение для 16-разрядных программ, о 32-разрядных я расскажу позже, 
(но не пропускайте эту часть, важно понять, что такое 32-разрядность).

Таблица выше иллюстрирует общую память, разделенную на сегменты по 64kb. Здесь максимум 
65536 сегментов. Теперь возьмите один из сегментов:


					Сегмент 1(64kb)

Смещение 1	Смещение 2	Смещение 3	Смещение 4	Смещение 5	и так далее


Вы спросите, зачем нужна эта сегментность. Всему есть разумное объяснение. Дело в том в 
том, что ДОС 16 битный. И регистры 16 битные. С помощью 16 бит можно адресовать только 65536 
байт памяти и 65536 сегментов.

Например: 0030:4012 (всё шестнадцатиричное)

Это означает: сегмент 30, смещение 4012. Чтобы узнать, что находится в том адресе, вы сначала 
переходите на сегмент 30, а затем в сегменте смещаетесь на 4012. В предыдущих уроках 
мы узнали о сегментных и указательных регистрах. Например, сегментные регистры:

    * CS - Сегмент кода
    * DS - Сегмент данных
    * SS - Сегмент стека
    * ES - Дополнительный сегмент
    * FS - Универсальный сегмент
    * GS - Универсальный сегмент 

Названия говорят о их функциях: сегмент кода (CS) содержит номер секции, где вылнен 
текущий код. Сегмент данных для получения данных из текущего сегмента. На стек указывает 
сегмент стека (SS) (подробнее о стеке я раскажу позже), ES, FS, GS - универсальные регистры 
и могут использоваться для любого сегмента (не в win32).
Теперь о Win32.

В 16-разрядном программировании, сегменты необходимы. К счастью, эта проблема решена в 
32-разрядном Windows (95 и выше). Вы все еще имеете сегменты, но вам не нужно заботиться о 
них, потому, что они уже не 64kb (как в 16-разрядном), а 4 Гб. Windows вероятно даже "повиснет", 
если вы попытаетесь изменить один из сегментных регистров. Это называеся плоской моделью памяти 
(flat). Здесь есть только смещения и они теперь 32-разрядные (в диапазоне от 0 до 4,294,967,295). 
Каждая ячейка в памяти указывается смещением. Это действительно одно из лучших преимуществ 
32-разрядного программирования над 16-разрядным. Так что теперь вы можете забыть о сегментных 
регистрах и сосредоточиться на других регистрах.

Вот общая схема памяти в Win32. (1.gif)

Но 4ГБ может и не быть на машине, поэтому эта память называется виртуальной. Мало того, 
каждый процесс выполняется в своём виртуальном адресном пространстве. А это значит, что 
никакой другой процесс не сможет получить доступ к вашей памяти. Для этого существуют 
специальные API функции, но для их использования нужно иметь специальные привилегии в системе. 
Память 0-0000FFFF не используется и служит для выявления нулевых указателей, значит, если вы 
укажете адрес 0000С567, то он будет считаться нулевым, удобно, не правда ли? Любая попытка 
обратится к этой памяти приводит к ошибке. Память выше 80000000 одна для всех процессов. В 
этой памяти находится код нулевого кольца, структуры ядра, код планировщика задач, код драйверов, 
диспетчер ввода вывода, таблица прерываний и т.д. Любая попытка обратиться к памяти ядра 
приводит к ошибке и к немедленному завершению приложения. Память в диапазоне 00001000-7FFFFFFF 
доступна для 3 кольца, т.е. для вашего приложения. С ней вы, что хотите то и делаете, в неё 
также грузятся Дллки.
Выделение памяти.

Если вам даётся 2ГБ памяти, то это не означает, что вы можете обратиться к любому участку памяти. 
Для того чтобы получить доступ к некоторому участку памяти надо сначала её зарезервировать. 
Грубо говоря, перед резервированием памяти, резервируемого участка памяти просто не существует 
(я не оговорился её просто не существует), вы как бы его создаёте и задаёте ему атрибуты доступа 
(полный доступ, только чтение, только запись, нет доступа). Минимальный размер выделяемой 
памяти - страница, равна 1000 байтам (для тех, кто не привык к шестнадцатеричной записи, 
это 4096 байт - 4КБ). Даже если вы захотите выделить 5 байт, то всё равно выделится 4КБ. 
Такой метод распределения памяти называется гранулярность. Думаю, вы не столкнётесь с тем, 
что вам надо будет выделять память, лично мне это ни разу не пригодилось. Это нужно при работе 
с файлами для того, что бы в эту память читать файл.

Не расслабляемся, читаем следующий, урок. 


Фотки к статье ищи в /includes/asm/*

(с) Руслан Аблязов