c - 16 位 DOS 中的 XMS 分配

Question

请原谅我的死灵法术尝试，但实际上我需要为 16 位 DOS (!) 编写一些代码。我必须验证一个软件在为 16 位平台构建时是否正确执行，我发现我们的 XP 工作站实际上可以运行 16 位 DOS 应用程序，这使得使用现有的批测试系统成为可能。

无论如何，软件都是由一个库和一个数据库组成的。较小的数据库(最多 ~150kB)可以定义为静态全局数组或从文件读取到使用 halloc() 分配的缓冲区，因此我非常有信心构建库和测试工具正确。

但是，我们也有一些更大的数据库需要测试，高达 ~1.8Mb。这对于正常分配来说太大了，所以我写了一个小的支持库来分配 XMS 内存。有了这个，我可以在一个小玩具程序中成功分配、使用(即写入和读取数据)和释放多达 16Mb 的数据。但是，在“真实”应用程序中使用 XMS 工具时，出现以下错误:

The NTVDM CPU has encountered an illegal instruction.
CS:0000 IP:00ba OP:0f 04 10 0e 51

谷歌搜索此错误几乎没有相关结果，此类错误似乎通常归咎于各种恶意软件。

代码库是严格的 C90，当前用于 DOS 构建的编译器是使用“大”内存模型的 OpenWatcom 1.9。构建时没有警告或错误。

XMS 支持库如下，错误似乎发生在调用 xmsmalloc() 之后:

/* This file implements rudimentary XMS memory handling.
 * Documentation on the XMS API was found on http://www.qzx.com/pc-gpe/xms30.txt
 */

#include <stddef.h> /* Definition of NULL */
#include <limits.h> /* Definition of UINT_MAX */
#include <stdio.h>  /* fprintf and (FILE *) */

/* Allow external configuration of maximum concurrent XMS allocations */
#ifndef MAX_XMS_ALLOCATIONS
#define MAX_XMS_ALLOCATIONS 4
#endif

/* Address of the XMS driver */
static long XMSControl;

/* Mapping of XMS handle <-> normal pointer */
typedef struct {
    unsigned int XMSHandle;
    void huge * XMSPointer; 
} XMSHandleMap;

static XMSHandleMap allocMap[MAX_XMS_ALLOCATIONS];

/* Set up the XMS driver, returns 0 on success and non-zero on failure */
static int initxms(void)
{
    char XMSStatus = 0;

    if ( XMSControl == 0 )
    {
        __asm {
        ; Is an XMS driver installed?
            mov ax,4300h
            int 2Fh
            mov [XMSStatus], al
        }

        if ( XMSStatus == 0x80 )
        {
            __asm {
            ; Get the address of the driver control function
                mov ax,4310h
                int 2Fh
                mov word ptr [XMSControl]  ,bx
                mov word ptr [XMSControl+2],es
            }
        }
    }

    return ( XMSControl == 0 );
}

/* Allocate a slab of memory from XMS */
void huge * xmsmalloc(long unsigned int size)
{
    unsigned int kB;
    unsigned int XMSStatus = 0;
    unsigned int XMSHandle = 0;
    void huge * XMSPointer = NULL;
    int n;

    /* If we can not initialize XMS, the allocation fails */
    if ( initxms() )
        return NULL;

    /* It is not possible to allocate more kilobytes than a 16-bit register can hold :-) */
    if ( size / 1024 > UINT_MAX )
        return NULL;

    /* Get the next free entry in the handle <-> pointer mapping */
    for ( n = 0; n < MAX_XMS_ALLOCATIONS; n++ )
    {
        if ( allocMap[n].XMSPointer == NULL )
            break;
    }

    if ( n == MAX_XMS_ALLOCATIONS )
        return NULL;

    kB = size / 1024 + (size % 1024 > 0);

    __asm {
    ; Allocate [kB] kilobytes of XMS memory
        mov ah, 09h
        mov dx, [kB]
        call [XMSControl]
        mov [XMSStatus], ax
        mov [XMSHandle], dx
    }

    /* Check if XMS allocation failed */
    if ( XMSStatus == 0)
        return NULL;

    __asm {
    ; Convert XMS handle to normal pointer
        mov ah, 0Ch
        mov dx, [XMSHandle]
        call [XMSControl]
        mov [XMSStatus], ax

        mov word ptr [XMSPointer],  bx 
        mov word ptr [XMSPointer+2],dx
    }

    if ( XMSStatus == 0 )
    {
        /* Lock failed, deallocate the handle */
        __asm {
        ; Free XMS handle
            mov ah, 0Ah
            mov dx, [XMSHandle]
            call [XMSControl]

        ; Return value is not really interesting 
        ;   mov [XMSStatus], ax
        }
        return NULL;
    }

    /* Create an entry in the handle <-> pointer mapping */
    allocMap[n].XMSHandle = XMSHandle;
    allocMap[n].XMSPointer = XMSPointer;

    return XMSPointer;
}

/* Free a pointer allocated with xmsalloc */
void xmsfree(void huge * XMSPointer)
{
    int n;

    if ( XMSPointer == NULL )
        return;

    if ( initxms() ) 
        return;

    for ( n = 0; n < MAX_XMS_ALLOCATIONS; n++ )
    {
        if ( allocMap[n].XMSPointer == XMSPointer )
        {
            int XMSHandle = allocMap[n].XMSHandle;

            __asm {
            ; Unlock handle so we can free the memory block
                mov ah, 0Dh
                mov dx, [XMSHandle]
                call [XMSControl]

            ; Free XMS memory
                mov ah, 0Ah
                mov dx, [XMSHandle]
                call [XMSControl]

            ; Return value ignored
            }

            /* Clear handle <-> pointer map entry so it can be reused */
            allocMap[n].XMSHandle = 0;
            allocMap[n].XMSPointer = NULL;

            return;
        }
    }
}

/* Write a memory report for debugging purposes */
void xmsreport(FILE * stream)
{
    int XMSVersionNumber = 0;
    int XMSLargestBlock = 0;
    int XMSTotal = 0;

    if ( initxms() ) 
    {
        puts("Could not initialize XMS Driver!");
        return;
    }

    __asm {
    ; Get the driver version number
        mov ah,00h
        call [XMSControl] ; Get XMS Version Number
        mov [XMSVersionNumber], ax

    ; Get the amount of free XMS memory
        mov ah, 08h
        call [XMSControl]
        mov [XMSLargestBlock], ax
        mov [XMSTotal], dx
    }

    fprintf(stream, "XMS Version number: %d\n", XMSVersionNumber);
    fprintf(stream, "Largest available block: %d kB (%d kB total)\n", XMSLargestBlock, XMSTotal);
}

一些具体问题:

1. 我在哪里可以找到有关错误消息的更多信息(我猜 OP 是指操作码，但其他字段呢？)
2. 我发现的 XMS API 引用在 Windows XP 上运行时是否仍然适用，或者是否有一些更新的版本我应该引用？
3. 我可以用内联汇编程序搞砸系统状态吗？我该如何解决？
4. 对于如何解决这个问题，您有更好的想法吗？ :-) DOS 扩展程序似乎需要 32 位模式，本练习的重点是使用 16 位模式。

Answer 1

我看到两个问题。

第 1 步:确保您的编译器使用的是远调用而不是近调用，否则您将跳转到错误的段并执行未知代码，并可能生成无效的操作码……这似乎是正在发生的事情。如果您的编译器默认为近调用，请尝试在您的代码中“调用远 [XMSControl]”。

第二:NTVDM.EXE 在虚拟 86 模式下运行代码，而不是真正的实模式。虽然 Windows XP 确实支持 16 位应用程序，但它的支持有限。因此，您可能会遇到数据库的其他问题。例如，您将无法访问 USB，因此您无法在 USB 打印机上打印，需要使用旧的并口打印机。祝你好运，找到一个在旧货拍卖会上使用过的...