Windows 驱动程序的发展进化之标准模式Windows

标准模式Windows(Standard-Mode Windows)

早期的 Windows 中,MS-DOS 和 BIOS 是最重要的。Windows运行在实模式状态中,这时的Windows充其量不过是一个强化后的MS-DOS图形用户介面而已。从系统角度看,Windows只不过是个大的图形应用程序。Intel 80286 的出现,使 Windows能够操作16MB 的实际内存空间。依靠保护模式和实模式的转换,Windows 仍然继续使用MS-DOS 和 BIOS 提供的服务来完成所有的系统需求。这种运作模式被称为 Windows标准模式(Windows standard mode) 。

 

在 80286 机器上切换实模式和保护模式,系统开销很大。Intel 于是提供了一个快又有效率的指令,让你从实模式切换到保护模式。但Intel 认为没有什么人还需要再从保护模式切换回实模式。结果,唯一能让标准模式(Windows standard mode )存取实模式软件(如 MS-DOS )的方法就是复位CPU(reset CPU) 。

 

在人们开发出来的各种复位方法中,最普遍的一种就是触发键盘控制器,提供由 Ctrl-Alt-Delete 键所发出的外部信号。于是引发所谓的三键失效(triple fault,即三键热启动),这是 CPU 先天无法处理的一种“失效“。事实上无论哪一种作法,代价都很昂贵,因为它们至少都得经过 BIOS 的引导程序 。事实上,在某些 286 机器,模式的切换要花掉好几毫秒。显然 Windows 需要一种方法,避免每次一有事件发生,像是键盘被按下或鼠标移动等等,就得切换到实模式。解方法就是写一个保护模式驱动程序,可以在保护模式中处理 I/O 中断。

 

这些驱动程序直到今天我们都还在使用,你在 SYSTEM 子目录中看到的扩展名为 .DRV 的文件都是!包括 MOUSE.DRV 、COMM.DRV 等等。我把它们称为 ring3 DLL 驱动程序,因为它们实质上都是 16 位 Windows 动态链接库(DLLs ),在 ring3层 (Intel CPU 最不受保护的层,一般应用程序运行在ring3层,核心态的驱动程序动行在ring0层)执行。它们的任务是在不离开 CPU保护模式的前提下,和 Windows KERNEL 、USER 、GDI 模块之间形成介面。

 

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