浅谈DOS扩展器和DPMI

浅谈DOS扩展器和DPMI

作者：TBsoft Software Studio（2005） 转载自：Changjiang的专栏

MS-DOS已经成为历史，但是DOS并没有消失。

没有MS-DOS，还可以使用FreeDOS等GNU DOS系统，现在许多计算机厂商在低档计算机中不预装昂贵的Windows，而预装FreeDOS，FreeDOS的网站是http://www.freedos.org。

在某些特殊场合，例如工控，DOS的单任务特点使得DOS的实时性远高于Windows，又可以完全直接透明地使用硬件，DOS应用程序仍然有继续开发的必要。

提到开发DOS应用程序，新一代程序员可能很少知之了，老一代程序员的第一印象就是一大堆“限制”：16位应用程序，640K基本内存限制，64K段长限制……开发DOS应用程序不能使用32位编程，不能分配和使用大内存（即使你有1G内存，也只能使用640K基本内存，而且分配一块内存最大不能超过64K）几乎已成定论，很多硬件程序员不得不转向Windows。

DOS不能使用32位编程？不能使用4G内存？答案是否定的，很多老一代程序员异口同声地说：使用Watcom C/C++！使用DOS/4GW！可以开发32位的DOS应用程序，使用4G内存。当年大名鼎鼎的游戏DOOM II就使用了DOS/4GW，DOS/4GW是一种DOS扩展器（DOS Extender），开发DOS/4GW的公司就是今天让新一代程序员津津乐道的Rational公司。

DOS扩展器可以使DOS运行在32位的保护模式下，可以在DOS下运行32位保护模式应用程序，使用4G内存，相当于在使用DOS扩展器的情况下，DOS可以认为是32位的操作系统。实际上Windows 9x的底层，有一部分就相当于DOS扩展器。

DOS扩展器虽然能够使DOS运行在32位的保护模式下，但是DOS扩展器不可能完全取代DOS，当应用程序使用DOS功能调用（INT 21H）时，特别是访问文件时，必须回到实模式或者虚拟8086模式下调用DOS功能调用。还有，如何将实模式切换到保护模式？这些工作都可以交给DPMI（DOS Protected Mode Interface，DOS保护模式接口）完成，DPMI是保护模式的DOS扩展器和实模式的DOS之间的接口，DOS扩展器通过DPMI完成切换到保护模式，以及在保护模式下访问实模式的DOS功能。

DPMI是一种标准，Windows 9x支持DPMI 0.9，相当一部分Windows 9x中的Win32 API最终通过DPMI调用DOS功能调用（INT 21H），不过默认情况下Windows 9x的文件系统基本上不再调用DOS功能调用，所以Windows 9x基本上是完全的操作系统，但Windows 9x也是不可能不依靠DOS的，Windows 9x的相当一部分相当于DOS扩展器。

换而言之，DOS下32位应用程序调用DOS扩展器，DOS扩展器调用DPMI，DPMI为DOS扩展器提供服务，使得DOS扩展器可以和DOS协调工作，提供DPMI的应用程序称为DPMI服务器，例如Windows 9x就可以作为DPMI服务器。DOS/4GW是DOS扩展器，同时也是DPMI服务器，部分资料将DOS扩展器和DPMI混为一谈，实际上是很不准确的。DPMI是供DOS扩展器使用的接口，在DOS扩展器上运行的32位应用程序应该调用DOS扩展器的功能，不应该直接调用DPMI。

目前在DOS下开发32位应用程序可以使用GNU编译器——DJGPP，DJGPP的网站是http://www.delorie.com/djgpp/。DJGPP是GNU C/C++编译器——GCC在DOS扩展器GO32下的移植版本，GO32使用DPMI，需要DPMI服务器，DJGPP中自带的CWSDPMI是GNU DPMI服务器，GO32也可以使用其他DPMI服务器，例如在Windows 9x的MS-DOS方式下直接运行。新版DJGPP编译生成的的EXE文件中包含32位DOS应用程序部分、GO32部分和相应的STUB，运行后STUB直接加载运行DOS扩展器GO32部分，然后加载运行32位DOS应用程序部分，GO32必须DPMI支持，可以自动加载调用CWSDPMI。

所以，新版DJGPP编译生成的的EXE文件并不是使用CWSDPMI作为DOS扩展器，真正的DOS扩展器是包括在EXE文件中的GO32部分，CWSDPMI只是GO32使用的DPMI服务器。FreeDOS+DJGPP，为21世纪的DOS，开发21世纪的新一代DOS应用程序奠定了基础，是目前开发新一代DOS应用程序的优秀选择。

实际上，通过若干（不需要很多）程序员的合作，开发一个和Windows 9x兼容，可以运行部分、大部分乃至于几乎全部Win32应用程序的操作系统，并不是一件做不到的事情。国外早就有WDosX、SEAL、ReactOS等开源项目，使用Embedding Windows，Windows 98可以裁剪到8M，都足以证明这一点。我们不缺技术，缺的只是做实事的人！

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