Win32

1、什麼是Win32?

　Win32是指你現在所使用的操作系統是32位的windows環境

Win32的重要意義?

　　從單進程單線程到多進程多線程是操作系統發展的一種必然趨勢，當年的DOS系統屬於單任務操作系統，最優秀的程序員也只能通過駐留內存的方式實現所謂的"多任務"，而如今的Win32操作系統卻可以一邊聽音樂，一邊編程，一邊打印文檔。

　　理解多線程及其同步、互斥等通信方式是理解現代操作系統的關鍵一環，當我們精通了Win32多線程程序設計後，理解和學習其它操作系統的多任務控制也非常容易。許多程序員從來沒有學習過嵌入式系統領域著名的操作系統VxWorks，但是立馬就能在上面做開發，大概要歸功於平時在Win32多線程上下的功夫。

　　因此，學習Win32多線程不僅對理解Win32本身有重要意義，而且對學習和領會其它操作系統也有觸類旁通的作用

進程（Process）是具有一定獨立功能的程序關於某個數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。程序只是一組指令的有序集合，它本身沒有任何運行的含義，只是一個靜態實體。而進程則不同，它是程序在某個數據集上的執行，是一個動態實體。它因創建而產生，因調度而運行，因等待資源或事件而被處於等待狀態，因完成任務而被撤消，反映了一個程序在一定的數據集上運行的全部動態過程。

　　線程（Thread）是進程的一個實體，是CPU調度和分派的基本單位。線程不能夠獨立執行，必須依存在應用程序中，由應用程序提供多個線程執行控制。

二者關係

　　線程和進程的關係是：線程是屬於進程的，線程運行在進程空間內，同一進程所產生的線程共享同一內存空間，當進程退出時該進程所產生的線程都會被強制退出並清除。線程可與屬於同一進程的其它線程共享進程所擁有的全部資源，但是其本身基本上不擁有系統資源，只擁有一點在運行中必不可少的信息(如程序計數器、一組寄存器和棧)。

操作系統分類

　　根據進程與線程的設置，操作系統大致分爲如下類型：

　　（1）單進程、單線程，MS-DOS就是這種操作系統；

　　（2）多進程、單線程，多數UNIX（及類UNIX的LINUX）是這種操作系統；

　　（3）多進程、多線程，Win32（Windows NT/2000/XP等）、Solaris 2.x和OS/2都是這種操作系統；

　　（4）單進程、多線程，VxWorks是這種操作系統。

引入線程的好處

　　在操作系統中引入線程帶來的主要好處有：

　　（1）通過進程來創建、終止線程比單獨地通過應用程序來創建、終止線程要快；

　　（2）同一進程內的線程間切換比進程間的切換要快，尤其是用戶級線程間的切換。另外，線程的出現還有以下幾個原因：

　　①併發程序的併發執行，在多處理環境下更爲有效。一個併發程序可以建立一個進程,而這個併發程序中的若干併發程序段就可以分別建立若干線程,使這些線程在不同的處理機上執行。

　　②每個進程具有獨立的地址空間，而該進程內的所有線程共享該地址空間。這樣可以解決父子進程模型中，子進程必須複製父進程地址空間的問題。

　　③線程對解決客戶/服務器模型非常有效。

Dos彙編的特點

　　在Dos下編彙編程序，我們可以管理系統的所有資源，我們可以改動系統中所有的內存，如自己改動內存控制塊來分配內存，自己修改中斷向量表來截獲中斷等，對其他操作也是如此，如我們對鍵盤端口直接操作就可以把鍵盤屏蔽掉，可以這樣來描述Dos系統：系統只有一個特權級別，在編程上講，任何程序和操作系統都是同級的，所以在Dos下，一個編得不好的程序會影響其他所有的程序，如一個程序把鍵盤口中斷關掉了，所有程序就都不能從鍵盤獲得鍵入的數據，直到任何一個程序重新打開鍵盤爲止，一個程序陷入死循環，也沒有其他程序可以把它終止掉。Dos下的編程思路是“單任務”的，你只要認爲你的程序會按照你的流程一步步的執行下去，不必考慮先後問題（當然程序可能會被中斷打斷，但你可以認爲它們會把環境恢復，如果中斷程序沒有把環境恢復，那是他們的錯）。

內存管理方式上的不同

　　在內存管理方式上，Dos彙編和Win32彙編也有很多的不同：Dos工作在實模式下，我們可以尋址1M的內存，尋址時通過段寄存器來制定段的初始地址，每個段的大小爲64K，超過1M的部分，就只能把他作爲XMS使用，也就是說，只能用作數據存放使用而無法在其中執行程序。

　　而Windows在保護模式下執行，這裏所有的資源對應用程序來說都是被“保護”的：程序在執行中有級別之分，只有操作系統工作在最高級--0級中，所有應用程序都工作在3級中（Ring3)， 在Ring3中，你無法直接訪問IO端口，無法訪問其他程序運行的內存，連向程序自己的代碼段寫入數據都是非法的，會在Windows的屏幕上冒出一個熟悉的藍屏幕來。只有對Ring0的程序來說，系統纔是全開放的。

內存的不同

　　在內存方面，Windows使用了處理器的分頁機制，使得對應用程序來說，所有的內存都是“平坦”的，你不必用一個段寄存器去指定段的地址，因爲在保護模式下，段寄存器的含義是不同的（可以參見80386手冊方面的書籍），你可以直接指定一個32位的地址來尋址4GB的內存。

程序結構方面的不同

　　在程序結構方面，Windows程序也有很大的不同，它是“基於消息”的，你可以想象這樣一個常見的Windows窗口，上面有幾個按鈕，如果你用Dos編程的思路去考慮，你會發現實現它很困難：鼠標移動到窗口邊緣時拖動會改變窗口大小，鼠標點擊按鈕時再做要做的事，你會發現，你的程序自開始執行後就在等待，你不知道鼠標先會點什麼地方，實際上你是在等待所有可能的事情的發生。而在Dos下，你可以只顧自己先執行，需要用戶輸入時，再停下來，你不輸入我就不再執行，而且，我讓你輸入數據A你就不能輸入數據B。

　　以上是Win32編程的基礎，無論對Win32彙編還是VC++，它們都是一樣的，下面我們來看看有關Win32彙編的內容。

編輯本段Win32ASM編譯器

　　Win32ASM的編譯器最常用的有兩種：Borland公司的Tasm5.0和Microsoft的Masm6.11以上版本，兩種編譯器各有自己的優缺點，Tasm帶了一個不大不小的Import庫，而Masm沒有帶，但Masm在代碼的優化上面好象比Tasm做得好，但它卻不帶Import庫。看來使用哪一種編譯器還是比較難選擇的，但Steve Hutchesson給了我們一個答案，他爲Masm建立了一個很全的Import庫，基本上包括了Windows絕大部分的Api函數，這些庫、include文件和其他工具還有Masm6.14版本一起做成了一個 Masm32編譯器 -- Masm32V5。這樣一來，我們用匯編編程就象用C一樣方便。

　　因爲有了Masm32V5，所以就我個人而言，我推薦使用Masm作爲Win32ASM的編譯工具，但Masm和Tasm的宏語法有很多的不同，我的這個教程是以Masm格式寫的。

編輯本段Masm32的環境設置

　　在Win32編程中，由於Windows有很多的數據結構和定義，這些都放在include文件中，還有連接時要用到Import庫（通俗的講就是Windows提供的DLL文件中的函數列表，也就是告訴程序到哪裏去調用API函數），這些都放在include 和lib目錄中。我們在編譯時要指定以下的系統環境：

　　set include=\Masm32v5\Include

　　set lib=\Masmv5\lib

　　set path=\Masmv5\Bin

　　這樣編譯器就會到正確的路徑中去找 include 文件和 lib 文件。你可以自己在 autoexec.bat 文件中加上以上語句，爲了產生Windows的PE格式的執行文件，在編譯和連接中要指定相應的參數：

　　編譯： Ml /c /coff 文件名.asm

　　連接： Link /SUBSYSTEM:WINDOWS OBJ文件名.obj 資源文件名.res

　　爲了不在每次編譯時都要打這麼多的參數，我們可以用 nmake 文件來代爲執行，nmake 是代碼維護程序，他會檢查 .asm .obj .exe .res 等文件的時間，如果你更新了源程序，他會自動執行編譯程序或連接程序產生相應的文件。你可以在文件名爲 makefile 的文件中指定使用的編譯器和連接程序以及相應的參數，下面是一個 makefile 文件的例子：

　　NAME = Clock

　　OBJS = $(NAME).obj

　　RES = $(NAME).res

　　$(NAME).exe: $(OBJS) $(RES)

　　Link /DEBUG /SUBSYSTEM:WINDOWS $(OBJS) $(RES)

　　$(RES): $(NAME).rc

　　Rc $(NAME).rc

　　.asm.obj:

　　Ml /c /coff $(NAME).asm

　　文件告訴 nmake程序，程序名爲 clock，產生 clock.exe 文件需要 clock.obj和 clock.res 文件，而產生 clock.res 文件需要 clock.rc 文件，產生 clock.obj 文件要用到 clock.asm 文件，至於是否需要執行 ml, link 和 rc，程序會根據文件的時間自動判斷。

編輯本段Win32ASM程序的結構和語法

　　讓我們先來看看一個最簡單的Win32彙編程序：

　　.386

　　.model flat, stdcall

　　option casemap :none ; case sensitive

　　include windows.inc

　　include kernel32.inc

　　includelib kernel32.lib

　　.data

　　szCaption db 'Win32彙編例子',0

　　szText db 'Win32彙編，Simple and powerful!',0

　　.code

　　start:

　　invoke MessageBox,NULL,addr szText,addr szCaption,MB_OK

　　invoke ExitProcess,NULL

　　end start

　　這就是一個能執行的最簡單的Win32彙編程序，下面我簡單地介紹一下各部分的作用：

386

　　這條語句和Dos下彙編是一樣的，是告訴編譯器我們要用到80386的指令集，因爲32位彙編程序要用到32位的寄存器如eax,ebx等，所以這一句是必須的，當然，你也可以用.486,.586等，當用到特權指令時，還可以用 .386p,.486p等等。

include 語句

　　include 語句包含了一些系統的定義和API函說明，其中所有的Windows 數據結構定義和常量定義包含在 windows.inc 中，而其他 API函數的說明包含在 xxx.inc 中， 如查 Microsoft Win32 Programmer's Reference 知道 ExitProcess包含在kernel32.dll 中，那麼我們就要在程序中包括 include kernel32.inc 和 includelib kernel32.lib語句，否則在編譯時會出現 API 函數未定義的錯誤。而 MessageBox 在 user32.dll 中，那麼我們就要在程序中包括 include user32.inc 和 includelib user32.lib語句

data 或data

　　指明瞭接下來是數據段，.data 定義了預定義的變量，.data?定義了未初始化的變量，兩者的不同之處是 .data? 定義的變量並不佔用 .exe 文件的大小，而是在程序執行時動態分配，所以開始是不指定初始值的數據可以放在 .data? 段中，如一個1K大小的緩衝區，放在 .data?中，程序將不會增加一個字節。

code

　　指明瞭接下來是代碼段，我們的所有代碼都放在這裏。最後的一句 start 語句指定了程序開始執行的語句。程序中的 ExitProcess 是一個標準的 Win32 API，對應 Dos彙編中的 int 20h 或 mov ah,4ch/int 21h，也就是程序退出。而 MessageBox 也是一個標準的 API，功能是在屏幕上顯示一個消息框，具體的參數上面已經解釋過了還有要注意的是 invoke MessageBox,NULL,addr szText,addr szCaption,MB_OK 語句中， MB_OK 和 NULL 已經預定義在 Windows.inc 中。