Win32

1、什么是Win32?

　Win32是指你现在所使用的操作系统是32位的windows环境

Win32的重要意义?

　　从单进程单线程到多进程多线程是操作系统发展的一种必然趋势，当年的DOS系统属于单任务操作系统，最优秀的程序员也只能通过驻留内存的方式实现所谓的"多任务"，而如今的Win32操作系统却可以一边听音乐，一边编程，一边打印文档。

　　理解多线程及其同步、互斥等通信方式是理解现代操作系统的关键一环，当我们精通了Win32多线程程序设计后，理解和学习其它操作系统的多任务控制也非常容易。许多程序员从来没有学习过嵌入式系统领域著名的操作系统VxWorks，但是立马就能在上面做开发，大概要归功于平时在Win32多线程上下的功夫。

　　因此，学习Win32多线程不仅对理解Win32本身有重要意义，而且对学习和领会其它操作系统也有触类旁通的作用

进程（Process）是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。程序只是一组指令的有序集合，它本身没有任何运行的含义，只是一个静态实体。而进程则不同，它是程序在某个数据集上的执行，是一个动态实体。它因创建而产生，因调度而运行，因等待资源或事件而被处于等待状态，因完成任务而被撤消，反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。

　　线程（Thread）是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位。线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

二者关系

　　线程和进程的关系是：线程是属于进程的，线程运行在进程空间内，同一进程所产生的线程共享同一内存空间，当进程退出时该进程所产生的线程都会被强制退出并清除。线程可与属于同一进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源，但是其本身基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的信息(如程序计数器、一组寄存器和栈)。

操作系统分类

　　根据进程与线程的设置，操作系统大致分为如下类型：

　　（1）单进程、单线程，MS-DOS就是这种操作系统；

　　（2）多进程、单线程，多数UNIX（及类UNIX的LINUX）是这种操作系统；

　　（3）多进程、多线程，Win32（Windows NT/2000/XP等）、Solaris 2.x和OS/2都是这种操作系统；

　　（4）单进程、多线程，VxWorks是这种操作系统。

引入线程的好处

　　在操作系统中引入线程带来的主要好处有：

　　（1）通过进程来创建、终止线程比单独地通过应用程序来创建、终止线程要快；

　　（2）同一进程内的线程间切换比进程间的切换要快，尤其是用户级线程间的切换。另外，线程的出现还有以下几个原因：

　　①并发程序的并发执行，在多处理环境下更为有效。一个并发程序可以建立一个进程,而这个并发程序中的若干并发程序段就可以分别建立若干线程,使这些线程在不同的处理机上执行。

　　②每个进程具有独立的地址空间，而该进程内的所有线程共享该地址空间。这样可以解决父子进程模型中，子进程必须复制父进程地址空间的问题。

　　③线程对解决客户/服务器模型非常有效。

Dos汇编的特点

　　在Dos下编汇编程序，我们可以管理系统的所有资源，我们可以改动系统中所有的内存，如自己改动内存控制块来分配内存，自己修改中断向量表来截获中断等，对其他操作也是如此，如我们对键盘端口直接操作就可以把键盘屏蔽掉，可以这样来描述Dos系统：系统只有一个特权级别，在编程上讲，任何程序和操作系统都是同级的，所以在Dos下，一个编得不好的程序会影响其他所有的程序，如一个程序把键盘口中断关掉了，所有程序就都不能从键盘获得键入的数据，直到任何一个程序重新打开键盘为止，一个程序陷入死循环，也没有其他程序可以把它终止掉。Dos下的编程思路是“单任务”的，你只要认为你的程序会按照你的流程一步步的执行下去，不必考虑先后问题（当然程序可能会被中断打断，但你可以认为它们会把环境恢复，如果中断程序没有把环境恢复，那是他们的错）。

内存管理方式上的不同

　　在内存管理方式上，Dos汇编和Win32汇编也有很多的不同：Dos工作在实模式下，我们可以寻址1M的内存，寻址时通过段寄存器来制定段的初始地址，每个段的大小为64K，超过1M的部分，就只能把他作为XMS使用，也就是说，只能用作数据存放使用而无法在其中执行程序。

　　而Windows在保护模式下执行，这里所有的资源对应用程序来说都是被“保护”的：程序在执行中有级别之分，只有操作系统工作在最高级--0级中，所有应用程序都工作在3级中（Ring3)， 在Ring3中，你无法直接访问IO端口，无法访问其他程序运行的内存，连向程序自己的代码段写入数据都是非法的，会在Windows的屏幕上冒出一个熟悉的蓝屏幕来。只有对Ring0的程序来说，系统才是全开放的。

内存的不同

　　在内存方面，Windows使用了处理器的分页机制，使得对应用程序来说，所有的内存都是“平坦”的，你不必用一个段寄存器去指定段的地址，因为在保护模式下，段寄存器的含义是不同的（可以参见80386手册方面的书籍），你可以直接指定一个32位的地址来寻址4GB的内存。

程序结构方面的不同

　　在程序结构方面，Windows程序也有很大的不同，它是“基于消息”的，你可以想象这样一个常见的Windows窗口，上面有几个按钮，如果你用Dos编程的思路去考虑，你会发现实现它很困难：鼠标移动到窗口边缘时拖动会改变窗口大小，鼠标点击按钮时再做要做的事，你会发现，你的程序自开始执行后就在等待，你不知道鼠标先会点什么地方，实际上你是在等待所有可能的事情的发生。而在Dos下，你可以只顾自己先执行，需要用户输入时，再停下来，你不输入我就不再执行，而且，我让你输入数据A你就不能输入数据B。

　　以上是Win32编程的基础，无论对Win32汇编还是VC++，它们都是一样的，下面我们来看看有关Win32汇编的内容。

编辑本段Win32ASM编译器

　　Win32ASM的编译器最常用的有两种：Borland公司的Tasm5.0和Microsoft的Masm6.11以上版本，两种编译器各有自己的优缺点，Tasm带了一个不大不小的Import库，而Masm没有带，但Masm在代码的优化上面好象比Tasm做得好，但它却不带Import库。看来使用哪一种编译器还是比较难选择的，但Steve Hutchesson给了我们一个答案，他为Masm建立了一个很全的Import库，基本上包括了Windows绝大部分的Api函数，这些库、include文件和其他工具还有Masm6.14版本一起做成了一个 Masm32编译器 -- Masm32V5。这样一来，我们用汇编编程就象用C一样方便。

　　因为有了Masm32V5，所以就我个人而言，我推荐使用Masm作为Win32ASM的编译工具，但Masm和Tasm的宏语法有很多的不同，我的这个教程是以Masm格式写的。

编辑本段Masm32的环境设置

　　在Win32编程中，由于Windows有很多的数据结构和定义，这些都放在include文件中，还有连接时要用到Import库（通俗的讲就是Windows提供的DLL文件中的函数列表，也就是告诉程序到哪里去调用API函数），这些都放在include 和lib目录中。我们在编译时要指定以下的系统环境：

　　set include=\Masm32v5\Include

　　set lib=\Masmv5\lib

　　set path=\Masmv5\Bin

　　这样编译器就会到正确的路径中去找 include 文件和 lib 文件。你可以自己在 autoexec.bat 文件中加上以上语句，为了产生Windows的PE格式的执行文件，在编译和连接中要指定相应的参数：

　　编译： Ml /c /coff 文件名.asm

　　连接： Link /SUBSYSTEM:WINDOWS OBJ文件名.obj 资源文件名.res

　　为了不在每次编译时都要打这么多的参数，我们可以用 nmake 文件来代为执行，nmake 是代码维护程序，他会检查 .asm .obj .exe .res 等文件的时间，如果你更新了源程序，他会自动执行编译程序或连接程序产生相应的文件。你可以在文件名为 makefile 的文件中指定使用的编译器和连接程序以及相应的参数，下面是一个 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

　　文件告诉 nmake程序，程序名为 clock，产生 clock.exe 文件需要 clock.obj和 clock.res 文件，而产生 clock.res 文件需要 clock.rc 文件，产生 clock.obj 文件要用到 clock.asm 文件，至于是否需要执行 ml, link 和 rc，程序会根据文件的时间自动判断。

编辑本段Win32ASM程序的结构和语法

　　让我们先来看看一个最简单的Win32汇编程序：

　　.386

　　.model flat, stdcall

　　option casemap :none ; case sensitive

　　include windows.inc

　　include kernel32.inc

　　includelib kernel32.lib

　　.data

　　szCaption db 'Win32汇编例子',0

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

　　.code

　　start:

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

　　invoke ExitProcess,NULL

　　end start

　　这就是一个能执行的最简单的Win32汇编程序，下面我简单地介绍一下各部分的作用：

386

　　这条语句和Dos下汇编是一样的，是告诉编译器我们要用到80386的指令集，因为32位汇编程序要用到32位的寄存器如eax,ebx等，所以这一句是必须的，当然，你也可以用.486,.586等，当用到特权指令时，还可以用 .386p,.486p等等。

include 语句

　　include 语句包含了一些系统的定义和API函说明，其中所有的Windows 数据结构定义和常量定义包含在 windows.inc 中，而其他 API函数的说明包含在 xxx.inc 中， 如查 Microsoft Win32 Programmer's Reference 知道 ExitProcess包含在kernel32.dll 中，那么我们就要在程序中包括 include kernel32.inc 和 includelib kernel32.lib语句，否则在编译时会出现 API 函数未定义的错误。而 MessageBox 在 user32.dll 中，那么我们就要在程序中包括 include user32.inc 和 includelib user32.lib语句

data 或data

　　指明了接下来是数据段，.data 定义了预定义的变量，.data?定义了未初始化的变量，两者的不同之处是 .data? 定义的变量并不占用 .exe 文件的大小，而是在程序执行时动态分配，所以开始是不指定初始值的数据可以放在 .data? 段中，如一个1K大小的缓冲区，放在 .data?中，程序将不会增加一个字节。

code

　　指明了接下来是代码段，我们的所有代码都放在这里。最后的一句 start 语句指定了程序开始执行的语句。程序中的 ExitProcess 是一个标准的 Win32 API，对应 Dos汇编中的 int 20h 或 mov ah,4ch/int 21h，也就是程序退出。而 MessageBox 也是一个标准的 API，功能是在屏幕上显示一个消息框，具体的参数上面已经解释过了还有要注意的是 invoke MessageBox,NULL,addr szText,addr szCaption,MB_OK 语句中， MB_OK 和 NULL 已经预定义在 Windows.inc 中。