如何在纯dos下管理内存

DOS操作系统最早设计时，PC机的硬件系统只支持1M字节的寻址空间，所以DOS只能管理最多1M字节的连续内存空间。在这1M内存中，又只有640K被留给应用程序使用，它们被称为常规内存或基本内存，其它384K被称为高端内存，是留给视频显示和BIOS等使用的。在1982年，640K内存对微型计算机来说显得绰绰有余，人们甚至认为，640K的内存可以用来干任何事。现在看起来有些可笑，但在当时，情况确实如此。

现在的情况是，即使你的电脑装有几兆或几十兆内存，但如果你使用DOS操作系统，那么你也只有640K的内存可以直接使用，1M以上的内存要通过一些内存管理工具才能使用。值得庆幸的是，Windows 95已经不存在常规内存的限制了，你所有的内存，不管是8M还是128M，都可以被直接使用。

在DOS下，系统中存在以下四种内存：
常规内存(Conventional Memory)；
高端内存(Upper Memory)；
扩充内存(Expanded Memory)；
扩展内存(Extended Memory)。

常规内存指的是0－640K的内存区。在DOS下，一般的应用程序只能使用系统的常规内存，因而都要受到640KB内存的限制。而且由于DOS本身和config.sys文件中的安装的设备驱动程序和autoexec.bat文件中执行的内存驻留程序都要占用一些常规内存，所以应用程序能使用的常规内存是不到640K的。有很多时候，我们都要想方设法地整理内存，好为一些“胃口”比较大的应用程序留出足够的常规内存，这一点想必是许多DOS时代的电脑爱好者最熟悉不过的了。

高端内存是指位于常规内存之上的384K内存。程序一般不能使用这个内存区域，但是EMM386.exe可以激活高端内存的一部分，并且它允许用户将某些设备驱动程序和用户程序用Devicehigh或LH(即loadhigh)装入高端内存。dos=high,umb也是把DOS的一部分装到高端内存里。这里的umb是高端内存块(Upper Memory Block)的缩写。

扩充内存是一种早期的增加内存的标准，最多可扩充到32M。使用扩充内存必须在计算机中安装专门的扩充内存板，而且还要安装管理扩充内存板的管理程序。由于扩充内存是在扩展内存之前推出的，所以大多数程序都被设计成能使用扩充内存，而不能使用扩展内存。由于扩充内存使用起来比较麻烦，所以在扩展内存出现后不久就被淘汰了。

扩展内存只能用在80286或更高档次的机器上，目前几乎所有使用DOS的机器上超过1M的内存都是扩展内存。扩展内存同样不能被DOS直接使用，DOS5.0以后提供了Himem.sys这个扩展内存管理程序，我们可以通过它来管理扩展内存。emm386.exe可以把扩展内存(XMS)仿真成扩充内存(EMS)，以满足一些要求使用扩充内存的程序

。

最后再强调一下，不管扩充内存
或扩展内存有多大，DOS的应用程序只能在常规内存下运行。有的程序可以通过DOS扩展器(比如DOS4GW.exe等程序)使CPU进入保护模式，从而直接访问扩展内存；但是要注意，进入保护模式以后，计算机就脱离了DOS状态



最常见的方法有以下几种: 1. 精减程序的尺寸，同时尽量避免一次使用太多的内存 （有没有搞错？偶只是初学者，不是算法专家耶） 2. 使用文件覆盖技术，只在使用指定代码时才将其读入内存，执行后释放 （偶的程序怎么就这么慢呢？硬盘狂转中…） 3. 用标准的DOS扩展技术如EMS、XMS、DPMI （哇！功能好强，不过程序改起来好累啊） 4. 自己写保护模式平台 （谁要这么做了别忘了发一份源程序给我啊） 5. 转移到其他平台如Windows/UNIX/LINUX （拜托，我只想在DOS下运行啊） 程序压缩效果再好也是有限，总不能达到50%以上吧，程序要用2M乃至10M内存呢？文件覆盖需要自己编写调度模 块，而且因为频繁读写硬盘，将导致程序运行速度变得很低；EMS、XMS、DPMI功能强大，兼容性强，尤其是DPMI规范不 但支持大内存访问，而且还可以在保护模式下运行代码并能超越64KB的段地址限制，实在是写大型程序时的首选。但EMS 、XMS只能将扩展内存当作高速硬盘使用，所有的访问都只能通过一系列中断调用来完成，对于经常需要小尺寸大批量内 存访问的程序就不太适合，而且使用它们均受制于实模式的64KB段地址空间，对于大数据量访问也不太方便；用DPMI当 然就没有这些限制，但它需要将所有的程序按保护模式的结构改写，这也是一件麻烦的事。自己写保护模式平台（汗！… 这个我想没有几个人做得到吧，我就算做得到也不会做的）。至于转移到其他平台那就不用我说了。 看到这里，读者不禁会问：“那照这么说来没有一种方法是好的了？” 其实也不是这样，每种方法都有它的优点和缺点，要看你的需要来决定到底使用哪种方法。 好了，废话说了这么多，再不切入正题的话估计会有人向我扔鸡蛋了，下面就来告诉大家怎么做到在实模式下访问4GB内存。这种技术需要保护模式支持，所以只能在80386以上的CPU中运行。 学过一点保护模式的读者都知道，在保护模式下段地址寄存器中内容的不再象实模式那样是段的基地址，而只是描述符表中的一个索引，段的真正信息（基地址、限长、访问权限等）放在描述符表中， 当访问一数据时CPU会从描述符表取出段的描述信息来检查访问是否合法，不合法就产生异常，合法则允许访问。每次访问都要读出描述符信息再检查是一个比较

费时的过程，为了提高内存访问的速度，Intel公司在CPU中为每个段寄存 器配备了
一个高速缓冲器来存放段的描述符信息，这样访问内存时就不用频繁地访问描述表，只要从高速缓冲进行校验就行，只有在改变段寄存器的值时才访问描述符表将新的段描述符装入高速缓冲中。 我们就利用CPU的这个特性来达成我们的目的。首先进入保护模式，把某个段寄存器设为基地址0H，限长4GB，然后再退回实模式。这样就可以通过该段寄存器直接访问4GB的内存了（实际上只能访 问你的机器上所有的内存而并不是4GB）！还有一点要注意的是一定要打开A20线，否则……别怪我言之不预！ 下面列出所需要的代码： Make4GBSegment MACRO _seg local MyGdt,PM_Service,Old_GDTR,GDTR,Real_Service,MyGdt local _Exit Push DS Push ES Pushad Pushfd ;保护现场 Sub EBX,EBX Mov BX,CS Mov DS,BX Shl EBX,4 Push EBX Rol EBX,8 Mov BYTE Ptr MyGdt[8+7],BL Mov BL,BYTE Ptr MyGdt[8+5] Ror EBX,8 Mov DWORD Ptr MyGdt[8+2],EBX Pop EBX lea EBX,[EBX+MyGdt] Mov DWORD Ptr [GDTR+2],EBX Mov WORD Ptr [GDTR],31 ;建立新的GDTR Cli Sgdt FWORD Ptr [Old_GDTR] ;保存旧的GDTR Lgdt FWORD Ptr [GDTR] ;设置新的GDTR Mov EBX,CR0 Or BL,1 Mov CR0,EBX ;进入保护模式 DB 0eah DW PM_Service DW 8 ;跳转到保护模式代码执行 PM_Service: Mov AX,16 Mov _seg,AX Mov EBX,CR0 And EBX,0fffffffeh Mov CR0,EBX DB 0eah DW Real_Service DW seg Real_Service Real_Service: Lgdt FWORD Ptr [Old_GDTR] Popfd ;恢复现场 Popad Pop ES Pop DS Jmp _Exit MyGdt DQ 0 DW -1,0,9a00h,0 DW -1,0,9200h,0cfh DQ 0 Old_GDTR DW 0,0,0 GDTR DW 0,0,0 _Exit: Endm 在这里为了方便我只把FS改成4GB段，读者可以按需要自行决定使用哪个段寄存器。只要将这段代码拷贝到你的程序中，然后在开始的时候调用它，就可以通过该段寄存器直接访问大内存了，爽吧！ 最后还有一点一定要注意：如果你的程序运行时有任何扩展内存管理程序存在（HIMEM、EMM386等）都要千万小心，因为很容易会破坏到它们的内部数据或其他程序的数据，如果是这样就只有死机一条路可走了。切记切记！我的建议是最好从内存顶端开始使用扩展内存。这时破坏其他数据的可能要小一些。