제목 : - EMS function 안녕하세요 허르미입니다. 오늘은 저번 강좌에서 말했던 것과 같이 EMS function 에 대해서 알아보도록 하겠읍니다. 참고 서적은 LIM 4.0 표준을 다룬 기한재에서 나온 '확장메모리 사용 법' 이라는 책입니다. 그럼 Expanded Memory 에 대해서 알아보겠 읍니다. XMS,Extended Memory,Expanded Memory 등의 말을 우리는 많이 듣습니다. 이중 Lotus,Intel,MicroSoft 의 세 회사가 메모 리 관리의 표준을 잡고자 확장메모리 명세서를 발표하였는데 이 것이 바로 Expanded Memory 에 관한 LIM 입니다. LIM 은 인터페 이스를 정의한 것으로써 Expanded Memory 를 다루는데 있어서 EMM (확장메모리 관리자) 과 응용 프로그램 사이의 관계를 이어 주고 있읍니다. EMM 의 대표적인 것으로는 EMM386.exe , EMS.SYS 등이 있읍니다. 이들은 Extended Memory 를 Expanded Memory 로 에뮬레이트 해줍니다. 간혹 Extended Memory 가 아닌 슬롯에 꼽 게 되어 있는 'Expanded Memory' 를 볼수 있는데 이것은 보드상 에서 확장이 더이상 불가능할때 메모리를 확장하는 방법이 될 수 있읍니다. 보통은 Extended Memory 를 확장하게 되므로 이를 직 접 지원할수도 있지만 편리한 규격인 LIM 4.0 을 따른 Expanded Memory 를 지원하게 됩니다. 따라서 PC 에서 Expanded Memory 를 쓰기 위해서는 Config.sys 를 조금 고쳐주어야 합니다. 우선 EMM 자체가 연속확장메모리를 이용하는 것이므로 himem.sys 를 띄워 야 합니다.그다음은 emm386.exe 등 EMM 을 띄웁니다. device=himem.sys device=emm386.exe 2048 뒤의 2048 은 BYTE 수입니다. 자신의 컴퓨터에 적절한 양을 선택 해야 겠죠.그럼 이제 Expanded Memory 를 사용할 수 있게 되었읍 니다. 두루물의 한재룡님과 허석우님께서 만들어주신 dlmi.exe 나 chkmem,mem 등의 프로그램으로 보면 사용할수 있는 Expanded Memory 의 양을 알 수 있읍니다. 그러면 지금부터는 확장메모리 의 동작원리에 대해서 알아보겠읍니다. 확장메모리를 억세스하는 단위는 페이지입니다. 1 페이 지는 16 KB 로 이루어져 있읍니다. 물론 16 KB 를 극복할 수 있 는 방법이 LIM 4.0 에 정의되어 있기는 합니다만 V.System 에는 표준적인 방법으로의 16 KB 씩의 페이지관리 방법을 채택하고 있 읍니다. 16 KB 씩 페이징한다는 것은 작은 크기의 버퍼를 많이 사용할때는 낭비가 심한 방법일 수도 있읍니다. 이런 경우에는 버퍼를 16 KB 단위씩 확보하되 이 버퍼의 처음부터 차례로 작은 버퍼들의 논리적인 위치를 명시하여 (인덱스) 16 KB 를 넘어갈때 마다 새로운 버퍼를 확보하는 방법을 쓰면 됩니다. 실제로 hr.exe (물보라 한글 Reader) 에서는 이러한 방법으로 버퍼를 최 대로 쓰고 있읍니다. 어쨋든 Expanded Memory 에서 메모리의 사 용은 16 KB 단위의 페이지로 이루어 진다는 것을 일단 알아두세 요. Expanded Memory 는 32 MB 까지의 사용이 가능합니다. 이 넓 은 주소공간을 억세스 하기 위해서 페이지 프레임,물리적페이지, 논리적 페이지와 같은 개념이 도입됩니다. 이러한 개념을 올바로 이해해야만 Expanded Memory 를 올바로 사용할 수 있읍니다. Expanded Memory 를 사용하고자 하는 사람은 Expanded Memory 를 Conventional Memory 사용하듯이 Segment:Offset 으로 참조하는 대신에 Mapping 이라는 수단을 통해서 비슷하게 참조할 수 있읍 니다. 즉 실제 Expanded Memory 중의 일부를 사용한다고 할때 이 부분을 직접 어드레싱하는 것이 아니라 이부분을 사용가능한 주 메모리의 일부로 매핑하여 그 부분을 억세스 함으로써 Expanded Memory 가 억세스 되도록 하는 것입니다. 여기서 매핑이라는 말 이 나왔읍니다. 매핑이라는 것은 논리적 페이지를 물리적 페이지 에 할당함으로써 결국 같게 만든다는 의미입니다. 논리적 페이지 라는 것은 EMM 의 함수에 의해 얻어진 페이지입니다. 즉 Expanded Memory 에서 얻어온 페이지입니다. 3 페이지를 얻어왔 다면 논리적 페이지번호는 항상 0,1,2 가 됩니다. 물리적 페이지 라는 것은 이것을 실제로 어드레싱하기 위해서 사용하는 페이지 입니다. 보통 D000:0000 부터 존재하지만 이것은 EMM function 에 의해서 얻을 수 있읍니다. 제일 처음에 Emm386.exe 등이 나타 내는 메세지를 보면 Page Frame 이라고 나오는 것이 이 주소가 되겠읍니다. 여기서 D000:0000 등을 PageFrame 이라고 합니다. D000:0000 이 Page Frame 이라고 한다면 D000:0000 부터 16 KB 를 물리적 페이지 0 이라고 말합니다. 즉 Expanded Memory 16 KB 를 사용하고 싶다면 EMM Function 에 의해서 일단 Page 를 할당 받은다음에 논리페이지를 이 물리적 페이지 0 등에 매핑하고 물 리적 페이지 0 을 억세스 하면 실제로는 논리페이지를 억세스 하 는 셈이 되겠읍니다. 페이징이라는 개념을 잘 이해해야 합니다. 보통 논리 페이지로 표시되는 Expanded Memory 는 물리 페이지에 의해 어드레싱 가능한 영역보다 큽니다. 따라서 물리 페이지에 매핑하다보면 더이상 매핑할 수 있는 영역이 없을 수도 있읍니 다. 이경우 어떤 물리 페이지를 해제하고 다른 페이지를 매핑할 것인가를 정하는 것은 무척 중요한 일입니다. 즉 물리 페이지가 3 개이고 논리 페이지가 50 개쯤 된다고 할때 물리 페이지에 논 리 페이지를 한번에 할당할 수 있는 수는 3 개뿐이므로 그 이상 을 관리하기 위해서는 적당히 매핑을 바꾸어 주어야 한다는 것이 죠. 만일 물리 페이지 0,1,2 에 논리 페이지 0,1,2 가 차례로 매 핑되어있다고 합시다. 이때 논리 페이지 3 을 사용하고자 한다면 물리 페이지 0,1,2 중 하나에 매핑을 해야 할텐데 현재 매핑되어 있는 것중 어느것을 포기할 것인가를 결정해야 합니다. 보통 이 에는 여러가지 방법이 쓰입니다. 매번 사용횟수를 체크해서 가장 사용횟수가 적은 것을 포기하는 방법,단일 Queue 를 사용해서 가 장 먼저 들어왔던것을 포기하는 방법등이 있겠읍니다. V.System 을 처음에 설계할때는 사용가능한 물리 페이지를 모두 쓰기 위해 서 단일 Queue 를 사용했었읍니다. 하지만 이 방법은 매핑을 자 유롭게 할 수 있다는 장점을 살린것 까지는 좋지만 다소 운용이 불안하고 이야기 5.0 등 다른 Expanded Memory 지원 프로그램과 충돌한다는 문제가 생기더군요. 그래서 이 문제는 V.System 2.0 으로 넘기기로 했읍니다. 1.0 에서는 물리페이지를 0 번만 사용 합니다. 즉 복잡한 매핑을 할 필요가 없읍니다. 페이지 프레임의 세그먼트를 Segment 라고 할때 Segment:0000 이 물리페이지 0 번 이 됩니다. Swapping In 할때는 사용할 논리페이지를 차례로 물 리 페이지 0 번으로 페이징한후 vgbuff (전역버퍼) 로 옮겨주면 되고,Swapping Out 할때는 vgbuff 를 16 KB 단위로 물리페이지 0 번에 옮기고,논리페이지에 매핑하는 과정을 반복하면 되는 것이 죠. 그럼 EMM 을 사용할때 Byte 로 표시되는 크기의 버퍼를 확보 하기 위해서는 어떤 방법을 사용하는지를 보겠읍니다. 1. 페이지 수 획득 size/16/1024+1 이 원하는 페이지수입니다. 단 size 는 Byte 단위입니다. 2. 페이지 할당이 가능한지 확인 EMM function 에는 현재 할당 가능한 페이지가 있는지 검사할 수 있는 것이 있읍니다. 이를 이용해서 1 에서 구한 페이 지수만큼의 페이지 획득이 가능한지를 조사합니다. 3. 가능하다면 할당 2 에서 가능하다고 판정이 나면 할당을 하고 emm_handle 을 돌려줍니다. 이 emm_handle 에는 1 에서 계산했던 page 만큼 이 귀속되는 셈이며 이 것은 0 부터 번호를 매겨놓으면 됩니다. 즉 이것이 논리적 페이지인데 3 페이지를 할당요청했다면 emm_handle 에는 논리적 페이지 0,1,2 가 귀속되어 있는 셈입니 다. 주의할 것은 emm_handle 의 수는 한정되어 있다는 것입니다. 번호값은 0~255 사이라고 되어 있지만 256 개가 항상 가능한것은 아니므로 이에대한 것도 조사를 해보아야 합니다. 이렇게 하면 이제 emm_handle 에 의해서 Expanded Memory 를 다 룰수 있게 되는 것입니다. 예를 들어 논리적 페이지 0 을 억세스 하고 싶다면 물리적 페이지 0 과 논리적 페이지 0 을 매핑시키는 Emm Function 을 사용하면 됩니다. 다른 논리적 페이지도 마찬가 지입니다. 일단 매핑하고 나면 물리적 페이지는 직접 세그먼트, 옵셋값으로 참조/변경이 가능하므로 직접 버퍼를 다루듯이 처리 하면 됩니다. 단 프로그램이 끝나기 전에 할당했던 emm_handle 은 반드시 반환 해야 합니다. 페이지 자체를 반환하는 것은 아니고 emm_handle 만을 반환하면 됩니다. 그러면 이에 귀속된 논리페이지들이 모두 반환되게 됩니다. 만일 반환하지 않고 프로그램을 끝내면 그 부 분은 사용이 불가능하게 되므로 Expanded Memory 의 사용가능 크 기는 줄어들게 되고 emm_handle 의 Active 하게 남아있읍니다. emskill 과 같은 프로그램을 사용하면 이러한 상태의 emm_handle 을 해제할 수 있읍니다. 그러면 이제 앞에서 언급했던 참고서적에 나와있는 EMM Function 에 대해서 중요한 것들을 알아보겠읍니다. 한글 라이브러리에 넣 기 위한 모듈용이므로 이 책에서 사용한 함수이름을 변경하였습 니다. 설명은 간단하게 했읍니다. Turbo-C 에서 제공하는 int86 함수와 intdosx 함수등을 사용하므로 이해에는 별 지장이 없을 듯 합니다. 우선 int86,intdosx 를 사용하기 위한 Register Type 을 선언합니다. /* global register define */ union REGS inr,outr; struct SREGS segr; /* some definition */ #define hgSUCCESS 1 #define hgFAIL 0 #define MAX_EMM_HANDLE 255 int86 함수는 세그먼트 레지스터를 다루지 않을때 사용합니다. 반면에 intdosx 함수는 세그먼트 레지스터를 사용할때 사용합니 다. 우선 EMM 드라이버가 존재하는지를 알아내는 함수입니다. 성 공하면 hgSUCCESS,실패하면 hgFAIL 을 리턴합니다. char hgEMM_IsInstalled() { char *device="EMMXXXX0"; char far *int67name; char temp[8]; int i; inr.h.ah=0x35; inr.h.al=0x67; intdosx(&inr,&outr,&segr); int67name=MK_FP(segr.es,0x0a); for (i=0;i<8;i++) temp[i]=int67name[i]; if (memcmp(device,temp,8)==0) return (hgSUCCESS); else return (hgFAIL); } 보통 EMM function 은 int 67h 를 이용하는데 hgEMM_IsInstalled 함수는 EMM function 이 아니라 EMM 을 Check 하는 것입니다. 이 를 구현하기 위해서는 DOS function Call 35h,즉 Get Vector 를 사용하여 0x67 (Emm function) 에 대한 것을 알아냅니다. 이때 ES 레지스터는 Emm 의 앞부분의 세그먼트를 가리키게 되어 있읍 니다. 메모리 매니저는 일종의 Character Device Driver 이므로 프로그램의 초기번지는 0000h 이고,초기부분에 Device Header 를 갖습니다. 이중 Device name field 는 000a 부터 8 바이트를 차 지합니다. 즉 ES:000A 부터의 8 바이트를 EMMXXXX0 과 비교함으 로써 EMM 이 존재하는지를 Check 할 수가 있읍니다. 그 다음 함 수는 pages 만큼의 논리페이지를 할당할 수 있는지를 알아보는 함수입니다. int 67h 의 기능번호 0x42 를 이용합니다. 자세한 설명은 필요없을듯 합니다. 이 펑션은 bx 레지스터에 사용가능한 페이지를 리턴합니다. 단 호출후의 ah 레지스터가 0 이 아니면 에러가 발생한 것입니다. char hgEMM_IsEnoughPages(int pages) { inr.h.ah=0x42; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah!=0 || pages>outr.x.bx) return (hgFAIL); else return (hgSUCCESS); } 그다음은 사용가능한 페이지를 직접 얻어내는 함수입니다. 역시 int 67h 의 기능번호 0x42 를 이용합니다. bx 레지스터의 값을 직접 리턴해주고 있읍니다. 위의 함수와 근본적으로 같은 것입니 다. int hgEMM_GetFreePages() { inr.h.ah=0x42; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah!=0) return hgFAIL; /* 0 is fail */ return (outr.x.bx); } hgEMM_GetTotalPages 함수는 총페이지수를 얻어내는 함수로써 기 능 0x42 를 사용합니다. 이때 dx 레지스터는 총페이지수를 가지 고 있읍니다. int hgEMM_GetTotalPages() { inr.h.ah=0x42; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah!=0) return hgFAIL; /* 0 is fail */ return (outr.x.dx); } 이 함수는 pages 만큼의 논리적 페이지를 emm_handle 에 할당해 주는 함수입니다. 즉 실질적인 할당을 해주는 함수입니다. 기능 43 번을 이용하며 bx 레지스터에 pages 를 넣고 호출하면 dx 레 지스터에 emm_handle 의 값이 리턴되어 옵니다. char hgEMM_AllocatePages(int pages,unsigned int *emm_handle) { inr.h.ah=0x43; inr.x.bx=pages; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah==0) { *emm_handle=outr.x.dx; return (hgSUCCESS); } else return (hgFAIL); } 이 함수는 매핑을 해주는 함수인비다. 즉 handle 의 논리 페이지 lpage 를 물리 페이지 ppage 에 매핑해줍니다. 매핑이 매우 많이 쓰이므로 무척 중요한 함수라고 할 수 있겠읍니다. 기능 0x44 를 이용합니다. char hgEMM_MapPages(unsigned int handle,int ppage,int lpage) { inr.h.ah=0x44; inr.h.al=ppage; inr.x.bx=lpage; inr.x.dx=handle; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah==0) return (hgSUCCESS); else return (hgFAIL); } 이 함수는 Page Frame 을 얻어냅니다. 정확히 말하면 물리적 페 이지 0 번의 Segment:0000 의 값을 얻어냅니다. 물리적 페이지는 항상 Offset 이 0 부터 시작하므로 Segment 의 값만 알면 주소를 알 수 있고 직접 어드레싱이 가능합니다. 기능 0x41 이며 bx 레 지스터가 Segment 값입니다. char hgEMM_GetAddress(char **pf_ptr) { inr.h.ah=0x41; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah!=0) return (hgFAIL); else *pf_ptr=MK_FP(outr.x.bx,0); return (hgSUCCESS); } 이 함수는 위의 것과 같지만 Segment 값을 unsigned 로 리턴하고 있읍니다. V.System 에서 초기화 할때 쓰이는 함수입니다. unsigned hgEMM_GetSeg() { inr.h.ah=0x41; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah!=0) return (hgFAIL); else return (unsigned)outr.x.bx; } 프로그램을 끝낼때 emm_handle 은 반드시 해제되어야 합니다. 기 능 0x45 입니다. dx 레지스터에 handle 을 넣고 호출합니다. char hgEMM_FreeHandle(unsigned int emm_handle) { inr.h.ah=0x45; inr.x.dx=emm_handle; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah==0) return (hgSUCCESS); else return (hgFAIL); } EMM 의 버젼을 얻어냅니다. String 에 __.__ 의 형식으로 리턴해 옵니다. LIM 4.0 일 경우에는 안심하고 사용할 수 있지만 그 이 전 버젼은 사실 좀 동작이 불안한 것은 사실입니다. 그러나 V.System 은 EMM 기본 함수만을 사용했으므로 별 문제는 없을 것 으로 생각합니다. 기능 0x46 입니다. char hgEMM_GetVersion(char *s) { inr.h.ah=0x46; int86(0x67,&inr,&outr); if (outr.h.ah!=0) return hgFAIL; sprintf(s,"%d.%d\0",(outr.h.al&0xf0)>>4,outr.h.al&0x0f); return hgSUCCESS; } 현재의 할당된 총 Handle 수를 얻어냅니다. 기능 0x4b 입니다. int hgEMM_GetHandleCount() { inr.h.ah=0x4b; int86(0x67,&inr,&outr); if (!outr.h.ah) return outr.x.bx; return hgFAIL; } handle 에 할당된 논리적 페이지의 수를 알아냅니다. 기능 0x4c 입니다. 논리적 페이지는 0~ 이 함수의 리턴값-1 까지의 번호를 부여받습니다. int hgEMM_GetHandlePages(unsigned int handle) { inr.h.ah=0x4c; inr.x.dx=handle; int86(0x67,&inr,&outr); if (!outr.h.ah) return outr.x.bx; return hgFAIL; } 다음의 두 함수는 매우 특수한 것입니다. 일단 다음의 구조체정 의를 보시겠읍니다. typedef struct phy { unsigned int segment; unsigned int pnum; } PHYSICAL_PAGE; 한 레코드가 이처럼 구성된 PHYSICAL_PAGE 형의 배열에 물리페이 지번호-세그먼트위치 로 구성된 테이블을 구할때 씁니다. hgEMM_GetPhysicalNumber 함수는 총 가능한 물리적 페이지의 수 를 리턴합니다. ax 레지스터에 0x5801 을 넣고 호출한다는 것이 특이합니다. cx 레지스터가 총 수가 되겠읍니다. int hgEMM_GetPhysicalNumber() { inr.x.ax=0x5801; int86x(0x67,&inr,&outr,&segr); if (!outr.h.ah) return outr.x.cx; return hgFAIL; } 일단 수를 얻고 나면 PHYSICAL_PAGE *p; 형의 포인터를 그 수만 큼 확보하고 다음 함수에 의해서 실제로 테이블을 얻을수가 있읍 니다. ax 는 0x5800 입니다. int hgEMM_GetPhysicalTable(PHYSICAL_PAGE *p) { inr.x.ax=0x5800; segr.es=FP_SEG(p); inr.x.di=FP_OFF(p); int86x(0x67,&inr,&outr,&segr); if (!outr.h.ah) return outr.x.cx; return hgFAIL; } 이 테이블은 물리적 페이지를 여러개 사용할 경우에 유용합니다. 처음의 설계에는 Queue 를 사용한 물리적 페이지의 복수관리체제 로서 이 테이블을 사용했었지만 지금은 물리적 페이지 0 번만을 사용하므로 이 테이블을 사용할 필요는 없읍니다. 단지 FramePointer,즉 물리적 페이지 0 번의 Segment 만을 구하면 되 는 것입니다. 그럼 이제 EMM 에 대해서 필요한 라이브러리루틴은 대충 설명이 된 셈입니다. 이 부분도 허르미 2.0 의 일부분이 될 것입니다. 그럼 다음 강좌는 이 EMM Function 을 잘 이용하여 실제로 V.System 의 Swapping 영역으로써 EMS 를 이용하는 Function 들 을 제작해 보겠읍니다. 그럼...허르미!