김 용묵의 절대공간 - 블로그

본인은 컴퓨터 가상화 프로그램으로 VMware와 도스박스(DOSBox)를 애용하고 있다. 순수 도스와 윈도우 3.x까지를 돌리는 데는 도스박스가 독보적인 솔루션인 반면, 윈도우 9x부터 시작해 여타 NT급 운영체제, 리눅스 등을 구동할 때는 VMware를 사용한다.

둘은 구동하는 방식이 근본적으로 다른데 이 차이를 세세히 논하기 위해서는 나도 잘 모르는 CPU 계층에서의 난해한 개념 설명이 필요하다. 하지만 다 모르더라도 이 사실 하나만 기억하면 된다. VMware(와 기타 동급의 가상화 프로그램)는 CPU가 하드웨어 차원에서 자체 제공하는 가상화 기능을 적극 활용하여 동작하며 이는 32비트 윈도우 NT급 운영체제가 아주 허접하게 호환성 에뮬레이션 계층으로 제공하는 NTVDM도 마찬가지이다. 하지만 도스박스는 CPU 동작 자체를 포함해 모든 하드웨어 동작을 소프트웨어적으로 흉내 낸다.

그 결과 둘은 제각기 일장일단을 갖게 된다. D는 동작 방식의 특성상, 태생적으로 성능은 V보다 꽤 뒤쳐진다. 오늘날의 1~2GHz급 초고성능 컴퓨터에서 겨우 90년대 중반, 윈도우 95 출현 직전의 486~펜티엄급 PC의 성능을 낸다. 사실, 도스의 수명은 거기가 끝이었으므로 그 정도만 동작해도 D는 제 할 일 충분히 해 낸 셈이다. 32비트 보호 모드도 지원하여 둠 정도까지는 도스용을 잘 실행해 내지만, 퀘이크까지 되면 차라리 윈도우용으로 포팅된 퀘이크를 돌리는 게 낫다는 뜻.

하지만 D는 소프트웨어 계층이 담당하는 일이 많은 덕분에, V의 방식으로는 상상도 할 수 없는 다양한 옛날 하드웨어를, 호스트 컴퓨터의 성능만 좋다면 얼마든지 재현해 낼 수 있으며 컴퓨터 구동 속도도 세밀하게 제어할 수 있다.

V의 경우 PC 스피커 소리가 제대로 나지 않으며, 위험한 데이브는 너무 빠르게 돌아가고 금도끼(도스용)는 너무 느릿느릿 실행된다. 이것은 V의 방식으로는 소프트웨어적인 방법으로 제어를 할 수 없다. 윈도우 3.x를 설치는 할 수 있으나 guest extension(VMware tools)을 제공하지 않으며 겨우 16컬러 VGA에서밖에 사용할 수 없다. 사실 V는 근본적으로 16비트 구닥다리 플랫폼 에뮬이 주된 목적인 제품이 아니다.

그 반면 D는 어떤가? 아예 PC 스피커 소리와 옛날 애드립 소리를 사운드카드로 흉내 내어 준다. 그냥 비프음뿐만 아니라, 하드웨어를 교묘하게 제어하여 PC 스피커로 얼추 사운드카드 소리를 내던 기법까지 완벽하게 재현된다! 화면/동영상/음성 캡처야 요즘 가상화 프로그램들이 거의 필수로 갖추고 있는 기능이지만, 아예 프로그램이 내리는 미디 명령을 캡처하여 게임 음악의 미디 악보를 저장하는 기능은 하드웨어를 소프트웨어적으로 흉내 내지 않고서는 구현할 수 없는 기능인 것이다.

없는 하드웨어를 소프트웨어로 다 만들어 준다. 일일이 autoexec나 config.sys 튜닝을 하지 않아도 EMS, XMS 같은 메모리 세팅도 다 자동으로 해 주고, 과거의 베사 SVGA 비디오나 미디 카드, 마우스, 심지어 모뎀 따위도 프로그램이 필요로 하면 다 잡아 주니 V와는 비교가 안 되는 그야말로 도스 천국이 아닐 수 없다. 옛날 잡동사니 드라이버 파일을 뒤지면 윈도우 3.x도 그래픽/사운드 잡아서 쓸 수 있다. 더구나 D는 무려 윈도우 9x에서도 돌아간다!

아무튼 D는 참 대단한 프로그램임이 틀림없다.
그러고 보니 굳이 NT 계열로 운영체제가 완전히 넘어가기 전부터도 윈도우 9x 시대가 되면서 디렉터리의 파일들을 정렬-_-해 주는 유틸리티, 그리고 파일 첫 글자를 입력하여 지운 파일을 살리는 undelete 유틸리티는 아련한 추억 저편으로 사라진 것 같다. FAT32를 도입한 윈도우 95 OSR2가 이를 더욱 가속화한 게 아닌가 싶다. 요즘 NT 계열에서 쓰이는 NTFS는 아예 구조적으로 파일이 자동으로 정렬이 유지되는 파일 시스템이다.

그 전의 FAT16은 하드디스크 크기를 겨우 2GB까지밖에 인식 못 했었다. 요즘은 하드가 아니라 램 크기가 수 GB인데! ㅎㄷㄷㄷ FAT16이 MS 도스 4.0에서 처음 도입되어서 그때는 그걸 갖고 “하드디스크 용량 제한이 ‘없어졌다’”라고 말을 붙이곤 했다. (과거의 FAT12는 한술 더 떠서 하드디스크를 32MB까지밖에 인식 못 했음)
하지만 윈도우 9x는 FAT32로도 100수십 GB 이상의 하드는 제대로 인식 못 하니 어차피 요즘 컴퓨터에서는 쓰지도 못한다.

참고로, VMware에다 과거 윈도우 운영체제를 설치해 보면, 2000/ME부터는 사운드를 자동으로 인식하고 멀티웨이브까지 되는 반면 95/98은 그렇지 못하다. USB 메모리를 안전하게 제거하는 트레이 메뉴가 추가된 것도, 그리고 미디에 소프트웨어 신시사이저가 기본 내장된 것도 2000/ME부터이다.

이런 맥락에서 보면 윈도우 ME는 같은 9x 계열 중에서 그저 나쁘기만 한 게 아니라 최신 하드웨어의 지원 면에서는 98 SE보다 나아진 점도 분명 있다. 하지만 괜히 도스로 부팅하는 기능만 쏙 빼서, 도스 지원 때문에 윈도우 9x 계열을 일부러 선호하는 사용자들로부터도 외면 받았고, 1년 남짓 XP가 출시되는 바람에 아주 짧은 시간만에 묻혀 버린 비운의 마지막 9x 계열 운영체제로 역사에 기록된 셈이다.

98도 마찬가지. 처음 나왔을 때는 윈도우 95+IE4 통합일 뿐이라고 비아냥거림이 많았지만, 95는 마우스 휠, USB, 멀티 모니터라는 개념 자체가 없었던 캐 구닥다리였다. 그런 것들이 도입되고 IME의 문자 입력 프로토콜이 유니코드로 확장된 것만으로도 98은 정말 숨통을 튼 것이었다. 98 SE는 윈도우 9x 계열 중에서는 정말 최장수 안정판이었음도 주지의 사실이다.

Posted by 사무엘

윈도우즈에서 메모장은 그야말로 운영체제의 역사와 함께 해 온 기본 프로그램이다.
1.0때부터 있어 왔고, 윈도우 7에서도 도구상자 하나, 리본 하나 장착되는 법이 없이 그 베이직한 형태를 유지하고 있다.

사실, 맥에서는 TextEdit, 우분투 리눅스에서는 gedit라고 하여 워드패드와 메모장의 구분이 딱히 없이 서식/비서식 텍스트를 모두 다룰 수 있고 텍스트의 경우 문법 강조까지 지원되는 우수한 에디터가 있는 반면 윈도우즈는 그렇지 못하다.

TextEdit은 수십 MB의 텍스트 파일을 열어서 수십 MB에 달하는 구간을 블록으로 잡아서 지워도 성능 하락이 그렇게 크게 느껴지지 않을 정도로 에디팅이 굉장히 탄탄하게 잘 만들어져 있다는 생각이 들었다.
(참고로 <날개셋> 편집기는 그렇지 못하다. 특히 TSF를 A급으로 지원해 주는 데 드는 오버헤드가 굉장히 큰 편이기 때문에, 10MB급 이상 되는 파일을 편집할 때는 “TSF 지원” 옵션을 끄고 프로그램을 다시 실행하는 게 좋다.)

어쨌든..
메모장은 운영체제가 제공하는 기본 에디트 컨트롤을 사용한다. 보통 텍스트 에디터는 매 줄별로 linked list를 사용하는 반면, 에디트 컨트롤은 텍스트 전체가 한 배열이다! 텍스트 맨 앞에다 문자를 삽입하는 경우 그 뒤 문자열은 일일이 한 자씩 뒤로 밀려나며, 메모리 공간이 부족한 경우 전체 메모리가 재할당된다. ㅎㄷㄷㄷ

이런 이유로 인해 메모장은 비록 가볍다고 해서 덩치 큰 파일을 편집하는 데 좋은 환경이 되지는 못한다. 윈도우 9x 때까지는 16비트의 잔재로 인해, 아예 64KB가 넘는 파일은 읽지도 못하던 암울한 시대가 존재했었다. NT급으로 와서는 그런 물리적인 크기 한계는 비록 해결되었지만, 에디팅 엔진은 여전히 64KB짜리 작은 파일에나 적합하게 설계되어 있다는 사실은 변함없음을 기억할 필요가 있다.

거의 변화가 없는 것 같은 메모장이지만 운영체제 버전이 올라가면서 개선된 것도 은근히 많았다.
Fixedsys 고정이던 글꼴을 바꿀 수 있게 된 것이 윈도우 98부터이고, XP부터는 자동 줄바꿈 옵션을 끈 경우 줄/칸 위치를 보여주는 옵션도 추가되었다.

같은 메모장이라 해도 윈도우 9x 계열과 NT 계열은 저렇게 읽을 수 있는 파일 크기만 차이가 나는 게 아니라 편집 기능에도 차이가 존재한다. 전자는 찾기 기능만 제공되는 반면 후자는 바꾸기도 지원하며 한번에 전체 바꾸기(replace all) 기능도 제공된다.

그런데 전체 바꾸기 기능을 구현한 방식이 무척 재미있다.
윈도우 2000/XP는 말 그대로 매번 메시지를 보내서 순차적으로 찾기/바꾸기를 수행한다. 그래서 화면이 쭉 스크롤되어 내려가는 모습이 보이며, 바꾸기 작업을 수행한 후에 Ctrl+Z를 누르면 바로 직전에 바꾼 문자열 하나만 취소가 된다.

그 반면 비스타는 문자열 전체를 선택하여(select all) 얻어 온 후, 내부적으로 문자열을 기계적으로 빠르게 치환한다. 그러고 나서 문서를 그 텍스트로 일괄 교체한다. 덕분에 Ctrl+Z를 누르면 바꾸기 작업이 전부 취소된다.

근본적으로 에디트 컨트롤에는 일괄 바꾸기 기능을 수행하는 기능이 없기 때문에 응용 프로그램이 그런 것을 직접 구현할 필요가 있다. 하지만 비스타의 메모장은, 메모리를 좀 희생하는 대신 더 빠르고 일괄 취소가 가능한 방법을 선택한 것이다.

Posted by 사무엘

윈도우 비스타에서는 모르긴 몰라도 그래픽/사운드 기술과 관련된 계층이 굉장히 많이 바뀌었습니다.

※ 비디오 (그래픽)

예전에 글로 쓴 적이 있지만 제가 가장 먼저 인지한 큰 변화는, 이제 동영상 화면까지 Print Screen 키로 바로 캡처가 된다는 것. 그것도 Aero (desktop window manager)가 가동 중일 때뿐만 아니라 DWM이 돌아가지 않는 고전 모드일 때도 동일하게 잘 됩니다. 옛날에는 인터넷 같은 데서 웹브라우저 창을 옮기면 그 안에서 돌아가던 동영상은 위치가 이동하지 않거나 느릿느릿 굼뜨던 현상도 심심찮게 볼 수 있었는데 이 역시 비스타에서는 아련한 추억이 됐지요. 그래픽 카드와 운영체제의 발전에 힘입어, 드라이버 계층에서의 어떤 큰 변화가 생긴 게 틀림없습니다.

멀쩡하게 상위 계층의 윈도우 API만 썼다면 비스타라고 해도 안 돌아갈 이유가 없는데, VMware, 메이플, 비주얼 스튜디오 같은 프로그램들이 옛 버전이 비스타에서는 제대로 동작하지 않아 버전업을 해야만 하는 이유도 저런 ‘저수준에서의 미묘한 변화’ 때문이라고 풀이할 수 있겠습니다. XP와 비스타는 각종 하드웨어 드라이버들이 호환되지 않죠. 하지만 비스타와 7은 드라이버 차원의 호환이 유지될 것으로 알려져 있습니다.

윈도우 XP부터는 심지어 운영체제 설치 GUI나 안전 모드에서도 VGA 640*480 16컬러는 완전히 자취를 감추었고, 하이 컬러 이하로는 디스플레이 모드가 설정이 되지도 않습니다. 게임용 3D 그래픽 가속까지는 뒷받침을 원활히 못 하더라도, 최소한 1024*768 하이컬러 이상급의 그래픽 모드는 메인보드가 내장하는 VBE 규격만으로도 지원되게 컴퓨터 규격이 향상됐기 때문이지요. 물론 이것만으로는 비스타 체험 지수는 1밖에 나오지 못하며, 창을 끌어 보기만 해도 답답함이 느껴지기 때문에 비디오 카드 드라이버 업데이트는 필수입니다.

XP보다 전에 선보였던 윈도우 2000은 시대가 시대였으니만큼 여전히 16/256컬러의 잔재를 볼 수 있습니다. 하지만 설령 안전 모드의 16컬러 표준 VGA에서 실행될 때라 하더라도, 그래픽이 쉴 새 없이 변하고 있는 곳에 마우스 포인터를 가져갔을 때 포인터가 깜빡거리거나 사라지지 않습니다. 윈도우 9x 시절에는 상상도 할 수 없었는데! 이걸 보고도 저는 당시 2000은 보통 운영체제가 아니라는 생각을 했었습니다. 하드웨어 차원의 지원이 필요하거든요.

90년대 말, 윈도우 95급 컴퓨터 시절에만 해도(메인보드의 폼 팩터가 슬슬 AT에서 ATX로 넘어가던..), 운영체제의 표준 디폴트 포인터만 깜빡임 보호가 되었지 사용자 정의 포인터는 여전히 깜빡거렸습니다. 비디오 카드의 성능이 썩 좋지 못했다는 뜻이겠죠. 하지만 몇 년 사이에 이마저도 깜빡임이 완전히 사라졌습니다.

아, 그러고 보니 이것도 그래픽 체계의 변화와 관계가 있는지는 모르겠지만, 비스타는 알 수 없는 이유로 인해 콘솔을 전체 화면 모드에서 실행하는 기능이 사라졌고(무조건 창 모드만 가능), 콘솔에다가 파일이나 디렉터리 이름을 마우스로 드래그하여 떨어뜨리는 기능도 없어졌지요.

※ 오디오 (사운드)

지금까지 열거한 비디오 쪽뿐만 아니라 오디오 계층도 윈도우 비스타는 굉장히 많이 바뀌었습니다.
일단 윈도우 95부터 XP까지 큰 차이 없이 제공되던 볼륨 조절 유틸리티 sndvol32.exe가 없어지고 비슷한 기능을 sndvol.exe가 대신 담당하기 시작했는데, 인터페이스가 싹 달라졌죠.

옛날에는 컴퓨터 내부에 소리를 만들어내는 ‘장치’가 여럿 존재했고 윈도우 XP까지는 각 장치들을 멀티미디어 API를 써서 enumerate한 뒤, 장치별로 볼륨을 조절하는 구도였습니다. PC 스피커 따로, 애드립 소리를 내는 미디 따로, 오디오 CD 따로, 입력 단자 따로, 그리고 일반 wave 오디오 따로! (PC 스피커는 볼륨 조절이 되지 않는 게 보통이지만, 노트북 컴퓨터 중엔 그것도 조절되는 게 있었답니다.)

특히 CD롬 드라이브는 CPU와는 전혀 상관없이 자기가 직접 오디오 CD를 재생했습니다. 윈도우 95 시절의 CD 재생기는 그저 오디오 CD에다가 재생/정지/탐색 명령을 내리고, 드라이브로부터 트랙별 시간 정보를 가져와서 재생 지점을 업데이트해 주는 ‘시다바리’ 기능밖에 하지 않았었습니다. 당시 도스용 퀘이크 같은 게임은 오디오 CD 겸 CD롬 형태로 게임을 만들어서 게임 음악은 아예 오디오 트랙의 형태로 제공하기도 했지요.

그러나 지금은 시대가 바뀌었습니다. 사운드 카드는 이제 랜 카드와 더불어 메인보드의 일부로서 완전히 편입이 되어 버렸습니다. 그리고 소리를 내는 모든 장치는 가장 범용적인 매체인 wave 오디오로 통합이 되어 버렸습니다. 이는 전적으로 컴퓨터 성능이 좋아진 덕분입니다.

미디는 이제 어설픈 FM 사운드가 아니라, 소프트웨어적으로 노래방 수준 음향을 wave 오디오로 흉내 내어 주는 신시사이저가 재생합니다. 오디오 CD도 마찬가지. 컴퓨터가 디지털 음원을 일일이 추출, 파악해서 wave 오디오로 내보내는 건 요즘 필수입니다. 그래야 파형 visualization도 보여주고 mp3/wma 리핑 기능도 제공할 수 있을 테니까요.

사정이 이러하니 예전처럼 ‘장치’별 볼륨 조절은 완전히 무의미해졌습니다. 그건 한 프로그램이 어떤 장치를 꺼내서 소리를 출력하면 다른 프로그램은 그 장치를 이용할 수 없던, 쉽게 말해서 멀티웨이브조차 안 되던 윈도우 3.1~95 캐 암울하던 시절의 사고방식이죠. 그나마 wave 오디오의 멀티웨이브는 윈도우 98~2000급으로 넘어가면서 가능해졌지만, 여전히 애드립 미디 같은 다른 장치는 멀티웨이브가 되지 않았었습니다.

비스타부터는 운영체제가 모든 사운드를 wave 오디오 하나로 통제하고 믹싱까지 담당합니다. 그래서 비스타의 볼륨 조절 프로그램을 살펴보면 예전과 같은 개념의 장치 구분은 완전히 사라지고, 현재 실행 중인 응용 프로그램별로 상대적 볼륨을 조절하는 게이지가 나와 있습니다. 이거야말로 윈도우 XP 이하에서는 상상조차 할 수 없던 일이었지 않습니까?

※ 윈도우 각 버전별 비교

Aero Flip3D를 보면서 신기해하던 게 엊그제 같은데 비스타와 오피스 2007이 나온 지도 벌써 2년이 넘었습니다. 제가 XP를 주 작업용 OS로는 ‘빠이빠이’ 한 지도 반 년은 넘은 것 같습니다. 이제는 윈도우 7이 나온다고 해도 비스타하고 시간 간격은 윈도우 95와 98 사이의 간격과 별 차이가 안 날 정도로 시간이 흐른 셈이군요. 그렇게 긴 시간이 지난 것 같지는 않은데.

비스타는 XP 이후로 꽤 긴 시간만에 출시된 데다 상당히 무거운 편인 컴퓨터 요구 사양, 그리고 이질적으로 바뀐 보안 정책, 일부 옛날 프로그램과의 호환성 문제 같은 여러 잡음 때문에 비스타는 그 기술적인 우수성에 비해서는 그렇게까지 환영 받지는 못한 것 같습니다. 그래서 MS도 7에다가 더 전략 가중치를 더 부여하고 있는 듯하기도 하고요.

약 2001~2002년경에 2000/ME/XP 이던 구도가 앞으로는 조만간 XP/비스타/7이 되지 않을까 싶습니다. 비스타는 ME와는 급이 다른 운영체제임에도 불구하고! 차라리 7로 갈아타면 탔지, XP는 앞으로도 한동안은 없어지지 않을 최장수 운영체제로 기억에 남을 것 같습니다.

저의 주 개발 분야인 문자 입출력 쪽만 보더라도 비스타는 일단 TSF를 주된 입력 프로토콜로 완전히 굳혀서 운영체제의 기본 입력기로 지정도 가능하게 했고(XP는 여전히 IME 모듈만 가능함), 일부 TSF A급 확장 프로토콜도 도입했으며 전세계 모든 언어 입력기와 글꼴을 다 내장하고 있습니다. XP로 치자면 ‘동아시아 및 complex script 지원’ 옵션이 선택의 여지 없이 무조건 켜져 있는 것과 같다는 뜻입니다.

한자 글꼴도 단순히 ‘한중일 통합 한자’뿐만 아니라 확장 A, 그리고 심지어 surrogate 영역의 확장 B까지도 Simsun-extB 같은 외국의 확장 글꼴까지 자동으로 대체 동원해서 운영체제 차원에서 제대로 표시해 주는 걸 보고 정말 놀랐습니다. 비스타에서는 굳이 ‘한컴바탕확장’이 없어도 이런 한자들을 어디서나 볼 수 있습니다. <날개셋> 다음 버전에서는 글꼴을 본뜰 때 이런 점도 감안하도록 수정할 예정입니다.

윈도우 ME는 잘 알다시피 태생이 9x 계열이기 때문에 95 이래로 변함없던 유니코드 API 부재, 지저분한 16비트 도스의 잔재에다 불안정한 커널, 64K 리소스 제한 같은 단점은 고스란히 갖고 있습니다. 그래서 비슷한 시기에 나온 2000보다는 95/98과 더 동일시됩니다. 안정성은 떨어지는 주제에 덩치만 더 무거워지고, 겉보기로만 도스로 빠져나가는 옵션은 또 없애 놓으니, 도스와의 호환성 때문에 9x 계열 운영체제를 찾는 파워 유저로부터조차도 외면 받을 수밖에 없었습니다.

하지만 ME도 98 SE에 비해서 장점이 없는 것은 아니어서, 부팅 속도가 매우 빠르고 최신 하드웨어 인식은 역시 98보다 확실히 더 탁월하여 2000급에 필적합니다. VMware로 각 운영체제들의 가상 머신을 만들어 보면 2000/ME 이상은 사운드가 자동으로 잡히는 반면, 95/98은 그렇지 않습니다. 또한 2000/ME부터가 미디 신시사이저를 기본 내장하고 있고 멀티웨이브 기능도 더 원활하게 잘 감지됐습니다. 외장 하드와 USB 메모리를 별도의 드라이버 설치 없이 바로 인식하고, ‘하드웨어 안전하게 제거’ 기능을 갖추고 있는 것도 2000/ME부터입니다.

Posted by 사무엘

우리는 C/C++ 언어에서 포인터란, 정수와 비슷한 형태이긴 하나 일반적인 숫자가 아니라 메모리 주소를 가리키는 특수한 자료형이라고 배운다. 포인터는 하드웨어 친화적이고(기계 입장에서 아주 직관적임) 매우 강력한 프로그래밍 요소이지만, 그만큼 길들여지지 않은 야생마처럼 위험 부담이 크다. 포인터 자체하고 포인터가 가리키는 메모리 영역이 따로 놀 가능성이 언제든지 있기 때문에 memory leak, dangling pointer 같은 위험에 노출되기가 매우 쉽다. 자유라는 약이 무질서라는 독으로 변질될 여지가 큰 것이다.

포인터의 값은 다른 지역/전역 변수의 주소로부터 얻어지거나 아니면 메모리 할당 함수를 통해 생성된다. 우리가 직접 상수 값을 대입하는 경우는 거의 없으며, 두 포인터의 값의 차이를 상대적으로 비교하는 경우는 있을지언정, 포인터가 나타내는 그 숫자 자체는 프로그래머에게 사실상 아무 의미가 없다.

사실 이 숫자가 무엇을 의미하는지는 C/C++ 언어의 영역이 아니라 그 언어를 돌리는 플랫폼 내지 운영체제의 영역으로 넘어가게 된다. 포인터란 그만큼 저수준인 존재이며, C++ 이후에 등장한 더 진보한 언어들은 포인터를 더 다루기 편하고 덜 위험한 형태로 어떻게든 감싸고 포장하고 더 상위 계층을 만들려고 애쓰고 있다.

우선 0은 NULL 값으로 유명하며, 윈도우 운영체제의 경우 0뿐만이 아니라 그 이후 0xFFFF 번지까지가 모두 오류로 간주된다. 즉, 이 영역은 운영체제가 어떤 경우에도 메모리를 가리키는 주소로 절대 인정하지 않으며, 오히려 응용 프로그램이 일반 숫자를 포인터로 착각하고 잘못 사용한 것으로 간주하여 무조건 오류를 일으켜 주겠다는 뜻이다. 이런 정책은 사실 프로그래머에게 굉장히 유용하다. 16비트 범위 안에 드는 작은 숫자는 메모리 주소보다는 인덱스 번호 같은 일반 숫자의 의미를 갖는 경우가 훨씬 더 많기 때문이다.

그 후 32비트 윈도우를 기준으로, 64KB부터 2GB까지는 응용 프로그램이 마음대로 사용할 수 있는 “사용자 영역”이다. 이 공간에 나의 EXE, DLL들이 로딩도 되고, 스택/힙 같은 메모리 공간이 할당되고 모든 일이 일어난다. 한 프로세스는 다른 프로세스의 이 영역을 넘볼 수 없다.

단 여기서 잠깐 예외가 있는데, 윈도우 9x는 앞부분의 64KB부터 4MB까지가 또 도스 및 16비트 윈도우 프로그램과의 호환성 유지를 위한 고정된 공용 주소로 예약이 되어 있다. 이런 이유로 인해 윈도우 9x는 4MB에 해당하는 0x400000보다 낮은 메모리 주소에다가는 32비트 바이너리를 불러올 수 없다. EXE/DLL의 preferred base가 이보다 더 낮은 주소인 데다가 재배치 정보까지 들어있지 않다면 그 바이너리는 윈도우 2000/XP 이상에서는 실행 가능하지만, 9x에서는 실행할 수 없게 된다. 비주얼 C++을 보면 EXE의 디폴트 기준 주소가 0x400000으로 잡혀 있는데, 이것은 윈도우 9x와의 호환성을 고려한 귀결이다.

NT급 윈도우는 0x80000000부터 커널이 사용하는 메모리 영역이 시작된다. 쉽게 말해 32비트 포인터로 가리킬 수 있는 4GB의 영역을 응용 프로그램이 2GB, 커널이 2GB로 반반씩 나눠 쓴다는 뜻이다. 물론 여기 부근에도 NT 계열과 9x 계열 윈도우는 메모리를 사용하는 방법이 대동소이한 차이가 존재한다.

NT급 윈도우에는 0x80000000 이전의 64KB 공간을 또 떼어서, 프로그래밍의 편의상 무조건 사용하지 않고 여기에 접근하는 것을 에러로 간주하는 영역을 또 두고 있다. 0~0xFFFF의 용도와 마찬가지이며, 말 그대로 사용자 영역과 커널 영역 사이에 안전을 위해 마련해 놓은 "메모리의 비무장 지대"인 셈이다.

한편 9x 계열은 그런 것은 존재하지 않는다. 대신 0x80000000부터 0xC0000000 사이의 1GB를 “공유 메모리 전용 영역”으로 지정하여, 일부 운영체제 커널 DLL과, 응용 프로그램들이 생성하는 ‘공유 메모리’(memory mapped file)를 이 영역에다 따로 두고 있다. 물론 NT 계열은 그런 것들도 다 구분 없이 사용자 영역에 저장된다. 실제로는 같은 물리 메모리를 가리키더라도 이를 가리키는 포인터의 값은 프로세스마다 다 다를 수 있다는 것이다. 이런 이유로 인해, 공유 메모리를 생성해 보면 9x 계열은 메모리 위치가 0x80000000을 상회하는 높은 주소인 반면, NT 계열은 심지어 자기 EXE가 로딩된 0x400000보다도 낮은 위치에 매핑이 된 경우도 볼 수 있다.

본인 생각에, 이것은 안정성을 약간 희생하여 좀더 작고 빠른 저사양 친화형 OS를 추구한 9x 계열의 고육지책으로 보인다. 사용자 영역에는 진짜로 각 프로세스마다 따로 돌아가야 하는 메모리만 넣고, 조금이라도 프로세스들이 공유할 여지가 있는 메모리는 여기에다가 따로 옮겨 둔 것이다.
이런 구조상의 차이로 인해 윈도우 9x는 NT 계열만치 커다란 메모리 맵 파일 내지 공유 메모리를 생성할 수 없다. 모든 응용 프로그램들이 1GB짜리 공간 안에서 바둥대며 살아야 하기 때문이다. 하지만 NT 계열은 설령 공유 메모리라 할지라도 마치 자기 개인 메모리 다루듯이 얼추 2GB 안에서 자유롭게 그런 것들을 만들어 보호도 잘 받으면서 쓸 수 있다.

나머지 영역은 전부 커널이 사용한다. 프로세스, 스레드 같은 각종 커널 오브젝트를 생성하고 가상 메모리 내지 페이지 파일들을 관리하기 위한 메모리이다. 쉽게 말해 메모리를 관리하기 위한 메모리. 무슨 커널이 최하 1GB에 넉넉잡아 2GB까지씩이나 주소를 차지하고 있어야 하냐 질문할지 모르는데, 결론부터 말하면 그 정도 공간은 반드시 있어야 하며 사실 2GB조차도 부족한 감이 있다.

NT급 운영체제는 커널 영역의 주소가 사용자 응용 프로그램으로부터 완벽하게 보호받고 있으며 user가 커널 영역 메모리로 접근을 시도하면 즉시 에러가 난다. 둘 사이에 앞서 언급한 "비무장 지대"까지 존재한다. 그러나 9x 계열은 그렇지 못하다.

BYTE *pb = (BYTE *)0xC0001000;
int i;
for(i=0; i<4096; i++) {
        printf("%02X ", *pb), *pb=*pb; pb++;
}

이런 간뎅이-_-가 배 밖에 나온 코드를 실행하면 NT급에서는 당연히 즉시 Access violaton 에러가 나고 프로세스가 사살되는 반면,
9x 계열은 놀랍게도 잘 실행된다. *pb=*pb로 해 줬으니 망정이지 다 0으로 덮어쓴다거나 하면 무슨 일이 벌어질까? 9x 계열이 왜 불안정할 수밖에 없는지 답이 딱 나올 것이다.

같은 32비트 안에서 사용자:커널이 2G:2G가 아니라 사용자한테 좀더 메모리를 많이 줘서 더 대용량의 데이터를 처리할 수 있게 한 3G:1G 부팅 방식도 있긴 한다. 사실 9x 계열도 앞서 말한 구조의 차이 때문에 커널 메모리는 1G이다.
하지만 이 경우 운영체제가 관리할 수 있는 가상 메모리의 이론적 최대치가 크게 감소하고 생성 가능한 커널 오브젝트(프로세스, 스레드, 공유 메모리 등)의 수도 더 줄어든다는 것을 알아야 한다. 또한 응용 프로그램도 large-address-aware하게 빌드되었다는 별도의 플래그가 있어야 한다.

Posted by 사무엘

윈도우 API로 다른 프로그램을 "실행", 즉 기술적으로 말하면 프로세스를 생성할 때 쓰는 함수는 크게 다음과 같다.

WinExec, LoadModule, CreateProcess, ShellExecute

어느 것을 사용하더라도 다음과 같은 정보를 받는 란은 꼭 존재한다:
실행 파일 이름, 명령인자, 그리고 메인 윈도우를 표시할 디폴트 방식(SW_SHOW 등).

즉, 윈도우 운영체제는 GUI 기반이라는 특성상 프로그램 메인 윈도우를 기본적으로 최대화하여 실행하라, 창을 숨겨 놓고 실행하라는 식의 지시를 내릴 수 있다. 이런 정보들은 WinMain 함수의 매개변수로 고스란히 그대로 전달된다. 물론 응용 프로그램이 그걸 무시하면 어쩔 수 없지만.

앞의 W..., L... 두 함수는 매개변수가 매우 단순한 편해서 쓰기는 편하나, 16비트 API 시절의 잔재로 치부되어 유니코드 버전조차 존재하지 않으며, 사용이 비추(discourage)되고 있다.

CreateProcess가 32비트 이상급 윈도우 API에서 표준으로 통용되는 가장 원초적인 프로그램 실행 함수이다. 그 대신 받아들이는 매개변수가 무진장 많으며 쓰기가 좀 어렵다. 여기에 대해서는 뒤에서 다시 좀 다루기로 하겠다.

끝으로 ShellExecute는 그 이름이 암시하듯, 커널 계층이 아닌 쉘이라는 꽤 상위 계층에서 구현된 함수로 단순히 파일을 실행하는 게 아니라 인터넷 URL을 기본 웹 브라우저에서 열거나 텍스트 파일을 메모장에서 여는 일도 다 담당한다. 동작 자체도 "open", "print" 등 아예 명령 문자열로 지정할 수 있다. 즉, 쓰임이 훨씬 더 포괄적이다. 이 함수도 EXE를 실행할 때는, 내부적으로 어차피 CreateProcess를 응당 호출한다.

C...는 리턴값이 프로그램의 실행 성공 여부를 나타내는 BOOL 형태인 반면, 나머지 세 함수들은 값이 약간 특이하다. 32보다 큰 정수를 되돌리면 성공을 뜻하고 그렇지 않으면 실패라는 뜻이다.
왜 이렇게 되었냐 하면 이 legacy 함수들은 원래 리턴값이 "인스턴스/모듈 핸들"이었으며 32 이하의 핸들값은 에러를 나타내는 값으로 의미가 예정되었었기 때문이다. 일종의 과거 잔재이다.

오늘날 윈도우 프로그래밍에서 HINSTANCE라고 부르는 핸들은, 과거에는 프로세스 ID와 비슷한 개념이었다. 이 핸들은 자신이 실행한 파일을 식별하는 정보도 있었던지라 동일 EXE를 중복 실행한 것을 WinMain 함수와 함께 넘어온 hPrevInstance로 분간할 수 있었다. 또한 EXE를 실행하여 생긴 인스턴스 핸들과, 그 EXE 안에서 DLL를 읽어들임으로써 이를 식별하는 모듈 핸들(HMODULE)도 별개의 존재였다.

하지만 32비트로 넘어오면서 운영체제의 메모리/파일 관리 모델이 완전히 바뀌었고 오늘날은 HINSTANCE와 HMODULE의 구분이 완전히 없어졌다. 단순히 프로세스 메모리 공간에 맵핑되어 있는 파일 이미지를 가리키는 포인터일 뿐이다. 메모리 영역 overlap에 따른 재배치만 일어나지 않는다면, 해당 DLL/EXE의 preferred base가 그대로 핸들값이 되는 것이다. 인스턴스 핸들이 이렇게 특정 프로세스 안의 주소 공간을 가리키는 포인터가 되는 바람에(national), 이제 이 핸들로 여러 프로세스들을 식별(international)하는 것은 불가능해졌다.

CreateProcess는 사용자가 보내준 파일 + 명령행 사이에다 null 문자를 잠시 삽입하여 토큰화를 했다가, 함수 실행이 끝난 후 문자열을 원래대로 되돌려 준다. C 언어의 strtok 함수를 떠올리면 된다. 이런 이유로 인해 명령행을 넘겨주는 포인터 영역이 read-only const여서는 안 되며 쓰기가 가능해야 한다. (물론 윈도우 NT 계열 운영체제에서 W 버전이 아닌 A 버전을 호출하면 어차피 쓰기 가능한 메모리 버퍼로 인코딩 변환이 일어나기 때문에 read-only 메모리를 넘겨줘도 문제될 건 없다.)

프로그램을 실행할 때는 이 프로그램에다 기본으로 넘겨 줄 각종 환경 변수, 콘솔 프로그램인 경우 표준 입출력 스트림의 핸들, 디버그 실행 여부 등 갖가지 고급 정보를 넘겨줄 수 있으며,
프로그램이 실행되었을 경우 생성된 프로세스의 핸들과 ID 등도 돌려받게 된다. 가령, 이 프로그램이 실행이 완전히 끝날 때까지 내가 기다려야 할 때 이 핸들에 대해 WaitForSingleObject를 호출하고 있으면 된다는 뜻이다. 단, 이 핸들을 Close하는 것도 우리 책임이다.

불필요하게 높은 계층에 자리잡고 있는 ShellExecute 대신, 커널 계층에 있는 CreateProcess를 좀더 간편하게 활용하기 위해 본인은 이 함수를 클래스로 감싸서 쓰고 있다. OpenFileName, TaskDialogIndirect (윈도우 비스타) 같은 복잡한 대화상자 UI 함수만큼이나 CreateProcess도

- 각종 디폴트 argument나 구조체들 챙기기
- 소멸자에서는 결과물로 받은 핸들들 닫아 주기
- 커맨드 라인을 알아서 자체 버퍼에다 생성하고, 필요한 경우 매개변수 전체를 따옴표로 싸 주기
- 이 프로그램의 실행이 끝날 때까지 기다리는 멤버 함수도 추가.

같은 자질구레한 일을 클래스로 감싸 놓으니, 프로그램 실행하기가 한결 편리하다.

Posted by 사무엘

예전에도 글로 쓴 적이 있지만, 16비트 윈도우 바이너리(exe/dll), 소위 NE 파일의 형태는 보면 볼수록 참 이상야릇하다고 느껴져서 흥미가 갑니다.

MZ로 시작하는 도스 EXE는 구조가 사실 매우 간단합니다. 맨 처음 32바이트 남짓한 구조체에다 몇몇 오프셋, 사이즈, 레지스터 초기값 따위를 넣고 재배치 정보(optional)만 넣어 주고 나면 그 뒤부터는 공통분모라는 게 없이 전적으로 프로그래머/컴파일러 재량입니다. COM은 아예 헤더란 것이 없고 곧장 코드+데이터가 등장하는 형태이니 초간단 패치 내지 램 상주 유틸리티, 혹은 심지어 바이러스를 만들 때 이보다 더 좋은 수단이 없었습니다.

하지만 좀더 복잡한 운영체제는 바이너리 파일에도 더 정교한 체계대로 구간별 역할을 딱딱 나누고 있습니다.
가령, EXE 뒤에다가 별도의 내장 데이터를 덧붙이는 것은 도스 시절에는 전적으로 컴파일러/링커 내지 해당 기능을 수동으로 제공하는 라이브러리의 재량이었습니다. 가령 볼랜드 컴파일러로 *.bgi 드라이버나 글꼴을 *.obj로 바꿔서 embed시키는 것은 운영체제보다 훨씬 더 상위 계층에서 행해지는 일이었죠.
하지만 윈도우에서는 운영체제 차원에서 바이너리 파일 안에 리소스라는 데이터 영역을 별도로 구분하여 관리해 주며, 이를 불러오는 API도 운영체제 차원에서 제공됩니다.

16비트 중에서도 윈도우 1.x(무려 1985년에 나온 바로 그것!), 2.x, 3.x의 포맷이 모두 서로 살짝 다르다고 하는데, 2.x 이상 바이너리는 오늘날 윈도우 운영체제의 NTVDM 하에서도 바로 실행 가능하다고 들었습니다. (9x 계열에서는 말할 나위도 없음.) 하지만 1.x도 리소스 데이터를 좀 변환하고 버전 플래그 같은 몇몇 값만 수정하면 곧장 실행할 수 있다고 하더군요. 윈도우가 하위 호환성을 상당히 잘 지키면서 버전업되어 왔다는 얘기가 되겠습니다.

0x3C 오프셋에 도스 바이너리가 아닌 실제 바이너리가 시작되는 위치가 기록되어 있다는 것은 NE(16비트 윈도우 바이너리), PE(오늘날의 32/64비트 바이너리) 모두 공통입니다. NE에도 PE와 마찬가지로 최소 운영체제 버전과 자신을 빌드한 링커의 버전이 헤더에 명시되어 있습니다.

윈도우 3.x 바이너리들은 대개 링커 버전이 5~6 정도로 잡혀 있던데 이건 비주얼 C++ 버전이 아니라 그 전신인 MS C 버전 기준이라고 보는 게 타당하겠습니다. 비주얼 C++ 1.5x는 MSC_VER의 값이 600밖에 안 되거든요. 그 반면 요즘 비주얼 C++ 200x는 이미 무려 1300~1500대까지 올라갔죠.

최소 운영체제 버전은 물론 3.10으로 잡으면 윈도우 3.1에서 실행 가능합니다. 하지만 이 수치를 더 높게 4.0으로 잡으면 “윈도우 3.1에서 실행되지 않는 16비트 윈도우 바이너리”를 만들 수 있습니다.

그런 예가 무엇이 있냐 하면 바로 윈도우 9x 이후에 제공되는 SysEdit.exe입니다. 이 프로그램은 16비트 EXE이지만 정작 윈도우 3.1에서는 실행이 안 됩니다. 하지만 윈도우 9x에서 실행하면 비록 16비트 EXE이지만 대화상자의 배경을 다른 32비트 프로그램들처럼 회색 입체 효과로 입혀 주며 16비트 프로그램과 호환되지 않는 일부 신규 메시지/API를 32비트 프로그램과 같은 스타일로 날려 줍니다. Win32s도 아니고 참 난감한 케이스이죠? 윈도우 9x가 나오던 당시, MS에서 내부적으로 기존 16비트 프로그램들의 외형 껍데기의 이질감을 줄이려고 넣은 꽁수에 가깝다고 보면 되겠습니다.

요즘은 파일 포맷을 설계할 때 최대한 확장성을 고려하여 chunk 테이블부터 넣는 게 일반적입니다. MIDI(음악), TTF(글꼴), PNG(그래픽)들이 다 그렇죠. PE도 마찬가지여서 text, data, reloc, rsrc 같은 청크 식별자가 존재합니다. 하지만 NE는 나중에 등장한 PE와는 달리 그런 구분은 존재하지 않으며 헤더, 세그먼트 테이블, 리소스 테이블, 이름 테이블 등 미리 정해진 정보가 순차적으로 쭉~ 등장하는 형태입니다.

kernel, user, gdi처럼 내가 참조하여 import하는 다른 모듈의 API에 대한 정보는 있지만 PE처럼 함수명이 그대로 기록되어 있지는 않고 그냥 서열 번호만 들어가는 것 같습니다. 또한 윈도우 1.x가 맨 처음에 파스칼로 개발되어서 그 영향을 받아서인지, export하는 심볼 이름들은 다 대문자로만 적혀 있고 대소문자 구분은 딱히 안 하는 걸로 보입니다. 물론 윈도우 내부 API가 SDK 형태로 최초로 정식 공개된 3.0 시절에는 이미 다 C언어 기반으로 바뀌었지만.

끝으로, NE에는 PE에 전혀 없는 개념인 name table이라는 게 있습니다. 프로젝트 빌드할 때 *.DEF 파일로부터 링커가 생성해 주는 테이블일 겁니다.
그것도 resident name, non-resident name이라 하여 언제나 메모리에 상주하는 것, 아니면 언제나 상주시키지 않기는 때문에(메모리 아끼기 위해) 불러오는 데 시간이 좀 걸릴 수도 있는 것으로 종류도 나뉘어 있습니다. 둘 다 자신이 export하는 함수들의 명칭 같은데 정확한 용도가 무엇인지, 그리고 또 왜 이런 식으로 분류를 했는지는 알 길이 없습니다. 인터넷으로도 이런 게 있다는 식으로 기계적으로 설명해 놓은 자료만 있지, NE 포맷을 왜 이런 식으로 만들 수밖에 없었는지 같은 친절한 설명은 정말 찾을 수 없더군요.

또한 이 테이블에는 꼭 export symbol만 들어가는 게 아니라, non-resident name의 1순위로는 이 프로그램의 full name도 같이 들어갑니다. 즉, 버전 리소스를 굳이 안 뒤져도 여기를 찾아봐도 “Microsoft Visual C++”, “FontMania” 같은 정보를 얻을 수 있다는 것이죠. 오늘날 쓰이는 PE에는 이런 정보가 없습니다.

윈도우 3.1의 기본 프로그램인 문서 작성기, 페인트 등의 EXE를 들여다보면 마치 DLL처럼 프로그램의 내부 함수로 추정되는 명칭(특히 윈도우/대화상자 프로시저)을 상당수 non-resident name table에다가 export해 놓은 것을 알 수 있습니다. PageInfoWndProc, DialogGoto, BroadcastChildEnum 등. 왜 이렇게 해 놓은지는 저는 16비트 윈도우 개발 경험이 없으니 알 길이 없습니다. 메모리가 캐 부족하던 시절에 아마 한 번 만들어 놓은 코드는 EXE, DLL을 불문하고 최대한 많이 재사용하려고 이렇게 한 게 아닌가 싶습니다.

그나마 resident name table은 거의 쓰지도 않는 거 같던데 왜 만들었는지도 모르겠고.. 수수께끼이군요. 참고로 32비트 시대로 와서는 리소스 같은 건 free 한다는 개념 자체가 없어졌습니다. 당연히 resident, non-resident 같은 구분도 전혀 필요 없죠.

대략 이렇게 NE 포맷에 대해서 살펴봤는데, PE까지 그대로 이어지고 있는 개념도 있는 반면 어떤 것은 완전히 다른 것도 존재한다는 걸 알 수 있었습니다. 역시 16비트와 32비트 사이에는 넘사벽 같은 gap이 있는 듯이 보입니다.

Posted by 사무엘

윈도우 훅킹은 운영체제의 내부 메커니즘(주로 메시지)을 가로채어 시스템 전체의 동작 방식을 바꾸는 매우 강력한 기법입니다.

이런 훅은 우리 프로세스 안의 특정 스레드 안에다가만 설치할 수도 있고 시스템의 모든 스레드에다가 설치할 수도 있는데, 32비트 운영체제로 오면서 후자 같은 global 훅(혹은 시스템 훅)을 설치하기 위해서는 훅 프로시저는 반드시 DLL에 따로 존재해야 하는 약간의 번거로움이 생겼습니다.

global 훅은 동작 방식의 특성상 모든 프로세스들에 나의 코드를 주입하는 가장 간편한 방법입니다. 굳이 윈도우 메시지 훅킹이 아니더라도 다른 종류의 훅킹을 위해서라도 윈도우 훅이 사용됩니다. 한컴사전의 노클릭 단어 인식이라든가 과거의 한스타, 그리고 Dependency Walker의 EXE 프로파일 기능처럼 API 훅킹이 동원되는 프로그램도 살펴보시면 별도의 DLL 파일이 존재하는 것을 알 수 있는데, 이는 API 호출을 변조하는 코드 자체를 삽입하기 위해서 윈도우 훅을 사용한 것입니다.

Global 훅은 완전히 특이한 프로그래밍 패러다임을 제공합니다. 다른 프로세스에서 완전 제각기 따로 실행되는 함수를 만들 수 있습니다.
가령, A라는 프로세스에서 B라는 DLL에 들어있는 훅 프로시저로 global 훅을 설치했습니다. 그러면 A와 B 사이의 통신 방법이 문제가 됩니다. 통상 A는 B의 동작 방식을 결정하는 입력 데이터를 주고, B는 훅킹을 통해 얻은 결과를 A에다 전달해야 할 것입니다.

이를 위해 보통 메시지를 쓰면 무난하죠. B에서 A로 통신할 때야 우리끼리만 쓰는 WM_USER+n이라든가, 심지어 WM_COPYDATA를 바로 보내도 무난하지만, 다른 프로세스 안에 존재하기 때문에 메시지가 겹칠 우려가 있는 B를 “향해서” 메시지를 보낼 때는 RegisterWindowMessage로 값이 안 겹치는 게 보장되는 별도의 메시지를 등록해서 쓰는 게 안전합니다.

또한 프로세스 A가 자신의 주소 공간에 로드되어 있는 DLL B의 변수값을 바꾼다고 해서 다른 프로세스들의 주소 공간에 로딩되어 있는 DLL B의 인스턴스의 변수값이 바뀌지는 않는다는 것도 조심해야 합니다. global 훅 프로시저는 메시지를 받는 그 프로세스의 주소 공간을 기준으로 호출된다는 것!
이걸 헷갈려서는 안 됩니다. 변수 초기화 같은 걸 잘못하면 훅을 설치한 프로세스 A 안의 B만 제대로 동작하게 되고, 다른 프로세스에 침투한 B는 그렇지 못하게 됩니다.

이것 때문에 과거에 굉장히 주의가 필요했던 점이 뭐냐 하면 훅 핸들 값을 공유하는 것이었습니다.
훅 프로시저는 자신에게 걸린 메시지를 처리한 뒤, CallNextHookEx 함수로 그 메시지를 다음 훅에다가 전달도 해 줘야 했습니다. 운영체제에 갈고리질을 하는 놈이 나만 있는 것 아니기 때문에... 그런데 윈도우 9x는 유독 이때 자신이 받은 훅 핸들값도 알아서 전달해 줘야 했습니다.

프로세스 A가 자신의 주소 공간에 있는 B DLL에다가 훅 핸들을 넘겨준다고 해도, 다른 주소 공간에 복제된 다른 B DLL의 인스턴스는 그 값을 알 수 없었습니다.
그래서 이 값은 숫제 메모리 맵드 파일 같은 공유 메모리를 만들어서 넘겨주거나, #pragma data_seg 같은 전처리기로 별도의 공유 섹션을 만들어서 그 전역변수에다 핸들을 공유해야 했지요.

그런데 윈도우 2000 이상, 아니 NT 계열은 그럴 필요가 없습니다. CallNextHookEx 함수를 호출하는 것 자체만으로 이 문맥에서의 훅 핸들은 알아서 감지가 됩니다. 당연히 그렇게 되는 게 이치에 맞죠. 그럼, 윈도우 95보다 NT가 3.1 시절부터 먼저였는데 왜 애시당초 아무 쓸모없던 HHOOK 인자를 받는 게 있었을까? 그건 아마 16비트 시절의 훅킹 API의 프로토타입을 그대로 베끼다 보니 그렇게 된 게 아니었나 싶군요. 32비트 윈도우로 와서 WinMain의 hPrevInstance 인자가 완전 무의미해졌지만 여전히 그대로 남아있는 것처럼.

그럼에도 불구하고 훅킹 API에 관한 한 윈도우 9x는 NT를 100% 닮지 못하고, 그렇다고 해서 아예 3.1 시절처럼 단일 주소 공간도 아니면서(핸들 값 공유도 어려운 환경에서) 꽤 불편한 프로그래밍 관행을 개발자에게 강요하게 되었던 것 같습니다.

윈도우 9x 시절에만 해도 global 훅 프로그래밍은 굉장히 조심스럽게 해야 했습니다. 훅 프로시저에서 뭔가 뻑이 났다간 그건 90% 이상 운영체제 다운으로 연결됐습니다. 디버깅은 더욱 힘들었음. 보호 모드 운영체제란 말이 무색할 정도였어요. 그만큼 운영체제가 안전보다는 열악한 PC 환경에서 효율 내지 도스와의 호환성 위주였으며, 불안정하고 응용 프로그램의 위험한 동작에 대해 취약했습니다.

하지만 XP 정도 되니, 특히 비스타는 이 정도로 안정성이 강화될 줄은 몰랐습니다. 훅 프로시저에 굉장히 어이없는 실수가 들어있었는데 그냥 그 훅만 싹 없어지고 프로그램은 잘 돌아가더군요. 깜짝 놀랐음. 윈도우 9x였으면 당장 blue dead screen이었을 겁니다.
윈도우 2000 때만 해도 IME/TSF 모듈이 해당 응용 프로그램을 뻗게 만들 수 있었는데, XP 이후부터는 안 그렇더군요. 자체적으로 예외 핸들링을 합니다.

global 훅 프로그래밍을 할 때 괴로운 점.
훅을 거둬들이고 모든 프로그램을 종료한 뒤에도 훅 프로시저가 들어있는 DLL의 lock이 즉시 풀리지 않는 경우가 많다는 것입니다. 훅을 해제한 뒤에도 이 DLL이 여전히 몇몇 프로세스의 주소 공간에서 사라지지 않고 상주해 있기 때문입니다. 그런데 3~5분 정도 기다리고 나면 없어져 있어요. 그러니 DLL을 이것저것 고치면서 자주 리빌드를 하기가 힘듭니다. -_-;;

비슷한 예로 글꼴도 있답니다. 프로젝트 파일로부터 최종 TTF 파일을 만들어서 여타 프로그램에서 테스트를 했습니다. 그런데 한번 그러고 나면, 그 프로그램을 종료한 후에도 내가 새로 설치한 TTF 파일이 여전히 in use 상태여서 지워지거나 교체가 안 되는 겁니다. 그러니 글꼴을 빈번히 수정하고 테스트하기가 힘들죠.

이럴 때 VMware가 해결책이 될 수 있습니다. 가상 머신을 만들어서 훅 프로그램을 실행하거나 글꼴을 설치하기 직전 순간의 스냅샷을 만든 후, 테스트를 하고 나서 스냅샷 시점으로 revert 하기. -_-;; 그게 저절로 파일 lock이 풀리길 기다리거나 재부팅을 하는 것보다 더 빠르더군요. ㄱㅅ!

뭐, global 훅 얘기로 길어졌습니다만, 내 응용 프로그램 안에서의 작은 규모의 훅도 충분히 쓰일 일이 있으며 특히 MFC에서는 내부적으로 이런 훅을 사용합니다. 일반적인 방법으로 잡기 힘든 메시지들도 MFC의 단일 프레임워크 하에서 일관성 있게 처리시키기 위한 목적이기도 하고요,
또 모든 대화상자들을 부모 윈도우 기준으로 중앙에다 재배치시키기 위해서도 훅을 사용해 대화상자가 생성되는 시점을 가로챕니다.

그냥 DialogBox 같은 함수만 호출해 보면 잘 알다시피 대화상자가 중앙에 뜨지 않습니다. MFC는 modal 대화상자만 중앙으로 옮겨 주기 때문에, 그냥 Create 함수로 modeless 대화상자를 만들어 보면 당장 그 위치 차이를 감지할 수 있습니다.

Posted by 사무엘

지금은 오나전 아련한 추억이 됐죠. ㄱ-

1. 포트 충돌이 일어나면 모뎀과 마우스를 동시에 못 쓰던 것. ㄲㄲㄲㄲㄲㄲㄲㄲ
(시스템 종료 후 컴이 자동으로 꺼지기 시작,
마우스 휠과 USB 포트, 키보드와 마우스 단자가 PS 포트로 변경...
한 97~99년을 전후해서 다 그렇게 바뀐 것 같더군요.)

2. 도스를 완전히 못 벗어난 윈도우 9x 특유의 블루 데드 스크린과
64KB 리소스 제약..
이건 지구상의 어떤 운영체제에도 없던 이상한 제약이 아니었나 싶습니다.
16비트에서는 도스, 아니면 풀 32비트에서 유닉스, OS/2급의 빵빵한 운영체제 이런 구도였지, 둘을 저렇게 짬뽕한 OS는 윈도우 9x 부류가 유일했으니까요. MS가 고객 수요에 맞춰 장사를 정말 잘 한 것입니다.

3. 물론 이건 운영체제라기보단 드라이버 탓이 더 크겠지만
윈도우 98 시절까지만 해도 멀티웨이브 안 되던 컴도 많았어요. -_-;;
사운드 카드가 동시에 한 프로그램밖에 쓸 수 없는 자원이었던 캐암울한 시절도 있었습니다. ㄱ-

윈도우 2000/ME로 넘어오면서부터

- 소프트웨어 시뮬만으로 미디 신시사이저 지원
- 멀티웨이브 본격 지원
- 메모리 스틱, 외장하드 등 어지간한 USB 기억장치를 자동 인식. "이 장치를 안전하게 제거" 메뉴 자체가 생김 (98 SE는 아직 그런 거 없음.)

꽤 많은 변화가 생겼던 것 같습니다. 과거의 제약이 차츰 사라졌죠.
윈도우 ME는 비록 악명은 높지만 최신 하드웨어 인식 잘 하는 건 98보다 뛰어나다는 걸 확실히 인정함.

그리고 마우스 포인터.
제 기억이 맞다면, 아마 윈도우 2000은 VGA 640*480 16 컬러에서 돌아갈 때도 마우스 포인터가 그래픽이 바뀌는 곳에서 깜빡거리지 않을 거에요. 그거 보고 무척 놀랐던 기억이 납니다.
XP부터는 이제 안전 모드에서도 VGA 16컬러는 볼 일이 없어졌고... ㄱ-

하드웨어 지원을 받아서 마우스 포인터가 깜빡거리는 게 없어진 것이 한 90년대 중반부터인데, 이때도 지원이 완전하지는 못해서 흑백 monochrome 기본 커서가 아닌 커스텀 포인터는 여전히 깜빡거리기도 했었습니다.

CD롬 부팅 후 곧바로 운영체제 설치가 가능해진 것도 2000부터이죠?
NT에 그런 기능 있었을 리는 없고,
9x 계열에도 그런 거 없습니다. 그래서 vmware에서 세팅할 때도 먼저 도스 + fdisk 파티션부터 만들어야 합니다.

Posted by 사무엘

윈도우 운영체제가 NT 초창기 시절 이래로 지금까지 사용해 오고 있는 실행 파일 포맷은 잘 알다시피 portable executable 형식입니다. 헤더도 이니셜인 PE로 시작합니다. 물론 네이티브 EXE이기 때문에 코드 부분은 기계마다 다르겠지만, 헤더 구조체라든가 리소스 같은 공통된 부분은 최대한 일치시켜서 이식성을 고려해서 설계했다는 뜻이지요.

늘 인텔 CPU에서만 돌아가는 EXE만 보다가 MIPS 같은 RISC CPU에서 돌아가는 PE 실행 파일을 헥사 에디터로 들여다보니 진짜로 기계어 코드가 한눈에 보기에도 일정 바이트 간격으로 아주 균일하게 나열돼 있더군요. 그걸 보고 놀랐던 기억이 납니다.

64비트 PE도 일부 구조체만 64비트로 확장되었을 뿐 기본적인 골격은 초창기 32비트 PE와 같습니다. 더구나 윈도우 운영체제가 인식하는 리소스(스트링 테이블, 대화상자, 메뉴 등)의 포맷은 매우 다행스럽게도 32비트 PE와 완전히 일치합니다.

EXE와 DLL은 자신만의 프로세스 공간을 만들어서 단독 실행이 가능하냐의 차이가 존재하는데, 기술적으로는 헤더의 비트 몇 군데만 다르지 똑 같은 PE 바이너리입니다. 이런 바이너리를 ‘모듈’이라고 부릅니다.

c, cpp 같은 소스 코드를 컴파일하면 기계어 코드인 obj 파일이 생깁니다. 이런 obj 파일과 lib를 링크하면 그런 모듈 파일이 결과물로 생성됩니다. lib는 또다른 obj의 묶음일 뿐 obj와 완전히 다른 파일이 아닙니다. 또한 모듈 역시 그런 obj, lib에 들어있는 코드를 PE 규격에 맞게 재배치하고 묶은 파일일 뿐이지 원시 파일과 그렇게 큰 차이가 없습니다.

윈도우 운영체제에서 개발 환경을 만든 사람들의 생각은, 링커가 특별히 할 일이 없게 하는 것이었던 것 같습니다. 물론 요즘은 전역 최적화처럼 링크 타임에도 코드를 생성하는 기술도 도입되어 사정이 그렇게 간단하지만은 않게 됐지요.

PE는 text(실행되는 기계어 코드), rdata(스트링 리터럴처럼 읽기전용 상수나 초기화 값), rsrc(윈도우 리소스 데이터), DLL 심볼 import/export 테이블, reloc(재배치 정보) 등 여러 섹션으로 나뉩니다. 특히 재배치 정보는 Win32s 시절에는 exe에도 필요했지만 지금은 dll에만 넣어 주면 됩니다.

PE의 헤더에는 자신의 기본 어드레스, 자신이 돌아가는 데 필요한 최소한의 운영체제 버전 같은 여러 정보가 들어가고 심지어 자신을 빌드한 링커의 버전을 기입하는 공간도 있습니다. 가령 비주얼 C++로 빌드하면 6.0, 7.1 (닷넷 2003), 8.0 (2005) 같은 번호를 쉽게 식별할 수 있지요.

원래 MS 자체에서 만든 프로그램 바이너리들의 링커 버전은 비주얼 C++의 버전과 거의 일치하지 않았습니다.
가령 윈도우 95는 까마득한 2.5, 그리고 98/ME는 3.1, 윈도우 2000은 5.12, 오피스 XP는 6.2였습니다. 비주얼 C++과는 별도로 자신들만 쓰는 컴파일러/링커가 있었던 것 같습니다.

하지만 이것이 언제부턴가, 한 02~03년부터 버전이 일치하기 시작했습니다. MS에서도 내부적으로 비주얼 스튜디오를 쓰기라도 했는지?
윈도우 XP는 7.0으로 당대의 최신 비주얼 C++이던 닷넷 2002와 일치합니다.
그리고 XP sp2 (sp1은 모르겠음)와 오피스 2003은 비주얼 C++ 닷넷 2003의 버전과 같은 7.1입니다.

그 후 윈도우 비스타와 오피스 2007의 모든 바이너리들은 비주얼 C++ 2005의 버전인 8.0으로 물갈이되어 있습니다. 하지만 CRT 라이브러리는 살짝 다릅니다. 오피스는 msvcr80을 쓰지만 운영체제는 자신만의 msvcrt를 고수하고 있습니다. 하지만 이제는 msvcrt에도 비주얼 C++ 2005에서 새로 추가된 strcpy_s 같은 보안 강화 함수들이 추가되어 있습니다.

msvcrt는 이제 운영체제가 혼자 마음대로 바꿔 쓰는 CRT DLL로 격리시키고 응용 프로그램들은 이제 msvcr??을 알아서 배포해서 쓰든가, 싫으면 스테틱 링크하라는 구도가 된 셈입니다.

Posted by 사무엘