Dos fn 25h установить вектор прерывания


Содержание

Dos fn 25h: установить вектор прерывания

Время от времени всем нам приходится сталкиваться с прерываниями. Одни прерывания нам приятны, другие неприятны, третьи безразличны. При желании вы можете игнорировать некоторые прерывания, не обращая внимание, скажем, на телефонный или дверной звонок. На прерывания других типов вы просто обязаны реагировать: например, если вы прокололи шину на железнодорожном переезде, то должны немедленно что-то предпринять.

Прерывания по сути являются требованиями к вам обратить на них внимание. Аналогично периферийные устройства вычислительной системы могут потребовать, чтобы процессор «обратил на них внимание». Поэтому событие, которое заставляет процессор приостановить выполнение своей программы для выполнения некоторой затребованной деятельности, называется прерыванием.
Прерывания существенно увеличивают эффективность вычислительной системы, поскольку они позволяют внешним устройствам «обращать на себя внимание» процессора только по мере надобности. Если бы в системе не было прерываний, то процессору пришлось бы периодически проверять, не требует ли обслуживания какое-нибудь устройство системы. Это похоже на телефон без звонка: пользуясь им, вам приходилось бы очень часто снимать трубку и проверять, не пытается ли кто-нибудь с вами соединиться?
Микропроцессор может обрабатывать прерывания двух типов: одни он может игнорировать, а другие обязан обслужить как можно скорее. Прерывания могут быть инициированы не только внешними устройствами (например, дисководами, клавиатурой и т.д), но и специальными командами и, в определенных случаях, самим микропроцессором. Микропроцессор может распознать 256 различных прерываний. Каждому из них однозначно соотверствует код типа, по которому микропроцессор идентифицирует прерывание. Он использует этот код (от 0 до 255) в качестве указателя ячейки, находящейся в области памяти с младшими адресами. Эта ячейка содержит адрес программы обработки данного прерывания, называемый вектор прерывания.
Всего внешних устройств, способных генерировать прерывание, может быть 8 (в современных машинах — 16). Номер запроса такого прерывания называется IRQ (Interrupt ReQuest), и IRQ 0 приходится на прерывание микропроцессора 8, IRQ 1 — на прерывание 9 и т.д. Например, номер IRQ клавиатуры, как известно, 1, следовательно, ее прерывание в микропроцессоре будет 8+1=9.
Рассмотрим наиболее интересные прерывания:

Номер Назначение IRQ
Векторы прерываний микропроцессора:
Деление на 0
1 Пошаговый режим исполнения
2 Немаскируемое прерывание
3 Точка приостанова
4 Переполнение
5 Печать экрана
7 Резерв
Векторы прерываний контроллера прерываний:
8 Cистемный таймер
9 Клавиатура 1
E Дисковод 6
Функции BIOS:
10 Обмен данными с дисплеем
11 Чтение конфигурации системы
12 Возвращение объема памяти
13 Обмен данными с диском
14 Обмен данными через COM-порт
16 Обмен данными с клавиатурой
17 Обмен данными с принтером
19 Сброс в начальное состояние
1A Время дня
1C Отсчет таймера

2. Установка новых векторов прерываний

Установить свою процедуру обработки прерывания, которая бы адекватно реагировала на тот или иной внешний запрос, очень просто. Практически все языки программирования имеют для этого встроенные средства. Например, в Паскале — это процедура SetIntVec, а в Си — функция setvect(), первым параметром которых является номер прерывания, а вторым — адрес процедуры обработки прерывания.
Однако при выходе из программы, конечно, старый вектор прерывания необходимо восстановить. Это связано с тем, что после завершения программы память, отводимая под нее, освобождается (за исключением резидентов, которые мы рассматривать не будем), то есть фактически наша процедура обработки прерывания перестает существовать. Для решения этой проблемы перед установкой нового вектора прерывания необходимо сохранить старый в некоторой заранее зарезервированной переменной. Для этого в Паскале существует процедура GetIntVec, а в Си — getvect().
Приведем пример установки новой процедуры на вектор 1Ch (это прерывание вызывается таймером BIOS примерно 18 раз в секунду). Эта процедура, к примеру, будет издавать короткий звук. Таким образом, после установки вектора компьютер начнет «гудеть»:

Паскаль

3. Что такое «заплаты»?

Очень часто бавает нужно не просто установить новый обработчик прерывания, но как бы «дополнить» возможности уже существующего обработчика. Например, мы хотим, чтобы при нажатии на любую клавишу (прерывание 9) раздавался короткий звук, но при этом клавиатура продолжала бы функционировать нормально.
Делается это очень просто. Мы устанавливаем на нужный вектор (например, на 9-й) свою процедуру обработки, но в конце этой процедуры просто вызываем старый обработчик, как обычную функцию. Таким образом, возможности данного прерывания как бы дополняются новыми. Подобные процедуры принято называть «заплатами».
Приведем пример такой программы, как обычно, на Си и Паскале.

Паскаль

Запустив подобную программу, мы будем слышать случайный звук каждый раз, когда нажимаем или отпускаем клавиши.

4. Установка «не-заплаты» на обработчики IRQ

Если мы устанавливаем новую процедуру обработки на одно из прерываний, генерируемых внешними устройствами (то есть на такие прерывания, которым соответствует запрос IRQ, например, таймер, клавиатура и т.д), и эта процедура не является «заплатой», то необходимо помнить одну вещь. В конце такой процедуры обязательно нужно выполнять команду записи значения 20h в порт 20h, что разрешает следующие прерывания для данного канала IRQ.
Приведем пример на Паскале такой ситуации. Здесь мы устанавливаем «не-заплату» на прерывание клавиатуры (номер 9), при этом функции клавиатуры, конечно, временно блокируются.

Паскаль

Попробуйте убрать вывод значения в порт. После первого же нажатия на клавишу клавиатура перестанет реагировать. Причем после выхода из программы она по-прежнему будет заблокирована.
На Си для вывода в порт 20h используется функция outportb(0x20,0x20).

5. Средства для обесперения гарантированного восстановления старых векторов прерываний

Хотя это практически нигде и не описывается, в Паскале, как и в Си, можно установить процедуру, которая будет вызываться при завершении программы (неважно, при аварийном ли завершении или же при нормальном). Это оказывается очень полезным при работе с векторами прерываний, так как их необходимо восстанавливать в любом случае при завершении программы. В такую процедуру нужно поместить команды восстановления старых векторов, а затем зарегистрировать ее как процедуру завершения. Приведем примеры:

Паскаль
Си

Конечно, в процедуре завершения можно делать и еще что-нибудь, например, вывести на экран информацию об авторе программы и т.п.

3 ноября 2000, 17:21
Дмитрий Котеров
dkLab, ©1999-2020

Обработка прерывания в реальном режиме

производится в три этапа:

1) прекращение выполнения текущей программы;

Должно произойти так, чтобы потом вернуться и продолжить работу. Для этого необходимо сохранить содержимое регистров, так как они являются ресурсами, разделяемыми между программами.

Обязательными для сохранения являются регистры cs, ip, flags (пара CS:IP содержит адрес команды, с которой необходимо начать выполнение после возврата, flags — состояние флагов после выполнения последней команды прерванной программы).

. Эти регистры сохраняются микропроцессором автоматически. Сохранение остальных регистров — должно обеспечиваться программистом .

Наиболее удобным местом хранения регистров является стек.

После сохранения регистров в стеке микропроцессор сбрасывает бит флага IF (т.е.=0) (. В стеке при этом записан регистр flags с еще установленным IF. ) Этим предотвращается возможность возникновения вложенных внешних прерываний и порча регистров исходной программы вследствие неконтролируемых действий со стороны программы — обработчика вложенного прерывания. После того как необходимые действия по сохранению контекста завершены, обработчик аппаратного прерывания может разрешить вложенные прерывания командой sti.

2) переход к выполнению и выполнение программы обработки прерывания;

Здесь определяется источник прерывания и вызывается соответствующий обработчик прерывания.

Как уже отмечалось ранее, самое начало оперативной памяти от адреса 00000h до 003FFh (первые 1024 байт) отводится под векторы прерываний — 4-байтовые области, в которых хранятся адреса обработчиков прерываний. В два старших байта каждого вектора записывается сегментный адрес обработчика, в два младших — смещение точки входа в обработчик. Векторы, как и соответствующие им прерывания, имеют номера, причем вектор с номером 0 располагается начиная с адреса 0, вектор 1 — с адреса 4, вектор 2-е адреса 8 и т. д. Вектор с номером n занимает, таким образом, байты памяти от n*4 до n*4+3. Всего в выделенной под векторы области памяти помещается 256 векторов.

Например, прерывание 21h занимает в этой таблице 33 место (21h – это 33 в десятичной системе счисления). Зная номер прерывания, процессор просто умножает его на 4, затем обращается к таблице и получает там адрес перехода.

Увидеть этот адрес можно и вручную, если правильно настроить один из сегментных регистров. Например, адрес перехода для прерывания 21h можно получить так:

mov ax, 0mov es, ax ; es =0mov bx, 21h ; номер прерыванияshl bx, 2 ; умножим на 4mov ax, es:[bx] ;смещениеmov dx, es:[bx+2];сегмент

Итак на втором этапе микропроцессор

1. По номеру источника прерывания определяет смещение в таблице векторов прерываний

2. Помещает первые два байта в регистр IP

3. Помещает вторые два байта в регистр CS

4. Передает управление по адресу CS:IP

Далее выполняется сама программа обработки прерывания.

(Она тоже может быть прервана поступлением запроса от более приоритетного источника. Все источники прерывания имеют приоритеты.)

3) возврат управления прерванной программе.

Необходимо привести стек в состояние, в котором он был сразу после передачи управления данной процедуре. Для этого программист должен указать необходимые действия по восстановлению регистров и очистке стека. !! Этот участок необходимо защитить от возможного искажения содержимого регистров (в результате появления аппаратного прерывания) с помощью команды cli.

Последние команды в в обработчике прерывания — sti, iret (interrupt return)

sti — разрешить аппаратные прерывания (устанавливает флаг IF=1, не имеет операндов).

iret — извлечь последовательно три слова из стека и поместить их соответственно в регистры ip, cs, flags.

В действительности запросы на обработку прерываний могут иметь различную природу. Помимо описанных выше аппаратных прерывания от периферийных устройств, называемых часто внешними, имеются еще два типа прерываний: внутренние и программные.

Внутренние прерывания возбуждаются цепями самого процессора при возникновении одной из специально оговоренных ситуаций, например при выполнении операции деления на нуль или при попытке выполнить несуществующую команду. За каждым из таких прерываний закреплен определенный вектор, номер которого известен процессору. Например, за делением на.0 закреплен вектор 0, а за неправильной командой — вектор 6. Если процессор сталкивается с одной из таких ситуаций, он выполняет описанную выше процедуру прерывания, используя закрепленный за этой ситуацией вектор прерывания.

Чрезвычайно важным типом прерываний являются программные прерывания. Они вызываются командой int с числовым аргументом, который рассматривается процессором как номер вектора прерывания. Если в программе встречается, например, команда

то процессор выполняет ту же процедуру прерывания, используя в качестве номера вектора операнд команды int. Программные прерывания применяются в первую очередь для вызова системных обслуживающих программ — функций DOS и BIOS. С командой int 21h вызова DOS мы уже сталкивались ранее и будем встречаться еще многократно. В дальнейшем будут также приведены примеры использования команды int для вызова прикладных обработчиков программных прерываний.

Важно подчеркнуть, что описанные действия процессора выполняются совершенно одинаково для всех видов прерываний — внутренних, аппаратных и программных, хотя причины, возбуждающие процедуру прерывания, имеют принципиально разную природу.

Всего, как уже было сказано, в памяти отводится место под 256 векторов прерываний. Некоторые из них практически не используются; к другим, наоборот, приходится обращаться едва ли не в каждой программе.

Как видно из приведенной таблицы, векторы прерываний можно разбить на

• векторы внутренних прерываний процессора (Olh, 02h и др.);

• векторы аппаратных прерываний @8h. 0Fh и 70h. 77h);

• программы BIOS обслуживания аппаратуры компьютера A0h, 13h, 16h и др.);

• программы DOS B1h, 22h, 23h и др.);

• адреса системных таблиц BIOS (lDh, lEh и др.).

Системные программы, адреса которых хранятся в векторах прерываний, в большинстве своем являются всего лишь диспетчерами, открывающими доступ к большим группам программ, реализующих системные функции. Так, программа BIOS обслуживания видеосистемы (вектор 10h) включает функции смены видеорежима, управления курсором, задания цветовой палитры, загрузки шрифтов и многие другие. Особенно характерен в этом отношении вектор 21h, через который, как мы уже знаем, осуществляется вызов практически всех функций DOS, используемых в прикладных программах: ввода с клавиатуры и вывода на экран, обслуживания файлов, каталогов и дисков, управления памятью и процессами, службы времени и т. д. Однако ряд функций DOS реализуются через другие векторы. Так, для прямого доступа к гибким и жестким дискам (не по имени файла, а по номеру сектора на диске) предусмотрены специальные программные векторы 25h и 26h, а обработка введенной с клавиатуры команды Ctrl+C выполняется с помощью вектора 23h.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8987 — | 7235 — или читать все.

Обработка прерываний, векторы прерываний, программные прерывания, IRQ.

Здесь мы разберем такие важные темы, как: обработка прерываний, векторы прерываний, программные прерывания, IRQ, в общем поговорим на темы прерывания.

Идея прерывания была предложена в середине 50-х годов и основная цель введения прерываний – реализация синхронного режима работы и реализация параллельной работы отдельных устройств ЭВМ.

Прерывания и обработка прерываний зависят от типа ЭВМ, поэтому их реализацию относят к машинно-зависимым свойствам операционных систем.

Прерывание (interrupt) – это сигнал, заставляющий ЭВМ менять обычный порядок выполнения команд процессором.

Возникновение подобных сигналов обусловлено такими событиями, как:

  • завершение операций ввода-вывода.
  • истечение заранее заданного интервала времени.
  • попытка деления на нуль.
  • сбой в работе аппаратного устройства и др.


Обработка прерывания

С каждым прерыванием связывают число, называемое номером типа прерывания или просто номером прерывания. Система умеет распознавать, какое прерывание, с каким номером оно произошло, и запускает соответствующую этому номеру программу обработки прерывания. Таким образом, при поступлении сигнала на прерывание происходит принудительная передача управления от выполняемой программы к системе, а через нее — к обработчику прерываний.

Например прерывание с номером 9 — прерывание от клавиатуры, которое генерируется при нажатии и при отжатии клавиши. Используется для чтения данных с клавиатуры. Обозначается в ОС как IRQ1, где IRQ – обозначение прерывания, а 1 – приоритет прерывания. Данные о запросах на прерывание можно проанализировать в диспетчере устройств:

Обработчик прерываний – программа обработки прерывания, являющаяся частью ОС, предназначенная для выполнения ответных действий на условие, вызвавшее прерывание.

Предположим, что в момент поступления сигнала прерывания от некоторого источника программа А находится в решении. В результате управление автоматически передается обработчику прерываний. После завершения обработки управление может быть снова передано в ту точку программы А, где ее выполнение было прервано:

Векторы прерываний

Адреса программ, соответствующих различным прерываниям, собраны в таблицу, которая называется таблицей векторов прерываний.

Для микропроцессора требуется простой способ определения местоположения программы обработки прерывания и это осуществляется путем использования таблицы векторов прерываний.

Таблица векторов прерываний занимает первый килобайт оперативной памяти — адреса от 0000:0000 до 0000:03FF. Таблица состоит из 256 элементов — FAR-адресов обработчиков прерываний. Эти элементы называются векторами прерываний. В первом слове элемента таблицы записано смещение, а во втором — адрес сегмента обработчика прерывания. Векторами являются просто полные адреса памяти программы (в сегментированной форме), которая должна быть активизирована в случае возникновения прерывания.

Прерыванию с номером 0 соответствует адрес 0000:0000, прерыванию с номером 1 — 0000:0004 и т.д. Адрес такой состоит из пары 2-байтовых слов, поэтому каждый из векторов занимает четыре байта.

Можно просмотреть таблицу векторов прерываний в компьютере, если воспользоваться программой DEBUG. Используйте команду D для вывода содержимого начала памяти: D 0:0. Программа DEBUG покажет вам первые 128 байтов или 32 вектора, которые могут иметь вид наподобие следующего:

0000:0000 E8 4E 9A 01 00 00 00 00-C3 E2 00 F0 00 00 00 00
0000:0010 F0 01 70 00 54 FF 00 F0-05 18 00 F0 05 18 00 F0
0000:0020 2C 08 51 17 D0 0A 51 17-AD 08 54 08 E8 05 01 2F
0000:0030 FA 05 01 2F 05 18 00 F0-57 EF 00 F0 F0 01 70 00
0000:0040 90 13 C7 13 4D F8 00 F0-41 F8 00 F0 3E 0A 51 17
0000:0050 5C 00 B7 25 59 F8 00 F0-E2 0A 51 17 9C 00 B7 25
0000:0060 00 00 00 F6 8E 00 DE 09-6E FE 00 F0 F2 00 7B 09
0000:0070 27 08 51 17 A4 F0 00 F0-22 05 00 00 00 00 00 F0

Векторы хранятся как «слова наоборот»: сначала смещение, а потом сегмент. Например, первые четыре байта, которые программа DEBUG показала выше (E8 4E 9A 01) можно преобразовать в сегментированный адрес 019A:4EE8.

Можно встретить три вида адресов в таблице векторов. Это могут быть адреса, указывающие на ROM-BIOS, которые можно идентифицировать шестнадцатеричной цифрой F, которая предшествует номеру сегмента. Это могут быть адреса, которые указывают на главную память (как в примере: 019A:4EE8). Эти адреса могут указывать на подпрограммы ДОС или на резидентную программу (например, SideKick или Prokey), либо они могут указывать на саму программу DEBUG (поскольку DEBUG должна временно управлять прерыванием). Также векторы могут состоять из одних нулей, когда прерывание с данным номером не обрабатывается в текущий момент.

Инициализация таблицы происходит частично BIOS после тестирования аппаратуры и перед началом загрузки операционной системой, частично при загрузке операционной системы.

Ниже приведено назначение некоторых векторов:

Описание
Ошибка деления. Вызывается автоматически после выполнения команд DIV или IDIV, если в результате деления происходит переполнение (например, при делении на 0).
2 Аппаратное немаскируемое прерывание. Это прерывание может использоваться по-разному в разных машинах. Обычно вырабатывается при ошибке четности в оперативной памяти и при запросе прерывания от сопроцессора.
5 Печать копии экрана. Генерируется при нажатии на клавиатуре клавиши PrtScr. Обычно используется для печати образа экрана.
8 IRQ0 — прерывание интервального таймера, возникает 18,2 раза в секунду.
9 IRQ1 — прерывание от клавиатуры. Генерируется при нажатии и при отжатии клавиши. Используется для чтения данных от клавиатуры.
A IRQ2 — используется для каскадирования аппаратных прерываний в машинах класса AT
B IRQ3 — прерывание асинхронного порта COM2.
C IRQ4 — прерывание асинхронного порта COM1.
D IRQ5 — прерывание от контроллера жесткого диска для XT.
E IRQ6 — прерывание генерируется контроллером флоппи-диска после завершения операции.
F IRQ7 — прерывание принтера. Генерируется принтером, когда он готов к выполнению очередной операции. Многие адаптеры принтера не используют это прерывание.
10 Обслуживание видеоадаптера.
11 Определение конфигурации устройств в системе.
12 Определение размера оперативной памяти в системе.
13 Обслуживание дисковой системы.
14 Последовательный ввод/вывод.
19 Загрузка операционной системы.
1A Обслуживание часов.
1B Обработчик прерывания Ctrl-Break.
70 IRQ8 — прерывание от часов реального времени.
71 IRQ9 — прерывание от контроллера EGA.
75 IRQ13 — прерывание от математического сопроцессора.
76 IRQ14 — прерывание от контроллера жесткого диска.
77 IRQ15 — зарезервировано.

IRQ0 — IRQ15 — это аппаратные прерывания.

Механизм обработки прерываний

При обработке каждого прерывания должна выполняться следующая последовательность действий:

  • Восприятие запроса на прерывание: прием сигнала и идентификация прерывания.
  • Запоминание состояния прерванного процесса: определяется значением счетчика команд (адресом следующей команды) и содержимым регистров процессора.
  • Передача управления прерывающей программе (в счетчик команд заносится начальный адрес подпрограммы обработки прерываний, а в соответствующие регистры – информация из слова состояния процессора).
  • Обработка прерывания.
  • Восстановление прерванного процесса и возврат в прерванную программу.

Главные функции механизма прерывания:

  1. распознавание или классификация прерываний.
  2. передача управления соответственно обработчику прерываний.
  3. корректное возвращение к прерванной программе (перед передачей управления обработчику прерываний содержимое регистров процессора запоминается либо в памяти с прямым доступом либо в системном стеке).

Типы прерываний

Прерывания, возникающие при работе вычислительной системы, можно разделить на 4 группы:

Аппаратные прерывания вызываются физическими устройствами и возникают по отношению к программе асинхронно, т.е. в общем случае невозможно предсказать, когда и по какой причине программа будет прервана.

Аппаратные прерывания не координируются c работой программного обеспечения. Когда вызывается прерывание, то процессор оставляет свою работу, выполняет прерывание, a затем возвращается на прежнее место.

Внешние прерывания возникают по сигналу какого-либо внешнего устройства например:

  • Прерывание, которое информирует систему о том, что требуемый сектор диска уже прочитан, его содержимое доступно программе.
  • Прерывание, которое информирует систему о том, что завершилась печать символа на принтере и необходимо выдать следующий символ.
  • Прерывания по нарушению питания.
  • Нормальное завершение некоторой операции ввода-вывода (нажатие клавиши на клавиатуре).
  • Прерывание по таймеру.

Прерывание по таймеру вызывается интервальным таймером. Этот таймер содержит регистр, которому может быть присвоено определенное начальное значение посредством специальной привилегированной команды. Значение этого регистра автоматически уменьшается на 1 по истечении каждой миллисекунды времени. Когда это значение становятся равным нулю, происходит прерывание по таймеру. Подобный интервальный таймер используется операционной системой для определения времени, в течение которого программа пользователя может оставаться под управлением машины.

Маскируемые и немаскируемые внешние прерывания

Существуют два специальных внешних сигнала среди входных сигналов процессора, при помощи которых можно прервать выполнение текущей программы и тем самым переключить работу центрального процессора. Это сигналы NMI (Non Mascable Interrupt, немаскируемое прерывани) INTR (interrupt request, запрос на прерывание).

Соответственно внешние прерывания подразделяются на два вида: немаскируемые и маскируемые.

Часто при выполнении критических участков программ, для того чтобы гарантировать выполнение определенной последовательности команд целиком, приходится запрещать прерывания (т.е. сделать систему нечувствительной ко всем или отдельным прерываниям). Это можно сделать командой CLI. Ее нужно поместить в начало критической последовательности команд, а в конце расположить команду STI, разрешающую процессору воспринимать прерывания. Команда CLI запрещает только маскируемые прерывания, немаскируемые всегда обрабатываются процессором.

Таким образом, наличие сигнала прерывания не обязательно должно вызывать прерывание исполняющейся программы. Процессор может обладать средствами защиты от прерываний: отключение системы прерываний, маскирование (запрет) отдельных сигналов прерываний. Прерывания, которые замаскировать нельзя — это немаскируемые прерывания.

Внутренние прерывания вызываются событиями, которые связаны с работой процессора и являются синхронными с его операциями, а именно прерывание происходит, когда:

  • при нарушении адресации (в адресной части выполняемой команды указан запрещенный или несуществующий адрес, обращение к отсутствующему сегменту или странице при организации механизмов виртуальной памяти);
  • при наличии в поле кода не задействованной двоичной комбинации.
  • при делении на нуль.
  • при переполнении или исчезновении порядка.
  • при обнаружении ошибок четности, ошибок в работе различных устройств аппаратуры средствами контроля.

Программные прерывания

Программы могут сами вызывать прерывания с заданным номером. Для этого они используют команду INT. По этой команде процессор осуществляет практически те же действия, что и при обычных прерываниях, но только это происходит в предсказуемой точке программы – там, где программист поместил данную команду. Поэтому программные прерывания не являются асинхронными (программа «знает», когда она вызывает прерывание).

Программные прерывания в прямом смысле прерываниями не являются, поскольку представляют собой лишь специфический способ вызова процедур — не по адресу, а по номеру в таблице.

Механизм программных прерываний был специально введен для того, чтобы:

  1. переключение на системные программные модули происходило не просто как переход в подпрограмму, а точно таким же образом, как и обычные прерывания. Этим обеспечивается автоматическое переключение процессора в привилегированный режим с возможностью исполнения любых команд.
  2. использование программных прерываний приводит к более компактному коду программ по сравнению с использованием стандартных команд выполнения процедур.

Пример (программные прерывания):

  • привилегированная команда в режиме пользователя.
  • адрес вне диапазона.
  • нарушение защиты памяти.
  • арифметическое переполнение, отсутствует страница.
  • нарушение защиты сегмента.
  • выход за границу сегмента.

В упрощенном виде схему обработки различных видов прерываний можно представить следующим образом:

КП – контроллер прерываний, имеет несколько уровней (линий) для подключения контроллеров устройств (на схеме обозначены КУ). Возможно каскадное подключение контролеров, когда на один из его входов подключается еще одни контроллер прерываний. ЦП – центральный процессор.

Аппаратные прерывания вырабатываются устройствами компьютера, когда возникает необходимость их обслуживания. В отличие от программных прерываний, вызываемых запланировано самой прикладной программой, аппаратные прерывания всегда происходят асинхронно по отношению к выполняющимся программам. Кроме того, может возникнуть одновременно несколько прерываний. Выбор одного из них для обработки осуществляется на основе приоритетов, приписанных каждому типу прерывания.

Каждому прерыванию назначается свой уникальный приоритет. Если происходит одновременно несколько прерываний, то система отдает предпочтение самому высокоприоритетному, откладывая на время обработку остальных прерываний.

В случае о прерывании самой программы обработки прерывания говорят о вложенном прерывании. Уровни приоритетов обозначаются сокращенно IRQ0 — IRQ15 или IRQ0 – IRQ23 (в зависимости от микросхемой реализации).

Пpepывaнию вpeмeни cутoк дан мaкcимaльный пpиopитeт, пocкoльку ecли oнo будет пocтoяннo тepятьcя, то будут нeвepными пoкaзaния cиcтeмныx чacoв. Пpepывaниe от клaвиaтуpы вызывaeтcя при нaжaтии или oтпуcкaнии клавиши; oнo вызывaeт цепь coбытий, кoтopaя oбычнo зaкaнчивaeтcя тем, что код клавиши пoмeщaeтcя в буфep клaвиaтуpы (oткудa он зaтeм мoжeт быть пoлучeн пpoгpaммными пpepывaниями).

Ну и наконец реализация механизма обработки прерываний

В машине для каждого класса прерываний имеется соответствующая ему рабочая область прерываний. Например, имеется область, соответствующая прерыванию по таймеру. Когда происходит прерывание по таймеру, содержимое всех регистров сохраняется в этой области (например, пропустив первые несколько слов). Затем из этих пропущенных слов извлекаются заранее занесенные туда значения, которые перезаписываются в счетчик (указатель) команд машины и в слово состояния (или во флаговый регистр). Загрузка и сохранение регистров осуществляется аппаратными средствами машины автоматически.

Загрузка счетчика команд новым значением адреса автоматически вызывает передачу управления на соответствующую команду. Этот адрес, заранее сохраненный в рабочей области прерывания, представляет собой начальный адрес стандартной программы обработки прерываний по таймеру. Загрузка слова состояния также вызывает определенные изменения в состоянии процессора.

После выполнения в ответ на запрос на прерывание любого требуемого действия стандартная программа обработки прерываний выполняет команду загрузки состояния процессора, в результате чего управление передается прерванной программе. Происходит это следующим образом: команда загрузки состояния процессора вызывает загрузку сохраненного содержимого слова состояния, счетчика команд и других регистров из соответствующих слов области сохранения, начиная с адреса, указанного в команде. Это приводит к восстановлению содержимого регистров и состояния процессора, которые были в момент прерывания. Управление затем передается на команду, перед выполнением которой произошло прерывание.

Сохранение и восстановление состояния процессора и содержимого регистров называют операцией контекстного переключения.

У большинства машин имеется так называемое слово состояния, которое содержит часть информации, используемой при обработке прерываний. Одним из элементов этого слова (например, первый) является признак, определяющий, в каком режиме находится процессор: в пользовательском или супервизора.

Обычные программы находятся в пользовательском режиме (признак равен нулю). Когда происходит прерывание, новое загружаемое содержимое слово состояния имеет признак, равный 1, что автоматически переводит процессор в режим супервизора. В этом режиме становится возможным использование привилегированных команд. Перед тем, как значение слова состояния будет сохранено, в другом его элементе (например, втором) будет установлено значение, указывающее на причину прерывания:

  • при программном прерывании отражается тип вызвавшего его условия, например деление на нуль.
  • при прерывании по вводу-выводу заносится номер канала, вызвавший прерывание.


В третьем элементе указывается, выполняет ли процессор команды или простаивает. В четвертом элементе содержится указатель, идентифицирующий текущую выполняемую программу. В пятом элементе содержится маска прерываний, которая используется для контроля за разрешением прерываний (поле MASK).

Это поле используется, чтобы не допустить наступления прерываний определенного типа, пока первое из них не будет обработано. В MASK каждый бит соответствует некоторому классу прерываний. Если какой-то бит установлен в 1, то прерывания соответствующего класса разрешены, если в 0, то запрещены. В последнем случае говорят, что они маскированы (их также называют запрещеннымиили закрытыми). Однако маскированные прерывания не теряются, потому что сигнал, вызвавший прерывание, сохраняется аппаратурой. Временно задержанное таким способом прерывание называется отложенным. Когда (вследствие того, что значение MASK сброшено) прерывания соответствующего класса вновь разрешаются, сигнал опознается и происходит прерывание.

Маскирование прерываний находится под контролем операционной системы и зависит от значения MASK в слове состояния, которое заранее сохраняется в рабочей области каждого прерывания. Можно запретить все прерывания, установив все биты MASK в нуль. В действительности поступать подобным образом нет необходимости.

MS-DOS для программиста

4.3. Изменение таблицы векторов прерываний

Вашей программе может потребоваться организовать обработку некоторых прерываний. Для этого программа должна установить векторы нужных прерываний на свой обработчик. Это можно сделать, изменив содержимое соответствующего элемента таблицы векторов прерываний.

Очень важно не забыть перед завершением работы восстановить содержимое измененных векторов в таблице прерываний.

Дело в том, что память, которая была распределена программе, после завершения работы программы освобождается. Она может быть использована, например, для загрузки другой программы. Если вы забыли восстановить вектор и пришло прерывание, то система может разрушиться — вектор теперь указывает на область, которая может содержать что угодно.

Поэтому последовательность действий для нерезидентных программ, желающих обрабатывать прерывания, должна быть такой:

  • прочитать содержимое элемента таблицы векторов прерываний для вектора с нужным вам номером;
  • запомнить это содержимое (адрес старого обработчика прерывания) в области данных программы;
  • установить новый адрес в таблице векторов прерываний так, чтобы он указывал на начало вашей программы обработки прерывания;
  • перед завершением работы программы прочитать из области данных адрес старого обработчика прерывания и записать его в таблицу векторов прерываний.

Кроме того, операция изменения вектора прерывания должна быть непрерывной в том смысле, что во время изменения не должно произойти прерывание. Если вы, например, запишете новое значение смещения, а сегментный адрес обновить не успеете, то по какому адресу будет передано управление в случае прерывания и что при этом произойдет? Об этом можно только догадываться.

Функции MS-DOS для работы с таблицей прерываний

Для облегчения работы по замене векторов прерываний MS-DOS предоставляет в ваше распоряжение специальные функции, предназначенные для чтения элемента таблицы векторов прерывания и для записи в нее нового адреса. Если вы будете использовать эти функции, MS-DOS гарантирует, что операция по замене вектора будет выполнена правильно. Вам не надо заботиться о непрерывности процесса замены вектора прерывания.

Для чтения вектора используйте функцию 35h прерывания INT 21h . Перед ее вызовом регистр AL должен содержать номер вектора в таблице. После выполнения функции в регистрах ES:BX будет искомый адрес обработчика прерывания.

Для вектора с номером, находящимся в регистре AL, функция 25h прерывания INT 21h устанавливает новый обработчик прерывания. Адрес обработчика прерываний следует передать через регистры DS:DX.

Разумеется, вы можете также обращаться к таблице векторов прерываний непосредственно, но тогда при записи необходимо замаскировать прерывания командой CLI, не забыв разрешить их после записи командой STI.

Пользователям языка С доступны функции _dos_getvect и _dos_setvect . Первая функция получает адрес из таблицы векторов прерываний, вторая устанавливает новый адрес. Обе эти функции обращаются к описанным выше функциям 35h и 25h прерывания INT 21h .

Какие требования предъявляются к программе обработки прерывания?

Если прерывания происходят часто, то их обработка может сильно замедлить работу прикладной программы. Поэтому обработчик прерывания должен быть короткой, быстро работающей программой, которая выполняет только самые необходимые действия. Например, чтение очередного символа из порта принтера и запись его в буфер, увеличение значения какого-либо глобального счетчика прерываний и т. п.

Цепочки обработчиков прерываний

Если вам надо добавить какие-либо собственные действия к тем, что выполняет стандартный обработчик прерывания, то можно организовать цепочку прерываний.

Для организации цепочки прерываний нужно записать в векторную таблицу адрес своего обработчика, не забыв сохранить прежнее содержимое таблицы. Ваш обработчик получает управление по прерыванию, выполняет какие-либо действия, затем передает управление старому обработчику.

Можно сделать и по-другому: ваш обработчик вызывает старый обработчик как подпрограмму, а затем после возврата из старого обработчика выполняет дополнительные действия. Иными словами, вы можете вставить дополнительную обработку как до вызова старого обработчика, так и после его вызова.

В библиотеке транслятора C имеется функция для организации цепочки прерываний с именем _chain_intr .

Для описания функции, выполняющей роль обработчика прерывания, следует использовать ключевое слово interrupt.

Такая функция завершается командой возврата из обработки прерывания IRET. Для нее автоматически генерируются команды сохранения регистров на входе и их восстановления при выходе из обработчика прерывания. Пример использования ключевого слова interrupt для определения функции обработки прерывания:

Функция обработки прерывания должна быть дальней функцией, так как таблица векторов прерываний содержит полные адреса в формате .

Ключевое слово interrupt используется также для описания переменных, предназначенных для хранения векторов прерываний:

Для установки своего обработчика прерываний используйте функцию _dos_setvec . Эта функция имеет два параметра — номер прерывания и указатель на новую функцию обработки прерывания.

В этом примере для прерывания с номером 16h (программное прерывание, предназначенное для чтения данных из клавиатуры) устанавливается новый обработчик прерывания my_key_intr.

Если вам надо узнать адрес старого обработчика прерывания по его номеру, лучше всего воспользоваться функцией _dos_getvect , которая принимает в качестве параметра номер прерывания и возвращает указатель на соответствующий этому номеру обработчик.

Для организации цепочки прерываний используйте функцию _chain_intr . В качестве параметра эта функция принимает адрес старого обработчика прерываний.

Программа BEEPER

Программа BEEPER (листинг 4.1) — простой пример, который иллюстрирует применение всех трех перечисленных выше функций, предназначенных для работы с прерываниями.

Листинг 4.1. Файл beeper\beeper.cpp

Эта программа встраивает собственный обработчик прерывания таймера, который будет вызываться примерно 18,2 раза в секунду. Встраиваемый обработчик прерывания подсчитывает прерывания таймера и, если значение соответствующего счетчика кратно 20, громкоговоритель компьютера издает звуковой сигнал.

В конце работы новая программа обработки прерывания таймера вызывает старый обработчик с помощью функции _chain_intr .

После установки нового обработчика прерывания таймера основная программа ждет, когда пользователь нажмет любую клавишу. Затем она восстанавливает старое содержимое вектора прерывания.

Изменение таблицы векторов прерываний

27.05.2012, 13:50

Таблица векторов прерываний
Мне нужно вывести таблицу векторов прерываний на экран. Обращаюсь к вектору функцией 35h (mov.

Определить количество векторов прерываний проинициализировано адресами процедур обработки
Определить какое количество векторов прерываний проинициализировано адресами процедур обработки.

Вывод таблицы векторов прерывания не используя int 21H
Нужно вывести на экран Ms DOs таблицу векторов прерывания НЕ используя int 21H! так что я.

Таблица векторов прерываний
Здравствуйте, задали курсач на тему, написать модуль ядра который выводит таблицу векторов.

Изменение вектора прерывания

MS-DOS предоставляет две функции 35h и 25h прерывания 21h для чтения и установки вектора прерывания.

Функция 35h

Выполняет чтение адреса подпрограммы обработки прерывания.

al = номер прерывания

es:bx – указатель на подпрограмму прерывания

· Примечание. Функция получает адрес, указанного AL прерывания из таблицы векторов прерываний. BX содержит смещение, а ES сегмент адреса подпрограммы.

mov ah, 35h ; номер функции

mov al, 21h ; номер прерывания

В результате: (BX) = 048B, (ES) = 0DDE.

Функция 25h

Выполняет занесение нового вектора прерывания.

al = номер прерывания

ds:dx – указатель на подпрограмму обработки прерывания

· Примечание. Функция устанавливает адрес прерывания, указанного в al в таблицу векторов прерываний. dx содержит смещение, а ds сегмент устанавливаемой подпрограммы.

Дополнительные сведения о структуре DOS и BIOS

Прямое обращение к видеопамяти

Видеопамять компьютера любой конфигурации расположена в адресном пространстве оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). Это позволяет напрямую адресовать видеопамять одним из косвенных способов адресации памяти. Видеопамять занимает адреса с A000h по BFFFh, что составляет 128 Кбайт. Для увеличения объёмов видеопамяти (до 64 Мбайт), она делиться на слои, так что по одному адресу находиться несколько ячеек, которые расположены в разных слоях. Обращение к видеопамяти зависит от видеорежима, который определяет количество точек по горизонтали и вертикали, а так же количество битов, отводимую для хранения кода цвета каждой точки. Графическими режимами управляет видеоадаптер.

Более простым для программирования, допускающим простой доступ к видеопамяти, является символьный режим, который мы и рассмотрим подробнее. Для работы в символьном режиме отводится 16 Кбайт памяти, начиная с адреса B800h. Экран делится на 80 столбцов и 25 строк. Общее количество знакомест 80 х 25= 2000. Для каждого знакоместа в видеопамяти отводится два байта: чётный байт – ASCII код символа, нечётный – байт атрибутов. Счёт строк и колонок идёт из верхнего левого угла экрана, в байте b800h:0000h хранится символ выводящийся в нулевой строке и нулевой колонке, в байте b800h:0001h хранится атрибут этого символа. В байте b800h:0002h хранится символ выводящийся в нулевой строке и первой колонке, в байте b800h:0002h хранится атрибут этого символа и т.д.

Байт атрибутов имеет следующую структуру:

Фон Символ
Атрибут BL R G B I R G B
Номер бита

BL признак мерцания; R красный цвет;
G зелёный цвет; B синий цвет;
I Интенсивность свечения.


Для доступа к видеопамяти в текстовом режиме можно использовать непосредственно один из сегментных регистров, например, ES:

mov ax, 0b800h ; записать в регистр

mov es, ax ; es адрес начала видеопамяти

xor bx, bx ; смещение символа от начала видеопамяти

mov dh, 00010100b ; атрибуты: на голубом фоне красный символ

mov dl, 65h ; ASCII код символа

mov word ptr es:[bx], dx ; запись в видеопамять символа и атрибута

inc bx ; смещение для

inc bx ; следующего символа

Другой способ доступа – размещение сегмента данных фиксировано, в области видеопамяти директивой AT.

video segment AT 0b800h

CHAR_ATRIB db 4000 dup(?)

assume cs: code, ds:video

START: mov ax, video

mov dl, byte ptr CHAR_ATRIB[si] ;чтение символа

mov dh, byte ptr CHAR_ATRIB[si] ;чтение атрибута

Буфер клавиатуры

В ОЗУ, начиная с адреса 0040h, находится область данных BIOS, в которой хранится различная системная информация: адреса портов устройств, количество тиков таймера, начиная с полуночи и т.д. В частности, в этой области организован буфер клавиатуры, который способен принять до 15 символов от клавиатуры. Исполняемая программа должна опрашивать этот буфер и извлекать из него символы, иначе буфер переполнится, о чём свидетельствует писк встроенного динамика при нажатии очередной клавиши.

Буфер организован как круговой массив, т.е. при достижении конца буфера, он, если возможно начинает заполняться сначала. Два указателя: «голова» и «хвост» определяют состояние буфера. «Голова» показывает на первую свободную ячейку буфера, куда записывается очередной символ, поступивший от клавиатуры. «Хвост» показывает символ, который будет прочитан исполняемой программой при очередном обращении к буферу. Если буфер пуст, оба указателя показывают на одну и ту же ячейку буфера. Адрес «головы» буфера находится по адресу word ptr 0040h:001ah, а адрес «хвоста» по адресу word ptr 0040h:001ch. Если содержимое обоих указателей совпадает, значит клавиши нажаты не были. Эту проверку можно использовать для вызова в программе функции, читающей символ из буфера клавиатуры.

Пример выполнения работы

Написать программу на ассемблере, выводящую в текущее положение курсора символ @. Следующий символ @ выводить в позицию выше, ниже, левее или правее текущего символа, в зависимости от нажатия клавиш “8”, “2”, “4”, “6” на цифровой клавиатуре. Вывод осуществлять непрерывно с некоторой задержкой. Нажатие клавиши “0” завершает выполнение программы.

· Примечание. В программе необходимо вести отсчёт времени для задержки вывода символа @. Для этого необходимо изменить подпрограмму обработки прерывания от таймера 08h. Так как эта подпрограмма выполняет важные операции по управлению компьютером, для получения временного интервала используется прерывание 1Ch. Это прерывание вызывается из подпрограммы обработки прерывания 08h и содержит только команду iret. Предназначено оно специально для пользовательских программ, которым необходимо следить за интервалами отсчёта таймера.

DIRECT db 1 ; направление перемещения

EXIT db 0 ; признак завершения программы (не 0)

SYM db «@» ; символ, выводимый на экран

ATRIBUT1 db 14 ; атрибут символа (жёлтый)

ATRIBUT2 db 10 ; атрибут символа (зелёный)

POS dw 3840 ; позиция начального вывода символа

OLD_CS dw ? ; адрес сегмента старого вектора 1Сh

OLD_IP dw ? ; адрес смещения старого вектора 1Сh

assume cs:code, ds:data

; Подпрограмма обработки прерывания 1Сh

NEW_1C proc far

push ax ; сохранить все регистры

mov ax, DATA ; установить ds на сегмент данных

mov ds, ax ; основной программы

mov ax, 40h ; установить es на

mov es, ax ; сегмент данных bios

mov dl, ATRIBUT1

mov dh, ATRIBUT2

mov ATRIBUT1, dh

mov ATRIBUT2, dl

m6: cmp al, 38h ; стрелка вверх

cmp al, 32h ; стрелка вниз

cmp al, 34h ; стрелка влево

cmp al, 36h ; стрелка вправо

jnz back ; неиспользуемая клавиша

m2: mov DIRECT, 1

m3: mov DIRECT, 4

m4: mov DIRECT, 2

; Подпрограмма очистки экрана

CL1: mov es:[si], ax

DELAY proc near

; Подпрограмма вывода символа с заданным атрибутом

OUT_SYMBOL proc near

mov ah, ATRIBUT1

START: mov ax, DATA

; чтение вектора прерывания

; установка вектора прерывания

mov dx, offset NEW_1C

mov ax, seg NEW_1C

Варианты заданий

Во всех вариантах задания завершение программы осуществляется при вводе цифры 0.

1. Выводить последовательно цифры от 0 до 9 в одно место экрана. При вводе с клавиатуры какой-либо цифры менять темп вывода. Значение задержки между выводом очередного символа определять следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

2. Выводить в одно место экрана поочерёдно код пробела и код какого-нибудь символа. Задержка между выводом каждого символа определяется нажатием цифровой клавиши следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.


3. Выводить в одно место экрана введённый символ до тех пор пока не будет введён другой символ. Менять при выводе атрибут символа циклически от 1 до 15. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

4. Выводить в текущее положение курсора символ #. Следующий символ # выводить в позицию выше, ниже, левее или правее текущего символа, в зависимости от нажатия клавиш “8”, “2”, “4”, “6” на цифровой клавиатуре. Вывод осуществлять непрерывно с некоторой задержкой. Задержка между выводом каждого символа определяется нажатием цифровой клавиши, следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

5. Выводить в текущее положение курсора символ, введённый с клавиатуры. Этот же символ выводить в позицию выше, ниже, левее или правее текущего символа, в зависимости от нажатия клавиш “8”, “2”, “4”, “6” на цифровой клавиатуре. С клавиатуры можно ввести любую латинскую букву, при этом, выводимый символ изменяется на введённый символ. Вывод осуществлять непрерывно с некоторой задержкой. Задержка между выводом каждого символа определяется нажатием цифровой клавиши, следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

6. В программе имеются два циклических счётчика, считающих от 0 до 23 и от 0 до 79. Их значение определяет соответственно строку и столбец для вывода символа на экран. При нажатии какойлибо клавиши на экран выводится символ % в положение, определяемое состоянием счётчиков на момент вывода. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

7. В программе имеется циклический счётчик, считающий от 1 до 6. При нажатии любой клавиши содержимое счётчика преобразуется в ASCII код и выводится в определённое место экрана, после чего счётчик продолжает считать. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

8. Посчитать за какое время процессор выполнить 1 000 000 команд mov DI, SI; add DI, SI; mul SI. Для подсчёта времени использовать вектор 1Ch. Выводить на экран преобразованное в ASCII коды число тиков таймера, затраченное на операцию.

9. Очистить экран. Вывести несколько строк произвольного текста (атрибут 14). Перехватив прерывание печати экрана Print Screen (Int 5h), менять атрибуты всех строк экрана циклически от 1 до 15. Каждое нажатие клавиши Print Screen вызывает изменение атрибута.

10. Выводить ежесекундно в правом верхнем углу экрана системное время “часы:минуты:секунды”.

11. Вывести несколько строк произвольного текста, содержащие лишь латинские буквы. Каждые 10 секунд заглавные буквы сменяются строчными и т. д.

12. В программе имеется циклический счётчик, считающий от 00h до FFh. Его значение преобразуется в ASCII код и выводится в левом верхнем углу экрана через 18 тиков таймера. При нажатии клавиши ‘2’ время вывода уменьшается вдвое, а при повторном нажатии время вывода увеличивается в два раза. Для анализа нажатия клавиши и подсчёта числа тиков таймера использовать вектор 1Ch.

13. Заполнить экран произвольной информацией. Перехватить прерывание 1Ch, по нажатию клавиши ‘1’ осуществить горизонтальный скроллинг всего экрана влево на один столбец, при нажатии клавиши ‘2’ скроллинг вправо на один столбец.

14. Очистить экран. Вывести несколько строк произвольного текста. Перехватить прерывание экрана (Int 5h). Первый вызов этого прерывания располагает строки вертикально, следующий «нормально» и т.д.

15. Очистить экран. Заполнить его произвольной информацией. Перехватить прерывание экрана (Int 5h). Первый вызов этого прерывания переносит строчки верхней половины экрана на место нижних, а нижние на место верхних. Следующий вызов прерывания снова меняет их местами и т.д.

16. Выводить последовательно цифры от 0 до 9 в одно место экрана. При вводе с клавиатуры какой-либо цифры менять темп вывода. Значение задержки между выводом очередного символа определять следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

17. Выводить в одно место экрана поочерёдно код пробела и код какого-нибудь символа. Задержка между выводом каждого символа определяется нажатием цифровой клавиши следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

18. Выводить в одно место экрана введённый символ до тех пор пока не будет введён другой символ. Менять при выводе атрибут символа циклически от 1 до 15. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

19. Выводить в текущее положение курсора символ #. Следующий символ # выводить в позицию выше, ниже, левее или правее текущего символа, в зависимости от нажатия клавиш “8”, “2”, “4”, “6” на цифровой клавиатуре. Вывод осуществлять непрерывно с некоторой задержкой. Задержка между выводом каждого символа определяется нажатием цифровой клавиши, следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

20. Выводить в текущее положение курсора символ, введённый с клавиатуры. Этот же символ выводить в позицию выше, ниже, левее или правее текущего символа, в зависимости от нажатия клавиш “8”, “2”, “4”, “6” на цифровой клавиатуре. С клавиатуры можно ввести любую латинскую букву, при этом, выводимый символ изменяется на введённый символ. Вывод осуществлять непрерывно с некоторой задержкой. Задержка между выводом каждого символа определяется нажатием цифровой клавиши, следующим способом: введённую цифру умножить на 2 9 , это и будет число повторений цикла задержки. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

21. В программе имеются два циклических счётчика, считающих от 0 до 23 и от 0 до 79. Их значение определяет соответственно строку и столбец для вывода символа на экран. При нажатии какой-либо клавиши на экран выводится символ % в положение, определяемое состоянием счётчиков на момент вывода. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

22. В программе имеется циклический счётчик, считающий от 1 до 6. При нажатии любой клавиши содержимое счётчика преобразуется в ASCII код и выводится в определённое место экрана, после чего счётчик продолжает считать. Для анализа нажатия клавиши использовать вектор 1Ch.

23. Посчитать за какое время процессор выполнить 1 000 000 команд mov DI, SI; add DI, SI; mul SI. Для подсчёта времени использовать вектор 1Ch. Выводить на экран преобразованное в ASCII коды число тиков таймера, затраченное на операцию.

24. Очистить экран. Вывести несколько строк произвольного текста (атрибут 14). Перехватив прерывание печати экрана Print Screen (Int 5h), менять атрибуты всех строк экрана циклически от 1 до 15. Каждое нажатие клавиши Print Screen вызывает изменение атрибута.

25. Выводить ежесекундно в правом верхнем углу экрана системное время “часы:минуты:секунды” .

Вопросы по теме

1. В чём суть концепции прерывания?

2. Как работает система прерывания по вектору?

3. В чём отличие команд ret и iret?

4. Какие способы получения/изменения вектора прерывания Вы знаете?

5. Как вызвать программное прерывание?

6. Какие существуют способы передачи параметров в подпрограмму обработки прерываний и возврата параметров из неё?

7. Какие действия производит процессор при получения запроса на прерывание?

8. В чём отличие команд call и int?

Dos fn 25h: установить вектор прерывания

Связь с администрацией сайта:

Среди толпы я одинок

  • Вы здесь:
  • Home >
  • Блог >
  • Документация и курсы >
  • Самоучитель по ассемблеру >
  • Глава 18 — практика: работа с файлами, перехват и восстановление прерываний

Глава 18 — практика: работа с файлами, перехват и восстановление прерываний

  • Written by Administrator
  • Tagged under АссемблерAssemblerСамоучитель по ассемблеру
  • Print

Замечание! Это пожалуй самая большая глава! информация представленная в ней в принципе довольно важна! К сожалению при работе в NT/Windows 2000/XP вам не удастся опробовать пример! Тут нужен чистый DOS, или хотя бы Win9x! Я например воспользуюсь эмулятором!

Работа с файлами через описатели

Если программы, написанные на языках высокого уровня могут открыть файл без выполнения подготовительных действий (они выполняются автоматически), то ассемблерные программы должны создать специальные области данных, которые используются при операциях ввода/вывода. Используется два метода доступа к файлам: метод управляющего блока файла (FCB) и метод дескриптора файла. С помощью метода FCB можно получить доступ только к файлам, находящимся в текущем каталоге. Метод дескриптора файла позволяет получить доступ к любому файлу, независимо от того, какой каталог является текущим.
Начиная с DOS версии 2.0, в набор функций прерывания 21h включе-ны UNIX-подобные файловые функции. Идея их состоит в том, что, когда программа открывает файл, DOS возвращает 16-битовое значение «описателя файла» (дескриптора файла) (handle). После этого, когда программа читает, позиционирует, пишет или закрывает файл, она ссылаетесь на него через описатель. Одно из самых больших удобств – то, что можно обращаться к некоторым устройствам так, как будто это дисковые файлы, через зарезервированные описатели DOS:

Ниже приведен перечень наиболее часто используемых функций пре-рывания 21h для работы с файлами через описатели.
Функция 3cH
Создать файл.
Вход. AH=3ch
DS:DX=адрес строки ASCIIZ с именем файла
CX=атрибут файла
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен и описатель файла,
если ошибки нет.
Описание. Файл создается в указанном (или умалчиваемом) оглав-лении и открывается в режиме доступа «чтение/запись». Если файл уже существует, то при открытии файл усекается до нулевой длины. Если атрибут файла – «только чтение», открытие отвергается (атрибут можно изменить функцией 43H).
Функция 5bH
Создать новый файл (не должен существовать).
Вход. AH=5bh
DS:DX=адрес строки ASCIIZ с именем файла
CX=атрибут файла
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен и описатель файла,
если ошибки нет
Описание. Этот вызов идентичен функции 3ch, с тем исключением, что он вернет ошибку, если файл с заданным именем уже существует.
Функция 5aH
Создать уникальный файл.
Вход. AH=5ah
DS:DX=адрес строки ASCIIZ с путем (заканчивается \)
CX=атрибут файла
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен и описатель файла,
если ошибки нет
DS:DX (не изменяется) становится полным
ASCIIZ-именем нового файла.
Описание. Открывает (создает) файл с уникальным именем в оглав-лении, указанном строкой ASCIIZ, на которую указывает DS:DX. Описа-ние пути должно быть готово к присоединению в его конец имени файла. Необходимо обеспечить минимум 12 байт в конце строки. После возврата строка DS:DX будет дополнена именем файла. DOS создает имя файла из шестнадцатеричных цифр, получаемых из текущих даты и времени. Ес-ли имя файла уже существует, DOS продолжает создавать новые имена, пока не получит уникальное имя.
Функция 3dH
Открыть файл.
Вход. AH=3dh
DS:DX=адрес строки ASCIIZ с именем файла
AL=режим открытия
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен и описатель файла,
если ошибки нет
Описание. В момент открытия файл должен существовать. Файл открывается в выбранном режиме доступа (AL = 0 – для чтения; AL = 1 – для записи; AL = 2 – для чтения и записи) и указатель «чтения/записи» ус-танавливается в 0.
Функция 3eH
Закрыть файл.
Вход. AH=3eh
BX=описатель файла
Выход. AX= код ошибки, если CF установлен
Описание. BX содержит описатель файла (handle), возвращенный при открытии. Файл, представленный этим описателем, закрывается, его буфер сбрасываются, а оглавление обновляется корректными размером, временем и датой.
Функция 41H
Удалить файл.
Вход. AH=41h
DS:DX=адрес строки ASCIIZ с именем файла
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен
Описание. Имя файла не может содержать обобщенные символы («?» и «*»). Файл удаляется из заданного оглавления заданного диска. Если файл имеет атрибут только чтение, то перед удалением необходимо изме-нить этот атрибут через функцию 43H.
Функция 42H
Установить указатель чтения/записи (можно также узнать размер файла).
Вход. AH=42h
BX=описатель файла
CX:DX=смещение указателя: (CX * 65536) + DX
AL=0 переместить к началу файла + CX:DX
AL=1 переместить к текущей позиции + CX:DX
AL=2 переместить к концу файла — CX:DX
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен
DX:AX=новая позиция указателя файла (если нет
ошибки)
Описание. Перемещает логический указатель чтения/записи к нужному адресу, с которого начнется очередная операция чтения или за-писи. Вызов с AL=2, CX=0, DX=0 возвращает длину файла в DX:AX. DX здесь старшее значащее слово: действительная длина (DX * 65536) + AX.
Функция 3fH
Читать из файла/устройства.
Вход. AH=3fh
BX=описатель файла
DS:DX=адрес буфера для чтения данных
CX=число считываемых байт
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен
AX=число действительно прочитанных байт
Описание. CX байт данных считываются из файла или устройства с описателем, указанным в BX. Данные читаются с текущей позиции указателя чтения/записи файла и помещаются в буфер вызывающей програм-мы, адресуемый через DS:DX.
Всегда необходимо сравнивать возвращаемое значение AX (число прочитанных байт) с CX (запрошенное число байт):
1) если AX=CX, (и CF сброшен) – чтение было корректным без ошибок;
2) если AX=0 – достигнут конец файла (EOF);
3) если AX
Функция 40H
Писать в файл/устройство.
Вход. AH=40h
BX=описатель файла
DS:DX=адрес буфера, содержащего данные
CX=число записываемых байт
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен
AX=число действительно записанных байт
Описание. CX байт данных записывается в файл или на устройство с описателем, заданным в BX. Данные берутся из буфера, адресуемого через DS:DX и записываются, начиная с текущей позиции указателя чтения/записи файла. Необходимо всегда сравнивать возвращаемое значение AX (число записанных байт) с CX (запрошенное число байт для записи): если AX = CX, запись была успешной; если AX
Некоторые функции в качестве параметра используют атрибут файла. Атрибут — это один байт битовых флагов, связанный с каждым файлом и находящийся в элементе оглавления для файла. В атрибуте определены следующие биты:
x x A D V S H R
R- только чтение (нельзя обновлять или удалять);
H- скрытый;
S- системный;
V- метка тома;
D- элемент подоглавления;
A- архивный;
x- не используются.
ASCIIZ строка, содержащая имя файла, имеет вид:

«‘d:\путь\имя_файла’,0»

Если диск и/или путь опущены, они принимаются по умолчанию. После вызова функции описатель файла должен быть сохранен для последующих операций. Количество описателей в системе регламентируется файлом CONFIG.SYS.
Приведенный ниже пример иллюстрирует процесс работы с файлом через описатели в ассемблерной программе.

;Создание файла
MOV AH,3CH
MOV CX,0
LEA DX,BUF ;DS:DX – адрес ASCIIZ строки с именем
INT 21H
JC NO_CREATE ;Проверка флага переноса
. . . ;Работа с файлом
NO_CREATE:
. . .
BUF DB ‘d:\Users\1.txt’,0

Работа с файлами через DTA

Как было сказано ранее, используются два метода доступа к файлу: метод управляющего блока файла (FCB) и метод дескриптора файла. В любом случае программа при работе с файлами должна указывать место в памяти, куда будут помещаться принимаемые данные или откуда будут извлекаться выводимые. Обычно временный буфер устанавливается раз-мером в одну запись и бывает удобно описать его как строковую переменную в сегменте данных.
Буфер, используемый методом FCB доступа к файлам, называется областью обмена с диском или DTA. На этот буфер указывает условный указатель, который хранится операционной системой и который может быть изменен программой. В документации этот указатель на DTA часто сам называют DTA. Указатель на DTA устанавливается специальной функцией DOS и после того как он установлен все функции чтения/записи автоматически обращаются к нему. Это означает, что сами функции не должны содержать адрес временного буфера.
Для установки указателя на DTA используется функцию 1AH прерывания 21H (DS:DX должны указывать на первый байт DTA). Функция 2FH прерывания 21H сообщает текущую установку указателя DTA (при возврате ES:BX содержат сегмент и смещение DTA).
Префикс программного сегмента PSP обеспечивает каждую программу 128-байтным встроенным DTA, начиная со смещения 80H и до 9FH. Программа может использовать его при нехватке памяти. Первоначально указатель на DTA указывает именно на этот буфер, поэтому если программа будет использовать его, то нет нужды устанавливать указатель. Этот буфер по умолчанию особенно удобно использовать с COM файлами, где DS указывает на начало префикса программного сегмента. Для файлов EXE может потребоваться небольшой добавочный код, чтобы использовать DTA по умолчанию.

Примечание: после извлечения года к нему необходимо прибавить 1980.
Существует ряд функций для работы с файлами, используя DTA. Наиболее употребимые из них приведены ниже.
Функция 1ah
Установить адрес DTA.
Вход. AH=1aH
DS:DX=адрес для DTA
Выход. Нет
Описание. Устанавливает адрес DTA.
Функция 2fh
Дать текущий DTA.
Вход. AH=2fH
Выход. ES:BX=адрес для DTA
Описание. Возвращает адрес начала области ввода-вывода (DTA). Поскольку DTA глобальна для всех процессов, в рекурсивной процедуре (например, при проходе по дереву оглавления) может потребоваться со-хранить адрес DTA, а впоследствии восстановить его посредством функ-ции 1aH.
Функция 4eh
Найти 1-й совпадающий файл.
Вход. AH=4eH
DS:DX=адрес строки ASCIIZ с именем файла
CX=атрибут файла для сравнения
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен
DTA=заполнена данными (если не было ошибки)
Описание. DS:DX указывает на строку ASCIIZ в форме: «d:\путь\имяфайла»,0. Если диск и/или путь опущены, они подразумевают-ся по умолчанию. Обобщенные символы * и ? допускаются в имени файла и расширении. DOS находит имя первого файла в оглавлении, которое совпадает с заданным именем и атрибутом, и помещает найденное имя и другую информацию в DTA.
Функция 4fh
Найти следующий совпадающий файл.
Вход. AH=4fH
DS:DX= адрес данных, возвращенных предыдущей 4eH.
Выход. AX=код ошибки, если CF установлен
DTA=заполнена данными (если не было ошибки)
Описание. DS:DX указывает на 2bH-байтовый буфер с информаци-ей, возвращенной функцией 4eH (либо DTA, либо буфер, скопированный из DTA).Необходимо использовать эту функцию после вызова 4eH. Сле-дующее имя файла, совпадающее по обобщенному имени и атрибуту фай-ла, копируется в буфер по адресу DS:DX вместе с другой информацией (см. функцию 4eH о структуре файловой информации в буфере, заполняе-мом DOS).
Ниже приведен фрагмент программы, иллюстрирующий организацию поиска файлов в текущем каталоге.

;Установить адрес DTA
MOV AH,01AH
LEA DX,FDTA
INT 21H
. . .
;Наити первый совпадающий файл
MOV AH,4EH
LEA DX,MASKA
MOV CX,10H
INT 21H
JC EXIT
NEXT:
. . .
;Найти следующий совпадающий файл
MOV AH,4FH
MOV CX,10H
LEA DX,MASKA
INT 21H
JNC NEXT
EXIT:
. . .
;========== DTA =========
FDTA DB 15H DUP (?)
FATTR DB ?
FTIME DW ?
FDATA DW ?
FSIZE DD ?
FNAME DB 0DH DUP (‘$’)
;========================
MASKA DB ‘*.*’,0

Структура PSP

Префикс программного сегмента PSP (Program Segment Prefics) – специальная область оперативной памяти размером 256 (100h) байт. PSP может использоваться в программе для определения имен файлов и пара-метров из командной строки, введенной при запуске программы на выпол-нение, объема доступной памяти, переменных окружения системы и так далее. После загрузки программы в память сегментные регистры DS и ES указывают на начало PSP этой программы.

Окружение DOS

DOS поддерживает область памяти, содержащую набор строк ASCIIZ, которые могут использоваться приложениями для получения некоторой системной информации и для передачи данных между программами. Эта область памяти называется окружением DOS.
Структура окружения DOS:

имя_1=значение_1«0»
имя_2=значение_2«0»
. . .
имя_N=значение_N«0»
«0»
«xxxx»
EXEC_string_1«0»
. . .
EXEC_string_NN«0»
«0»


Здесь «0» — это символ ASCII NUL (00H), а «xxxx» — 16-битовое дво-ичное значение (количество дополнительных строк).
Окружение не превышает 32K байт и начинается на границе парагра-фа. Смещение 2cH в PSP текущей программы содержит номер параграфа окружения. Используя окружение, можно найти нужное имя’ серией срав-нений строк ASCIIZ, пока не достигнута пустая строка (нулевой длины), что указывает конец окружения.
В последних версиях DOS, за концом официального окружения по-мещается дополнительная строка, которая содержит диск и путь, с которых была загружена программа. Вслед за последней строкой ASCIIZ окруже-ния находится нулевой байт, указывающий конец официального окруже-ния. Следующие два байта содержат 16-битовый двоичный счетчик допол-нительных строк (обычно 0001H). Вслед за значением счетчика находится строка ASCIIZ, содержащая путь и имя файла. Это в точности та строка, которая использовалась функцией DOS 4bH (EXEC) для загрузки и запуска программы.

Работа с прерываниями

Иногда необходимо выполнить одну из набора специальных проце-дур, если в системе или в программе возникают определенные условия, например, нажата клавиша на клавиатуре. Действие, стимулирующее вы-полнение одной из таких процедур, называется прерыванием. Существует два общих класса прерываний: внутренние и внешние. Первые иницииру-ются состоянием ЦП или командой, а вторые — сигналом, подаваемым от других компонентов системы.
Переход к процедуре прерывания осуществляется из любой програм-мы, а после выполнения процедуры прерывания обязательно происходит возврат в прерванную программу. Перед обращением к процедуре преры-вания должно быть сохранено состояние всех регистров и флагов, исполь-зуемых процедурой прерывания, а после окончания прерывания эти реги-стры должны быть восстановлены.
Последовательность прерывания состоит в следующем:
1) текущее значение регистра Flags включается в стек;
2) текущее значение регистра CS включается в стек;
3) текущее значение регистра IP включается в стек;
4) сбрасываются флаги IF и TF.
Новое содержимое IP и CS определяет начальный адрес выполняемой процедуры прерывания (обслуживание прерывания). Возврат в прерван-ную программу осуществляется командой, которая извлекает из стека со-держимое для IP, CS и регистра флагов (обычно это команда IRET).
Адреса подпрограмм обслуживания прерываний (вектора прерыва-ний) хранятся в таблице векторов прерываний. Таблица векторов прерыва-ний располагается по адресу 0000:0000 и представляет собой массив из 256 элементов, каждый элемент которого занимает 4 байта и представ-ляет собой начальный адрес процедуры обработки прерывания.
Иногда в программе возникает необходимость переопределения (пе-рехвата) прерываний (например, выполнение дополнительных действий при нажатии определенной клавиши клавиатуры). Процесс перехвата пре-рываний состоит в следующем:
1) подготавливается FAR-процедура – новый обработчик прерыва-ний (должна заканчиваться командой IRET);
2) сохраняется старый вектор прерывания (функция 35h прерывания 21h)
3) адрес нового обработчика заносится в таблицу векторов прерыва-ний (функция 25h прерывания 21h);
4) в конце программы происходит восстановление первоначального обработчика прерываний.
Функция 35h
Вход. AH=35H
AL=номер прерывания (00H до 0ffH)
Выход. ES:BX=адрес обработчика прерывания
Описание. Возвращает значение вектора прерывания для INT (AL),
то есть загружает в BX 0000:[AL*4], а в ES –
0000:[(AL*4)+2].
Функция 25h
Вход. AH=25H
AL=номер прерывания (00H до 0ffH)
DS:DX=вектор прерывания (адрес подпрограммы)
Выход. Нет
Описание. Устанавливает значение элемента таблицы векторов прерываний для прерывания с номером AL равным DS:DX. Это равно-сильно записи 4-байтового адреса в 0000:(AL*4), но, в отличие от прямой записи, в момент записи прерывания будут заблокированы.

Разбор практической программы

Задание: Создать текстовый файл «Dir.Txt», содержащий перечень файлов в текущем каталоге. Написать программу переопределения прерывания 05h (клавиша Print Screen).
Примечание:
1) файл «Dir.txt» можно создавать через описатели;
2) получение пути по которому была запущена программа (первая строка в файле «Dir.Txt») можно осуществить, используя окружение DOS. Для этого, во-первых, необходимо получить адрес PSP (функция 062H прерывания 21H), во-вторых, найти в нем адрес окружения DOS. В-третьих, получив из окружения DOS строку, содержащую путь и имя за-пущенного файла, выделить из нее путь к текущему каталогу;
3) на следующем этапе производится поиск первого совпадающего с маской «*.*» файла и его имя записывается в файл «Dir.Txt». Перед на-чалом поиска необходимо правильно установить атрибут файла в CX для сравнения. Далее производится поиск следующего совпадающего с маской файла, используя функцию 04FH прерывания 21H. Если такой файл най-ден, то его имя записывается в «Dir.Txt», иначе осуществляется выход из программы;
4) перед загрузкой нового вектора прерывания необходимо сохранить старый вектор (функция 35h прерывания 21h);
5) новый обработчик прерывания должен быть FAR-процедурой;
6) для проверки, новая процедура обработки прерывания 05h должна выводить в динамик сигнал (прерывание 21H). В основной программе не-обходимо организовать большой цикл, например, выводящий на экран символы (прерывание 21h использовать нельзя, можно использовать, на-пример, прерывание 10h). Таким образом, при нажатии на PrintScreen во время этого цикла компьютер должен издавать сигнал.

Файл fandp.asm
.model tiny
.186
.code
;благодаря этой директиве мы сразу имеем адрес окружения! :) удобно! :)
org 2Ch
okr dw ?
org 100h
start:
;так можно загрузить сегм. регистр! :)
push okr
pop es
;начали искать строку с именем в окружении DOS
xor ax,ax
xor di,di
cld
met:scasb
jne d
cmp es:[di+1],byte ptr 0
je quit
d:jmp met
quit:add di,2
xor si,si
ms:mov al,byte ptr es:[di]
cmp al,0
je poka
mov path[si],byte ptr al
inc si
inc di
jmp ms
;закончили сканировать окружение в поисках пути
;перехватываем прерывание
poka:sub si,9
mov ax,3505h
int 21h
mov word ptr oldint, bx
mov word ptr oldint+2,es
mov ax,2505h
mov dx,offset inter
int 21h
;выдаем писк! :) а то принт скрин всё равно нажать не успеем! :)
int 5h
mov ah,0h
int 16h
lea dx,mesg
mov ah,9
int 21h
;открываем файл
call openfile
mov handle,ax
mov ah,40h
mov bx,handle
mov cx,si
lea dx,path
int 21h
mov ah,40h
mov bx,handle
mov cx,2
lea dx,crlf
int 21h
;установить адрес dta
mov ah,01ah
lea dx,fdta
int 21h
;начать поиск файлов
mov ah,4eh
lea dx,maska
mov cx,10h
int 21h
jc exit
mov di,0
mov cx,14
m0:cmp fname[di],’0′
je h0
inc di
h0:loop m0
mov ah,40h
mov bx,handle
mov cx,di
lea dx,fname
int 21h
mov ah,40h
mov bx,handle
mov cx,2
lea dx,crlf
int 21h
next:mov ah,4fh
mov cx,10h
lea dx,maska
int 21h
jc exit
mov di,0
mov cx,14
m2:cmp fname[di],’0′
je h1
inc di
h1:loop m2
mov ah,40h
mov bx,handle
mov cx,di
lea dx,fname
int 21h
mov ah,40h
mov bx,handle
mov cx,2
lea dx,crlf
int 21h
xor ax,ax
mov di,0
mov cx,14
m1:mov fname[di],al
inc di
loop m1
jmp next
exit: mov ah,3eh
mov bx,handle
int 21h
;восстанавливаем вектор обратно
mov ax,2505h
mov dx,word ptr oldint+2
mov ds,dx
mov dx,word ptr cs:oldint
int 21h
ret
;процедура обработки прерывания
inter proc far
pusha
push es
push ds
mov dl,07
mov ah,02
int 21h
pop ds
pop es
popa
jmp cs:oldint
inter endp
;процедура открытия файла
openfile proc near
mov ah,3ch
mov cx,0
mov dx,offset buf
int 21h
jnc nerr
mov dx,offset myerr
mov ah,9
int 21h
;перевод строки
mov dx,offset crlf
mov ah,09h
int 21h
nerr: ret
openfile endp
;.
oldint dd ?
mesg db «Find files$»
crlf db 0Dh,0Ah,’$’
buf db «filedir»,0
myerr db «WARNING.
File not create$»
handle dw ?
maska db «*.*»,0
fdta db 15h dup (?)
fattr db ?
ftime dw ?
fdata dw ?
fsize dd ?
fname db 14 dup (‘0’)
path db 256 dup (?)
end start

Компиляция :
c:\specprog\tasm\bin\tasm.exe /m fandp.asm
c:\specprog\tasm\bin\tlink.exe fandp.obj /t/x

Вот что имеем в результате запуска:
(под эмулятором и на реальном DOS при запуске вы услышите «писк»)
список найденых файлов сохраняется в файле filedir

Dos fn 25h: установить вектор прерывания

Для обработки событий, происходящих асинхронно по отношению к выполнению программы, лучше всего подходит механизм прерываний. Прерывание можно рассматривать как некоторое особое событие в системе, требующее моментальной реакции. Например, хорошо спроектированные системы повышенной надежности используют прерывание по аварии в питающей сети для выполнения процедур записи содержимого регистров и оперативной памяти на магнитный носитель с тем, чтобы после восстановления питания можно было продолжить работу с того же места.

Кажется очевидным, что возможны самые разнообразные прерывания по самым различным причинам. Поэтому прерывание рассматривается не просто как таковое: с ним связывают число, называемое номером типа прерывания или просто номером прерывания. С каждым номером прерывания связывается то или иное событие. Система умеет распознавать, какое прерывание, с каким номером оно произошло, и запускает соответствующую этому номеру процедуру.

Программы могут сами вызывать прерывания с заданным номером. Для этого они используют команду INT. Это так называемые программные прерывания. Программные прерывания не являются асинхронными, так как вызываются из программы (а она-то знает, когда она вызывает прерывание!).

Программные прерывания удобно использовать для организации доступа к отдельным, общим для всех программ модулям. Например, программные модули операционной системы доступны прикладным программам именно через прерывания, и нет необходимости при вызове этих модулей знать их текущий адрес в памяти. Прикладные программы могут сами устанавливать свои обработчики прерываний для их последующего использования другими программами. Для этого встраиваемые обработчики прерываний должны быть резидентными в памяти. Мы научимся создавать свои программы обработки прерываний и будем говорить об этом при обсуждении резидентных программ.

Аппаратные прерывания вызываются физическими устройствами и приходят асинхронно. Эти прерывания информируют систему о событиях, связанных с работой устройств, например о том, что наконец-то завершилась печать символа на принтере и неплохо было бы выдать следующий символ, или о том, что требуемый сектор диска уже прочитан, его содержимое доступно программе.

Использование прерываний при работе с медленными внешними устройствами позволяют совместить ввод/вывод с обработкой данных в центральном процессоре и в результате повышает общую производительность системы.

Некоторые прерывания (первые пять в порядке номеров) зарезервированы для использования самим центральным процессором на случай каких-либо особых событий вроде попытки деления на ноль, переполнения и т.п.

Иногда желательно сделать систему нечувствительной ко всем или отдельным прерываниям. Для этого используют так называемое маскирование прерываний, о котором мы еще будем подробно говорить. Но некоторые прерывания замаскировать нельзя, это немаскируемые прерывания.

Заметим еще, что обработчики прерываний могут сами вызывать программные прерывания, например, для получения доступа к сервису BIOS или DOS (сервис BIOS также доступен через механизм программных прерываний).

Составление собственных программ обработки прерываний и замена стандартных обработчиков DOS и BIOS является ответственной и сложной работой. Необходимо учитывать все тонкости работы аппаратуры и взаимодействия программного и аппаратного обеспечения. При отладке возможно разрушение операционной системы с непредсказуемыми последствиями, поэтому надо очень внимательно следить за тем, что делает Ваша программа.

Для того чтобы связать адрес обработчика прерывания с номером прерывания, используется таблица векторов прерываний, занимающая первый килобайт оперативной памяти — адреса от 0000:0000 до 0000:03FF. Таблица состоит из 256 элементов — FAR-адресов обработчиков прерываний. Эти элементы называются векторами прерываний. В первом слове элемента таблицы записано смещение, а во втором — адрес сегмента обработчика прерывания.

Прерыванию с номером 0 соответствует адрес 0000:0000, прерыванию с номером 1 — 0000:0004 и т.д. Для программиста, использующего язык Си, таблицу можно описать следующим образом:

Инициализация таблицы происходит частично BIOSпосле тестирования аппаратуры и перед началом загрузки операционной системой, частично при загрузке DOS. DOS может переключить на себя некоторые прерывания BIOS.

Займемся теперь содержимым таблицы векторов прерываний. Приведем назначение некоторых наиболее важных векторов:

Номер Описание
Ошибка деления. Вызывается автоматически после выполнения команд DIV или IDIV, если в результате деления происходит переполнение (например, при делении на 0). DOS обычно при обработке этого прерывания выводит сообщение об ошибке и останавливает выполнение программы. Для процессора 8086 при этом адрес возврата указывает на следующую после команды деления команду, а в процессоре 80286 — на первый байт команды, вызвавшей прерывание.
1 Прерывание пошагового режима. Вырабатывается после выполнения каждой машинной команды, если в слове флагов установлен бит пошаговой трассировки TF. Используется для отладки программ. Это прерывание не вырабатывается после выполнения команды MOV в сегментные регистры или после загрузки сегментных регистров командой POP.
2 Аппаратное немаскируемое прерывание. Это прерывание может использоваться по-разному в разных машинах. Обычно вырабатывается при ошибке четности в оперативной памяти и при запросе прерывания от сопроцессора.
3 Прерывание для трассировки. Это прерывание генерируется при выполнении однобайтовой машинной команды с кодом CCh и обычно используется отладчиками для установки точки прерывания.
4 Переполнение. Генерируется машинной командой INTO, если установлен флаг OF. Если флаг не установлен, то команда INTO выполняется как NOP. Это прерывание используется для обработки ошибок при выполнении арифметических операций.
5 Печать копии экрана. Генерируется при нажатии на клавиатуре клавиши PrtScr. Обычно используется для печати образа экрана. Для процессора 80286 генерируется при выполнении машинной команды BOUND, если проверяемое значение вышло за пределы заданного диапазона.
6 Неопределенный код операции или длина команды больше 10 байт (для процессора 80286).
7 Особый случай отсутствия математического сопроцессора (процессор 80286).
8 IRQ0 — прерывание интервального таймера, возникает 18,2 раза в секунду.
9 IRQ1 — прерывание от клавиатуры. Генерируется при нажатии и при отжатии клавиши. Используется для чтения данных от клавиатуры.
A IRQ2 — используется для каскадирования аппаратных прерываний в машинах класса AT.
B IRQ3 — прерывание асинхронного порта COM2.
C IRQ4 — прерывание асинхронного порта COM1.
D IRQ5 — прерывание от контроллера жесткого диска для XT.
E IRQ6 — прерывание генерируется контроллером флоппи-диска после завершения операции.
F IRQ7 — прерывание принтера. Генерируется принтером, когда он готов к выполнению очередной операции. Многие адаптеры принтера не используют это прерывание.
10 Обслуживание видеоадаптера.
11 Определение конфигурации устройств в системе.
12 Определение размера оперативной памяти в системе.
13 Обслуживание дисковой системы.
14 Последовательный ввод/вывод.
15 Расширенный сервис для AT-компьютеров.
16 Обслуживание клавиатуры.
17 Обслуживание принтера.
18 Запуск BASIC в ПЗУ, если он есть.
19 Загрузка операционной системы.
1A Обслуживание часов.
1B Обработчик прерывания Ctrl-Break.
1C Прерывание возникает 18.2 раза в секунду, вызывается программно обработчиком прерывания таймера.
1D Адрес видеотаблицы для контроллера видеоадаптера 6845.
1E Указатель на таблицу параметров дискеты.
1F Указатель на графическую таблицу для символов с кодами ASCII 128-255.
20-5F Используется DOS или зарезервировано для DOS.
60-67 Прерывания, зарезервированные для пользователя.
68-6F Не используются.
70 IRQ8 — прерывание от часов реального времени.
71 IRQ9 — прерывание от контроллера EGA.
72 IRQ10 — зарезервировано.
73 IRQ11 — зарезервировано.
74 IRQ12 — зарезервировано.
75 IRQ13 — прерывание от математического сопроцессора.
76 IRQ14 — прерывание от контроллера жесткого диска.
77 IRQ15 — зарезервировано.
78 — 7F Не используются.
80-85 Зарезервированы для BASIC.
86-F0 Используются интерпретатором BASIC.
F1-FF Не используются.

IRQ0 — IRQ15 — это аппаратные прерывания, о них будет рассказано позже.

Часто при выполнении критических участков программ, для того чтобы гарантировать выполнение определенной последовательности команд целиком, приходится запрещать прерывания. Это можно сделать командой CLI. Ее нужно поместить в начало критической последовательности команд, а в конце расположить команду STI, разрешающую процессору воспринимать прерывания. Команда CLI запрещает только маскируемые прерывания, немаскируемые всегда обрабатываются процессором.

Если вы используете запрет прерываний с помощью команды CLI, следите за тем, чтобы прерывания не отключались на длительный период времени, так как это может привести к нежелательным последствиям. Например, будут отставать часы.

Если вам надо запретить не все прерывания, а только некоторые, например, от клавиатуры, то для этого надо воспользоваться услугами контроллера прерываний. Подробно об этом немного ниже, сейчас отметим только, что выдачей в этот контроллер определенной управляющей информации можно замаскировать прерывания от отдельных устройств.

Вашей программе может потребоваться организовать обработку некоторых прерываний. Для этого программа должна переназначить вектор на свой обработчик. Это можно сделать, изменив содержимое соответствующего элемента таблицы векторов прерываний.

Очень важно не забыть перед завершением работы восстановить содержимое измененных векторов в таблице прерываний, т.к. после завершения работы программы память, которая была ей распределена, считается свободной и может быть использована для загрузки другой программы. Если вы забыли восстановить вектор и пришло прерывание, то система может разрушиться — вектор теперь указывает на область, которая может содержать что угодно.

Поэтому последовательность действий для нерезидентных программ, желающих обрабатывать прерывания, должна быть такой:

  • прочитать содержимое элемента таблицы векторов прерываний для вектора с нужным вам номером;
  • запомнить это содержимое (адрес старого обработчика прерывания) в области данных программы;
  • установить новый адрес в таблице векторов прерываний так, чтобы он соответствовал началу Вашей программы обработки прерывания;
  • перед завершением работы программы прочитать из области данных адрес старого обработчика прерывания и записать его в таблицу векторов прерываний.

Кроме того, операция изменения вектора прерывания должна быть непрерывной в том смысле, что во время изменения не должно произойти прерывание с номером, для которого производится замена программы обработки. Если вы, например, запишете новое значение смещения, а сегментный адрес обновить не успеете, то по какому адресу будет передано управление в случае прерывания и что при этом произойдет? Об этом можно только догадываться.

Для облегчения работы по замене прерывания DOS предоставляет в Ваше распоряжение специальные функции для чтения элемента таблицы векторов прерывания и для записи в нее нового адреса. Если вы будете использовать эти функции, DOS гарантирует, что операция по замене вектора будет выполнена правильно. Вам не надо заботиться о непрерывности процесса замены вектора прерывания.

Для чтения вектора используйте функцию 35h прерывания 21h. Перед ее вызовом регистр AL должен содержать номер вектора в таблице. После выполнения функции в регистрах ES:BX будет искомый адрес обработчика прерывания.

Функция 25h прерывания 21h устанавливает для вектора с номером, находящимся в AL, обработчик прерывания DS:DX.

Разумеется, вы можете непосредственно обращаться к таблице векторов прерываний, но тогда при записи необходимо замаскировать прерывания командой CLI, не забыв разрешить их после записи командой STI.

Для пользователей языка Си библиотека Quick C содержит функции _dos_getvec(), _dos_setvect(). Первая функция получает адрес из таблицы векторов прерываний, вторая устанавливает новый адрес.

Если вам надо добавить какие-либо собственные действия к тем, что выполняет стандартный обработчик прерывания, то можно организовать цепочку прерываний.

Для организации цепочки прерываний вы записываете в векторную таблицу адрес своего обработчика, не забыв сохранить прежнее содержимое таблицы. Ваш обработчик получает управление по прерыванию, выполняет какие-либо действия, затем передает управление стандартному обработчику. Можно сделать и по-другому: ваш обработчик вызывает стандартный обработчик как подпрограмму, после возврата из стандартного обработчика выполняет дополнительные действия. То есть вы можете вставить дополнительную обработку как до вызова стандартного обработчика, так и после его вызова.

В библиотеке Quick C имеется функция для организации цепочки прерываний — _chain_intr().

Рассмотрим более подробно возможности библиотеки интегрированной среды Quick C, предназначенные для работы с прерываниями.

Модификатор interrupt (_interrupt для Quick C 2.5 и C 6.0) описывает функцию, которая является обработчиком прерывания. Такая функция завершается командой возврата из обработки прерывания IRET, и для нее автоматически генерируются команды сохранения регистров на входе и их восстановления при выходе из обработчика прерывания. Пример использования модификатора для описания функции обработки прерывания:

Функция обработки прерывания должна быть FAR-функцией, т.к. таблица векторов прерываний содержит полные адреса в виде сегмент:смещение.

Ключевое слово interrupt используется также для описания переменных, предназначенных для хранения векторов прерываний:

Модификаторы _interrupt и _far для Quick C 2.5 и C 6.0 являются синонимами соответственно interrupt и far.

Какие требования предъявляются к программе обработки прерывания?

Если прерывания происходят часто, то их обработка может сильно замедлить работу прикладной программы. Поэтому обработчик прерывания должен быть короткой, быстро работающей программой, которая выполняет только самые необходимые действия. Например, считать очередной символ из порта принтера и поместить его в буфер, увеличить значение какого-либо глобального счетчика прерываний и т.п.

Для установки своего обработчика прерываний используйте функцию _dos_setvec. Эта функция имеет два параметра — номер прерывания и указатель на новую функцию обработки прерывания. Например:

В этом примере для клавиатурного прерывания с номером 16h устанавливается новый обработчик прерывания my_key_intr.

Если вам надо узнать адрес старого обработчика прерывания по его номеру, лучше всего воспользоваться функцией _dos_getvect, которая принимает в качесте параметра номер прерывания и возвращает указатель на соответствующий этому номеру в таблице векторов прерываний обработчик. Например:

Для организации цепочки прерываний используйте функцию _chain_intr. В качестве параметра эта функция принимает адрес старого обработчика прерываний.

Следующий простой пример иллюстрирует применение всех трех функций, предназначенных для работы с прерываниями. Эта программа встраивает собственный обработчик прерывания таймера, который будет вызываться примерно 18,2 раза в секунду. Встраиваемый обработчик прерывания считает тики таймера и, если значение счетчика кратно 20, на динамик компьютера выдается звуковой сигнал. В конце работы новая программа обработки прерывания таймера вызывает старый обработчик с помощью функции _chain_intr.

После установки нового обработчика прерывания таймера основная программа ждет нажатия на клавиатуре любой клавиши, затем она восстанавливает старое содержимое вектора прерывания.

Аппаратные прерывания вырабатываются устройствами компьютера, когда возникает необходимость их обслуживания. Например, по прерыванию таймера соответствующий обработчик прерывания увеличивает содержимое ячеек памяти, используемых для хранения времени. В отличие от программных прерываний, вызываемых запланировано самой прикладной программой, аппаратные прерывания всегда происходят асинхронно по отношению к выполняющимся программам. Кроме того, может возникнуть одновременно сразу несколько прерываний!

Для того, чтобы система «не растерялась», решая какое прерывание обслуживать в первую очередь, существует специальная схема приоритетов. Каждому прерыванию назначается свой уникальный приоритет. Если происходит одновременно несколько прерываний, то система отдает предпочтение самому высокоприоритетному, откладывая на время обработку остальных прерываний.

Система приоритетов реализована на двух микросхемах Intel 8259 (для машин класса XT — на одной такой микросхеме). Каждая микросхема обслуживает до восьми приоритетов. Микросхемы можно объединять (каскадировать) для увеличения количества уровней приоритетов в системе.

Уровни приоритетов обозначаются сокращенно IRQ0 — IRQ15 (для машин класса XT существуют только уровни IRQ0 — IRQ7).

Для машин XT приоритеты линейно зависели от номера уровня прерывания. IRQ0 соответствовало самому высокому приоритету, за ним шли IRQ1, IRQ2, IRQ3 и так далее. Уровень IRQ2 в машинах класса XT был зарезервирован для дальнейшего расширения системы и, начиная с машин класса AT, IRQ2 стал использоваться для каскадирования контроллеров прерывания 8259. Добавленные приоритетные уровни IRQ8 — IRQ15 в этих машинах располагаются по приоритету между IRQ1 и IRQ3.

Приведем таблицу аппаратных прерываний, расположенных в порядке приоритета:

Номер Описание
8 IRQ0 — прерывание интервального таймера, возникает 18,2 раза в секунду.
9 IRQ1 — прерывание от клавиатуры. Генерируется при нажатии и при отжатии клавиши. Используется для чтения данных с клавиатуры.
A IRQ2 — используется для каскадирования аппаратных прерываний в машинах класса AT.
70 IRQ8 — прерывание от часов реального времени.
71 IRQ9 — прерывание от контроллера EGA.
72 IRQ10 — зарезервировано.
73 IRQ11 — зарезервировано.
74 IRQ12 — зарезервировано.
75 IRQ13 — прерывание от математического сопроцессора.
76 IRQ14 — прерывание от контроллера жесткого диска.
77 IRQ15 — зарезервировано.
B IRQ3 — прерывание асинхронного порта COM2.
C IRQ4 — прерывание асинхронного порта COM1.
D IRQ5 — прерывание от контроллера жесткого диска для XT.
E IRQ6 — прерывание генерируется контроллером флоппи-диска после завершения операции.
F IRQ7 — прерывание принтера. Генерируется принтером, когда он готов к выполнению очередной операции. Многие адаптеры принтера не используют это прерывание.

Из таблицы видно, что самый высокий приоритет у прерываний от интервального таймера, затем идет прерывание от клавиатуры.

Для управления схемами приоритетов необходимо знать внутреннее устройство контроллера прерываний 8259. Поступающие прерывания запоминаются в регистре запроса на прерывание IRR. Каждый бит из восьми в этом регистре соответствует прерыванию. После проверки на обработку в настоящий момент другого прерывания запрашивается информация из регистра обслуживания ISR. Перед выдачей запроса на прерывание в процессор проверяется содержимое восьмибитового регистра маски прерываний IMR. Если прерывание данного уровня не замаскировано, то выдается запрос на прерывание.

Наиболее интересными с точки зрения программирования контроллера прерываний являются регистры маски прерываний IMR и управляющий регистр прерываний.

В машинах класса XT регистр маски прерываний имеет адрес 21h, управляющий регистр прерываний — 20h. Для машин AT первый контроллер 8259 имеет такие же адреса, что и в машинах XT, регистр маски прерываний второго контроллера имеет адрес A1h, управляющий регистр прерываний — A0h.


Разряды регистра маски прерываний соответствуют номерам IRQ. Для того чтобы замаскировать аппаратное прерывание какого-либо уровня, надо заслать в регистр маски байт, в котором бит, соответствующий этому уровню, установлен в 1. Например, для маскирования прерываний от НГМД в порт 21h надо заслать двоичное число 01000000.

Приведем пример программы, маскирующей прерывание от флоппи-диска:

Эта программа есть на дискете, прилагающейся к книге. Запустите ее (с жесткого диска) и попробуйте поработать, например, с дисководом А:. У вас ничего не получится!

Чтобы «оживить» флоппи-диски, запустите программу, которая размаскирует все прерывания (в том числе и от флоппи):

Заметьте, что мы только что замаскировали прерывание именно от флоппи-диска, все остальные устройства продолжали нормально работать. Если бы мы выдали машинную команду CLI, то отключились бы все аппаратные прерывания. Это привело бы, например, к тому, что клавиатура была бы заблокирована.

Еще одно замечание, касающееся обработки аппаратных прерываний. Если вы полностью заменяете стандартный обработчик аппаратного прерывания, не забудьте в конце программы выдать байт 20h в порт с адресом 20h (A0h для второго контроллера 8259). Эти действия необходимы для очистки регистра обслуживания прерывания ISR. При этом разрешается обработка прерываний с более низким приоритетом чем то, которое только что обрабатывалось.

Если вы обрабатываете прерывание 1Ch, то добавка в конце программы не нужна, так как это прерывание является расширением другого прерывания (прерывания таймера).

Перед тем, как завершить изучение прерываний, зададимся вопросом — можно ли замаскировать немаскируемое прерывание? Оказывается можно!

Конечно, если сигнал прерывания пришел на вход немаскируемого прерывания процессора, ничего сделать нельзя — прерывание произойдет неизбежно. Но в компьютерах XT и AT предусмотрены схемы, блокирующие вход немаскируемого прерывания процессора NMI.

Для XT маскированием немаскируемого прерывания управляет порт с адресом 0A0h. Если записать в него 0, немаскируемое прерывание будет запрещено, если 80h — разрешено.

Аналогично для AT маскированием немаскируемого прерывания управляет бит 7 порта 70h. Запись байта 0ADh в порт 70h запретит немаскируемое прерывание, а байта 2Dh — разрешит прохождение прерывания.

Приложение Б Функции DOS (INT 21h)

Приложение Б Функции DOS (INT 21h)

DOS, функция 00h

CS – сегмент PSP завершающегося процесса

Описание. Передает управление на вектор завершения в PSP (выходит в родительский процесс). Идентична функции INT 20h (Terminate). Регистр CS должен указывать на PSP. Восстанавливает векторы прерываний DOS 22h-24h (Завершение, Ctrl-Break и Критическая ошибка), устанавливая значения, сохраненные в родительском PSP. Выполняет сброс файловых буферов. Файлы должны быть предварительно закрыты, если их длина изменилась.

Данная функция не рекомендуется к использованию. Для выхода из программы лучше использовать функцию DOS 4Ch.

DOS, функция 01h Считать со стандартного устройства ввода

Выход: AL – символ, полученный из стандартного ввода

Описание. Считывает (ожидает) символ со стандартного входного устройства. Отображает этот символ на стандартное выходное устройство (эхо). При обнаружении Ctrl-Break выполняется INT 23h.

Ввод расширенных клавиш ASCII (F1-F12, PgUp, курсор и другие) требует двух обращений к этой функции. Первый вызов возвращает AL=0. Второй вызов возвращает в AL расширенный код ASCII.

DOS, функция 02h Записать в стандартное устройство вывода

DL – символ, выводимый в стандартный вывод

Посылает символ из DL в стандартное устройство вывода. Обрабатывает символ Backspace (ASCII 8), перемещая курсор влево на одну позицию и оставляя его в новой позиции. При обнаружении Ctrl-Break выполняется INT 23h.

DOS, функция 03h Считать символа со стандартного вспомогательного устройства

Выход: AL – символ, введенный со стандартного вспомогательного устройства

Описание. Считывает (ожидает) символ со стандартного вспомогательного устройства, COM1 или AUX и возвращает этот символ в AL.

Ввод не буферизуется и должен опрашиваться (не управляется прерываниями). При запуске DOS порт AUX (COM1) инициализируется так: 2400 бод, без проверки на четность, 1 стоп-бит, 8-битные слова. Команда DOS MODE используется для установки иных характеристик.

DOS, функция 04h Записать символ в стандартное вспомогательное устройство

DL – символ, выводимый в стандартное вспомогательное устройство

Посылает символ, находящийся в регистре DL, на стандартное вспомогательное устройство, COM1 или AUX.

DOS, функция 05h Вывести на принтер

DL – символ, записываемый на стандартный принтер

Посылает символ в DL на стандартное устройство печати, обычно LPT1.

DOS, функция 06h Консольный ввод-вывод

DL=00h-FEh – символ, посылаемый на стандартный вывод

DL=FFh – запрос ввода со стандартного ввода

ZF=0, если осуществлялся ввод символа и символ готов при запросе ввода

AL – считанный символ

ZF=1, если осуществлялся ввод символа и символа в консоли нет

При DL=0FFh выполняет ввод с консоли «Без ожидания», возвращая включенный флаг нуля ZF, если на консоли нет готового символа. Если символ готов, сбрасывает флаг ZF и возвращает считанный символ в AL. Если DL не равен 0FFh, то DL направляется на стандартный вывод.

DOS, функция 07h Нефильтрующий консольный ввод без эха

Выход: AL – символ, полученный через стандартный ввод

Описание. Считывает (ожидает) символ со стандартного входного устройства и возвращает этот символ в AL. Не проверяет на Ctrl-Break, BackSpace и другие.

Для ввода расширенного символа ASCII должна быть вызвана дважды. Для проверки статуса используется функция DOS 0Bh (чтобы не ожидать нажатия клавиши).

DOS, функция 08h Консольный ввод без эха

Выход: AL – символ, полученный через стандартный ввод

Описание. Считывает (ожидает) символ со стандартного входного устройства и возвращает этот символ в AL. При обнаружении Ctrl-Break выполняется прерывание INT 23h.

Для ввода расширенного символа ASCII должна быть вызвана дважды.

DOS, функция 09h Запись строки на стандартный вывод

DS:DX – адрес строки, заканчивающейся символом «$» (ASCII 24h)

Строка, исключая завершающий ее символ «$», посылается на стандартный вывод. Символы Backspace обрабатываются как в функции 02h (вывод на дисплей). Чтобы перейти на новую строку, обычно включают в текст пару CR/LF (ASCII 0Dh и ASCII 0Ah). Строки, содержащие «$», можно передать на стандартное устройство вывода с помощью функции 40h (BX=0).

DOS, функция 0Ah Ввод строки в буфер

DS:DX – адрес входного буфера (Таблица Б-1)

Таблица Б-1. Формат входного буфера

Буфер содержит введенные данные, в конце – символ CR (ASCII 0Dh)

DOS, функция 0Bh Проверка статуса ввода

Выход: AL=FFh, если символ доступен со стандартного ввода AL=00h, если нет доступного символа

Описание. Проверяет состояние стандартного ввода. При распознавании Ctrl-Break выполняется INT 23h.

Используется перед функциями 01h, 07h и 08h, чтобы избежать ожидания нажатия клавиши.

Эта функция дает простой неразрушающий способ проверки Ctrl-Break в процессе длинных вычислений или другой обработки, обычно не требующей ввода. Это позволяет снимать счет по нажатию Ctrl-Break.

DOS, функция 0Ch Ввод с очисткой

AL – номер функции ввода DOS:

AL=01h – ввод с клавиатуры

AL=06h – ввод с консоли


AL=07h – нефильтрующий без эха

AL=08h – ввод без эха

AL=0Ah – буферизованный ввод

Очищает буфер опережающего ввода стандартного ввода, а затем вызывает функцию ввода, указанную в AL. Это заставляет систему ожидать ввод очередного символа.

DOS, функция 0Dh Сброс диска

Сбрасывает диск (записывает на диск все файловые буферы). Файл, размер которого изменился, должен быть предварительно закрыт (при помощи функций 10h или 3Eh).

DOS, функция 0Eh Установить текущий диск DOS

DL – номер диска (0 – A, 1 – B и так далее), который становится текущим

Выход: AL – общее число дисководов в системе

Описание. Диск, указанный в DL, становится текущим. Проверка: используется функция 19h (дать текущий диск). В регистре AL возвращается число дисководов всех типов, включая жесткие диски и «логические» диски (как диск B: системе с одним гибким диском).

AL имеет то же значение, что и LASTDRIVE, указанное в файле CONFIG.SYS, и по умолчанию равно 5.

DOS, функция 0Fh Открыть файл через FCB

DS:DX – адрес неоткрытого FCB (Таблица Б-2)

Таблица Б-2. Формат FCB

AL=00h, если функция выполнена успешно (FCB заполнен)

AL=FFh, если файл не найден или доступ к файлу не разрешен

Файл, описываемый неоткрытым FCB, должен существовать в текущем оглавлении на диске, специфицированном в FCB (0 – текущий, 1 – A, 2 – B и так далее). Если файл не существует, возвращается AL=0FFh. Файл открывается в режиме совместимости. Если поле «Номер диска» в FCB равно нулю в момент вызова, то оно заполняется номером текущего дисковода (1 – A, 2 – B и так далее). Поле FCB «Номер текущего блока» устанавливается в ноль. Поле FCB «Размер логической записи» устанавливается в 80h. Поля даты и размера файла в FCB устанавливаются из оглавления.

DOS, функция 10h Закрыть файл через FCB

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если функция выполнена успешно

AL=FFh, если файл не найден там, где он находился при открытии с помощью функции 0Fh

Закрывает файл, открытый функцией 0Fh. Файл должен находиться на своем первоначальном месте в текущем оглавлении диска, на котором он был открыт. Если файл найден, оглавление обновляется, файловые буфера сбрасываются и возвращается AL=00h. Если файл не найден, оглавление не обновляется и возвращается AL=FFh.

DOS, функция 11h Найти первый совпадающий файл через FCB

DS:DX – адрес неоткрытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если подходящее имя найдено

AL=FFh, если подходящего имени нет

В текущем оглавлении DOS происходит поиск файлов с именем, соответствующим заданному шаблону. При неудаче возвращается AL=0FFh. Если имя найдено, AL очищается, в первый байт DTA помещается номер дисковода (A – 1, B – 2 и так далее), а в следующие 32 байта помещается элемент оглавления для найденного файла.

Можно использовать при вызове расширенный FCB, чтобы выбирать файлы с указанными атрибутами. В этом случае в DTA помещаются: байт FFh, 7 байт нулей, номер диска и элемент оглавления.

DOS, функция 12h Найти следующий совпадающий файл через FCB

DS:DX – адрес неоткрытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если подходящее имя найдено

DTA заполнен AL=FFh, если подходящего имени нет

Используется после вызова функции 11h (Найти первый совпадающий файл через FCB) с обобщенным именем файла. Каждый последующий вызов заполняет DTA очередным подходящим элементом оглавления и возвращает AL=00h. Если подходящих имен больше нет, возвращается AL=FFh.

Резервируемая область в FCB сохраняет информацию, необходимую для продолжения поиска. Поэтому не стоит открывать и изменять FCB между вызовами.

DOS, функция 13h Удалить файл через FCB

DS:DX – адрес неоткрытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если функция выполнена успешно

AL=FFh, если файл не найден или доступ к файлу не разрешен

Эта функция удаляет все подходящие файлы в текущем оглавлении указанного диска согласно спецификации в FCB. Если подходящие файлы не найдены или если доступ отвергнут (как при попытке удалить файл с атрибутом Read-Only), функция возвращает в регистре AL значение FFh.

DOS, функция 14h Последовательное чтение из файла через FCB

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если чтение было успешным и DTA содержит данные

AL=01h, если достигнут конец файла (EOF) и данные не считаны

AL=02h, если произошел выход за сегмент (чтения не было)

AL=03h, если EOF и считана усеченная запись (дополнена нулями)

Функция читает файл, специфицированный в FCB. Затем соответственно увеличивает значения полей в FCB.

Перед началом последовательной обработки файла нужно сбрасывать CurRec в ноль, так как функция 0Fh не инициализирует это поле.

DOS, функция 15h Последовательная запись в файл через FCB

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если запись была успешной

AL=01h, если ошибка переполнения диска (данные не записаны)

AL=02h, если произошел выход за сегмент (записи не было)

Функция записывает файл, специфицированный в FCB. Затем соответственно увеличивает значения полей в FCB.

Перед началом последовательной обработки файла нужно сбрасывать «Номер текщей записи» в ноль, так как функция 0Fh не инициализирует это поле.

DOS буферизует данные, записывая полный сектор за один раз.

DOS, функция 16h Создание файла через FCB

DS:DX – адрес неоткрытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если функция выполнена успешно FCB заполнен

AL=FFh, если при выполнении функции возникли ошибки

Описание. Файл, специфицированный неоткрытым FCB, создается на диске, указанном в FCB (0 – текущий, 1 – A и так далее). Он открывается в текущем оглавлении этого диска. FCB заполняется аналогично функции 0Fh. Если файл существует в момент вызова, его элемент оглавления перекрывается новым файлом, а длина файла сбрасывается в ноль.

Handle-ориентированные функции DOS 2.0+ гораздо удобнее в работе.

DOS, функция 17h Переименовать файл через FCB

DS:DX – адрес измененного FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если функция выполнена успешно

AL=FFh, если при выполнении функции возникли ошибки


Переименовывает файл в текущем оглавлении.

DOS, функция 19h Получить текущий диск DOS

Выход: AL – номер текущего диска (0 – A, 1 – B, и так далее)

Возвращает номер дисковода текущего диска DOS.

DOS, функция 1Ah Установить адрес DTA

DS:DX – адрес DTA

Устанавливает адрес DTA. Все FCB-ориентированные операции работают с DTA. DOS не позволяет операциям ввода/вывода пересекать границу сегмента. Функции поиска 11h, 12h, 4Eh и 4Fh помещают данные в DTA. DTA глобальна, поэтому надо проявлять осторожность при назначении ее в рекурсивной процедуре. При запуске программы ее DTA устанавливается по смещению 80h относительно PSP.

DOS, функция 1Bh Получить информацию FAT для текущего диска

DS:BX – адрес байта FAT ID, отражающего тип диска (Таблица Б-3)

DX – всего кластеров (единиц распределения) на диске

AL – секторов на кластер

CX – байт на сектор

Таблица Б-3. Значения >

Возвращает информацию о размере и типе текущего диска. Размер диска (в байтах) равен DX*AL*CX. Свободную память можно найти функциями 36h или 32h.

Версии: DOS 1.x держит FAT в памяти и возвращает DS:BX => FAT. DOS 2.0+ может держать в памяти лишь часть всей FAT.

Эта функция изменяет содержимое регистра DS.

DOS, функция 1Ch Получить информацию FAT для указанного диска

DL – номер диска (0 – текущий, 1 – A и так далее)

DS:BX – адрес байта FAT ID, отражающего тип диска (приведен в описании функции 1Bh)

DX – всего кластеров (единиц распределения)

AL – секторов на кластер

CX – байт на сектор

Аналогична функции 1Bh с той разницей, что регистр DL указывает диск, для которого нужно получить информацию.

DOS, функция 21h Считать произвольную запись файла

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если чтение было успешным и DTA заполнена данными

AL=01h, если достигнут конец файла (EOF) и чтения не было

AL=02h, если произошел выход за сегмент (чтения нет)

AL=03h, если встречен EOF и усеченная запись дополнена нулями

Данная функция читает из файла с текущей позиции как с указанной в полях FCB «Запись с текущей позиции» и «Номер записи при непосредственном доступе к файлу».

DOS, функция 22h Писать произвольную запись файла

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если запись была успешной

AL=01h, при переполнении диска

AL=02h, если DTA+FCB выходит за сегмент (нет записи)

Данная функция записывает в файл с текущей позиции как с указанной в полях FCB «Запись с текущей позиции» и «Номер записи при непосредственном доступе к файлу».

DOS, функция 23h Получить размер файла через FCB

DS:DX – адрес неоткрытого FCB (Таблица Б-2)

AL=00h, если функция выполнена успешно

AL=FFh, если при выполнении функции возникли ошибки

Проще определить размер файла при помощи функции 3Dh с последующим выполнением 42h (при AL=2).

DOS, функция 24h Установить адрес произвольной записи в файле

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

Устанавливает поле «Номер записи при непосредственном доступе к файлу» в FCB на файловый адрес, соответствующий значениям полей «Текущий блок» и «Запись с текущей позиции».

DOS, функция 25h Установить вектор прерывания

AL – номер прерывания

DS:DX – вектор прерывания – адрес программы обработки прерывания

Описание. Устанавливает значение элемента таблицы векторов прерываний для прерывания с номером AL, равным DS:DX. Это равносильно записи 4-байтового адреса в 0000:(AL*4), но, в отличие от прямой записи, DOS знает, что происходит, и гарантирует, что в момент записи прерывания будут заблокированы.

Восстановить DS (если необходимо) после этого вызова.

DOS, функция 26h Создать новый PSP

DX – адрес сегмента (параграфа) для нового PSP

CS – сегмент PSP, используемый как шаблон для нового PSP (Таблица Б-4)

Описание. Устанавливает PSP для порождаемого процесса по адресу DX:0000. Текущий PSP (100h байт, начиная с CS:0) копируется в DX:0000h, поле MemTop соответственно корректируется, векторы Terminate, Ctrl-Break и Critical Error копируются в PSP из векторов прерываний INT 22h, INT 23h и INT 24h. После этого можно загрузить программу с диска и передать ей управление посредством FAR JMP.

Если перехватывается INT 21h, нужно позаботиться о помещении в стек корректного CS: IP. Еще лучше использовать функцию 4Ch.

Таблица Б-4. Формат PSP

DOS, функция 27h Читать произвольный блок файла

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

CX – число считываемых записей

Выход: AL=00h, если чтение успешно и DTA заполнена данными AL=01h если достигнут конец файла (EOF) и данные не считаны AL=02h, если при чтении произошел выход за границу сегмента AL=03h, если EOF и считана усеченная порция (дополнена нулями) CX – действительное число считанных записей

Читает несколько записей из файла, начиная с файлового адреса, указанного полем «Номер записи при непосредственном доступе к файлу» в FCB. Помещает данные в память, начиная с адреса DTA. Соответствующие поля FCB корректируются, чтобы указывать на следующую запись (первую за прочитанными).

DOS, функция 28h Писать произвольный блок файла

DS:DX – адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

CX – число записываемых блоков (если CX равен нулю, то размер файла усекается до указанного в поле FCB «Номер записи при непосредственном доступе к файлу»)

AL=00h, если запись успешна

AL=01h, при переполнении диска


AL=02h, если при записи произошел выход за границу сегмента

CX – действительное число сделанных записей

Описание. Записывает несколько блоков в файл, начиная с файлового адреса, указанного полем «Номер записи при непосредственном доступе к файлу» в FCB. Читает данные из памяти, начиная с адреса DTA. Соответствующие поля FCB корректируются, чтобы указывать на следующую запись (первую за прочитанными).

DOS, функция 29h Разобрать имя файла

DS:SI – адрес исходной текстовой строки для разбора

ES:DI – адрес буфера для результирующего неоткрытого FCB (Таблица Б-2)

AL – битовые флаги, указывающие опции разбора (Таблица Б-5).

AL=00h, если результирующий FCB не содержит обобщенных символов

AL=01h, если результирующий FCB содержит обобщенные символы

AL=FFh, если неверно обозначение диска в имени файла

DS:SI – изменен – указывает на символ сразу вслед за именем файла

ES:DI – не изменен – указывает на неоткрытый FCB

Создает неоткрытый FCB из строки текста или параметра команды. Текст, начиная с DS:SI, анализируется как имя файла в формате D: FILENAME.EXT, и буфер по адресу ES:DI заполняется как соответственно форматированный FCB.

Таблица Б-5. Битовые флаги

DOS, функция 2Ah Получить системную дату

AL – день недели (0 – воскресенье, 1 – понедельник, … 6 – суббота), DOS 3.0+

CX – год (от 1980 до 2099)

DH – месяц (1 до 12)

DL – день (1 до 31)

Описание. Возвращает текущую дату, которая известна системе.

DOS 2.x не гарантирует возврата в AL значения дня.

DOS 1.0+ возвращает правильный день недели.

Версии до 2.1 имеют проблемы с переходом через дату.

DOS, функция 2Bh Установить системную дату

CX – год (от 1980 до 2099)

DH – месяц (от 1 до 12)

DL – день (от 1 до 31)

AL=00h, если дата корректна

AL=FFh, если дата некорректна и не изменена

Устанавливает системную дату DOS.

DOS, функция 2Ch Получить время DOS

CH – часы (от 0 до 23)

CL – минуты (от 0 до 59)

DH – секунды (от 0 до 59)

DL – сотые доли секунды (от 0 до 99)

Описание. Возвращает текущее время, которое известно системе.

Поскольку системные часы имеют частоту 18.2 Гц (интервал 55мс), DL имеет точность примерно 0.04 сек.

DOS, функция 2Dh Установить время DOS

CH – часы (от 0 до 23)

CL – минуты (от 0 до 59)

DH – секунды (от 0 до 59)

DL – сотые доли секунды (от 0 до 99)

AL=00h, если время корректно

AL=FFh, если время некорректно и не изменено

Устанавливает системное время DOS.

DOS, функция 2Eh Установить/сбросить переключатель верификации

AL=00h – отключить верификацию

AL=01h – включить верификацию

Описание. Задает, должна ли DOS верифицировать (считывать обратно) каждый сектор, записываемый на диск. Это замедляет операции записи на диск, но гарантирует максимальную надежность записи.

DOS, функция 2Fh Получить адрес текущей DTA

Выход: ES:BX – адрес начала текущей DTA

Описание. Возвращает адрес начала области ввода-вывода (DTA). Поскольку DTA глобальна для всех процессов, в рекурсивной процедуре (например, при проходе по дереву оглавления) может потребоваться сохранить адрес DTA, а впоследствии восстановить его посредством функции 1Ah.

Примечание. Эта функция изменяет сегментный регистр ES.

Версии: DOS 2.00 и выше DOS, функция 30h Получить номер версии DOS

AL – старший номер версии

AH – младший номер версии

BL:CX – 24-битный серийный номер (большинство версий не поддерживают этот параметр)

Описание. Возвращает в AX значение текущего номера версии DOS. Например, для DOS 3.20 в AL возвращается 03h, в AH – 14h.

Примечание. Если в AL возвращается 00h, можно предполагать, что работает DOS более ранней версии, чем DOS 2.0.

Версии: DOS 2.00 и выше. DOS, функция 31h Завершиться и остаться резидентным

DX – объем памяти, оставляемой резидентной (в параграфах)

Описание. Выходит в родительский процесс, сохраняя код выхода в AL. Код выхода можно получить через функцию 4Dh. DOS устанавливает начальное распределение памяти, как специфицировано в DX, и возвращает управление родительскому процессу, оставляя указанную память резидентной (число байт равно DX*16). Эта функция перекрывает функцию INT 27h, которая не возвращает код выхода и не способна установить резидентную программу, размер которой превышает 64 Кбайт.

Dos fn 25h: установить вектор прерывания

Программы обработки прерываний (или попросту обработчики прерываний) относятся к важнейшим программным средствам персональных компьютеров. Запросы на обработку прерываний могут иметь различную природу. Прежде всего, различают аппаратные прерывания от периферийных устройств или других компонентов системы и программные прерывания, вызываемые командой int, которая используется, в частности, для программного обращения к функциям DOS и BIOS. Сигналы, возбуждающие аппаратные прерывания, могут инициироваться цепями самого процессора, например, при попытке выполнения операции деления на ноль (такие прерывания называются внутренними, или отказами), а могут приходить из периферийного оборудования (внешние прерывания). Внешние аппаратные прерывания вызываются, например, сигналами микросхемы таймера, сигналами от принтера или контроллера диска, нажатием или отпусканием клавиши. Таким образом, можно говорить о прерываниях трех типов: внутренних, внешних и программных. Независимо от источника, действия процессора по обслуживанию поступившего прерывания всегда выполняются одинаково, как для аппаратных, так и для программных прерываний. Эти действия обычно называют процедурой прерывания. Подчеркнем, что здесь идет речь лишь о реакции самого процессора на сигнал прерывания, а не об алгоритмах обработки прерывания, предусматриваемых пользователем в обработчике прерываний.
Объекты вычислительной системы, принимающие участие в процедуре прерывания, и их взаимодействие показаны на рис. 25.1.
Самое начало оперативной памяти от адреса 0000h до 03FFh отводится под векторы прерываний — четырехбайтовые области, в которых хранятся адреса программ обработки прерываний (ПОП). В два старших байта каждого вектора записывается сегментный адрес ПОП, в два младших — относительный адрес точки входа в ПОП в сегменте. Векторы, как и соответствующие им прерывания, имеют номера, причем вектор с номером 0 располагается, начиная с адреса 0, вектор 1 — с адреса 4, вектор 2 — с адреса 8 и т.д. Вектор с номером N занимает, таким образом, байты памяти от N*4 до N*4+3. Всего в выделенной под векторы области памяти помещается 256 векторов.

рис. 4.1. Процедура прерывания

Получив сигнал на выполнение процедуры прерывания с определенным номером, процессор сохраняет в стеке выполняемой программы текущее содержимое трех регистров процессора: регистра флагов, CS и IP. Два последних числа образуют полный адрес возврата в прерванную программу. Далее процессор загружает CS и IP из соответствующего вектора прерываний, осуществляя тем самым переход на ПОП.
Программа обработки прерывания обычно заканчивается командой возврата из прерывания iret (interrupt return, возврат из прерывания), выполняющей обратные действия — загрузку IP, CS и регистра флагов из стека, что приводит к возврату в основную программу в ту самую точку, где она была прервана.
Большая часть векторов прерываний предназначена для выполнения определенных действий и автоматически заполняется адресами системных программ при загрузке системы;
часть векторов зарезервирована для будущих применений, а часть (конкретно с номерами 60h. 66h) свободна и может использоваться в прикладных программах.
Для того чтобы прикладной обработчик получал управление в результате прерывания, его адрес следует поместить в соответствующий вектор прерывания. Хотя содержимое вектора прерываний можно изменить простой командой mov, однако предпочтительнее использовать специально предусмотренную функцию DOS 25h. При вызове функции 25h в регистр AL помещается номер модифицируемого вектора, а в регистры DS:DX — полный двухсловный адрес нового обработчика.
Рассмотрим методику использования в прикладной программе прерывания пользователя.

Пример 4.1. Обработка прерываний пользователя

Процедура new_65h, вызываемая с помощью программного прерывания (для которого выбран вектор 65h), выполняет простую операцию — очищает экран, накладывая на него окно с заданным атрибутом.
В основной программе, прежде всего заполняется вектор прерывания 65h. Поскольку функция заполнения вектора 25h требует, чтобы адрес прикладного обработчика содержался в парс регистров DS:DX, a DS у нас указывает на сегмент данных, перед вызовом DOS в DS следует занести сегментный адрес того сегмента, в котором находится обработчик, т.е., в нашем случае, общего сегмента команд. Этот адрес извлекается из CS.
Далее в бесконечном цикле выполняется вызов нашего обработчика, позиционирование курсора с помощью функции 02h BIOS и вывод на чистый экран строки символов (функцией 0Ah BIOS). Эта функция не позволяет задавать атрибуты выводимых символов. Символы приобретают атрибут тех позиций, куда они выводятся, т.е., в нашем случае, атрибут окна. После вывода на экран строки выполняется изменение кода символов и номера строки экрана, куда эти символы выводятся.
Функция DOS 08h (ввод символа без эха), включенная в цикл, выполняет две задачи. Bo-первых, она останавливает выполнение программы и позволяет изучить содержимое экрана в каждом шаге цикла. Для того, чтобы продолжить выполнение программы, достаточно нажать на любую клавишу. Во-вторых, эта функция, будучи чувствительна к вводу с клавиатуры сочетания /C, позволяет завершить программу, которая в противном случае выполнялась бы вечно.

Обработчик прерываний от таймера.

Структура обработчика прерываний и его взаимодействие с остальными компонентами программного комплекса определяются рядом факторов, из которых важнейшими являются следующие:
• прерывания, инициализирующие обработчик, могут быть аппаратными (от периферийных устройств) или программными (команда int).
• обработчик может входить в состав прикладной программы или представлять собой самостоятельную единицу. В последнем случае он относится к специальному классу резидентных программ;
• вектор обрабатываемого прерывания может быть свободным и использоваться системой или какой-либо резидентной прикладной программой;
• если вектор уже используется системой, т.е. в составе DOS имеется системный или прикладной разработчик прерываний с данным номером, то новый обработчик может полностью заменять уже загруженный (превращая его тем самым фактически в бесполезную программу) или “сцепляться” с ним;
• в случае сцепления с загруженным ранее обработчиком новый обработчик может выполнять свои функции до уже имеющегося в системе или после него.
В настоящем разделе будут рассмотрены общие вопросы обработки прерываний на примере простого обработчика прерывания 1Ch.
Для того чтобы прикладные программы могли использовать сигналы таймера, не нарушая при этом работу системных часов, в программу BIOS, обслуживающую аппаратные прерывания от таймера, поступающие через вектор 08, включен вызов int 1Ch, передающий управление на программу-заглушку BIOS, которая содержит единственную команду iret (рис. 46.1.). пользователь может записать в вектор 1Ch адрес прикладного обработчика сигналов таймера и использовать в своей программе средства реального времени. Естественно, перед завершением программы следует восстановить старое значение вектора 1Ch.

Рис. 4.2 Прикладная обработка прерываний от таймера

При рассмотрении методики включения в программу процедур-подпрограмм мы отмечали, что порядок расположения процедур в программе не влияет на ход ее выполнения. Важно лишь так скомпоновать текст программы, чтобы подпрограммы никогда не активизировались “сами по себе”, иначе, чем в результате выполнения команды call в вызывающей программе. Это правило относится и к обработчикам прерываний, включаемым в состав программы. Текст обработчика можно расположить в любом месте программы, обеспечив лишь невозможность случайного перехода на его строки не в результате прерывания, а по ходу выполнения основной программы. Обычно обработчики располагаются либо в начале, либо в конце текста программы. В примере 46.1 текст обработчика идет вслед за текстом основной программы.
Другое замечание относится к оформлению программы обработчика. Так же, как и в случае подпрограмм, обработчик прерывания может образовывать процедуру (что наглядно), но может начинаться просто с метки. Важно лишь, чтобы последней выполняемой командой обработчика была команда iret.

Пример 4.2. Обработчик прерываний от таймера.

В рассмотренном примере используются макрокоманды из файла mac.mac. Для того, чтобы сделать доступными эти макрокомнда в нашей программе, используем директиву include. Файл mac.mac имеет следующее содержание:

Главная процедура начинается, как обычно, с инициализации сегментного регистра DS. Перед тем, устанавливать собственный обработчик какого-либо прерывания, следует сохранить его исходный (системный) вектор, чтобы перед завершением программы вернуть систему в исходное состояние. Для получения содержимого вектора 1Ch используется функция DOS 35h, которая возвращает содержимое указанного вектора в регистрах ES:BX. Для сокращения объема исходного текста программы и номер функции, и номер требуемого вектора заносятся в регистры АН и AL одной командой (предложение 7). Исходный вектор сохраняется в двухсловной ячейке old_1ch, объявленной директивой dd (define double, определить двойное слово) в сегменте данных программы. Однако команды пересылки не могут работать с двойными словами, поэтому сохраняемый вектор засылается из регистров ES:BX в память пословно, сначала в младшую половину ячейки old_1ch (предложение 9), затем в старшую, естественно, равен old_lch+2 (предложение 10). Поскольку ячейка old_1ch объявлена с помощью директивы dd, для обращения к ее составляющим (словам) необходимо включать в команду описатели word ptr (word pointer, указатель на слово), которые как бы отменяют на время трансляции команды первоначальное описание ячейки.
Сохранив вектор, мы можем приступить к заполнению его адресом нашего обработчика. Для этого используется функция DOS 25h, которая, как уже отмечалось, требует указания в регистре AL номера заполняемого вектора, а в регистрах DS:DX полного адреса обработчика, который и будет записан в указанный нами вектор. Однако регистр DS настроен на сегмент данных программы. Кстати, если бы это было не так, мы не могли бы выполнить предложения 9 и 10, так как поля данных программы адресуются через регистр DS. Поэтому на время выполнения функции 25h нам придется изменить содержимое DS, настроив его на тот сегмент, в котором находится процедура обработчика, т.е. на сегмент команд. Это и выполняется в предложениях 13. 15. Содержимое DS сохраняется в стеке, а затем в него через стек заносится содержимое регистра CS, который, очевидно, указывает на сегмент команд. После возврата из DOS в программу исходное содержимое DS восстанавливается (предложение 17).
Начиная с этого момента, прерывания от таймера, приводящие к выполнению в системной программе BIOS команды int 1Ch, будут активизировать 18,2 раз в секунду программу нашего обработчика. При этом вся наша программа должна находиться в памяти и что-то делать, так как если она завершена, то она и обработчик уйдут из памяти. Для задержки программы в ней предусмотрен многократный, в цикле вывод на экран строки текста (предложения 18. 21).
Перед завершением программы необходимо с помощью той же функции 25h восстановить исходное содержимое вектора 1Ch. Для загрузки регистров DS:DX требуемым адресом в примере 46.1 используется удобная команда Ids (load pointer using DS, загрузка указателя с использованием DS). В качестве операндов для этой команды указывается один из регистров общего назначения и двухсловное поле памяти с искомым адресом. Следует иметь в виду, что после выполнения этой команды старое содержимое регистра DS теряется. В нашем примере оно больше не нужно, так как, выполнив восстановление вектора, программа завершается (предложение 25). Вообще же перед выполнением команды Ids исходное содержимое регистра DS следует сохранить в стеке.
Рассмотрим теперь программу обработчика прерывания от таймера. Программа начинается с сохранения в стеке регистров, которые будут использоваться в обработчике. Это чрезвычайно важное действие, так как переход на программу обработчика осуществляется по команде int1ch из системной программы обработки прерываний от таймера. При выполнении процедуры прерывания процессор настраивает должным образом только регистры CS и IP. Содержимое всех остальных регистров (в том числе сегментных) отражает состояние системной программы, и если оно будет изменено, то после возврата из нашего обработчика в вызвавшую его системную программу она перестанет функционировать. В нашем обработчике используются лишь регистры АХ и ES, которые и сохраняются в стеке (предложения 28-29).
Далее регистр ES настраивается на адрес видеобуфера (предложения 30-31), а в регистр АХ помещается код ASCII выводимого на экран символа вместе с его атрибутом (предложение 32). В последнем предложении используется важная возможность замены сегмента. Как уже отмечалось, при обращении к памяти по умолчанию используется сегментный регистр DS, т.е. предполагается, что адресуемая ячейка находится в том сегменте, на который в настоящий момент указывает DS, в нашем же случае в момент выполнения этой команды DS почти, наверное указывает на какой-то сегмент программы BIOS. Для адресации к нашим данным можно сохранить содержимое DS и настроить его на наши данные. Однако можно поступить проще, именно, ввести в команду префикс замены сегмента CS: и тем самым указать транслятору, чтобы он в данной команде использовал адресацию через регистр CS. Но и данные в этом случае следует разместить не в сегменте данных, к которому нет доступа, а в сегменте команд. У нас так и сделано. Ячейки sym1 и sym2, к которым обращается обработчик, расположены в конце процедуры new_1ch в пределах сегмента команд (предложения 39-40).
Вывод одного и того же символа в одно и то же место экрана приведет к тому, что мы не будем знать, работает ли наш обработчик. В нашем примере предусмотрена периодическая смена атрибута символа, что делает символ мерцающим. Для этого при каждом проходе программы обработчика ячейки sym1 и sym2 взаимно обмениваются своим содержимым. В результате на экран выводится то один, то другой код. Для обмена содержимого регистров или ячеек предусмотрена специальная команда xchg (exchange, обмен). Поскольку в микропроцессорах 80х86 запрещены команды с адресацией к памяти в обоих операндах, обмен приходится осуществлять через регистр АХ.
После восстановления сохраненных в стеке регистров работа обработчика завершается командой iret, которая передает управление назад в вызвавшую наш обработчик программу BIOS. Когда эта программа дойдет до своего завершения, она выполнит команду iret и управление вернется в нашу программу в ту (неопределенную) точку, в которой она была прервана сигналом таймера.
Кроме того при необходимости работать с реальным временем можно использовать различные функции – одна из них AH=00h. Формат её использования имеет следующий вид:
INT 1Ah АН = 00h — Считать значение счетчика времени.
Ввод: АН = 00h
Вывод: CX:DX=значение счетчика, AL=байт переполнения счетчика.
Приведём пример программы, использующей эту функцию. Программа выводит на экран прямоугольник, который меняет цвет с периодичностью 3 секунды, выход по F10. Задержка реализована в макрокоманде. Пример 4.3

Общий алгоритм работы макроопределения задержки следующий: результат работы функции 00h возвращается в регистрах СX:DX. В данной программе работаем по регистру DX – младшие значения времени. Значение в регистре DX изменяется 18.2 раза в секунду, поскольку именно с такой периодичностью таймер вызывает аппаратное переывание. Сохраняем в регистре bx значение на единицу больше, чем в dx, затем сравниваем эти значения(строка 20). Всё это происходит в цикле. Как только значение dx измениться(прошло 18.2 сек) происходит выход из цикла. Данный цикл заключён во внешний цикл zd(строка 9). И поскольку внешний цикл cikl(строка 11) выполняется 18.2 раза в сек., то если внешний выполнить 18 раз, то общая задержка примерно равна 1 сек. Параметром, задающим количество повторений внешнего цикла, является параметр макрокоманды time. Т.е. команда Dely 18 – задержка примерно в 1 сек. для данного макроопределения.

Илон Маск рекомендует:  Закраска, освещение и удаление невидимых поверхностей
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Кодинг, CSS и SQL