ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2020
Просмотров: 3127
Скачиваний: 1
женный, оверелей затем можем вызываться инструкцией CALL DWORD
PTR OVERLAY_OFFSET.
Оверлей может быть полной программой со своими сегментами
данных и стека, хотя как правило используется стековый сегмент
вызывающей программы. При вызове оверлея значение сегмента его
собственного сегмента данных должно быть помещено в DS.
;---завершаем программу фиктивным сегментом (см. [1.3.1]):
ZSEG SEGMENT
ZSEG ENDS
;---в сегменте данных
OVERLAY_SEG DW ?
OVERLAY_OFFSET DW ? ;смещение оверлея
CODE_SEG DW ? ;сегмент оверлея - должен
PATH DB 'A:OVERLAY.EXE' ;следовать за смещением
0BLOCK DD 0 ;4-байтный блок параметров
;---освобождаем память
MOV CODE_SEG,CS ;создаем копию CS
MOV AX,ES ;копируем значение сегмента PSP
MOV BX,ZSEG ;адрес сегмента конца программы
SUB BX,AX ;вычисляем разность
MOV AH,4AH ;номер функции SETBLOCK
INT 21H ;освобождаем память
JC SETBLK_ERR ;флаг переноса говорит об ошибке
;---отводим память для оверлея
MOV BX,100H ;отводим для оверлея 1000H байт
MOV AH,48H ;функция отведения памяти
INT 21H ;теперь AX:0 указывает на блок
JC ALLOCATION_ERR ;флаг переноса говорит об ошибке
MOV OVERLAY_SEG,AX ;запасаем адрес сегмента оверлея
;---вычисление смещения оверлея в кодовом сегменте
MOV AX,CODE_SEG ;вычитаем значение сегмента оверлея
MOV BX,OVERLAY_SEG ;из значения сегмента кода
SUB BX,AX ;BX содержит число параграфов
MOV CL,4 ;сдвигаем это число на 4 бита влево
SHL BX,CL ;чтобы получить величину в байтах
MOV OVERLAY_OFFSET,BX ;запоминаем смещение
;---загрузка первого оверлея
MOV AX,SEG BLOCK ;ES:BX указывает на блок параметров
MOV ES,AX ;
MOV BX,OFFSET BLOCK ;
MOV AX,OVERLAY_SEG ;помещаем адрес сегмента оверлея в
MOV [BX],AX ;первое слово блока параметров
MOV [BX]+2,AX ;сегмент оверлея - фактор привязки
LEA DX,PATH ;DS:DX указывает на путь к файлу
MOV AH,48H ;номер функции EXEC
MOV AL,3 ;код загрузки оверлея
INT 21H ;загружаем оверлей
JC LOAD_ERROR ;флаг переноса говорит об ошибке
;---теперь программа занимается своими делами
.
.
CALL DWORD PTR OVERLAY_OFFSET ;вызов оверлея
. ;нужно указывать DWORD PTR, так как оверлей -
. ;далекая процедура
;---посмотрите эту структуру, когда будете писать оверлей
DSEG SEGMENT ;как обычно, устанавливаем сегмент данных
. ;опускаем стековый сегмент (используется
. ;стек вызывающей программы)
DSEG ENDS
CSEG SEGMENT PARA PUBLIC 'CODE'
OVERLAY PROC FAR ;всегда "далекая" процедура
ASSUME CS:CSEG,DS:DSEG
PUSH DS ;храним DS вызывающей программы
MOV AX,DSEG;устанавливаем DS оверлея
MOV DS,AX
.
.
POP DS ;восстанавливаем DS при завершении
RET
OVERLAY ENDP
CSEG ENDS
END
1.3.6 Преобразование программ из типа .EXE в тип .COM.
Программисты на ассемблере имеют возможность преобразовать
свои программы из обычного формата EXE в формат COM. Файлы EXE
имеют заголовок, содержащий информацию для привязки; DOS привязы-
вает некоторые адреса программы при загрузке. С другой стороны,
файлы COM существуют в таком виде, что привязка не требуется -
они хранятся уже в том виде, в котором загружаемая программа
должна быть в памяти машины. По этой причине файлы EXE по меньшей
мере на 768 байтов больше на диске, чем их COM эквиваленты (хотя
при загрузке в память они будут занимать одинаковое место). Файлы
COM также быстрее загружаются, поскольку не требуется привязки.
Других преимуществ у них нет, а некоторые программы слишком слож-
ны и слишком велики, чтобы их можно было преобразовать в тип COM.
Привязка - это процесс установки адресов, связанных с сегмент-
ным регистром. Например, программа может указывать на начало
области данных следующим кодом:
MOV DX,OFFSET DATA_AREA
MOV AX,SEG DATA_AREA
MOV DS,AX
Смещение в DX связано с установкой сегментного регистра DS. Но
какое значение должен принимать сам DS? Программа требует абсо-
лютный адрес, но номер параграфа, в котором будет располагаться
DATA_AREA зависит от того, в какое место в памяти будет загружена
программа - а это зависит от версии MS DOS, а также от того,
какие резидентные программы будут находиться в младших адресах
памяти. По этой причине во время компоновки программы можно толь-
ко установить некоторые сегментные значения через смещения отно-
сительно начала программы. Затем, когда DOS осуществляет привяз-
ку, значение начального адреса программы прибавляется к сегмент-
ным значениям, давая абсолютные адреса, требуемые в сегментном
регистре. На рис. 1-6 показан процесс привязки.
Файлы COM не нуждаются в привязке, поскольку они хранятся в
таком виде, что не нуждаются в фиксации сегмента. Все в программе
хранится относительно начала кодового сегмента, включая все дан-
ные и стек. По этой причине вся программа не может превышать
65535 байт по длине, что соответствует максимальному смещению,
которое существует в используемой схеме адресации (поскольку
верхняя часть этого блока занята стеком, то реальное пространство
доступное для кода и данных немного меньше чем 65535 байт, хотя
стековый сегмент при необходимости может быть вынесен за границу
64K байтного блока). В файлах COM все сегментные регистры указы-
вают на начало PSP; сравните с файлами EXE, где DS и ES инициали-
зируются аналогичным образом, но CS указывает на первый байт
следующий за PSP.
Для представления программы в виде файла COM требуется соблю-
дение следующих правил:
1. Не оформляйте программу в виде процедуры. Вместо этого,
поместите в самое начало метку, вроде START, и завершите програм-
му оператором END START.
2. Поместите в начале программы оператор ORG 100H. Этот опера-
тор указывает начало кода (т.е. устанавливает счетчик комманд).
Программы COM начинаются с 100H, что является первым байтом,
следующим за PSP, поскольку CS указывает на начало PSP, которое
расположено на 100H байт ниже. Для того чтобы начать выполнение с
любого другого места поместите по адресу 100H инструкцию JMP.
3. Оператор ASSUME должен устанавливать DS, ES и SS таким
образом, чтобы они совпадали со значением для кодового сегмента,
например, ASSUME CS:CSEG, DS:CSEG, ES:CSEG, SS:CSEG.
4. Данные программы могут помещаться в любом месте программы,
до тех пор, пока они не перемешаны с кодом. Лучше начинать прог-
раммы с области данных, поскольку макроассемблер может выдавать
сообщения об ошибках при первом проходе, если имеются ссылки на
идентификатор данных, который еще не обнаружен. Для перехода к
началу кода используйте в качестве первой команды программы инст-
рукцию JMP.
5. Нельзя использовать фиксацию сегментов типа MOV AX,SEG
NEW_DATA. Достаточно указания одного смещения метки. В частности,
нужно опускать обычный код, используемый в начале программы для
установки сегмента данных, MOV AX,DSEG / MOV DS,AX.
6. Стековый сегмент полностью опускается в начальном коде.
Указатель стека инициализируется на вершину адресного пространст-
ва 64K, используемого программой (напоминаем, что стек растет
вниз в памяти). В программах COM он должен быть сделан меньше чем
64K, SS и SP могут быть изменены. Имейте ввиду, что при компонов-
ке программы компоновщик выдаст сообщение об ошибке, указывающее,
что сегмент стека отсутствует. Игнорируйте его.
7. Завершите программу либо инструкцией RET, либо прерыванием
20H. Прерывание 20H - это стандартная функция для завершения
программы и возврата управления в DOS. Даже когда программа за-
вершается инструкцией RET, на самом деле используется прерывание
20H. Это происходит потому, что вершина стека первоначально со-
держит 0. При выполнении завершающей инструкции программы RET, 0
выталкивается из стека, переназначая счетчик команд на начало
PSP. Находящаяся в этой ячейке функция 20H, выполняется как сле-
дующая инструкция программы, вызывая передачу управления в DOS.
Все это означает, что Вам не надо при старте программы помещать
на стек DS и 0 (PUSH DS / MOV AX,0 / PUSH AX), как это требуется
для EXE файлов.
После того как программа сконструирована таким образом, ас-
семблируйте и компонуйте ее как обычно. Затем преобразуйте ее в
форму COM c помощью утилиты EXE2BIN, имеющейся в MS DOS. Если имя
программы, построенной компоновщиком MYPROG.EXE, то просто введи-
те команду EXE2BIN MYPROG. В результате Вы получите программный
файл с именем MYPROG.BIN. Все что Вам останется после этого сде-
лать - переименовать этот файл в MYPROG.COM. Вы можете также
сразу использовать команду EXE2BIN MYPROG MYPROG.COM, для получе-
ния файла с расширением COM.
Низкий уровень.
В данном примере содержится полная короткая программа, которая
по установке переключателей определяет количество накопителей в
машине и затем выводит сообщение на экран. Она может служить
примером короткой утилиты того сорта, для которых формат COM
идеален.
CSEG SEGMENT
ORG 100H
ASSUME CS:CSEG, DS:CSEG, SS:CSEG
;---данные
START: JMP SHORT BEGIN ;переход к коду
MESSAGE1 DB 'The dip switches are set for $'
MESSAGE2 DB 'disk drive(s).$'
;---печать первой части сообщения
BEGIN: MOV AH,9 ;функция 9 прерывания 21H - вывод
MOV DX,OFFSET MESSAGE1 ;строки
INT 21H ;выводим строку
PUSH AX ;сохраняем номер функции на будущее
;---получаем установку переключателей из порта A микросхемы 8255
IN AL,61H ;получаем байт из порта B
OR AL,10000000B ;устанавливаем бит 7
OUT 61H,AL ;заменяем байт
IN AL,60H ;получаем установку переключат.
AND AL,11000000B ;выделяем старшие 2 бита
MOV CL,6 ;подготовка к сдвигу AL вправо
SHR AL,CL ;сдвигаем 2 бита в начало
ADD AL,49 ;добавляем 1, чтобы считать с 1
;и 48 для перевода в ASCII
MOV DL,AL ;помещаем результат в DL
MOV AL,61H ;должны восстановить порт B
AND AL,01111111B ;сбрасываем бит 7
OUT 61H,AL ;возвращаем байт
;---печать числа накопителей
MOV AH,2 ;функция 2 прерывания 21H
INT 21H ;печатаем число из DL
;---печать второй половины сообщения
POP AX ;берем номер функции со стека
MOV DX,OFFSET MESSAGE2
INT 21H ;выводим строку
INT 20H ;завершение программы
CSEG ENDS
END START
Глава 2. Таймеры и звук.
Раздел 1. Установка и чтение таймера.
Все IBM PC используют микросхему таймера 8253 (или 8254) для
согласования импульсов от микросхемы системных часов. Число цик-
лов системных часов преобразуется в один импульс, а последова-
тельность этих импульсов подсчитывается для определения времени,
или они могут быть посланы на громкоговоритель компьютера для
генерации звука определенной частоты. Микросхема 8253 имеет три
идентичных независимых канала, каждый из которых может программи-
роваться.
Микросхема 8253 работает независимо от процессора. Процессор
программирует микросхему и затем обращается к другим делам. Таким
образом 8253 действует как часы реального времени - она считает
свои импульсы независимо от того, что происходит в компьютере.
Однако, максимальный программируемый интервал составляет прибли-
зительно 1/12 секунды. Для подсчета интервалов времени в часы и
минуты нужны какие-то другие средства. Именно по этой причине
импульсы от нулевого канала микросхемы таймера накапливаются в
переменной, находящейся в области данных BIOS. Этот процесс пока-
зан на рис. 2-1. Это накопление обычно называется подсчетом вре-
мени суток. 18.2 раза в секунду выход канала 0 обрабатывается
аппаратным прерыванием (прерыванием таймера), которое ненадолго
останавливает процессор и увеличивает счетчик времени суток.
Число 0 соответствует полночи 12:00; когда счетчик достигает
значения эквивалентного 24 часам, он сбрасывается на ноль. Другое
время в течение суток легко определяется делением показателя
счетчика на 18.2 для каждой секунды. Счетчик времени суток ис-
пользуется в большинстве операций, связанных со временем.
2.1.1 Программирование микросхемы таймера 8253/8254.
Каждый из трех каналов микросхемы таймера 8253 (8254 для AT)
состоит из трех регистров. Доступ к каждой группе из трех регист-
ров осуществляется через один порт; номера портов от 40H до 42H
соответствуют каналам 0 - 2. Порт связан с 8-битным регистром
ввода/вывода, который посылает и принимает данные для этого кана-
ла. Когда канал запрограммирован, то через этот порт посылается
двухбайтное значение, младший байт сначала. Это число передается
в 16-битный регистр задвижки (latch register), который хранит это
число и из которого копия помещается в 16-битный регистр счетчи-
ка. В регистре счетчика число уменьшается на единицу каждый раз,
когда импульс от системных часов пропускается через канал. Когда
значение этого числа достигает нуля, то канал выдает выходной
сигнал и затем новая копия содержимого регистра задвижки передви-
гается в регистр счетчика, после чего процесс повторяется. Чем
меньше число в регистре счетчика, тем быстрее ритм. Все три кана-
ла всегда активны: процессор не включает и не выключает их. Теку-
щее значение любого из регистров счетчика может быть прочитано в
любой момент времени, не влияя на счет.
Каждый канал имеет две входные и одну выходную линии. Выходная
линия выводит импульсы, возникающие в результате подсчета. Назна-
чение этих сигналов варьируется в зависимости от типа IBM PC:
Канал 0 используется системными часами времени суток. Он уста-
навливается BIOS при старте таким образом, что выдает импульсы
приблизительно 18.2 раза в секунду. 4-байтный счетчик этих им-
пульсов хранится в памяти по адресу 0040:006C (младший байт хра-
нится первым). Каждый импульс инициирует прерывание таймера (но-
мер 8) и именно это прерывание увеличивает показание счетчика.
Это аппаратное прерывание, поэтому оно обрабатывается всегда,
независимо от того, чем занят процессор, если только разрешены
аппаратные прерывания (см. обсуждение в [1.2.2]). Выходная линия
используется также для синхронизации некоторых дисковых операций,
поэтому если Вы изменили ее значение, то Вам необходимо восстано-
вить первоначальное значение перед обращением к диску.
Канал 1 управляет обновлением памяти на всех машинах кроме
PCjr, поэтому его лучше не трогать. Выходная линия этого канала
связана с микросхемой прямого доступа к памяти [5.4.2] и ее им-
пульс заставляет микросхему DMA обновить всю память. На PCjr
канал 1 служит для преобразования входных данных с клавиатуры из
последовательной в параллельную форму. PCjr не использует микрос-
хему прямого доступа к памяти, поэтому когда он вместо этого
прогоняет данные через процессор, то прерывание от таймера забло-
кировано. Канал 1 используется для подсчета заблокированных им-