Электронная библиотека книг Александра Фролова и Григория Фролова.
 
Библиотека
Братьев
Фроловых
Электронная библиотека книг Александра Фролова и Григория Фролова.
Библиотека системного программиста
Программирование на JAVA
ПК. Шаг за шагом
Другие книги
Восстановление данных
Антивирусная защита
Статьи для
программистов
Пользователю компьютера

Защищенный режим процессоров Intel 80286/80386/80486

© Александр Фролов, Григорий Фролов
Том 4, М.: Диалог-МИФИ, 1993, 234 стр.

[Назад] [Содеожание] [Дальше]

3.3. Программа, которая работает с прерываниями

Следующая программа, которую мы вам представим, выполняет все необходимые действия, связанные с обработкой прерываний и исключений в защищённом режиме.

Наша первая программа (листинг 1) работала в защищённом режиме с запрещёнными прерываниями. Она как бы пролетала через неизведанное с завязанными глазами и сразу же возвращалась в хорошо освоенный реальный режим.

Теперь же программа имеет возможность "осмотреться" и может реагировать на такие события, как прерывания от клавиатуры и таймера. Кроме того, в случае возникновения исключений вам будет выдана некоторая диагностика, включающая код исключения, код ошибки и содержимое регистров процессора на момент возникновения исключения.

Таблица IDT содержит дескрипторы для обработчиков исключений и аппаратных прерываний. Вентили исключений содержат ссылки на программы с именами exc_00...exc_1F. Вслед за вентилями исключений в таблице IDT следуют вентили аппаратных прерываний. Из них задействованы только IRQ0 и IRQ1 - прерывания от таймера и клавиатуры.

Те аппаратные прерывания, которые нас не интересуют, приводят к выдаче в контроллеры прерывания команды конца прерывания. Для таких прерываний предусмотрены заглушки - процедуры с именами dummy_iret0 и dummy_iret1. Первая заглушка относится к первому контроллеру прерывания, вторая - ко второму.

Вслед за вентилями аппаратных прерываний мы поместили в таблицу IDT вентиль программного прерывания int 30h, предназначенного для организации взаимодействия с клавиатурой на манер прерывания BIOS INT 16h. При выдаче прерывания int 30h вызывается процедура с именем Int_30h_Entry.

После запуска программа переходит в защищённый режим и размаскирует прерывания от таймера и клавиатуры. Далее она вызывает в цикле прерывание int 30h (ввод символа с клавиатуры), и выводит на экран скан-код нажатой клавиши и состояние переключающих клавиш (таких, как CapsLock, Ins, и т.д.).

Если окажется нажатой клавиша ESC, программа выходит из цикла. Далее в тексте программы следует ряд команд, закрытых символом комментария. Эти команды приводят к исключению. Вы можете попробовать их работу, удалив соответствующий символ комментария. При возникновении исключения на экран будет выведена диагностика, о чём позаботится обработчик исключений.

Перед завершением работы программа устанавливает реальный режим процессора и стирает экран.

Обработчик аппаратного прерывания клавиатуры - процедура с именем Keyb_int. После прихода прерывания она выдаёт короткий звуковой сигнал, считывает и анализирует скан-код клавиши, вызвавшей прерывание. Скан-коды классифицируются на обычные и расширенные (для 101-клавишной клавиатуры). В отличие от прерывания BIOS INT 16h, мы для простоты не стали реализовывать очередь, а ограничились записью полученного скан-кода в глобальную ячейку памяти key_code. Причём прерывания, возникающие при отпускании клавиш игнорируются.

Запись скан-кода в ячейку key_code выполняет процедура Keyb_PutQ. После записи эта процедура устанавливает признак того, что была нажата клавиша - записывает значение 0FFh в глобальную переменную key_flag.

Программное прерывание int 30h опрашивает состояние key_flag. Если этот флаг оказывается установленным, он сбрасывается, вслед за чем обработчик int 30h записывает в регистр AX скан-код нажатой клавиши, в регистр BX - состояние переключающих клавиш на момент нажатия клавиши, код которой передан в регистре AX.

Для того чтобы не загромождать программу второстепенными деталями, мы не стали перекодировать скан-код в код ASCII, вы сможете при необходимости сделать это сами.

Обработчик прерываний таймера - процедура с именем Timer_int. Эта процедура примерно раз в секунду выдаёт звуковой сигнал, чем её действия и ограничиваются.

Процедура rdump выводит на экран содержимое регистров процессора и может быть использована для отладки программы.

Обратите внимание на использованный способ возврата процессора в реальный режим:

DATASEG

; Пустой дескриптор для выполнения возврата
; процессора в реальный режим через перевод
; его в состояние отключения.

null_idt idt_struc <> 

CODESEG

PROC    set_rmode       NEAR

        mov     [real_sp],sp

; Переводим процессор в состояние отключения,
; это эквивалентно аппаратному сбросу, но
; выполняется быстрее.
; Сначала мы загружаем IDTR нулями, затем
; выдаём команду прерывания.

        lidt    [FWORD null_idt]
        int     3

rwait:
        hlt
        jmp     rwait

LABEL   shutdown_return FAR




Регистр IDTR загружается нулями, следовательно, предел дескрипторной таблицы прерываний равен нулю. После этого мы выдаём команду программного прерывания. При обработке прерывания возникает исключение, так как регистр IDTR инициализирован неправильно. Но это исключение не может быть обработано по той же причине, что вызывает новое исключение. Теперь процессор переходит уже в состояние отключения и выполняет рестарт в реальном режиме. Что нам и требовалось получить!

Для удобства мы вынесли в отдельный файл tiny-os.inc все необходимые определения структур данных и констант (листинг 2). Файл tiny-os.asm содержит саму программу, текст которой приведён в листинге 3.

Листинг 2. Структуры данных и константы.
-----------------------------------------------------------

; ------------------------------------------------------------
; Определения структур данных и констант
; ------------------------------------------------------------

STRUC   desc_struc      ; структура дескриптора
        limit   dw      0       ; предел
        base_l  dw      0       ; мл. слово физического адреса
        base_h  db      0       ; ст. байт физического адреса
        access  db      0       ; байт доступа
        rsrv            dw      0       ; зарезервировано
ENDS            desc_struc

STRUC   idt_struc               ; вентиль прерывания
        destoff dw      0       ; смещение обработчика
        destsel dw      0       ; селектор обработчика
        nparams db      0       ; кол-во параметров
        assess  db       0       ; байт доступа
        rsrv       dw     0       ; зарезервировано
ENDS            idt_struc

STRUC   idtr_struc              ; регистр IDTR
        idt_lim dw      0       ; предел IDT
        idt_l   dw      0       ; мл. слово физического адреса
        idt_h   db      0       ; ст. байт физического адреса
        rsrv            db      0       ; зарезервировано
ENDS            idtr_struc

; ---------------------------------------------------------------
; Биты байта доступа

ACC_PRESENT     EQU     10000000b ; сегмент есть в памяти
ACC_CSEG                EQU     00011000b ; сегмент кода
ACC_DSEG                EQU     00010000b ; сегмент данных
ACC_EXPDOWN     EQU     00000100b ; сегмент расширяется вниз
ACC_CONFORM     EQU     00000100b ; согласованный сегмент
ACC_DATAWR      EQU     00000010b ; разрешена запись
ACC_INT_GATE    EQU     00000110b ; вентиль прерывания
ACC_TRAP_GATE   EQU     00000111b ; вентиль исключения

; ------------------------------------------------------------
; Типы сегментов

; сегмент данных

DATA_ACC = ACC_PRESENT OR ACC_DSEG OR ACC_DATAWR

; сегмент кода

CODE_ACC = ACC_PRESENT OR ACC_CSEG OR ACC_CONFORM

; сегмент стека

STACK_ACC = ACC_PRESENT OR ACC_DSEG OR ACC_DATAWR OR ACC_EXPDOWN

; байт доступа сегмента таблицы IDT

IDT_ACC         =       DATA_ACC

; байт доступа вентиля прерывания

INT_ACC         =       ACC_PRESENT OR ACC_INT_GATE

; байт доступа вентиля исключения

TRAP_ACC        =       ACC_PRESENT OR ACC_TRAP_GATE

; ------------------------------------------------------------
; Константы

STACK_SIZE      EQU     0400    ; размер стека
B_DATA_SIZE     EQU     0300    ; размер области данных BIOS
B_DATA_ADDR     EQU     0400    ; адрес области данных BIOS
MONO_SEG                EQU     0b000   ; сегмент видеопамяти 
                                                ;  монохромного видеоадаптера
COLOR_SEG               EQU     0b800   ; сегмент видеопамяти
                                                ; цветного видеоадаптера
CRT_SIZE                EQU     4000    ; размер сегмента видеопамяти
                                        ;  цветного видеоадаптера
MONO_SIZE               EQU     1000    ; размер сегмента видеопамяти
                                        ;  монохромного видеоадаптера

CRT_LOW         EQU     8000    ; мл. байт физического адреса
                                        ;  сегмента видеопамяти
                                        ;  цветного видеоадаптера
MONO_LOW                EQU     0000    ; мл. байт физического адреса
                                        ;  сегмента видеопамяти
                                        ;  монохромного видеоадаптера

CRT_SEG         EQU     0Bh     ; ст. байт физического адреса
                                        ;  сегмента видеопамяти
CMOS_PORT               EQU     70h     ; порт для доступа к CMOS-памяти
PORT_6845               EQU     0063h   ; адрес области данных BIOS,
                                                ; где записано значение адреса
                                                ; порта контроллера 6845
COLOR_PORT      EQU     03d4h   ; порт цветного видеоконтроллера
MONO_PORT               EQU     03b4h   ; порт монохромного видеоконтроллера
STATUS_PORT     EQU     64h             ; порт состояния клавиатуры
SHUT_DOWN               EQU     0feh            ; команда сброса процессора
VIRTUAL_MODE    EQU     0001h   ; бит перехода в защищённый режим
A20_PORT                EQU     0d1h    ; команда управления линией A20
A20_ON          EQU     0dfh    ; открыть A20
A20_OFF         EQU     0ddh    ; закрыть A20
KBD_PORT_A      EQU     60h     ; адреса клавиатурных
KBD_PORT_B      EQU     61h     ;   портов
INT_MASK_PORT   EQU     21h     ; порт для маскирования прерываний
EOI                     EQU     20      ; команда конца прерывания
MASTER8259A     EQU     20      ; первый контроллер прерываний
SLAVE8259A      EQU     0a0     ; второй контроллер прерываний

; ------------------------------------------------------------
; Селекторы, определённые в таблице GDT

DS_DESCR                =       (gdt_ds - gdt_0)
CS_DESCR                =       (gdt_cs - gdt_0)
SS_DESCR                =       (gdt_ss - gdt_0)
BIOS_DESCR      =       (gdt_bio - gdt_0)
CRT_DESCR               =       (gdt_crt - gdt_0)
MDA_DESCR               =       (gdt_mda - gdt_0)

; ------------------------------------------------------------
; Маски и инверсные маски для клавиш

L_SHIFT         equ     0000000000000001b
NL_SHIFT                equ     1111111111111110b

R_SHIFT         equ     0000000000000010b
NR_SHIFT                equ     1111111111111101b

L_CTRL          equ     0000000000000100b
NL_CTRL         equ     1111111111111011b

R_CTRL          equ     0000000000001000b
NR_CTRL         equ     1111111111110111b

L_ALT           equ     0000000000010000b
NL_ALT          equ     1111111111101111b

R_ALT           equ     0000000000100000b
NR_ALT          equ     1111111111011111b

CAPS_LOCK               equ     0000000001000000b
SCR_LOCK                equ     0000000010000000b

NUM_LOCK                equ     0000000100000000b
INSERT          equ     0000001000000000b

Листинг 3. Демонстрация обработки прерываний и исключений
                в защищённом режиме для процессора 80286
-----------------------------------------------------------

IDEAL
RADIX   16
P286
MODEL   LARGE

include 'tiny-os.inc'

STACK   STACK_SIZE

DATASEG
DSEG_BEG = THIS WORD

        real_ss dw      ?
        real_sp dw      ?
        real_es dw      ?

GDT_BEG = $
LABEL   gdtr            WORD

gdt_0   desc_struc <0,0,0,0,0>
gdt_gdt         desc_struc <GDT_SIZE-1,,,DATA_ACC,0>
gdt_idt         desc_struc <IDT_SIZE-1,,,IDT_ACC,0>
gdt_ds  desc_struc <DSEG_SIZE-1,,,DATA_ACC,0>
gdt_cs  desc_struc <CSEG_SIZE-1,,,CODE_ACC,0>
gdt_ss  desc_struc <STACK_SIZE-1,,,DATA_ACC,0>
gdt_bio         desc_struc <B_DATA_SIZE-1,B_DATA_ADDR,0,DATA_ACC,0>
gdt_crt         desc_struc <CRT_SIZE-1,CRT_LOW,CRT_SEG,DATA_ACC,0>
gdt_mda         desc_struc <MONO_SIZE-1,MONO_LOW,CRT_SEG,DATA_ACC,0>

GDT_SIZE = ($ - GDT_BEG)

; Область памяти для загрузки регистра IDTR

idtr    idtr_struc      <IDT_SIZE,,,0>

; Таблица дескрипторов прерываний

IDT_BEG = $

; ---------------------- Вентили исключений --------------------

idt     idt_struc <OFFSET exc_00,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_01,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_02,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_03,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_04,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_05,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_06,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_07,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_08,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_09,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_0A,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_0B,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_0C,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_0D,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_0E,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_0F,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_10,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_11,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_12,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_13,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_14,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_15,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_16,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_17,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_18,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_19,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_1A,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_1B,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_1C,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_1D,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_1E,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>
        idt_struc <OFFSET exc_1F,CS_DESCR,0,TRAP_ACC,0>

; --------------- Вентили аппаратных прерываний ---------------

; int 20h-IRQ0

        idt_struc <OFFSET Timer_int,CS_DESCR,0,INT_ACC,0>

; int 21h-IRQ1

        idt_struc <OFFSET Keyb_int,CS_DESCR,0,INT_ACC,0>

; int 22h, 23h, 24h, 25h, 26h, 27h-IRQ2-IRQ7

        idt_struc 6 dup (<OFFSET dummy_iret0,CS_DESCR,0,INT_ACC,0>)

; int 28h, 29h, 2ah, 2bh, 2ch, 2dh, 2eh, 2fh-IRQ8-IRQ15

        idt_struc 8 dup (<OFFSET dummy_iret1,CS_DESCR,0,INT_ACC,0>)


; -------------------- Вентиль прерывания --------------------

; int 30h 
                idt_struc       <OFFSET Int_30h_Entry,CS_DESCR,0,INT_ACC,0>


IDT_SIZE        = ($ - IDT_BEG)

CODESEG

PROC    start

        mov     ax,DGROUP
        mov     ds,ax
        call    set_crt_base
        mov     bh, 77h
        call    clrscr

; Устанавливаем защищённый режим

        call    set_pmode       
        call    write_hello_msg 

; Размаскируем прерывания от таймера и клавиатуры

        in      al,INT_MASK_PORT
        and     al,0fch
        out     INT_MASK_PORT,al

; Ожидаем нажатия на клавишу <ESC>

charin:
        int     30h     ; ожидаем нажатия на клавишу
                        ; AX - скан-код клавиши,
                        ; BX - состояние переключающих клавиш
        cmp     al, 1   ; если <ESC> - выход из цикла
        jz      continue

        push    bx              ; выводим скан-код на экран
        mov     bx, 0301h       ; координаты вывода
        call    Print_Word
        pop     bx

        mov     ax, bx          ; выводим состояние
        push    bx              ; переключающих клавиш
        mov     bx, 0306h
        call    Print_Word
        pop     bx

        jmp     charin

; Следующий байт находится в сегменте кода.
; Он используется нами для демонстрации возникновения
; исключения при попытке записи в сегмент кода.

wrong1  db ?

continue:

; После нажатия на клавишу <ESC> выходим в это место
; программы. Следующие несколько строк демонстрируют
; команды, которые вызывают исключение. Вы можете
; попробовать их, если уберёте символ комментария
; из соответствующей строки.

; Попытка записи за конец сегмента данных. Метка wrong
; находится в самом конце программы.
        mov     [wrong], al

; Попытка записи в сегмент кода.
;       mov     [wrong1], al

; Попытка извлечения из пустого стека.
;       pop     ax

; Загрузка в сегментный регистр неправильного селектора.
;       mov     ax, 1280h
;       mov     ds, ax

; Прямой вызов исключения при помощи команды прерывания.
;       int     1


        call    set_rmode       ; установка реального режима

        mov     bh, 07h         ; стираем экран и
        call    clrscr          ; выходим в DOS
        mov     ah,4c
        int     21h

ENDP    start


MACRO setgdtentry
        mov     [(desc_struc bx).base_l],ax
        mov     [(desc_struc bx).base_h],dl
ENDM

; -------------------------------------------
; Установка защищённого режима
; -------------------------------------------

PROC    set_pmode       NEAR

        mov     ax,DGROUP
        mov     dl,ah
        shr     dl,4
        shl     ax,4
        mov     si,ax
        mov     di,dx
        add     ax,OFFSET gdtr
        adc     dl,0
        mov     bx,OFFSET gdt_gdt
        setgdtentry

; Заполняем дескриптор в GDT, указывающий на
; дескрипторную таблицу прерываний

        mov     ax,si   ; загружаем 24-битовый адрес сегмента
        mov     dx,di   ; данных
        add     ax,OFFSET idt   ; адрес дескриптора для IDT
        adc     dl,0
        mov     bx,OFFSET gdt_idt
        setgdtentry

; Заполняем структуру для загрузки регистра IDTR

        mov     bx,OFFSET idtr
        mov     [(idtr_struc bx).idt_l],ax
        mov     [(idtr_struc bx).idt_h],dl

        mov     bx,OFFSET gdt_ds
        mov     ax,si
        mov     dx,di
        setgdtentry

        mov     bx,OFFSET gdt_cs
        mov     ax,cs
        mov     dl,ah
        shr     dl,4
        shl     ax,4
        setgdtentry

        mov     bx,OFFSET gdt_ss
        mov     ax,ss
        mov     dl,ah
        shr     dl,4
        shl     ax,4
        setgdtentry

; готовим возврат в реальный режим

        push    ds
        mov     ax,40
        mov     ds,ax
        mov     [WORD 67],OFFSET shutdown_return
        mov     [WORD 69],cs
        pop     ds

        cli
        mov     al,8f
        out     CMOS_PORT,al
        jmp     del1
del1:
        mov     al,5
        out     CMOS_PORT+1,al

        mov     ax,[rl_crt]     ; сегмент видеопамяти
        mov     es,ax

        call    enable_a20      ; открываем линию A20

        mov     [real_ss],ss    ; сохраняем сегментные
        mov     [real_es],es    ; регистры

; -------- Перепрограммируем контроллер прерываний --------

; Устанавливаем для IRQ0-IRQ7 номера прерываний 20h-27h

        mov     dx,MASTER8259A
        mov     ah,20h
        call    set_int_ctrlr

; Устанавливаем для IRQ8-IRQ15 номера прерываний 28h-2Fh

        mov     dx,SLAVE8259A
        mov     ah,28h
        call    set_int_ctrlr

; Загружаем регистры IDTR и GDTR

        lidt    [FWORD idtr]
        lgdt    [QWORD gdt_gdt]

; Переключаемся в защищённый режим

        mov     ax,VIRTUAL_MODE
        lmsw    ax

;       jmp     far flush
        db      0ea
        dw      OFFSET flush
        dw      CS_DESCR
LABEL   flush   FAR

; Загружаем селекторы в сегментные регистры

        mov     ax,SS_DESCR
        mov     ss,ax
        mov     ax,DS_DESCR
        mov     ds,ax

; Разрешаем прерывания

        sti

        ret
ENDP    set_pmode

; --------------------------------
; Возврат в реальный режим
; --------------------------------

DATASEG

; Пустой дескриптор для выполнения возврата
; процессора в реальный режим через перевод
; его в состояние отключения.

null_idt idt_struc <> 

CODESEG

PROC    set_rmode       NEAR

        mov     [real_sp],sp

; Переводим процессор в состояние отключения,
; это эквивалентно аппаратному сбросу, но
; выполняется быстрее.
; Сначала мы загружаем IDTR нулями, затем
; выдаём команду прерывания.

        lidt    [FWORD null_idt]
        int     3

; Это старый способ сброса процессора через
; контроллер клавиатуры.
;       mov     al,SHUT_DOWN
;       out     STATUS_PORT,al

rwait:
        hlt
        jmp     rwait

LABEL   shutdown_return FAR

        in      al,INT_MASK_PORT
        and     al,0
        out     INT_MASK_PORT,al

        mov     ax,DGROUP
        mov     ds,ax
        assume  ds:DGROUP

        cli
        mov     ss,[real_ss]
        mov     sp,[real_sp]
        mov     ax,000dh
        out     CMOS_PORT,al
        sti
        mov     es,[real_es]
        call    disable_a20
        ret
ENDP    set_rmode


; -------------------------------------------------
; Обработка исключений
; -------------------------------------------------

; Обработчики исключений. Записываем в AX номер
; исключения и передаём управление процедуре
; shutdown

LABEL   exc_00  WORD
        mov     ax,0
        jmp     shutdown
LABEL   exc_01  WORD
        mov     ax,1
        jmp     shutdown
LABEL   exc_02  WORD
        mov     ax,2
        jmp     shutdown
LABEL   exc_03  WORD
        mov     ax,3
        jmp     shutdown
LABEL   exc_04  WORD
        mov     ax,4
        jmp     shutdown
LABEL   exc_05  WORD
        mov     ax,5
        jmp     shutdown
LABEL   exc_06  WORD
        mov     ax,6
        jmp     shutdown
LABEL   exc_07  WORD
        mov     ax,7
        jmp     shutdown
LABEL   exc_08  WORD
        mov     ax,8
        jmp     shutdown
LABEL   exc_09  WORD
        mov     ax,9
        jmp     shutdown
LABEL   exc_0A  WORD
        mov     ax,0ah
        jmp     shutdown
LABEL   exc_0B  WORD
        mov     ax,0bh
        jmp     shutdown
LABEL   exc_0C  WORD
        mov     ax,0ch
        jmp     shutdown
LABEL   exc_0D  WORD
        mov     ax,0dh
        jmp     shutdown
LABEL   exc_0E  WORD
        mov     ax,0eh
        jmp     shutdown
LABEL   exc_0F  WORD
        mov     ax,0fh
        jmp     shutdown
LABEL   exc_10  WORD
        mov     ax,10h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_11  WORD
        mov     ax,11h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_12  WORD
        mov     ax,12h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_13  WORD
        mov     ax,13h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_14  WORD
        mov     ax,14h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_15  WORD
        mov     ax,15h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_16  WORD
        mov     ax,16h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_17  WORD
        mov     ax,17h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_18  WORD
        mov     ax,18h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_19  WORD
        mov     ax,19h
        jmp     shutdown
LABEL   exc_1A  WORD
        mov     ax,1ah
        jmp     shutdown
LABEL   exc_1B  WORD
        mov     ax,1bh
        jmp     shutdown
LABEL   exc_1C  WORD
        mov     ax,1ch
        jmp     shutdown
LABEL   exc_1D  WORD
        mov     ax,1dh
        jmp     shutdown
LABEL   exc_1E  WORD
        mov     ax,1eh
        jmp     shutdown
LABEL   exc_1F  WORD
        mov     ax,1fh
        jmp     shutdown

DATASEG

exc_msg db "Exception ...., ....:.... code ..... Press any key... "

CODESEG

; -----------------------------------------------
; Вывод на экран номера исключения, кода ошибки,
; дампа регистров и возврат в реальный режим.
; -----------------------------------------------

PROC    shutdown        NEAR

        call    rdump   ; дамп регистров процессора

        push    ax
        call    beep    ; звуковой сигнал

; Выводим сообщение об исключении

        mov     ax,[vir_crt]
        mov     es,ax
        mov     bx,1d
        mov     ax,4
        mov     si,OFFSET exc_msg
        mov     dh,74h
        mov     cx, SIZE exc_msg
        call    writexy
        pop     ax

        mov     bx, 040bh       ; номер исключения
        call    Print_Word

        pop     ax
        mov     bx, 0420h       ; код ошибки
        call    Print_Word

        pop     ax
        mov     bx, 0416h       ; смещение
        call    Print_Word

        pop     ax
        mov     bx, 0411h       ; селектор
        call    Print_Word

        call    set_rmode       ; возвращаемся в реальный режим

        mov     ax, 0   ; ожидаем нажатия на клавишу
        int     16h

        mov     bh, 07h
        call    clrscr
        mov     ah,4Ch
        int     21h

ENDP    shutdown

; -------------------------------------------------
; Перепрограммирование контроллера прерываний
;       На входе: DX - порт контроллера прерывания
;                 AH - начальный номер прерывания
; -------------------------------------------------

PROC    set_int_ctrlr   NEAR

        mov     al,11
        out     dx,al
        jmp     SHORT $+2
        mov     al,ah
        inc     dx
        out     dx,al
        jmp     SHORT $+2
        mov     al,4
        out     dx,al
        jmp     SHORT $+2
        mov     al,1
        out     dx,al
        jmp     SHORT $+2
        mov     al,0ff
        out     dx,al
        dec     dx
        ret
ENDP    set_int_ctrlr

; -------------------------------
; Разрешение линии A20
; -------------------------------

PROC    enable_a20      NEAR
        mov     al,A20_PORT
        out     STATUS_PORT,al
        mov     al,A20_ON
        out     KBD_PORT_A,al
        ret
ENDP    enable_a20

; -------------------------------
; Запрещение линии A20
; -------------------------------

PROC    disable_a20     NEAR
        mov     al,A20_PORT
        out     STATUS_PORT,al
        mov     al,A20_OFF
        out     KBD_PORT_A,al
        ret
ENDP    disable_a20

; ---------- Обработчик аппаратных прерываний IRQ2-IRQ7

PROC    dummy_iret0      NEAR
        push    ax

; Посылаем сигнал конца прерывания в первый контроллер 8259A

        mov     al,EOI
        out     MASTER8259A,al
        pop     ax
        iret
ENDP    dummy_iret0

; ---------- Обработчик аппаратных прерываний IRQ8-IRQ15

PROC    dummy_iret1      NEAR
        push    ax

; Посылаем сигнал конца прерывания в первый 
; и второй контроллеры 8259A

        mov     al,EOI
        out     MASTER8259A,al
        out     SLAVE8259A,al
        pop     ax
        iret
ENDP    dummy_iret1

; ------------------------------------------
; Процедура выдаёт короткий звуковой сигнал
; ------------------------------------------

PROC    beep    NEAR
        push    ax bx cx

        in      al,KBD_PORT_B
        push    ax
        mov     cx,80
beep0:
        push    cx
        and     al,11111100b
        out     KBD_PORT_B,al
        mov     cx,60
idle1:
        loop    idle1
        or      al,00000010b
        out     KBD_PORT_B,al
        mov     cx,60
idle2:
        loop    idle2
        pop     cx
        loop    beep0

        pop     ax
        out     KBD_PORT_B,al

        pop     cx bx ax
        ret
ENDP    beep

; ------------------------------------------------
; Процедура задерживает выполнение программы
; на некоторое время, зависящее от быстродействия
; процессора.
; ------------------------------------------------

PROC    pause           NEAR
        push    cx
        mov     cx,10
ploop0:
        push    cx
        xor     cx,cx
ploop1:
        loop    ploop1
        pop     cx
        loop    ploop0
        pop     cx
        ret
ENDP    pause


; ------------------------------------------
;       Процедуры для работы с клавиатурой
; ------------------------------------------


DATASEG

        key_flag        db      0
        key_code        dw      0
        ext_scan        db      0
        keyb_status     dw      0

CODESEG

; ----------------------------------------------
; Обработчик аппаратного прерывания клавиатуры
; ----------------------------------------------

PROC    Keyb_int         NEAR

        call    beep    ; выдаём звуковой сигнал

        push    ax
        mov     al, [ext_scan]  ; расширенный скан-код
        cmp     al, 0           ; или обычный ?
        jz      normal_scan1

; --------- обработка расширенного скан-кода -------------

        cmp     al, 0e1h                ; это клавиша <Pause>?
        jz      pause_key

        in      al, 60h         ; вводим скан-код

        cmp     al, 2ah         ; игнорируем префикс 2Ah
        jz      intkeyb_exit_1

        cmp     al, 0aah                ; игнорируем отпускание
        jz      intkeyb_exit_1  ; клавиш

        mov     ah, [ext_scan]  ; записываем скан-код и
        call    Keyb_PutQ               ; расширенный скан-код
                                        ; в "очередь", состоящую
                                        ; из одного слова

        mov     al, 0           ; сбрасываем признак
        mov     [ext_scan], al  ; получения расширенного
        jmp     intkeyb_exit    ; скан-кода

pause_key:                      ; обработка клавиши <Pause>

        in      al, 60h         ; вводим скан-код
        cmp     al, 0c5h                ; если это код <Pause>,
        jz      pause_key1      ; записываем его в очередь,
        cmp     al, 45h         ; иначе игнорируем
        jz      pause_key1
        jmp     intkeyb_exit

pause_key1:
        mov     ah, [ext_scan]  ; запись в очередь
        call    Keyb_PutQ               ; кода клавиши <Pause>

        mov     al, 0           ; сбрасываем признак 
        mov     [ext_scan], al  ; получения расширенного
        jmp     intkeyb_exit    ; скан-кода

; --------- обработка обычного скан-кода -------------

normal_scan1:

        in      al, 60h         ; вводим скан-код

        cmp     al, 0feh                ; игнорируем FEh
        jz      intkeyb_exit

        cmp     al, 0e1h                ; расширенный скан-код?
        jz      ext_key         ; если да, то на обработку
                                        ; расширенного скан-кода
        cmp     al, 0e0h        
        jnz     normal_scan

ext_key:
        mov     [ext_scan], al  ; устанавливаем признак
        jmp     intkeyb_exit    ; расширенного скан-кода

; Сброс признака расширенного скан-кода и выход

intkeyb_exit_1:
        mov     al, 0
        mov     [ext_scan], al
        jmp     intkeyb_exit

; Запись нормального скан-кода в очередь и выход
        
normal_scan:
        mov     ah, 0
        call    Keyb_PutQ

intkeyb_exit:

        in      al, 61h         ; разблокируем клавиатуру
        mov     ah, al
        or      al, 80h
        out     61h, al
        xchg    ah, al
        out     61h, al

        mov     al,EOI          ; посылаем сигнал конца
        out     MASTER8259A,al  ; прерывания

        pop     ax
        sti
        iret
ENDP    Keyb_int


; ---------------------------------------------------
; Запись скан-кода и расширенного скан-кода в
; "буфер", состоящий из одного слова.
; ---------------------------------------------------

PROC    Keyb_PutQ       NEAR

        push    ax
        mov     [key_code], ax  ; записываемый код

; ------- Обрабатываем переключающие клавиши ---------

        cmp     ax, 002ah               ; L_SHIFT down
        jnz     @@kb1
        mov     ax, [keyb_status]
        or      ax, L_SHIFT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb1:
        cmp     ax, 00aah               ; L_SHIFT up
        jnz     @@kb2
        mov     ax, [keyb_status]
        and     ax, NL_SHIFT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb2:
        cmp     ax, 0036h               ; R_SHIFT down
        jnz     @@kb3
        mov     ax, [keyb_status]
        or      ax, R_SHIFT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb3:
        cmp     ax, 00b6h               ; R_SHIFT up
        jnz     @@kb4
        mov     ax, [keyb_status]
        and     ax, NR_SHIFT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb4:
        cmp     ax, 001dh               ; L_CTRL down
        jnz     @@kb5
        mov     ax, [keyb_status]
        or      ax, L_CTRL
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb5:
        cmp     ax, 009dh               ; L_CTRL up
        jnz     @@kb6
        mov     ax, [keyb_status]
        and     ax, NL_CTRL
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb6:
        cmp     ax, 0e01dh      ; R_CTRL down
        jnz     @@kb7
        mov     ax, [keyb_status]
        or      ax, R_CTRL
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb7:
        cmp     ax, 0e09dh      ; R_CTRL up
        jnz     @@kb8
        mov     ax, [keyb_status]
        and     ax, NR_CTRL
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb8:
        cmp     ax, 0038h               ; L_ALT down
        jnz     @@kb9
        mov     ax, [keyb_status]
        or      ax, L_ALT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb9:
        cmp     ax, 00b8h               ; L_ALT up
        jnz     @@kb10
        mov     ax, [keyb_status]
        and     ax, NL_ALT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb10:
        cmp     ax, 0e038h      ; R_ALT down
        jnz     @@kb11
        mov     ax, [keyb_status]
        or      ax, R_ALT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb11:
        cmp     ax, 0e0b8h      ; R_ALT up
        jnz     @@kb12
        mov     ax, [keyb_status]
        and     ax, NR_ALT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb12:
        cmp     ax, 003ah               ; CAPS_LOCK up
        jnz     @@kb13
        mov     ax, [keyb_status]
        xor     ax, CAPS_LOCK
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb13:
        cmp     ax, 00bah               ; CAPS_LOCK down
        jnz     @@kb14
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb14:
        cmp     ax, 0046h               ; SCR_LOCK up
        jnz     @@kb15
        mov     ax, [keyb_status]
        xor     ax, SCR_LOCK
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb15:
        cmp     ax, 00c6h               ; SCR_LOCK down
        jnz     @@kb16
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb16:
        cmp     ax, 0045h               ; NUM_LOCK up
        jnz     @@kb17
        mov     ax, [keyb_status]
        xor     ax, NUM_LOCK
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb17:
        cmp     ax, 00c5h               ; NUM_LOCK down
        jnz     @@kb18
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb18:
        cmp     ax, 0e052h      ; INSERT up
        jnz     @@kb19
        mov     ax, [keyb_status]
        xor     ax, INSERT
        mov     [keyb_status], ax
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb19:
        cmp     ax, 0e0d2h      ; INSERT down
        jnz     @@kb20
        jmp     keyb_putq_exit
@@kb20:

        test    ax, 0080h               ; фильтруем отжатия клавиш
        jnz     keyb_putq_exit

        mov     al, 0ffh                ; устанавиваем признак
        mov     [key_flag], al  ; готовности для чтения
                                        ; символа из "буфера"
keyb_putq_exit:
        pop     ax
        ret
ENDP    Keyb_PutQ

; -----------------------------------------------------
; Программное прерывание, предназначенное для чтения
; символа из буфера клавиатуры. По своим функциям
; напоминает прерывание INT 16h реального режима.
; В AX возвращается скан-код нажатой клавиши,
; в BX - состояние переключающих клавиш.
; -----------------------------------------------------

PROC    Int_30h_Entry    NEAR

        push    dx                      ; запрещаем прерывания и
        cli                             ; сбрасываем признак 
        mov     al, 0           ; готовности скан-кода
        mov     [key_flag], al  ; в буфере клавиатуры

; Ожидаем прихода прерывания от клавиатуры.
; Процедура клавиатурного прерывания установит
; признак в переменной key_flag.

keyb_int_wait:
        sti                             ; разрешаем прерывания
        nop                             ; ждём прерывание
        nop
        cli                             ; запрещаем прерывания
        mov     al, [key_flag]  ; и опрашиваем флаг
        cmp     al, 0           ; готовности скан-кода
        jz      keyb_int_wait

        mov     al, 0           ; сбрасываем флаг
        mov     [key_flag], al  ; готовности

        mov     ax, [key_code]           ; записываем скан-код
        mov     bx, [keyb_status]       ; и состояние переключающих
                                                 ; клавиш

        sti                             ; разрешаем прерывания
        pop     dx
        iret
ENDP    Int_30h_Entry


; -------------------------------------------
;       TIMER section
; -------------------------------------------

DATASEG

        timer_cnt dw    0

CODESEG

PROC    Timer_int        NEAR
        cli
        push    ax

; Увеличиваем содержимое счётчика времени

        mov     ax, [timer_cnt]
        inc     ax
        mov     [timer_cnt], ax

; Примерно раз в секунду выдаём звуковой сигнал

        test    ax, 0fh
        jnz     timer_exit

        call    beep

timer_exit:

; Посылаем команду конца прерывания

        mov     al,EOI
        out     MASTER8259A,al

        pop     ax
        sti
        iret
ENDP    Timer_int


; --------------------------------------------------
; Процедуры обслуживания видеоконтроллера
; --------------------------------------------------

DATASEG
        columns db      80d
        rows    db      25d
        rl_crt  dw      COLOR_SEG
        vir_crt dw      CRT_DESCR
        curr_line       dw      0d
        text_buf        db      "          "
CODESEG

; -----------------------------------------
; Определение адреса видеопамяти
; -----------------------------------------

PROC    set_crt_base    NEAR
        mov     ax,40
        mov     es,ax
        mov     bx,[WORD es:4a]
        mov     [columns],bl
        mov     bl,[BYTE es:84]
        inc     bl
        mov     [rows],bl
        mov     bx,[WORD es:PORT_6845]
        cmp     bx,COLOR_PORT
        je      color_crt
        mov     [rl_crt],MONO_SEG
        mov     [vir_crt],MDA_DESCR
color_crt:
        ret
ENDP    set_crt_base

; -------------------------------------
; Запись строки в видеопамять
; -------------------------------------

PROC    writexy         NEAR
        push    si
        push    di
        mov     dl,[columns]
        mul     dl
        add     ax,bx
        shl     ax,1
        mov     di,ax
        mov     ah,dh
write_loop:
        lodsb   
        stosw
        loop    write_loop      
        pop     di
        pop     si
        ret
ENDP    writexy

; ---------------------------------------
; Стирание экрана (в реальном режиме)
; ---------------------------------------

PROC    clrscr          NEAR
        xor     cx,cx   
        mov     dl,[columns]
        mov     dh,[rows]
        mov     ax,0600
        int     10
        ret
ENDP    clrscr

DATASEG

hello_msg db " Protected mode monitor *TINY/OS*,
                 v.1.1 for CPU 80286  ¦ © Frolov A.V., 1992 "

CODESEG

; ------------------------------------
; Вывод начального сообщения 
; в защищённом режиме
; ------------------------------------

PROC    write_hello_msg NEAR
        mov     ax,[vir_crt]
        mov     es,ax
        mov     si,OFFSET hello_msg
        mov     bx,0
        mov     ax,[curr_line]
        inc     [curr_line]
        mov     cx,SIZE hello_msg
        mov     dh,30h
        call    writexy
        call    beep
        ret
ENDP    write_hello_msg

; ----------------------------------------------
; Процедура выводит на экран содержимое AX
;       (x,y) = (bh, bl)
; ----------------------------------------------

PROC Print_Word near

        push ax
     push bx
        push dx

        push ax
        mov cl,8
        rol ax,cl
        call Byte_to_hex
        mov     [text_buf], dh
        mov     [text_buf+1], dl

        pop ax
        call Byte_to_hex
        mov     [text_buf+2], dh
        mov     [text_buf+3], dl

        mov     si, OFFSET text_buf
        mov     dh, 70h
        mov     cx, 4
        mov     al, bh
        mov     ah, 0

        mov     bh, 0
        call    writexy
        
        pop dx
        pop bx
        pop ax
        ret
ENDP Print_Word


DATASEG

tabl db '0123456789ABCDEF'

CODESEG

; -----------------------------------------
; Преобразование байта в шестнадцатеричный
; символьный формат
; al - входной байт
; dx - выходное слово
; -----------------------------------------

PROC Byte_to_hex near

        push    cx
        push    bx

        mov     bx, OFFSET tabl

        push    ax
        and     al,0fh
        xlat
        mov     dl,al

        pop     ax
        mov     cl,4
        shr     al,cl
        xlat
        mov     dh,al

        pop bx
        pop cx
        ret

ENDP Byte_to_hex

DATASEG

reg_title       db " CS    IP    AX    BX    CX    DX    SP    BP    SI    DI   "
;                    ....  ....  ....  ....  ....  ....  ....  ....
sreg_title      db " DS    ES    SS    FLAGS                                    "
;                    ....  ....  ....  ....  ....  ....  ....  ....

CODESEG

; ------------------------------------------------
; Вывод на экран содержимого регистров процессора
; ------------------------------------------------

PROC    rdump NEAR

        pushf
        pusha

        mov     di, es

        mov     ax,[vir_crt]
        mov     es,ax
        mov     si,OFFSET reg_title
        mov     bx,1                    ; (X,Y) = (AX,BX)
        mov     ax,6
        mov     cx,SIZE reg_title
        mov     dh,1fh                  ; чёрный на голубом фоне
        call    writexy

; Выводим содержимое всех регистров

        mov     ax,cs          ; cs
        mov     bx, 0702h
        call    Print_Word

        mov     bp, sp

        mov     ax, [bp+18d]     ; ip
        mov     bx, 0708h
        call Print_Word

        mov     bx, 070eh
        mov     ax,[bp+14d]     ; ax
        call    Print_Word

        mov     bx, 0714h
        mov     ax,[bp+8d]      ; bx
        call Print_Word

        mov     bx, 071ah
        mov     ax,[bp+12d]     ; cx
        call Print_Word

        mov     bx, 0720h
        mov     ax,[bp+10d]     ; dx
        call Print_Word

        mov     ax,bp
        add     ax,20d          ; sp
        mov     bx, 0726h
        call Print_Word

        mov     ax,[bp+4d]      ; bp
        mov     bx, 072ch
        call Print_Word

        mov     bx, 0732h
        mov     ax,[bp+2]       ; si
        call Print_Word

        mov     bx, 0738h
        mov     ax, [bp]        ; di
        call Print_Word

        mov     si,OFFSET sreg_title
        mov     bx,1
        mov     ax,8
        mov     cx,SIZE sreg_title
        mov     dh,1fh
        call    writexy

        mov     bx, 0902h
        mov     ax, ds          ; ds
        call Print_Word

        mov     bx, 0908h
        mov     ax, di          ; es
        call Print_Word

        mov     bx, 090eh
        mov     ax,ss           ; ss
        call Print_Word

        mov     bx, 0914h
        mov     ax, [bp+16d]    ; flags
        call Print_Word

; Восстанавливаем содержимое регистров

        popa
        popf
        ret
ENDP    rdump


CSEG_SIZE       = ($ - start)

DATASEG

DSEG_SIZE       = ($ - DSEG_BEG)

wrong   db      ?
        END     start
[Назад] [Содеожание] [Дальше]


Создание интернет-магазинов: http://www.shop2you.ru/ © Александр Фролов, Григорий Фролов, 1991-2016