Другое : Вектор переривань та процедура обслуговування переривань
Вектор переривань та процедура обслуговування переривань
Вектор переривань та процедура обслуговування переривань
Контрольна робота з
дисципліни „Програмне забезпечення автоматизованих систем”
Виконав ст. гр. КНз-21
Босак Андрій Олексійович
Луцький інститут розвитку
людини Відкритого міжнародного університету розвитку людини „Україна”.
Луцьк 2005.
Звернення
до функцій DOS і BIOS здійснюється за допомогою програмних
переривань (команда ІNT).
Система
переривань машин типу IBM PC у принципі не відрізняється від будь-якої
іншої системи векторизованих переривань. Самий початок оперативної
пам'яті від адреси 0000h до 03FFh відводиться під вектори
переривань - чотирьохбайтові області, в яких зберігаються адреси програм
обробки переривань (ПОП). У два старші байти кожного вектора записується
сегментна адреса ПОП, в два молодші - відносна адреса точки входу в
ПОП в сегменті. Вектори, як і відповідні їм переривання, мають
номери, які називаються типами, причому вектор з номером 0 (вектор
типу 0) розташовується починаючи з адреси 0, вектор типу 1−з
адреси 4, вектор типу 2− з адреси 8 і т.д. Вектор з номером N
займає, таким чином, байти пам'яті від N*4 до N*4+2. Всього у
виділеній під вектори області пам'яті поміщається 256 векторів.
Одержавши
сигнал на виконання процедури переривання з певним номером, процесор
зберігає в стеку виконуваної програми слово прапорів, а також
сегментну і відносну адресу програмного сегменту (вміст CS і IP) і
завантажує CS і IP з відповідного вектора переривань, здійснюючи тим самим
перехід на ПОП (рис 1).
Програма обробки
переривання зазвичай закінчується командою повернення з переривання IRET,
що виконує зворотні дії - завантаження IP, CS і регістра прапорів із
стека, що приводить до повернення в основну програму в точку, де вона
була перервана.
Запити на
виконання процедури переривань можуть мати різну природу.
Перш за все розрізняють апаратні переривання від периферійних
пристроїв або інших компонентів системи і програмні переривання, що
викликаються командою INT, яка використовується, зокрема, для програмного
звернення до функцій DOS і BIOS. Сигнали, що збуджують апаратні
переривання, можуть ініціюватися ланцюгами самого процесора,
наприклад, при спробі виконання операції ділення на нуль (такі переривання
називаються внутрішніми, або відмовами), а можуть приходити з
периферійного устаткування (зовнішні переривання). Незалежно від
джерела, процедура переривання, описана вище, завжди
виконується однаково, як для апаратних, так і для програмних
переривань.
Велика
частина векторів переривань зарезервована для виконання визначених дій;
частина з них автоматично заповнюється адресами системних програм при
завантаженні системи. Вектори з наступними номерами можуть представляти
особливий інтерес для користувача:
00h -
ділення на 0;
0lh -
покрокове виконання (при TF=1);
02h -
немасковане переривання (виведення NMI процесора)
03h -
команда INT без числового параметра;
04h - INTO
- переривання по переповненню (ініціюється апаратно, але лише
за наявності в програмі команди INTO);
08h -
переривання від таймера (апаратне);
09h -
переривання від клавіатури (апаратне);
0Ah -
зарезервовано для підключення нестандартного пристрою
(апаратне);
0Bh -
другий послідовний порт COM2 (апаратне);
0Сh - перший
послідовний порт СОМ1 (апаратне);
0Dh -
жорсткий диск (апаратне); 0Eh - гнучкий диск (апаратне);
0Fh -
паралельний порт (принтер LPT1) (апаратне);
10h -
відеодрайвер BIOS;
13h -
драйвер BIOS диска;
16h -
драйвер BIOS клавіатури;
17h -
драйвер BIOS принтера;
1Bh -
обробник переривань по /;
1Ch - вхід в програму
BIOS обробки переривань від системного таймера (18,2 переривань в секунду);
1Dh -
адреса таблиці відеопараметрів, BIOS;
lEh -
адреса таблиці параметрів дискети, BIOS;
1Fh - адреса
другої половини таблиці шрифтів графічних режимів 4...6,
BIOS;
21n -
диспетчер функцій DOS;
22h -
обробник завершення процесу, DOS;
23h -
обробник переривань по /C;
24h -
обробник переривань по критичній помилці;
25h -
абсолютне читання диска;
26h -
абсолютний запис на диск;
2Fh -
мультиплексне переривання DOS;
43h -
адреса таблиці шрифтів графічних режимів, BIOS;
60h...66h
- переривання користувача;
67h -
драйвер додаткової пам'яті LIM EMS;
68h...6Fh
- вільні вектори;
70h...7Fh - апаратні переривання
ведомого контроллера машин типу AT;
78h...7Fh
- вільні вектори;
Flh...FFh
- не використовуються.
Як видно з
таблиці, вектори переривань можна умовно розбити на наступні групи:
вектори
апаратних переривань (08h...0Fh і 70h...77h);
драйвери
BIOS (10h, 13h, 16h і т.д.);
програми
DOS (21h, 22h, 23h і т.д.);
адреси
системних таблиць DOS або BIOS (1Dh, lEh, 43h і т.д.).
Системні
програми, адреси яких зберігаються у векторах переривань, в
більшості своїй є всього лише диспетчерами, що відкривають доступ до великих
груп програм, що реалізують системні
функції. Так, відеодрайвер BIOS (векторl0h) включає програми зміни відеорежиму, управління курсором, задання колірної палітри, завантаження шрифтів і
багато інших. Особливо характерний в цьому відношенні вектор 21h, через який
здійснюється виклик практично всіх функцій DOS: введення з клавіатури і виведення
на екран, обслуговування файлів, каталогів
і дисків, управління пам'яттю і процесами, служби часу і т.д.
Звернення
з прикладної програми до системних функцій здійснюється одноманітно.
У регістр АН засилається номер функції (не слід плутати з типом переривання!),
в інші регістри − вихідні дані, необхідні для виконання конкретної
системної програми. Після цього виконується команда INT з числовим аргументом,
що вказуює тип (номер) переривання, наприклад, INT 21h.
Більшість
функцій DOS і багато функцій BIOS повертають в флазі
перенесення CF код завершення. Якщо функція виконалась успішно CF=0, у
разі ж будь-якої помилки CF=1. У останньому випадку в одному
з регістрів (найчастіше в АХ) повертається ще і код помилки.
Таким чином, типова процедура звернення до системних засобів виглядає таким
чином:
mov АН,fun ; fun - номер функції
;Заповнення тих чи інших регістрів (AL, BX, ES,
ВР і ін.)
;параметрами, необхідними для виконання
даної функції
...
int 21h
; Перехід у MS-DOS
jc error
;Продовження програми
...
error:cmp AX,1 ; Аналіз коду завершення
je err1
cmp AX2
je err
...
Аналогічно
викликаються і функції BIOS.
Задача на звуковий сигнал
У найпростішому випадку в IBM PC для
генерації звуку використовується мікросхема інтегрального таймера 8253 або
8254. Ця мікросхема має три незалежні канали, кожний з яких може програмуватися
для роботи в режимі поділювача частоти або генератора одиночних імпульсів.
Кожен канал містить 16-розрядний лічильник, в який записується значення
дільника частоти або коефіцієнта перерахунку (залежно від режиму роботи). Кожен
канал має вхід частоти (clk) і вхід дозволу (gate). На вхід частоти всіх
каналів подається імпульсний сигнал частотою 1,19 Мгц. Канал 0 мікросхеми
таймера використовується для вироблення сигналу переривання по таймеру
(частотою 18,2 Гц). Канал 1 працює в режиму генерації одиночних імпульсів через
кожні 15 мкс. Цей сигнал використовується для регенерації динамічної пам'яті
ЕОМ.
Канал 2 мікросхеми початково програмується
для роботи в режимі дільника частоти. Вихід каналу використовується для
генерації звуку через вбудований динамік. Для управління звуком
використовуються біти 0 і 1 системного порту В (мікросхема 8255). Біт 0
використовується для дозволу проходження сигналу на вихід каналу 2 таймера.
Сигнал з виходу каналу 2 подається на схему "І", на другий вхід який
подається сигнал біта 1 системного порту В. Цей сигнал може вирішувати або
забороняти проходження сигналу з виходу каналу 2 таймера, а при закритому
каналі 2 (бітом 0 порту В) сигнал біта 1 порту В може використовуватися для
безпосередньої генерації звуку в динаміку.
Адреса системного порту В - 61h, адреси
каналів таймера - 40h, 41h, 42h, 43h - для каналів 0, 1, 2 і регістра, що
управляє, відповідно. Нижче розглянуті приклади генерації звуку за допомогою
сигналу біта 1 системного порту В, а також за допомогою таймера. Розглянутий
випадок генерації звуку з використанням переривання.
Приклади генерації звуку
Завдання 1. Написати програму, що видає
різні звуки при натисненні на клавіші '1' і '2'. Для генерації звуку слід
використовувати сигнал біта 1 системного порту В. Виход з програми повинен
здійснюватися по натисненню клавіші 'q'.
Assume CS: Code, DS: Code
Code SEGMENT
org
100h
frequency1 equ 300
; Затримка
переключення 1
frequency2 equ 500
; Затримка
переключення 2
number_cycles1 equ 1000
; Кількість циклів (трив.)
number_cycles2 equ 600
; Кількість циклів (трив.)
port_b
equ 61h ; Адреса системного порта В
.286
Start proc near
mov
ax,cs
mov
ds,ax ;
DS = CS
beg1: call kbin ; Опитування клавіатури
cmp
al,'1' ; = '1' ?
jnz
beg2 ; Ні
call ton1 ; Звук висоти 1
jmp beg1
; Перехід на початок циклу
beg2: cmp al,'2' ; = '2' ?
jnz
beg3 ; Ні
call
ton2 ; Звук висоти 2
jmp
beg1 ;
Перехід на початок циклу
beg3: cmp al,'q' ; = 'q' ?
jnz
beg1 ; Ні
int
20h ; Вихід з програми
start endp
ton2 proc near ;
Процедура генерації звука 2
mov dx,number_cycles2
; Тривалість 2
mov
di,frequency2 ; Затримка 2
jmp
ton0 ;
Перехід на
універсальну процедуру генерації звука
ton1
proc near ; Процедура генерації звука 1
mov dx,number_cycles1 ; Тривалість 1
mov
di,frequency1 ; Затримка 1
; Універсальна процедура генерації звука
; DX - кількість циклів, DI - затримка
ton0 proc near
cli
;
Заборона переривань
in al,port_b
; Читанння стану системн. порту В
and al,11111110b
; Відкл. динаміка від таймера
ton01:
or al,00000010b ; Включення динаміка
out port_b,al
; Запис в системний порт В
mov cx,di
; Лічильник циклу затримки
loop $
; Затримка
;
Вимкнення звука
and al,11111101b
; Вимкнення динаміка
out port_b,al
; Запис в системний порт В
mov cx,di
; Лічильник циклу затримки
loop $
; Затримка
dec dx
; Декремент
лічильника кількість циклів
jnz ton01
; Перехід на початок нового періода
sti ;
Дозвіл переривань
ret ;
Вихід з процедури
ton0 endp ;
Кінець універсальної процедури
ton1 endp ;
Кінець процедури генерації звука 1
ton2
endp ; Кінець процедури генерації звука 2
kbin
proc near ; Ввод з клавіатури з
очікуванням
mov ah,0
; Функція 0
int 16h
; клавіатурного переривання
ret ;
Вихід з процедури
kbin endp ;
Кінець процедури вводу з клавіатури
code
ends ; Кінець сегмента (кодового)
END Start
; Вказівка на точку входа
Завдання 2. Написати програму, що видає
різні звуки при натисненні на клавіші '1' і '2'. Для генерації звуку слід
використовувати вихід каналу 2 таймера. Вихід з програми повинен здійснюватися
по натисненню клавіші 'q'.
Assume CS: Code, DS: Code
Code SEGMENT
org
100h
frequency1 equ 1000 ; Коефіц. ділення 1
frequency2 equ 3000 ; Коефіц. ділення 2
duration equ 50000 ; Тривалість
port_b
equ 61h
; Адреса системного порта В
.286
Start
proc near ;
Основна процедура
mov ax,cs
mov ds,ax ; DS = CS
beg1:
call kbin ; Опитування клавіатури
cmp al,'1' ; = '1' ?
jnz
beg2 ; Ні
call ton1 ;
Звук висоти 1
jmp beg1
; Перехід на початок циклу
beg2: cmp al,'2' ;
= '2' ?
jnz
beg3 ; Ні
call
ton2 ; Звук висоти 2
jmp
beg1 ;
Перехід на початок циклу
beg3: cmp al,'q' ;
= 'q' ?
jnz
beg1 ; Ні
int
20h ; Вихід з
програми
start endp ;
Кінець основної процедури
ton2 proc near ;
Процедура генерації звука 2
mov dx,duration ;
Тривалість
mov di,frequency2 ; Коефіцієнт ділення 2
jmp
ton0 ;
Перехід на універсальну процедуру
ton1
proc near ;
Процедура генерації звука 1
mov dx,duration
; Тривалість
mov di,frequency1
; Коефіцієнт ділення 2
;
Універсальна процедура
генерації звука
;
DX - тривалість, DI - коефіц. ділення
ton0
proc near
cli ;
Заборона переривань
;
Включення динаміка і таймера
in al,61h
; Читання стану системного
порта В
or al,3
; Дозвіл звучання (біти 0 и 1)
out 61h,al
; Запис в системний порт В
;
Програмування поділювача частоти 2 канала
mov ax,di
; Поділювач частоти
out 42h,al
; Мол.байт частоти канал 2 таймера
xchg al,ah ; AH
AL
out 42h,al
; Ст.байт частоти канал 2
таймера
;
Формування затримки
mov cx,dx
; Лічильник циклу затримки
ton01:
push cx ; Команди, що використовуються тільки для
pop cx
; збільшення трив.
цикла затримки
loop ton01
; Затримка
;
Виключення звука
in al,61h
; Читання стану
системного порта В
and al,0fch
; Заборона звучання (биты 0 и 1)
out 61h,al
; Запис в системний порт В
sti ;
Дозвіл переривань
ret ;
Вихід з піроцедури
ton0 endp ;
Кінець універсальної процедури
ton1 endp ;
Кінець процедури генерації звука 1
ton2
endp ; Кінець процедури генерації звука 2
kbin
proc near ; Ввод з клавіатури і
перевірка на вибір гри
kbin endp
code ends ;
Кінець сегмента (кодового)
END
Start ;
Вказівка на точку входу
Список литературы
Финогенов К. Г. «Самоучитель по
системным функциям MS-DOS». М.: 1993.
Пирогов
В. Ю. «Ассемблер. Учебный курс».
В
контрольній роботі також
використовувались матеріали сайту http://www.BankReferatov.ru ,перекладені на
українську мову.
|
