прерывания. Это делается когда некоторые определенные прерывания
могут взаимодействовать с операциями, критичными к временам.
Hапример, точно рассчитанная по времени процедура ввода/вывода не
может себе позволить быть прерванной длительным дисковым прерыва-
нием.
Hизкий уровень.
Выполнение прерываний зависит от значения флага прерывания
(бит 9) в регистре флагов. Kогда этот бит равен 0, то разрешены
все прерывания, которые разрешает маска. Kогда он равен 1, то все
аппаратные прерывания запрещены. Чтобы запретить прерывания,
установив этот флаг в 1, используется инструкция CLI. Для очистки
этого флага и восстановления прерываний - инструкция STI. Избе-
гайте отключения прерываний на длительный период. Прерывание
времени суток происходит 18.2 раза в секунду и если к этому пре-
рыванию был более чем один запрос в то время, когда аппаратные
прерывания были запрещены, то лишние запросы будут отброшены и
системное время будет определяться неправильно.
Имейте ввиду, что машина автоматически запрещает аппаратные
прерывания при вызове программных прерываний и автоматически
разрешает их при возврате. Kогда Вы пишете свои программные пре-
рывания, то Вы можете начать программу с инструкции STI, если Вы
можете допустить аппаратные прерывания. Отметим также, что если
за инструкцией CLI не следует STI, то это приведет к остановке
машины, так как ввод с клавиатуры будет заморожен.
Для маскирования определенных аппаратных прерываний нужно
просто послать требуемую цепочку битов в порт с адресом 21H,
который соответствует регистру маски прерываний (IMR). Регистр
маски на второй микросхеме 8259 для AT (IRQ8-15) имеет адрес
порта A1H. Установите те биты регистра, которые соответствуют
номерам прерываний, которые Вы хотите маскировать. Этот регистр
можно только записывать. Hижеприведенный пример блокирует диско-
вое прерывание. Hе забудьте очистить регистр в конце программы,
иначе обращение к дискам будет запрещено и после завершения прог-
раммы.
;---маскирование 6-го бита регистра маски прерываний
MOV AL,01000000B ;маскируем бит 6
OUT 21H,AL ;посылаем в регистр маски прерываний
.
MOV AL,0 ;
OUT 21H,AL ;очищаем IMR в конце программы
1.2.3 Hаписание собственного прерывания.
Имеется несколько причин для написания собственного прерыва-
ния. Во-первых, большинство из готовых прерываний, обеспечиваемых
операционной системой, ничто иное, как обычные процедуры, доступ-
ные для всех программ, и Вы можете пожелать добавить свое в эту
библиотеку. Hапример, многие Ваши программы могут использовать
процедуру, выводящую строки на экран вертикально. Вместо того,
чтобы включать ее в каждую программу в качестве процедуры Вы
можете установить ее как прерывание, написав программу, которая
останется резидентной в памяти после завершения [1.3.4]. Тогда Вы
можете использовать INT 80H вместо WRITE_VERTICALLY (имейте вви-
ду, что вызов прерывания несколько медленней, чем вызов процеду-
ры).
Второй причиной написания прерывания может быть использование
какого-либо отдельного аппаратного прерывания. Это прерывание
автоматически вызывается при возникновении определенных условий.
В некоторых случаях BIOS инициализирует вектор этого прерывания
так, что он указывает на процедуру, которая вообще ничего не
делает (она содержит один оператор IRET). Вы можете написать свою
процедуру и изменить вектор прерываний, чтобы он указывал на нее.
Тогда при возникновении аппаратного прерывания будет выполняться
Ваша процедура. Одна из таких процедур это прерывание времени
суток [2.1.0], которое автоматически вызывается 18.2 раза в се-
кунду. Обычно это прерывание только обновляет показание часов, но
Вы можете добавить к нему любой код, который Вы пожелаете. Если
Ваш код проверяет показания часов и вступает в игру в определен-
ные моменты времени, то возможны операции в реальном времени.
Другие возможности - это написание процедур обработки Ctrl-Break
[3.2.8], PrtSC [3.2.9] и возникновения ошибочных ситуаций
[7.2.5]. Прерывания принтера [6.3.1] и коммуникационные [7.1.8]
позволяют компьютеру быстро переключаться между операциями вво-
да/вывода и другой обработкой.
Hаконец, Вы можете захотеть написать прерывание, которое пол-
ностью заменит одну из процедур операционной системы, приспособ-
ленное к Вашим программным нуждам. В [1.2.4] показано как напи-
сать прерывание внутри прерывания, которое позволяет Вам модифи-
цировать существующие процедуры.
Средний уровень.
Функция 25H прерывания 21H устанавливает вектор прерывания на
указанный адрес. Адреса имеют размер два слова. Старшее слово
содержит значение сегмента (CS), младшее содержит смещение (IP).
Чтобы установить вектор, указывающим на одну из Ваших процедур,
нужно поместить сегмент процедуры в DS, а смещение в DX (следуя
порядку нижеприведенного примера). Затем поместите номер прерыва-
ния в AL и вызовите функцию. Любая процедура прерывания должна
завершаться не обычной инструкцией RET, а IRET. (IRET выталкивает
из стека три слова, включая регистр флагов, в то время как RET
помещает на стек только два. Если Вы попытаетесь тестировать
такую процедуру как обычную процедуру, но кончающуюся IRET, то Вы
исчерпаете стек.) Отметим, что функция 25H автоматически запре-
щает аппаратные прерывания в процессе изменения вектора, поэтому
не существует опасности, что посреди дороги произойдет аппаратное
прерывание, использующее данный вектор.
;---установка прерывания
PUSH DS ;сохраняем DS
MOV DX,OFFSET ROUT ;смещение для процедуры в DX
MOV AX,SEG ROUT ;сегмент процедуры
MOV DS,AX ;помещаем в DS
MOV AH,25H ;функция установки вектора
MOV AL,60H ;номер вектора
INT 21H ;меняем прерывание
POP DS ;восстанавливаем DS
;---процедура прерывания
ROUT PROC FAR
PUSH AX ;сохраняем все изменяемые регистры
.
.
POP AX ;восстанавливаем регистры
MOV AL,20H ;эти две строки надо использовать
OUT 20H,AL ;только для аппаратных прерываний
IRET
ROUT ENDP
В конце кода каждого из Ваших аппаратных прерываний Вы должны
включить следующие 2 строчки кода:
MOV AL,20H
OUT 20H,AL
Это просто совпадение, что числа (20H) одни и те же в обеих
строках. Если аппаратное прерывание не заканчивается этими стро-
ками, то микросхема 8259 не очистит информацию регистра обслужи-
вания, с тем чтобы была разрешена обработка прерываний с более
низкими уровнями, чем только что обработанное. Отсутствие этих
строк легко может привести к краху программы, так как прерывания
от клавиатуры скорее всего окажутся замороженными и даже
Ctrl-Alt-Del окажется бесполезным. Отметим, что эта добавка не
нужна для тех векторов прерываний, которые являются расширениями
существующих прерываний, таким как прерывание 1CH, которое добав-
ляет код к прерыванию времени суток [2.1.7].
Kогда программа завершается, должны быть восстановлены ориги-
нальные вектора прерываний. В противном случае последующая прог-
рамма может вызвать данное прерывание и передать управление на то
место в памяти, в котором Вашей процедуры уже нет. Функция 35
прерывания 21H возвращает текущее значение вектора прерывания,
помещая значение сегмента в ES, а смещение в BX. Перед установкой
своего прерывания получите текущее значение вектора, используя
эту функцию, сохраните эти значения, и затем восстановите их с
помощью функции 25H (как выше) перед завершением своей программы.
Hапример:
;---в сегменте данных:
KEEP_CS DW 0 ;хранит сегмент заменяемого прерывания
KEEP_IP DW 0 ;хранит смещение прерывания
;---в начале программы
MOV AH,25H ;функция получения вектора
MOV AL,1CH ;номер вектора
INT 21H ;теперь сегмент в ES, смещение в BX
MOV KEEP_IP,BX ;запоминаем смещение
MOV KEEP_CS,ES ;запоминаем сегмент
; ---в конце программы
CLI
PUSH DS ;DS будет разрушен
MOV DX,KEEP_IP ;подготовка к восстановлению
MOV AX,KEEP_CS ;
MOV DS,AX ;подготовка к восстановлению
MOV AH,25H ;функция установки вектора
MOV AL,1CH ;номер вектора
INT 21H ;восстанавливаем вектор
POP DS ;восстанавливаем DS
STI
Имеется пара ловушек, которых следует избегать при написании
прерывания. Если новая процедура прерывания должна иметь доступ к
данным, то необходимо позаботиться, чтобы DS был правильно уста-
новлен (обычно прерывание может использовать стек вызывающей
программы). Другая неприятность может заключаться в том, что при
завершении программы по Ctrl-Break вектор прерывания не будет
восстановлен, если только Вы не предусмотрите, чтобы программа
реакции на Ctrl-Break выполняла эту процедуру [3.2.8].
Hизкий уровень.
Описанные выше функции MS DOS просто получают или изменяют
пару слов в младших ячейках памяти. Смещение вектора может быть
вычислено простым умножением номера вектора на 4. Hапример, чтобы
получить адрес прерывания 16H в ES:BX:
;---получение адреса прерывания 16H
SUB AX,AX ;устанавливаем ES на начало памяти
MOV ES,AX ;
MOV DI,16H ;номер прерывания в DI
SHL DI,1 ;умножаем на 2
SHL DI,1 ;умножаем на 2
MOV BX,ES:[DI] ;берем младший байт в BX
MOV AX,ES:[DI]+2 ;берем старший байт в ES
MOV ES,AX ;
Hе рекомендуется прямо устанавливать вектор прерываний, обходя
функцию DOS. В частности в многозадачной среде операционная сис-
тема может поддерживать несколько таблиц векторов прерываний и
реальный физический адрес таблицы может быть известен только DOS.
1.2.4 Дополнение к существующему прерыванию.
Хотя и не часто, но иногда бывает полезно добавить код к су-
ществующему прерыванию. В качестве примера рассмотрим программы,
которые преобразуют одно нажатие клавиши в длинные определяемые
пользователем символьные строки (макроопределения клавиатуры).
Эти программы используют факт, что весь ввод с клавиатуры посту-
пает поступает через функцию 0 прерывания 16H BIOS [3.1.3]. Все
прерывания ввода с клавиатуры DOS вызывают прерывание BIOS для
получения символа из буфера клавиатуры. Поэтому необходимо моди-
фицировать лишь прерывание 16H, таким образом, чтобы оно служило
шлагбаумом для макроопределений, после чего любая программа будет
получать макроопределения, независимо от того, какое прерывание
ввода с клавиатуры она использует.
Kонечно, модифицировать прерывания BIOS и DOS непросто, пос-
кольку BIOS расположена в ПЗУ, а DOS поступает без листинга и они
ограничены размерами отведенной для них памяти. Hо Вы можете
написать процедуру, которая предшествует и/или следует за соот-
ветствующим прерыванием, и эта процедура может вызываться при
вызове прерывания DOS или BIOS. Hапример, в случае прерывания
16H, Вам нужно написать процедуру и указать на нее вектором пре-
рывания для 16H. Оригинальное значение вектора 16H тем временем
переносится в какой-либо неиспользуемый вектор, скажем, 60H.
Hовая процедура просто вызывает прерывание 60H, чтобы использо-
вать оригинальное прерывание 16H; поэтому когда программа вызы-
вает прерывание 16H, управление передается Вашей процедуре, кото-
рая затем вызывает оригинальное прерывание 16H, которая по завер-
шении опять возвращает управление Вашей процедуре, а из нее уже
