Скачать зубков assembler для dos windows и unix скачать

                    Серия «Для программистов»-
Assembler
для DOS,
Windows
и UNIX
Издание второе,
исправленное и дополненное
Зубков
Сергей Владимирович
Москва, 2000
ББК 32.973.26-018.1
391
Зубков С. В.
391 Assembler для DOS, Windows и UNIX. - М.: ДМК Пресс, 2000. - 608 с.: ил.
(Серия «Для программистов»).
ISBN 5-94074-003-0
В книге освещаются все аспекты современного программирования на ассембле-
ре для DOS, Windows 95,/NT и UNIX (Solaris, Linux и FreeBSD), включая созда-
ние резидентных программ и драйверов, прямое программирование периферий-
ных устройств, управление защищенным режимом и многое другое. Детально
рассматривается архитектура процессоров Intel вплоть до Pentium III. Все главы
иллюстрируются подробными примерами работоспособных программ.
Издание ориентировано как на профессионалов, так и на начинающих без опыта
программирования.
ББК 32.973.26-018.1
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения
владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность на-
личия технических и просто человеческих ошибок все равно существует, издательство не может
гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим из-
дательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.
ISBN 5-94074-003-0
© ДМК Пресс, 2000
© Зубков С. В., 2000
Зубков Сергей Владимирович
Assembler
для DOS, Windows и UNIX
Главный редактор Захаров И. М.
Научный редактор Шалаев Н. В.
Литературный редактор Космачева Н. А.
ЛР№ 01903 от 30.05.2000
Подписано в печать 12.07.2000. Формат 70х 1001/16-
Гарнитура «Петербург». Печать офсетная.
Усл. печ. л. 38. Тираж 5000 экз. Зак. № 459
Издательство «ДМК Пресс», 105023, Москва, пл. Журавлева, 2/8
Отпечатано в полном соответствии
с качеством предоставленных диапозитивов
в ИПО «Профиздат»
109044, Москва, Крутицкий вал, 18.
Содержание
Введение..................................................11
Глава 1. Предварительные сведения ........................13
1.1.	Что нужно для работы с ассемблером................. 13
1.2.	Представление данных в компьютерах..................14
1.2.1.	Двоичная система счисления .....................14
1.2.2.	Биты, байты и слова ..........................  15
1.2.3.	Шестнадцатеричная система счисления ........... 16
1.2.4.	Числа со знаком ..............................  17
1.2.5.	Логические операции .........................   18
1.2.6.	Коды символов ...............................   18
1.2.7.	Организация памяти ............................ 19
Глава 2. Процессоры Intel в реальном режиме...............20
2.1.	Регистры процессора.................................20
2.1.1.	Регистры общего назначения .....................20
2.1.2.	Сегментные регистры ............................22
2.1.3.	Стек .........................................  22
2.1.4.	Регистр флагов ................................ 23
2.2.	Способы адресации ..................................24
2.2.1.	Регистровая адресация...........................24
2.2.2.	Непосредственная адресация .....................25
2.2.3.	Прямая адресация ................:..............25
2.2.4.	Косвенная адресация.............................25
2.2.5.	Адресация по базе со сдвигом ...................26
2.2.6.	Косвенная адресация с масштабированием .........26
2.2.7.	Адресация по базе с индексированием ............27
2.2.8.	Адресация по базе с индексированием
и масштабированием ...................................27
2.3.	Основные непривилегированные команды................28
2.3.1.	Пересылка данных .............................. 28
2.3.2.	Двоичная арифметика.............................34
2.3.3.	Десятичная арифметика ..........................38
Щ|| Assembler для DOS, Windows и UNIX
2.3.4.	Логические операции ............................  41
2.3.5.	Сдвиговые операции ...............................43
2.3.6.	Операции над битами и байтами ................    45
2.3.7.	Команды передачи управления ......................47
2.3.8.	Строковые операции ...............................54
2.3.9.	Управление флагами ...............................57
2.3.10.	Загрузка сегментных регистров .................. 59
2.3.11.	Другие команды ..................................59
2.4.	Числа с плавающей запятой .........................^.... 63
2.4.1.	Типы данных FPU ..............................    63
2.4.2.	Регистры FPU .....................................65
2.4.3.	Исключения FPU .................................  67
2.4.4.	Команды пересылки данных FPU .....................68
2.4.5.	Базовая арифметика FPU .......................... 70
2.4.6.	Команды сравнения FPU ............................74
2.4.7.	Трансцендентные операции	FPU .....................76
2.4.8.	Константы FPU ................................... 78
2.4.9.	Команды управления FPU .........................  78
2.5.	Расширение IA ММХ..................................•..82
2.5.1.	Регистры ММХ ..................................   82
2.5.2.	Типы данных ММХ ..................................83
2.5.3.	Команды пересылки данных ММХ ...................  83
2.5.4.	Команды преобразования типов ММХ..................84
2.5.5.	Арифметические операции ММХ.....................  85
2.5.6.	Команды сравнения ММХ ............................88
2.5.7.	Логические операции ММХ ..........................88
2.5.8.	Сдвиговые операции ММХ .........................  89
2.5.9.	Команды управления состоянием ММХ.................90
2.5.10.	Расширение AMD 3D ............................   90
2.6.	Расширение SSE....................................... 91
2.6.1.	Регистры SSE ...................................  91
2.6.2.	Типы данных SSE...................................92
2.6.3.	Команды SSE ......................................92
2.6.4.	Определение поддержки SSE ...................    105
2.6.5.	Исключения ..................................    105
Глава 3. Директивы и операторы ассемблера...................юб
3.1.	Структура программы................................  106
3.2.	Директивы распределения памяти ...................  108
3.2.1.	Псевдокоманды определения переменных .........   108
3.2.2.	Структуры ....................................   109

| 5
Содержание
3.3.	Организация программы................................... 110
3.3.1.	Сегменты .........................................   110
3.3.2.	Модели памяти и упрощенные директивы
определения сегментов ............................. 112
3.3.3.	Порядок загрузки сегментов ......................... 114
3.3.4.	Процедуры .........................................  115
3.3.5.	Конец программы ...................................  115
3.3.6.	Директивы задания набора допустимых команд ......... 116
3.3.7.	Директивы управления программным счетчиком ......... 116
3.3.8.	Глобальные объявления .............................  117
3.3.9.	Условное ассемблирование .........................   118
3.4.	Выражения ...............................................120
3.5.	Макроопределения ........................................121
3.5.1.	Блоки повторений ................................... 123
3.5.2.	Макрооператоры...................................... 124
3.5.3.	Другие директивы, используемые в макроопределениях . 124
3.6.	Другие директивы.........................................125
3.6.1.	Управление файлами ................................. 125
3.6.2.	Управление листингом ............................... 125
3.6.3.	Комментарии ......................................   126
Глава 4. Основы программирования для MS DOS.............127
4.1.	Программа типа COM ......................................128
4.2.	Программа типа EXE ....................................  130
4.3.	Вывод на экран в текстовом режиме ...................... 131
4.3.1.	Средства DOS .....................................   131
4.3.2.	Средства BIOS ...................................    134
4.3.3.	Прямая работа с видеопамятью ....................... 139
4.4.	Ввод с клавиатуры .......................................140
4.4.1.	Средства DOS ....................................... 140
4.4.2.	Средства BIOS ...................................... 148
4.5.	Графические видеорежимы..................................151
4.5.1.	Работа с VGA-режимами .............................. 151
4.5.2.	Работа с SVGA-режимам и ............................ 155
4.6.	Работа с мышью.......................................... 166
4.7.	Другие устройства....................................... 171
4.7.1.	Системный таймер ................................... 171
4.7.2.	Последовательный порт..............................  178
4.7.3.	Параллельный порт .................................. 181
Illi Assembler для DOS, Windows и UNIX
4.8.	Работа с файлами..................................182
4.8.1.	Создание и открытие файлов .................. 183
4.8.2.	Чтение и запись в файл .....................  186
4.8.3.	Закрытие и удаление файла .................   187
4.8.4.	Поиск файлов................................. 188
4.8.5.	Управление файловой системой ..............   192
4.9.	Управление памятью ...............................193
4.9.1.	Обычная память .............................  193
4.9.2.	Область памяти UMB........................... 195
4.9.3.	Область памяти НМА........................... 195
4.9.4.	Интерфейс EMS ............................    196
4.9.5.	Интерфейс XMS ............................    197
4.10.	Загрузка и выполнение программ................. 202
4.11.	Командные параметры и переменные среды .........208
Глава 5. Более сложные приемы программирования .. 212
5.1.	Управляющие структуры ............................212
5.1.1.	Структуры IF... THEN... ELSE .................212
5.1.2.	Структуры CASE .............................. 213
5.1.3.	Конечные автоматы ........................... 214
5.1.4.	Циклы........................................ 215
5.2.	Процедуры и функции ..............................216
5.2.1.	Передача параметров ..........................216
5.2.2.	Локальные переменные .......................  221
5.3.	Вложенные процедуры...............................222
5.3.1.	Вложенные процедуры со статическими ссылками .222
5.3.2.	Вложенные процедуры с дисплеями ............  223
5.4.	Целочисленная арифметика повышенной точности ..... 224
5.4.1.	Сложение и вычитание .........................225
5.4.2.	Сравнение ..................................  225
5.4.3.	Умножение ....................................226
5.4.4.	Деление ....................................  227
5.5.	Вычисления с фиксированной запятой................228
5.5.1.	Сложение и вычитание .......................  228
5.5.2.	Умножение ................................... 228
5.5.3.	Деление ..................................... 229
5.5.4.	Трансцендентные функции ......................229
5.6.	Вычисления с плавающей запятой................... 233
Содержание
ими
I I I 7
5.7.	Популярные алгоритмы.............................. 238
5.7.1.	Генераторы случайных чисел ................... 238
5.7.2.	Сортировки ....................................242
5.8.	Перехват прерываний............................... 245
5.8.1.	Обработчики прерываний .....................   246
5.8.2.	Прерывания от внешних устройств ...............249
5.8.3.	Повторная входимость ..........................253
5.9.	Резидентные программы..............................256
5.9.1.	Пассивная резидентная программа ...............256
5.9.2.	Мультиплексорное прерывание ...................262
5.9.3.	Выгрузка резидентной программы из памяти ......276
5.9.4.	Полурезидентные программы .....................292
5.9.5.	Взаимодействие между процессами .............. 297
5.10.	Программирование на уровне портов ввода-вывода ....305
5.10.1.	Клавиатура .................................. 305
5.10.2.	Последовательный порт ........................309
5.10.3.	Параллельный порт ............................315
5.10.4.	Видеоадаптеры VGA............................ 316
5.10.5.	Таймер ...................................... 331
5.10.6.	Динамик ....................................  335
5.10.7.	Часы реального времени и CMOS-память ........ 336
5.10.8.	Звуковые платы .............................. 339
5.10.9.	Контроллер DMA ...............................359
5.10.10.	Контроллер прерываний........................366
5.10.11.	Джойстик..................;..................371
5.11.	Драйверы устройств в DOS..........................374
5.11.1.	Символьные устройства .........................	375
5.11.2.	Блочные устройства .........................  384
Глава 6. Программирование в защищенном режиме ... 388
6.1.	Адресация в защищенном режиме......................388
6.2.	Интерфейс VCPI ....................................391
6.3.	Интерфейс DPMI ....................................394
6.3.1.	Переключение в защищенный режим ...............394
6.3.2.	Функции DPMI управления дескрипторами .........395
6.3.3.	Передача управления между режимами в DPMI .....396
6.3.4.	Обработчики прерываний ....................... 398
6.3.5.	Пример программы ..............................399
HI Assembler для DOS, Windows и UNIX
6.4.	Расширители DOS .................................  403
6.4.1.	Способы объединения программы с расширителем ..403
6.4.2.	Управление памятью в DPMI .....................405
6.4.3.	Вывод на экран через линейный кадровый буфер .406
Глава 7. Программирование для Windows 95/NT..............413
7.1.	Первая программа...................................413
7.2.	Консольные приложения..............................416
7.3.	Графические приложения.............................421
7.3.1.	Окно типа MessageBox ..........................421
7.3.2.	Окна ........................................  422
7.3.3.	Меню.........................................  427
7.3.4.	Диалоги .....................................  431
7.3.5.	Полноценное приложение ........................436
7.4.	Динамические библиотеки........................... 451
7.5.	Драйверы устройств ................................457
Глава 8. Ассемблер и языки высокого уровня..............460
8.1.	Передача параметров................................460
8.1.1.	Конвенция Pascal ..............................460
8.1.2.	Конвенция С ..................................461
8.1.3.	Смешанные конвенции ........................   463
8.2.	Искажение имен.................................... 463
8.3.	Встроенный ассемблер...............................463
8.3.1.	Ассемблер, встроенный в Pascal.................464
8.3.2.	Ассемблер, встроенный в С......................464
Глава 9. Оптимизация ..................................  465
9.1.	Высокоуровневая оптимизация .....................  465
9.2.	Оптимизация на среднем уровне .....................465
9.2.1.	Вычисление констант вне цикла .................466
9.2.2.	Перенос проверки условия в конец цикла ........466
9.2.3.	Выполнение цикла задом наперед ................466
9.2.4.	Разворачивание циклов .........................467
9.3.	Низкоуровневая оптимизация ........................468
9.3.1.	Общие принципы низкоуровневой оптимизации .....468
9.3.2.	Особенности архитектуры процессоров Pentium
и Pentium MMX .....................................471
9.3.3.	Особенности архитектуры процессоров Pentium Pro
и Pentium II ......................................472
9
Глава 10. Процессоры Intel в защищенном режиме 476
10.1.	Регистры ...................................... 476
10.1.1.	Системные флаги ............................476
10.1.2.	Регистры управления памятью ................477
10.1.3.	Регистры управления процессором ............478
10.1.4.	Отладочные регистры ........................480
10.1.5.	Машинно-специфичные регистры ...............481
10.2.	Системные и привилегированные команды ..........482
10.3.	Вход и выход из защищенного режима..............488
10.4.	Сегментная адресация.............................490
10.4.1.	Модель памяти в защищенном режиме ..........490
10.4.2.	Селектор ...................................491
10.4.3.	Дескрипторы ................................491
10.4.4.	Пример программы ...........................493
10.4.5.	Нереальный режим ...........................497
10.5.	Обработка прерываний и исключений ............  499
10.6.	Страничная адресация............................509
10.7.	Механизм защиты ................................516
10.7.1.	Проверка лимитов .......................... 516
10.7.2.	Проверка типа сегмента .....................517
10.7.3.	Проверка привилегий ....................... 517
10.7.4.	Выполнение привилегированных команд ....... 518
10.7.5.	Защита на уровне страниц .................. 519
10.8.	Управление задачами.............................519
10.8.1.	Сегмент состояния задачи .................  519
10.8.2.	Переключение задач .........................521
10.9.	Режим виртуального 8086 ....................... 527
10.9.1.	Прерывания в V86 .......................... 527
10.9.2.	Ввод-вывод в V86 .......................... 528
Глава 11. Программирование
на ассемблере в среде UNIX.............................529
11.1.	Синтаксис AT&T..................................530
11.1.1.	Основные правила .........................  530
11.1.2.	Запись команд ............................. 531
11.1.3.	Адресация ..................................532
11.2.	Операторы ассемблера .......................... 533
11.2.1.	Префиксные, или унарные, операторы ........ 533
11.2.2.	Инфиксные, или бинарные, операторы ........ 533
HU Assembler для DOS, Windows и UNIX
11.3.	Директивы ассемблера..............................534
1“1.3.1	. Директивы определения данных .............. 534
11.3.2.	Директивы управления символами .............. 535
11.3.3.	Директивы определения секций ..............   535
11.3.4.	Директивы управления разрядностью ............536
11.3.5.	Директивы управления программным указателем . 536
11.3.6.	Директивы управления листингом................536
11.3.7.	Директивы управления ассемблированием ........537
11.3.8.	Блоки повторения ...........................  537
11.3.9.	Макроопределения ........................... .538
11.4.	Программирование с использованием libc ...........538
11.5.	Программирование без использования libc .......   540
11.6.	Переносимая программа для UNIX ...................543
Заключение.............................................. 558
Приложение 1. Таблицы символов...........................559
1.	Символы ASCII .....................................  559
2.	Управляющие символы ASCII ...........................560
3.	Кодировки второй половины ASCII .................... 561
4.	Коды символов расширенного ASCII.....................564
5.	Скан-коды клавиатуры.................................565
Приложение 2. Команды Intel 80x86 .....................  567
1.	Общая информация о кодах команд .................... 567
1.1.	Общий формат команды процессора Intel ...........567
1.2.	Значения полей кода команды .....................567
1.3.	Значения поля ModRM .............................568
1.4.	Значения поля SIB ...............................569
2.	Общая информация о скоростях выполнения..............570
3.	Префиксы............................................ 571
4.	Команды процессоров Intel 8088 -	Pentium	III.........572
Используемые сокращения..................................595
Глоссарий ........................................  .....599
Алфавитный указатель................................602
Введение
Первый вопрос, который задает себе человек, впервые услышавший об ассембле-
ре, - а зачем он, собственно, нужен? Особенно теперь, когда все пишут на C/C++,
Delphi или других языках высокого уровня? Действительно очень многое можно
создать на С, но ни один язык, даже такой популярный, не может претендовать на
то, чтобы на нем можно было написать абсолютно все.
Итак, на ассемблере пишут:
□	все, что требует максимальной скорости выполнения: основные компоненты
компьютерных игр, ядра операционных систем реального времени и просто
критические участки программ;
□	все, что взаимодействует с внешними устройствами: драйверы, программы,
работающие напрямую с портами, звуковыми и видеоплатами;
□	все, что использует полностью возможности процессора: ядра многозадачных
операционных систем, DPMI-серверы и вообще любые программы, перево-
дящие процессор в защищенный режим;
□ все, что полностью использует возможности операционной системы: виру-
сы и антивирусы, защиты от несанкционированного доступа, программы, об-
ходящие эти защиты, и программы, защищающиеся от данных программ;
□ и многое другое. Стоит познакомиться с ассемблером поближе, как оказыва-
ется, что большую часть из того, что обычно пишут на языках высокого уров-
ня, лучше, проще и быстрее написать на ассемблере.
«Как же так? - спросите вы, прочитав последний пункт. - Ведь всем известно,
что ассемблер - неудобный язык, и писать на нем долго и сложно!» Попробуем
перечислить мотивы, которые обычно выдвигаются в доказательство того, что
ассемблер не нужен.
1оворят, что ассемблер трудно выучить. Любой язык программирования трудно
выучить. Легко выучить С или Delphi после Pascal, потому что они похожи. А по-
пробуйте освоить Lisp, Forth или Prolog, и окажется, что ассемблер в действитель-
ности даже проще, чем любой абсолютно незнакомый язык программирования.
Говорят, что программы на ассемблере трудно понять. Разумеется, на ассембле-
ре легко написать неудобочитаемую программу... точно так же, как и на любом дру-
гом языке! Если вы знаете язык и если автор программы не старался ее запутать, то
понять программу будет не сложнее, чем если бы она была написана на Basic.
Говорят, что программы на ассемблере трудно отлаживать. Программы на
ассемблере легко отлаживать - опять же при условии, что вы знаете язык. Более
того, знание ассемблера часто помогает отлаживать программы на других языках,
потому что оно дает представление о том, как на самом деле функционирует ком-
пьютер и что происходит при выполнении команд языка высокого уровня.
12 ld a
Assembler для DOS, Windows и UNIX
Говорят, что современные компьютеры такие быстрые, что ассемблер больше
не нужен. Каким бы быстрым ни был компьютер, пользователю всегда хочется
большей скорости, иначе не наблюдалось бы постоянного спроса на еще более
мощные компьютеры. И самой быстрой программой на данном оборудовании все-
гда будет программа, написанная на ассемблере.
Говорят, что писать на ассемблере сложно. В этом ёсть доля правды. Очень
часто авторы программ на ассемблере «изобретают велосипеды», программируя
заново элементарные процедуры типа форматированного вывода на экран или
генератора случайных чисел, в то время как программисты на С просто вызывают
стандартные функции. Библиотеки таких функций существуют и для ассемблера,
но они не стандартизированы и не распространяются вместе с компиляторами.
Говорят, что программы на ассемблере не переносятся. Действительно, в этом
заключается самая сильная и самая слабая сторона ассемблера. Во-первых, благо-
даря этой особенности программы на ассемблере используют возможности ком-
пьютера с наибольшей полнотой; во-вторых, эти же программы не будут работать
на другом компьютере. Стоит заметить, что и другие языки часто не гарантируют
переносимости - та же программа на С, написанная, например, под Windows 95,
не скомпилируется ни на Macintosh, ни на SGI.
Далёко не всё, что говорят об ассемблере, является правдой, и далеко не все,
кто говорят об аесемблере, на самом деле знают его. Но даже ярые противники
согласятся с тем, что программы на ассемблере - самые быстрые, самые малень-
кие и могут то, что не под силу программам, созданным на любом другом языке
программирования.
Эта книга рассчитана на читателей с разным уровнем подготовки - как на на-
чинающих, которые хотят познакомиться с ассемблером серьезно или желают
лишь написать пару программ, выполняющих необычные трюки с компьютером,
так и на профессиональных программистов, которые тоже найдут здесь интерес-
ные разделы.
Почти все, что надо знать об ассемблере, где-нибудь да объяснено, а также
объяснено многое из того, что не заботит большинство программистов. С одной
стороны, чтобы написать простую программу, не нужно знать язык и устройство
процессора в совершенстве, но, с другой стороны, по-настоящему серьезная рабо-
та потребует и основательной подготовки. Уровень сложности в этой книге воз-
растает от начала к концу, но в первой ее половине отдельные абзацы помечены
специальной пиктограммой (й), которая означает, что данный абзац лучше про-
пустить при чтении, если вы знакомитесь с ассемблером впервые. Впрочем, если
у вас есть время и желание выучить ассемблер с нуля, - читайте все по порядку.
Если же вам хочется немедленно приступить к написанию программ, начните
сразу с главы 4, но будьте готовы к тому, что иногда придется возвращаться к пре-
дыдущим главам за более подробным описанием тех или иных команд. И нако-
нец, если вам уже доводилось программировать на ассемблере, - выбирайте то,
что интересно.
Глава 1. Предварительные сведения
1.1. Что нужно для работы с ассемблером
Прежде всего вам потребуется ассемблер. Здесь самое время сказать, что язык
программирования, которым мы собираемся заниматься, называется «язык ассем-
блера» (assembly language). Ассемблер - это программа, которая переводит текст
с языка, понятного человеку, в язык, понятный процессору, то есть говорят, что
она переводит язык ассемблера в машинный код. Однако сначала в повседневной
речи, а затем и в литературе слово «ассемблер» стало также и названием самого
языка программирования. Понятно, что, когда говорят «программа на ассемблере»,
имеют в виду язык, а когда говорят «макроассемблер версии 6.13», имеют в виду
программу. Вместе с ассемблером обязательно должна быть еще одна программа -
компоновщик (linker), которая и создает исполнимые файлы из одного или несколь-
ких объектных модулей, полученных после запуска ассемблера. Помимо этого для
разных целей могут потребоваться дополнительные вспомогательные программы -
компиляторы ресурсов, расширители DOS и тому подобное (см. табл. 1).
Трудно говорить о том, продукция какой из трех компаний (Borland, Microsoft
или Watcom) однозначно лучше. С точки зрения удобства компиляции TASM луч-
ше подходит для создания 16-битных программ для DOS, WASM - для 32-бит-
ных программ для DOS, MASM - для Windows. С точки зрения удобства про-
граммирования развитость языковых средств растет в ряду WASM - MASM -
TASM. Все примеры программ в этой книге построены так, что можно использо-
вать любой из этих компиляторов.
Таблица 1. Ассемблеры и сопутствующие программы
	Microsoft	Borland	Watcom
DOS, 16 бит	masm или ml, link (16 бит)	tasm tlink	wasm wlink
DOS, 32 бита	masm или ml, link (32 бита) и dosx link (16 бит) и dos32	tasm tlink wdosx или dos32	wasm wlink dos4gw, pmodew, zrdx или wdosx
Windows EXE	masm386 или ml link (32 бита) rc	tasm tlink32 brcc32	wasm wlink wrc
Windows DLL	masm386 или ml link (32 бита)	tasm tlink32 implib	wasm wlink wlib
1 11111
Предварительные сведения
Разумеется, существуют и другие компиляторы, например бесплатно распрос-
траняемый в сети Internet NASM или условно бесплатный А86, но пользоваться
ими проще, если вы уже знаете турбо- или макроассемблер. Бесплатно распрост-
раняемый GNU ассемблер, gas, вообще использует совершенно непохожий син-
таксис, который будет рассмотрен в главе 11, рассказывающей о программирова-
нии для UNIX.
Во всех программах встречаются ошибки. Если вы собираетесь не только
упражняться на примерах из книги, но и написать что-то свое, то вам рано или
поздно обязательно потребуется отладчик. Кроме поиска ошибок отладчики иног-
да применяют и для того, чтобы исследовать работу существующих программ. Бе-
зусловно, самый мощный отладчик на сегодняшний день - SoftICE от NuMega
Software. Это фактически единственный отладчик для Windows 95/NT, позволя-
ющий исследовать все - от ядра Windows до программ на C++, поддерживающий
одновременно 16- и 32-битный код и т. п. Другие популярные отладчики, распро-
страняемые вместе с соответствующими ассемблерами, - Codeview (MS), Turbo
Debugger (Borland) и Watcom Debugger (Watcom).
Еще одна особенность ассемблера, отличающая его от всех остальных языков
программирования, - возможность дизассемблирования. То есть, имея испЬлняе-
мый файл, с помощью специальной программы (дизассемблера) почти всегда мож-
но получить исходный текст на ассемблере. Например, можно дизассемблировать
BIOS вашего компьютера и узнать, как выполняется переключение видеорежимов,
или драйвер для DOS, чтобы написать такой же для Windows. Дизассемблер не
является необходимой программой, но иногда очень удобно иметь его под рукой.
Лучшие дизассемблеры на сегодняшний день - Sourcer от V Communications и IDA.
И наконец, последняя необязательная, но весьма полезная утилита - шестнад-
цатеричный редактор. Многие подобные редакторы (hiew, proview, Iview, hexit)
имеют встроенный дизассемблер, так что можно, например, открыв в таком ре-
дакторе свою.программу, посмотреть, как скомпилировался тот или иной участок
программы, поправить какую-нибудь команду ассемблера или изменить значения
констант и тут же, без перекомпиляции, запустить программу, чтобы посмотреть
на результат изменений.
1.2. Представление данных в компьютерах
Для того чтобы освоить программирование на ассемблере, следует познако-
миться с двоичными и шестнадцатеричными числами. Иногда в тексте програм-
мы можно обойтись и обычными десятичными числами, но без понимания того,
как на самом деле хранятся данные в памяти компьютера, очень трудно использо-
вать логические и битовые операции, упакованные форматы данных и многое
другое.
12.1 Двоичная система счисления
Практически все существующие сейчас компьютерные системы, включая Intel,
используют для вычислений двоичную систему счисления. В их электрических
Представление данных в компьютерах ШИН
| I 15
цепях напряжение может принимать два значения, и эти значения назвали нулем
и единицей. Двоичная система счисления как раз и использует только эти две
цифры, а вместо степеней десяти, как в обычной десятичной системе, здесь при-
меняют степени двойки. Чтобы перевести двоичное число в десятичное, надо сло-
жить двойки в степенях, соответствующих позициям, где в двоичном стоят еди-
ницы. Например:
10010111Ь=1Х27+ОХ26+ОХ25+1Х24+ОХ23+1Х22+1Х2’+1Х2°=128+16+4+2+1=151
Для перевода десятичного числа в двоичное мож-
но, например, разделить его на 2, записывая остаток
справа налево (см. табл. 2).
Чтобы отличать двоичные числа от десятичных,
в ассемблерных программах в конце каждого двоич-
ного числа ставят букву Ь.
1.2.2. Биты, байты и слова
Минимальная единица информации называется
битом. Бит принимает только два значения - обычно
0 и 1. На самом деле они совершенно необязательны -
один бит может принимать значения «да» и «нет», по-
казывать присутствие и отсутствие жесткого диска,
а также является ли персонаж игры магом или вои-
Таблица 2. Перевод числа
из десятичной системы
в двоичную
	Остаток
151/2 =75 75/2 =37 37/2 = 18 18/2 =9 9/2 =4 4/2 =2 2/2 = 1 1/2 =0	1 1 1 0 1 0 0 1
Результат:	10010'11b	
ном - важно лишь то, что бит имеет только два значения. Но многие величины
принимают большее число значений, следовательно, для их описания нельзя
обойтись одним битом.
Единица информации размером 8 бит называется байтом. Байт - это мини-
мальный объем данных, который реально может использовать компьютерная
программа. Даже для изменения значения одного бита в памяти надо сначала
считать байт, содержащий его. Биты в байте нумеруют справа налево, от нуля
до семи, нулевой бит часто называют младшим битом, а седьмой - старшим
(см. рис. 1).
Так как всего в байте восемь бит, он может принимать до 28 = 256 разных зна-
чений. Байт используют для представления целых чисел от 0 до 255 (тип unsigned
char в С), целых чисел со знаком от -128 до +127 (тип signed char в С), набора
символов ASCII (тип char в С) или переменных, принимающих менее 256 значе-
ний, например для представления десятичных чисел от 0 до 99.
Следующий по размеру базовый тип данных - слово. Размер одного слова в про-
цессорах Intel - два байта (см. рис. 2). Биты с 0 по 7 составляют младший байт
слова, а биты с 8 по 15 - старший. В слове содержится 16 бит, а значит, оно может
7 6 5 4 3 2 1 0
Рис. 1. Байт
1б у-ргп
II
Предварительные сведения
принимать до 216 = 65 536 разных значений. Слова используют для представле-
ния целых чисел без знака со значениями 0-65 535 (тип unsigned short в С), це-
лых чисел со знаком от -32 768 до +32 767 (тип short int в С), адресов сегментов
и смещений при 16-битной адресации. Два слова подряд образуют двойное слово,
состоящее из 32 бит, а два двойных слова - одно учетверенное слово (64 бита).
Байты, слова и двойные слова - основные типы данных, с которыми мы будем
работать. * 15
Еще одно важное замечание: в компьютерах с процессорами Intel все дан-
ные хранятся так, что младший байт находится по младшему адресу, по-
этому слова записываются задом наперед, то есть сначала (по младшему
адресу) - последний (младший) байт, а потом (по старшему адресу) -
первый (старший) байт. Если из программы всегда обращаться к слову
как к слову, а к двойному слову как к двойному слову, это не оказывает ни-
какого влияния. Но если вы хотите прочитать первый (старший) байт из
слова в памяти, то придется увеличить адрес на 1. Двойные и учетверен-
ные слова записываются так же - от младшего байта к старшему.
15	8 7	0
Рис. 2. Слово
1.2.3. Шестнадцатеричная система счисления
Главное неудобство двоичной системы счисленйя - это размеры чисел, с ко-
торыми приходится обращаться. На практике с двоичными числами работают,
только если необходимо следить за значениями отдельных битов, а когда разме-
ры переменных превышают хотя бы четыре бита, используется шестнадцатерич-
ная система. Она хороша тем, что компактнее десятичной, и тем, что перевод
в двоичную систему и обратно происходит очень легко. В шестнадцатеричной
системе используется 16 «цифр» (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, Е, F), и но-
мер позиции цифры в числе соответствует степени, в которую надо возвести
число 16, следовательно:
96h = 9 X 16 + 6 = 150
Перевод в двоичную систему и обратно осуществляется крайне просто - вме-
сто каждой шестнадцатеричной цифры подставляют соответствующее четырех-
значное двоичное число:
9h = 1001b, 6h = 0110b, 96h = 10010110b
В ассемблерных программах при записи чисел, начинающихся с А, В, С, D, Е,
F, в начале приписывается цифра 0, чтобы не перепутать такое число с названием
переменной или другим идентификатором. После шестнадцатеричных чисел ста-
вится буква h (см. табл. 3).
Представление данных в компьютерах
Таблица 3. Двоичные и шестнадцатеричные числа
Десятичное	Двоичное	Ш естнадцатеричное
0	ооооь	OOh r
1	0001b	01h
2	0010b	02h
3	0011b	03h
4	0100b	04h
5	0101b	05h
6	0110b	06h
7	0111b	07h
8	1000b	08h
9	1001b	09h
10	1010b	OAh
11	1011b	OBh
12	1100b	OCh
13	1101b	ODh
14	1110b	OEh
15	1111b	OFh
16	10000b	lOh
1.2.4.	Числа со знаком
Легко использовать байты, слова или двойные слова для представления целых
положительных чисел - от 0 до 255,65 535 или 4 294 967 295 соответственно. Чтобы
применять те же самые байты или слова для представления отрицательных чисел,
существует специальная операция, известная как дополнение до двух. Для измене-
ния знака числа выполняют инверсию, то есть заменяют в двоичном представлении
числа все единицы нулями и нули единицами, а затем прибавляют 1.
Например, пусть используются переменные типа слова:
150 = 0096h = 0000 0000 1001 0110b
инверсия дает: 1111 1111 0110 1001b
+1 = 1111 1111 0110 1010b = 0FF6Ah
Проверим, что число на самом деле -150: сумма с +150 должна быть равна
нулю:
+150 + (-150) = 0096h + 0FF6Ah = lOOOOh
Единица в 16-м разряде не помещается в слово, следовательно, мы действи-
тельно получили 0. В данном формате старший (7-й, 15-й, 31-й для байта, слова,
двойного слова) бит всегда соответствует знаку числа: 0 - для положительных
и 1 - для отрицательных. Таким образом, схема с использованием дополнения до
двух выделяет для положительных и отрицательных чисел равные диапазоны:
is IJI
Предварительные сведения • .
-128...+127 - для байта, -32 768...+32 767 - для слов, -2147 483 648...+2 147 483 647 -
для двойных слов.
1.2.5.	Логические операции
Самые распространенные варианты значений, которые может принимать один
бит, - это значения «правда» и «ложь», используемые в логике, откуда происхо-
дят так называемые «логические операции» над битами. Так, если объединить
«Правду» и «правду» - получится «правда», а если объединить «правду» и «ложь»
- «правды» не получится. В ассемблере нам встретятся четыре основные опера-
ции - И (AND), ИЛИ (OR), «исключающее ИЛИ» (XOR) и отрицание (NOT),
действие которых приводится в табл. 4.
Таблица 4. Логические операции
И	ИЛИ	Исключающее ИЛИ	Отрицание
0 AND 0 = 0	0 OR 0 = 0	0 XOR 0 = 0	NOT 0 = 1
0 AND 1 = 0	0 OR 1 = 1	0 XOR 1 = 1	NOT 1 = 0
1 AND 0 = 0	1 OR 0 = 1	1 XOR 0 =1	
1 AND 1 = 1	1 OR 1 = 1	1 XOR 1 = 0	
Все перечисленные операции являются побитовыми, поэтому для выполнения
логического действия над числом надо перевести его в двоичный формат и про-
извести операцию над каждым битом, например:
96h AND OFh = 10010110b AND 00001111b = 00000110b = 06h
1.2.6.	Коды символов
Для представления всех букв, цифр и знаков, появляющихся на экране ком-
пьютера, обычно используется всего один байт. Символы, соответствующие зна-
чениям от 0 до 127, то есть первой половине всех возможных значений байта,
были стандартизированы и названы символами ASCII (хотя часто кодами ASCII
именуют всю таблицу из 256 символов). Сюда входят некоторые управляющие
коды (символ с кодом ODh - конец строки), знаки препинания, цифры (симво-
лы с кодами 30h - 39h), большие (4lh - 5Ah) и маленькие (61h - 7Ah) латинс-
кие буквы. Вторая половина символьных кодов используется для алфавитов дру-
гих языков и псевдографики, набор и порядок символов в ней отличаются
в разных странах и даже в пределах одной страны. Например, для букв одного
только русского языка существует пять вариантов размещения во второй поло-
вине таблицы символов ASCII (см. приложение 1). Существует также стандарт,
использующий слова для хранения кодов символов, известный как UNICODE
или UCS-2, и даже двойные слова (UCS-4), но мы пока не будем на нем оста-
навливаться.
Представление данных в компьютерах
i ! I I I I : 19
1.2.7.	Организация памяти
Память с точки зрения процессора представляет собой последовательность
байтов, каждому из которых присвоен уникальный адрес со значениями от 0 до
232-1 (4 Гб). Программы же могут работать с памятью как с одним непрерывным
массивом (модель памяти flat) или как с несколькими массивами (сегментирован-
ные модели памяти). Во втором случае для задания адреса любого байта требует-
ся два числа - адрес начала массива и адрес искомого байта внутри массива. По-
мимо основной памяти программы могут использовать регистры - специальные
ячейки памяти, расположенные физически внутри процессора, доступ к которым
осуществляется не по адресам, а по именам. Но здесь мы вплотную подходим
к рассмотрению собственно работы процессора, о чем подробно рассказано в сле-
дующей главе.
Глава 2. Процессоры Intel
в реальном режиме
Процессор Intel х86 после включения питания оказывается в так называемом ре-
жиме реальной адресации памяти, или просто реальном режиме. Большинство
операционных систем сразу же переводит его в защищенный режим, позволяю-
щий им обеспечивать многозадачность, распределение памяти и другие функции.
Пользовательские программы в таких операционных системах часто работают
еще и в режиме V86, из которого им доступно все то же, что и из реального, кроме
команд, относящихся к управлению защищенным режимом. Следовательно, дан-
ная глава описывает реальный режим и V86, то есть все, что доступно программи-
сту в подавляющем большинстве случаев, если он не проектирует операционную
систему или DPMI-сервер.
2.1.	Регистры процессора
Начиная с 80386 процессоры Intel предоставляют 16 основных регистров для
пользовательских программ плюс еще 11 регистров для работы с мультимедий-
ными приложениями (ММХ) и числами с плавающей запятой (FPU/NPX). Все
команды так или иначе изменяют значения регистров, и всегда быстрее и удобнее
обращаться к регистру, чем к памяти.
Из реального (но не из виртуального) режима помимо основных регистров
доступны также регистры управления памятью (GDTR, IDTR, TR, LDTR), реги-
стры управления (CRO, CR1 - CR4), отладочные регистры (DR0 - DR7) и ма-
шинно-специфичные регистры, но они не применяются для решения повседнев-
ных задач и рассматриваются далее в соответствующих разделах.
2	.1.1. Регистры общего назначения
32-битные регистры ЕАХ (аккумулятор), ЕВХ (база), ЕСХ (счетчик), EDX
(регистр данных) могут использоваться без ограничений для любых целей - вре-
менного хранения данных, аргументов или результатов различных операций. На-
звания регистров происходят от того, что некоторые команды применяют их спе-
циальным образом: так, аккумулятор часто необходим для хранения результата
действий, выполняемых над двумя операндами, регистр данных в этих случаях
получает старшую часть результата, если он не умещается в аккумулятор, регистр-
счетчик работает как счетчик в циклах и строковых операциях, а регистр-база -
при так называемой адресации по базе. Младшие 16 бит каждого из этих регист-
ров применяются как самостоятельные регистры с именами АХ, ВХ, СХ, DX. На
Регистры процессора
самом деле в процессорах 8086-80286 все регистры были 16-битными и называ-
лись именно так, а 32-битные EAX - EDX появились с введением 32-битной ар-
хитектуры в 80386. Кроме этого, отдельные байты в 16-битных регистрах АХ -
DX тоже могут использоваться как 8-битные регистры и иметй свои Лвенл. Стар-
шие байты этих регистров называются АН, ВН, CH, DH, а младшие - AL, BL, CE-
DE (см. рис. 3).
Остальные четыре регистра - ESI (индекс источника), EDI (индекс приемни-
ка), ЕВР (указатель базы), ESP (указатель стека) - имеют более конкретное на-
значение и применяются для хранения всевозможных временных переменных.
Регистры ESI и EDI необходимы в строковых операциях, ЕВР и ESP - при рабо-
те со стеком (см. раздел 2.1.3). Так же как и в случае с регистрами EAX - EDX,
младшие половины этих четырех регистров называются SI, DI, ВР и SP соот-
ветственно, и в процессорах до 80386 только они и присутствовали.
Рис. 3. Регистры общего назначения
Процессоры Intel в реальном режиме
2	.1.2. Сегментные регистры
При использовании сегментированных моделей памяти для формирования лю-
бого адреса нужны два числа - адрес начала сегмента и смещение искомого байта
относительно этого начала (в бессегментной модели памяти flat адреса начал всех
сегментов равны). Операционные системы (кроме DOS) могут размещать сегмен-
ты, с которыми работает программа пользователя, в разных местах памяти и даже
временно записывать их на диск, если памяти не хватает. Так как сегменты способ-
ны оказаться где угодно, программа обращается к ним, применяя вместо настоя-
щего адреса начала сегмента 16-бйтное число, называемое селектором. В процес-
сорах Intel предусмотрено шесть 16-битных регистров - CS, DS, ES, FS, GS, SS,
где хранятся селекторы. (Регистры FS и GS отсутствовали в 8086, но появились
уже в 80286,) Это означает, что в любой момент можно изменить параметры, запи-
санные в этих регистрах. * В
@В реальном режиме селектор каждого сегмента равен адресу его начала, де-
леннрму на 16. Чтобы получить адрес в памяти, 16-битное смещение скла-
дывают с этим селектором, предварительно сдвинутым влево на 4. Таким
образом, оказывается, что максимальный доступный адрес в реальном ре-
жиме 2го - 1 = 1048 575. Для сравнения: в защищенном режиме адрес нача-
ла для каждого сегмента хранится отдельно, так что возможно 216 (64 Тб)
различных логических адреса в формате сегмент:смещение (программа оп-
ределяет до 16 383 сегментов, каждый из которых до 4 Гб), хотя реально
процессор адресуется только к 4 или 64 (для Pentium Pro) Гб памяти.
В отличие от DS, ES, GS, FS, которые называются регистрами сегментов дан-
ных, CS и SS отвечают за сегменты двух особенных типов - сегмент кода и сегмент
стека. Первый содержит программу, исполняющуюся в данный момент, следова-
тельно, запись нового селектора в этот регистр приводит к тому, что далее будет
исполнена не следующая по тексту программы команда, а команда из кода, нахо-
дящегося в другом сегменте, с тем же смещением. Смещение очередной выпол-
няемой команды всегда хранится в специальном регистре EIP (указатель инст-
рукции, 16-битная форма IP), запись в который также приведет к тому, что далее
будет исполнена какая-нибудь другая команда. На самом деле все команды пере-
дачи управления - перехода, условного перехода, цикла, вызова подпрограммы
и т. п. - и осуществляют эту самую запись в CS и EIP.
2.1.3. Стек
Стек - организованный специальным образом участок памяти, который ис-
пользуется для временного хранения переменных, передачи параметров вызыва-
емым подпрограммам и сохранения адреса возврата при вызове процедур и пре-
рываний. Легче всего представить стек в виде стопки листов бумаги (это одно из
значений слбва «stack» в английском языке) - вы можете класть и забирать листы
только с вершины стопки. Поэтому, если записать в стек числа 1, 2, 3, то при чте-
нии они окажутся в обратном порядке - 3,2,1. Стек располагается в сегменте па-
мяти, описываемом регистром SS, и текущее смещение вершины стека отражено
Регистры процессора
в регистре ESP, причем во время записи значение этого смещения уменьшается.
то есть он «растет вниз» от максимально возможного адреса (см. рис. 4). Такое
расположение стека «вверх ногами» может быть необходимо, к примеру, в бес-
сегментной модели памяти, когда все сегменты, включая сегменты стека и кода,
занимают одну и ту же область - память целиком. Тогда программа исполняет-
ся в нижней области памяти, в области малых адресов, и EIP растет, а стек распо-
лагается в верхней области памяти, и ESP уменьшается.
При вызове подпрограммы параметры в большинстве случаев помещают в стек,
а в ЕВР записывают текущее значение ESP. Если подпрограмма использует стек
для хранения локальных переменных, ESP изменится, но ЕВР можно будет ис-
пользовать для того, чтобы считывать значения параметров напрямую из стека
(их смещения запишутся как ЕВР + номер параметра). Более подробно вызовы
подпрограмм и все возможные способы передачи параметров рассмотрены в раз-
деле 5.2.1
2.1.4. Регистр флагов
Еще один важный регистр, использующийся при выполнении большинства ко-
манд, - регистр флагов. Как и раньше, его младшие 16 бит, представлявшие собой
весь этот регистр до процессора 80386, называются FLAGS. В EFLAGS каждый
бит является флагом^ то есть устанавливается в 1 при определенных условиях или
установка его в 1 изменяет поведение процессора. Все флаги, расположенные
в старшем слове регистра, имеют отношение к управлению защищенным режи-
мом, поэтому здесь рассмотрен только регистр FLAGS (см. рис. 5):
□	CF - флаг переноса. Устанавливается в 1, если результат предыдущей опера-
ции не уместился в приемнике и произошел перенос из старшего бита или
0	NT	IOPL	OF	DF	IF	TF	SF	ZF	0	AF	0	PF	1	CF
15	о
Рис. 5. Регистр флагов FLAGS
24 |	| |j
III
Процессоры Intel в реальном режиме
если требуется заем (при вычитании), в противном случае - в 0. Например,
после сложения слова 0FFFFE и 1, если регистр, в который надо поместить
результат, - слово, в него будет записано OOOOh и флаг CF *= 1.
□	PF - флаг четности. Устанавливается в 1, если младший байт результата
предыдущей команды содержит четное число битов, равных 1, и в 0, если
нечетное. Это не то же самое, что делимость на два. Число делится на два
без остатка, если его самый младший бит равен нулю, и не делится, когда он
равен 1.
□	AF - флаг полупереноса или вспомогательного переноса. Устанавливается
в 1, если в результате предыдущей операции произошел перенос (или заем)
из третьего бита в четвертый. Этот флаг используется автоматически коман-
дами двоично-десятичной коррекции.
□	ZF - флаг нуля. Устанавливается в 1, если результат предыдущей команды -
ноль.
□	SF - флаг знака. Он всегда равен старшему биту результата.
□	TF - флаг ловушки. Он был предусмотрен для работы отладчиков, не ис-
пользующих защищенный режим. Установка его в 1 приводит к тому, что
после выполнения каждой программной команды управление временно пере-
дается отладчику (вызывается прерывание 1 - см. описание команды INT).
□	IF - флаг прерываний. Сброс этого флага в 0 приводит к тому, что процессор
перестает обрабатывать прерывания от внешних устройств (см. описание ко-
манды INT). Обычно его сбрасывают на короткое время для выполнения
критических участков кода.
□	DF - флаг направления. Он контролирует поведение команд обработки
строк: когда он установлен в 1, строки обрабатываются в сторону уменьше-
ния адресов, когда DF = 0 - наоборот.
□	OF - флаг переполнения. Он устанавливается в 1, если результат предыду-
щей арифметической операции над числами со знаком выходит за допусти-
мые для них пределы. Например, если при сложении двух положительных
чисел получается число со старшим битом, равным единице, то есть отрица-
тельное, и наоборот.
Флаги IOPL (уровень привилегий ввода-вывода) и NT (вложенная задача)
применяются в защищенном режиме.
2.2.	Способы адресации
Большинство команд процессора вызываются с аргументами, которые в ассем-
блере принято называть операндами. Например: команда сложения содержимого
регистра с числом требует задания двух операндов - содержимого регистра и чис-
ла. Далее рассмотрены все существующие способы задания адреса хранения опе-
рандов-способы адресации.
2.2.1.	Регистровая адресация
Операнды могут располагаться в любых регистрах общего назначения и сегмент-
ных регистрах. Для этого в тексте программы указывается название соответствующего
Способы адресации
I I I I Г I 25
регистра, например: команда, копирующая в регистр АХ содержимое регистра ВХ,
записывается как
mov ax.bx
2.2.2.	Непосредственная адресация
Некоторые команды (все арифметические, кроме деления) позволяют ука-
зывать один из операндов непосредственно в тексте программы. Например:
команда
mov ах,2
помещает в регистр АХ число 2.
2.2.3.	Прямая адресация
Если у операнда, располагающегося в памяти, известен адрес, то его можно
использовать. Если операнд - слово, находящееся в сегменте, на который указы-
вает ES, со смещением от начала сегмента 0001, то команда
mov ах,es:0001
поместит это слово в регистр АХ. В реальных программах для задания статичес-
ких переменных обычно используют директивы определения данных (раздел 3.3),
которые позволяют ссылаться на статические переменные не по адресу, а по име-
ни. Тогда, если в сегменте, указанном в ES, была описана переменная word_var
размером в слово, можно записать ту же команду как
mov ax,es:word_var
В таком случае ассемблер сам заменит слово word_var на соответствующий
адрес. Если селектор сегмента данных находится в DS, то имя сегментного реги-
стра при прямой адресации можно не указывать, DS используется по умолча-
нию. Прямая адресация иногда называется адресацией по смещению.
Адресация отличается для реального и защищенного режимов. В реальном
(так же как и в режиме V86) смещение всегда 16-битное. Это значит, что ни не-
посредственно указанное смещение, ни результат сложения содержимого разных
регистров в более сложных методах адресации не могут превышать границ слова.
При работе в Windows, DOS4G, PMODE и в других ситуациях, когда программа
будет запускаться в защищенном режиме, смещение не должно превышать гра-
ниц двойного слова.
2.2.4.	Косвенная адресация
По аналогии с регистровыми и непосредственными операндами адрес операн-
да в памяти также можно не указывать, а хранить в любом регистре. До процессо-
ра 80386 для этого можно было использовать только ВХ, SI, DI и ВР, но потом
ограничения были сняты и адрес операнда разрешили считывать также из ЕАХ,
ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, ЕВР и ESP (но не из АХ, СХ, DX или SP напрямую -
надо использовать ЕАХ, ЕСХ, EDX, ESP соответственно или предварительно ско-
пировать смещение в ВХ, SI, DI или ВР). Например, следующая команда помещает
2<Э j | i Щ
Процессоры Intel в реальном режиме
в регистр АХ слово из ячейки памяти, селектор сегмента которой находится в DS,
а смещение - в ВХ:	'
F.OV	ах, [ Ьх ]	;;
Как и в случае с прямой адресацией, DS используется по. умолчанию, но не
всегда: если смещение берут из регистров ESP, ЕВР или ВР, то в качестве сегмен-
тного регистра применяется SS. В реальном режиме можно свободно работать со
всеми 32-битными регистрами, надо только следить, чтобы их содержимое не пре-
вышало границ 16-битного слова.
2.2.5.	Адресация по базе со сдвигом
Теперь скомбинируем два предыдущих метода адресации. Следующая команда
mov ax,[bx+2]
помещает в регистр АХ слово, которое есть в сегменте, указанном в DS, со смеще-
нием на два больше, чем число из ВХ. Так как слово занимает ровно 2 байта, эта
команда поместила в АХ слово, непосредственно следующее затем, которое было
в предыдущем примере. Такая форма адресации используется в тех случаях, ког-
да в регистре находится адрес начала структуры данных, а доступ надо осуще-
ствить к какому-нибудь ее элементу. Еще один вариант применения адресации по
базе со сдвигом - доступ из подпрограммы к параметрам, переданным в стеке, ис-
пользуя регистр ВР (ЕВР) в качестве базы и номер параметра в качестве смеще-
ния, что детально рассмотрено в разделе 4.3.2. Другие допустимые формы записи
этого способа адресации:
/
mov	ax,[bp]+2
mov	ax,2[bp]
До процессора 80386 в качестве базового регистра разрешалось использовать
только ВХ, ВР, SI или DI и сдвиг мог быть только байтом или словом (со знаком).
Начиная с 80386 и старше, процессоры Intel позволяют дополнительно использо-
вать EAX, ЕВХ, ЕСХ, EDX, EBP, ESP, ESI и EDI, так же как и для обычной косвен-
ной адресации. С помощькмэтого метода разрешается организовывать доступ к од-
номерным массивам байтов: смещение соответствует адресу начала массива,
а число в регистре - индексу элемента массйва, который надо считать. Очевидно,
что, если массив состоит не из байтов, а из слов, придется умножать базовый ре-
гистр на два, а если из двойных слов - на четыре. Для этого предусмотрен специ-
альный метод - косвенная адресация.
2.2.6.	Косвенная адресация с масштабированием
Этот метод адресации полностью идентичен предыдущему, однако с его помо-
щью можно прочитать элемент массива слов, двойных слов или учетверенных
слов, просто поместив номер элемента в регистр:
mov ax,[esi*2]+2
Множитель, который равен 1,2,4 или 8, соответствует размеру элемента мас-
сива - байту, слову, двойному или учетверенному слову. Из регистров в этом
Способы адресации
варианте адресации можно использовать только EAX, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI,
EBP, ESP, но не SI, DI, BP или SP.
2.2.7.	Адресация по базе с индексированием
В этом методе адресации смещение операнда в памяти вычисляется как сумма
чисел, содержащихся в двух регистрах, и смещения, если оно указано. Все перечис-
ленные ниже команды представляют собой разные формы записи одного и того же
действия:
mov	ах, [bx+si+2]
mov	ах, [bx][si]+2
mov	ах,[bx+2][si]
mov	ax, [bx][si+2]
mov	ax,2[bx][si]
В регистр AX помещается слово из ячейки памяти со смещением, равным сум-
ме чисел, содержащихся в ВХ, SI, и числа 2. Из 16-битных регистров так можно
складывать только ВХ + SI, ВХ + DI, BP + SI и BP + DI, а из 32-битных - все
восемь регистров общего назначения. Как и для прямой адресации, вместо непос-
редственного указания числа разрешено использовать имя переменной, заданной
одной из директив определения данных. Таким образом можно считать, напри-
мер, число из двумерного массива: если задана таблица 10x10 байт, 2 - смещение
ее начала от начала сегмента данных (на практике будет использоваться имя этой
таблицы), ВХ - 20, a SI = 7, приведенные команды прочитают слово, состоящее
из седьмого и восьмого байтов третьей строки. Если таблица состоит не из оди-
ночных байтов, а из слов или двойных слов, удобнее использовать наиболее пол-
ную форму - адресацию по базе с индексированием и масштабированием.
2.2.8.	Адресация по базе
с индексированием и масштабированием
Это самая полная схема адресации, в которую входят все случаи, рассмотрен-
ные ранее как частные. Полный адрес операнда можно записать как выражение,
представленное на рис. 6.
Смещение может быть байтом или двойным словом. Если ESP или ЕВР ис-
пользуются в роли базового регистра, селектор сегмента операнда берется по
умолчанию из регистра SS, во всех остальных случаях - из DS.
CS: SS:	ЕАХ ЕВХ ЕСХ	ЕАХ ЕВХ ЕСХ	1
DS:	EDX +	EDX »	2 . + смещение
ES:	ЕВР	ЕВР	4
FS:	ESP	ESI	8
GS:	EDI	EDI	
	ESI		
Рис. 6. Полная форма адресации
Процессоры Intel в реальном режиме
2.3.	Основные непривилегированные команды
В этом разделе описаны все непривилегированные команды процессоров Intel
серии х86, включая команды расширений IA NPX (чаще называемое FPU - рас-
ширение для работы с числами с плавающей запятой) и IA ММХ (мультимедий-
ное расширение). Для каждой команды указана форма записи, название и модель
процессоров Intel, начиная с которой она поддерживается: 8086, 80186, 80286,
80386, 80486, Р5 (Pentium), MMX, Р6 (Pentium Pro и Pentium II).
2.3.1. Пересылка данных
Команда	Назначение	Процессор
MOV приемник, источник	Пересылка данных	8086
Базовая команда пересылки данных. Копирует содержимое источника в при-
емник, источник не изменяется. Команда MOV действует аналогично операторам
присваивания из языков высокого уровня, то есть команда
mov ах, Ьх
эквивалентна выражению
ах:=Ьх;
языка Pascal или
ах=Ьх;
языка С, за исключением того, что команда ассемблера позволяет работать не
только с переменными в памяти, но и со всеми регистрами процессора.
В качестве источника для MOV могут использоваться: число (непосредствен-
ный операнд), регистр общего назначения, сегментный регистр или переменная
(то есть операнд, находящийся в памяти); в качестве приемника: регистр общего
назначения, сегментный регистр (кроме CS) или переменная. Оба операнда дол-
жны быть одного и того же размера - байт, слово или двойное слово.
Нельзя выполнять пересылку данных с помощью MOV из одной переменной
в другую, из одного сегментного регистра в другой и нельзя помещать в сегмент-
ный регистр непосредственный операнд - эти операции выполняют двумя коман-
дами MOV (из сегментного регистра в обычный и уже из него в другой сегмент-
ный) или парой команд PUSH/POP.
Загрузка регистра SS командой MOV автоматически запрещает прерывания
до окончания следующей за ней команды MOV, поэтому можно не опасаться,
что в этот момент произойдет прерывание, обработчик которого получит
неправильный стек. В любом случае для загрузки значения в регистр SS пред-
почтительнее команда LSS.
Команда	Назначение	Процессор
CMOVcc приемник,источник	Условная пересылка данных	Р6
Непривилегированные команды
III
.29
Это набор команд, которые копируют содержимое источника в приемник, если
удовлетворяется то или иное условие (см. табл. 5). Источником может быть ре-
гистр общего назначения или переменная, а приемником - только регистр. Тре-
бование, которое должно выполниться, - просто равенство нулю или единице тех
или иных флагов из регистра FLAGS, но, если использовать команды CMOVcc
сразу после СМР (сравнение) с теми же операндами, условия приобретают осо-
бый смысл, например:
cmp	ах,Ьх	; Сравнить ах и Ьх.
cmovl	ax,bx	; Если ах < Ьх, скопировать Ьх в ах.
Слова «выше» и «ниже» в табл. 5 относятся к сравнению чисел без знака, сло-
ва «больше» и «меньше» учитывают знак.
Таблица 5. Разновидности команды CMOVcc
Код команды	Реальное условие	Условие для CMP
CMOVA CMOVNBE	CF = 0 и ZF = 0	Если выше Если не ниже и не равно
CMOVAE CMOVNB CMOVNC	CF = 0	Если выше или равно Если не ниже Если нет переноса
CMOVB CMOVNAE CMOVC	CF = 1	Если ниже Если не выше и не равно Если перенос
CMOVBE CMOVNA	CF = 1 или ZF = 1	Если ниже или равно Если не выше
CMOVE CMOVZ	ZF = 1	Если равно Если ноль
CMOVG CMOVNLE	ZF = 0 и SF = OF	Если больше Если не меньше и не равно
CMOVGE CMOVNL	SF = OF	Если больше или равно Если не меньше
CMOVL CMOVNGE	SF О OF	Если меньше Если не больше и не равно
CMOVLE CMOVNG	ZF = 1 или SF <> OF	Если меньше или равно Если не больше
CMOVNE CMOVNZ	ZF = 0	Если не равно Если не ноль
CMOVNO	OF = 0	Если нет переполнения
CMOVO	OF = 1	Если есть переполнение
CMOVNP CMOVPO	PF = 0	Если нет четности Если нечетное
CMOVP CMOVPE	PF = 1	Если есть четность Если четное
CMOVNS	SF = 0	Если нет знака
CMOVS	SF = 1	Если есть знак
3 0 т гтттп
Процессоры Intel в реальном режиме
Команда	Назначение	Процессор
XCHG операнд! ,операнд2	Обмен операндов между собой	8086
Содержимое операнда 2 копируется в операнд 1, а старое содержимое операн-
да 1 - в операнд 2. XCHG можно Выполнять над двумя регистрами или над реги-
стром и переменной.
xchg	еах,ebx	То же, что три команды на языке С: temp = еах;еах = ebx;ebx = temp.	;	
xchg	al, al	А эта команда ничего не делает.	
Команда		Назначение	Процессор
BSWAP регистр32		Обмен байтов внутри регистра	80486
Обращает порядок байтов в 32-битном регистре. Биты 0-7 (младший байт
младшего слова) меняются местами с битами 24-31 (старший байт старшего
слова), а биты 8-15 (старший байт младшего слова) - с битами 16-23 (младший
байт старшего слова).
mov еах,123456786
bswap eax ; Теперь в еах находится 785634126.
Чтобы обратить порядок байтов в 16-битном регистре, следует использовать
команду XCHG:
xchg al,ah ; Обратить порядок байтов в АХ.
В процессорах Intel команду BSWAP можно использовать и для обращения
порядка байтов в 16-битных регистрах, но в некоторых совместимых процессорах
других фирм этот вариант не реализован.
Команда	Назначение	' Процессор
PUSH источник •	Поместить Данные в стек	8086
Помещает содержимое источника в стек. Источником может быть регистр, сег-
ментный регистр, непосредственный операнд или переменная. Фактически эта ко-
манда уменьшает ESP на размер источника в байтах (2 или 4) и копирует содер-
жимое источника в память по адресу SS:[ESP]. Команда PUSH почти всегда
используется в паре с POP (считать данные из стека). Поэтому, чтобы скопиро-
вать содержимое одного сегментного регистра в другой (что нельзя выполнить од-
ной командой MOV), можно использовать такую последовательность команд:
push cs	
pop ds : Теперь DS указывает на тот же сегмент, что и CS.
Другой вариант применения команд PUSH/POP - временное хранение пере-
менных, например:
push	еах	; Сохраняет текущее значение ЕАХ.
		; Здесь располагаются какие-нибудь команды,
		; которые используют ЕАХ, например CMPXCHG.
pop	" еах	; Восстанавливает старое значение ЕАХ.
Непривилегированные команды
III
Начиная с процессора 80286 команда PUSH ESP (или SP) помещает в стек
значение ESP до того, как она же его уменьшит, а на 8086 регистр SP располагал-
ся в стеке уже уменьшенным на два.
Команда	Назначение	Процессор
POP приемник	Считать данные из стека	8086
Помещает в приемник слово или двойное слово, находящееся в вершине сте-
ка, увеличивая ESP на 2 или 4 соответственно. POP выполняет действие, полно-
стью обратное PUSH. Приемником может быть регистр общего назначения, сег-
ментный регистр, кроме CS (чтобы загрузить CS из стека, надо воспользоваться
командой RET), или переменная. Если в роли приемника выступает операнд, ис-
пользующий ESP для косвенной адресации, команда POP вычисляет адрес опе-
ранда уже после того, как она увеличивает ESP.
Команда	Назначение	Процессор
PUSHA	Поместить в стек	80186
PUSHAD	все регистры общего назначения	80386
PUSH А располагает в стеке регистры в следующем порядке: АХ, СХ, DX, ВХ,
SP, ВР, SI и DI. PUSHAD помещает в стек ЕАХ, ЕСХ, EDX, ЕВХ, ESP, EBP, ESI
и EDI. (В случае с SP и ESP используется значение, которое находилось в регист-
ре до начала работы команды.) В паре с командами POPA/POPAD, считывающи-
ми эти же регистры из стека в обратном порядке, это позволяет писать подпро-
граммы (обычно обработчики прерываний), которые не должны изменять
значения регистров по окончании своей работы. В начале такой подпрограммы
вызывают команду PUSHA, а в конце - РОРА.
®На самом деле PUSH А и PUSHAD - одна и та же команда с кодом 60h.
Ее поведение определяется тем, выполняется ли она в 16- или в 32-битном
режиме. Если программист использует команду PUSHAD в 16-битном сегмен-
те или PUSHA в 32-битном, ассемблер просто записывает перед ней префикс
изменения размерности операнда (66h). Это же будет распространяться
на некоторые другие пары команд: POPA/POPAD, POPF/POPFD, PUSHF/
PUSHFDJCXZ/JECXZ, CMPSW/CMPSD, INSW/INSD, LODSW/LODSD,
MOVSW/MOVSD, OUTSW/OUTSD, SCASW/SCASD и STOSW/STOSD.
Команда	Назначение	Процессор
РОРА	Загрузить из стека	80186
POPAD	все регистры общего назначения	80386
Команды выполняют действия, полностью обратные действиям PUSHA
и PUSHAD, но помещенное в стек значение SP или ESP игнорируется. РОРА загру-
жает из стека DI, SI, ВР, увеличивает SP на два, загружает ВХ, DX, СХ, АХ, a POPAD
загружает EDI, ESI, ЕВР, увеличивает ESP на 4 и загружает ЕВХ, EDX, ЕСХ, ЕАХ.
32 1ПП I I I I
Процессоры Intel в реальном режиме
Команда	Назначение	Процессор
IN приемник,источник	Считать данные из порта	8086
Копирует число из порта ввода-вывода, номер которого указан в источнике, J
в приемник. Приемником может быть только AL, АХ или ЕАХ. Источник - или 
непосредственный операнд, или DX, причем во время использования непосред-
ственного операнда можно указывать лишь номера портов не больше 255.
Команда	Назначение	Процессор	j
(JUT приемник,источник	Записать данные в порт	8086	1
Копирует число из источника (AL, АХ или ЕАХ) в порт ввода-вывода, номер 
которого указан в приемнике. Приемник может быть либо непосредственным	]
номером порта (не больше 255), либо регистром DX. На командах IN и OUT стро-	i
ится все общение процессора с устройствами ввода-вывода - клавиатурой, жест- j
кими дисками, различными контроллерами, и используются они, в первую оче- I
редь, в драйверах устройств. Например, чтобы включить динамик PC, достаточно
выполнить команды:
in al,61h 	'
or	al,3	;
out	61h,al
Программирование портов ввода-вывода рассмотрено подробно в разделе 5.10.
Команда	Назначение •	Процессор
CWD	Конвертирование слова в двойное слово	8086	1
CDQ	Конвертирование двойного слова	80386	]
в учетверенное	j
j
Команда CWD превращает слово в АХ в двойное слово, младшая половина |
которого (биты 0-15) остается в АХ, а старшая (биты 16-31) располагается в DX. i
Команда CDQ выполняет аналогичное действие по отношению к двойному слову j
в ЕАХ, расширяя его до учетверенного слова в EDX:EAX.	I
Эти команды лишь устанавливают все биты регистра DX или EDX в значение, I
равное величине старшего бита регистра АХ или ЕАХ, сохраняя таким образом	I
его знак.	i
1
..— .... ...—.. 11 1 1 ...................................................—  ।
Команда...................................................................Назначение	Процессор	|
CBW	Конвертирование байта в слово	8086	i
CWDE	Конвертирование слова в двойное слово	80386
CBW расширяет байт, находящийся в регистре AL, до слова в АХ; CWDE рас- |
ширяет слово в АХ до двойного слова в ЕАХ. Команды CWDE и CWD отличают-
ся тем, что CWDE размещает свой результат в ЕАХ, в то время как CWD, выпол-
няющая точно такое же действие, располагает результат в паре регистров DX:AX. ;
Так же как и в командах CWD/CDQ, расширение выполняется путем установки j
Непривилегированные команды
33
каждого бита старшей половины результата равным старшему биту исходного
байта или слова, то есть:
mov al,0F5h	; AL = 0F50 = 245 = -11.
cbw	; Теперь AX = 0FFF5h = 65 525 = -1/.
® Как и в случае с командами PUSHA/PUSHAD, пара CWD/CDQ - это одна
команда с кодом 99h, и пара CBW/CWDE - одна команда с кодом 98h. Интер-
претация этих команд зависит от того, в каком (16-битном или в 32-бит-
ном) сегменте они исполняются. Если указать CDQ или CWDE в 16-битном
сегменте, ассемблер поставит префикс изменения разрядности операнда.
Команда	Назначение	Процессор
MOVSX приемник, источник	Пересылка с расширением знака	80386
Копирует содержимое источника (регистр или переменная размером в байт
или слово) в приемник (16- или 32-битный регистр) и расширяет знак аналогич-
но командам CBW/CWDE.
Команда	Назначение	Процессор
MOVZX приемник,источник	Пересылка с расширением нулями	80386
Копирует содержимое источника (регистр или переменная размером в байт или
слово) в приемник (16- или 32-битный регистр) и расширяет нулями, то есть команда
movzx ах, И
эквивалентна паре команд
mov	al,Ы
mov	ah,О
Команда	Назначение	Процессор
XLAT адрес	Трансляция в соответствии с таблицей	8086
XLATB
Помещает в AL байт из таблицы в памяти по адресу ES:BX (или ES:EBX) со
смещением относительно начала таблицы равным AL. В качестве аргумента для
XLAT в ассемблере можно указать имя таблицы, но эта информация никак не
используется процессором и служит только в качестве комментария. Если он не
нужен, можно применить форму записи XLATB. Например, можно написать сле-
дующий вариант преобразования шестнадцатеричного числа в ASCII-код соответ-
ствующего ему символа:
mov	al,ОСЬ
mov	bx, offset htable
xlatb
если в сегменте данных, на который указывает регистр ES, было записано
--able db	"0123456789ABCDEF"
- Зак. 459
II
Процессоры Intel в реальном режиме
то теперь AL содержит не число ОСЬ, а ASCII-код буквы С. Разумеется, это пре-
образование разрешается выполнить посредством более компактного кода всего
из трех арифметических команд, который будет рассмотрен в описании команды
DAS, но с XLAT можно осуществить любые преобразования такого рода.
Команда	Назначение	Процессор
LEA приемник, источник	Вычисление эффективного адреса	8086
Вычисляет эффективный адрес источника (переменная) и помещает его в при-
емник (регистр). С помощью LEA можно вычислить адрес переменной, которая
описана сложным методом адресации, например по базе с индексированием. Если
адрес - 32-битный, а регистр-приемник - 16-битный, старшая половина вычис-
ленного адреса теряется, если наоборот, приемник - 32-битный, а адресация -
16-битная, то вычисленное смещение дополняется нулями.
Команду LEA часто используют для быстрых арифметических вычисле-.
ний, например умножения:
lea bx,[ebx+ebx*4] ; ВХ = ЕВХ X 5
или сложения:
lea ebx,[eax+12] ; ЕВХ = ЕАХ +12
(эти команды меньше, чем соответствующие MOV и ADD, и не изменяют флаги)
2:3.2. Двоичная арифметика
Все команды этого раздела, кроме команд деления и умножения, изменяют
флаги OF, SF, ZF, AF, CF, PF в соответствии с назначением каждого из них (см.
раздел 2.1.4).
Команда	Назначение	. Процессор
ADD приемник,источник	Сложение	8086
Команда выполняет арифметическое сложение приемника и источника, поме-
щает сумму в приемник, не изменяя содержимое источника. Приемник может
быть регистром или переменной, источник — числом, регистром или переменной,
но нельзя использовать переменную одновременно и для источника, и для при-
емника. Команда ADD никак не различает числа со знаком и без знака, но, упот-
ребляя значения флагов CF (перенос при сложении чисел без знака), OF (пере-
нос при сложении чисел со знаком) и SF (знак результата), разрешается
применять ее и для тех, и для других.
Команда	Назначение	Процессор
ADC приемник,источник	Сложение ^переносом	8086
Эта команда аналогична ADD, но при этом выполняет арифметическое сложе-
ние приемника, источника и флага СЕ Пара команд ADD/ADC используется для
Непривилегированные команды
сложения чисел повышенной точности. Сложим, например, два 64-битных целых
числа. Пусть одно из них находится в паре регистров EDX:EAX (младшее двой-
ное слово (биты 0-31) - в ЕАХ и старшее (биты 32-63) - в EDX), а другое - в паре
регистров ЕВХ:ЕСХ:
add	еах.есх
adc	edx.ebx
Если при сложении младших двойных слов произошел перенос из старшего
разряда (флаг CF = 1), то он будет учтен следующей командой ADC.
Команда	Назначение	Процессор
XADD приемник,источник	Обменять между собой и сложить	80486
Выполняет сложение, помещает содержимое приемника в источник, а сумму
операндов - в приемник. Источник - всегда регистр, приемник может быть регист-
ром и переменной.
Команда	Назначение	Процессор
SUB приемник, источник	Вычитание	8086
Вычитает источник из приемника и помещает разность в приемник. Прием-
ник может быть регистром или переменной, источник - числом, регистром или
переменной, но нельзя использовать переменную одновременно и для источника,
 для приемника. Точно так же, как и команда ADD, SUB не делает различий
между числами со знаком и без знака, но флаги позволяют использовать ее и для
тех. и для других.
Команда	Назначение	Процессор
S8B приемник,источник	Вычитание с займом	8086
Эта команда аналогична SUB, но она вычитает из приемника значение источ-
ника и дополнительно вычитает значение флага СЕ Ее можно использовать для
вычитания 64-битных чисел в EDX:EAX и ЕВХ:ЕСХ аналогично ADD/ADC:
sub	еах.есх
sbb	edx.ebx
Если при вычитании младших двойных слов произошел заем, то он будет уч-
тен при вычитании старших слов.
Команда	Назначение	Процессор
MJL источник	Умножение чисел со знаком /	8086
I
MUL приемник, источник	80386
BUL приемник,источник! ,источник2	80186
Процессоры Intel в реальном режиме
Эта команда имеет три формы, различающиеся числом операндов:
1.	IMUL источник: источник (регистр или переменная) умножается на AL, АХ
или ЕАХ (в зависимости от размера операнда), и результат располагается
в АХ, DX:AX или EDX:EAX соответственно.
2.	IMUL приемник,источник: источник (число, регистр или переменная) ум-
ножается на приемник (регистр), и результат заносится в приемник.
3.	IMUL приемник,источник 1,источник2: источник 1 (регистр или переменная)
умножается на источник 2 (число), и результат заносится в приемник (регистр).
Во всех трех вариантах считается, что результат может занимать в два раза
больше места, чем размер источника. В первом случае приемник автоматически
оказывается очень большим, но во втором и третьем случаях существует вероят-
ность переполнения и потери старших битов результата. Флаги OF и CF будут
равны единице, если это произошло, и нулю, если результат умножения помес-
тился целиком в приемник (во втором и третьем случаях) или в младшую поло-
вину приемника (в первом случае).
Значения флагов SF, ZF, AF и PF после команды IMUL не определены.
Команда	Назначение	Процессор
MUL источник	Умножение чисел без знака	8086
Выполняет умножение содержимого источника (регистр или переменная) и ре-
гистра AL, АХ, ЕАХ (в зависимости от размера источника) и помещает результат
в АХ, DX:AX, EDX:EAX соответственно. Если старшая половина результата (АН,
DX, EDX) содержит только нули (результат целиком поместился в младшую
половину), флаги CF и OF устанавливаются в 0, иначе - в 1. Значение остальных
флагов (SF, ZF, AF и PF) не определено.
Команда	Назначение	. Процессор
IDIV источник	Целочисленное деление со знаком	8086
Выполняет целочисленное деление со знаком AL, АХ или ЕАХ (в зависимос-
ти от размера источника) на источник (регистр или переменная) и помещает ре-
зультат в AL, АХ или ЕАХ, а остаток - в АН, DX или EDX соответственно. Ре-
зультат всегда округляется в сторону нуля, знак остатка совпадает со знаком
делимого, абсолютное значение остатка меньше абсолютного значения делителя.
Флаги CF, OF, SF, ZF, AF и PF после этой команды не определены, а переполне-
ние или деление на ноль вызывает исключение #DE (ошибка при делении) в за-
щищенном режиме и прерывание О-в реальном.
Команда	Назначение	Процессор
DIV источник	Целочисленное деление без знака	8086
Выполняет целочисленное деление без знака AL АХ или ЕАХ (в зависимости от
размера источника) на источник (регистр или переменная) и помещает результат
в AL, АХ или ЕАХ, а остаток - в АЙ, DX или EDX соответственно. Результат всегда
| 37
Непривилегированные команды ||Ц
I скругляется в сторону нуля, абсолютное значение остатка меньше абсолютного
I значения делителя. Флаги CF, OF, SF, ZF, AF и PF после этой команды не опреде-
| лены, а переполнение или деление на ноль вызывает исключение #DE (ошибка
I агу и делении) в защищенном режиме и прерывание О-в реальном.
Команда	Назначение	Процессор
•К приемник	Инкремент	8086
l Увеличивает приемник (регистр или переменная) на 1. Единственное отличие
ж:Л команды от ADD приемник,! состоит в том, что флаг CF не затрагивается.
j Остальные арифметические флаги (OF, SF, ZF, AF, PF) устанавливаются в соот-
I •етггвии с результатом сложения.
Команда	Назначение	Процессор
ИЕС -риемник	Декремент	8086
Уменьшает приемник (регистр или переменная) на 1. Единственное отличие
команды от SUB приемник,! заключается в том, что флаг CF не затрагивает-
Остальные арифметические флаги (OF, SF, ZF, AF, PF) устанавливаются в co-
яетствии с результатом вычитания.
Ввманда	Назначение	Процессор
КБ приемник	Изменение знака	8086
I Выполняет над числом, содержащимся в приемнике (регистр или переменная),
Есацию дополнения до двух. Эта операция эквивалентна обращению знака опе-
ЩД- если рассматривать его как число со знаком. Если приемник равен нулю,
ног CF устанавливается в 0, иначе - в 1. Остальные флаги (OF, SF, ZF, AF, PF)
тачаются в соответствии с результатом операции.
Красивый пример использования команды NEG - получение абсолютного
значения числа, применяя всего две команды - изменение знака и переход
на первую команду еще раз, если знак отрицательный:
labelO: neg
js
eax
labelO
ма*а	Назначение			Процессор
К ~сиемник, источник	Сравнение	-•	8086
[ Сравнивает приемник и источник и устанавливает флаги. Действие осуществ-
ила путем вычитания источника (число, регистр или переменная) из прием-
ок. « регистр или переменная; приемник и источник не могут быть переменны-
Ь «зовременно), причем результат вычитания никуда не записывается,
шястэенным следствием работы этой команды оказывается изменение флагов
JbC'E SF. ZF. AF и РЕ Обычно команду СМР используют вместе с командами
сгт перехода (Jcc), условной пересылки данных (CMOVcc) или условной
Процессоры Intel в реальном режиме
установки байтов (SETcc), которые позволяют применить результат сравнения,
не обращая внимания на детальное значение каждого флага. Так, команды CMOVE,
JE и SETE выполнят соответствующие действия, если значения операндов пред-
шествующей команды СМР были равны.
Несмотря на то что условные команды почти всегда вызываются сразу
после СМР, не надо забывать, что их можно использовать после любой ко-
манды, модифицирующей флаги, например: проверить равенство АХ нулю
более короткой командой
test	ах,ах
а равенство единице - однобайтной командой
dec	ах
Команда	Назначение	Процессор
CMPXCHG приемник, источник	Сравнить и обменять между собой	80486
Сравнивает значения, содержащиеся в AL, АХ, ЕАХ (в зависимости от разме-
ра операндов), с приемником (регистром). Если они равны, информация из ис-
точника копируется в приемник и флаг ZF устанавливается в 1, в противном слу-
чае содержимоё приемника копируется в AL, АХ, ЕАХ и флаг ZF устанавливается
в 0. Остальные флаги определяются по результату операции сравнения, как после
СМР. Источник - всегда регистр, приемник может быть регистром и переменной.
Команда	Назначение	Процессор
CMPXCHG8B приемник	Сравнить и обменять 8 байт	Р5
Выполняет сравнение содержимого регистров EDX:EAX как 64-битного чис-
ла (младшее двойное слово - в ЕАХ, старшее - в EDX) с приемником (8-байтная
переменная в памяти). Если они равны, содержимое регистров ЕСХ:ЕВХ как
64-битное число (младшее двойное слово в ЕВХ, старшее - в ЕСХ) помещается
в приемник. В противном случае содержимое приемника копируется в EDX:EAX.
2.3.3. Десятичная арифметика
Процессоры Intel поддерживают операции с двумя форматами десятичных чисел:
неупакованное двоично-десятичное число - байт, принимающий значения от 00
до 09h, и упакованное двоично-десятичное число - байт, принимающий значения
от 00 до 99h. Все обычные арифметические операции над такими числами приво-
дят к неправильным результатам. Например, если увеличить 19h на 1, то полу-
чится число 1АЬ, а не 20h. Для коррекции результатов арифметических действий
над двоично-десятичными числами используются приведенные ниже команды.
Команда	Назначение	. Процессор
DAA	BCD-коррекция после сложения	8086
Если эта команда выполняется сразу после ADD (ADC, INC или XADD) и в ре-
гистре AL находится сумма двух упакованных двоично-десятичных чисел, то в AL
Непривилегированные команды

записывается упакованное двоично-десятичное число, которое должно было
стать результатом сложения. Например, если AL содержит число 19h, последова-
тельность команд
inc al
daa
приведет к тому, что в AL окажется 20h (а не lAh, как было бы после INC).
DAA выполняет следующие действия:
►Зм 1. Если младшие четыре бита AL больше 9 или флаг AF - 1,	.
то AL увеличивается на 6, CFустанавливается, если при этом сложении
произошел перенос, и AF устанавливается в 1.
2.	Иначе AF = 0.	•
3.	Если теперь старшие четыре бита AL больше 9 или флаг CF = 1,
то AL увеличивается на 60h и CF устанавливается в 1.
4.	Иначе CF - 0.
Флаги AF и CF устанавливаются, если в ходе коррекции происходил перенос
з первой или второй цифры. SF, ZF и PF устанавливаются в соответствии с ре-
зультатом, флаг OF не определен.
Команда	Назначение	Процессор
DAS	BCD-коррекция после вычитания	8086
Если эта команда выполняется сразу после SUB (SBB или DEC) и в регистре AL
находится разность двух упакованных двоично-десятичных чисел, то в AL записыва-
ется упакованное двоично-десятичное число, которое должно было быть результатом
вычитания. Например, если AL содержит число 20h, последовательность команд
dec al
das
приведет к тому, что в регистре окажется 19h (а не IFh, как было бы после DEC).
7^4 DAS выполняет следующие действия:
1.	Если младшие четыре бита AL больше 9 или флаг AF = 1,
то AL уменьшается на 6, CF устанавливается, если при этом вычита-
нии произошел заем, и AF устанавливается в 1.
2.	Иначе AF = 0.
3.	Если теперь старшие четыре бита AL больше 9 или флаг CF = 1,
то AL уменьшается на 60h и CF устанавливается в 1.
4.	Иначе CF = 0.
Известный пример необычного использования этой команды — самый ком-
пактный вариант преобразования шестнадцатеричной цифры в ASCII-код
соответствующего символа (более длинный и очевидный вариант этого
преобразования рассматривался в описании команды XLAT):
стр	al,10
sbb	al,69h
das
I
40
Процессоры Intel в реальном режиме
После SBB числа 0-9 превращаются в 96h - 9Fh, а числа OAh - OFh -
вОАПг - 0A6h. Затем DAS вычитает 66h из первой группы чисел, переводя
их в 30h - 39h, и 60h из второй группы чисел, переводя их в 41h - 46h.
Флаги AF и CF устанавливаются, если в ходе коррекции происходил заем из
первой или второй цифры. SF, ZF и PF устанавливаются в соответствии с резуль-
татом, флаг OF не определен.
Команда	Назначение	Процессор
ААА	ASCII-коррекция после сложения	8086
Корректирует сумму двух неупакованных двоично-десятичных чисел в AL.
Если коррекция приводит* к десятичному переносу, АН увеличивается на 1. Эту
команду лучше использовать сразу после команды сложения двух таких чисел.
Например, если при сложении 05 и 06 в АХ окажется число OOOBh, то команда
ААА скорректирует его в OlOlh (неупакованное десятичное И). Флаги CF и OF
устанавливаюгся в 1, если произошел перенос из AL в АН, в противном случае
они равны нулю. Значения флагов OF, SF, ZF и PF не определены.
Команда	Назначение	Процессор
AAS	‘	ASCII-коррекция после вычитания	8086
Корректирует разность двух неупакованных двоично-десятичных чисел в AL
сразу после команды SUB или SBB. Если операция приводит к займу, АН уменьша-
ется на 1. Флаги CF и OF устанавливаются в 1, если произошел заем из AL в АН,
и в ноль - в противном случае. Значения флагов OF, SF, ZF и PF не определены.
Команда	Назначение	Процессор
ААМ	ASCII-коррекция после умножения	8086
Корректирует результат умножения неупакованных двоично-десятичных чисел,
который находится в АХ после выполнения команды MUL, преобразовывая полу-
ченное в пару неупакованных двоично-десятичных чисел (в АН и AL). Например:
mov al,5
mov	bl, 5	; Умножить 5 на 5.
mul	Ы	; Результат в АХ - 0019h.
ззт		; Теперь АХ содержит 0205b
ААМ устанавливает флаги SF, ZF и PF в соответствии с результатом и остав-
ляет OF, AF и CF неопределенными.
®Код команды ААМ - D4h OAh, где OAh - основание системы счисления, по
отношению к которой выполняется коррекция. Этот байт можно заме-
нить на любое другое число (кроме нуля). и .AAAf преобразует АХ к двум не-
упакованным цифрам любой системы счисления. Такая обобщенная форма
ААМработает на всех процессорах (начиная с 8086), но появляется в доку-
ментации Intel только с процессоров Pentium. Фактически действие, кото-
рое выполняет ААМ, - целочисленное деление AL на OAh (или любое другое
Непривилегированные команды
1111
41
число в общем случае), частное помещается в АН, и остаток - в AL, поэто-
му команду часто используют для быстрого деления в высокооптимизиро-
ванных алгоритмах.
Команда	Назначение	Процессор
AAD	ASCII-коррекция перед делением	_ 8086
Выполняет коррекцию неупакованного двоично-десятичного числа, находяще-
гося в регистре АХ, так, чтобы последующее деление привело к десятичному ре-
э'о льтату. Например, разделим десятичное 25 на 5:
mov	ax,0205h	; 25 в неупакованном формате
mov	bl, 5	
aad		; Теперь в АХ находится 19h.
div	bl	; АХ = 0005.
Флаги SF, ZF и PF устанавливаются в соответствии с результатом, OF, AF и CF
ж определены.
7Х Команда AAD, как и ААМ, ,используется с любой системой счисления: ее код -
***) D5h OAh, и второй байт можно заменить на любое другое число. Действие
AAD заключается в том, что содержимое регистра АН умножается на
второй байт команды (OAh по умолчанию) и складывается с AL, после чего
АН обнуляется, так что AAD можно использовать для быстрого умноже-
ния на любое число.
2.3.4. Логические операции
Команда	Назначение	Процессор
приемник,источник	Логическое И	8086
Команда выполняет побитовое «логическое И» над приемником (регистр или
временная) и источником (число, регистр или переменная; источник и прием-
век не могут быть переменными одновременно) и помещает результат в прием-
век. Любой бит результата равен 1, только если соответствующие биты обоих
виерандов были равны 1, и равен 0 в остальных случаях. Наиболее часто AFJD
с вменяют для выборочного обнуления отдельных битов. Например, команда
and al,00001111b
..шт старшие четыре бита регистра AL, сохранив неизменными четыре младших.
Флаги OF и CF обнуляются, SF, ZF и PF устанавливаются в соответствии с ре-
ямльтатом, AF не определен.
Команда	Назначение	Процессор
КЮ 'оиемник,источник	Логическое ИЛИ	8086
Выполняет побитовое «логическое ИЛИ» над приемником (регистр или пере-
ж» -•:ая) и источником (число, регистр или переменная; источник и приемник не
Процессоры Intel в реальном режиме
могут быть переменными одновременно) и помещает результат в приемник. Любой
бит результата равен 0, только если соответствующие биты обоих операндов были
равны 0, и равен 1 в остальных случаях. Команду OR чаще всего используют для
выборочной установки отдельных битов. Например, команда
or al,00001111b
приведет к тому, что младшие четыре бита регистра AL будут установлены в 1.
При выполнении команды OR флаги OF и CF обнуляются, SF, ZF и PF уста-
навливаются в соответствии с результатом, AF не определен.
Команда	Назначение	Процессор
XOR приемник,источник	Логическое исключающее ИЛИ	8086
Выполняет побитовое «логическое исключающее ИЛИ» над приемником (ре- •
гисТр или переменная) и источником (число, регистр или переменная; источник
и приемник не могут быть переменными одновременно) и помещает результат
в приемник. Любой бит результата равен 1, если соответствующие биты операн-
дов различны, и нулю - в противном случае. XOR используется для самых раз-
ных операций, например:
хог	ах,ах	;	Обнуление	регистра	АХ.
ИЛИ
хог	ах.Ьх
хог	Ьх,ах
хог	ах.Ьх	;	Меняет	местами	содержимое АХ и ВХ.
Оба примера могут выполняться быстрее, чем соответствующие очевидные
команды
mov	ах,-0
или
xchg	ax,bx
Команда	Назначение	Процессор
NOT приемник	Инверсия	8086
Каждый бит приемника (регистр или переменная), равный нулю, устанавли-
вается в 1, и каждый бит, равный 1, сбрасывается в 0. Флаги не затрагиваются.
Команда	Назначение	Процессор
TEST приемник,источник	Логическое сравнение	8086
Вычисляет результат действия побитового «логического И» над приемником
(регистр или переменная) и источником (число, регистр или переменная; источник
и приемник не могут быть переменными одновременно) и устанавливает флаги SF,
ZF и PF в соответствии с полученным показателем, не сохраняя результата (фла-
ги OF и CF обнуляются, значение AF не определено). TEST, так же как и СМР,
используется в основном в сочетании с командами условного перехода (Jcc),
условной пересылки данных (CMOVcc) и условной установки байтов (SETcc).
Непривилегированные команды
LLLLL
43
2.3.5. Сдвиговые операции		
Команда	Назначение	Процессор
SAR приемник,счетчик	Арифметический сдвиг вправо	8086
SAL приемник,счетчик	Арифметический сдвиг влево	8086
SHR приемник,счетчик	Логический сдвиг вправо	8086
SHL приемник,счетчик	Логический сдвиг влево	8086
Эти четыре команды выполняют двоичный сдвиг приемника (регистр или пере-
менная) вправо (в сторону младшего бита) или влево (в сторону старшего бита)
на значение счетчика (число или регистр CL, из которого учитываются только
младшие 5 бит, принимающие значения от 0 до 31). Операция сдвига на 1 экви-
валентна умножению (сдвиг влево) или делению (сдвиг вправо) на 2. Так, число
>010Ь (2) после сдвига на 1 влево превращается в 0100b (4). Команды SAL
л SHL выполняют одну и ту же операцию (на самом деле это одна и та же коман-
да) - на каждый шаг сдвига старший бит заносится в CF, все биты сдвигаются
плево на одну позицию, и младший бит обнуляется. Команда SHR осуществляет
прямо противоположную операцию: младший бит заносится в CF, все биты сдви-
~аются на 1 вправо, старший бит обнуляется. Эта команда эквивалентна беззнако-
вому целочисленному делению на 2. Команда SAR действует по аналогии с SHR,
- элько старший бит не обнуляется, а сохраняет предыдущее значение, вот почему,
-^пример, число 11111100b (-4) перейдет в 11111110b (-2). SAR, таким обра-
зом, эквивалентна знаковому делению на 2, но, в отличие от IDIV, округление
происходит не в сторону нуля, а в сторону отрицательной бесконечности. Так,
г:ли разделить -9 на 4 с помощью IDIV, получится -2 (и остаток -1), а если вы-
полнить арифметический сдвиг вправо числа -9 на 2, результатом будет -3. Сдви-
больше 1 эквивалентны соответствующим сдвигам на 1, выполненным после-
дэвательно. Схема всех сдвиговых операций приведена на рис. 7.
Сдвиги на 1 изменяют значение флага OF: SAL/SHL устанавливают его в 1,
если после сдвига старший бит изменился (то есть старшие два бита исходного
’исла не были одинаковыми), и в 0, если старший бит остался тем же. SAR уста-
- -вливает OF в 0, a SHR - в значение старшего бита исходного числа. Для сдви-
гов на несколько битов значение OF не определено. Флаги SF, ZF, PF назначаются
SAL/SHL
SHR
SAR
>- CF
*- CF
CF
0
7,15,31
Рис. 7. Сдвиговые операции
о
Процессоры Intel в реальном режиме
всеми сдвигами в соответствии с результатом, параметр AF не определен (кроме
случая, когда счетчик сдвига равен нулю: ничего не происходит и флаги не изме-
няются).
В процессорах 8086 в качестве второго операнда можно было задавать лишь
число 1 и при использовании CL учитывать все биты, а не только младшие 5, но
уже начиная с 80186 эти команды приняли свой окончательный вид.
	 У" Команда	Назначение	Процессор
SHRD приемник,источник,счетчик	Сдвиг повышенной точности вправо	80386
SHLD приемник,источник,счетчик	Сдвиг повышенной точности влево	80386
Приемник (регистр или переменная) сдвигается влево (в случае SHLD) или впра-
во (в случае SHRD) на число битов, указанное в счетчике (число или регистр CL,
откуда используются только младшие 5 бит, принимающие значения от 0 до 31).
Старший (для SHLD) или младший (в случае SHRD) бит не обнуляется, а счи-
тывается из источника (регистр), значение которого не изменяется. Например,
если приемник содержит 00101001b, источник - 1010b,-то счетчик равен 3, SHRD
даст в результате 01000101b, a SHLD - 01001101b (см. рис. 8).
SHRD
источник
приемник
CF
SHLD *
источник
Рис. 8. Сдвиги двойной точности
Флаг OF устанавливается при сдвигах на 1 бит, если изменился знак прием-
ника, и сбрасывается в противном случае; при сдвигах на несколько битов флаг
OF не определен. Во всех случаях SF, ZF и PF устанавливаются в соответствии
с результатом и AF не определен, кроме варианта со сдвигом на 0 бит, в котором
значения флагов не изменяются. Если счетчик больше, чем разрядность прием-
ника, - результат-и все флаги не определены.
Команда	Назначение	Процессор
ROR приемник,счетчик	Циклический сдвиг вправо	8086
ROL приемник,счетчик	Циклический сдвиг влево	8086
RCR приемник,счетчик	Циклический сдвиг вправо через флаг переноса	8086
RCL приемник,счетчик	Циклический сдвиг влево через флаг переноса	8086
Эти команды осуществляют циклический сдвиг приемника (регистр или пе-
ременная) на число битов, указанное в счетчике (число или регистр CL, из кото-
рого учитываются только младшие 5 бит, принимающие значения от 0 до 31). При
выполнении циклического сдвига на 1 команды ROR (ROL) перемещают каждый
бит приемника вправо (влево) на одну позицию, за исключением самого младшего
(старшего), который записывается в позицию самого старшего (младшего) бита.
7,15,31	О
RCL
Рис. 9. Циклические сдвиги
К.: манды RCR и RCL выполняют аналогичное действие, но включают флаг CF.
 цикл, как если бы он был дополнительным битом в приемнике (см. рис. 9).
После выполнения команд циклического сдвига флаг CF всегда равен последне-
ЯГ‘ вышедшему за пределы приемника биту, флаг OF определен только для сдвигов
а 1 - он устанавливается, если изменилось значение самого старшего бита, и сбра-
«ызается в противном случае. Флаги SF, ZF, AF и PF не изменяются.
2.3.6. Операции над битами и байтами
Команда	Назначение	Процессор
газа,смещение	Проверка бита	80386
Команда ВТ считывает в флаг CF значение бита из битовой строки, определен-
ней первым операндом - битовой базой (регистр или переменная), со смещением,
указанным во втором операнде - битовом смещении (число или регистр). Когда
Жс вый операнд - регистр, то битовой базой считается бит 0 в названном регистре
 .'мешение не может превышать 15 или 31 (в зависимости от размера регистра);
«.’и оно превышает эти границы, в качестве смещения будет использоваться оста-
жк от деления на 16 или 32 соответственно. Если первый операнд - переменная, то
 качестве битовой базы нужен бит 0 указанного байта в памяти, а смещение может
^Принимать значения от 0 до 31, если оно установлено непосредственно (старшие
Питы процессором игнорируются), и от -231 до 231-1, если оно указано в регистре.
©Несмотря на то что эта команда считывает единственный бит из памя-
ти, а процессор — целое двойное слово по адресу База + (4 х (Смещение/
32)) или слово по адресу База + (2 X (Смещение/16)), в зависимости от
разрядности адреса, все равно не следует пользоваться ВТ вблизи от недо-
ступных для чтения областей памяти.
После выполнения команды ВТ флаг CF равен значению считанного бита,
флаги OF, SF, ZF, AF и PF не определены.
Команда	Назначение	Процессор
BTS база’смещение	Проверка и установка бита v	80386
BTR база,смещение	Проверка и сброс бита	80386
ВТС база,смещение	Проверка и инверсия бита	80386
Эти три команды соответственно устанавливают в 1 (BTS), сбрасывают в О
(BTR) и инвертируют (ВТС) значение бита, который находится в битовой строке
с началом, определенным в базе (регистр или переменная), и смещением, указан-
ным во втором операнде (число от 0 до 31 или регистр). Если битовая база - ре-
гистр, то смещение не может превышать 15 или 31 в зависимости от разрядности
этого регистра. Если битовая база - переменная в памяти, то смещение может
принимать значения от -231 до 231-1 (при условии, что оно указано в регистре).
После выполнения команд BTS, BTR и ВТС флаг CF равен значению считан-
ного бита до его изменения в результате действия команды, флаги OF, SF, ZF, AF
и PF не определены.
Команда	Назначение	Процессор
BSF приемник.источник	Прямой поиск бита	80386
BSR приемник.источник	Обратный поиск бита	80386
BSF сканирует источник (регистр или переменная), начиная с самого младшего
бита, и записывает в приемник (регистр) номер первого встретившегося бита, рав-
ного 1. Команда BSR сканирует источник, начиная с самого старшего бита, и воз-
вращает номер первого встретившегося ненулевого бита, считая от нуля. То есть,
если источник равен 0000 0000 0000 0010b, то BSF возвратит 1, a BSR - 14.
Если весь источник равен нулю, значение приемника не определено и флаг ZF
устанавливается в 1, иначе ZF всегда сбрасывается. Флаги CF, OF, SF, AF и PF не
определены.
Команда	Назначение	Процессор
SETcc приемник	Установка байта по условию	80386
Это набор команд, устанавливающих приемник (8-битный регистр или пере-
менная размером в 1 байт) в 1 или 0, если удовлетворяется или не удовлетворяется
определенное условие. Фактически в каждом случае проверяется состояние тех
или иных флагов, но, когда команда из набора SETcc используется сразу после
СМР, условия приобретают формулировки, соответствующие отношениям меж-
ду операндами СМР (см. табл. 6). Скажем, если операнды СМР были неравны, то
команда SETNE, выполненная сразу после СМР, установит значение своего опе-
ранда в 1.
Слова «выше» и «ниже» в таблице относятся к сравнению чисел без знака,
слова «больше» и «меньше» учитывают знак.
Непривилегированные команды
Illi I i 47
Таблица 6. Команды SETcc
Код команды	Реальное условие	Условие для CMP
SETA SETNBE	CF = 0 и ZF = 0	Если выше Если не ниже и не равно
SETAE SETNB SETNC	CF = 0	Если выше или равно Если не ниже Если нет переноса
SETB SETNAE SETO	CF = 1	Если ниже Если не выше и не равно , Если перенос
SETBE SETNA	CF = 1 или ZF = 1	_ ( Если ниже или равно Если не выше
SETE SETZ	ZF = 1	Если равно Если ноль
SETG SETNLE	ZF = 0 и SF = OF	Если больше Если не меньше и не равно .
SETGE SETNL	SF = OF	Если больше или равно Если не меньше
SETL SETNGE	SFO0F	Если меньше Если не больше и не равно
SETLE SETNG	ZF = 1 или SF <> OF	Если меньше или равно Если не больше
SETNE SETNZ	ZF = 0	Если не равно Если не ноль
SETNO	OF = 0	Если нет переполнения
SETO	OF = 1	Если есть переполнение
SETNP SETPO	PF = 0	Если нет четности Если нечетное
SE“[P SETPE	PF= 1	Если есть четность Если четное
SETNS	SF = 0	Если нет знака
SETS	SF = 1	Если есть знак
2.3.7. Команды передачи управления
Команда	Назначение	Процессор
JMP операнд	Безусловный переход	8086
JMP передает управление в другую точку программы, не сохраняя какой-либо
информации для возврата. Операндом может быть непосредственный адрес для пе-
рехода (в программах используют имя метки, установленной перед командой, на
которую выполняется переход), а также регистр или переменная, содержащая адрес.
В зависимости от типа перехода различают:
□	переход типа short (короткий переход) - если адрес церехода находится в пре-
делах -128...+127 байт от команды JMP;
48	р I I [ [
III
Процессоры Intel в реальном режиме
□	переход типа near (ближний переход) - если адрес перехода находится в том
же сегменте памяти, что и команда JMP;
□	переход типа far (дальний переход) - если адрес перехода находится в дру-
гом сегменте. Дальний переход может выполняться и в тот же самый сегмент
•при условии, что в сегментной части операнда указано число, совпадающее
с текущим значением CS;
□	переход с переключением задачи - передача управления другой задаче в мно-
гозадачной среде. Этот вариант будет рассмотрен в разделе, посвященном за-
щищенному режиму.
При выполнении переходов типа short и near команда JMP фактически преоб-
разовывает значение регистра EIP (или IP), изменяя тем самым смещение следу-
ющей исполняемой команды относительно начала сегмента кода. Если операнд -
регистр или переменная в памяти, то его показатель просто копируется в EIP, как
если бы это была команда MOV. Если операнд для JMP - непосредственно ука-
занное число, то его значение суммируется с содержимым EIP, приводя к относи-
тельному переходу. В ассемблерных программах в качестве операнда обычно
указывают имена меток, но на уровне исполняемого кода ассемблер вычисляет
и записывает именно относительные смещения.
Выполняя дальний переход в реальном, виртуальном и защищенном режимах
(при переходе в сегмент с теми же привилегиями), команда JMP просто загружа-
ет новое значение в EIP и новый селектор сегмента кода в CS, используя старшие
16 бит операнда как новое значение для CS и младшие 16 или 32 бит в качестве
значений IP или EIP.
Команда	Назначение	Процессор
Jcc метка	Условный переход	8086
Это набор команд, выполняющих переход (типа short или near), если удовлет-
воряется соответствующее условие, которым в каждом случае реально является
состояние тех или иных флагов. Но, когда команда из набора Jcc используется
сразу после СМР, условия приобретают формулировки, соответствующие отно-
шениям между операндами СМР (см. табл. 7). Например, если операнды СМР
были равны, то команда JE, выполненная сразу после СМР, осуществит переход.
Операнд для всех команд из набора Jcc - 8-битное или 32-битное смещение отно-
сительно текущей команды.
Слова «выше» и «ниже» в таблице относятся к сравнению чисел без знака; сло-
ва «больше» и «меньше» учитывают знак.
Команды Jcc не поддерживают дальних переходов, поэтому, если требуется вы-
полнить условный переход на дальнюю метку, необходимо использовать команду
йз набора Jcc с обратным условием и дальний JMP, как, например:
стр	ах,0
jne	1оса1_1
jmp	far_label	; Переход, если АХ = 0.
1оса1_1:
1 III J I 49
Непривилегированные команды
Таблица 7. Варианты команды Jcc
Код команды	Реальное условие	Условие для CMP
JA JBE	CF = 0 и ZF = 0	Если выше Если не ниже и не равно
JAE JNB JNC	CF = 0	Если выше или равно Если не ниже Если нет переноса
JB JNAE JC	CF = 1	Если ниже	' Если не выше и не равно Если перенос
JBE JNA	CF = 1 или ZF = 1	Если ниже или равно Если не выше
JE JZ	ZF= 1	Если равно Если ноль
JG JNLE	ZF = 0 и SF = OF	Если больше Если не меньше и не равно
JGE JNL	SF = OF	Если больше или равно Если не меньше
JL	: JNGE	SF <> OF	Если меньше Если не больше и не равно
JLE JNG	ZF = 1 или SF <> OF	Если меньше или равно Если не больше
JNE JNZ	ZF = 0	Если не равно Если не ноль
JNO	OF = 0	Если нет переполнения
JO	OF= 1	Если есть переполнение
JNP JPO	PF = 0	Если нет четности Если нечетное
JP JPE	PF = 1	Если есть четность Если четное
JNS	SF = 0	Если нет знака
JS	SF = 1	Если есть знак
Назначение
Процессор
JCXZ метка	Переход, если СХ = 0	8086
JECXZ метка	Переход, если ЕСХ = 0	80386
Выполняет ближний переход на указанную метку, если регистр СХ или ЕСХ
< для JCXZ и JECXZ соответственно) равен нулю. Так же как и команды из серии
Jcc, JCXZ и JECXZ не могут выполнять дальних переходов. Проверка равенства
СХ нулю, например, может потребоваться в начале цикла, организованного ко-
мандой LOOPNE, - если в него войти с СХ = 0, то он будет выполнен 65 535 раз.
Команда
Назначение
Процессор
LOOP метка
Цикл
8086
50	111
Процессоры Intel в реальном режиме
Уменьшает регистр ЕСХ на 1 и выполняет переход типа short на метку (кото-
рая не может быть дальше расстояния -128...+127 байт от команды LOOP), если
ЕСХ не равен нулю. Эта команда используется для организации циклов, в кото-
рых регистр ЕСХ (или СХ при 16-битной адресации) играет роль счетчика. Так,
в следующем фрагменте команда ADD выполнится 10 раз:
mov	cx.OAh
loop_start:
,add	ax, ex
loop	loop_start
• Команда LOOP полностью эквивалентна паре команд
dec	есх
jnz	метка	1
Но LOOP короче этих двух команд на один байт и не изменяет значения флагов.
Команда	Назначение	Процессор
LOOPE метка	Цикл, пока равно	8086
LOOPZ метка	Цикл, пока ноль	8086
LOOPNE метка	Цикл, пока не равно	8086
LOOPNZ метка	Цикл, пока не ноль	8086
Все перечисленные команды уменьшают регистр ЕСХ на один, после чего вы-
полняют переход типа short, если ЕСХ не равен нулю и если выполняется условие.
Для команд LOOPE и LOOPZ условием является равенство единице флага ZF, для
команд LOOPNE и LOOPNZ - равенство флага ZF нулю. Сами команды LOOPcc
не изменяют значений флагов, так что ZF должен быть установлен (или сброшен)
предшествующей командой. Например, следующий фрагмент копирует строку из
DS:SI в строку в ES:DI (см. описание команд работы со строками), пока не кончится
строка (СХ “ 0) или пока не встретится символ с ASCII-кодом 13 (конец строки):
mov ex,str_length
ove_loop:
lodsb
stosb
cmp al, 13
loopnz move_loop
Команда	Назначение	Процессор
CALL операнд	Вызов процедуры	8086
т
Сохраняет текущий адрес в стеке и передает управление по адресу, указанно-
му в операнде. Операндом может быть непосредственное значение адреса (метка
в ассемблерных программах), регистр или переменная, содержащие адрес пере-
хода. Если в качестве адреса перехода указано только смещение, считается, что
адрес расположен в том же сегменте, что и команда CALL. При этом, так же как
и в случае с JMP, выполняется ближний вызов процедуры. Процессор помещает
значение регистра EIP (IP при 16-битной адресации), соответствующее следую-
щей за CALL команде, в стек и загружает в EIP новое значение, осуществляя тем
Непривилегированные команды
! 51
Г
самым передачу управления. Если операнд CALL - регистр или переменная, то
его значение рассматривается как абсолютное смещение, если операнд - ближ-
няя метка в программе, то ассемблер указывает ее относительное смещение. Что-
бы выполнить дальний CALL в реальном режиме, режиме V86 или в защищен-
ном режиме при переходе в сегмент с теми же привилегиями, процессор помещает
в стек значения регистров CS и EIP (IP при 16-битной адресации) и осуществляет
дальний переход аналогично команде JMP.
Команда	Назначение	Процессор
RET число	Возврат из процедуры	8086
RETN число
RETF число
RETN считывает из стека слово (или двойное слово, в зависимости от режима
адресации) и загружает его в IP (или EIP), выполняя тем самым действия, обрат-
ные ближнему вызову процедуры командой CALL. Команда RETF загружает из
стека IP (EIP) и CS, возвращаясь из дальней процедуры. Если в программе указа-
на команда RET, ассемблер заменит ее на RETN или RETF в зависимости от того,
как была описана процедура, которую эта команда завершает. Операнд для RET
необязателен, но, если он присутствует, после считывания адреса возврата из сте-
ка будет удалено указанное количество байтов - это нужно, если при вызове про-
цедуры ей передавались параметры через стек.
Команда	Назначение	Процессор
INT число	Вызов прерывания	8086
INT аналогично команде CALL помещает в стек содержимое регистров EFLAGS,
CS и EIP, после чего передает управление программе, называемой обработчиком
прерываний с указанным в качестве операнда номером (число от 0 до OFFh). В ре-
альном режиме адреса обработчиков прерываний считываются из таблицы, начи-
нающейся в памяти по адресу 0000h:0000h. Адрес каждого обработчика занимает
4 байта, вот почему, например, обработчик прерывания 10h находится в памяти
по адресу 0000h:0040h. В защищенном режиме адреса обработчиков прерываний
находятся в таблице IDT и обычно недоступны для прямого чтения или записи,
гак что для установки собственного обработчика программа должна обращаться
к операционной системе. В DOS вызовы прерываний используются для выполне-
ния большинства системных функций - работы с файлами, вводом/выводом
и т. д. Например, следующий фрагмент кода завершает выполнение программы
и возвращает управление DOS:
mov	ax,4C01h
int	21h
Команда	Назначение	Процессор
IRET	Возврат из обработчика прерывания	8086
IRETD
52 III I I II
Процессоры Intel в реальном режиме
Возврат управления из обработчика прерывания или исключения. IRET за-
гружает из стека значения IP, CS и FLAGS, a IRETD - EIP, CS и EFLAGS соот-
ветственно. Единственное отличие IRET от RETF состоит в том, что значение ре-
гистра флагов восстанавливается, из-за чего многим обработчикам прерываний
7 приходится изменять величину EFLAGS, находящегося в стеке, чтобы, например,
вернуть флаг CF, установленный в случае ошибки.
Команда	Назначение	Процессор
INT3	Вызов прерывания 3	8086
Размер этой команды - один байт (код OCCh), что делает ее удобной для до-
водки программ отладчиками, работающими в реальном режиме. Они записыва-
ют этот байт вместо первого байта команды, перед которой требуется точка оста-
нова, {^переопределяют адрес обработчика прерывания 3 на соответствующую
процедуру внутри отладчика.
Команда	Назначение	Процессор
INTO	Вызов прерывания 4 при переполнении	8086
INTO - еще одна специальная форма команды INT. Она вызывает обработчик
прерывания 4, если флаг OF установлен в 1.
Команда	Назначение-	Процессор
BOUND индекс,границы • Проверка выхода за границы массива	80186
BOUND проверяет, не выходит ли значение первого операнда (регистр), взя-
тое как число со знаком, за границы, указанные во втором операнде (переменная).
Границы - два слова или двойных слова (в зависимости от разрядности операн-
дов), рассматриваемые как целые со знаком и расположенные в памяти подряд.
Первая граница считается нижней, вторая - верхней. Если индекс меньше ниж-
ней границы или больше верхней, вызывается прерывание 5 (или исключение
«BR). причем адрес возврата указывает не на следующую команду, а на BOUND,
так что обработчик должен исправить значение индекса или границ, прежде чем
выполнять команду IRET.
Команда	Назначение	Процессор
EN Ibh размер,уровень	Вход в процедуру	80186
Команда ENTER создает стековый кадр заданного размера и уровня вложен-
ности (оба операнда - числа; уровень вложенности может принимать значения
только от 0 до 31) с целью вызова процедуры, использующей динамическое рас-
пределение памяти в стеке для своих локальных переменных. Так, команда
enter 2048,3
помещает в стек указатели на стековый кадр текущей процедуры и той, из кото-
рой вызывалась текущая, создает стековый кадр размером 2 Кб для вызываемой
Непривилегированные команды
процедуры и помещает в ЕВР адрес начала
кадра. Пусть процедура MAIN имеет уровень
вложенности 0, процедура PROCA запускает-
ся из MAIN и,имеет уровень вложенности 1,
и PROCB запускается из PROCA с уровнем
вложенности 2. Тогда стек при входе в проце-
дуру MAIN имеет вид, показанный на рис. 10.
Теперь процедура MAIN может определять
свои локальные переменные в памяти, исполь-
зуя текущее значение ЕВР.
На первом уровне вложенности процедура
PROCA, как показано на рис. И, может созда-
вать свои локальные переменные, применяя текущее значение ЕВР, и получит до-
ступ к локальным переменным процедуры MAIN, используя значение ЕВР для
MAIN, помещенное в стек командой ENTER.
Процедура PROCB на втором уровне вложен-
ности (см. рис. 12) получает доступ как к локаль-
ным переменным процедуры PROCA, применяя
значение ЕВР для PROCA, так и к локальным
переменным процедуры MAIN, используя зна-
чение ЕВР для MAIN.
процедуры нулевого уровня
' (MAIN)
старый ЕВР
ЕВР для MAIN
локальные
переменные
для MAIN
ЕВР для MAIN
ЕВР для MAIN
ЕВР для PROCA
локальные
переменные
для PROCA
ЕВР для PROCA
ЕВР для MAIN
ЕВР для PROCA
ЕВР для PROCB
локальные
переменные :
для PROCB
Рис. 11. Стековый кадр
процедуры первого уровня ( PROCA)
ЕВР
ESP
ЕВР
ESP
Рис. 12. Стековый кадр процедуры
второго уровня (PROCB)
Команда	Назначение	Процессор
LEAVE	Выход из процедуры	80186
Команда выполняет действия, противоположные команде ENTER. Фактически
LEAVE только копирует содержимое ЕВР в ESP, тем самым выбрасывая из стека
Процессоры Intel в реальном режиме
весь кадр, созданный последней выполненной командой ENTER, и считывает из
стека ЕВР для предыдущей процедуры, что одновременно восстанавливает и зна-
чение, которое имел ESP до вызова последней команды ENTER.
2.3.8.	Строковые операции
Все команды для работы со строками считают, что строка-источник находится
по адресу DS:SI (или DS:ESI), то есть в сегменте памяти, указанном в DS со сме-
щением в SI, а строка-приемник - соответственно в ES:DI (или ES:EDI). Кроме
того, все строковые команды работают только с одним элементом строки (байтом,
словом или двойным словом) за один раз. Для того чтобы команда выполнялась
над всей строкой, необходим один из префиксов повторения операций.
Команда	Назначение	Процессор
REP	Повторять	8086
REPE	Повторять, пока равно	8086
REPNE	Повторять, пока не равно	8086
REPZ	Повторять, пока ноль	8086
REPNZ	Повторять, пока не ноль	8086
Все перечисленные команды являются префиксами для операций над строка-
ми. Любой из префиксов выполняет следующую за ним команду строковой обра-
ботки столько раз, сколько указано в регистре ЕСХ (или СХ, в зависимости от
разрядности адреса), уменьшая его при каждом выполнении команды на 1. Кроме
того, REPZ и REPE прекращают повторения команды, если флаг ZF сброшен в О,
a REPNZ и REPNE прекращают повторения, если флаг ZF установлен в 1. Пре-
фикс REP обычно используется с командами INS, OUTS, MOVS, LODS, STOS,
а префиксы REPE, REPNE, REPZ и REPNZ - с командами CMPS и SCAS. Пове-
дение префиксов в других случаях не определено.
Команда	Назначение	Процессор
MOVS приемник,источник	Копирование строки	8086
MOVSB	Копирование строки байтов	8086
MOVSW	Копирование строки слов	8086
MOVSD	Копирование строки двойных слов	80386
Копирует один байт (MOVSB), слово (MOVSW) или двойное слово (MOVSD)
из памяти по адресу DS:ESI (или DS:SI, в зависимости от разрядности адреса) в па-
мять по адресу ES.EDI (или ES:DI). При использовании формы записи MOVS
ассемблер сам определяет по типу указанных операндов (принято указывать имена
копируемых строк, но можно применять любые два операнда подходящего типа), ка-
кую из трех форм этой команды (MOVSB, MOVSW или MOVSD) выбрать. Исполь-
зуя MOVS с операндами, разрешается заменить регистр DS другим с помощью пре-
фикса замены сегмента (ES:, GS:, FS:, CS:, SS:), регистр ES заменить нельзя. После
выполнения команды регистры ESI (или SI) и EDI (или DI) увеличиваются на 1,2
или 4 (если копируются байты, слова или двойные слова), когда флаг DF = О,
Непривилегированные команды
и уменьшаются, когда DF *= 1. Команда MOVS с префиксом REP выполняет копи-
рование строки длиной в ЕСХ (или СХ) байтов, слов или двойных слов.
Команда	Назначение	Процессор
CMPS приемник.источник	Сравнение строк	8086
CMPSB	Сравнение строк байтов	8086
CMPSW	- Сравнение строк слов	8086
CMPSD	Сравнение строк двойных слов	80386
Сравнивает один байт (CMPSB), слово (CMPSW) или двойное слово (CMPSD)
из памяти по адресу DS:ESI (или DS:SI, в зависимости от разрядности адреса) с бай-
том, словом или двойным словом по адресу ES:EDI (или ES:DI) и устанавливает
флаги аналогично команде СМР. При использовании формы записи CMPS ассемб-
лер сам определяет по типу указанных операндов (принято указывать имена срав-
ниваемых строк, но можно использовать любые два операнда подходящего типа),
какую из трех форм этой команды (CMPSB, CMPSW или CMPSD) выбрать.
Применяя CMPS с операндами, можно заменить регистр DS другим, воспользо-
вавшись префиксом замены сегмента (ES:, GS:, FS:, CS:, SS:), регистр ES заменить
нельзя. После выполнения команды регистры ESI (или SI) и EDI (или DI) уве-
личиваются на 1, 2 или 4 (если сравниваются байты, слова или двойные слова),
когда флаг DF - 0, и уменьшаются, когда DF = 1. Команда CMPS с префиксами
REPNE/REPNZ или REPE/REPZ выполняет сравнение строки длиной в ЕСХ
(или СХ) байтов, слов или двойных слов. В первом случае сравнение продолжает-
ся до первого совпадения в строках, а во втором - до первого несовпадения.
Команда	Назначение	Процессор
SCAS приемник	Сканирование строки	8086
SCASB	Сканирование строки байтов	.	8086
SCASW	Сканирование строки слов	8086
SCASD	Сканирование строки двойных слов	80386
Сравнивает содержимое регистра AL (SCASB), АХ (SCASW) или ЕАХ (SCASD)
с байтом, словом или двойным словом из памяти по адресу ES:EDI (или ES:DI, в за-
висимости от разрядности адреса) и устанавливает флаги аналогично команде СМР.
При использовании формы записи SCAS ассемблер сам определяет по типу указан-
soro операнда (принято указывать имя сканируемой строки, но можно использовать
любой операнд подходящего типа), какую из трех форм этой команды (SCASB,
SCASW или SCASD) выбрать. После выполнения команды регистр EDI (или DI)
увеличивается на 1, 2 или 4 (если сканируются байты, слова или двойные слова),
к:гда флаг DF - 0, и уменьшается, когда DF = 1. Команда SCAS с префиксами
REPNE/REPNZ или REPE/REPZ выполняет сканирование строки длиной в ЕСХ
»или СХ) байтов, слов или двойных слов. В первом случае сканирование продолжа-
ется до первого элемента строки, совпадающего с содержимым аккумулятора, а во
втором - до первого отличного.
56 | j | j |
ЦП Процессоры Intel в реальном режиме
Команда	Назначение	Процессор
LODS источник	Чтение из строки	8086
LODSB	Чтение байта из строки	8086
LODSW	Чтение слова из строки	8086
LODSD	Чтение двойного слова из строки	80386
Копирует один байт (LODSB), слово (LODSW) или двойное слово (LODSD)
из памяти по адресу DS:ESI (или DS:SI, в зависимости от разрядности адреса)
в регистр AL, АХ или ЕАХ соответственно. При использовании формы записи
LODS ассемблер сам определяет по типу указанного операнда (принято указы-
вать имя строки, но можно использовать любой операнд подходящего типа), ка-
кую из трех форм этой команды (LODSB, LODSW или LODSD) выбрать. Приме-
няя LODS с операндом, можно заменить регистр DS на другой с помощью
префикса замены сегмента (ES:, GS:, FS:, CS:, SS:). После выполнения команды
регистр ESI (или SI) увеличивается на 1, 2 или 4 (если считывается байт, слово
или двойное слово), когда флаг DF = 0, и уменьшается, когда DF = 1. Команда
LODS с префиксом REP выполнит копирование строки длиной в ЕСХ (или СХ),
и в аккумуляторе окажется последний элемент строки. На самом деле LODS ис-
пользуют без префиксов, часто внутри цикла в паре с командой STOS, так что
LODS считывает число, другие команды выполняют над ним какие-нибудь дей-
ствия, а затем STOS записывает измененное число на прежнее место в памяти.
Команда	Назначение	Процессор
STOS приемник	Запись в строку	8086
STOSB	Запись байта в строку	8086
STOSW	Запись слова в строку	8086
STOSD	Запись двойного слова в строку	80386
Копирует регистр AL (STOSB), АХ (STOSW) или ЕАХ (STOSD) в память по
адресу ES:EDI (или ES:DI, в зависимости от разрядности адреса). При использо-
вании формы записи STOS ассемблер сам определяет по типу указанного операн-
да (принято указывать имя строки, но можно использовать любой операнд под-
ходящего типа), какую из трех форм этой команды (STOSB, STOSW или STOSD)
выбрать. После выполнения команды регистр EDI (или DI) увеличивается на
1, 2 или 4 (если копируется байт, слово или двойное слово), когда флаг DF = О,
и уменьшается, когда DF = 1. Команда STOS с префиксом REP заполнит строку
длиной в ЕСХ (или СХ) числом, находящимся в аккумуляторе.
Команда	Назначение	Процессор
INS источник,DX	Чтение строки из порта	80186
INSB	Чтение строки байт из порта	80186
INSW	Чтение строки слов из порта	80186
INSD	Чтение строки двойных слов из порта	80386
Непривилегированные команды
Illi ! I i i 57
Считывает из порта ввода-вывода, номер которого указан в регистре DX, байт
INSB), слово (INSW) иди двойное слово (INSD) в память по адресу ES;EDI (или
ES:DI, в зависимости от разрядности адреса). При использовании формы записи
INS ассемблер определяет по типу указанного операнда, какую из трех форм этой
команды (INSB, INSW или INSD) употребить. После выполнения команды ре-
гистр EDI (или DI) увеличивается на 1, 2 или 4 (если считывается байт, слово
или двойное слово), когда флаг DF = 0, и уменьшается, когда DF = 1. Команда
INS с префиксом REP считывает блок данных из порта длиной в ЕСХ (или СХ)
'айтов, слов или двойных слов.
Команда	Назначение	Процессор
OUTS DX,приемник	Запись строки в порт	80186
OUTSB	Запись строки байтов в порт	80186
OUTSW	Запись строки слов в порт	80186
OUTSD	Запись строки двойных слов в порт	80386
Записывает в порт ввода-вывода, номер которого указан в регистре DX, байт
OUTSB), слово (OUTSW) или двойное слово (OUTSD) из памяти по адресу
DS:ESI (или DS:SI, в зависимости от разрядности адреса). При использовании
эормы записи OUTS ассемблер определяет по типу указанного операнда, какую
:з трех форм этой команды (OUTSB, OUTSW или OUTSD) употребить. Приме-
няя OUTS с операндами, также можно заменить регистр DS другим с помощью
префикса замены сегмента (ES:, GS:, FS:, CS:, SS:). После выполнения команды
регистр ESI (или SI) увеличивается на 1, 2 или 4 (если считывается байт, слово
'ли двойное слово), когда флаг DF = 0, и уменьшается, когда DF = 1. Команда
OUTS с префиксом REP записывает блок данных размером в ЕСХ (или СХ) бай-
тов, слов или двойных слов в указанный порт. Все процессоры до Pentium не про-
веряли готовность порта принять новые данные в ходе выполнения команды REP
OUTS, так что, если порт не успевал обрабатывать информацию с той скорос-
тью, с которой ее поставляла эта команда, часть данных терялась.
2.3.9. Управление флагами
Команда	,	Назначение	Процессор
STC	Установить флаг переноса	8086
Устанавливает флаг С F в 1.	
Команда	Назначение	Процессор
CLC	Сбросить флаг переноса	8086
Сбрасывает флаг CF в 0.	
Команда	Назначение	Процессор
СМС	Инвертировать флаг переноса	8086
[58 1	111	Процессоры Intel в реальном режиме	
Инвертирует флаг СЕ			
Команда		Назначение	Процессор
STD		Установить флаг направления	8086
Устанавливает флаг DF в 1, так что при последующих строковых операциях
регистры DI и SI будут уменьшаться.
Команда	Назначение	Процессор
CLD	Сбросить флаг направления	8086
Сбрасывает флаг DF в 0, так что при последующих строковых операциях ре-
гистры DI и SI будут увеличиваться.
Команда	Назначение	Процессор
LAHF	Загрузить флаги состояния в АН	8086
Копирует младший байт регистра FLAGS в АН, включая флаги SF (бит 7), ZF
(бит 6), AF (бит 4), PF (бит 2) и CF (бит 0). Бит 1 устанавливается в 1, биты 3
и 5 - в 0.
Команда	Назначение	Процессор
SAHF	Загрузить флаги состояния из АН	8086
Загружает флаги SF, ZF, AF, PF и CF из регистра АН значениями битов 7,6,4, 2
и 0 соответственно. Зарезервированные биты 1,3 и 5 регистра флагов не изменяются.
Команда	Назначение	Процессор
PUSHF	Поместить FLAGS в стек	8086
PUSHFD	Поместить EFLAGS в стек	80386
Эти команды копируют содержимое регистра FLAGS или EFLAGS в стек
(уменьшая SP или ESP на 2 или 4 соответственно). При копировании регистра
EFLAGS флаги VM и RF (биты 16 и 17) не копируются, а соответствующие биты
в двойном слове, помещенном в стек, обнуляются.
Команда	Назначение	Процессор
POPF	Загрузить FLAGS из стека	8086
POPFD	Загрузить EFLAGS из стека	80386
Считывает из вершины стека слово (POPF) или двойное слово (POPFD) и по-
мещает в регистр FLAGS или EFLAGS. Эффект этих команд зависит от режима,
в котором выполняется программа: в реальном и защищенном режимах с уров-
нем привилегий 0 модифицируются все незарезервированные флаги в EFLAGS,
кроме VIP, VIF и VM. VIP и VIF обнуляются, и VM не изменяется. В защищен-
ном режиме с уровнем привилегий, большим нуля, но меньшим или равным
Непривилегированные команды
59
ЮРЕ, модифицируются все флаги, кроме VIP, VIF, VM и IOPL. В режиме V86 не
модифицируются флаги VIF, VIP, VM, IOPL и RF.
Команда	Назначение	Процессор
CLI	Запретить прерывания	8086
Сбрасывает флаг IF в 0. После выполнения этой команды процессор игнори-
рует все прерывания от внешних устройств (кроме NMI). В защищенном режиме
эта команда, так же как и все другие команды, модифицирующие флаг IF (POPF
или IRET), выполняется, только если программе даны соответствующие приви-
легии (CPL < IOPL).
Команда	Назначение	Процессор
STI	Разрешить прерывания	8086
Устанавливает флаг IF в 1, отменяя тем самым действие команды CLI.		
Команда	Назначение	Процессор
SALC	Установить AL в соответствии с CF	8086
Устанавливает AL в OFFh, если флаг CF = 1, и сбрасывает в 00h, если CF = 0. Это
недокументированная команда с кодом 0D6h, присутствующая во всех процессо-
рах Intel и совместимых с ними (начиная с 8086). В документации на Pentium Pro
команда SALC упоминается в общем списке команд, но ее действие не описывается
< оно аналогично SBB AL.AL, однако значения флагов не изменяются).
2.3.10. Загрузка сегментных регистров
Команда	Назначение	Процессор
LDS приемник,источник	Загрузить адрес, используя DS	8086
LES приемник,источник	Загрузить адрес, используя ES	8086
LFS приемник,источник	Загрузить адрес, используя FS	80386
LGS приемник,источник	Загрузить адрес, используя GS	80386
LSS приемник,источник	Загрузить адрес, используя SS	8086
Второй операнд (источник) для всех этих команд - переменная в памяти раз-
мером в 32 или 48 бит (в зависимости от разрядности операндов). Первые 16 или
32 бита из этой переменной загружаются в регистр общего назначения, указанный
з качестве первого операнда, а следующие 16 бит - в соответствующий сегмент-
ный регистр (DS для LDS, ES для LES и т. д.). В защищенном режиме значение,
загружаемое в сегментный регистр, всегда должно быть правильным селектором
гегмента (в реальном режиме любое число может использоваться как селектор).
2.3.11. Другие команды
Команда	Назначение	Процессор
МОР	Отсутствие операции	8086
Процессоры Intel в реальном режиме
NOP - однобайтная команда (код 90h), которая не выполняет ничего, только
занимает место и время. Код этой команды фактически соответствует XCHG
AL,AL. Многие команды разрешается записать так, что они не будут приводить
ни к каким действиям, например:
mov	ax, ax	2 байта.
xchg	ax,ax .	2 байта.
lea	bx,[bx+0]	3 байта (8Dh, 5Fh, OOh, но многие ассемблеры,
		встретив такую команду, реально используют более
		короткую lea bx,[Ьх] с кодом 8Dh 1Fh).
shl	eax, 0	4 байта.
shrd	eax,eax,0	5 байт.
Команда	Назначение	Процессор
LOCK	Префикс блокировки шины данных	8086
На все время выполнения команды, снабженной таким префиксом, будет заб-
локирована шина данных, и если в системе присутствует другой процессор, он не
сможет обращаться к памяти, пока не закончится выполнение команды с префик-
сом LOCK. Команда XCHG всегда выполняется автоматически с блокировкой до-
ступа к памяти, даже если префикс LOCK не указан. Этот префикс можно исполь-
зовать только с командами ADD, ADC, AND, BTC, BTR, BTS, CMPXCHG, DEC,
INC, NEG, NOT, OR, SBB, SUB, XOR, XADD и XCHG.
Команда	Назначение	Процессор
UD2	Неопределенная операция	Р6
Эта команда всегда вызывает ошибку «неопределенная операция» (исключе-
ние #UD). Впервые она описана как таковая для Pentium Pro, но во всех предыду-
щих процессорах UD2 (код OFh OBh) не была определена и, естественно, приво-
дила к такой же ошибке. Команда предназначена для тестирования программного
обеспечения, в частности операционных систем, которые должны уметь коррект-
но обрабатывать такую ошибку. Название команды происходит от команды UD
(код OFh OFFh), которая была определена AMD для процессоров AMD К5.
Команда	Назначение	Процессор
CPUID	Идентификация процессора	80486
CPUID сообщает информацию о производителе, типе и модификации процес-
сора и о наличии различных расширений. Команда CPUID поддерживается Intel,
начиная с процессоров Intel 80486DX/SX/DX2 SL, UMC U5S, Cyrix Ml, AMD
80486DX4. Попробуйте установить флаг ID в 1 (бит 21 в регистре EFLAGS) - если
это получается, значит, команда CPUID поддерживается.
Результат работы CPUID зависит от значения регистра ЕАХ. Если ЕАХ = О,
CPUID возвращает й ЕАХ максимальное значение, с которым ее можно вызывать
(2 для Р6,1 для Р5), а регистры EBX:ECX:EDX содержат 12-байтную строку - иден-
тификатор производителя (см. табл. 8).
Непривилегированные команды
i Н i 61
Таблица 8. Строки производителей в CPUID
Производитель	Строка в EBX:ECX:EDX
Intel	Genuinelntel
UMC	UMC UMC UMC
Cyrix	Cyrixlnstead
AMD	AuthenticAMD
NexGen	NexGenDriven
Centaur Technology	CentaurHalls
Например, для процессоров Intel регистр ЕВХ содержит Genu (756E6547h),
ЕСХ - inel (49656Е6Й1), a EDX - ntel (6С65746ЕЕ).
Если ЕАХ = 1, CPUID возвращает в ЕАХ информацию о версии процессора,
а в EDX - сведения о поддерживаемых расширениях. Многие понятия в этом опи-
сании относятся к работе процессора в защищенном режиме и рассмотрены ниже.
Информация о версии процессора:
Биты 3-0 - модификация.	,
Биты 7-4 - модель.
Биты 11-8 - семейство (3 для 386,4 для 486,5 для Pentium, 6 для Pentium Pro).
Биты 13-12 - тип (0 - OEM, 1 - Overdrive, 2 - Dual).
Биты 31-14 - зарезервированы и равны нулю.
Поддерживаемые расширения (регистр EDX):
Бит 0: FPU - процессор содержит FPU и может выполнять весь набор команд
80387.
Бит 1: VME - процессор поддерживает усовершенствованный режим V86
(флаги VIF и VIP в EFLAGS, биты VME и PVI в CR0).
Бит 2: DE - процессор поддерживает точки останова по вводу/выводу, бит DE
в CR0. •
Бит 3: PSE - процессор поддерживает страницы до 4 Мб, бит PSE в CR4, мо-
дифицированные биты в элементах списков страниц (PDE) и таблиц стра-
ниц (РТЕ).
Бит 4: TSC - процессор поддерживает команду RDTSC и бит TSC в CR4.
Бит 5: MSR - процессор поддерживает команды RDMSR и WRMSR и машин-
но-специфичные регистры, совместимые с Pentium.
Бит 6: РАЕ - процессор поддерживает физические адреса больше 32 бит, до-
полнительный уровень в таблицах трансляции страниц, страницы по 2 Мб
и бит РАЕ в CR4. Число битов для физических адресов зависит от модели
процессора. Так, Pentium Pro поддерживает 36 бит.
Бит 6: РТЕ (только для Cyrix).	
Бит 7: MCE - процессор поддерживает бит MCE в CR4.
Бит 8: СХ8 - процессор поддерживает команду CMPXCHG8B.
Бит 9: APIC - процессор содержит встроенный контроллер прерываний
(APIC), который активизирован и доступен.
Бит 9: PGE (только для AMD).
62	]	|
Процессоры Intel в реальном режиме
Бит 10: зарезервирован.
Бит И: SEP - процессор поддерживает быстрые системные вызовы, команды
SYSENTER и SYSEXIT (Pentium II).
Бит 12: MTRR - процессор поддерживает машинно-специфичные регистры
MTRR.
Бит 13: PGE - процессор поддерживает бит PGE в CR4 и глобальные флаги
в PTDE и РТЕ, указывающие элементы TLB, которые принадлежат сразу
нескольким задачам.
Бит 14: MCA - процессор поддерживает машинно-специфичный регистр
MCGCAP.
Бит 15: CMOV - процессор поддерживает команды CMQVcc и (если бит 0
EDX установлен) FCMOVcc (Pentium Pro).
Бит 16: PAT - процессор поддерживает таблицу атрибутов страниц.
Биты 17-22: зарезервированы.
Бит 23: ММХ - процессор поддерживает набор команд ММХ.
Бит 24: FXSR - процессор поддерживает команды быстрого чтения/записи
(ММХ2).
Бит 25: SSE - процессор поддерживает расширения SSE (Pentium III).
Биты 31-26: зарезервированы.
Если ЕАХ = 2, CPUID на процессорах семейства Р6 возвращает в регистрах
ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ и EDX информацию о кэшах и TLB. Самый младший байт ЕАХ
(регистр AL) определяет, сколько раз надо вызвать CPUID с ЕАХ = 2, чтобы полу-
чить информацию обо всех кэшах (1 для Pentium Pro и Pentium II). Самый старший
бит (бит 31) каждого регистра указывает, содержит ли этот регистр правильную ин-
формацию (бит 31 == 0) или он зарезервирован (бит 31 = 1). В первом случае регистр
содержит информацию в 1-байтных дескрипторах со следующими значениями:
00h - пустой дескриптор;
Olh - TLB команд, 4-килобайтные страницы, 4-сторонняя ассоциативность,
32 элемента;
02h - TLB команд, 4-мегабайтные страницы, 4-сторонняя ассоциативность)
4 элемента;
03h - TLB данных, 4-килобайтные страниц^, 4-сторонняя ассоциативность,
64 элемента;
04h - TLB данных, 4-мегабайтные страницы, 4-сторонняя ассоциативность,
8 элементов;
06h - кэш команд, 8 Кб, 4-сторонняя ассоциативность, 32 байта в строке;
08h - кэш команд, 16 Кб, 4-сторонняя ассоциативность, 32 байта в строке;
OAh - кэш данных, 8 Кб, 2-сторонняя ассоциативность, 32 байта в строке;
ОСЬ - кэш данных, 16 Кб, 2-сторонняя ассоциативность, 32 байта в строке;
4lh - унифицированный кэш, 128 Кб, 4-сторонняя ассоциативность, 32 байта
в строке;
42h - унифицированный кэш, 256 Кб, 4-сторонняя ассоциативность, 32 байта
в строке;
43h - унифицированный кэш, 512 Кб, 4-сторонняя ассоциативность, 32 байта
в строке;
Числа с плавающей запятой
44h - унифицированный кэш, 1 Мб, 4-сторонняя ассоциативность, 32 байта
в строке.
Совместимые с Intel процессоры AMD и Cyrix поддерживают вызов «расши-
ренных функций» CPUID со значениями ЕАХ, в которых самый старший бит
всегда установлен в 1.
ЕАХ - 80000000b: возвращает в ЕАХ максимальный номер расширенной фун-
кции CPUID, поддерживаемой данным процессором.
ЕАХ - 80000001b: возвращает в ЕАХ 051Xh для AMD К5 (X - номер модифи-
кации) или 061Xh для AMD Кб. В EDX эта функция возвращает информацию
о поддерживаемых расширениях (указаны только флаги, отличающиеся цт
CPUID с ЕАХ - 1).
Бит 5: MSR - процессор поддерживает машинно-специфичные регистры, со-
вместимые с К5.
Бит 10: процессор поддерживает команды SYSCALL и SYSRET.
Бит 16: процессор поддерживает команды FCMOVcc.
Бит 24: процессор поддерживает ММХ с расширениями от Cyrix.
Бит 25: процессор поддерживает набор команд AMD 3D.
ЕАХ - 80000002b, 80000003b и 80000004b - последовательный вызов CPUID
с этими значениями в ЕАХ возвращает в EAX:EBX:ECX:EDX последовательно
четыре 16-байтные части строки - имени процессора. Например: AMD-K5(tm)
Processor.
ЕАХ - 80000005b - команда возвращает информацию о TLB в регистре ЕВХ
(старшее слрво - TLB данных, младшее слово - TLB команд, старший байт - ас-
социативность, младший байт - число элементов), о кэШе данных в регистре ЕСХ
и о кэше команд в регистре EDX (биты 31-24 - размер в килобайтах, биты 23-16 -
ассоциативность, биты 15-8 - число линий на Тэг, биты 7-0 - число байтов на
линию).
2.4. Числа с плавающей запятой
В процессорах Intel все операции с плавающей запятой выполняет специаль-
ное устройство - FPU (Floating Point Unit) - с собственными регистрами и набо-
ром команд, поставлявшееся сначала в виде сопроцессора (8087, 80287, 80387,
80487), а начиная с 80486DX - встраивающееся в основной процессор. FPU пол-
ностью соответствует стандартам IEEE 754 и IEEE 854 (с 80486).
2.4.1.	Типы данных FPU
Числовой процессор может выполнять операции с семью разными типами дан-
ных, представленными в табл. 9: три целых двоичных, один целый десятичный
и три с плавающей запятой.
Вещественные числа хранятся, как и все данные, в форме двоичных чисел.
Двоичная запись числа с плавающей запятой аналогична десятичной, только по-
зиции справа от запятой соответствуют не делению на 10 в соответствующей сте-
пени, а делению на 2. Переведем для йримера в двоичный вид число 0,625:
ЕЯВНПЦ111 Таблица 9. Типы данных /	( Процессоры Intel в реальном режиме -PU		
Тип данных	Бит	Количество значащих цифр	Пределы
Целое слово	16	4	-32 768 ... 32 767
Короткое целое	32	9	-2ХЮ9... 2хЮ9
Длинное слово	64	18	-9x10” ...9x10”
Упакованное десятичное	80	18	-99..99 ... +9Э..99 (18 цифр)
Короткое вещественное	32	7	1,18х10 эв... 3,40X1038
Длинное вещественное	64	15-16	г.гзхю-308... иэхю308
Расширенное вещественное	80	19	3,37х10-4932... 1,18хЮ493г
0,625 - 1/2 = 0,125
1/4 больше, чем 0,125
0,125 -1/8 = 0
Итак, 0,625 = 0,101b. При записи вещественных чисел всегда выполняют нор-
мализацию - умножают число на такую степень двойки, чтобы перед десятичной
точкой стояла единица, в нашем случае
0,625 = 0,101b - 1,01b х 2-‘.
Говорят, что число имеет мантиссу 1,01 и экспоненту -1. Как можно заметить,
при использовании этого алгоритма первая цифра мантиссы всегда равна 1, по-
этому ее можно не писать, увеличивая тем самым точность представления числа
дополнительно на 1 бит. Кроме того, значение экспоненты хранят не в виде цело-
го со знаком, а в виде суммы с некоторым числом так, чтобы всегда было только
положительное число и чтобы1 вещественные числа легко сопоставлялись -
в большинстве случаев достаточно сравнить экспоненту. Теперь мы можем рас-
смотреть вещественные форматы IEEE, применяемые в процессорах Intel:
□	короткое вещественное-, бит 31 - знак мантиссы, биты 30-23 - 8-битная эк-
спонента +127, биты 22-0 - 23-битная мантисса без первой цифры;
□	длинное вещественное-, бит 63 - знак мантиссы, биты 62-52 - 11-битная эк-
спонента +1024, биты 51-0 - 52-битная мантисса без первой цифры;
□	расширенное вещественное-, бит 79 - знак мантиссы, биты 78-64 - 15-бит-
ная экспонента +16 383, биты 63-0 - 64-битная мантисса с первой цифрой
(то есть бит 63 равен 1).
FPU выполняет все вычисления в 80-битном расширенном формате, а 32-
и 64-битные числа используются для обмена данными с основным процессором
и памятью.
Кроме обычных чисел формат IEEE предусматривает несколько специаль-
ных случаев, которые могут получаться в результате математических
операций и над которыми также можно выполнять отдельные операции:
□ положительный ноль: все биты числа сброшены в ноль;
□ отрицательный ноль: знаковый бит - 1, все остальные биты - нули;
Числа с плавающей запятой
ill
65
□	положительная бесконечность: знаковый бит - 0, все биты мантиссы -
О, все биты экспоненты - 1;
□	отрицательная бесконечность: знаковый бит - 1, все биты мантиссы -
О, все биты экспоненты - 1;
□	денормализованные числа: все биты экспоненты - 0 (используются для ра-
боты с очень маленькими числами - до 10~1644) для расширенной точности);
□	неопределенность: знаковый бит - 1, первый бит мантиссы (первые два
для 80-битных чисел) - 1, а остальные - 0, все биты экспоненты - 1;
Q не-число типа SNAN (сигнальное): все биты экспоненты - 1, первый бит
мантиссы - 0 (для 80-битных чисел первые два бита мантиссы - 10),
а среди остальных битов есть единицы;
□	не-число типа QNAN (тихое): все биты экспоненты - 1, первый бит ман-
тиссы (первые два для 80-битных чисел) - 1, среди остальных битов
есть единицы. Неопределенность - один из вариантов QNAN;
□	неподдерживаемое число: все остальные ситуации.
Остальные форматы данных FPU также допускают неопределенность -
единица в старшем бите и нули в остальных для целых чисел, и старшие
16 бит - единицы для упакованных десятичных чисел.
2.4.2.	Регистры FPU
FPU предоставляет восемь регистров для хранения данных и пять вспомога-
тельных регистров.
Регистры данных (RO - R7) не адресуются по именам, как регистры основного
процессора, а рассматриваются в качестве стека, вершина которого называется ST;
более глубокие элементы - ST(1), ST(2) и так далее до ST(7). Если, например,
в какой-то момент времени регистр R5 называется ST (см. рис. 13), то после запи-
си в этот стек числа оно будет записано в регистр R4, который станет называться
ST, R5 станет называться ST(1) и т. д.
R0		ST(3)
R1		ST(4)
R2		ST(5)
R3		ST(6)
R4		ST(7)
R5		ST <	TOP=5
R6		ST(1)
R7		ST(2)
	79	С	
CR		FIP
SR		FDP
TW	47	0	
15	о
Рис. 13. Регистры FPU
3 Зак. 459
6Ь I I I I 1I
III Процессоры Intel в реальном режиме
® К регистрам RO - R7 нельзя обращаться напрямую;то именам, но если про-
цессор поддерживает расширение ММХ, то мантиссы, находящиеся в этих
регистрах, становятся доступны, как ММО - ММ7.
Регистр состояний SR содержит слово состояния FPU:
бит 15: В - занятость FPU - этот флаг существуегдля совместимости с 8087,
и его значение всегда совпадает с ES
бит 14: СЗ - условный флаг 3
биты 13-11: ТОР - число от 0 до 7, показывающее, какой из регистров данных
RO - R7 в настоящий момент является вершиной стека,
бит 10: С2 - условный флаг 2
бит 9: С1 - условный флаг 1
бит 8: СО - условный флаг 0
бит 7: ES - общий флаг ошибки - равен 1, если произошло хотя бы одно не-
маскированное исключение
бит 6: SF - ошибка стека. Если Cl = 1, произошло переполнение (команда пы-
талась писать в непустую позицию в стеке), если С1 = 0, произошло
антипереполнение (команда пыталась считать число из пустой
позиции в стеке)
бит 5: РЕ - флаг неточного результата - результат не может быть представ-
лен точно
бит 4: UE - флаг антипереполнения - результат слишком маленький
бит 3: ОЕ - флаг переполнения - результат слишком большой
бит 2: ZE - флаг деления на ноль - выполнено деление на ноль
бит 1: DE - флаг денормализованного операнда - выполнена операция над
денормализованным числом
бит 0: IE - флаг недопустимой операции - произошла ошибка стека (SF = 1)
или выполнена недопустимая операция
Биты СО - СЗ применяются так же, как и биты состояния в основном процес-
соре, - их значения отражают результат выполнения предыдущей команды и ис-
пользуются для условных переходов; команды
fstsw ах
sar.f
копируют значения битов в регистр FLAGS так, что флаг СО переходит в CF, С2 -
в РЕ а СЗ - в ZF (флаг С2 теряется).
Биты 0-5 отражают различные ошибочные ситуации, которые могут возникать
при выполнении команд FPU. Они рассмотрены в описании управляющих регистров.
Регистр управления CR:
биты 15-13: зарезервированы:
бит 12: IC - управление бесконечностью (поддерживается для совместимо-
сти с 8087 и 80287 - вне зависимости от значения этого би-
та +<» > —°°);
биты 11—10: RC - управление округлением;
биты 9-8: PC - управление точностью;
Числа с плавающей запятой
I Ь7_
биты 7-6: зарезервированы;
бит 5: РМ - маска неточного результата;
бит 4: UM - маска антипереполнения;
бит 3: ОМ - маска переполнения;
бит 2: ZM - маска деления на ноль;
бит Г. DM- маска денормализованного операнда;
бит 0: IM - маска недействительной операции.
Биты RC определяют способ округления результатов команд FPU до задан-
ной точности (см. табл. 10).
Таблица 10. Способы округления
Значение RC	Способ округления
0	К ближайшему числу
1	К отрицательной бесконечности
2	К положительной бесконечности
3	К нулю
Биты PC определяют точность результатов команд FADD, FSUB, FSUBR,
FMUL, FDIV, FDIVR и FSQRT (см. табл. 11).
Таблица 11. Точность результатов
Значение PC	Точность результатов
0	Одинарная точность (32-битные числа)
1	Зарезервировано
2	Двойная точность (64-битные числа)
3	Расширенная точность (80-битные числа)
Биты 0-5 регистра CR маскируют соответствующие исключения - если мас-
кирующий бит установлен, исключения не происходит, а результат вызвавшей его
команды определяется правилами для каждого исключения специально.
Регистр тэгов TW содержит восемь пар битов, описывающих содержание каж-
дого регистра данных: биты 15-14 описывают регистр R7,13-12 - R6 и т. д. Если
пара битов (тэгов) равна 11, соответствующий регистр пуст. 00 означает, что ре-
гистр содержит число, 01 - ноль, 10 - не-число, бесконечность, денормализован-
ное число, неподдерживаемое число.
Регистры FIP и FDP содержат адрес последней выполненной команды (кро-
не FINIT, FCLEX, FLDCW, FSTCW, FSTSW, FSTSWAX, FSTENV, FLDENV,
-SAVE, FRSTOR и FWAIT) и адрес ее операнда соответственно и используются
: обработчиках исключений для анализа вызвавшей его команды.
2.4.3.	Исключения FPU
При выполнении команд FPU могут возникать шесть типов особых ситуаций,
азываемых исключениями. При возникновении исключения соответствующий
68 |	| | j j
|||l Процессоры Intel в реальном режиме
флаг в регистре SR устанавливается в 1 и, если маска этого исключения в регис-
тре CR не установлена, вызывается обычное прерывание INT 10h (если бит NE
в регистре центрального процессора CR0 установлен в 1) или IRQ13 (INT 75h),
обработчик которого может прочитать регистр SR, чтобы определить тип исклю-
чения (и FIP, и FDP) и команду, которая его породила, а затем попытаться испра-
вить ситуацию. Если бит маски наступившего исключения в регистре CR уста-
новлен в 1, по умолчанию выполняются следующие действия:
□	неточный результат-, результат округляется в соответствии с битами RC (на
самом деле это исключение происходит очень часто; например: дробь 1/6 не
может быть представлена десятичным вещественным числом любой точно-
сти и округляется). При этом флаг С1 показывает, в какую сторону про-
изошло округление: 0 - вниз, 1 - вверх;
□	антипереполнение-, результат слишком мал, чтобы быть представленным
обычным числом, - он преобразуется в денормализованное число;
□	переполнение: результат преобразуется в бесконечность соответствующего
знака;
□	деление на ноль: результат преобразуется в бесконечность соответствующе-
го знака (учитывается и знак нуля);
□	денормализованный операнд: вычисление продолжается, как обычно;
□	недействительная операция: результат определяется из табл. 12.
Таблица 12. Результаты операций, приводящих к исключениям
Операция	Результат
Ошибка стека	Неопределенность
Операция с неподдерживаемым числом	Неопределенность
Операция с SNAN	QNAN
Сравнение числа с NAN	СО = С2 = СЗ =1
Сложение бесконечностей с одним знаком или вычитание - с разным	Неопределенность
Умножение нуля на бесконечность	Неопределенность
Деление бесконечности на бесконечность или 0/0	Неопределенность
Команды FPREM и FPREM1, если делитель - 0 или делимое - бесконечность	Неопределенность и С2 = 0
Тригонометрическая операция над бесконечностью	Неопределенность и С2 = 0
Корень или логарифм, если х < 0, log(x+1), если х < -1	Неопределенность
FBSTP, если регистр-источник пуст, содержит NAN, бесконечность или превышает 18 десятичных знаков	Десятичная неопределенность
FXCH, если один из операндов пуст	Неопределенность
2.4.4. Команды пересылки данных FPU
Команда	Назначение	Процессор
FLD источник	Загрузить вещественное число в стек	8087
Числа с плавающей запятой
Команда помещает содержимое источника (32-, 64- или 80-битная переменная
или ST(n)) в стек и уменьшает ТОР на 1. Команда FLD ST(0) делает копию вер-
шины стека.
Команда	Назначение	Процессор
FST приемник	Скопировать вещественное число из стека	8087
FSTP приемник	Считать вещественное число из стека	8087
Копирует ST(0) в приемник (32- или 64-битную переменную или пустой
ST(n) в случае FST; 32-, 64- или 80-битную переменную или пустой ST(n) в слу-
чае FSTP). FSTP после этого выталкивает число из стека (помечает ST(0) как
пустой и увеличивает ТОР на один).
Команда	Назначение	Процессор
FILD источник	Загрузить целое число в стек	8087
Преобразовывает целое число со знаком из источника (16-, 32- или 64-битная переменная) в вещественный формат, помещает в вершину стека и уменьшает ТОР на 1.		
Команда	Назначение	Процессор
FIST приемник FISTP приемник	Скопировать целое число из стека Считать целое число из стека	8087 8087
Преобразовывает число из вершины стека в целое со знаком и записывает его
в приемник (16- или 32-битная переменная для FIST; 16-, 32- или 64-битная пере-
менная для FISTP). FISTP после этого выталкирает число из стека (помечает
ST(0) как пустой и увеличивает ТОР на один). Попытка записи слишком боль-
шого числа, бесконечности или не-числа приводит к исключению «недопустимая
операция» (и записи целой неопределенности, если IM = 1).
Команда	Назначение	Процессор
FBLD источник	Загрузить десятичное число в стек	8087
Преобразовывает BCD число из источника (80-битная переменная в памяти), помещает в вершину стека и уменьшает ТОР на 1.		
Команда	Назначение	Процессор
FBSTP приемник	Считать десятичное число из стека	8087
Преобразовывает число из вершины стека в 80-битное упакованное десятичное,
записывает его в приемник (80-битная переменная) и выталкивает это число из
стека (помечает ST(0) как пустой и увеличивает ТОР на один). Попытка записи
слишком большого числа, бесконечности или не-числа приводит к исключению
«недопустимая операция» (и записи десятичной неопределенности, если IM = 1).
70	1 JI
Процессоры Intel в реальном режиме
Команда	Назначение	Процессор
FXCH источник	Обменять местами два регистра стека	8087
Обмен местами содержимого регистра ST(0) и источника (регистр ST(n)).
Если операнд не указан, обменивается содержимое ST(0) и ST(1).
Команда	Назначение	Процессор
FCMOVcc приемник.источник	Условная пересылка данных	Р6
Это набор команд, каждая из которых копирует содержимое источника (ре-
гистр ST(n)) в приемник (только ST(0)), если выполняется необходимое условие.
Реально каждое условие соответствует тем или иным значениям флагов регистра
FLAGS, но после команд
fcom (или другие команды сравнения)
fstsw ах
sahf
в регистр FLAGS загружаются флаги СО, С1 и СЗ, и последующая команда из
набора FCMOVcc приобретает смысл обработки результата предыдущего сравне-
ния (см. табл. 13).	.
Таблица 13. Команды FCMOVcc
Команда	Значения флагов	Действие после FCOM
FCMOVE	ZF = 1	Если равно
FCMOVNE	ZF = 0	Если не равно
FCMOVB	CF = 1	Если меньше
FCMOVBE 	CF = 1 и ZF = 1	Если меньше или равно
FCMOVNB	CF = 0	Если не меньше
FCMOVNBE	CF = 0 и ZF = 0	Если не меньше или равно
FCMOVU	PF = 1	Если несравнимы
FCMOVNU	PF = 0	Если сравнимы
2.4.5. Базовая арифметика FPU
Команда	Назначение	Процессор
FADD приемник.источник	Сложение вещественных чисел	8087
FAODP приемник.источник	Сложение с выталкиванием из стека	8087
FIADD источник	Сложение целых чисел	8087
Команда выполняет сложение источника и приемника и помещает результат
в приемник. Команда FADDP после этого выталкивает ST(0) из стека (помечает
ST(O) как пустой и увеличивает ТОР на один). Команды сложения могут прини-
мать следующие формы:
Числа с плавающей запятой
III
71
□	FADD источник, когда источником является 32- или 64-битная переменная,
а приемником - ST(0);
□	FADD ST(0),ST(n), FADD ST(n),ST(0), FADDP ST(n),ST(0), когда источник
и приемник заданы в виде регистров FPU;
□	jE4DjD без операндов эквивалентна FADD ST(O),ST(1); FADDP без операндов
эквивалентна FADDP ST(1),ST(O);
CL FI ADD источник, когда источником является 16- или 32-битная переменная,
содержащая целое число, а приемником - ST(0).
Команда	Назначение	Процессор
FSUB приемник,источник	Вычитание вещественных чисел	8087
FSUBP приемник,источник	Вычитание с выталкиванием из стека	8087
FISUB источник	Вычитание целых чисел	8087
Выполняет вычитание источника из приемника и сохраняет результат в при-
емнике. Команда FSUBP после этого выталкивает ST(0) из стека (помечает ST(0)
как пустой и увеличивает ТОР на один). Команды вычитания могут принимать
следующие формы:
QFSUB источник, когда источником является 32- или 64-битная переменная,
содержащая вещественное число, а приемником - ST(0);	/
CL FSUB ST(O),ST(n), FSUB ST(n),ST(0), FSUBP ST(n),ST(O), когда источник
и приемник заданы явно в виде регистров FPU;
CLFSUB без операндов эквивалентна FSUB ST(O),ST(1); FSUBP без операндов
эквивалентна FSUBP ST(1),ST(O);
ClFISUB источник, когда источником является 16- или 32-битная переменная,
содержащая целое число, а приемником - ST(0).
Если один из операндов - бесконечность, то результат - бесконечность соот-
ветствующего знака. Если оба операнда - бесконечности одного знака, результат
не определен (происходит исключение «недопустимая операция»).
Команда	Назначение	Процессор
FSUBR приемник, источник	Обратное вычитание вещественных чисел	8087
FSUBRP приемник, источник	Обратное вычитание с выталкиванием	8087
FISUBR источник	Обратное вычитание целых чисел	8087
Эти команды эквивалентны FSUB/FSUBP/FISUB, но при этом они выполня-
ют вычитание приемника из источника, а не источника из приемника.
Команда	Назначение	Процессор
FMUL приемник, источник	Умножение вещественных чисел	8087
FMULP приемник,источник	Умножение с выталкиванием из стека	8087
FIMUL источник	Умножение целых чисел	8087
Процессоры Intel в реальном режиме
Выполняет умножение источника и приемника и помещает результат в при-
емник. Команда FMULP после этого выталкивает ST(0) из стека (помечает ST(0)
как пустой и увеличивает ТОР на один). Так же как и остальные команды базо-
вой арифметики, команды умножения могут принимать следующие формы:
□	FMUL источник, когда источником является 32- или 64-битная переменная,
а приемником - ST(0);
UFMUL ST(0),ST(n), FMUL ST(n),ST(0), FMULP ST(n),ST(0), когда источник
и приемник заданы явно в виде регистров FPU;
QFMUL без операндов эквивалентна FMUL ST(O),ST(1); FMULP без операн-
дов эквивалентна FMULP ST(1),ST(O);
QFIMUL источник, когда источником является 16- или 32-битная переменная,
содержащая целое число, а приемником - ST(0).
Команда	Назначение	Процессор
FDIV приемник,источник	Деление вещественных чисел	8087
FDIVP приемник,источник	Деление с выталкиванием из стека	8087
FIDIV источник	Деление целых чисел	8087
Выполняет деление приемника на источник и сохраняет результат в приемни-
ке. Команда FDIVP после этого выталкивает ST(0) из стека (помечает ST(0) как
пустой и увеличивает ТОР на один). Команды вычитания могут принимать сле-
дующие формы:
a FDIV источник, когда источником является 32- или 64-битная переменная,
содержащая вещественное число, а приемником - ST(0);
□	FDIV ST(0),ST(n), FDIV ST(n),ST(0), FDIVP ST(n),ST(0), когда источник и при-
емник заданы явно в виде регистров FPU;
UFDIVбез операндов эквивалентна FDIV ST(0),ST( 1); FDIVP без операндов
эквивалентна FDIVP ST(1),ST(O);
3FIDIV источник, когда источником является 16- или 32-битная переменная,
содержащая целое число, а приемником - ST(0).
При делении бесконечности на ноль (так же как и на любое число) результат -
бесконечность, при делении нуля на бесконечность (так же как и на любое число)
результат - ноль. При делении на ноль нормального числа происходит исключе-
ние деления на ноль, а если флаг ZM = 1, в качестве результата записывается бес-
конечность соответствующего знака.
Команда	Назначение	Процессор
FDIVR приемник,источник	Обратное деление вещественных чисел	8087
FDIVRP приемник,источник	Обратное деление с выталкиванием	8087
FIDIVR источник	Обратное деление целых чисел	8087
Эти команды эквивалентны FDIV/FDIVP/FIDIV, но при этом они выполня-
ют деление источника на приемник, а не приемника на источник.
Числа с плавающей запятой
III II______1.73
Команда	Назначение	Процессор
FPREM	Найти частичный остаток от деления	8087
FPREM 1	Найти частичный остаток в стандарте IEEE	80387
Эти команды выполняют деление ST(0) на ST( 1) и помещают остаток от деле-
ния в ST(0). Деление осуществляется при помощи последовательных вычитаний
ST(1) из ST(0), но за один раз выполняется не более 64 таких вычитаний. Если
ST(0) не стал меньше ST(1) за это время, говорят, что в ST(0) находится частич-
ный остаток от деления. Если был получен точный остаток, флаг С2 сбрасывает-
ся в 0, если частичный - устанавливается в 1, так что можно повторять эту коман-
ду до обнуления С2. Если вычисление привело к точному остатку, три младших
бита частного (то есть числа потребовавшихся вычитаний) сохраняются в СО, СЗ,
С1 (биты 2, 1, 0 соответственно). Например, используя FPREM1, можно умень-
шить аргумент тангенса, вычислив его остаток от деления на л/4, тогда потребу-
ются младшие три бита частного, чтобы определить, не поменялся ли при этой
операции знак тангенса.
Различие между FPREM и FPREM1 заключается в разном определении значения
частного. Сначала эти команды выполняют вещественное деление ST(0)'. па ST(1),
округляют результат (FPREM1 - к ближайшему целому, FPREM - к нулю), а затем,
если частное меньше 64, вычисляют точный остаток, а если больше - частичный.
Команда	Назначение	Процессор
FABS	Найти абсолютное значение	8087
Если ST(0) был	отрицательным числом - переводит его в	положительное.
Команда	Назначение	Процессор
FCHS	Изменить знак	8087
Изменяет знак ST(0), превращая положительное число в отрицательное,
и наоборот.
Команда	Назначение	Процессор
FRNDINT	Округлить до целого	8087
Округляет значение ST(0) до целого числа в соответствии с режимом округ-
ления, заданным битами RC.
Команда	Назначение	Процессор
FSCALE	Масштабировать по степеням двойки	8087
Умножает ST(0) на два в степени ST(1) и записывает результат в ST(0). Зна-
чение ST(1) предварительно округляется в сторону нуля до целого числа. Эта
команда выполняет действие, обратное FXTRACT.
Процессоры Intel в реальном режиме
74 Ml I III
Команда	Назначение	Процессор
FXTRACT	Извлечь экспоненту и мантиссу	8087
Разделяет число в ST(0) на мантиссу и экспоненту, сохраняет экспоненту в ST(0)
и Помещает мантиссу в стек, так что после этого ТОР уменьшается на 1, мантисса
оказывается в ST(0), а экспонента - в ST(1).
Команда	Назначение	Процессор
FSQRT	Извлечь квадратный корень	8087
Вычисляет квадратный корень из ST(0) и сохраняет результат в ST(0).
2.4.6. Команды сравнения FPU		
Команда	Назначение	Процессор
FCOM источник	Сравнить вещественные числа	8087
FCOMP источник	Сравнить и вытолкнуть из стека	8087
FCOMPP	Сравнить и вытолкнуть из стека два числа	8087
Команды выполняют сравнение содержимого регистра ST(0) с источником
(32- или 64-битная переменная или регистр ST(n), если операнд не указан -
ST(1)) и устанавливают флаги СО, С2 и СЗ в соответствии с табл. 14.
Таблица 14. Флаги сравнения FPU
Условие	СЗ	С2	со
ST(0) > источник	0.	0	0
ST(0) < источник	0	0	1
ST(0)= источник	1	0	0
Несравнимы,	1	1	1
Если один из операндов - не-число или неподдерживаемое число, происходит
исключение «недопустимая операция», а если оно замаскировано (флаг IM = 1),
все три флага устанавливаются в 1. После команд сравнения посредством FSTSW
и SAHF можно перевести флаги СЗ, С2 и СО в ZF, PF и CF соответственно, затем
все условные команды (Jcc, CMOVcc, FCMOVcc, SETcc) используют результат
сравнения, как после команды СМР.
Команда FCOMP после выполнения сравнения выталкивает из стека содер-
жимое ST(0) (помечает его как пустой и увеличивает ТОР на 1), а команда
FCOMPP выталкивает из стека и ST(0), и ST(1).
Команда	Назначение	Процессор
FUCOM источник	Сравнить вещественные числа без учета порядков	80387
FUCOMP источник	Сравнить без учета порядков и вытолкнуть из стека	80387
FUCOMPP	Сравнить без учета порядков и вытолкнуть из стека два числа	80387
Числа с плавающей запятой
III
т
1
75
Эти команды аналогичны FCOM/FCOMP/FCOMPP во всем, но в роли источ-
ника могут выступать только регистры ST(n), и если один из операндов - QNAN
(«тихое» не-число), флаги СЗ, С2, СО устанавливаются в единицы, однако исключе-
ние «недопустимая операция» не вызывается. Если один из операндов - SNAN или
неподдерживаемое число, эти команды ведут себя так же, как и обычное сравнение.
Команда	Назначение	Процессор
FICOM источник	Сравнить целые числа	8087
FICOMP источник	Сравнить целые и вытолкнуть из стека	8087
Эти команды сравнивают содержимое регистра ST(0) и источйика (16- или 32-
битная переменная), причем считается, что источник содержит целое число. В ос-
тальном действие FICOM/FICOMP полностью эквивалентно FCOM/FCOMP.
Команда	Назначение	Процессор
FCOMI источник	Сравнить и установить EFLAGS	Р6
FCOMIP источник	Сравнить, установить EFLAGS и вытолкнуть	Р6
FUCOMI источник	Сравнить без учета порядков и установить EFLAGS	Р6
FUCOMIP источник	Сравнить без учета порядков, установить EFLAGS	Р6
	и вытолкнуть из стека	
Выполняет сравнение регистра ST(0) и источника (регистр ST(n)) и устанав-
ливает флаги регистра EFLAGS соответственно табл. 15.
Таблица 15. Флаги после команд FUCOM
Условие	ZF	PF	CF
ST(O)> источник	0	0	0
ST(O) < источник	0	0	1
ST(O) = источник	1	0	0
Несравнимы	1	1	1
Эти команды эквивалентны командам FCOM/FCOMP/FUCOM/FUCOMP,
вслед за которыми исполняются FSMSW АХ и SAHF, но они не изменяют содер-
жимого регистра АХ и выполняются быстрее.
Команда	Назначение	Процессор
FTST	Проверить, не содержит ли SP(0) ноль	8087
Сравнивает содержимое ST(0) с нулем и выставляет флаги СЗ, С2 и СО анало-
гично другим командам сравнения.
Команда	Назначение	Процессор
FXAM	Проанализировать содержимое ST(0)	8087
Устанавливает флаги СЗ, С2 и СО в зависимости от типа числа, находящегося
в ST(O), в соответствии с правилами, приведенными в табл. 16.
76 i Г Т i
If
Процессоры Intel в реальном режиме
. /
Таблица 16. Результаты действия команды FXAM
Тип числа	сз	С2	со
Неподдерживаемое	0	0	0
Не-число	0	0	1
Нормальное конечное число	0	1	0
Бесконечность	0	1	1
Ноль	1	0	0
Регистр пуст	1	0	1
Денормализованное число	1	1	0
Флаг С1 устанавливается равным знаку числа в ST(O) независимо от типа
числа (на самом деле он устанавливается, даже если регистр помечен как пустой).
2.4.7. Трансцендентные операции FPU
Команда	Назначение	Процессор
FSIN	Синус	80387
Вычисляет синус числа, находящегося в ST(0), и сохраняет результат в этом
же регистре. Операнд считается заданным в радианах и не может быть больше 263
или меньше -263 (можно воспользоваться FPREM с делителем 2л, если операнд
слишком велик). Если операнд выходит за эти пределы, флаг С2 устанавливается
в 1 и значение ST(0) не изменяется.
Команда	Назначение	Процессор
FCOS	Косинус	80387
Вычисляет косинус числа, находящегося в ST(0), и сохраняет результат в этом
же регистре. Операнд считается заданным в радианах и не может быть больше 263
или меньше -2ю (так же, как и в случае синуса, можно воспользоваться FPREM
с делителем 2л, если операнд слишком велик). Если операнд выходит за эти пре-
делы. флаг С2 устанавливается в 1 и значение ST(0) не изменяется.
Команда	Назначение	Процессор
FSINCOS	Синус и косинус	80387
Вычисляет синус и косинус числа, находящегося в ST(0), помещает синус в ST(0),
азатем косинус в стек (так что синус оказывается в ST(1), косинус - в ST(0), и ТОР
уменьшается на 1). Операнд считается заданным в радианах и не может быть боль-
ше 263 или меньше -263. Если операнд выходит за эти пределы, флаг С2 устанав-
ливается в 1 и значение ST(0) и стек не изменяются.
Числа с плавающей запятой		ПИВ	,	: 77
			
Команда	Назначение		Процессор
FPTAN	Тангенс		8087
Вычисляет тангенс числа, находящегося в регистре ST(0), заменяет его на
вычисленное значение и затем помещает 1 в стек, так что результат оказывается
в ST(1), ST(0) содержит 1, а ТОР уменьшается на единицу. Как и для остальных
тригонометрических команд, операнд считается заданным в радианах и не может
быть больше 263 или меньше -263. Если операнд выходит за эти пределы, флаг С2
устанавливается в 1 и значение ST(0) и стек не изменяются. Единица помещает-
ся в стек для того, чтобы можно было получить котангенс вызовом команды
FDIVR сразу после FPTAN.
Команда	Назначение	Процессор
FPATAN	Арктангенс	8087
Вычисляет арктангенс числа, получаемого при делении ST(1) на ST(0), сохра-
няет результат в ST(1) и выталкивает ST(0) из стека (помечает ST(0) как пустой
и увеличивает ТОР на 1). Результат всегда имеет тот же знак, что и ST(1), и мень-
ше л по абсолютной величине. Смысл этой операции в том, что FPATAN вычис-
ляет угол между осью абсцисс и линией, проведенной из центра координат в точ-
ку ST(1), ST(0).
FPATAN может выполняться над любыми операндами (кроме не-чисел), давая
результаты для различных нулей и бесконечностей, определенные в соответствии
со стандартом IEEE (как показано в табл. 17).
Таблица 17. Результаты работы команды FPATAN1
ST0)	—оо	-F	-0	+0	+F	+оо
-оо	-Зя/4	-я/2	-я/2	-я/2	-я/2	-я/4
-F	-л	от -я до -я/2	-я/2	-я/2	от -я/2 до -0	-0
-0	-л	-л	-л	-0	-0	-0
+0	+я	+я	+я	+0	+0	+0
+F	+я	от +я до +я/2	+я/2	+я/2	от +я/2 до +0	+0
+оо	+Зя/4	+я/2	+я/2	+я/2	+я/2	+я/4
Команда	Назначение	Процессор
F2XM1	Вычисление 2х-1	8087
Возводит 2 в степень, равную ST(0), и вычитает 1. Результат сохраняется
в ST(0). Значение ST(0) должно лежать в пределах от -1 до +1, иначе результат
не определен.
! F в этой таблице - конечное вещественное число.
	III	Процессоры Intel в реальном режиме
Команда		Назначение	Процессор
FYL2X	-	Вычисление у х 1од2(х)	8087
Вычисляет ST(1) х log2(ST(0)), помещает результат в ST(1) и выталкивает
ST(0) из стека, так что после этой операции результат оказывается в ST(0). Пер-
воначальное значение ST(0) должно быть неотрицательным. Если регистр ST(0)
содержал ноль, результат (если ZM - 1) будет равен бесконечности со знаком,
обратным ST(1).
Команда	Назначение	Процессор
FYL2XP1	Вычисление у х 1од2(х+1)	8087
Вычисляет ST(1) X log2(ST(0) + 1), помещает результат в ST(1) и выталкивает
ST(0) из стека, так что после этой операции результат оказывается в ST(0). Пер-
воначальное значение ST(0) должно быть в пределах от -(1 - ^2/2) до (1 + V2/2),
в противном случае результат не определен. Команда FYL2XP1 дает большую точ-
ность для ST(0), близких к нулю, чем FYL2X для суммы того же ST(0) и 1.
2.4.8. Константы FPU
Команда	Назначение	Процессор
FLD1	Поместить в стек 1,0	8087
FLDZ	Поместить в стек +0,0	8087
FLDPI	Поместить в стек число л	8087
FLDL2E	Поместить в стек 1од2(е)	8087
FLDL2T	Поместить в стек 1од2( 10)	8087
FLDLN2	Поместить в стек ln(2)	8087
FLDLG2	Поместить в стек 1д(2)	8087
Все эти команды помещают в стек (то есть уменьшают ТОР на один и поме-
щают в ST(0)) соответствующую часто используемую константу. Начиная с со-
процессора 80387, все константы хранятся в более точном формате, чем 80-бит-
ный формат, используемый в регистрах данных, и при загрузке в стек происходит
округление в соответствии с полем RC.
2.4.9.	Команды управления FPU
Команда	Назначение	Процессор
FINCSTP	Увеличить указатель вершины стека	8087
Поле ТОР регистра состояния FPU увеличивается на 1. Если ТОР было равно
семи, оно обнуляется. Эта команда не эквивалентна выталкиванию ST(0) из сте-
ка, потому что регистр данных, который назывался ST(O) и стал ST(7), не поме-
чается как пустой.
Числа с плавающей запятой
TTTLJ J__i 79
Команда	Назначение	Процессор
FDECSTP	Уменьшить указатель вершины стека	8087
Поле ТОР регистра состояния FPU уменьшается на 1. Если ТОР было равно
нулю, оно устанавливается в 7. Содержимое регистров данных и TW не изменяется.
Команда	Назначение	Процессор
FFREE операнд	Освободить регистр данных	8087
Команда отмечает в регистре TW, что операнд (регистр данных ST(n)) пустой.
Содержимое регистра и ТОР не изменяется.
Команда	Назначение	Процессор
FINIT	Инициализировать FPU	8087
FNINIT	Инициализировать FPU без ожидания	8087
Команды FINIT и FNINIT восстанавливают значения по умолчанию в регистрах
CR, SR, TW, а начиная с 80387 - FIP и FDP. Управляющий регистр инициализируется
значением 037Fh (округление к ближайшему, 64-битная точность, все исключе-
ния замаскированы). Регистр состояния обнуляется (ТОР = 0, флаги исключе-
ний не установлены). Регистры данных никак не изменяются, но все они помеча-
ются пустыми в регистре TW. Регистры FIP и FDP обнуляются. Команда FINIT,
в отличие от FNINIT, проверяет наличие произошедших и необработанных ис-
ключений и обрабатывает их до инициализации. Команда FINIT полностью эк-
вивалентна (и на самом деле является) WAIT FNINIT.
Команда	Назначение	Процессор
FCLEX	Обнулить флаги исключений	8087
FNCLEX	Обнулить флаги исключений без ожидания	8087
Команды обнуляют флаги исключений (РЕ, UE, ОЕ, ZE, DE, IE), а также фла-
ги ES, SF и В в регистре состояния FPU. Команда FCLEX, в отличие от FNCLEX,
проверяет наличие произошедших и необработанных исключений и обрабатыва-
ет их до выполнения. Команда FCLEX полностью эквивалентна (и на самом деле
является) WAIT FNCLEX.
Команда	Назначение	Процессор
FSTCW приемник	Сохранить регистр CR	8087
FNSTCW приемник	Сохранить регистр CR без ожидания	8087
Команды копируют содержимое CR в приемник (16-битная переменная). Ко-
манда FSTCW, в отличие от FNSTCW, проверяет наличие Произошедших и нео-
бработанных исключений и обрабатывает их до выполнения. Команда FSTCW
полностью эквивалентна (и на самом деле является) WAIT FNSTCW.
Процессоры Intel в реальном режиме
Команда	Назначение	Процессор
FLDCW источник	Загрузить регистр CR	8087
Копирует содержимое источника (16-битная переменная) в регистр CR. Если
один или несколько флагов исключений установлены в регистре SR и замаски-
рованы в CR, а команда FLDCW эти маски удалила, исключения будут обрабо-
таны перед началом выполнения следующей команды FPU (кроме команд без
ожидания). Чтобы этого не происходило, обычно перед FLDCW выполняют
команду FCLEX.
Команда	Назначение	Процессор
FSTENV приемник	Сохранить вспомогательные регистры	8087
FNSTENV приемник	Сохранить вспомогательные регистры без ожидания	8087
Сохраняет все вспомогательные регистры FPU в приемник (14 или 28 байт
в памяти, в зависимости от разрядности операндов) и маскирует все исключения,
а также сохраняет содержимое регистров CR, SR, TW, FIP, FDP и последнюю
команду в формате, зависящем от текущей разрядности операндов и адресов
(7 двойных слов для 32-битных операндов и 7 слов для 16-битных операндов).
Первое слово (или младшая половина первого двойного слова в 32-битном случае)
всегда содержит CR, второе слово - SR, третье слово - TW, четвертое - FIP. Ис-
пользование последних трех слов варьируется в зависимости от текущей разряд-
ности адресации и операндов.
□	32-битные операнды и 16-битная адресация:
двойное слово 5: биты 10-0 старшего слова - код последней команды, млад-
шее слово - селектор для FIP;
двойное слово 6: FDP (32-битный);
двойное слово 7: младшее слово содержит селектор для FDP;
□	32-битные операнды и 16-битная адресация:
двойное слово 5: биты 31-16 - FIP, биты 10-0 - код последней команды;
двойное слово 6: биты 15-0 - FDP;
двойное слово 7: биты 31-16 - FDP;
□	16-битные операнды и 32-битная адресация:
слово 5: селектор для FIP;
слово 6: FDP;
слово 7: селектор для FDP;
□	16-битные операнды и 16-битная адресация:
слово 5: биты 15-12 - биты 19-16 20-битного FIP, биты 10-0 - код послед-
ней команды;
слово 6: FDP;
слово 7: биты 15-12 - биты 19-16 20-битного FDP.
Из кода последней выполненной FPU-команды сохраняются первые два бай-
та без префиксов и без первых пяти бит, которые одинаковы для всех команд FPU,
то есть всего 11 бит. Команда FSTENV, в отличие от FNSTENV, проверяет наличие
Числа с плавающей запятой	111ИМНМЕВ
произошедших и необработанных исключений и обрабатывает их до выполнения.
Команда FSTENV полностью эквивалентна (и на самом деле является) WAIT
FNSTENV.
Команда	Назначение	Процессор
FLDENV источник	Загрузить вспомогательные регистры	8087
Команда загружает все вспомогательные регистры FPU (регистры CR, SR, TW,
FIP, FDP) из источника (область памяти в 14 или 28 байт, в зависимости от раз-
рядности операндов), сохраненные ранее командой FSTENV/FNSTENV. Если в за-
гружаемом SW установлены несколько (или один) флагов исключений, которые
одновременно не замаскированы флагами CR, то эти исключения будут выполне-
ны перед следующей командой FPU (кроме команд без ожидания).
Команда	Назначение	Процессор
FSAVE приемник	Сохранить состояние FPU	8087
FNSAVE приемник	Сохранить состояние FPU без ожидания	8087
Сохраняет состояние FPU (регистры данных и вспомогательные регистры)
в приемник (область памяти размером 94 или 108 байт, в зависимости от разряд-
ности операндов) и инициализирует FPU аналогично командам FINIT/FNINIT.
Команда FSAVE, в отличие от FNSAVE, проверяет наличие произошедших и нео-
бработанных исключений и обрабатывает их до выполнения. Она полностью эк-
вивалентна (и на самом деле является) WAIT FNSAVE. Эта команда обычно ис-
пользуется операционной системой при переключении задач или программами,
которые должны передавать вызываемым процедурам чистый FPU.
Команда	Назначение	Процессор
FXSAVE приемник	Быстрое сохранение состояния FPL)	PII
Команда FXSAVE сохраняет текущее состояние FPU, включая все регистры,
в приемник (512-байтную область памяти с адресом, кратным 16), не проверяя на
необработанные исключения, аналогично команде FNSAVE. Кроме того, в отли-
чие от FSAVE/FNSAVE, эта команда не переинициализирует FPU после сохране-
ния состояния. Она несовместима с FSAVE/FRSTOR.
Команда	Назначение	Процессор
FRSTOR источник	Восстановить состояние FPU	8087
Загружает состояние FPU (вспомогательные регистры и регистры данных) из
источника (область в памяти размером в 94 или 108 байт, в зависимости от раз-
рядности операндов).
Команда	Назначение	Процессор
FXRSTOR источник	Быстрое восстановление состояния FPU	РЯ

Процессоры Intel в реальном режиме
82
Команда FXRSTOR восстанавливает текущее состояние FPU, включая все ре-
гистры, из источника (512-байтной области памяти с адресом, кратным 16), кото-
рый был заполнен командой FXSAVE.
Команда	Назначение	Процессор
FSTSW приемник	Сохранить регистр SR	80287
FNSTSW приемник	Сохранить регистр SR без ожидания	80287
Сохраняет текущее значение регистра SR в приемник (регистр АХ или 16-бит-
ная переменная). Команда FSTSW АХ обычно используется после команд срав-
нения и FPREM/FPREM1/FXAM, чтобы выполнять условные переходы.
Команда	Назначение	Процессор
WAIT FWAIT	Ожидание готовности FPU	8087
Процессор проверяет, присутствуют ли необработанные и незамаскированные
исключения FPU, и обрабатывает их. Эту команду можно указывать в критичес-
^t'X'& ^l^ztl^Wv/zX'fcxxx/xv^xxv'xwixO' I'C'ixxx^x
дут обработаны. WAIT и FWAIT - разные названия для одной и той же команды.
Команда	Назначение	Процессор
FNOP 1	Отсутствие операции	8087
Эта команда занимает место и время, но не выполняет никакого действия. Уста-
ревшие команды FPU - FENI (разрешить исключения, 8087), FDISI (запретить
исключения, 8087) и FSETPM (80287) выполняются как FNOP всеми более стар-
шими процессорами.
2.5.	Расширение IA ММХ
Начиная с модификации процессора Pentium Р54С, все процессоры Intel содер-
жат расширение ММХ, предназначенное для увеличения эффективности про-
грамм, работающих с большими потоками данных (обработка изображений, звука,
видео, синтез), то есть для всех тех случаев, когда нужно выполнить несложные
операции над массивами однотипных чисел. ММХ предоставляет несколько новых
типов данных, регистров и команд, позволяющих осуществлять арифметические
и логические операции над несколькими числами одновременно.
2.5.1.	Регистры ММХ
Расширение ММХ включает в себя восемь 64-битных регистров общего поль-
зования ММО - ММ7, показанных на рис. 14.
Физически никаких новых регистров с введением ММХ не появилось, ММО -
ММ7 - это в точности мантиссы восьми регистров FPU, от R0 до R7. При записи
числа в регистр ММХ оно оказывается в битах 63-0 соответствующего регистра
Расширение IA ММХ	||И	1 i i i 83
	
FPU, а экспонента (биты 78-64) и ее знаковый бит (бит	ММ7
79) заполняются единицами. Запись числа в регистр FPU также приводит к изменению соответствующего ре- гистра ММХ. Любая команда ММХ, кроме EMMS, при- водит к тому, что поле ТОР регистра SR и весь регистр	ММб
	ММб
	ММ4
TW в FPU обнуляются. Команда EMMS заполняет ре-	• ММ3
гистр TW единицами. Таким образом, нельзя одновре-	ММ2
менно пользоваться командами для работы с числами с плавающей запятой и командами ММХ, а если это необходимо - следует применять команды FSAVE/ FRSTOR каждый раз перед переходом от FPU к ММХ и обратно (эти команды сохраняют состояние регистров ММХ точно так же, как и FPU).	ММ1
	ММО
	63	0 Рис. 14. Регистры ММХ
2.5.2.	Типы данных ММХ
ММХ использует четыре новых типа данных:
□	учетверенное слово - простое 64-битное число;
□	упакованные двойные слова + два 32-битных двойных слова, упакованные
в 64-битный тип данных. Двойное слово 1 занимает биты 63-32, и двойное
слово 0 - биты 31-0;
□	упакованные слова - четыре 16-битных слова, упакованные в 64-битный тип
данных. Слово 3 занимает биты 63-48, слово 0 - биты 15-0;
□	упакованные байты - восемь байт, упакованных в 64-битный тип данных.
Байт 7 занимает биты 63-56, байт 0 - биты 7-0.
Команды ММХ перемещают упакованные данные в память или в обычные
регистры как целое, но выполняют арифметические и логические операции над
каждым элементом по отдельности.
Арифметические операции в ММХ могут использовать специальный способ
обработки переполнений и антипереполнений - насыщение. Если результат опе-
рации больше, чем максимальное значение для его типа данных (+127 для байта
со знаком), то результат подразумевают равным этому максимальному значению.
Если он меньше минимального значения - соответственно его считают равным
минимально допустимому значению. Например, при операциях с цветом насыще-
ние позволяет ему превращаться в чисто белый при переполнении и в чисто чер-
ный при антипереполнении, в то время как обычная арифметика привела бы к не-
желательной инверсии цвета.
2.5.3.	Команды пересылки данных ММХ
Кбманда	Назначение	Процессор
MOVD приемник,источник	Пересылка двойных слов	ММХ
Команда копирует двойное слово из источника (регистр ММХ, обычный ре-
гистр или переменная) в приемник (регистр ММХ, обычный регистр или пере-
менная, но один из операндов обязательно должен быть регистром ММХ). Если
Процессоры Intel в реальном режиме
приемник - регистр ММХ, двойное слово записывается в его младшую половину
(биты 31-0), а старшая заполняется нулями. Если источник - регистр ММХ,
в приемник записывается младшее двойное слово этого регистра.
Команда	Назначение	Процессор
MOVQ приемник,источник	Пересылка учетверенных слов	ММХ
Копирует учетверенное слово (64 бита) из источника (регистр ММХ или пе-
ременная) в приемник (регистр ММХ или переменная, оба операнда не могут
быть переменными).
2.5.4.	Команды преобразования типов ММХ
Команда	Назначение	Процессор
PACKSSWB приемник, источник	Упаковка со знаковым насыщением	ММХ
PACKSSDW приемник, источник
Команды упаковывают и насыщает слова со знаком в байты (PACKSSWB) или
двойные слова со знаком в слова (PACKSSDW). Команда PACKSSWB Копирует
четыре слова (со знаком), находящиеся в приемнике (регистр ММХ), в 4 младших
байта (со знаком) приемника и копирует четыре слова (со знаком) из источника
(регистр ММХ или переменная) в старшие четыре байта (со знаком) приемника.
Если значение какого-нибудь слова больше +127 (7Fh) или меньше -128 (80h),
в байты помещаются числа +127 и -128 соответственно. Команда PACKSSDW
аналогично копирует два двойных слова из приемника в два младших слова при-
емника и два двойных слова из источника в два старших слова приемника. Если
значение какого-нибудь двойного слова больше +32 767 (7FFFh) или меньше
-32 768 (8000h), в слова помещаются числа +32 767 и -32 768 соответственно.
Команда	Назначение	Процессор
PACKUSWB приемник,источник	Упаковка с беззнаковым насыщением ММХ
Копирует четыре слова (со знаком), находящиеся в приемнике (регистр
ММХ), в 4 младших байта (без знака) приемника и копирует четыре слова (со
знаком) из источника (регистр ММХ или переменная) в старшие четыре байта
(без знака) приемника. Если значение какого-нибудь слова больше 255 (OFFh)
или меньше 0 (00h), в байты помещаются числа 255 и 0 соответственно.
Команда	Назначение	Процессор
PUNPCKHBW приемник,источник	Распаковка и объединение старших элементов	ММХ
PUNPCKHWD приемник,источник	Распаковка и объединение старших элементов	ММХ
PUNPCKHDQ приемник,источник	Распаковка и объединение старших элементов	ММХ
Расширение IA ММХ
ПТ ; i 85
PUNPCKHBW
Рис. 15. Действие команды PUNPCKHBW
Команды распаковывают старшие элементы источника (регистр ММХ или пе-
ременная) и приемника (регистр ММХ) и записывают их в приемник через один
(см. рис. 15).
Команда PUNPCKHBW объединяет по 4 старших байта источника и приемника,
команда PUNPCKHWD - по 2 старших слова, а команда PUNPCKHDQ копирует
в приемник по одному старшему двойному слову из источника и приемника.
Если источник содержит нули, эти команды фактически переводят старшую
половину приемника из одного формата данных в другой, дополняя увеличивае-
мые элементы нулями. PUNPCKHBW переводит упакованные байты в упакован-
ные слова, PUNPCKHWD - слова в двойные слова, a PUNPCKHDQ - един-
ственное старшее двойное слово приемника в учетверенное.
Команда	Назначение	Процессор
PUNPCKLBW приемник,источник	Распаковка и объединение младших элементов	ММХ
PUNPCKLWD приемник.источник	Распаковка и объединение младших элементов	ММХ
PUNPCKLDQ приемник.источник	Распаковка и объединение младших элементов	ММХ
Команды распаковывают младшие элементы источника (регистр ММХ или
переменная) и приемника (регистр ММХ) и записывают их в приемник через
один аналогично предыдущим командам. Команда PUNPCKLBW объединяет по
4 младших байта источника и приемника, команда PUNPCKLWD объединяет по
2 младших слова, а команда PUNPCKLDQ копирует в приемник по одному
младшему двойному слову из источника и приемника. Если источник содержит
только нули, эти команды, аналогично PUNPCKH*, фактически переводят млад-
шую половину приемника из одного формата данных в другой, дополняя увели-
чиваемые элементы нулями.
2.5.5. Арифметические операции ММХ
Команда	Назначение	Процессор
PADDB приемник.источник	Сложение	ММХ
PADDW приемник.источник	Сложение	ММХ
PADDD приемник.источник	Сложение	ММХ
Процессоры Intel в реальном режиме
Команды выполняют сложение отдельных элементов данных (байтов - для
PADDB, слов - для PADDW, двойных слов - для PADDD) источника (регистр
ММХ или переменная) и соответствующих элементов приемника (регистр
ММХ). Если при сложении возникает перенос, он не влияет ни на следующие
элементы, ни на флаг переноса, а просто игнорируется (так что, например, для
PADDB 255 + 1 = 0, если это числа без знака, или -128 + -1 = +127, если со зна-
ком).
Команда	Назначение	Процессор
PADDSB приемник.источник	Сложение с насыщением	ММХ
PADDSW приемник.источник	Сложение с насыщением	ММХ
Команды выполняют сложение отдельных элементов данных (байтов - для
PADDSB и слов - для PADDSW) источника (регистр ММХ или переменная)
и соответствующих элементов приемника (регистр ММХ). Если при сложении
сумма выходит за пределы байта со знаком для PADDSB (больше +127 или
меньше -128) или слова со знаком для PADDSW (больше +32 767 или меньше
-32 768), в качестве результата используется соответствующее максимальное или
минимальное число; так что, например, для PADDSB -128 + -1 = -128.
Команда	Назначение	Процессор
PADDUSB приемник.источник	Беззнаковое сложение с насыщением	ММХ
PADDUSWnpneMHHK, источник	Беззнаковое сложение с насыщением	ММХ
Команды выполняют сложение отдельных элементов данных (байтов - для
PADDUSB и слов - для PADDUSW) источника (регистр ММХ или переменная)
и соответствующих элементов приемника (регистр ММХ). Если при сложении
сумма выходит за пределы байта без знака для PADDUSB (больше 255 или мень-
ше 0) или слова без знака для PADDUSW (больше 65 535 или меньше 0), то в ка-
честве результата используется соответствующее максимальное или минимальное
число; так что, например, для PADDUSB 255 + 1 = 255.
Команда	Назначение	Процессор
PSUBB приемник.источник	Вычитание	ММХ
PSUBW приемник,источник	Вычитание	ММХ
PSUBD приемник.источник	Вычитание	ММХ
Команды выполняют вычитание отдельных элементов данных (байтов - для
PSUBB, слов - для PSUBW, двойных слов - для PSUBD) источника (регистр
ММХ или переменная) и соответствующих элементов приемника (регистр
ММХ). Если при вычитании возникает заем, он игнорируется (так что, например,
для PSUBB -128 - 1 = +127 - применительно к числам со знаком или 0 - 1 = 255 -
применительно к числам без знака).
Расширение IA ММХ
III
Г87
Команда	Назначение	Процессор
PSUBSB приемник, источник	Вычитание с насыщением	ММХ
PSUBSW приемник,источник	Вычитание с насыщением	ММХ
Команды выполняют вычитание отдельных элементов данных (байтов - для
PSUBSB и слов - для PSUBSW) источника (регистр ММХ или переменная) и соот-
ветствующих элементов приемника (регистр ММХ). Если при вычитании раз-
ность выходит за пределы байта или слова со знаком, в качестве результата ис-
пользуется соответствующее максимальное или минимальное число; так что,
например, для PSUBSB -128 - 1------128.
Команда	Назначение	Процессор
PSUBUSB приемник, источник	Беззнаковое вычитание с насыщением	ММХ
PSUBUSW приемник, источник	Беззнаковое вычитание с насыщением	ММХ
Команды выполняют вычитание отдельных элементов данных (байтов - для
PSUBUSB и слов - для PSUBUSW) источника (регистр ММХ или Переменная)
и соответствующих элементов приемника (регистр ММХ). Если при вычитании
разность выходит за пределы байта или слова без знака, в качестве результата
используется соответствующее максимальное или минимальное число; так что,
например, для PSUBUSB 0-1 = 0.
Команда	Назначение	Процессор
PMULHW приемник,источник	Старшее умножение	ММХ
Команда умножает каждое из четырех слов со знаком из источника (регистр
ММХ или переменная) на соответствующее слово со знаком из приемника (ре-
гистр ММХ). Старшее слово каждого из результатов записывается в соответству-
ющую позицию приемника.
Команда	Назначение	Процессор
PMULLW приемник,источник	Младшее умножение	ММХ
Умножает каждое из четырех слов со знаком из источника (регистр ММХ или
переменная) на соответствующее слово со знаком из приемника (регистр ММХ).
Младшее слово каждого из результатов записывается в соответствующую пози-
цию приемника.
Команда	Назначение	Процессор
PMADDWD приемник,источник	Умножение и сложение	ММХ
Умножает каждое из четырех слов со знаком из источника (регистр ММХ или
переменная) на соответствующее слово со знаком из приемника (регистр ММХ).
Произведения двух старших пар слов складываются между собой, и их сумма за-
писывается в старшее двойное слово приемника. Сумма произведений двух млад-
ших пар слов записывается в младшее двойное слово.
Процессоры Intel в реальном режиме
2.5.6. Команды сравнения ММХ
Команда	Назначение	Процессор
PCMPEQB приемник.источник	Проверка на равенство	ММХ
PCMPEQW приемник.источник	Проверка на равенство	ММХ
PCMPEQD приемник.источник	Проверка на равенство	ММХ
Команды сравнивают индивидуальные элементы данных (байты - в случае
PCMPEQB, слова - в случае PCMPEQW, двойные слова - в случае PCMPEQD)
источника (регистр ММХ или переменная) с элементами приемника (регистр
ММХ). Если пара сравниваемых элементов равна, соответствующий элемент при-
емника заполняется единицами, если они не равны - элемент заполняется нулями.
Команда	Назначение	Процессор
PCMPGTB приемник.источник	Сравнение	ММХ
PCMPGTW приемник.источник	Сравнение	ММХ
PCMPGTD приемник.источник	Сравнение	ММХ
Команды сравнивают индивидуальные элементы данных (байты - в случае
PCMPGTB, слова - в случае PCMPGTW, двойные слова - в случае PCMPGTD)
источника (регистр ММХ или переменная) с элементами приемника (регистр
ММХ). Если элемент приемника больше, чем соответствующий элемент источ-
ника, все биты в этом элементе приемника устанавливаются в единицы. Если эле-
мент приемника меньше или равен элементу источника, он обнуляется.
2.5.7. Логические операции ММХ
Команда	Назначение	Процессор
PAND приемник.источник	Логическое И	ММХ
Команда выполняет побитовое «логическое И» над источником (регистр ММХ
или переменная) и приемником (регистр ММХ) и сохраняет результат в приемнике.
Каждый бит результата устанавливается в 1, если соответствующие биты в обо-
их операндах равны 1, в противном случае бит сбрасывается в 0.
Команда	Назначение	Процессор
PANDN приемник.источник	Логическое НЕ-И (штрих Шеффера)	ММХ
Выполняет побитовое «логическое НЕ» (то есть инверсию битов) над прием-
ником (регистр ММХ) и затем побитовое «логическое И» над приемником и ис-
точником (регистр ММХ или переменная). Результат сохраняется в приемнике.
Каждый бит результата устанавливается в 1. только если соответствующий бит
источника был равен 1, а приемника - 0, иначе бит сбрасывается в 0. Эта логичес-
кая операция называется также штрихом Шеффера.
Команда	Назначение	Процессор
РОЯ приемник.источник	Логическое ИЛИ	ММХ
Расширение IА ММХ
111 i I I 89
Выполняет побитовое «логическое ИЛИ» над источником (регистр ММХ или
переменная) и приемником (регистр ММХ) и сохраняет результат в приемнике.
Каждый бит результата сбрасывается в 0, если соответствующие биты в обоих
операндах равны 0, в противном случае бит устанавливается в 1.
Команда	Назначение	Процессор
PXOR приемник.источник	Логическое исключающее ИЛИ	ММХ
Выполняет побитовое «логическое исключающее ИЛИ» над источником (ре-
гистр ММХ или переменная) и приемником (регистр ММХ) и сохраняет резуль-
тат в приемнике. Каждый бит результата устанавливается в 1, если соответствую-
щие биты в обоих операндах равны, иначе бит сбрасывается в 0.
2.5.8. Сдвиговые операции ММХ
Команда	Назначение	Процессор
PSLLW приемник.источник	Логический сдвиг влево	ММХ
PSLLD приемник.источник	Логический сдвиг влево	ММХ
PSLLQ приемник.источник	Логический сдвиг влево	ММХ
Команды сдвигают влево биты в каждом элементе (в словах - для PSLLW,
в двойных словах - для PSLLD, во всем регистре - для PSLLQ) приемника (ре-
гистр ММХ) на число битов, указанное в источнике (8-битное число, регистр
ММХ или переменная). При сдвиге младшие биты заполняются нулями, так что,
например, команды
psllw mm0,15
pslld mm0,31
psllq mm0,63
обнуляют регистр MMO.
Команда	Назначение	Процессор
PSRLW приемник.источник	Логический сдвиг вправо	ММХ
PSRLD приемник.источник	Логический сдвиг вправо	ММХ
PSRLQ приемник.источник	Логический сдвиг вправо	ММХ
Команды сдвигают вправо биты в каждом элементе (в словах - для PSRLW,
в двойных словах - для PSRLD, во всем регистре - для PSRLQ) приемника (ре-
гистр ММХ) на число битов, указанное в источнике (8-битное число, регистр
ММХ или переменная). При сдвиге старшие биты заполняются нулями.
Команда	Назначение	Процессор
PSRAW приемник.источник	Арифметический сдвиг вправо	ММХ
PSRAD приемник.источник	Арифметический сдвиг вправо	ММХ
Команды сдвигают вправо биты в каждом элементе (в словах - для PSRAW
и в двойных словах - для PSRAD) приемника (регистр ММХ) на число битов,
90 Т ГТ. тп
Процессоры Intel в реальном режиме
указанное в источнике (8-битное число, регистр ММХ или переменная). При
сдвиге самый старший (знаковый) бит используется для заполнения Пустеющих
старших битов, так что фактически происходит знаковое деление на 2 в степени,
равной содержимому источника.
2.5.9.	Команды упраййения состоянием ММХ
Команда	Назначение	Процессор
EMMS	Освободить регистры ММХ	ММХ
Если выполнялись какие-нибудь команды ММХ (кроме EMMS), все регист-
ры FPU помечаются как занятые (в регистре TW). Команда EMMS помечает все
регистры FPU как пустые для того, чтобы после завершения работы с ММХ мож-
но было передать управление процедуре, использующей FPU.
2.5.10.	Расширение AMD 3D
Процессоры AMD, начиная с AMD Кб 3D, поддерживают дополнительное рас-
ширение набора команд ММХ. В AMD 3D вводится новый тип данных - упако-
ванные 32-битные вещественные числа, определяются новые команды (начинаю-
щиеся с PF) и несколько дополнительных команд для работы с обычными
ММХ-типамй данных:
□	PI2FD приемник,источник - преобразовывает упакованные 32-битные целые
со знаком (двойные слова) в упакованные вещественные числа;
UPF2ID приемник,источник - преобразовывает упакованные вещественные
в упакованные целые числа со знаком (преобразование с насыщением);
□	PAVGUSB приемник,источник - вычисляет средние арифметические для упа-
кованных 8-битных целых чисел без знака;
UPMULHRW приемник,источник - перемножает упакованные 16-битные це-
лые со знаком и сохраняет результаты как 16-битные целые в приемнике
(при переполнениях выполняется насыщение);
□	PFACC приемник,источник - сумма вещественных чисел в приемнике поме-
щается в младшую половину приемника, сумма вещественных чисел из ис-
точника помещается в старшую половину приемника;
UPFADD приемник,источник - сложение упакованных вещественных чисел;
UPFSUB приемник,источник - вычитание упакованных вещественных чисел;
QPFSUBR приемник,источник - обратное вычитание (приемник из источни-
ка) упакованных вещественных чисел;
□	PFMUL приемник,источник - умножение упакованных вещественных чисел.
Набор команд для быстрого вычисления по итерационным формулам:
Быстрое деление:
хм = хХ2 " bxi>
х0 = PFRCP(b)
х, = PFRCPITl(b,x0)
Расширение SSE
х2 - PFRCPIT2(x1,x0)
xi+,= PFMUL(b,x3)
Быстрое вычисление квадратного корня:
xi+1 - х,(3 - bXj2)/2
х0 - PFRSQRT(b)
Xj = PFMUL(x0,x0)
x2 = PFRSQIT(b,X1)
x3 = PFRCPIT2(x2,x0)
x.+1 = PFMUL(b,x3)
dPFCMPEQ приемник,источник - проверка равенства для упакованных веще-
ственных чисел (полностью аналогично PCMPEQW);
□	PFCMPGE приемник,источник - сравнение упакованных вещественных чи-
сел: если число в приемнике больше или равно числу в источнике, все его
биты устанавливаются в 1;
□	PFCMPGT приемник,источник - сравнение упакованных вещественных чисел:
если число в приемнике больше числа в источнике, все его биты устанавли-
ваются в 1;
□	PFMAX приемник,источник - сохраняет в приемнике максимальное из каж-
дой пары сравниваемых вещественных чисел;
□	PFMIN приемник,источник - сохраняет в приемнике минимальное из каж-
дой пары сравниваемых вещественных чисел;
UFEMMS - более быстрая версия команды EMMS;
□	PREFETCH источник - заполняет строку кэша L1 из памяти по адресу, ука-
занному источником;
□	PREFETCHW источник - заполняет строку кэша L1 из памяти по адресу, ука-
занному источником, и помечает как модифицированную.
2.6.	Расширение SSE
2.6.1.	Регистры SSE
Со времени процессора Pentium III (Katmai) появилось новое расширение SSE
(Streaming SIMD Extensions потоковые SIMD-расширения), где SIMD (Single
Instructiorj - Multiple Data) - общий для SSE и ММХ подход к обработке боль-
шого количества данных одной командой. Расширение предназначается для со-
временных приложений, работающих с двумерной и трехмерной графикой, видео-,
аудио- и другими видами потоковых данных.
В отличие от ММХ, это расширение не использует уже существующие ресур-
сы процессора, а вводит 8 новых независимых 128-битных регистров данных:
ХММО, ХММ1, ХММ2, ХММЗ, ХММ4, ХММ5, ХММ6 и ХММ7. Таким образом
решаются проблемы технологии ММХ - не требуется команд типа EMMS хтя
переключения режимов и можно пользоваться другими расширениями, работая
с SSE.
92_ _ III Ш
Процессоры intel в реальном режиме
Кроме восьми регистров данных, вводится дополнительный 32-битный ре-
гистр управления/состояния MXCSR, который используется для маскирования
исключений, выбора режимов и определения состояния флагов:
бит 0: произошло исключение IE
бит 1: произошло исключение DE	
бит 2: произошло исключение ZE
бит 3: произошло исключение ОЕ
бит 4: произошло исключение UE
бит 5: произошло исключение РЕ
бит 6: зарезервирован (всегда 0)
бит 7: IM - маска исключения IE
бит 8: DM - маска исключения DE
бит 9: ZM - маска исключения ZE
бит 10: ОМ - маска исключения ОЕ
бит И: UM - маска исключения UE
бит 12: РМ - маска исключения РЕ
биты 14-13: RC - управление округлением
бит 15: FZ - режим сброса в ноль (flush-to-zero)
биты 31-16: зарезервированы (всегда 0)
Все маскирующие биты по умолчанию (при включении процессора) устанав-
ливаются в 1, так что никакие исключения не обрабатываются.
Поле RC определяет режим округления: 00 - к ближайшему числу, 01 - к от-
рицательной бесконечности, 10 - к положительной бесконечности, И - к нулю.
По умолчанию устанавливается в режим округления к ближайшему числу.
Бит FZ включает режим сброса в ноль (по умолчанию выключен). В этом ре-
жиме команды SSE не превращают слишком маленькое число с плавающей запя-
той в денормализованное (как этого требует стандарт IEEE), а возвращают ноль.
Знак нуля соответствует знаку получившегося бы денормализованного числа,
и. кроме того, устанавливаются флаги РЕ и UE.
2.6.2.	Типы данных SSE
Основной тип данных, с которым работают команды SSE, - упакованные чис-
ла с плавающей запятой одинарной точности. В одном 128-битном регистре раз-
мещаются сразу четыре таких числа - в битах 127-96 (число 3), 95-64/число 2),
63-32 (число 1) и 31-0 (число 0). Это стандартные 32-битные числа с плавающей
запятой, используемые числовым сопроцессором. Целочисленные команды SSE
могут работать с упакованными байтами, словами или двойными словами. Одна-
ко эти команды оперируют данными, находящимися в регистрах ММХ.
2.6.3.	Команды SSE
Все команды SSE доступны из любых режимов процессора - реального, защи-
щенного и режима V86„
Расширение SSE
Команды пересылки данных
Команда	Назначение	Процессор
MOVAPS приемник.источник	Переслать выравненные упакованные числа	Pill
Копирует 128 бит из источника в приемник. Каждый из аргументов может быть
либо регистром SSE, либо переменной в памяти, но пересылки типа память-память
запрещены. Если адрес переменной некратен 16 байтам (128 битам), вызывается
исключение #GP.
Команда	Назначение	Процессор
MOVUPS приемник.источник	Переслать невыравненные упакованные числа Pill
Копирует 128 бит из источника в приемник. Каждый из аргументов может быть
либо регистром SSE, либо переменной в памяти, но пересылки типа память-память
запрещены. В тех случаях, когда легко достичь выравнивания всех данных по адре-
сам, кратным 16 байт, рекомендуется пользоваться командой MOVAPS, так как она
более эффективна.
Команда	Назначение	Процессор
MOVHPS приемник.источник	Переслать старшие упакованные числа	PIII
Копирует старшие 64 бита из источника в приемник. Младшие 64 бита прием-
ника не изменяются. Каждый из аргументов может быть либо регистром SSE,
либо переменной в памяти, но пересылки типа память-память запрещены.
Команда	Назначение	Процессор
MOVLPS приемник.источник	Переслать младшие упакованные числа	PIII
Копирует младшие 64 бита из источника в приемник. Старшие 64 бита прием-
ника не изменяются. Один из аргументов должен быть регистром SSE, другой -
переменной в памяти.
Команда	Назначение	Процессор
MOVHLPS приемник.источник	Переслать старшие упакованные числа	PIII
	в младшие
Копирует старшие 64 бита источника в младшие 64 бита приемника. Старшие
64 бита приемника не изменяются. И приемником, и источником могут быть толь-
ко регистры SSE.
Команда	Назначение	Процессор
MOVLHPS приемник.источник Переслать младшие упакованные числа	РШ
в старшие
94! I HI
Процессоры Intel в реальном режиме
Копирует младшие 64 бита источника в старшие 64 бита приемника. Младшие
64 бита приемника не изменяются. И приемником, и источником могут быть толь-/
кй регистры SSE.
Команда	Назначение	Процессор
MOVMSKPS приемник, источник	Переслать маску в переменную	PIII
В приемник (32-битный регистр центрального процессора) записывается 4-бит-
ная маска, отвечающая знакам четырех вещественных чисел, находящихся в ис-
точнике (128-битный регистр SSE). Фактически бит 0 приемника устанавливает-
ся равным биту 31 источника, бит 1 - биту 63, бит 2 - биту 95, бит 3 - биту 127,
а биты 4-31 приемника обнуляются.
Команда	Назначение	Процессор
MOVSS приемник,источник	Переслать одно вещественное число	PIII
Копирует младшие 64 бита из источника в приемник. Если приемник - ре-
гистр, его старшие 96 бит обнуляются. Если приемник - переменная в памяти,
старшие 96 бит не изменяются. Каждый из аргументов может быть либо регистром
SSE, либо переменной в памяти, но пересылки типа память-память запрещены.
Арифметические команды
Команда	Назначение	Процессор
ADDPS приемник, источник	Сложение упакованных вещественных чисел Р|Н
Выполняет параллельное сложение четырех пар чисел с плавающей запятой,
находящихся в источнике (переменная или регистр SSE) и приемнике (регистр
SSE). Результат записывается в приемник.
Команда	Назначение	Процессор
ADDSS приемник,источник	Сложение одного вещественного числа	Pill
Выполняет сложение нулевых (занимающих биты 31-0) чисел с плавающей за-
пятой в источнике (переменная или регистр SSE) и приемнике (регистр SSE). Ре-
зультат записывается в биты 31-0 приемника, биты 127-32 остаются без изменений.
Команда	Назначение	Процессор
SUBPS приемник,источник	Вычитание упакованных вещественных чисел PIII
Выполняет параллельное вычитание чисел с плавающей запятой, находящих-
ся в источнике (переменная или регистр SSE), из чисел, находящихся в приемни-
ке (регистр SSE). Результат записывается в приемник.
Команда	Назначение	Процессор
SUBSS приемник,источник	Вычитание одного вещественного числа	PHI
Расширение SSE
Выполняй вычитание нулевого (занимающего биты 31-0) числа с плавающей
запятой в источнике (переменная или регистр SSE) из числа, находящегося в при-
емнике (регистр SSE). Результат записывается в биты 31-0 приемника, биты 127—
32 остаются без изменений.
Команда	Назначение	Процессор
MULPS приемник.источник	Умножение упакованных вещественных чисел	Pill
Выполняет параллельное умножение четырех пар чисел с плавающей запятой,
находящихся в источнике (переменная или регистр SSE) и приемнике (регистр
SSE). Результат записывается в приемник.
Команда	Назначение	Процессор
MULSS приемник.источник	Умножение одного вещественного числа	PIII
Выполняет умножение нулевых (занимающих биты 31-0) чисел с плавающей
запятой в источнике (переменная или регистр SSE) и приемнике (регистр SSE). Ре-
зультат записывается в биты 31-0 приемника, биты 127-32 остаются без изменений.
Команда	Назначение	Процессор
DIVPS приемник.источник	Деление упакованных вещественных чисел	PIII
Выполняет параллельное деление четырех пар чисел с плавающей запятой,
находящихся в приемнике (регистр SSE), на числа, находящиеся в источнике (пе-
ременная или регистр SSE). Результат записывается в приемник.
Команда	Назначение	Процессор
DIVSS приемник.источник	Деление одного вещественного числа	Pill
Выполняет деление нулевого (занимающего биты 31-0) числа с плавающей
запятой в приемнике (регистр SSE) на нулевое число, находящееся в источнике
(переменная или регистр SSE). Результат записывается в биты 31-0 приемника,
биты 127-32 остаются без изменений.
Команда	Назначение	Процессор
SQRTPS приемник.источник	Корень из упакованных вещественных чисел	Pill
Определяет значение квадратных корней от каждого из четырех чисел с пла-
вающей запятой, находящихся в источнике (регистр SSE или переменная), и за-
писывает их в приемник (регистр SSE).
Команда	Назначение	Процессор
SQRTSS приемник.источник	Корень из одного вещественного числа	Pill
Определяет значение квадратного корня из нулевого (занимающего биты 31-0)
числа с плавающей запятой из источника (регистр SSE или переменная) и запи-
сывает результат в биты 31-0 приемника (регистр SSE).
96 I I i I ГП
Процессоры Intel в реальном режиме
Команда
RtPPS приемник.источник
Назначение	Процессор
Обратная величина для упакованных чисел	PIII
Выполняет деление единицы на каждое из четырех чисел с плавающей запя-
той, находящихся в источнике (регистр SSE или переменная), и записывает ре-
зультаты в рриемник (регистр SSE). Максимальное значение ошибки - 1,5х2-12.
Команда	Назначение	Процессор
RCPSS приемник.источник . Обратная величина для одного числа	PIII
Выполняет деление единицы на нулевое (занимающее биты 31-0) число с плава-
ющей запятой из источника (регистр SSE или переменная) и записывает результат
в биты 31-0 приемника (регистр SSE). Максимальное значение ошибки - 1,5х2“12.
Команда
Назначение
Процессор
RSQRTPS приемник.источник . Обратный корень из упакованных чисел	PIII
Определяет обратные величины от квадратных корней (l/sqrt()) каждого из
четырех чисел с плавающей запятой, находящихся в источнике (регистр SSE или
переменная), и записывает их в приемник (регистр SSE). Максимальное значе-
ние ошибки - 1,5х242.
Команда	Назначение	Процессор
RSQRTSS приемник.источник Обратный корень из одного числа	PIII
Определяет обратную величину от квадратного корня (l/sqrt()) нулевого чис-
ла (занимающего биты 31-0) числа с плавающей запятой из источника (регистр
SSE или переменная) и записывает результат в биты 31-0 приемника (регистр
SSE). Максимальное значение ошибки - 1,5х2'12.
Команда	Назначение	Процессор
MAXPS приемник.источник	Максимум для упакованных вещественных чисел Pill
Определяет максимальные числа с плавающей запятой в каждой из четырех
пар чисел, находящихся в источнике (переменная или регистр SSE) и приемнике
(регистр SSE). Результат записывается в приемник. Если источник или прием-
ник содержит не-число (SNAN), оно возвращается в приемник без изменений.
При сравнении двух нулей возвращается нуль из источника. Если не-число срав-
нивается с другим не-числом, то возвращается не-число из приемника.
Команда	Назначение	Процессор
MAXSS приемник.источник Максимум для одной пары вещественных чисел PIII
Определяет максимальные числа с плавающей запятой в нулевой паре чисел
(биты 31-0), находящихся в источнике (переменная или регистр SSE) и прием-
нике (регистр SSE). Результат записывается в приемник. Биты 127-32 приемника
Расширение SSE
I I I I I ^97
не изменяются. Если источник или приемник содержит не-число (SNAN), оно
возвращается в приемник без изменений. При сравнении двух нулей возвращает- /
ся нуль из источника. Если не-число сравнивается с другим не-числом, возвра-
щается не-число из приемника.
Команда	Назначение	Процессор
MINPS приемник,источник	Минимум для упакованных вещественных чисел	PIII
Определяет минимальные числа с плавающей запятой в каждой из четырех
пар чисел, находящихся в источнике (переменная или регистр SSE) и приемнике
(регистр SSE). Результат записывается в приемник. Если источник или прием-
ник включает не-число (SNAN), возвращается содержимое другого не-числа из
аргументов. При сравнении двух нулей возвращается нуль из источника. Если не-
число сравнивается с другим ие-числом, возвращается не-число из источника.
Команда	Назначение	Процессор
MINSS приемник,источник	Минимум для одной пары вещественных чисел	PIII
Определяет минимальные числа с плавающей запятой в нулевой паре чисел
(биты 31-0), находящихся в источнике (переменная или регистр SSE) и прием-
нике (регистр SSE). Результат записывается в приемник. Биты 127-32 приемни-
ка не изменяются. Если источник или приемник включает не-число (SNAN), то
возвращается содержимое другого аргумента. При сравнении двух нулей возвра-
щается нуль из источника. Если не-число сравнивается с другим не-числом, воз-
вращается не-число из источника.
Команды сравнения
Команда	Назначение	Процессор
CMPPS приемник,источник,предикат	Сравнение упакованных . вещественных чисел	Pill	А
Для каждой из четырех пар вещественных чисел, находящихся в источнике
(переменная или регистр SSE) и приемнике (регистр SSE), возвращает либо 0
(ложь), либо OFFFFFFFFh (истина), в зависимости от результата сравнения. Тип
сравнения определяется предикатом (число):
Предикат	Проверяемое утверждение
0 (eq)	Приемник равен источнику
1 (It)	Приемник строго меньше источника
2 de)	Приемник меньше или равен источнику
3(unord)	Приемник или источник являются не-числом
4(neq)	Приемник не равен источнику
5 (nit)	Приемник больше или равен источнику
4 Зак. 459
98 I
Illi
Процессоры Intel в реальном режиме
Предикат	Проверяемое утверждение
6 (nle)	Приемник строго больше источника
7 (ord)	Ни приемник, ни источник не являются не-числом
Если один из операндов - не-число, результатом сравнения является 0 для
предикатов 0, 1, 2, 7 и истина для предикатов 3, 4, 5, 6.
Команда	Назначение	Процессор
CMPSS приемник.источник, предикат Сравнение одной пары	PIII
упакованных чисел
Выполняет сравнение нулевых (занимающих биты 31-0) вещественных чисел
из источника и приемника аналогично команде CMPPS. Биты 127-32 приемника
не изменяются.
Команда	Назначение	Процессор
COMISS приемик,источник	Сравнение одной пары чисел	Pill
с установкой флагов
Выполняет сравнение нулевых (занимающих биты 31-0) вещественных чисел
из источника (переменная или регистр SSE) и приемника (регистр SSE) и уста-
навливает флаги ZF, PF, CF регистра EFLAGS в соответствии с результатом. Флаги
OF, SF, AF обнуляются. Если одно из сравниваемых чисел - не-число, все три фла-
га (ZF, PF, CF) устанавливаются в 1. Если сравниваемые числа равны, то ZF - 1,
PF - CF - 0. Если приемник меньше источника, то CF = 1, ZF = PF = 0. Если
приемник больше источника - CF = ZF = PF = 0.
Команда	;	Назначение	Процессор
UCOMISS приемик,источник	Сравнение одной пары неупорядоченных Pill
чисел с установкой флагов
Эта команда полностью аналогична COMISS, но она приводит к исключению
«I. если один из операндов SNAN или QNAN; UCOMISS только если один из
операндов - SNAN.
Команды преобразования типов
Команда	Назначение	Процессор
CVTPI2PS приемник.источник	Преобразовать упакованные целые	Pill
в вещественные
Преобразует два 32-битных целых числа со знаком из источника (регистр
ММХ или 64-битная переменная) в два упакованных вещественных числа в при-
емнике (регистр SSE). Если преобразование нельзя выполнить точно, результат
округляется в соответствии с MXCSR. Биты 127-64 приемнцка не изменяются.
Команда	Назначение	Процессор
СуТР32Р1приемник,источник	Преобразовать упакованные	Pill
вещественные в целые
Расширение SSE
Преобразует младшие два 32-битных вещественных числа из источника (ре-
гистр SSE или 64-битная переменная) в два упакованных целых числа со знаком
в приемнике (регистр ММХ). Если преобразование нельзя выполнить точно, ре-
зультат округляется в соответствии с MXCSR. Если результат больше максимально-
го 32-битного числа со знаком, возвращается целая неопределенность (80000000b).
Команда	Назначение	Процессор
CVTSI2SS приемник.источник	Преобразовать целое в вещественное	PIII
Преобразует 32-битное целое число со знаком из источника (переменная или
32-битный регистр) в вещественное число в приемнике (регистр SSE). Если
преобразование нельзя выполнить точно, результат округляется в соответствии
с MXCSR. Биты 127-32 приемника не изменяются.
Команда	Назначение	Процессор
CVTSS2SI приемник.источник	Преобразовать вещественное в целое	PIII
Преобразует нулевое (младшее) вещественное число из источника (регистр
SSE или 32-битная переменная) в 32-битное целое число со знаком в приемнике
(32-битный регистр). Если преобразование нельзя выполнить точно, результат
округляется в соответствии с MXCSR. Если результат больше максимального
32-битного числа со знаком, возвращается целая неопределенность (80000000b).
Команда	Назначение	Процессор
CVTTPS2PI приемник.источник	Преобразование вещественных	Pill
в целые с обрезанием
Выполняется аналогично CVTPS2PI, но, если результат не может быть пред-
ставлен точно, он всегда округляется в сторону нуля (обрезается).
Команда	Назначение	Процессор
CVTTSS2SI приемник.источник	Преобразование вещественного	PIII
в целое с обрезанием
Выполняется аналогично CVTSS2SI, но, если результат не может быть пред-
ставлен точно, он всегда округляется в сторону нуля (обрезается).
Логические операции
Команда	Назначение	Процессор
ANDPS приемник.источник	Логическое И для SSE	PIII
Выполняет операцию побитового «логического И» для источника (регистр
SSE или 128-битная переменная) и приемника (регистр SSE) и помещает ре-
зультат в приемник.
Команда	Назначение	Процессор
ANDNPS приемник.источник	Логическое НЕ-И для SSE	PIII
WO [ I j I I II I
Процессоры Intel в реальном режиме
Выполняет операцию НЕ над содержимым приемника (регистр SSE), затем
выполняет операцию И над результатом и содержимым источника (регистр SSE
или 128-битная переменная) и записывает результат в приемник.
Команда	Назначение	Процессор
ORPS приемник,источник	Логическое ИЛИ для SSE	PIII
Выполняет операцию побитового «логического ИЛИ» для источника (регистр
SSE или 128-битная переменная) и приемника (регистр SSE) и помещает резуль-
тат в приемник.
Команда	Назначение	Процессор
XORPS приемник,источник	Логическое исключающее ИЛИ для SSE PIII
Выполняет операцию побитового «логического исключающего ИЛИ» для
источника (регистр SSE-или 128-битная переменная) и приемника (регистр
SSE) и помещает результат в приемник.
Целочисленные SIMD-команды
Помимо расширения для работы с упакованными вещественными числами в SSE
входит расширение набора команд для работы с упакованными целыми числами,
которые размещаются в регистрах ММХ.
Команда	Назначение	Процессор
PAYGB приемник,источник	Усреднение байтов с округлением • PIII
PAVGW приемник,Источник	Усреднение слов с округлением ' PIII
Каждый элемент (байт или слово) источника (регистр ММХ или 64-битная
переменная) добавляется к соответствующему элементу приемника (регистр
ММХ) как беззнаковое целое. Каждый из результатов сдвигается вправо на один
бит (делится на два). Затем в старший бит каждого элемента записывается бит
переноса от соответствующего сложения. В результате этих действий получаются
средние арифметические целых чисел со знаками.
Команда	Назначение	Процессор
PEXTRW приемник,источник,индекс	Распаковать одно слово	PIII
Выделяет 16-битное слово из источника (регистр ММХ) с номером, определя-
емым как младшие два бита индекса (непосредственно заданное число), и поме-
щает его в младшую половину 32-битного регистра-приемника.
Команда	Назначение	Процессор
PINSRW приемник,источник,индекс	Запаковать одно слово	PIII
Считывает слово из источника (16-битная переменная или 32-битный ре-
гистр, во втором случае используется младшая половина регистра) и помещает
I j JI 101
его в приемник (регистр ММХ) в положение, задаваемое младшими двумя бита-
ми индекса (непосредственно заданное число). Другие три слова в приемнике не
изменяются.
Команда	Назначение	Процессор
PMAXUB приемник.источник	Максимум для упакованных байтов	Pill
Для каждой из восьми пар упакованных байтов из источника (регистр ММХ
или 64-битная переменная) или приемника (регистр ММХ) в приемник записы-
вается максимальный байт в паре. Сравнение выполняется без учета знака.
Команда	Назначение	Процессор
PMAXSW приемник.источник	Максимум для упакованных слов	PIII
Для каждой из четырех пар упакованных слов из источника (регистр ММХ
или 64-битная переменная) или приемника (регистр ММХ) в приемник записы-
вается максимальное слово в паре. Сравнение выполняется с учетом знака.
Команда	Назначение	Процессор
PMINUB приемник.источник	Минимум для упакованных байтов	PIII
Для каждой из восьми пар упакованных байтов из источника (регистр ММХ
или 64-битная переменная) или приемника (регистр ММХ) в приемник записы-
вается минимальный байт в паре. Сравнение выполняется без учета знака.
Команда	Назначение	Процессор
PMINSW приемник.источник	Минимум для упакованных слов	PIII
Для каждой из четырех пар упакованных слов из источника (регистр ММХ
или 64-битная переменная) или приемника (регистр ММХ) в приемник записы-
вается минимальное слово в паре. Сравнение выполняется с учетом знака.
Команда	Назначение	Процессор
PMOVMSKB приемник.источник  Считать байтовую маску	PIII
В приемнике (32-битный регистр) каждый из младших 8 бит устанавливается
равным старшему (знаковому) биту соответствующего байта источника (регистр
ММХ). Биты 31-8 приемника обнуляются.
Команда	Назначение	Процессор
PMULHUW приемник.источник Старшее умножение"б^з знака PIII
Умножить упакованные беззнаковые слова из источника (регистр ММХ или
64-битная переменная) и из приемника (регистр ММХ) и поместить старшие
16 бит 32-битного результата в соответствующее слово в приемнике.
102 i 7
Процессоры Intel в реальном режиме
Команда	Назначение	Процессор
PSADBW приемник.источник	Сумма абсолютных разностей	Pill
Вычисляет абсолютные разности восьми пар байтов из источника (регистр
ММХ или 64-битная переменная) и приемника (регистр ММХ) как целых чисел
без знака, затем суммирует результаты и помещает их в младшее (нулевое) слово
в приемнике. Старшие три слова обнуляются.
Команда	Назначение	Процессор
SHUFW приемник,источник,индекс	Переставить упакованные слова	PIII
Вместо каждого из четырех слов приемника (регистр ММХ) размещается слово
из источника (регистр ММХ или 64-битная переменная) с номером, указанным в со-
ответствующей паре битов индекса (непосредственно заданное 8-битное число). Так,
вместо слова 0 (биты 15-0) приемника будет записано слово из источника с номе-
ром, равным значению битов 1 и 0 индекса. Например, если индекс равен 10101010b,
второе слово источника будет скопировано во все четыре слова приемника.
Команды упаковки
Команда	Назначение	Процессор
SHUFPS приемник,источник,индекс	Переставить упакованные вещественные PIII
Помещает в старшие два вещественных числа приемника (регистр SSE) лю-
бые из четырех чисел, находившихся в источнике (регистр SSE или 128-битная
переменная). В младшие два числа приемника помещает любые из четырех чи-
сел, находившихся в приемнике. По индексу (непосредственный операнд) опре-
деляется, какие именно числа упаковываются подобным образом. Биты 1 и 0 ука-
зывают номер числа из приемника, которое будет записано в нулевую позицию
приемника; биты 3 и 2 - номер числа из приемника, которое будет записано в пер-
вую позицию приемника. Биты 5 и 4 устанавливают номер числа из источника,
которое будет записано в третью позицию, а биты 7 и 6 - номер числа из источни-
ка, которое будет записано в четвертую позицию.
Команда	Назначение	Процессор
UNPCKHPS приемник.источник	Распаковать старшие	PIII
вещественные числа
В нулевую позицию приемника (регистр SSE) записывается второе число из
приемника, в первую позицию - второе число из источника (регистр SSE или
128-битная переменная), во вторую позицию - третье (старшее) число приемни-
ка, в третью (старшую) позицию - третье (старшее) число источника.
Команда	Назначение	Процессор
UNPCKLPS приемник.источник	Распаковать младшие	Pill
вещественные числа
Расширение SSE
I LLLJ_кт
В нулевую позицию приемника (регистр SSE) записывается нулевое (млад-
шее) число из приемника, в первую позицию - нулевое (младшее) число из ис-
точника (регистр SSE или 128-битная переменная), во вторую позицию - первое
число приемника, в третью (старшую) позицию - первое число источника.
Команды управления состоянием
Команда	Назначение	Процессор
-DMXCSR источник	Загрузить регистр MXCSR	PIII
Помещает значение источника (32-битная переменная) в регистр управления
и состояния SSE MXCSR.
Команда	Назначение	Процессор
STMXCSR приемник	Сохранить регистр MXCSR	' РШ
Помещает значение регистра MXCSR в приемник (32-битная переменная).
Команда	Назначение	Процессор
-XSAVE приемник	Сохранить состояние FPU, ММХ, SSE	PIII
Сохраняет содержимое всех регистров FPU, ММХ и SSE в приемнике (512-
байтовая область памяти).
Команда	Назначение	Процессор
^XRSTOR источник	Восстановить состояние FPU, ММХ, SSE	РШ
Восстанавливает содержимое всех регистров FPU, ММХ и SSE из источника
(512-байтовой области памяти, заполненной командой FXSAVE).
Формат области памяти, используемой командами FXSAVE/FXRSTOR для
Pentium III, имеет следующий вид:
байты 1-0: FCW
байты 3-2: FSW
байты 5-4: FTW
байты 7-6: FOP
байты 11-8: FIP
байты 13-12: FCS
байты 19-16: FDP
байты 21-20: FDS
байты 27-24: MXCSR
байты 41-32: ST0 или ММО
байты 57-48: ST1 или ММ1
байты 73-64: ST2 или ММ2
байты 89-80: ST3 или ММ3
байты 105-96: ST4 или ММ4
байты 121-112: ST5 или ММ5
104 J JJ Я
Процессоры Intel в реальном режиме
байты 137-128: ST6 или ММ6
байты 153—144: ST7 или ММ7
байты 175-160: ХММО
байты 191-176: ХММ1
байты 207-192: ХММ2
байты 223-208: ХММЗ
байты 239-224: ХММ4
байты 255-240: ХММ5
байты 271-256: ХММ6
байты 287-272: ХММ7
Остальные байты зарезервированы.
Команды управления кэширование/^	
Команда	Назначение	Процессор
MASKMOVQ источник,маска	Запись байтов минуя кэш	PIII
Данные из источника (регистр ММХ) записываются в память по адресу
DS:EDI (или DS:DI). При этом старший бит каждого байта в маске (регистр
ММХ) определяет, записывается ли соответствующий байт источника в память
или нет. То есть бит 7 маски разрешает запись нулевого байта (битов 7-0) источ-
ника и т. д. Если байт не записывается, соответствующий байт в памяти обнуля-
ется. Эта команда введена для того, чтобы по возможности уменьшить загрязне-
ние кэша при работе с потоками данных, типичными для SSE, если основным
типом данных является байт.
Команда	Назначение	Процессор
MOVNTQ приемник.источник	Запись 64 бит минуя кэш	PIII
Содержимое источника (регистр ММХ) записывается в приемник (64-битная
переменная в памяти), сводя к минимуму загрязнение кэша.
Команда	Назначение	Процессор
MOVNTPS приемник.источник	Запись 128 бит минуя кэш	Pill
Содержимое источника (регистр SSE) записывается в приемник (128-битная
переменная в памяти), сводя к минимуму загрязнение кэша.
Команда	Назначение	Процессор
PREFETCHTOадрес	Перенести данные в кэш ТО	PIII
PREFETCHT1 адрес	Перенести данные в кэш Т1	PIII
PREFETCHT2 адрес	Перенести данные в кэш Т2	PIII
PREFETCHNTA адрес	Перенести данные в кэш NTA	PIII
Эти команды перемещают данные, располагающиеся по указанному адресу,
в кэш. При этом возможны следующие варианты:
Расширение SSE
Illi
i 105
□	TO - поместить данные в кэш всех уровней;
□	Т1 - пометить данные в кэш всех уровней, кроме нулевого;
□	Т2 - поместить данные в кэш всех уровней, кроме нулевого и первого;
□	NTA - поместить данные в кэш для постоянных данных.
Реализация этих команд может отличаться для разных процессоров, и процес-
сор не обязан их выполнять - команды рассматриваются только как подсказки.
Объем данных, переносимых в кэш, также может различаться, но не должен быть
меньше 32 байт.
Команда	Назначение	Процессор
SFENCE	Защита записи	РШ
При работе с памятью современные процессоры могут выполнить обращения
к ней совсем не так и не в том порядке, в каком они указаны в программе. Коман-
да SFENCE гарантирует, что все операции записи в память, расположенные в тек-
сте программы до нее, будут выполнены раньше, чем процессор начнет выполнять
операции, помещенные в тексте программы позднее.
2.6.4.	Определение поддержки SSE
Перед тем как начинать работать с расширениями SSE (согласно документа-
ции Intel), нужно убедиться, что выполнены следующие три условия:
1.	Бит 2 регистра CR0 (эмуляция сопроцессора) должен быть равен нулю.
2.	Бит 9 регистра CR4 (поддержка команд FXSAVE/FXRSTOR) должен быть
равен 1.
3.	Бит 25 регистра EDX после команды CPUID (поддержка SSE) должен быть
равен 1.
2.6.5.	Исключения
Особые ситуации при выполнении команд SSE вызывают новое системное
исключение #XF (INT 19), обработчик которого может прочитать содержимое
регистра MXCSR, чтобы определить тип исключения и выполнить соответствую-
щие действия. Кроме того, команды SSE могут вызывать и обычные системные
исключения - #UD (неопределенная команда), #NM (расширение отсутствует),
#SS (переполнение стека), #GP (общая ошибка защиты), #PF (ошибка странич-
ной защиты), #АС (невыровненное обращение к памяти).
Собственные исключения, вызываемые командами SSE и отраженные при
помощи флагов в регистре MXCSR, - это:
□	#1 - невыполнимая команда (вызывается перед выполнением команды);
□	#Z - деление на ноль (вызывается перед выполнением команды);
□	#D - денормализованный операнд (вызывается перед выполнением команды):
□	#О - переполнение (вызывается после выполнения команды);
□	#U - антипереполнение (вызывается после выполнения команды);
□	#Р - потеря точности (вызывается после выполнения команды).
Глава 3. Директивы
и операторы ассемблера
Каждая программа на языке ассемблера помимо команд процессора содержит еще
и специальные инструкции, указывающие самому ассемблеру, как организовы-
вать различные секции программы, где располагаются данные, а где команды,
позволяющие создавать макроопределения, выбирать тип используемого процес-
сора, налаживать связи между процедурами и т. д. К сожалению, пока нет единого
стандарта на эти команды (он существует для UNIX, о чем рассказано в главе 11).
Разные ассемблеры используют различные наборы директив, но TASM и MASM
(два самых популярных ассемблера для DOS и Windows) поддерживают общий
набор, или, точнее, TASM поддерживает набор директив MASM наряду с несов-
местимым собственным, известным как Ideal Mode. Все примеры программ в кни-
ге написаны так, чтобы для их компиляции можно было воспользоваться TASM,
MASM или WA$M - еще одним популярным ассемблером, поэтому в данной гла-
ве рассмотрены те предопределенные идентификаторы, операторы и директивы,
которые поддерживаются этими тремя ассемблерами одновременно.
3.1.	Структура программы
Программа на языке ассемблера состоит из строк, имеющих следующий вид:
метка команда/директиваоперанды	; комментарий
Причем все эти поля необязательны. Метка может быть любой комбинацией
букв английского алфавита, цифр и символов _, $, @, ?, но цифра не может быть
первым символом метки, а символы $ и ? иногда имеют специальные значения
и обычно не рекомендуются к использованию. Большие и маленькие буквы по
умолчанию не распознаются, но различие можно включить, задав ту или иную оп-
цию в командной строке ассемблера. Во втором поле, поле команды, может рас-
полагаться команда процессора, которая транслируется в исполняемый код, илй
директива, которая не приводит к появлению нового кода, а управляет работой
самого ассемблера. В поле операндов располагаются требуемые командой или ди-
рективой операнды (то есть нельзя указать операнды и не указать команду или
директиву). И наконец, в поле комментариев, начало которого отмечается симво-
лом ; (точка с запятой), можно написать все что угодно - текст от символа ; до
конца строки не анализируется ассемблером.
Для облегчения читаемости ассемблерных текстов принято, что метка начина-
ется на первой позиции в строке, команда - на 17-й (две табуляции), операнды -
т
1
i 107
Структура программы
на 25-й (три табуляции) и комментарии - на 41-й или 49-й. Если строка состоит
только из комментария, его начинают с первой позиции.
Если метка располагается перед командой процессора, сразу после нее всегда
ставится оператор: (двоеточие), который указывает ассемблеру, что надо создать
переменную с этим именем, содержащую адрес текущей команды:
some_loop:
lodsw	; Считать слово из строки.
стр ах,7	; Если это 7 - выйти из цикла.
loopne some_loop
Когда метка стоит перед директивой ассемблера, она обычно оказывается од-
ним из операндов этой директивы и двоеточие не ставится. Рассмотрим директи-
вы, работающие напрямую С метками и их значениями, - LABEL, EQU и-=.
метка label тип
Директива LABEL определяет метку и задает ее тип: BYTE (байт), WORD
(слово), DWORD (двойное слово), FWORD (6 байт), QWORD (учетверенное сло-
во), TBYTE (10 байт), NEAR (ближняя метка), FAR (дальняя метка). Метка полу-
чает значение, равное адресу следующей команды или следующих данных, и тип,
указанный явно. В зависимости от типа команда
mov метка,О
запишет в память байт (слово, двойное слово и т; д.), заполненный нулями, а ко-
манда
call метка
выполнит ближний или дальний вызов подпрограммы.
С помощью директивы LABEL удобно организовывать доступ к одним и тем же
данным, как к байтам, так и к словам, определив перед данными две метки с разны-
ми типами.
метка equ выражение
Директива EQU присваивает метке значение, которое определяется как ре-
зультат целочисленного выражения в правой части. Результатом этого выражения
может быть целое число, адрес или любая строка символов:
truth	equ	1
messagel	equ	’Try again$’
var2	equ	4[si]
cmp	ax,truth	; cmp ax,1
db	messagel	; db 'Try again$’
mov	ax,var2	; mev ax, 4[si]
Директива EQU чаще всего используется с целью введения параметров, общих
для всей программы, аналогично команде #define препроцессора языка С.
метка = выражение
Директивы и операторы ассемблера
Директива = эквивалентна EQU, но определяемая ею метка может принимать
только целочисленные значения. Кроме того, метка, указанная этой директивой,
может быть переопределена.
Каждый ассемблер предлагает целый набор специальных предопределенных
меток - это может быть текущая дата (@date или ??date), тип процессора (@сри)
или имя того или иного сегмента программы, но единственная предопределенная
метка, поддерживаемая всеми рассматриваемыми нами ассемблерами, - $. Она
всегда соответствует текущему адресу. Например, команда
jmp $
выполняет безусловный переход на саму себя, так что создается вечный цикл из
одной команды.
3,2.	Директивы распределения памяти
3.2.1.	Псевдокоманды определения переменных
Псевдокоманда - это директива ассемблера, которая приводит к включению
данных или кода в программу, хотя сама никакой команде процессора не соответ-
ствует. Псевдокоманды определения переменных указывают ассемблеру, что в со-
ответствующем месте программы располагается переменная, устанавливают ее
тип (байт, слово, вещественное число и т. д.), задают начальное значение и ставят
в соответствие переменной метку, которая будет использоваться для обращения
к этим данным. Псевдокоманды определения данных записываются в общем виде
следующим образом:
имя_переменной d* значение
где D* - одна из нижеприведенных псевдокоманд:
DB - определить байт;
DW- определить слово (2 байта);
DD - определить двойное слово (4 байта);
DF - определить 6 байт (адрес в формате 16-битный селектор: 32-битное сме-
щение);
DQ - определить учетверенное слово (8 байт);
DT - определить 10 байт (80-битные типы данных, используемые FPU).
Поле значения может содержать одно или несколько чисел, строк символов
(взятых в одиночные или двойные кавычки), операторов ? и DUP, разделенных
запятыми. Все установленные таким образом данные окажутся в выходном фай-
ле, а имя переменной будет соответствовать адресу первого из указанных значе-
ний. Например, набор директив
text_string	db	’Hello world!’
number	dw	7	.
table	db	1,2,3,4,5,6,7,8,9, OAh, OBh, OCh, ODh, OEh, OFh
float_number	dd	3.5e7
t
Директивы распределения памяти
I	! Ю9
заполняет данными 33 байта. Первые 12 байт содержат ASCII-коды символов
строки Hello world!, и переменная text_string указывает на первую букву в этой
строке, так что команда
mov al,text_string
считает в регистр AL число 48h (код латинской буквы Н). Если вместо точного
значения указан знак ?, переменная считается неинициализированной и ее зна-
чение на момент запуска программы может оказаться любым. Если нужно запол-
нить участок памяти повторяющимися данными, используется специальный опе-
ратор DUP, имеющий формат счетчик DUP (значение). Например, вот такое опре-
деление:
table_512w dw 512 dup(?)
создает массив из 512 неинициализированных слов, на первое из которых указы-
вает переменная table_512w. В качестве аргумента в операторе DUP могут высту-
пать несколько значений, разделенных запятыми, и даже дополнительные вло-
женные операторы DUP.
3.2.2.	Структуры
Директива STRUC позволяет определить структуру данных аналогично
структурам в языках высокого уровня. Последовательность директив
имя	st rue
поля
имя	ends
где поля - любой набор псевдокоманд определения переменных или структур,
устанавливает, но не инициализирует структуру данных В дальнейшем для ее
создания в памяти используют имя структуры как псевдокоманду:
метка	имя <значения>
И наконец, для чтения или записи в элемент структуры используется оператор .
(точка). Например:
point	struc		; Определение структуры.
X	dw	0	' /	; Три слова со значениями
У	' dw	0	; по умолчанию 0,^,0
Z	dw	0	
color	db	3 dup(?)	; и три байта.
point	ends		
cur_point	point	<1,1,1,255,255,255>	; Инициализация.
mov	ax, cut.	.point.x	; Обращение к слову "х”.
Если была определена вложенная структура, доступ к ее элементам осуществ-
ляется через еще один оператор . (точка).
	! i 1	НИ Директивы и операторы ассемблера
color	st rue	; Определить структуру color.
red	db	?
green	db	?
blue	db	?
color	ends	
point	st rue	
X	dw	0
У	dw	0
z	dw	0
clr	color	о
point	ends	
,cur_point	point	о
mov	cur_point.clr.red,al	; обращение к красной компоненте	
; цвета точки cur_point.
3.3.	Организация программы
3.3.1.	Сегменты
Каждая программа, написанная на любом языке программирования, состоит
из одного или нескольких сегментов. Обычно область памяти, в которой находят-
ся команды, называют сегментом кода, область памяти с данными - сегментом
данных и область памяти, отведенную под стек, - сегментом стека. Разумеется,
ассемблер позволяет изменять устройство программы как угодно - помещать дан-
ные в сегмент кода, разносить код на множество сегментов, помещать стек в один
сегмент с данными или вообще использовать один сегмент для всего.
Сегмент программы описывается директивами SEGMENT и ENDS.
имя_сегмента	segment readonly выравн. тип разряд ’класс’
имя_сегмента	ends
Имя сегмента - метка, которая будет использоваться для получения сегмент-
ного адреса, а также для комбинирования сегментов в группы.
Все пять операндов директивы SEGMENT необязательны.
READONLY. Если этот операнд присутствует, MASM выдаст сообщение об
ошибке на все команды, выполняющие запись в данный сегмент. Другие ассемб-
леры этот операнд игнорируют.
Выравнивание. Указывает ассемблеру и компоновщику, с какого адреса может
начинаться сегмент. Значения этого операнда:
□	BYTE - с любого адреса;
□	WORD - с четного адреса;
□	DWORD - с адреса, кратного 4;
□	PARA - с адреса, кратного 16 (граница параграфа);
□	PAGE - с адреса, кратного 256.
По умолчанию используется выравнивание по границе параграфа.
Организация программы	||||НВНШНЯВ|1
Тип. Выбирает один из возможных типов комбинирования сегментов:
□	тип PUBLIC (иногда используется синоним MEMORY) означает, что все та-
кие сегменты с одинаковым именем, но разными классами будут объедине-
ны в один;
□	тип STACK - то же самое, что и PUBLIC, но должен использоваться для сег-
ментов стека, потому что при загрузке программы сегмент, полученный объеди-
нением всех сегментов типа STACK, будет использоваться как стек;
□	сегменты типа COMMON с одинаковым именем также объединяются в один,
но не последовательно, а по одному и тому же адресу, следовательно, длина
суммарного сегмента будет равна не сумме длин объединяемых сегментов,
как в случае PUBLIC и STACK, а длине максимального. Таким способом
иногда можно формировать оверлейные программы;
□	тип АТ - выражение указывает, что сегмент должен располагаться по фик-
сированному абсолютному адресу в памяти. Результат выражения, исполь-
зующегося в качестве операнда для АТ, равен этому адресу, деленному на 16.
Например: segment at 40h - сегмент, начинающийся по абсолютному адресу
0400h. Такие сегменты обычно содержат только метки, указывающие на об-
ласти памяти, которые могут потребоваться программе;
□	PRIVATE (значение по умолчанию) - сегмент такого типа не объединяется
с другими сегментами.
Разрядность. Этот операнд может принимать значения USE 16 и USE32. Раз-
мер сегмента, описанного как USE16, не может превышать 64 Кб, и все команды
и адреса в этом сегменте считаются 16-битными. В этих сегментах все равно мож-
но применять команды, использующие 32-битные регистры или ссылающиеся на
данные в 32-битных сегментах, но они будут использовать префикс изменения
разрядности операнда или адреса и окажутся длиннее и медленнее. Сегменты
USE32 могут занимать до 4 Гб, и все команды и адреса в них по умолчанию 32-бит-
ные. Если разрядность сегмента не указана, по умолчанию используется USE16
при условии, что перед .MODEL не применялась директива задания допустимого
набора команд .386 или старше.
Класс сегмента - это любая метка, взятая в одинарные кавычки. Все сегменты
с одинаковым классом, даже сегменты типа PRIVATE, будут расположены в ис-
полняемом файле непосредственно друг за другом.
Для обращения к любому сегменту следует сначала загрузить его сегментный
адрес (или селектор в защищенном режиме) в какой-нибудь» сегментный регистр.
Если в программе определено много сегментов, удобно объединить несколько сег-
ментов в группу, адресуемую с помощью одного сегментного регистра:
имя_группы	group	имя_сегмента...
Операнды этой директивы - список имен сегментов (или выражений, исполь-
зующих оператор SEG)4 которые объединяются в группу. Имя группы теперь
можно применять вместо имен сегментов для получения сегментного адреса и для
директивы ASSUME.
Директивы и операторы ассемблера
assume	регистр:связь...
Директива ASSUME указывает ассемблеру, с каким сегментом или группой
сегментов связан тот или иной сегментный регистр. В качестве операнда «связь»
могут использоваться имена сегментов, имена групп, выражения с оператором
SEG или слово «NOTHING», означающее отмену действия предыдущей ASSUME
для данного регистра. Эта директива не изменяет значений сегментных регист-
ров, а только позволяет ассемблеру проверять допустимость ссылок и самостоя-
тельно вставлять при необходимости префиксы переопределения сегментов.
Перечисленные директивы удобны для создания больших программ на ассем-
блере, состоящих из разнообразных модулей и содержащих множество сегментов.
В повседневном программировании обычно используется ограниченный набор
простых вариантов организации программы, известных как модели памяти.
3.3.2.	Модели памяти и упрощенные директивы
определения сегментов
Модели памяти задаются директивой .MODEL
.model ^одель,язык,модификатор
где модель - одно из следующих слов:
□	TINY - код, данные и стек размещаются в одном и том же сегменте разме-
ром до 64 Кб. Эта модель памяти чаще всего используется при написании на
ассемблере небольших программ;
□	SMALL - код размещается в одном сегменте, а данные и стек - в другом (для
их описания могут применяться разные сегменты, но объединенные в одну
группу). Эту модель памяти также удобно использовать для создания про-
грамм на ассемблере;
□	COMPACT - код размещается в одном сегменте, а для хранения данных мо-
гут использоваться несколько сегментов, так что для обращения к данным
требуется указывать сегмент и смещение (данные дальнего типа);
□	MEDIUM - код размещается в нескольких сегментах, а все данные - в од-
ном, поэтому для доступа к данным используется только смещение, а вызо-
вы подпрограмм применяют команды дальнего вызова процедуры;
□	LARGE и HUGE - и код, и данные могут занимать несколько сегментов;
□	FLAT - то же, что и TINY, но используются 32-битные сегменты, так что мак-
симальный размер сегмента, содержащего и данные, и код, и стек, - 4 Мб.
Язык - необязательный операнд, принимающий значения С, PASCAL, BASIC,
FORTRAN, SYSCALL и STDCALL. Если он указан, подразумевается, что проце-
дуры рассчитаны на вызов из программ на соответствующем языке высокого .
уровня, следовательно, если указан язык С, все имена ассемблерных процедур,
объявленных как PUBLIC, будут изменены так, чтобы начинаться с символа под-
черкивания, как это принято в С.
Модификатор - необязательный операнд, принимающий значения
NEARSTACK (по умолчанию) или FARSTACK. Во втором случае сегмент стека
не будет объединяться в одну группу с сегментами данных.
Организация программы
I I 1 ! I ИЗ
После того как модель памяти установлена, вступают в силу упрощенные
директивы определения сегментов, объединяющие действия директив SEGMENT
и ASSUME. Кроме того, сегменты, объявленные упрощенными директивами, не
требуется закрывать директивой ENDS - они закрываются автоматически, как
только ассемблер обнаруживает новую директиву определения сегмента или ко-
нец программы.
Директива .CODE описывает основной сегмент кода
code имя_сегмента
эквивалентно
_ТЕХТ	segment word	public ’CODE’
для моделей TINY, SMALL и COMPACT и
name_TEXT	segment word	public 'CODE'
для моделей MEDIUM, HUGE и LARGE (name - имя мбДуля, в котором описан
данный сегмент). В этих моделях директива .CODE также допускает необязатель-
ный операнд - имя определяемого сегмента, но все сегменты кода, описанные так
в одном и том же модуле, объединяются в один сегмент с именем NAME_TEXT.
.stack размер
Директива .STACK описывает сегмент стека и эквивалентна директиве
STACK	segment para public 'stack'
Необязательный параметр указывает размер стека. По умолчанию он равен 1 Кб.
 data
Описывает обычный сегмент данных и соответствует директиве
_DATA	segment word public 'DATA'
.data?
Описывает сегмент неинициализированных данных:
_BS§	segment word public ’ BSS’
Этот сегмент обычно не включается в программу, а располагается за концом
памяти, так что все описанные в нем переменные на момент загрузки программы
имеют неопределенные значения.	f
.const
Описывает сегмент неизменяемых данных:
CONST	segment word public 'CONST'
В некоторых операционных системах этот сегмент будет загружен так, что
попытка записи в него может привести к ошибке.
.fardata имя_сегмента
__LL1ГП
Директивы и операторы ассемблера
Сегмент дальних данных:
имя_сегмента segment para private ’FAR_DATA'
I
Доступ к данным, описанным в этом сегменте, потребует загрузки сегментно-
го регистра. Если не указан операнд, в качестве имени сегмента используется
FAR_DATA.
.fardata? имя_сегмента
Сегмент дальних неинициализированных данных:
имя_сегмента segment para private 'FAR_BSS'
Как и в случае с FARDATA, доступ к'данным из этого сегмента потребует заг-
рузки сегментного регистра. Если имя сегмента не указано, используется FAR_BSS.
Во всех моделях памяти сегменты, представленные директивами .DATA, .DATA?,
.CONST, .FARDATA И .FARDATA?, а также сегмент, описанный директивой .STACK,
если не был указан модификатор FARSTACK, и сегмент .CODE в модели TINY ав-
томатически объединяются в группу с именем FLAT - для модели памяти FLAT или
DGROUP - для всех остальных моделей. При этом сегментный регистр DS (и SS,
если не было FARSTACK, и CS в модели TINY) настраивается на всю эту группу,
как если бы была выполнена команда ASSUME.
3.3.3.	Порядок загрузки сегментов
Обычно сегменты загружаются в память в том порядке, в котором они
описываются в тексте программы, причем, если несколько сегментов объединя-
ются в один, порядок определяется по началу первого из объединяемых сегмен-
тов. Этот порядок можно изменить с помощью одной из специальных директив.
.alpha
Эта директива устанавливает алфавитный порядок загрузки сегментов.
.dosseg	для MASM и WASM
или
dosseg	; для MASM и TASM
Устанавливает порядок загрузки сегментов, существующий в MS DOS и часто
требуемый для взаимодействия программ на ассемблере с программами на язы-
ках высокого уровня. DOSSEG устанавливает следующий порядок загрузки сег-
ментов:
1.	Все сегменты класса 'CODE'.
2.	Все сегменты, не принадлежащие группе DGROUP и классу 'CODE'.
3.	Группа сегментов DGROUP:
-	все сегменты класса 'BEGDATA';
-	все сегменты, кроме классов 'BEGDATA', 'BSS' и 'STACK';
-	все сегменты класса 'BSS';
-	все сегменты класса 'STACK*.
Организация программы
. seq
Устанавливает загрузку сегментов в том порядке, в котором они описаны в тек-
сте программы. Этот режим устанавливается по умолчанию, так что директива
.SEQ просто отменяет действие .ALPHA или .DOSSEG.
Знание порядка загрузки сегментов необходимо, например, для вычисления
длины программы или адреса ее конца. Для этого надо знать, какой сегмент будет
загружен последним, и смещение последнего байта в нем.
3.3.4.	Процедуры
Процедурой в ассемблере является все то, что в других языках называют под-
программами, функциями, процедурами и т. д. Ассемблер не накладывает на про-
цедуры никаких ограничений - на любой адрес программы можно передать уп-
равление командой CALL, и оно вернется к вызвавшей процедуре, как только
встретится команда RET. Такая свобода выражения легко может приводить к труд-
ночитаемым программам, и в язык ассемблера были включены директивы логи-
ческого, оформления процедур.
метка	proc	язык тип USES регистры	; TASM
или			
метка	proc	тип язык USES регистры	; MASM/WASM
	ret		
метка'	endp	1	
Все операнды PROC необязательны.
Тип может принимать значения NEAR и FAR, и если он указан, все команды
RET в теле процедуры будут заменены соответственно на RETN и RETF. По умол-
чанию подразумевается, что процедура имеет тип NEAR в моделях памяти TINY,
SMALL и COMPACT.
Операнд «язык» действует аналогично такомуже операнду директивы .MODEL,
определяя взаимодействие процедуры с языками высокого уровня. В некоторых
ассемблерах директива PROC позволяет также считать параметры, передаваемые
вызывающей программой. В этом случае указание языка необходимо, так как раз-
личные языки высокого уровня используют разные способы передачи параметров.
USES - список регистров, значения которых изменяет процедура. Ассемблер по-
мещает в начало процедуры набор команд PUSH, а перед командой RET - набор
команд POP, так что значения перечисленных регистров будут восстановлены.
3.3.5.	Конец программы
end start_label
Этой директивой завершается любая программа на ассемблере. В роли необя-
зательного операнда здесь выступает метка (или выражение), определяющая ад-
рес, с которого начинается выполнение программы. Если программа состоит из
нескольких модулей, только один файл может содержать начальный адрес, так же
как в С только один файл может содержать функцию main().‘
И Директивы и операторы ассемблера
3.3.6.	Директивы задания набора допустимых команд
По умолчанию ассемблеры используют набор команд процессора 8086 и выда-
ют сообщения об ошибках, е(сли выбирается команда, которую этот процессор не
поддерживал. Для того чтобы ассемблер разрешил использование команд, по-
явившихся в более новых процессорах, и команд расширений, предлагаются сле-
дующие директивы:
□	.8086 - используется по умолчанию. Разрешены только команды 8086;
□	.186 - разрешены команды 80186;
□	286 и ,286с - разрешены непривилегированные команды 80286;
□	286р - разрешены все команды 80286;
□	.386 и .386с - разрешены непривилегированные команды 80386;
□	,386р - разрешены все команды 80386;
□	.486 и ,486с - разрешены непривилегированные команды 80486;
□	,486р - разрешены все команды 80486;
□	.586 и ,586с - разрешены непривилегированные команды Р5 (Pentium);
□	,586р - разрешены все команды Р5 (Pentium);
□	.686 - разрешены непривилегированные команды Р6 (Pentium Pro, Pentium II);
□	.б8бр - разрешены все команды Р6 (Pentium Pro, Pentium II);
□	.8087 - разрешены команды NPX 8087;
□	.287 - разрешены команды NPX 80287;
□	.387 - разрешены команды NPX 80387;
□	.487 - разрешены команды FPU 80486;
□	.587 - разрешены команды FPU 80586;
□	.ММХ - разрешены команды IA ММ;
□	.K3D - разрешены команды AMD 3D.	.
Не все ассемблеры поддерживают каждую директиву, например MASM и WASM
не поддерживают .487 и .587, так как их действие не отличается от .387. Естествен-
но, ассемблеры, вышедшие до появления последних процессоров и расширений,
не в состоянии выполнять соответствующие им команды.
Если присутствует директива .386 или выше, ассемблер WASM всегда опреде-
ляет все сегменты как 32-битные при условии, чтоие указан явно операнд USE16.
MASM и TASM действуют так же, только если директива задания набора команд
указана перед директивой .model.
3.3.7.	Директивы управления программным счетчиком
Программный счетчик - внутренняя переменная ассемблера, равная смещению
текущей команды или данных относительно начала сегмента. Для преобразова-
ния меток в адреса используется именно значение этого счетчика. Значением
счетчика можно управлять с помощью следующих директив.
огд выражение
Организация программы
LLLL1_1_D2
Устанавливает значение программного счетчика. Директива ORG с операндом
100h обязательно используется при написании файлов типа СОМ, которые заг-
ружаются в память после блока параметров размером 100h.
even	'	.	-
Директива EVEN делает текущее значение счетчика кратным двум, вставляя
команду NOP, если оно было нечетным. Это увеличивает/скорость работы про-
граммы, так как для доступа к слову, начинающемуся с нечетного адреса, процес-
сор должен считать два слова из памяти. Если при описании сегмента не исполь-
зовалось выравнивание типа BYTE, счетчик в начале сегмента всегда четный.
align значение	•
Округляет значение программного счетчика цр кратного указанному значе-
нию. Оно может быть любым четным числом. Если счетчик некратен указанному
числу, эта директива вставляет необходимое количество команд NOP.
3.3.8.	Глобальные объявления
public язык метка... ; Для TASM и MASM.
или
public метка язык...	; Для WASM.
Метка, объявленная директивой PUBLIC, становится доступной для других
модулей программы. Так, можно объявлять имена процедур, переменные и кон-
станты, определенные директивой EQU. Необязательный операнд языка (С,
PASCAL, BASIC, FORTRAN, SYSCALL или STDCALL) указывает, что метка
будет вызываться из модуля, написанного на соответствующем языке, и при не-
обходимости изменяет ее (например, добавляет _ перед первым символом метки).
comm	расст язык	метка:тип...	;	Для	TASM.
comm	язык расст	метка:тип...	;	Для	TASM.
comm	расст	метка:тип язык...	;	Для	WASM.
Директива СОММ описывает общую переменную. Такие переменные доступ-
ны из всех модулей, и их размещение в программе определяется на этапе компо-
новки. Обязательные аргументы директивы СОММ - метка (собственно имя об-
щей переменной) и тип (BYTE, WORD, DWORD, FWORD, QWORD, TBYTE или
имя структуры). Необязательный операнд «расстояние» (NEAR или FAR) указыва-
ет, находится ли переменная в группе сегментов DGROUP (ближняя переменная,
для доступа достаточна смещения) или вне этих сегментов (дальняя переменная,
для доступа потребуется сегментный адрес). Для моделей памяти TINY, SMALL
и COMPACT по умолчанию значение этого операнда принимается за NEAR. И на-
конец, операнд «язык» действует аналогично такому же операнду для PUBLIC.
extrn	язык	метка:тип...	; Для MASM и TASM.
extrn	метка:тип язык...	; Для WASM1.
Директивы и операторы ассемблера
Описывает метку, определенную в другом модуле (с помощью PUBLIC). Тип
(BYTE, WORD, DWORD, FWORD, QWORD, TBYTE, имя структуры, FAR,
NEAR, ABS) должен соответствовать типу метки в том модуле, где она была уста*
новлена (тип ABS используется для констант из других модулей, определенных
директивой EQU). Необязательный операнд языка действует так же, как и для
директивы PUBLIC.
global	язык метка:тип... ; Для MASM и TASM.
global	метка:тип язык.,.; Для WASM.
Директива GLOBAL действует, как PUBLIC и EXTRN одновременно. Когда
указанная метка находится в этом же модуле, она становится доступной для дру-
гих модулей, как если бы выполнилась директива PUBLIC. Если метка не описа-
на - она считается внешней и^выполняется действие, аналогичное действию ди-
рективы EXTRN.
3.3.9.	Условное ассемблирование
В большинстве языков программирования присутствуют средства, дозволяю-
щие игнорировать тот или иной участок программы в зависимости от,выполне-
ния условий, например: в языке С это осуществляется командами препроцессора
#if, #ifdef, #ifndef и т. д. Ассемблер тоже предоставляет такую возможность.
if выражение
endif -
Если значение выражения - ноль (ложь), весь участок программы между IF
и ENDIF игнорируется. Директива IF может также сочетаться с ELSE и ELSEIF:
if выражение
else
endif
Если значение выражения - ноль, ассемблируется участок программы от ELSE
до ENDIF, в противном случае - от IF до ELSE,
if выражение!
elseif выражение?	1	•
elseif выражениеЗ
dlse
endif
Так, если, например, выражение 2 не равно нулю, будет ассемблироваться учас-
ток программы между первой и второй директивой ELSEIF. Если все три выражения
Г 119
Организация программы
равны нулю, ассемблируется фрагмент от ELSE до ENDIE Данная структура ди-
ректив может использоваться в частном случае аналогично операторам switch/
case языков высокого уровня, если выражения - проверки некоторой константы
на равенство.
Кроме общих директив IF и ELSEIF ассемблеры поддерживают набор специ-
альных команд, каждая из которых проверяет специальное условие:
□	IF1/ELSEIF1 - если ассемблер выполняет первый проход ассемблирования;
□	IF2/ELSEIF2 - если ассемблер выполняет второй проход ассемблирования
(часто не работает на современных ассемблерах);
□	IFE выражение/ELSEIFE выражение - если выражение равно нулю (ложно);
□	IFDEF метка/ELSEIFDEF метка - если метка определена;
□	IFNDEF MeTKa/ELSEIFNt)EF метка - если метка не определена;
□	IFB <apryMeHT>/ELSEIFB <аргумент> - если значение аргумента - пробел
(эти И все следующие директивы используются в макроопределениях для
проверки параметров);
□	IFNB <apryMeHT>/ELSEIFNB <аргумент> - если значение аргумента - не
пробел (используется в макроопределениях для проверки переданных пара-
метров);	!
□	IFDIF <aprl>,<apr2>/ELSEIFDIF <арг!>,<арг2> - если аргументы отли-
чаются (с различием больших и маленьких букв);
□	IFDIFI <aprl>,<apr2>/ELSEIFDIFI <арг!>,<арг2> - если аргументы отли-
чаются (без различия больших и маленьких букв);
□	IFIDN <aprl>,<apr2>/ELSEIFIDN <арг!>,<арг2> - если аргументы одина-
ковы (с различием больших и маленьких букв);
□	IFIDNI <aprl>,<apr2>/ELSEIFIDNI <aprl>,<apr2> - если аргументы оди-
наковы (без различия больших и маленьких букв).
Иногда директивы условного ассемблирования используются для того, чтобы
прервать ассемблирование программы, если обнаружилась какая-нибудь ошибка.
Для таких случаев предназначены дйрективы условной генерации ошибок.
if $ gt 65535	; Если адрес вышел за пределы сегмента.
.егг
endif
Встретив директиву .ERR, ассемблер прекратит работу с сообщением об ошиб-
ке. Аналогично командам условного ассемблирования существуют модификации
команды .ERR:
□	.ERR1 - ошибка при первом проходе ассемблирования;
□	.ERR2 - ошибка при втором проходе ассемблирования;
□	.ERRE выражение - ошибка, если выражение равно нулю (ложно);
□	.ERRNZ выражение - ошибка, если выражение не равно нулю (истинно);
□	.ERRDEF метка - ошибка, если метка определена;
□	.ERRNDEF метка - ошибка, если метка не определена;
□	.ERRB <аргумент> - ошибка, если аргумент пуст (эта и все следующие ди-
рективы используются в макроопределениях для проверки параметров);
^0 I	II
Директивы и операторы ассемблера
□	.ERRNB <аргумент> - ошибка, если аргумент не пуст;
□	.ERRDIF <арг1>,<арг2> - ошибка, если аргументы различны;
□	.ERRDIFI <арг1>,<арг2> - ошибка, если аргументы отличаются (сравнение
не различает большие и маленькие буквы);
□	.ERRIDN <арг1>,<арг2> - ошибка, если аргументы совпадают;
□	.ERRIDNI <арг!>,<арг2> - ошибка, если аргументы совпадают (сравнение
не различает большие и маленькие буквы).
3.4.	Выражения
Мы уже упоминали выражения при описании мнргих директив ассемблера.
Выражение - это набор чисел, меток или строк, связанных друг с другом оператора-
ми. Например: 2 + 2 - выражение, состоящее из двух чисел (2 и 2) и оператора +.
Каждое выражение имеет значение, которое определяется как результат действия
операторов. Так, значение выражения 2 + 2 - число 4. Все выражения вычисля-
ются в ходе ассемблирования программы, следовательно, в полученном коде ис-
пользуются только значения.
Оператор <> (угловые скобки). Часть выражения, заключенная в угловые
скобки, не вычисляется, а применяется как строка символов, например: •
messagel equ , »<foobar>
Оператор () (круглые скобки). Часть выражения, заключенная в круглые скоб-
ки, вычисляется в первую очередь.
mov SI, 2*(3+4)	; mov al,14
Арифметические операторы: + (плюс), - (минус), * (умножение), / (целочис-
ленное деление), MOD (остаток от деления). Они выполняют соответствующие
арифметические действия.
mov al,90 mod 7	; mov al,6
Кроме того, к арифметическим операторам относится унарный минус - минус,
который ставят перед отрицательным числом.
Логические операторы: AND (И), NOT (НЕ), OR (ИЛИ), XOR (исключающее
ИЛИ), SHL (сдвиг влево), SHR (сдвиг вправо). Эти операторы выполняют соот-
ветствующие логические действия.
mov ах, 123,4h AND 4321h	; mov ax,0220h
Операторы сравнения: EQ (равно), GE (больше или равно), GT (больше), LE
(меньше или равно), LT (меньше), NE (не равно). Результат действия каждого из этйх
операторов - единица, если условие выполняется, и ноль - если не выполняется.
.errnz $ gt 65535	; Если адрес больше 64 Кб - ошибка.
Операторы адресации:
□	SEG выражение - сегментный адрес;
□	OFFSET выражение - смещение;
□	THIS тип - текущий адрес (MASM и TASM);
Выражения

□	тип PTR выражение - переопределение типа;
□	LARGE выражение - 32-битное смещение (TASM и WASM); -
□	SMALL выражение - 16-битное смещение (TASM и WASM);
□	SHORT выражение - 8-битное смещение.
SEG и OFFSET возвращают соответствующую часть адреса своего аргумента:
mov	dx, offset msg	; Занести в DX смещение переменной msg.
THIS создает операнд, адресом которого является текущее значение счетчика:
mov	al, this byte-1	; Занести в АХ последний байт кода
; предыдущей команды.
PTR создает аргумент, адресом которого является значение выражения; а тип
указан явно:
large dword ptг old_address
old_address содержит 32-бйтное смещение.
small dword ptr old_address
old_address содержит 16-битный сегментный адрес
mov dword ptr [si],0	; Записать 4 байта нулей по адресу DS:SI.
LARGE, SMALL и SHORT используются с командами передачи управления,
если возникают двусмысленности при косвенных переходах:
jmp
: Переменная
jmp
: Переменная
: и 16-битное смещение.
jmp short short_label	; Метка short_label находится
: ближе, чем +128/-127 байт от этой команды, так что можно
использовать короткую форму команды JMP.
Другие операторы:
/
□	. (точка) - ссылка на элемент структуры;
□	: (двоеточие) - переопределение сегмента;
□	[} (угловые скобки) - косвенная адресация;
□	? - неинициализированное значение;
□	число DUP (значение) - повторяющееся значение.
Эти пять операторов описаны ранее, когда говорилось о структурах данных,
методах адресации и псевдокомандах определения данных.
X
LENGTH метка - число элементов данных
table dw 0,1,2,3,4,5,6,7
table_count = length table
SIZE метка - размер данных
table_size = size table
; Определить таблицу' из 8 слов.
; table_count = 8
; table_size = 16
3.5.	Макроопределения
Одно из самых мощных языковых средств ассемблера - макроопределения.
Макроопределением (или макросом) называется участок программы, которому
присвоено имя и который ассемблируется всякий раз, когда ассемблер встречает
Директивы и операторы ассемблера
i I TTT
J__i i 11
это имя в тексте программы. Макрос начинается директивой MACRO и заканчи-
вается ENDM. Например: пусть описано макроопределение hex2ascii, переводя-
щее шестнадцатеричное число, находящееся в регистре AL, в ASCII-код соответ-
ствующей шестнадцатеричной цифры:
hex2ascii	macro
cmp	al, 10
sbb	al,69h
das
endm
Сейчас в программе можно использовать слово hex2ascii, как если бы это было
имя команды, и ассемблер заменит каждое такое слово на три команды, содер-
жащиеся в макроопределении. Разумеется, можно оформить этот же участок кода
в виде процедуры и вызывать его командой CALL - если процедура вызывается
больше одного раза, этот вариант программы займет меньше места, но вариант
с макроопределением станет выполняться быстрее, так как в нем не будет лиш-
них команд CALL и RET. Однако скорость выполнения - не главное преимуще-
ство макросов. В отличие от процедур макроопределения могут вызываться
с параметрами, следовательно, в зависимости от ситуации, включаемый код бу-
дет немного различаться, например:
s_mov	macro registerl, register?
push	registerl
 pop	register?
endm
Теперь можно использовать S_MOV вместо команды MOV для того, чтобы
скопировать значение из одного сегментного регистра в другой.
Следующее важное средство, использующееся в макроопределениях, - дирек-
тивы условного ассемблирования. Например: напишем макрос, выполняющий
умножение регистра АХ на число, причем, если множитель - степень двойки, то
умножение будет выполняться более быстрой командой сдвига влево.
fastjnul	macro	number	
if	number	eq 2	; Умножение на 2.
	shl	ax, 1	
elseif	number	eq 4	
	shl	ax, 2	; Умножение на 4.
elseif	number	eq 8	
	shl	ax,3	; Умножение на 8.
			; Аналогично вплоть до:
elseif	number	eq 32768	
else	shl	ax, 15	; Умножение на 215.
	mov	dx,number	; Умножение на число, не являющееся
endif	mul	dx	; степенью двойки.
endm
Макроопределения
Можно, конечно, усложнить этот макрос, применяя особые свойства команды •
LEA и ее комбинации, сдвиги и сложения, однако в нынешнем виде он чрезмерно
громоздкий. Проблема решается с помощью третьего средства, постоянно исполь-
зующегося в макросах, - блоков повторений. '
3.5.1.	Блоки повторений
Простейший блок повторений REPT (не поддерживается WASM) выполняет.
ассемблирование участка программы заданное число раз. Например, если требу-
ется создать массив байтов, проинициализированный значениями от 0 до OFFh,
это можно сделать путем повтора псевдокоманды DB следующим образом:
"exnumber	=0
"extable	label byte	;	Имя	массива.
rept	256	; Начало блока.
db	hexnumber	; Эти две строки ассемблируются
"exnumber	= hexnumber+1	;	256	раз.
endm
Блоки повторений, так же как макроопределения, могут вызываться с парамет-
рами. Для этого используются директивы IRP и IRPC:
irp	параметр,<значение1,значение2... >	>
endm
irpc	параметр,строка
endm
Блок, описанный директивой IRP, будет вызываться столько раз, сколько зна-
чений указано в списке (в угловых скобках), и при каждом повторении будет оп-
ределена метка с именем параметр, равная очередному значению из списка. На-
пример, следующий блок повторений сохранит в стек регистры АХ, ВХ, СХ и D2C
irp	reg,<ax,bx,cx,dx>
push	reg
endm
Директива IRPC (FORC в WASM) описывает блок, который выполняется
столько раз, сколько символов содержит указанная строка, и при каждом повто-
рении будет определена метка с именем параметр, равная очередному символу
из строки. Если строка содержит пробелы или другие символы, отличные от раз-
решенных для меток, она должна быть заключена в угловые скобки. Например,
следующий блок задает строку в памяти, располагая после каждого символа стро-
ки атрибут OFh (белый символ на черном фоне), так что эту строку впоследствии
можно будет скопировать прямо в видеопамять.
irpc
db
endm
character, <строка символов>
’&character&',OFh
1 J i i I LI
Директивы и операторы ассемблера
В этом примере используются амперсанды, чтобы вместо параметра character
было подставлено его значение даже внутри кавычек. Амперсанд - это один из
макрооператоров - специальных операторов, которые действуют только внутри
макроопределений и блоков повторений.
3.5.2.	Макрооператоры
Макрооператор & (амперсанд) нужен для того, чтобы параметр, переданный
в качестве операнда макроопределению или блоку повторений, заменялся значе-
нием до обработки строки ассемблером. Так, например, следующий макрос выпол-
нит команду PUSH ЕАХ, если его вызвать как PUSHREG А:
pushreg macro letter
push ' e&letter&x
endm
Иногда можно использовать только один амперсанд - в начале параметра, если
не возникает неоднозначностей. Например, если передается номер, а требуется
создать набор переменных с -именами, оканчивающимися этим номером:
irp number, <1,2,3,4>
msg&number -db ?
endm
 \
Макрооператор <> (угловые скобки) действует так, что весь текст, заключен-
ный в эти скобки, рассматривается как текстовая строка, даже если он содержит
пробелы или другие разделители. Как мы уже видели, этот макрооператор ис-
пользуется при передаче текстовых строк в качестве параметров для макросов.
Другое частое применение угловых скобок - передача списка параметров вложен-
ному макроопределению или блоку повторений.
Макрооператор ! (восклицательный знак) используется аналогично угловым
скобкам, но действует только на один следующий символ, так что, если этот сим-
вол - запятая или угловая скобка, он все равно будет передан макросу как часть
параметра.
Макрооператор % (процент) указывает, что находящийся за ним текст являет-
ся выражением и должен быть вычислен. Обычно это требуется для того, чтобы
передавать в качестве параметра в макрос не само выражение, а его результат.
Макрооператор ;; (две точки с запятой) - начало макрокомментария. В отли-
чие от обычных комментариев текст макрокомментария не попадает в листинг
и в текст программы при подстановке макроса. Это сэкономит память при ассем-
блировании программы с большим количеством макроопределений.
3.5.3.	Другие директивы, используемые в макроопределениях
Директива EXITM (не поддерживается WASM) выполняет преждевременный
выход из макроопределения или блока повторений. Например, следующее ма-
кроопределение не выполнит никаких действий, то есть не будет расширено в ко-
манды процессора, если параметр не указан:
Другие директивы
push reg macro reg
ifb <reg>
exitm
endif
push reg
endm
LOCAL метка... - перечисляет метки, которые будут применяться внутри мак-
роопределения, чтобы не возникало ошибки «метка уже определена» при исполь-
зовании макроса более одного раза или еслита же метка присутствует в основном
тексте программы (в WASM директива LOCAL позволяет использовать макрос
с метками несколько раз, но не разрешает применять метку с тем же именем в про-
грамме). Операнд для LOCAL - метка или список меток, которые будут исполь-
зоваться в макросе.
PURGE имя_макроса - отменяет определенный ранее макрос (не поддержива-
ется WASM). Эта директива часто применяется сразу после INCLUDE, включив-
шей в текст программы файл с большим количеством готовых макроопределений.
3.6.	Другие директивы
3.6.1.	Управление файлами
INCLUDE имяфайла - директива, вставляющая в текст программы текст
файла аналогично команде препроцессора С #include. Обычно используется для
включения файлов, содержащих определения констант, структур и макросов.
INCLUDELIB имя_файла - директива, указывающая компоновщику имя до-
полнительной библиотеки или объектного файла, который потребуется при со-
ставлении данной программы. Например, если используются вызовы процедур
или обращение к данным, определенным в других модулях. Использование этой
директивы позволяет не указывать имена дополнительных библиотек при вызове
компоновщика.
3.6.2.	Управление листингом
Обычно ассемблеры, помимо создания объектного файла, предоставляют воз-
можность создания листинга программы (TASM /L - для TASM, ml /Fl - для
MASM). Листинг - это файл, содержащий текст ассемблерной программы, код
каждой ассемблированной команды, список определенных меток, перекрестных
ссылок, сегментов и групп. Формат файла листинга отличается для разных ассем-
блеров, и директивы управления форматом этого файла также сильно различа-
ются, но несколько наиболее общих директив все-таки поддерживаются всеми
тремя ассемблерами, рассмотренными в этой книге.
□	TITLE текст - определяет заголовок листинга. Заголовок появляется в на-
чале каждой страницы;
□	SUBTTL текст - определяет подзаголовок листинга. Подзаголовок появля-
ется на следующей строке после заголовка;
Директивы и операторы ассемблера
□	PAGE высота,ширина - устанавливает размеры страниц листинга (высота
10-255, ширина 59-255). Директива PAGE без аргументов начинает новую
страницу, директива PAGE + начинает новую секцию, и нумерация страниц
ведется с самого начала;
□	NAME текст - определяет имя модуля программы. Если NAME не указан,
в качестве имени используются первые 6 символов из TITLE; если нет ни
NAME, ни TITLE, за имя берется название файла;
□	.XLIST - отменить выдачу листинга;
□	.LIST - разрешить выдачу листинга;
□	.SALL - запретить листинг макроопределений;
□	.SFCOND - запретить листинг неассемблированных условных блоков;
□	.LFCOND - разрешить листинг неассемблированных условных блоков;
□	.TFCOND - изменить режим листинга условных блоков напротивоположный;
□	CREF - разрешить листинг перекрестных ссылок;
□	.XCREF - запретить листинг перекрестных ссылок.
3.6.3.	Комментарии
Кроме обычных комментариев, начинающихся с символа ; (точка с запятой)
и заканчивающихся в конце строки, возможны большие блоки комментариев,
описываемых специальной директивой COMMENT.
comment @
любой текст
Операнд для COMMENT - любой символ, который будет считаться концом
комментария. Весь участок текста, вплоть до следующего появления этого симво-
ла, ассемблером полностью игнорируется.
Глава 4. Основы программирования
для MS DOS
Программа, написанная на ассемблере, так же как и программа, написанная на лю-
бом другом языке программирования, выполняется не сама по себе, а при помощи
операционной системы. Операционная система выделяет области памяти для про-
граммы, загружает ее, передает ее управление и обеспечивает взаимодействие про-
граммы с устройствами ввода-вывода, файловыми системами и другими программа-
ми (разумеется, кроме тех случаев, когда эта программа сама является операционной
системой или ее частью). Способы взаимодействия программы с внешним миром
различны для разных операционных систем, поэтому программа, написанная для
Windows, не будет работать в DOS, а программа для. Linux - в Solaris/x86, хотя все
указанные системы могут работать на одном и том же компьютере.
Самая простая и распространенная операционная система для компьютеров,
основанных на процессорах Intel, - DOS (дисковая операционная система). Она
распространяется как сама по себе несколькими производителями - Microsoft
(MS DOS), IBM (PC-DOS), Novell (Novell DOS), Caldera (Open DOS) и др., так
и в виде части систем Microsoft Windows 95 и старше. DOS предоставляет програм-
мам полную свободу действий, никак не ограничивая доступ к памяти и внешним
устройствам, позволяя им самим управлять процессором и распределением памяти.
По этой причине система лучше всего подходит для того, чтобы основательно
познакомиться с устройством компьютера и возможностями программы нр ассем-
блере, но которые часто скрываются компиляторами с языков высокого уровня
и более совершенными операционными системами.
Итак, чтобы программа выполнилась любой ОС, она должна быть скомпилиро-
вана в исполняемый файл. Основные два формата исполняемых файлов в DOS -
СОМ и EXE. Файлы типа СОМ содержат только скомпилированный код без ка-
кой-либо дополнительной информации о программе. Весь код, данные и стек та-
кой программы располагаются в одном сегменте и не мЬгут превышать 64 Кб.
Файлы типа EXE содержат заголовок, где описывается размер файла, требуемый
объем памяти, список команд в программе, использующих абсолютные адреса,
которые зависят от расположения программы в памяти, и т. д. ЕХЕ-файл может
иметь любой размер. Формат EXE также используется для исполняемых файлов
в различных версиях DOS-расширителей и Windows, но с большими изменениями.
©Несмотря на то что файлам типа СОМ принято давать расширение .сот,
а файлам типа ЕХЕ - .exe, DOS не использует расширения для определе-
ния типа файла. Первые два байта заголовка ЕХЕ-файла - символы «MZ»
tttMMMI Основы программирования для MS DOS
или cZM», и если файл начинается с них и длиннее некоторого порогового
значения, отличающегося в разных версиях DOS, он загружается как EXE,
если нет - как СОМ.
Кроме обычных исполняемых программ DOS может загружать драйверы уст-
ройств - специальные программы, используемые для упрощения доступа к вне-
шним устройствам. Например, драйвер устройства LPT, входящий в IO.SYS, по-
зволяет посылать тексты на печать из DOS простым копированием файла в LPT,
а драйвер RAMDISK.SYS разрешает выделить область памяти и обращаться к ней,
как к диску. Написание драйверов значительно сложнее, чем написание обычных
программ (см. далее).
4.1.	Программа типа СОМ
Традиционно первая программа для освоения нового языка программирования -
программа, выводящая на экран текст Hello world!. Не будет исключением и эта
книга, поскольку такая программа всегда являлась удобной отправной точкой для
дальнейшего освоения языка.
Итак, наберите в любом текстовом редакторе, который может записывать файлы
как обычный текст (например: EDIT.COM в DOS, встроенный редактор в Norton
Commander или аналогичной программе, NOTEPAD в Windows), следующий текст:
; hello-1.asm	'
; Выводит на экран сообщение "Hello World!" и завершается.
.model	tiny	; Модель памяти, используемая для COM
.code	; Начало сегмента кода.
org	100h	; Начальное значение счетчика - 100h.
start: mov * mov	ah,9	; Номер функции DOS - в АН. dx,offset message	; Адрес строки - в DX.
int ret message end	21h	; Вызов системной функции DOS. ; Завершение СОМ-программы. db	"Hello Wo/ld!".ODh.OAh,; Строка для вывода, start	; Конец программы.
и сохраните его как файл hello-1.asm. Можно также использовать готовый файл
с этим именем. (Все программы, рассмотренные в этой книге как примеры, вы мо-
жете найти в Internet по адресу: http://www.dmk.ru.)
Для превращения программы в исполняемый файл сначала надо вызвать ас-
семблер, чтобы скомпилировать ее в объектный файл с именем hello-l.obj, набрав
в командной строке следующую команду:
Для TASM:
tasm hello-1.asm
Для MASM:
ml /с hello-1, asm
Для WASM:
wasm hello-1.asm
Программа типа СОМ
129
С ассемблерными программами также можно работать из интегрированных
сред разработки, как обычно поступают с языками высокого уровня. Но в них, как
правило, удобнее создавать ассемблерные процедуры, вызываемые из программ
на языке, для которого предназначена среда, а создание полноценных программ
на ассемблере требует некоторой перенастройки.
Формат объектный файлов, применяемых всеми тремя рассматриваемыми ас-
семблерами по умолчанию (OMF-формат), совпадает, так что можно пользовать-
ся ассемблером из одного пакета и компоновщиком из другого.
Для TASM:
tlink /t /х hello-1.obj
Для MASM (команда link должна вызывать 16-битную версию LINK.EXE):
link hello-1.obj,,NUL,,,
exe2bln hello-1.exe hello-1.com
Для WASM:
wllnk file hello-1.obj form DOS COM
Теперь получился файл HELLO-1.COM размером 23 байта. Если его выпол-
нить, на экране появится строка Hello World! и программа завершится.
Рассмотрим исходный текст программы, чтобы понять, как она работает.
Первая строка определяет модель памяти TINY, в которой сегменты кода, дан-
ных и стека объединены. Эта модель предназначена для создания файлов типа СОМ.
Директива .CODE начинает сегмент кода, который в нашем случае также дол-
жен содержать и данные.
ORG 100h устанавливает значение программного счетчика в 100h, потому что
при загрузке COM-файла в память DOS занимает первые 256 байт (100h) бло-
ком данных PSP и располагает код программы только после этого блока. Все про-
граммы, которые компилируются в файлы типа СОМ, должны начинаться с этой
директивы.
Метка START располагается перед первой командой в программе и будет исполь-
зоваться в директиве END, чтобы указать, с какой команды начинается программа.
Команда MOV АН,9 помещает число 9 в регистр АН - номер функции DOS «вы-
вод строки».
Команда MOV DX,OFFSET MESSAGE помещает в регистр DX смещение мет-
ки MESSAGE относительно начала сегмента данных, который в нашем случае
совпадает с сегментом кода.
Команда INT 21h вызывает системную функцию DOS. Эта команда - основ-
ное средство взаимодействия программ с операционной системой. В нашем при-
мере вызывается функция DOS номер 9 - вывести строку на экран. Эта функция
выводит строку от начала, адрес которого задается в регистрах DS:DX, до первого
встреченного символа $. При запуске COM-файла регистр DS автоматически за-
гружается сегментным адресом программы, а регистр DX был подготовлен пре-
дыдущей командой.
Команда RET используется обычно для возвращения из процедуры. DOS вы-
зывает COM-программы так, что команда RET корректно завершает программу.
5 Зак. 459
Основы программирования для MS DOS

DOS при вызове-СОМ-файла помещает в стек сегментный адрес программ^
и ноль, так что RET передает управление на нулевой адрес текущего сегмен-
та, то есть на первый байт PSP. Там находится код команды INT20h, кото-
рая и используется для возвращения управления в DOS. Можно сразу закан-
чивать программу командой INT20h, хотя это длиннее на 1 байт.
Следующая строка программы HELLO-1.ASM определяет строку данных, со-
держащую текст Hello World!, управляющий символ ASCII возврат каретки с ко-
дом ODh, управляющий символ ASCII перевод строки с кодом OAh и символ $,
завершающий строку. Эти два управляющих символа переводят курсор на пер-
вую позицию следующей строки точно так же, как в строках на языке С действует
последовательность \п.
И наконец, директива END завершает программу, одновременно указывая, с ка-
кой метки должно начинаться ее выполнение.
4,2.	Программа типа EXE
EXE-программы немного сложнее в исполнении, но для них отсутствует огра-
ничение размера в 64 Кб, так что все достаточно большие программы используют
именно этот фррмат. Конечно, ассемблер позволяет уместить и в 64 Кб весьма
сложные и большие алгоритмы, а все данные хранить в отдельных файлах, но ог-
раничение размера все равно очень серьезно, и даже чисто ассемблерные програм-
мы могут с ним сталкиваться.
; hello-2, asm		
; Выводит на экран сообщение "Hello World!" и завершается.		
start:	.model .stack .code mov	small	; Модель памяти, используемая для EXE. 100h	; Сегмент стека размером в 256 байт. ах,DGROUP	; Сегментный адрес строки message
message	mov mov mov int mov int . data end	ds, ах	; помещается в DS. dx,offset message ah, 9 21h	; Функция DOS "вывод строки". ax,4C00h 21h.	; Функция DOS "завершить программу". db	"Hello World!",ODh,OAh,'$’ start
В этом примере определяются три сегмента - сегмент стека директивой .STACK
размером в 256 байт; сегмент кода, начинающийся с директивы .CODE; и сегмент
данных, начинающийся с .DATA и включающий строку. При запуске ЕХЕ-програм-
мы регистр DS уже не содержит адреса сегмента со строкой message (он у|сазывает
на сегмент с блоком данных PSP), а для вызова используемой функции DOS этот
регистр должен иметь сегментный адрес строки. Команда MOV АХ,DGROUP за-
гружает в АХ сегментный адрес группы сегментов данных DGROUP, a MOV DS,AX
Программа типа EXE
копирует его в DS. Для ассемблеров MASM и TASM вместо DGROUP можно ис-
пользовать предопределенную метку @data, но единственная модель памяти, в ко-
торой группа сегментов данных называется иначе, - FLAT (ей мы пока пользовать-
ся не будем). И наконец, программы типа EXE должны завершаться системным
вызовом DOS 4Ch: в регистр АН помещается значение 4Ch, в регистр AL код воз-
врата (в данном примере код возврата 0 и регистры АН и AL загружаются одной
командой MOV AX,4C00h), после чего вызывается прерывание 21h.
Компиляция hello-2.asm.
Для TASM:
:asm hello-2, asm
'.link /х hello-2, obj
Размер получаемого файла hello-2.exe - 559 байт.
Для MASM:
л1 /с hello-2.asm
link hello-2.obj
Размер получаемого файла hello-2.exe - 545 байт.
Для WASM:
•asm hello-2, asm
«link file hello-2.obj form DOS	'
Размер получаемого файла hello-2.exe - 81 байт. s
Расхождения в размерах файлов вызваны различными соглашениями о вырав-
нивании сегментов программы по умолчанию. Почти все примеры программ для
DOS в этой книге рассчитаны на компиляцию в COM-файлы, так как идеология
работы с памятью в них во многом совпадает с идеологией, используемой при
про!уаммировании под расширители DOS, DPMI и Windows.
4.3.	Вывод на экран в текстовом режиме
4.3.1.	Средства DOS „	. .
На примере первой ассемблерной программы мы уже познакомились с одним
из способов вывода текста на-экран - вызовом функции DOS 09h. Это далеко не
единственный способ вывода текста - DOS предоставляет для этого несколько
функций.	1
Функция DOS 02h: Записать символ в STDOUT с проверкой на Ctrl-Break
Вход: АН - 02h
DL - ASCII-код символа
Выход: Никакого, согласно документации, но на самом деле:
AL - код последнего записанного символа (равен DL, кроме случая,
когда DL = 09h (табуляция), тогда в AL возвращается 20h).
Данная функция обрабатывает некоторые управляющие символы: при выводе
символа. BEL (07h) появляется звуковой сигнал, посредством BS (08h) курсор
132 j
||i Основы программирования для MS DOS
перемещается влево на одну позицию, символ НТ (09h) используется для замены
на несколько пробелов, символ LF (OAh) - для перевода курсора на одну пози-
цию вниз, a CR (ODh) - для перехода на начало текущей строки.
Если в ходе работы этой функции была нажата комбинация клавиш Ctrl-
Break, вызывается прерывание 23h, которое по умолчанию осуществляет выход
из программы.
Например, напишем программу, выводящую на экран все ASCII-символы,
16 строк по 16 символов в строке.
; dosoutl. asm
; Выводит на экран все ASCII-символы
	.model . code org	tiny	
		lOOh	; Начало СОМ-файла.
start:			
	mov	ex,256	; Вывести 256 символов.
	mov	dl, 0	; Первый символ - с кодом 00.
	mov	ah, 2	; Номер функции DOS "вывод символа".
сloop:	int	21h	; Вызов DOS.
	inc	dl	; Увеличение DL на 1 - следующий символ,.
	test	-dl.O'Fh	; Если DL не кратен 16,
	jnz	continue_loop	; продолжить цикл.
i	push	dx	*	; Иначе: сохранить текущий символ,
	mov	dl.ODh	; вывести CR,
	int	21h	
	mov	dl,OAh	; вывести LF»	/
	int	21h .	
	pop	dx	; восстановить текущий символ,
continue_loop:			
	loop	cloop	; продолжить цикл.
	ret		; Завершение СОМ-файла.
	end	start	
Это программа типа СОМ, и компилироваться ода должна точно так же, кар
hello-l.asm из раздела 4.1. Здесь с помощью команды LOOP оформляется цикл,
выполняющийся 256 раз (значение регистра СХ в начале цикла). Регистр DL со-
держит код символа, который равен нулю в начале цикла и увеличивается каж-
дый раз на 1 командой INC DL. Если значение DL сразу после увеличения на 1
кратно 16, оно временно сохраняется в стеке и на экран выводятся символы CR
и LF, выполняющие переход на начало новой строки. Проверка осуществляется
командой TEST DL,0Fh - результат операции AND над DL, и OFh = 0, только ес^ди
младшие четыре бита DL равны нулю, что и соответствует кратности шестнадцати.
Все функции DOS вывода на экран используют устройство STDOUT, стандар-
тный вывод. Это позволяет перенаправлять вывод программы в файл или на стан-
дартный ввод другой программы. Например, если написать в командной строке
hello-1.com > hello-1.out
Вывод на экран в текстовом режиме
ПТ! IZTJ133
то на экране ничего не появится, а в текущей директории появится файл hello-
l.out, содержащий строку Hello World!. Точно так же, если написать
aosout1.com > dosoutl.out
то в файле dosoutl.out окажутся все символы ASCII, причем символы BEL и BS не
будут интерпретироваться и запишутся в файл как есть. Символы CR и LF тоже
запишутся как есть, но поскольку они отмечают конец строки, редакторы и про-
смотрщики текстовых файлов будут разрывать первую строку символов.
Функция DOS 06h: Записать символ в STDOUT без проверки на Ctrl-Break
Вход: АН - 06h
DL - ASCII-код символа (кроме OFFh)
Выход: Никакого, согласно документации, но на самом деле:
AL = код записанного символа (копия DL)
Эта функция не обрабатывает управляющие символы (CR, LF, НТ и BS вы-
полняют свои функции при выводе на экран, но сохраняются при перенаправле-
нии вывода в файл) и не проверяет нажатие Ctrl-Break. Можно заменить MOV
АН,2 командой MOV АН,6 в программе dosoutLasm и перекомпилировать этот
пример, чтобы получить более полную таблицу символов.
Функция DOS 09h: Записать строку в STDOyT с проверкой на Ctrl-Break
Вход: АН - 09h
DS:DX = адрес строки, заканчивающейся символом $ (24h)
Выход: Никакого, согласно документации, но на самом деле:
АЦ- 24h (код последнего символа)
Действие этой функции полностью аналогично действию функции 02h, но вы-
водится не один символ, а целая строка, как в программах hello-l.asm и hello-2.asm.
Функция DOS 40h: Записать в файл или устройство
Вход: АН “ 40h
ВХ = 1 для STDOUT или 2 для STDERR
DS:DX - адрес начала строки
СХ “ длина строки
Выход: CF “ О,
АХ - число записанных байтов
Эта функция предназначена для записи в файл, но, если в регистр ВХ поместить
число 1, функция 40h будет выводить данные на STDOUT, а если ВХ = 2 - на уст-
ройство STDERR. Оно всегда выводит данные на экран И не перенаправляется
в файлы. На DOS 40h основаны используемые в С функции стандартного вывода -
фактически функция С fputs() просто вызывает это прерывание, помещая свой
первый аргумент в ВХ, адрес строки (второй аргумент) - в DS:DX и длину - в СХ.
; dosout2.asm
; Выводит на экран строку "Эта функция может вывозить знак
; используя вывод в STDERR, так что ее нельзя перенаправить в файл.
Й34 5 I I	HMM Основы программирования для MS DOS
.model	tiny
. code	
org	100h	; Начало СОМ-файла.
start:	
mov	ah,40h	; Номер функции DOS.
mov	bx,2	; Устройство STDERR,
mov	dx,offset message	; DS:DX - адрес строки.
mov	cx,message_length	; СХ - длина строки. 1
int	21h
ret	; Завершение СОМ-файла. ,
message	db	"Эта. функция может выводить знак $"
message_length =	$-message	; Длина строки = текущий'адрес минус.
	; адрес начала строки.
end	start
Если скомпилировать эту программу и запустить ее командой
dosout2.com > dosout2.out
то сообщение появится на экране, а файл dosout2.out окажется пустым.
И наконец, последняя функция DOS вывода на экран - недокументированное
прерывание 29h.
INT 29h: Быстрый вывод символа на экран
Вход: AL = ASCII-код символа
В большинстве случаев INT 29h немедленно вызывает функцию BIOS «вы-
вод символа на экран в режиме телетайпа», поэтому никаких преимуществ, кро-
ме экономии байтов при написании как можно более коротких программ, она не
имеет.
4.3.2.	Средства BIOS
Функции DOS вывода на экран позволяют перенаправлять вывод в файл, но
не дают возможности вывести текст в любую позицию экрана и не разрешают из-
менить цвет текста. DOS предполагает, что для более тонкой работы с экраном
программы должны использоваться видеофункции BIOS. BIOS (базовая система
ввода-вывода) - это набор программ, расположенных в постоянной памяти ком-
пьютера, которые выполняют его загрузку сразу после включения и обеспечива-
ют доступ к отдельным устройствам, в частности к видеоадаптеру. Все функции
видеосервиса BIOS вызываются через прерывание 10h. Рассмотрим функции, ко-
торые могут быть полезны для вывода текстов на экран.
Выбор видеорежима
BIOS позволяет переключать экран в различные текстовые и графические
режимы. Режимы отличаются друг от друга разрешением (для графических) и ко-
личеством строк и столбцов (для текстовых), а также количеством возможных
цветов.
Вывод на экран в текстовом режиме
ТП I N I 135
INT 10h, АН - 00h: Установить видеорежим
Вход: АН - 00h
AL - номер режима в младших 7 битах
Вызов этой функции приводит к тому, что экран переводится в выбранный
режим. Если старший бит АЬне установлен в 1, экран очищается. Номера тексто-
вых режимов - 0, 1, 2, 3 и 7. О и 1 - 16-цветные режимы 40x25 (с 25 строками По
40 символов в строке), 2 и 3 - 16гцветные режимы 80x25, 7 - монохромный ре-
жим 80x25. Мы не будем пока рассматривать графические режимы, хотя функ-
ции вывода текста на экран DOS и BIOS могут работать и в них. Существуют и дру-
гие текстовые режимы с более высоким разрешением (80x43,80x60,132x50 и т. д.),
но их номера для вызова через эту функцию отличаются для разных видеоадапте-
ров (например, режим 61h - 132x50 для Cirrus 5320 и 132x29 для Genoa 6400).
Однако, если видеоадаптер поддерживает стандарт VESA BIOS Extention, в режи-
мы с высоким разрешением можно переключаться, используя функцию 4Fh.
INT 10h, АН - 4Fh, AL = 02h: Установить видеорежим SuperVGA
Вход: AX = 4F02h
ВХ - номер режима в младших 13 битах
Если бит 15 регистра ВХ установлен в 1, видеопамять не очищается. Тексто-
вые режимы, которые можно вызвать с использованием этой функции: 80x60 (ре-
жим 108h), 132x25 (109h), 132x43 (10Ah), 132x50 (10Bh), 132x60 (lOCh).
Видеорежим, используемый в DOS по умолчанию, - текстовый режим 3.
Управление положением курсора
INT 10h, АН - 02h: Установить положение курсора
Вход: АН = 02h
ВН = номер страницы
DH = строка	
DL = столбец
С помощью этой функции можно установить курсор в любую позицию экра-
на, и дальнейший вывод текста будет происходить из этой позиции. Отсчет номе-
ра строки и столбца ведется от верхнего левого угла экрана (символ в левой вер-
хней позиции имеет координаты 0, 0). Номера страниц 0-3 (для режимов 2 и 3)
и 0-7 (для режимов 0 и 1) соответствуют области памяти, содержимое которой
в данный момент отображается на экране. Можно вывести текст в неактивную
в настоящий момент страницу, а затем переключиться на нее, чтобы изображение
изменилось мгновенно.
INT 10h, АН - 03h: Считать положение и размер курсора
Вход: АН - 03h
ВН - номер страницы
Выход: DH, DL = строка и столбец текущей позиции курсора
CH, CL = первая и последняя строки курсора
136111 Н п
Основы программирования для MS DOS
Возвращает текущее состояние курсора на выбранной странице (каждая стра-
ница использует собственный независимый курсор).
Вывод символов на экран
Каждый символ на экране описывается двумя байтами - ASCII-кодом симво-
ла и байтом атрибута, указывающим цвет символа и фона, а также является ли
символ мигающим.	'
Атрибут символа
□	бит 7: символ мигает (по умолчанию) или фон яркого цвета (если его дей-
ствие было переопределено видеофункцией 10h);
□	биты 6-4: цвет фона;
□	бит 3: символ яркого цвета (по умолчанию) или фон мигает (если его дей-
ствие было переопределено видеофункцией llh);
□	биты 2-0: цвет символа.
Цвета кодируются в битах, как показано в табл. 18.
INT 10h, АН = 08h: Считать символ и атрибут символа в текущей позиции курсора
Вход: АН = 08h
ВН ="номер страницы
Выход: АН = атрибут символа
AL «• ASCII-код символа
INT 10h, АН = 09h: Вывести символ с заданным атрибутом на экран
Вход: АН J 09h	1-
ВН = номер страницы
AL = ASCII-код символа
BL = атрибут символа
СХ = число повторений символа
С помощью этой функции можно вывести на экран любой символ, включая
даже символы CR и LF, которые обычно интерпретируются как конец строки.
В графических режимах СХ не должен превышать число позиций, оставшееся до
правого края экрана.
INT 10h, АН = OAh: Вывести символ с текущим атрибутом на экран
Вход: АН = OAh
ВН = номер страницы
AL = ASCII-код символа •
СХ = число повторений символа
Эта функция также выводит любой символ на экран, но в качестве атрибута
символа используется атрибут, который имел символ, находившийся ранее в дан-
ной позиции.
Вывод на экран в текстовом режиме
i I L I JJ37
Таблица 18. Атрибуты символов
Атрибут	Обычный цвет	Яркий цвет
оооь	Черный	Темно-серый
001b	Синий	Светло-синий
010b	Зеленый	Светло-зеленый
011b"	Г олубой	Светло-голубой
100b	Красный	Светло-красный
101b	Пурпурный	Светло-пурпурный
110b	Коричневый	Желтый
111b	Светло-серый	Белый
INT 10h, АН = OEh: Вывести символ в режиме телетайпа
Вход: АН - OEh
ВН = номер страницы
AL = ASCII-код символа
Символы CR (ODh), LF (OAh), BEL (7) интерпретируются как управляющие
символы. Если текст при записи выходит за пределы нижней строки, экран про-
кручивается вверх. В качестве атрибута используется атрибут символа, находив-
шегося в данной позиции.
INT 10h, АН = 13h\ Вывести строку символов с заданными атрибутами
Вход: АН - 13h
AL = режим вывода:
бит 0: переместить курсор-в конец строки после вывода
бит 1: строка содержит не только символы, но и атрибуты, так что
каждый символ описывается двумя байтами: ASCII-код
и атрибут
биты 2-7: зарезервированы
СХ = длина строки (только число символов)
BL = атрибут, если строка содержит только символы	ч
DH, DL = строка и столбец, начиная с которых будет выводиться строка
ES:BP = адрес начала строки в памяти
Функция 13h выводит на экран строку символов, интерпретируя управляю-
щие символы CR (ODh), LF (OAh), BS (08) и BEL (07). Если строка подготовлена
в формате символ,атрибут - гораздо быстрее просто скопировать ее в видеопа-
мять, о чем рассказано в следующей главе.
Воспользуемся теперь функциями BIOS, чтобы усовершенствовать программу
DOSOUT1 и вывести на экран все 256 символов, включая даже символы перевода
строки. Кроме того, для лучшей читаемости таблицы после каждого символа бу-
дет выводиться пробел.
138 j i I I I I
И Основы программирования для MS DOS
biosout.asm
Выводит на экран все ASCII-символы без исключения.
.model	tiny	
. code org	100h	; Начало СОМ-файла.
start:		
mov	ax,0003h	
int	lOh	Видеорежим 3 (очистка экрана
mov	dx, 0	л установка курсора в 0, 0). DH и DL будут использоваться
mov	si,256	для хранения положения курсора. Начальное положение - 0,0. SI будет счетчиком цикла.
mov	al,0	Первый символ - с кодом 00h.
mov	ah,9	Номер видеофункции "вывод символа с атрибутом'
mov	ex, 1	Выводится один символ за раз.
mov	bl,00011111b	Атрибут символа - белый на синем.
cloop:		
int	lOh	Вывести символ на экран
push	ax	Сохранить текущий символ и номер функции.
mov	ah, 2	Номер видеофункции 2 -
inc	dl '	изменить положение курсора. Увеличить текущий столбец на 1.
int	lOh	Переместить курсор
mov	ax,0920h	АН = 09, AL = 20h (ASCII-код пробела)
int	10h	Вывести пробел.
mov	ah, 2	Номер, видеофункции 2.
inc	dl	Увеличить столбец на 1.
int	10h	Переместить курсор.
POP	ax	Восстановить номер функции в ah
inc	t al	и текущий символ в al. Увеличить AL на 1 - следующий символ.
test	al,OFh	Если AL не кратен 16,
' jnz push	continue_loop ax	продолжить ЦИКЛ. ' Иначе - сохранить номер функции
mov	ah, 2	и текущий символ. Номер видеофункции 2.
inc	dh	Увеличить номер строки на 1.
mov	dl, 0	Столбец =0.
int.	lOh	Установить курсор на начало следующей строки.
POP	ax	Восстановить номер видеофункции
continue_loop: dec	si	'	и текущий символ. Уменьшить SI на 1.
jnz	.cloop	Если он не стал нулем - продолжить. СХ используется внутри цикла,
Вывод на экран в текстовом режиме
III j j I 139
; так что нельзя применить команду LOOP
; для его организации.
ret	; Завершение СОМ-файла.
end start
Так как функция 09h выводит символ в позиции курсора, но не перемещает
сам курсор, это приходится делать каждый раз специально.
Функции BIOS удобны для переключения и настройки видеорежимов, но ча-
сто оказывается, что вывод текста на экран гораздо быстрее и проще выполнять
обычным копированием изображения в видеопамять.
4.3.3.	Прямая работа с видеопамятью
Все, что изображено на мониторе - и графика, и текст, одновременно присут-
ствует в памяти, встроенной в видеоадаптер. Чтобы изображение появилось на мо-
ниторе, оно должно быть записано в память видеоадаптера. Для этой цели отво-
дится специальная область памяти, начинающаяся с абсолютного адреса
0B800h:0000h (для текстовых режимов) и заканчивающаяся 0B80Oh:0FFFFh. Все,
что программы пишут в эту область памяти, немедленно пересылается в память
видеоадаптера. В текстовых режимах для хранения каждого изображенного сим-
вола используются два байта: байт с ASCII-кодом символа и байт с его атрибутом,
так что по адресу 0B800h:0000h лежит байт с кодом символа, находящимся в вер-
хнем левом углу экрана; по адресу 0B800h:0001h расположен атрибут этого сим-
вола; по адресу 0B800h:0002h - код второго символа в верхней строке экрана и т. д.
Таким образом, любая программа может вывести текст на экран простой ко-
мандой пересылки данных, не прибегая ни к каким специальным функциям DOS
sum BIOS.	I
dirout.asm
Выводит на экран все ASCII-символы без исключения,
используя прямой вывод на экран.
.model	tiny	
.code		
.386		Будет использоваться регистр ЕАХ и команда STOSD.
org	lOOh	Начало СОМ-файла..
start:		
mov	ax,0003h	
int	10h	Видеорежим 3 (очистка экрана).
cld	•	Обработка строк в прямом направлении. Подготовка данных для вывода на экран
mov	eax,1F2O1FOOh	первый символ 00 с атрибутом 1Fh, затем пробел (20h) с атрибутом 1Fh
mov	bx,OF20h	Пробел с атрибутом OFh.
mov	ex, 255	Число символов минус 1.
mov	di,offset ctable	ES:DI - начало таблицы.
1140 I i	—Ml! Основы программирования для MS DOS	
cloop:		
stosd		Записать символ и пробел в таблицу ctable.
inc	al	AL содержит следующий символ.
test	ex,OFh	Если СХ не кратен 16,
jnz	continue_loop	продолжить цикл.
push	ex	Иначе: сохранить значение счетчика;
mov	ex,80-32	Число оставшихся до конца строки символов.
xchg .	ax,bx	
rep	stosw	Заполнить остаток строки пробелами с атрибутом 0F.
xchg	bx,ax	Восстановить значение ЕАХ.
pop	ex	Восстановить значение счетчика.
continue_loop:		
loop	cloop	
stosd		Записать последний (256-й) символ и пробел.
; собственно вывод на экран		
mov	ax,OB800h	Сегментный адрес видеопамяти.
mov	es,ax	
хог	di, di	DI = 0, адрес начала видеопамяти в ES:DI.
mov	•61, offset ctable	Адрес таблицы в DS:SI.
mov	ex,15*80+32	15 строк по 80 символов, последняя строка - 32.
rep	movsw	Скопировать таблицу ctable в видеопамять.
ret		Завершение СОМ-файла.
ctable:		Данные для вывода на экран начинаются сразу
		за концом файла. В ЕХЕ-файле такие данные
		определяют в сегменте .data?
end	start	
В указанной программе при подготовке данных для копирования в видеопа-
мять учитывалось следующее: в архитектуре Intel при записи слова (или двойно-
го слова) в память старший байт располагается по старшему адресу. Так что при
записи в память двойного слова lF201F00h сначала записывается самый'млад-
ший байт 00h (ASCII-код текущего символа), потом IFh, используемый в этом
примере атрибут, далее 20h (код пробела) и лишь затем, по самому старшему ад-
ресу, - самый старший байт, IFh, атрибут для этого пробела. Кроме того, в дан-
ном примере использовались некоторые 32-битные команды (MOV и STOSD).
Ими можно пользоваться из 16-битной программы (разумеется, если процессор
80386 и выше), но не стоит этим злоупотреблять, потому что каждая из команд
оказывается длиннее на 1 байт и выполняется дольше на 1 такт.
4.4.	Ввод с клавиатуры
4.4.1.	Средства DOS
Как и в случае вывода на экран, DOS предоставляет набор функций для чте-
ния данных с клавиатуры, которые используют стандартное устройство ввода
Ввод с клавиатуры
STDIN, так что в качестве источника данных можно применить файл или стан-
дартный вывод другой программы.
Функция DOS OAh: Считать строку символов из STDIN в буфер
Вход: АН = OAh
DS:DX = адрес буфера
Выход: Буфер содержит введенную строку
Для вызова этой функции надо подготовить буфер, первый байт которого за-
ключает в себе максимальное число символов для ввода (1-254), а содержимое,
если оно задано, может использоваться как подсказка для ввода. При наборе стро-
ки обрабатываются клавиши Esc, F3, F5, BS, Ctrl-C/Ctrl-Break и т. д., как при
наборе команд DOS (то есть Esc начинает ввод сначала, F3 восстанавливает под-
сказку для ввода, F5 запоминает текущую строку как подсказку, Backspace стира-
ет предыдущий символ). После нажатия клавиши Enter строка (включая послед-
ний символ CR (ODh)) записывается в буфер, начиная с третьего байта. Во второй
байт записывается длина реально введенной строки без учета последнего CR.
Рассмотрим пример программы, выполняющей преобразование десятичного
числа в шестнадцатеричное.
dosin'!, asm
Переводит десятичное число в шестнадцатеричное.
.model	tiny		
. code			
.286			Для команды shr al,4.
org	100h		Начало СОМ-файла.
mov	dx,offset	messagel	-
mov	ah, 9		
int	21h		Вывести приглашение,ко вводу messagel
mov	dx,offset	buffer	
mov	ah,OAh		
int	21h		Считать строку символов в буфер.
mov	dx,offset	crlf	
mov	ah, 9		
int	21h		Перевод строки.
Перевод числа в ASCII-формате из буфера в бинарное число в АХ.
xor	di,di	;	DI	=	0	-	номер байта	в	буфере.
хог	ах,ах	;	АХ	=	0	-	текущее значение	результата.
mov	cl.blength
xor ch,ch	'
xor	bx,bx
mov	si,ex	;	SI	-	длина буфера
mov cl, 10	' ; CL = 10, множитель для MUL
asc2hex:
mov _ bl.byte ptr bcontentsfdi]
sub bl,'O’	; Цифра = код цифры - йод символа "О".
1142 !	I i	|||l| Основы программирования для MS DOS	
	jb crop ja mul add inc crop jb	asc_error bl, 9 asc_error ex ax, bx di di,si asc2hex	Если код символа был меньше, чем код "О", или больше, чем ”9", выйти из программы с сообщением об ошибке. Иначе: умножить текущий результат на 10, добавить к нему новую цифру, увеличить счетчик. Если счетчик+1 меньше числа символов - продолжить (счетчик ведет отсчет от 0).
; Вывод	на экран push mov mov int pop	строки message2. ax	'	; Сохранить результат преобразования. ah, 9 dx,offset message2 21h	.	-	‘ ax	
; Вывод	на экран push xchg call POP call	числа из регистра ax ah, al print_al ax print_al	АХ. Поместить в AL старший байт. Вывести его на экран. Восстановить в AL младший байт. Вывести его на экран.
	ret		Завершение СОМ-файла.
asc_erro	r: mov mov int ret	dx,"offset err_msg ah, 9 21h	Вывести сообщение об ошибке и завершить программу.
; Процедура print_al.	; ; Выводит на экран число в регистре AL ; в шестнадцатеричном формате,.. ; модифицирует значения регистров АХ и DX.			
print_al: mov and shr call mov print_nibble: crop sbb. das		dh, al dh.OFh al,4 print_nibble al, dh al,10 al,69h	ОН - младшие 4 бита. AL - старшие.. Вывести старшую цифру. Теперь AL содержит младшие 4 бита. Процедура вывода 4 бит (шестнадцатеричной цифры). Три команды, переводящие цифру в AL в соответствующий ASCII-код. (см. описание команды DAS)
	mov mov int ret	dl.al ah, 2 21h	Код символа в DL. Номер функции DOS в АН. Вывод символа. Этот НЕТ работает два раза - один раз для возврата из процедуры print_nibble,
Ввод с клавиатуры
UMJI!l43
; вызванной для старшей цифры,
; и второй раз - для возврата из print_al.
’essagel	db	"Десятичное число: $"
message?	db	"Шестнадцатеричное число: $"
err_msg	db	"Ошибка ввода"
=rlf	db	ODh.OAh,
□offer'	db	6	; Максимальный размер буфера ввода.
□length	db	?	; Размер буфера после считывания.
□contents:		, ; Содержимое буфера располагается за
		; концом СОМ-файла.
end	start	
Функция OAh предоставляет удобный, но ограниченный способ ввода данных.
Чаще всего используют функции посимвольного ввода, позволяющие контроли-
ровать отображение символов на экране, реакцию программы на функциональные
и управляющие клавиши и т. д.	-
Функция DOS 01h: Считать символ из STDI^I с эхом, ожиданием и проверкой на
Ctrl-Break
Вход: АН - Olh
Выход: AL - ASCII-код символа или 0. Если AL0, второй вызов этой функ-
ции возвратит в AL расширенный ASCII-код символа.
При чтении с помощью этой функции введенный символ автоматически ото-
бражается на экране (посылается в устройство STDOUT - так что его можно пе-
ренаправить в файл). При нажатии Ctrl-C или Ctrl-Break выполняется команда
INT 23h. Если нажата клавиша, не соответствующая какому-нибудь символу
(стрелки, функциональные клавиши Ins, Del и т. д.), то в AL возвращается 0
и функцию надо вызвать еще один раз, чтобы получить расширенный ASCII-код
(см. приложение 1).
В трех следующих вариантах этой функции код символа' возвращается в AL
по такому же принципу.
Функция DOS 08h: Считать символ из STDIN без эха, с ожиданием и проверкой
на Ctrl-Break
Вход: АН “ 08h
Выход: AL - код символаz
Функция DOS 07h: Считать символ из STDIN без эха, с ожиданием и без провер-
ки на Ctrl-Break
Вход: АН - 07h
Выход: AL = код символа
Функция DOS 06h: Считать символ из STDIN без эха, без ожидания и без провер-
ки на Ctrl-Break
Вход: АН - 06h
DL = OFFh
144........... И
Основы программирования для MS DOS
Выход: ZF = 1, если не была нажата клавиша, и AL = 00
ZF = 0, если клавиша была нажата. В этом случае AL = код символа
Кроме перечисленных могут потребоваться и некоторые служебные функции
DOS для работы с клавиатурой.
Функция DOS OBh: Проверить состояние клавиатуры
Вход: АН = OBh
Выход: AL = 0, если не была нажата клавиша •
AL = OFFh, если была нажата клавиша
Данную функцию удобно использовать перед функциями 01,07 и 08, чтобы не
ждать нажатия клавиши. Кроме того, вызов указанной функции позволяет про- >
верить, не считывая символ с клавиатуры, была ли нажата комбинация клавиш
Ctrl-Break; если это произошло, выполнится прерывание 23h.
Функция DOS OCh: Очистить буфер и считать символ
Вход: АН = ОСЬ '
AL = Номер функции DOS (01, 06, 07, 08, OAh)
Выход: Зависит от вызванной функции
Функция ОСЬ очищает буфер клавиатуры, так что следующая функция чте-
ния символа будет ждать ввода с клавиатуры, а не использовать нажатый ранее
и еще не обработанный символ. Например, именно эта функция используется для
считывания ответа на вопрос «Уверен ли пользователь в том, что он хочет отфор-
матировать диск?».
Функции посимвольного ввода без эха можно использовать для интерактив-
ного управления программой, как в следующем примере.
; dosin2.asm ; Изображает пентамино F, которое можно перемещать по экрану клавишами ; управления курсором и вращать клавишами X и Z. Выход из программы - Esc.		
line_length = 3		; Число символов в строке изображения.
number_of_lines	= 3	; Число строк.
.model	tiny	
. code		
org	100h	; Начало СОМ-файла.
start:		
cld		; Будут использоваться команды : строковой обработки.
mov ’	ax,OBBOOh	; Адрес начала текстовой видеопамяти -
mov	es,ax	; в ES.
mov	ax,0003h	
int	10h	; Текстовый режим 03 (80x25).
mov	ah,02h	; Установить курсор
mov	bh,0	
mov	dh,26	; на строку 26, то есть за пределы экрана
Ввод е клавиатуры
| (45
mov	dl, 1	
int	10h	;	Теперь курсора на экране нет.
call	update_screen ;	Вывести изображение.
: Основной цикл та1п_1оор:	опроса клавиатуры.	
mov	ah,08h	Считать символ с клавиатуры
int	21h	;	без эха, с ожиданием,’ с проверкой на Ctrl-Break.
test	al,al	;	Если AL = 0,
jz	eASCII_entered ;	введен символ расширенного ASCII.
cmp	al,1Bh	;	Иначе: если введен символ IBh (Esc),
je	key.ESC	;	выйти из программы.
cmp	al.’Z’	;	Если введен символ Z,
je	key_Z .	;	перейти на его обработчик.
cmp	al.’z’	;	То же для г.
je	key_Z	
- cmp	al,’X’	;	Если введен символ X,
je	key_X	перейти на его обработчик.
cmp	al.’x’	;	То же для х.
je	key_X	
jmp	short main_loop ;	Считать следующую клавишу.
eASCII_entered:	I	Был введен расширенный ASCII-символ.
int	21h	;	Получить его код (повторный вызов функции).
cmp	al,48h	;	Стрелка вверх.
je	key_UP	
cmp	al,50h	;	Стрелка вниз.
je	key_D0WN	
cmp	al,4Bh	;	Стрелка влево.
je	key_LEFT	
cmp	al,4Dh	;	Стрелка вправо.
je	key_RIGHT	
jmp	short main_loop ;	Считать следующую клавишу.
Обработчики нажатий'клавиш.
•ey_ESC: ret		Esc Завершить СОМ-программу.
«ay.UP:		Стрелка вверх.
cmp	byte ptr start_row,0	Если изображение на верхнем
		краю экрана,
jna	main_loop	считать следующую клавишу.
dec	byte ptr start_row	Иначе - уменьшить номер строки,
call	update_screen	вывести новое изображение
jmp	short main_loop	и считать следующую клавишу.
•ey^DOWN:		Стрелка вниз.
cmp	byte ptr start_row,25-number_of_lines ; Если	
		изображение на нижнем краю экрана,
jnb main_loop	; считать следующую клавишу.
146 i |	M—MI Основы программирования для MS DOS	
inc	byte ptr start.row	Иначе - увеличить номер строки,
call	update_screen	вывести новое изображение
jmp	short main_loop	и считать следующую клавишу.
key.LEFT:		Стрелка влево.
crop	byte ptr start_col,0	Если изображение на левом краю экрана,
jna	main_loop	считать следующую клавишу.
dec	byte ptr start_col	Иначе - уменьшить номер столбца,
call	update_screen	вывести новое изображение
jmp	short main_loop	и считать следующую клавишу.
key.RIGHT:		Стрелка вправо.
cmp	byte ptr start_col, 80-line	.length ; Если
		изображение на правом краю экрана,
jnb	main_loop	считать следующую клавишу.
inc	byte ptr start_col	Иначе - увеличить номер столбца,
call	update_screen	вывести новое изображение
jmp	short main_loop	и считать следующую клавишу.
key_Z:		Клавиша Z (вращение влево).
mov 	ax,current_screen	Считать номер текущего изображения
		(значения 0, 1, 2, 3),
dec	' ax	уменьшить его на 1.
jns	key_Z_ok	Если получился -1 (поменялся знак),
mov	ax,3	АХ = 3.
key_Z_ok:		
mov	current_screen,ax	Записать номер обратно,
call	update_screen	вывести новое изображение
jmp	main_loop	и считать следующую клавишу.
key_X:		Клавиша X (вращение вправо).
mov	ax.current.screen	Считать номер текущего изображения
		(значения 0, 1, 2, 3),
inc	ax	увеличить его на 1. .
crop	ax, 4	Если номер стал равен 4,
jne	key_X_ok	
xor	ax, ax	АХ = 0.
key_X_ok:		
mov	current_screen,ax	Записать номер обратно,
call	update_screen	вывести новое изображение
jmp	main_loop	и считать следующую клавишу.
; Процедура update_screen.	'
; Очищает экран и выводит текущее изображение.
; Модифицирует значения регистров АХ, ВХ, СХ, DX, SI, 01.
update.screen:
mov	ex,25*80	; Число символов на экране.
mov	ax,0F20h	; Символ 20h (пробел) с атрибутом OFh
		; (белый на черном).
xor	di,di	; ES:DI - начало видеопамяти.
rep	stosw	; Очистить экран.
Ввод с клавиатуры
I I! I IJ.......I 147
mov	bx,current_screen		Номер текущего изображения в ВХ.
shl	Ьх, 1		Умножить на 2, так как screens - массив слов.
mov	si,screens[bx]		Поместить в ВХ смещение начала
			текущего изображения из массива screens.
mov	ax,start_row		Вычислить адрес начала
mul	row_length		изображения в видеопамяти:
add	ax,start_col		(строка х 80 + столбец) х 2.
shl	ax, 1		
mov	di, ax		ES:DI - начало изображения в видеопамяти.
mov	ah.OFh		Используемый атрибут - белый на черном.
mov	dx, number_of_lines ; Число строк'в изображении.		
:opy_lines:			-
mov	ex,line_length		.'Число символов в строке.
:opy_1: lodsb			Считать ASCII-код в AL,
stosw			записать его в видеопамять (AL - ASCII, АН - атрибут).
loop	сору_1		Вывести так все символы в строке.
add	di,(80-	line_length) * 2 ; Перевести DI на начало	
			следующей строки экрана.
dec	dx		Если строки не закончились -
jnz	copy_lines		вывести следующую.
ret			Конец процедуры update_screen.
 Изображение пентамино		F.	
screenl	db	" XX"	Выводимое изображение.
	db	"XX "	
	db	" X "	
screen2	'	db	" X "	Поворот на 90 градусов вправо.
	db	"XXX"	
	db	" X" '	
screens	db	" X "	Поворот-на 180 градусов.
	db	" XX"	
	db	"XX "	
screen4 d	b	"X "	Поворот на 90 градусов влево.
	db	"XXX"	
	db	" X "	
: Массив, содержащий адреса всех вариантов изображения.			
screens	dw	screenl,screen2,screens,screen4	
current_screen	dw	0	Текущий.вариант изображения.
start_row	dw	10	Текущая верхняя строка изображения.
start_col	dw	37	Текущий левый столбец.
row_length	db	80	Длина строки экрана для команды MUL.
end	start		
/ ’ В этом примере для вывода на экран используется прямое копйрование в ви-			
деопамять, так	как вызов функции BIOS вывода строки (INT 10h, АН = 13h)		
148 I L ! I ТП
Основы программирования для MS DOS
прокручивает экран вверх на одну строку при выводе символа в нижнем правом
углу экрана.
4.4.2.	Средства BIOS
Так же как и для вывода на экран, BIOS предоставляет больше возможностей
по сравнению с DOS для считывания данных и управления клавиатурой. Напри-
мер, функциями D'OS нельзя определить нажатие комбинаций клавиш типа Ctrl-
Alt-Enter или нажатие двух клавиш Shift одновременно, DOS не может определить
момент отпускания нажатой клавиши, и наконец, в DOS нет аналога функции С
ungetch(), помещающей символ в буфер клавиатуры, как если бы его ввел пользова-
тель. Все это можно осуществить, используя различные функции прерывания 16h
и операции с байтами состояния клавиатуры.
INT 16h, АН = 0, 10h, 20h: Чтение символа с ожиданием
Вход: АН = 00h (83/84-key), 10h (101/102-key), 20h (122-key)
Выход: AL = ASCII-код символа, 0 или префикс скан-кода
АН = скан-код нажатой клавиши или расширенный ASCII-код
Каждой клавише на клавиатуре соответствует так называемый скан-код (см. при-
ложение 1), соответствующий только этой клавише. Этот код посылается клави-
атурой при каждом нажатии и отпускании клавиши и обрабатывается BIOS (об-
работчиком прерывания INT 9). Прерывание 16h дает возможность получить код
нажатия, не перехватывая этот обработчик. Если нажатой клавише соответствует
ASCII-символ, то в АН возвращается код этог&символа, а в AL - скан-код клави-
ши. Если нажатой клавише соответствует расширенный ASCII-код, в AL возвра-
щается префикс скан-кода (например, OEOh для серых клавиш) или 0, если пре-
фикса нет, а в АН - расширенный ASCII-код. Функция 00h обрабатывает только
комбинации, исцользующие клавиши 84-клавишной клавиатуры; 10h обрабаты-
вает все 101-105-клавишные комбинации; 20h - 122-клавишные. Тип клавиату-
ры можно определить с помощью функции 09h прерывания 16h, если она поддер-
живается BIOS (поддерживается ли эта функция, можно узнать с помощью
функции ОСОБ прерывания ISh).
INT 16h, АН = 1, 11h, 2 Нт. Проверка символа
Вход: АН = Olh (83/84-key), llh (101/102-key), 21h (122-key)
Выход: ZF = 1, если буфер пуст
ZF = 0, если в буфере присутствует символ, тогда
• AL - ASCII-код символа, 0 или префикс скан-кода
АН = скан-код нажатой клавиши или расширенный ASCII-код
Символ остается в буфере клавиатуры, хотя некоторые BIOS удаляют символ
из буфера при обработке функции Olh, если он соответствует расширенному
ASCII-коду, отсутствующему на 84-клавишных клавиатурах.
Ввод с клавиатуры
II
ТТЛ
i 149
INT 16h, АН ™ 05h: Поместить символ в буфер клавиатуры
Вход: АН - 05h
, СН - скан-код
CL - ASCII-код
Выход: AL - 00, если операция выполнена успешно
AL - Olh, если буфер клавиатуры переполнен
АН модифицируется многими BIOS
Обычно вместо скан-кода в СН можно поместить 0, если функция, которая
будет выполнять чтение из буфера, использует именно ASCII-код. Например,
следующая программа при запуске из DOS вызывает команду DIR (но при запус-
ке из некоторых оболочек, например FAR, этого не произойдет).
; ungetch.asm
; заносит в буфер клавиатуры команду DIR так, чтобы она выполнилась сразу после
; завершения программы
.model	tiny	
. code		
org	100h	; СОМ-файл
start:		
mov	cl, 'd'	; CL = ASCII-код буквы "d”
call	ungetch	
mov	cl,' i ’	; ASCII-код буквы ”1”	• ,
call	ungetch	
mov	cl, ’ r’	; ASCII-код буквы "г"
/call	ungetch	
• mov	cl,ODh	; перевод строки
ungetch:		
mov	ah, 5	; АН = номер функции
mov	ch, 0	; СН = 0 (скан-код неважен)
int	16h	; поместить символ в буфер
ret		; завершить программу
end	start	
INT 16h, AH »	02h, 12h, 22h: Считать состояние клавиатуры	
Вход: AH	= 02h (83/84-key), 12h (101/102-key), 22h (122-key)	
Выход: AL 	= байт состояния клавиатуры 1	
AH	= байт состояния клавиатуры 2 (только для функций 12h и 22h)	
Байт состояния клавиатуры 1 (этот байт всегда расположен в памяти по адресу
0000h:0417h или 0040h:0017h):
бит 7: Ins включена
бит 6: CapsLock включена
бит 5: NijmLock включена
бит 4: ScrollLock включена
150 j | __ i ill
Основы программирования для MS DOS
бит 3: Alt нажата (любая Alt для функции 02h, часто только левая Alt
для 12h/22h)
бит 2: Ctrl нажата (любая Ctrl)
бит 1: Левая Shift нажата
бит 0: Правая Shift нажата
Байт состояния клавиатуры 2 (этот байт всегда расположен в памяти по адресу
0000h:0418h или 0040h:0018h):
бит 7: SysRq нажата
•бит 6: CapsLock нажата
бит 5: NumLock нажата
бит 4: ScrollLock нажата
бит 3: Правая Alt нажата
бит 2: Правая Ctrl нажата
бит 1: Левая Alt нажата
бит 0: Левая Ctrl нажата
Оба байта постоянно располагаются в памяти, так что вместо вызова прерыва-
ния часто удобнее просто считывать значения напрямую. Более того, в эти байты
можно записывать новые значения, и BIOS соответствующим образом изменит
состояние клавиатуры:
; nolock.asm
; Самая короткая программа для выключения NumLock, CapsLock и ScrollLock.
; Запускать без параметров.
	.model tiny . code org	100h	; СОМ-файл. AX при запуске СОМ-файла ; без параметров в командой строке ।	; всегда равен 0.
start:	mov	ds,ах	; Так что теперь DS = 0. mov	byte ptr ds:0417h,al	; Байт состояния клавиатуры 1=0. ret	; выход из программы, end	start
Разумеется, в реальных программах, которые будет запускать кто-то, кроме
автора, так делать нельзя, и первой командой дожна быть хог ах,ах.
Помимо этих двух байт BIOS хранит в своей области данных и весь клавиа-
турный буфер, к которому также можно обращаться напрямую. Буфер занимает
16 слов с 0h:041Eh по 0h:043Dh включительно, причем по адресу 0h:041Ah лежит
адрес (ближний) начала буфера, то есть адрес, по которому располагается следу-
ющий введенный символ, а по адресу 0h:041Ch находится адрес конца буфера, так
что если эти два адреса равны, буфер пуст. Буфер действует как кольцо: если на-
чало буфера - 043Ch, а конец - 0420h, то в буфере расположены три символа по
адресам 043Ch, 041 Eh и 0420h, Каждый символ хранится в вйде слова - того же
самого, которое возвращает функция 1 Oh прерывания INT 16h. В некоторых слу-
чаях (если) буфер размещается по другим адресам, тогда адрес его начала хранится
Графические видеорежимы
в области данных BIOS по адресу 0480h, а конца - по адресу 0482h. Прямой дос-
туп к буферу клавиатуры лишь немногим быстрее, чем вызов соответствующих
функций BIOS, и дл^ приложений, требующих максимальной скорости, таких как
игры или демо-программы, используют управление клавиатурой на уровне пор-
тов ввода-вывода.
4.5.	Графические видеорежимы
4.5.1.	Работа с VGA-режимами
Функция 00 прерывания BIOS 10h позволяет переключаться не только в тек-
стовые режимы, использовавшиеся в предыдущих главах, но и в некоторые гра-
фические. Эти видеорежимы стандартны и поддерживаются всеми видеоадапте-
рами (начиная с VGA), см. табл. 19. .
Таблица 19. Основные графические режимы VGA
Номер режима	Разрешение	Число цветов
11h	640X480	2
12h	640X480	16
13h	320X200	256
Существуют еще несколько видеорежимов, использовавшихся более старыми
зидеоадаптерами CGA и EGA (с номерами от 4 до 10Ь).
BIOS также предоставляет видеофункции чтения и записи точки на экране
з графических режимах, но эти функции настолько медленно исполняются, что
никогда не применяются в реальных программах.
INT 10h АН = OCh: Вывести точку на экран
Вход: АН = ОСЬ	.
ВН = номер видеостраницы (игнорируется для режима 1ЗЬ, поддержи-
вающего только одну страницу)
DX - номер строки
СХ = номер столбца
AL = номер цвета (для режимов 10Ь и 11Ь, если старший бит 1, номер
цвета точки на экране будет результатом операции «исключаю-
щее ИЛИ»)
Выход: Никакого
INT 10h АН “ ODh-. Считать точку с экрана
Вход: АН = ODh
ВН - номер видеостраницы (игнорируется для режима 1 ЗЬ, поддержи-
вающего только одну страницу)
DX = номер строки
СХ ” номер столбца
Выход: AL/= номер цвета
152
111
Основы программирования для MS DOS
Попробуем тем не менее воспользоваться средствами BIOS для вывода на эк-
ран. Следующая программа переводит экран в графический режим 13h (320x200),
заселяет его точками случайным образом, после чего эти точки эволюционируют
согласно законам алгоритма «Жизнь»: если у точки меньше двух или больше трех
соседей, она погибает, а если у пустой позиции есть три соседа, в ней появляется
новая точка. Мы будем использовать очень простой, но неоптимальный способ ре-
ализации этого алгоритма: сначала для каждой точки вычисляется число соседей,
затем каждая точка преобразуется в соответствии с полученным числом соседей,
после чего каждая точка выводится на экран. >
lifebios.asm
Игра "Жизнь" на поле 320X200, использующая вывод на экран средствами BIOS.
.model	small
.stack	lOOh	; Явное задание стека - для ЕХЕ-программ
. code	
.186	; Для команд shl al,4 и shr al,4.
start:	
push	FAR_BSS'	; Сегментный адрес буфера в DS.
POP	ds
; Заполнение массива ячеек псевдослучайными значениями.		
хог int	ax, ax 1Ah	Функция AH = 0 INT 1Ah: получить текущее
mov	di,320*200+1	время. DX теперь содержит число' секунд^ прошедших с момента включения компьютера, которое используется как начальное значение генератора случайных чисел. Максимальный номер ячейки.
fill_buffer:		
imul	dx,4E35h	Простой генератор случайных чисел
inc	dx	из двух команд.
mov	ax, dx	Текущее случайное число копируется в АХ,
shr	ax, 15	от него оставляется только одт бит,
mov	byte ptr [di],al	и в массив копируется 00, если ячейка
dec	di	пуста; и 01, если заселена. Следующая ячейка.
jnz	fill_buffer	Продолжить цикл, если DI не стал равен нулю
mov	ax,0013h	Графический режим 320x200, 256 цветов.
int	10h	
; Основной цикл.
new_cycle:
; Шаг 1: для каждой ячейки вычисляется число соседей
; и записывается в старшие 4 бита этой ячейки.
mov di,320*200+1	; Максимальный номер ячейки.
Графические видеорежимы
| 153
step_1:
mov	al,byte ptr [di+1],	; В AL вычисляется сумма
add	al, byte ptr [di-1]	значений восьми соседних ячеек,
add	al,byte, ptr [di+319]	; при этом в младших четырех
add	al,byte ptr [tfi-319]	; битах накапливается число
add	al,byte ptr [di+320]	; соседей.
add	al,byte ptr;[di-320]
add	al,byte ptr [di+321]
add	al,byte ptr [di-321]
shl	al,4	; Теперь старшие четыре бита AL - число
; соседей текущей ячейки.
or	byte ptr [di],al	; Поместить их в старшие четыре бита
; текущей ячейки.
dec	di	; Следующая ячейка.
jnz	step_1	; Продолжить цикл, если DI не стал равен нулю.
: Шаг 2: изменение состояния ячеек в соответствии с полученными в шаге 1		
: значениями mov	числа соседей. di,320*200+1	Максимальный номер ячейки.
flip_cycle: mov	al,byte ptr [di]	Считать ячейку из массива.
shr	al,4	AL = число соседей.
cmp	al,3	Если число соседей = 3,
je	birth	ячейка заселяется.
cmp	al, 2	Если число соседей = 2,
je	f_c_continue	ячейка не изменяется.
mov	byte ptr [di],0	Иначе - ячейка погибает.
jmp birth: mov f_c_continue: and	short f_c_cdntinue byte ptr [di],1 byte ptr [di],OFh »	Обнулить число соседей в старших
dec	di	битах ячейки. Следующая ячейка.
jnz	flip_cycle	
Вывод массива на экран средствами BIOS.•
mov	si,320*200+1	Максимальный номер ячейки.
mov	ex,319	Максимальный номер столбца.
mov	dx,199	Максимальный номер строки.
zdisplay;		
mov	al,byte ptr [si]	Цвет точки (00 - черный, 01 - синий).
mov	ah.OCh	Номер видеофункции в АН.
int	lOh	Вывести точку на экран.
dec	si	Следующая ячейка.
dec	ex	Следующий номер столбца.
jns	zdisplay	- Если столбцы не закончились - продолжить.
154	!	imhiii	Основы программирования для MS DOS
mov dec jns	ex,319 dx zdisplay	; Иначе: снова максимальный номер столбца в СХ ; и следующий номер строки в DX. ; Если и строки закончились - выход из цикла.
mov int jz	ah, 1 16h new_cycle	; Если не нажата клавиша - ; следующий шаг жизни.
mov int mov int	ax,0003h 1Qh ax,4C00h 21h	; Восстановить текстовый режим ; и завершить программу.
.fardata? db	320’ end	start		; Сегмент дальних неинициализированных данных •200+1 dup(?) ; содержит массив ячеек.
Этот фрагмент оформлен как EXE-программа, потому что применяется мас-
сив, близкий по размерам к сегменту, и если разместить его в одном сегменте
с COM-программой, стек, растущий от самых старших адресов, может затереть
область данных. В нашем примере стек не используется, но он нужен обработчи-
ку прерывания BIOS 10h.
Скорость работы указанной программы - в среднем 200 тактов процессора
Pentiumna точку (измерения выполнены с помощью команды RDTSC, см. раз-
дел 10.2), то есть всего 16 поколений в секунду для Pentium-200 (200 миллионов
тактов в секунду разделить на 200 тактов на точку и на 320x200 точек). Разумеет-
ся, используемый алгоритм крайне нерационален и кажется очевидным, что его
оптимизация приведет к значительному выигрышу во времени. Но если измерить
скорость выполнения каждого из трех циклов, то окажется, что первый цикл вы-
полняется в среднем за 20,5 такта на точку, второй - за 13, а третий - за 170,5!
Исправить эту ситуацию весьма просто - достаточно отказаться от видеофунк-
ций BIOS для работы с графикой и перейти к прямому копированию в видеопамять.
В видеорежиме 13h каждый байт в области памяти, начинающейся
с адреса OAOOOhrOOOOh, соответствует одной точке на экране, а значение, которое
может принимать этот байт (0-255), - номеру цвета этой точки. (Цвета, которые
соотносятся с данными номерами, могут быть перепрограммированы с помощью
видеофункции 10h BIOS.) В видеорежимах llh и 12h каждый бит соответствует
одной точке на экране, так что простым копированием в видеопамять можно по-
лучить только черно-белое изображение (для вывода цветного изображения
в режиме 12h необходимо перепрограммировать видеоадаптер; об этом см. в раз-
деле 5.10.4).
В нашем примере для хранения информации о каждой ячейке также использу-
ется один байт, следовательно, для вывода данных на экран в режиме 13h достаточ-
но выполнить простое копирование. Переименуем программу LIFEBIOS.ASM
в LIFEDIR.ASM, заменив цикл вывода на экран от команды
mov si,320*200+1
Г рафические видеорежимы
до второй команды
jns zdisplay
следующим фрагментом кода:
push	OAOOOh	; Сегментный адрес видеопамяти
pop	es	; в ES.
mov	ex,320*200	; Максимальный номер точки
mov	di, ex	; в видеопамяти - 320x200,
mov	si, ex	; а в массиве -
inc	si	; 320x200 +1.
rep	movsb	; Выполнить копирование в видеопамять.
Теперь программа обрабатывает одну точку приблизительно за 61,5 такта про-
цессора Pentium, что дает 51 поколение в секунду на Pentium-200. Кроме того,
сейчас эту программу можно переписать в виде СОМ-файла, так как и код, и мас-
сив, и стек точно умещаются в одном сегменте размером 64 Кб. Такая СОМ-про-
грамма (LIFECOM.ASM) займет 143 байта.
Оптимизация программы «Жизнь* - хорошее упражнение для программиро-
вания на ассемблере. В 1997 году проводился конкурс на самую короткую и на
самую быструю программу, выполняющую в точности то же, что и наш пример, -
заполнение экрана случайными точками, их эволюция и выход по нажатию лю-
бой клавиши. Самой короткой тогда оказалась программа размером в 72 байта,
которая с тех пор была усовершенствована до 64 байт (ее скорость 52 такта на
точку), а самая быстрая из 16-битных программ тратит на каждую точку в сред-
нем всего 6 тактов процессора Pentium и имеет размер 689 байт. В ней состояния
ячеек описываются отдельными битами массива, а для их обработай используют-
ся команды логических операций над целыми словами, поэтому одна команда
обслуживает сразу 16 точек. Применение 32-битных команд с тем же алгоритмом
позволяет ускорить программу до 4,5 такта на точку.
4.5.2.	Работа с SVGA-режимами
В режиме VGA 320x200 с 256 цветами для отображения видеопамяти на ос-
новное адресное пространство используется 64 000 байт, располагающихся с ад-
реса 0A000h:0000h. Дальнейшее увеличение разрешения или числа цветов при-
водит к тому, что объем видеопамяти превышает максимальные границы сегмента
в реальном режиме (65 535 байт), а затем и размер участка адресного простран-
ства, отводимого для видеопамяти (160 Кб, от 0A000h:0000h до 0B800h:0FFFFh.
С адреса 0C800h:0000h начинается область ROM BIOS). Чтобы вывести изобра-
жение, используются два механизма - переключение банков видеопамяти для ре-
ального режима и LFB (линейный кадровый буфер) для защищенного.
Во втором случае видеопамять отображается на непрерывный кусок адресного
пространства, но начинающегося не с OAOOOOh, а с какого-нибудь другого адреса, так
чтобы весь массив видеопамяти, который может занимать несколько мегабайтов,
отобразился в одну непрерывную область. В защищенном режиме максимальный
156 Ии Ш
Основы программирования для MS DOS
размер сегмента составляет 4 Гб, поэтому никаких сложностей с адресацией этого
буфера не возникает. Буфер LFB можно использовать, только если видеоадаптер
поддерживает спецификацию VBE 2.0 (см. пример в разделе 6.4).
В реальном режиме вывод на экран осуществляется по-прежнему копирова-
нием данных в 64-килобайтный сегмент, обычно начинающийся с адреса
OAOOOh:OOOOh, но эта область памяти соответствует только части экрана. Чтобы
вывести изображение в другую часть экрана, нужно вызвать функцию перемеще-
ния окна (или, что то же самое, переключения банка видеопамяти), изменяющую
область видеопамяти, которой соответствует сегмент OAOOOh. Например, в режи-
ме 640x480 с 256 цветами требуется 307 200 байт для хранения всего видеоизоб-
ражения. Заполнение сегмента 0A000h:0000h - 0A000h:0FFFFh приводит к за-
краске приблизительно 1/5 экрана, перемещение окна А на позицию 1 (или
переключение на банк 1) и повторное заполнение этой же области - к закраске
следующей 1/5 экрана и т. д. Перемещение окна осуществляется подфункцией 05
видеофункции 4Fh или передачей управления прямо на процедуру, адрес кото-
рой можно получить, активизировав подфункцию 01, как будет показано ниже.
Некоторые видеорежимы позволяют использовать сразу два таких 64-килобайт-
ных окна, окно А и окно В, так что можно записать 128 Кб данных, не вызывая
прерывания. 
С(тандартные графические режимы SVGA могут быть 4-, 8-, 15-, 16-, 24- и 32-
битными.
4-битные режимы (16 цветов)
VGA
012h: 640x480 (64 Кб)
VESA VBE 1.0
102h: 800x600 (256 Кб)
104h: 1024x768 (384 Кб)
106h: 1280x1024 (768 Кб)
Каждый пиксел описывается одним битом, для вывода цветного изображения
требуется программирование видеоадаптера на уровне портов ввода-вывода (раз-
дел 5.10.4).
8-битные режимы (256 цветов)
VGA
013h: 320x200 (64 Кб)
VBE 1.0
lOOh: 640x400 (256 Кб)
101h: 640x480 (320 Кб)
103h: 800x600 (512 Кб)
105h: 1024x768 (768 Кб)
107Ь: 1280x1024 (1,3 Мб)
VBE 2.0
120h: 1600x1200 (1,9 Мб)
Г рафические видеорежимы
157
Каждый пиксел описывается ровно одним байтом. Значение байта - номер
цвета из палитры, значения цветов которой можно изменять, например вызывая
подфункцию 09h видеофункции 4Fh.
15-битные режимы (32 К цветов)
VBE 1.2
10Dh: 320x200 (128 Кб)
HOh: 640x480 (768 Кб)
113h: 800x600 (1 Мб)
116h: 1024x768 (1,5 Мб)
119h: 1280x1024 (2,5 Мб)
VBE2.0	
12 lh: 1600X1200 (3,8 Мб)
Каждый пиксел описывается ровно одним словом (16 бит), в котором биты 0->i
содержат значение синей компоненты цвета, биты 5-9 - зеленой, а биты 10-14 -
красной. Бит 15 не используется.	-
16-битные режимы (64 К цветов)
VBE 1.2
ЮЕЬ: 320x200 (128 Кб)
lllh: 640x480 (768 Кб)
114Ь: 800x600 (1 Мб)
117h: 1024x768 (1,5 Мб)
И Ah: 1280x1024 (2,5 Мб)
VBE 2.0	.
122h: 1600x1200 (3,8 Мб)
Так же как и в 15-битных режимах, каждый пиксел описывается ровно одним
словом. Обычно биты 0-4 (5 бйт) содержат значение синей компоненты, биты 5-10
(6 бит) - зеленой, а биты 11-15 (5 бит) - красной. В нестандартных режимах
число битов, отводимое для каждого цвета, может отличаться, так что при их ис-
пользовании следует вызвать подфункцию 01 видеофункции 4Fh и получить ин-
формацию о видеорежиме, включающую битовые маски и битовые смещения для
цветов.
24-битные и 32-битные режимы (16 М цветов)
VBE 1.2
10Fh: 320x200 (192 Кб) ,
112h: 640x480(1 Мб)
115h: 800x600 (1,4 Мб)
118h: 1024x768 (2,3 Мб)
HBh: 1280x1024 (3,7 Мб)
В режимах с 24-битным и 32-битным цветом каждому пикселу на экране соот-
ветствуют три байта и одно двойное слово (4 байта). Если видеорежим использу-
ет модель памяти 6 (Direct Color), то младший байт (байт 0) содержит значение
синего цвета, байт 1 содержит значение зеленого, байт 2 - значение красного,
158 j |TJ.. Lil
Основы программирования для MS DOS
а байт 3 - в 32-битных режимах резервный и используется либо для выравнива-
ния, либо содержит значение для альфа-канала. Некоторые видеорежимы могут
использовать не Direct Color, a YUV (модель памяти 7) - здесь младший байт со-
ответствует насыщенности красного, байт 1 - насыщенности синего, а байт 2 -
яркости. /
Видеоадаптер может поддерживать и собственные нестандартные видеорежи-
мы. Список их номеров можно получить, вызвав подфункцию 00h, а получить
информацию о режиме по его номеру - вызвав подфункцию Olh видеофункции
4Fh. Более того, для стандартных режимов также следует вызывать подфункцию
Olh, чтобы проверить реальную доступность режима (например, режим может
быть в списке, но не поддерживаться из-за нехватки памяти). VBE 2.0 разрешает
видеоадаптерам не поддерживать никаких стандартных режимов вообще.
INT 10hAH = 4Fh, AL = 00: Цолучить общую SVGA-информацию
Вход: АХ “ 4F00h
ES:DI = адрес буфера (512 байт)
Выход: AL = 4Fh, если функция поддерживается
АН = 01, если произошла ошибка
АН = 00, если данные получены и записаны в буфер
Буфер для общей SVGA-информации:
+00h: 4 байта- будет содержать VESA после вызова прерывания, чтобы получить
поля, начиная с 14h, здесь надо предварительно записать строку
VBE2
+04h: слово - номер версии VBE в двоично-десятичном формате (0102h - для
1.2, 0200h - для 2.0)
+06h: 4 байта- адрес строки-идентификатора производителя
+0Ah: 4 байта-флаги:	•
бит 0: АЦП поддерживает 8-битные цветовые компоненты (см. подфун-
кцию 08h)
бит 1: видеоадаптер несовместим с VGA
бит 2: АЦП можно программировать только при обратном ходе луча
бит 3: поддерживается спецификация аппаратного ускорения графики
VBE/AF 1.0
бит 4: требуется вызов EnableDirectAccess перед использованием LFB
бит 5: поддерживается аппаратный указатель мыши
бит 6: поддерживается аппаратный clipping
бит 7: поддерживается аппаратный BitBlt
биты 8-31 зарезервированы
+0Eh: 4 байта - адрес списка номеров поддерживаемых видеорежимов (массив
слов, последнее слово = OFFFFh, после которого обычно следует
список нестандартных режимов, также заканчивающийся сло-
вом OFFFFh)
+12h: слово - объем видеопамяти в 64-килобайтных блоках
+14h: слово — внутренняя версия данной реализации VBE
Г рафические видеорежимы
159
+16h: 4 байта +lAh: 4 байта +lEh: 4 байта +22h: слово +24h: 4 байта	-	адрес строки с названием производителя -	адрес строки с названием видеоадаптера -	адрес строки с версией видеоадаптера -	версия VBE/AF (BCD, то есть OlOOh для 1.0) -	адрес списка номеров режимов, поддерживающих аппаратное ускорение (если бит поддержки VBE/AF установлен в 1)
+28h: 216 байт-зарезервировано VESA
+100h: 256 байт - зарезервировано для внутренних данных VBE. Так, например,
	в эту область копируются строки с названиями производителя, видеоадаптера, версии и т. д.
INT 10h АН - 4Fh, AL = 01: Получить информацию о режиме
Вход: AX-4F01h	'	"
СХ - номер SVGA-режима (бит 14 соответствует использованию LFB,
бит 13— аппаратному ускорению)
ES:DI - адрес буфера для информации о режиме (256 байт)
Выход: AL - 4Fh, если функция поддерживается
АН ” Olh, если произошла ошибка
АН - 00h, если данные получены и записаны в буфер
Буфер для информации о SVGA-режиме:
+00h: слово - атрибуты режима:
бит 0: режим присутствует
бит 1: дополнительная информация (смещения 12h - lEh) присутству-
ет (для VBE 2.0 эта информация обязательна и бит всегда уста-
новлен)
бит 2: поддерживается вывод текста на экран средствами BIOS
бит 3: режим цветной
бит 4: режим графический
бит 5: режим несовместим с VGA
бит 6: переключение банков не поддерживается
бит 7: LFB не поддерживается
бит 8: не определен
бит 9: (для VBE/AF) приложения должны вызвать
EnableDirectAccess, прежде чем переключать банки
+02h: байт - атрибуты окна А:
бит 1: окно существует
бит 2: чтение из окна разрешено
бит 3: запись в окно разрешена
+03h: байт - атрибуты окна В
+04h: слово - гранулярность окна - число килобайтов, которому всегда кратен
адрес начала окна в видеопамяти (обычно 64)
+06h: слово - размер окна в килобайтах (обычно 64)
+08h: слово - сегментный адрес окна А (обычно 0AOOOh)
+OAh: сДово - сегментный адрес окна В
160 :
II
Основы программирования для MS DOS
+0Ch: 4 байта - адрес процедуры перемещения окна (аналог подфункции 05h, но
выполняется быстрее)
+10h: слово - число целых байтов в логической строке
+12h: Слово - ширина в пикселах (для графики) или символах (для текста)
+14h: слово - высота в пикселах (для графики) или символах (для текста)
+16h: байт - высота символов в пикселах
+17h: байт - ширина символов в пикселах
+18h: байт - число плоскостей памяти (4 - для 16-цветных режимов, 1 - для
обычных, число переключений банков, требуемое для доступа ко
всем битам (4 или 8), - для модели памяти 5)
+19h: байт - число битов на пиксел
+1АЬ: байт - число банков для режимов, в которых строки группируются в бан-
ки (2 - для CGA, 4 - для HGC)
+lBh: байт - модель памяти:
00h - текст
Olh - CGA-графика
02h - HGC-графика
03h - EGA-графика (16 цветов)
04h - VGA-графика (256 цветов в одной плоскости)
05h - Режим X (256 цветов в разных плоскостях)
06h - RGB (15-битные и выше)
07h - YUV
08h - OFh - зарезервированы VESA
10h - FFh - нестандартные модели
+lCh: байт - размер банка в килобайтах (8 - для CGA и HGC, 0 - для остальных)
+lDh: байт - число видеостраниц
+1ЕЬ: байт - зарезервирован
+1 Fh: байт - битовая маска красной компоненты
+20h: байт - первый бит красной компоненты
+2 lh: байт - битовая маска зеленой компоненты
+22h: байт - первый бит зеленой компоненты
+23h: байт - битовая маска синей компоненты
+24h: байт - первый бит синей компоненты
+25h: байт - битовая маска зарезервированной компоненты
+26h: байт - первый бит зарезервированной компоненты
+27h: байт - бит 0: поддерживается перепрограммирование цветов (подфункция 09h)
бит 1: приложение может использовать биты в зарезервированной
компоненте
+28h: 4 байта - физический адрес начала LFB
+2Ch: 4 байта - смещение от начала LFB, указывающее на первый байт после
конца участка памяти, отображающейся на экране
+30h: слово - размер памяти в LFB, не отображающейся на экране, в килобайтах
+32h: 206 байт - зарезервировано
Графические видеорежимы
INT 10h АН “ 4Fh, AL = 02: Установить режим
Вход: АХ = 4F02h
ВХ - номер режима:
биты 0-6: собственно номер режима '
бит 7: видеопамять не очищается при установке режима, если все
следующие биты - нули
бит 8: стандартный VBE SVGA-режим
бит 9: нестандартный SVGA-режим
биты 10-12: зарезервированы
бит 13: режим использует аппаратное ускорение
бит 14: режим использует LFB
бит 15: видеопамять не очищается при установке режима
Кроме того, специальный номер режима 81FFh соответствует доступу ко всей
видеопамяти и может использоваться для сохранения ее содержимого.
Выход: AL - 4Fh, если функция поддерживается
АН = 00, если режим установлен
АН - 01 или 02, если произошла ошибка
INT 10h АН - 4Fh, AL = 03: Узнать номер текущего видеорежима
Вход: AX = 4F03h
Выход: AL “ 4Fh, если функция поддерживается
ВХ = номер режима
INT 10h АН - 4Fh AL = 05: Перемещение окна (переключение банка видеопамяти)
Вход: AX-4F05h
ВН = 00 - установить окно
ВН = 01 - считать окно
BL = 00 - окно А
BL = 01 - окно В
DX - адрес окна в единицах гранулярности (номер банка), если ВН = 0
Выход: AL = 4Fh, если функция поддерживается
DX - адрес окна в единицах гранулярности (номер банка), если ВН = 1
АН = 03, если функция была вызвана в режиме, использующем LFB
Всегда предпочтительнее переключать банки прямым дальним вызовов проце-
дуры, адрес которой возвращается подфункцией Olh в блоке информации о видео-
режиме. Все параметры передаются в процедуру точно так же, как и в подфункцию
05h, но содержимое регистров АХ и DX по возвращении Не определено.
INT 10h АН = 4Fh AL = 07: Установка начала изображения
Вход: AX = 4F07h
ВН ” 00
BL - 00 - считать начало изображения
, BL = 80h - установить начало изображения (в VBE 2.0 автоматически
выполняется при следующем обратном ходе луча)
» Зак. 459
162 j j III ||
Основы программирования для MS DOS
СХ - первый изображаемый пиксел в строке (для BL - 80h)
DX - первая изображаемая строка (для BL = 80h)
Выход: AL - 4Fh, если функция поддерживается
АН -01, если произошла ошибка
АН - 00, если функция выполнилась успешйо
ВН - 00 (для BL - 00)
СХ “ первый изображаемый пиксел в строке (для BL = 00)
DX = первая изображаемая ртрока (для BL = 00)
С помощью этой функции можно выполнять как плавный сдвиг экрана, пере-
мещая начало изображения на одну строку за один раз, так и быстрый показ двух
разных изображений, изменяя одно, пока на экране'находится другое, — своего
рода эффект плавной анимации.
; scrolls.asm
; Изображает в разрешении 1024х768х64К окрашенный конус, который можно
; плавно перемещать по экрану стрелками вверх и вниз.
	.model .code • .386 org	tiny	
		lOOh	; Используется команда shrd. ; СОМ-файл.
start:	mov	ax,4F01h	; Получить информацию о видеорежиме.
	mov	ex,116h	; 1024х768х64К
	mov	di,offset	vbe_mode_buffer
; Здесь	int . 10h для простоты опущена проверка наличия режима.		
	mov mov int	ax,4F02h bx,116h 10h	; Установить режим.
	push pop	word ptr es	[vbe_mode_buffer+8] , ; Поместить в ES адрес начала видеопамяти
	cld		; (обычно AOOOh).
; Вывод конуса	йа экран.	
mov	ex, -1	Начальное значение цвета (белый).
mov	si,ioq	Начальный радиус.
mov	bx,300	Номер столбца.
mov main_loop: ‘	ax,200	Номер строки. .	
inc	si	Увеличить радиус круга на 1.
inc	ax	Увеличить номер строки.
inc	bx	Увеличить номер столбца.
call	fast_circle	Нарисовать круг.
sub	ex,0000100000100001b	Изменить цвет.
emp	si,350	Если еще не нарисовано 350 кругов,
Графические видеорежимы
I M ! Пбз
jb хог call	main_loop ex, ex fast_circle	продолжить. Иначе: выбрать черный цвет, нарисовать последний круг.
Плавное перемещение изображения по экрану с помощью функции 4FO7h.		
хог	bx, bx	ВХ = 0 - установить начало экрана.
хог	dx,dx	Номер строки =0.
		Номер столбца в СХ уже ноль. '
та!п_1оор_2:		
mov	ax,4FO7h	
int	10h	Переместить начало экрана.
mov	ah, 7	Считать нажатую клавишу с ожиданием, без эха
int	21h	и без проверки на Ctrl-Break.
test	al,al	Если это обычная клавиша -
jnz	exit_loop_2	завершить программу.
int	21h	Иначе: получить расширенный ASCII-код.
cmp	al,50h	Если это стрелка вниз
Je	key_down	
cmp	al,48h	или вверх - вызвать обработчик.
je	key_up	
exit_loop_2:		Иначе - завершить программу.
mov	ax,3	Текстовый режим.
int	10h	
ret		Завершить СОМ-программу.
*«5y_down:		Обработчик нажатия стрелки вниз.
dec	dx	Уменьшить номер строки начала экрана.
jns	main_loop_2	Если знак не изменился - продолжить цикл.
		Иначе (если номер был 0, а стал -1) -
		увеличить номер строки.
*5y_up:		Обработчик нажатия стрелки вверх.
inc	dx	Увеличить номер строки начала экрана.
jmp	short main_loop^_2	
Процедура вывода точки на экран в 16-битноМ видеорежиме.
Вход: DX = номер строки, ВХ =		номер столбца,	ES = OAOOOh,	СХ = цвет.
Модифицирует	AX.			
P-tpixel16b:				
push	dx			
push	di			
хог	di,di			
shrd	di,dx,6	; DI = номер	строки х 1024	mod 65 536.
shr	dx,5	; DX = номер	строки / 1024	х 2.
inc	dx			
cmp	dx,current_bank	; Если номер	банка для выводимой точки	
jne	bank_switch	; отличается	то текущего -	переключить банки
switched:				
add	di.bx	; Добавить к	DI номер столбца.	
mov	ax, ex	; Цвет в АХ.		
Основы программирования для MS DOS
shl	di, 1	DI = DI x 2, так как адресация идет в словах
stosw		Вывести точку на экран. 
pop	di	Восстановить регистры.
pop	dx	I
ret		
bank_switch:		Переключение банка.
push	bx	
xor	bx, bx	ВХ = 0 -> установить начало экрана.
mov	current_bank, dx	Сохранить новый номер текущего банка.
call	dword ptr [vbejno	1e_buffer+OCh] ; Переключить банк.
pop	bx	
jmp	short switched	
Алгоритм рисования круга, используя только сложение, вычитание и сдвиги
(упрощенный алгоритм промежуточной точки).
; Вход: SI =	радиус, СХ = цвет,	AX = номер столбца центра круга.
; ВХ = номер	строки центра круга	модифицирует DI, DX.
fast_circle:		
push	si	
push	ах	
push	bx	
xor	di,di	; DI - относительная Х-координата текущей точки
. dec	di	; (SI - относительная Y-координата, начальное
mov	ax, 1	; значение - радиус).
sub	ax, si	; АХ - наклон (начальное значение 1-Радиус).
circle_loop:		
inc	di	; Следующий X (начальное значение - 0).
cmp	di, si	; Цикл продолжается, пока X < Y.
ja	exit_main_loop	
pop	bx	; ВХ = номер строки центра круга.
pop	dx	; DX = номер столбца центра круга.
push	dx	
push	bx	
push	ax	; Сохранить АХ (putpixel16b его изменяет).
add	bx.di	; Вывод восьми точек на окружности:
add	dx, si	
call	putpixel16b	; центр_Х + X, центр_Х + Y,
sub	dx,si	
sub	dx, si	
call	putpixel16b	; центр_Х + X, центр_У - Y.
sub	bx, di	
sub	bx, di		-i
, call	putpixel16b	; центр_Х - X, центр_У - Y,.
add	dx,si	
add	dx, si	
call	putpixel16b	; центр_Х - X, центр_У + Y,
sub	dx,si	
add	dx, di	
Графические видеорежимы
add	bx,di	
add	bx.si	
call	putpixel16b	; центр_Х + Y, центр_У + X,
sub	dx, di	
sub	dx.di	
call	putpixel16b	; центр_Х + X, центр_Y - X,
sub	bx,si	
sub	bx, si	
call	putpixel16b	; центр_Х - Y, центр_У - X,
add	dx,di	
add	dx,di	
call	putpixel16b	; центр_Х - Y, центр_У + X.
pop	ax	
test	ax, ax	; Если наклон- положительный,
js	slop_negative	
mov	dx, di	
sub	dx.si	
shl	dx, 1	
inc	dx	
add	ax.dx	; наклон = наклон + 2(Х - Y) + 1,
dec	si	; У = Y - 1,
jmp	circle_loop	
slop_negative:		; Если наклон отрицательный,
mov	dx,di	
shl	dx, 1	
inc	dx	
add	ax,dx	; наклон = наклон + 2Х + 1,
jmp	circle_loop	; и Y не изменяется.
exit_main_loop:		
pop	bx	
pop	ax	
pop	si	
ret		
current_bank	dw	0	; Номер текущего банка.
vbe_mode_buffer:		; Начало буфера данных о видеорёжиме
end	start	
В этом примере для наглядности отсутствуют необходимые проверки на под-
держку VBE (все прерывания должны возвращать 4Fh в AL), на поддержку ви-
деорежима (атрибут видеорежима в первом байте буфера, заполняемого подфун-
кцией 02) или на объем видеопамяти (должно быть как минимум 2 Мб) и на
другие ошибки (все прерывания должны возвращать 0 в АН).
Для вывода точки на экран используется выражение типа
номер_банка = номер_строки х байТ_в_строке / байт_в_банке
смещение = номер_строки х байт_в_строке MOD байт_в_банке
166 I
Основы программирования для MS DOS
Но так как и число байтов в строке, и число байтов в банке являются степеня-
ми двойки, умножение, деление и вычисление остатка от деления можно заменить
более быстрыми операциями сдвига, как это сделано в процедуре putpixell6b.
Переключение банков всегда отнимает значительное время, так что по возмож-
ности программированием для SVGA-режимов лучше всего заниматься в 32-бит-
ном режиме с линейным кадровый буфером, например используя DOS-расшири-
тели, как показано в разделе 6.4.
4.6.	Работа с мышью
Все общение с мышью в DOS выполняется через прерывание ЗЗЬ, обработчик
которого устанавливает драйвер мыши, загружаемый обычно при запуске сис-
темы. Современные драйверы поддерживают около 60 функций, позволяющих
настраивать разрешение мыши, профили ускорений, виртуальные координаты,
дополнительные обработчики событий и т. п. Большинство этих функций требу-
ются редко, сейчас рассмотрим основные.
lNT33h, АХ = 0: Инициализация мыши
Вход: АХ = OOOOh
Выход: АХ = 0000h, если мышь или драйвер мыши не установлены
АХ - OFFFFh, если драйвер и мышь установлены
ВХ = число кнопок:
0002 или OFFFFh - две
0003 - три
0000 - другое количество
Выполняется аппаратный и программный сброс мыши и драйвера.
INT 33h, АХ = 1: Показать курсор
Вход: АХ = 0001h
INT 33h, АХ = 2: Спрятать курсор
Вход: АХ = 0002h
Драйвер мыши поддерживает внутренний счетчик, управляющий видимостью
курсора мыши. Функция 2 уменьшает значение счетчика на единицу, а функция 1
увеличивает его, но только до значения 0. Если значение счетчика - отрицатель-
ное число, он спрятан, если ноль - показан. Это,позволяет процедурам, использу-
ющим прямой вывод в видеопамять, вызывать функцию 2 в самом начале и 1 в са-
мом конце, не заботясь о том, в каком состоянии был курсор мыши у вызвавшей .
эту процедуру программы.
INT33h, АХ 3: Определить состояние мыши
Вход: АХ = 0003h
Выход: ВХ - состояние кнопок:
бит 0: нажата левая кнопка
бит 1: нажата правая кнопка
бит 2: нажата средняя кнопка
Работа с мышью
i I 167
СХ - Х-координата
DX - Y-координата
Возвращаемые координаты совпадают с координатами пикселов соответству-
ющей точки на экране в большинстве графических режимов, кроме 04, 05, ODh,
13Ь, где Х-координату мыши нужно разделить на 2, чтобы получить номер стол-
бца соответствующей точки на экране. В текстовых режимах обе координаты надо
разделить на 8 для получения номера строки и столбца соответственно.
В большинстве случаев эта функция не используется в программах, так как для
того, чтобы реагировать на нажатие кнопки или перемещение мыши в заданную
область, требуется вызывать это прерывание постоянно, что приводит к трате
процессорного времени. Функции 5 (определить положение курсора при после-
днем нажатии кнопки), 6 (определить положение курсора при последнем отпус-
кании кнопки) и OBh (определить расстояние, пройденное мышЬю) могут помочь
оптимизировать работу программы, самостоятельно «следящей» за всеми пере-
движениями мыши, но гораздо эффективнее указать драйверу контролировать ее
нередвижения (чем он, собственно, и занимается постоянно) и передавать управ-
ление в программу, как только выполнится заранее определенное условие, напри-
мер пользователь нажмет на левую кнопку мыши. Такой сервис обеспечивает
функция ОСЬ - устайовить обработчик событий.
INT33h, АХ - OCh: Установить обработчик событий
Вход: АХ “ ОООСЬ	,
ES:DX - адрес обработчика
СХ - условие вызова
бит 0: любое перемещение мыши
бит 1: нажатие левой кнопки
бит 2: отпускание левой кнопки
бит 3: нажатие правой кнопки
бит 4: отпускание правой кнопки	।
бит 5: нажатие бредней кнопки
бит 6: отпускание средней кнопки
СХ - 0000b - отменить обработчик
Обработчик событий должен быть оформлен, как дальняя процедура (то есть
завершаться командой RETF). На входе в процедуру обработчика АХ содержит
условие вызова, ВХ - состояние кнопок, СХ, DX - X- и Y-координаты курсора,
SI, DI - счетчики последнего перемещения пр горизонтали и вертикали (едини-
цы измерения для этих счетчиков - мики, 1/200 дюйма), DS - сегмент данных
драйвера мыши. Перед завершением программы установленный обработчик со-
бытий должен быть обязательно удален (вызов функции ОСЬ с СХ = 0), так как
иначе при первом же выполнении условия управление будет передано по адресу
в памяти, с которого начинался обработчик.
Функция ОСЬ используется так часто, что у нее появилось несколько модифи-
каций - функция 14Ь, дающая возможность установить одновременно три обра-
ботчика с разными условиями, и функция 18Ь, также позволяющая установить
168 j j HI I
Основы программирования для MS DOS
три обработчика и включающая в условие вызова состояние клавиш Shift, Ctrl
и Alt. Воспользуемся обычной функцией ОСЬ, чтобы написать простую програм-
му для рисования.
; mousedг. asm
; Рисует на экране прямые линии, оканчивающиеся в позициях, которые указываются мышью.
.model	tiny	
. code		
org	100h	; СОМ-файл.
.186		; Для команды shr cx,3.
start:		
mov	ax,12h	
int	10h	; Видеорежим 640x480. 
mov	ax; 0	; Инициализировать мышь.
int	33h	
mov	ax, 1	; Показать курсор мыши.
int	33h	. . ' 	
mov	ax,OOOCh	; Установить обработчик событий мыши
mov	cx,0002h	; Событие - нажатие левой кнопки.
mov	,dx,offset handler	; ES:OX - адрес обработчика.
int	33h	
mov	ah,0	; Ожидание нажатия любой клавиши.
 int	16h	
mov	ax,OOOCh	
mov	ex,OOOOh	; Удалить обработчик событий мыши.
int	33h	
mov	ax, 3	; Текстовый режим.
int	10h	
ret		; Конец программы.
; Обработчик событий мыши: при первом нажатии выводит точку на экран,
; при каждом дальнейшем вызове проводит прямую линию от предыдущей
; точки к текущей.
handler:
push	OAOOOh	
POP	es	; ES - начало видеопамяти.
push	cs	
pop	ds	; OS - сегмент кода и данных этой программы.
push	ex	; СХ (X-координата) и DX (У-координата)
push	dx	; потребуются в конце.
mov	ax, 2	; Спрятать курсор мыщи перед выводом на экран
int	33h	
emp .	word ptr previous_X,-1	; Если это первый вызов,
je	first_point	; только вывести точку.
call	line_bresenham	; Иначе - провести Прямую.
Работа с мышью			I j ! 169
exit_handler:			
pop	dx	; Восстановить СХ и DX	
pop	ex		
mov	previous_X,ex	; и запомнить их как предыдущие	
mov	previous_Y,dx	; координаты.	
mov	ax, 1	; Показать курсор мыши.	
int-	33h		
retf	--	; Выход из обработчика -	команда RETF.
'irst_point:			
call	putpixellb	; Вывод одной точки (при	первом вызове).
jmp	short exit-handler		
Процедура рисования прямой линии с использованием алгоритма Брезенхама.
Вход: СХ, DX - X, Y конечной точки,
previous_X,previous_Y - X, Y начальной точки.
line_bresenham:
mov	ax, ex	
sub	ax,previous_X	; AX = длина проекции прямой на ось X.
jns	dx_pos	Если АХ отрицательный -
neg	ax	сменить его знак, причем
mov	word ptr X_increment, 1	координата X при выводе
jmp	short dx_neg	прямой будет расти.
:>_pos: mov	word ptr X_increment,-1	Иначе - уменьшаться.
:-_neg: mov	bx, dx	
sub	bx,previous_Y	ВХ = длина проекции прямой на ось Y.
jns	dy_pos	Если ВХ отрицательный - •
neg	bx	сменить его знак, причем
mov	word ptr Y_increment, 1	координата Y при выводе z
jmp	short dy_neg	прямой будет расти.
:r._pos: mov T._neg:	word ptr Y_increment,-1	Иначе - уменьшаться.
shl	ax, 1	Удвоить значения проекций,
shl	bx, 1	чтобы избежать работы с полуцелыми числами.
call	putpixellb	Вывести первую точку (прямая рисуется от CX.DX к previous_X,previous_Y).
emp jna	ax, bx dX-le_dy	Если проекция на ось X больше, чем на Y,
mov	di, ax	01 будет указывать, в какую сторону мы
shr	di, 1	отклонились от идеальной прямой.
neg	di	Оптимальное начальное значение 01:
add :. :le:	di, bx	01 = 2 * dy - dx
crop	ex,word ptr previous_X	Основной цикл выполняется,
je	exit.bres	-	пока X не станет равно previous_X.
emp	di,0	Если 01 > 0,
jl	fractltO	
170	!		Основы программирования для MS DOS	
add	dx.word ptr	Y_increment	перейти к следующему Y
sub	di, ax		и уменьшить DI на 2 » dx.
fractltO:			
add	ex,word ptr	X_increment	Следующий X (на каждом шаге).
add	di, bx		Увеличить DI на 2 * dy.
. call	putpixellb		Вывести точку.
jmp	short cycle		Продолжить цикл.
dx_le_dy:			Если проекция на ось Y больше, чем на X.
mov	di, bx		
shr	di, 1		
neg	di		Оптимальное начальное значение DI:
add	di, ax		DI = 2 » dx - dy.
cycle2:			
cmp	dx.word ptr	previous_Y	Основной цикл выполняется,
je	exit_bres		пока Y не станет равным previous_Y.
cmp	di, 0		Если DI > 0,
jl	fractlt02		
add	ox,word ptr	X_increment	перейти к следующему X
sub	di.bx		и уменьшить 01 на .2 * dy;
fractltO2: ,			
add	dx.word ptr	Y_increment	Следующий Y (на каждом шаге).
add	di, ax		Увеличить DI на 2 * dy,
call	putpixdllb		вывести точку,
jmp	short cycle2		продолжить цикл.
exit_bres:			
ret			Конец процедуры.
; Процедура вывода точки на экран в режиме, использующем один бит для
; хранения одного пиксела.
; DX = строка, СХ = столбец.
/ ; Все регистры сохраняются.1	z
putpixellb:
pusha		Сохранить регистры.
хог	bx,bx	
mov	ax, dx	AX = номер строки.
imul	ax,ax,80	AX = номер строки х число байтов в строке.
push	ex	
shr	ex, 3	СХ = номер байта в строке.
add	ax, ex	АХ = номер байта в видеопамяти:
mov	di,ax	Поместить его в SI и DI для команд .
mov	si,di	строковой обработки.
‘pop	ex .	СХ снова содержит номер столбца.
mov	bx.OOBOh	Последние три бита СХ =
and	cx.07h	
		 остаток от деления на 8 = номер бита в байте
		считая справа налево.
shr	bx.cl	Теперь в BL установлен, в 1< нужный бит.
Другие устройства
li
г
171
lods	es:byte ptr sofne_label ; AL = байт из видеопамяти.
or	ax,bx	; Установить выводимый бит в 1,
Чтобы стереть пиксел с экрана, эту команду OR можно заменить на
nbt bx
and ax,bx
или лучше инициализировать ВХ не числом 0080h, а числом FF7Fh и использовать
только and
stosb			; И вернуть байт на место.
рода			; Восстановить регистры.
ret			; Конец.
orevious_X	dw	-1	; Предыдущая Х-координата.
previous_Y	dw	-1	; Предыдущая Y-координата.
Y_increment	dw	-1	; Направление изменения Y.
X_increment	dw	-1	; Направление изменения X.
some_label:			; Метка, используемая для переопределения ; сегмента-источника для lods с DS на ES.
end	start		
Алгоритм Брезенхама, использованный в нашей программе, Является самым
распространенным алгоритмом рисования прямой. Существуют, конечно, и более
эффективные, например алгоритм Цаолинь By, работающий по принципу конеч-
ного автомата, но алгоритм Брезенхама стал стандартом де-факто.
Реализовать этот алгоритм можно гораздо быстрее при помощи самомо-
дифицирующегося кода, то есть после проверки на направление прямой в на-
чале алгоритма вписать прямо в дальнейший текст программы команды
INC СХ, DEC СХ, INC DX и DEC DX вместо команд сложения этих регис-
тров с переменными X_increment и Y_increment. Самомодифицирующийся
код часто применяется при программировании для DOS, но в большинстве
многозадачных систем текст программы загружается в область памяти,
защищенную от записи, вот почему в последнее время зона применения это-
го подхода становится ограниченной.
4.7.	Другие устройства
4.7Л	. Системный таймер
Начиная с IBM АТ, персональные компьютеры содержат два устройства для
управления процессами - часы реального времени (RTC) и собственно систем-
ный таймер. Часы реального времени получают питание от аккумулятора на ма-
теринской плате и работают даже тогда, когда компьютер выключен. Это устрой-
ство можно применять для определения/установки текущих даты и времени,
установки будильника с целью выполнения каких-либо действий и для вызова
прерывания IRQ8 (INT 4Ah) каждую миллисекунду. Системный таймер исполь-
зуется одновременно для управления контроллером прямого доступа к памяти,
для управления динамиком и как генератор импульсов, вызывающий прерывание
IRQO (INT 8h) 18,2 раза в секунду. Таймер предоставляет богатые возможности
Основы программирования для MS DOS
для препрограммирования на уровне портов ввода-вывода, но на уровне DOS
и BIOS часы реального времени и системный таймер используются только как
средство определения/установки текущего времени и организации задержек^
Функция DOS 2Ah: Определить дату
Вход: АН - 2Ah
Выход: СХ = год (1980-2099)
DH = месяц
DL = день
AL = день недели (0 - воскресенье, 1 - понедельник...)
Функция DOS 2Ch\ Определить время
Вход: АН = 2 Ch
Выход: СН = час
CL = минута
DH = секунда
DL = сотая доля секунды
Эта функция использует системный таймер, поэтому время изменяется толь-
ко 18,2 раза в секунду и число в DL увеличивается сразу на 5 или 6.
Функция DOS 2Bh: Установить дату
Вход: АН = 2Bh
СХ - год (1980 - 2099)
DH = месяц
DL - день
Выход: АН - FFh, если введена несуществующая дата; АН = 00h, если дата
установлена
/'
Функция DOS 2Dh: Установить время
Вход: АН = 2Dh
СН = час
CL = минута
DH = секунда
DL = сотая доля секунды
Выход: AL = FFh, если введено несуществующее время, и AL = 00, если время
установлено
Функции 2Bh и 2Dh устанавливают одновременно как внутренние часы DOS,
которые управляются системным таймером и обновляются 18,2 раза в секунду,
так и часы реального времени. BIOS позволяет управлять часами напрямую.
INT 1Ah АН = 04h: Определить дату RTC
Вход: АН = 04h
Выход: CF = 0, если дата прочитана
СХ - год (в формате BCD, то есть 2001h для 2001-го года)
DH = месяц (в формате BCD)
. DL = день (в формате BCD)
:тва
CF “ 1, если часы не работают или попытка чтения пришлась на мо-
мент, обновления
I\T 1Ah АН = 02h: Определить время RTC
Вход: АН = 02h
Выход: CF = 0, если время прочитано
СН = час (в формате BCD)
CL = минута (в формате BCD)
DH = секунда (в формате BCD)
DL - Olh, если действует летнее время; ООН, если нет
CF “ 1, если часы не работают или попытка чтения пришлась на мо-
мент обновления	-	!
L\T 1Ah АН = 05h: Установить дату RTC
Вход: АН • 05h
СХ - год (в формате BCD)
DH = месяц (в формате BCD)
DL = день (в формате BCD)
AT 1Ah АН = 03h: Установить время RTC
Вход: АН = ОЗЬ
СН - час (в формате BCD)
CL = минута (в формате BCD)
DH = секунда (в формате BCD)
DL - Olh, если используется летнее время, 0 - если нет
Кроме того, BIOS позволяет использовать RTC для организации будильников
 задержек.	1
AT 1Ah АН = 06h: Установить будильник
Вход: АН = 06h
СН - час (BCD)
CL = минута (BCD)
DH = секунда (BCD)
Выход: CF = 1, если произошла ошибка (будильник уже установлен или преры
вание вызвано в момент обновления часов);
CF = 0, если будильник установлен
Теперь каждые 24 часа, когда время совпадет с заданным, часы реального време-
ни вызовут прерывание IRQ8 (INT 4Ah), которое должна обрабатывать установив-
шая будильник программа. Если при вызове СН = OFFh, CL = OFFh, a DH =* 00h,
с будильник начнет срабатывать раз в минуту.
AT 1Ah АН - 07: Отменить будильник
Вход: АН = 07h	
Эта функция позволяет отменить будильник, например для того, чтобы уста-
к вить его на другое время.
174
III
Основы программирования для MS DOS
BIOS отслеживает каждый отсчет системного таймера с помощью своего об-
работчика прерывания IRQO (INT 8h) и увеличивает на 1 значение 32-битного
счетчика, который располагается в памяти по адресу 0000h:046Ch, причем во вре-
мя переполнения этого счетчика байт по адресу 0000h:0470h увеличивается на 1.
INT 1Ah АН - 00h: Узнать значение счетчика времени
Вход: АН = 00h
Выход: CX:DX - значение счетчика
AL - байт переполнения счетчика
INT 1Ah АН = 01h: Изменить значение счетчика времени
Вход: АН = Olh
CX:DX - значение счетчика
Программа может считывать значение этого счетчика в цикле (через прерывание
цли просто командой MOV) и организовывать задержки, например, пока счетчик
не увеличится на 1. Но так как этот счетчик использует системный таймер, мини-
мальная задержка будет равна приблизительно 55 мкс. Частоту таймера можно
изменить, программируя его на уровне портов, но BIOS предоставляет для этого
специальные функции.
INT 15h АН = 86h: Формирование задержки
Вход: АН = 86h
CX:DX - длительность задержки в микросекундах (миллионных долях
секунды!)
Выход: AL = маска, записанная обработчиком в регистр управления прерыва-
ниями	'
CF - 0, если задержка выполнена
CF = 1, если таймер был занят
Если нужно запустить счетчик времени и продолжить выполнение програм-
мы; можно воспользоваться еще одной функцией.
INT 15h АН = 83h: Запуск счетчика времени
Вход: АН = 83h
AL = 0 - запустить счетчик
CX:DX - длительность задержки в микросекундах
ES:BX - адрес байта, старший бит которого по окончании работы
счетчика будет установлен в 1
AL = 1 - прервать счетчик
Минимальный интервал для этих функций на большинстве систем обычно
составляет около 1000 микросекунд. Воспользуемся функцией организации за-
держки для небольшой интерактивной игры:
; worm.asm
; Игра "Питон" (или "Змея", или "Червяк"). Управление осуществляется
; курсорными клавишами. Питон погибает, если он выходит за верхнюю
; или нижнюю границу экрана либо самопересекается.
Другие устройства
1 i i J. 175
	.model tiny . code
	.186	; Для команды push OAOOh.
	org	100h	; СОМ-файл.
start:	mov	ax,cs.	;	Текущий сегментный адрес плюс add	ах,1000h	;	1000h = следующий сегмент, mov	ds,ах	;	который будет использоваться ;	для адресов головы и хвоста.- push	OAOOOh	;	OAOOOh - сегментный адрес pop	es	;	видеопамяти (в ES). mov	ах, 13h	;	Графический режим 13h. int	10h mov	di,320'«200 mov	cx,600h	;	Заполнить часть видеопамяти, ;	остающуюся за пределами rep	stosb	;	экрана, ненулевыми значениями ; (чтобы питон не смог' выйти за ;	пределы экрана). xor	si,si	;	Начальный адрес хвоста	в	DS.SI. mov	bp,10	;	Начальная длина питона	-	10. jmp	init_food	;	Создать первую еду.
main_cycle:	
Использование регистров в этой программе:	
АХ -	различное.
ВХ -	адрес головы, хвоста или еды на экране.
СХ -	0 (старшее слово числа микросекунд для функции задержки).
DX -	не используется (модифицируется процедурой random).
DS -	сегмент данных программы (следующий после сегмента кода).
ES -	видеопамять.
DS: DI	- адрес головы.
DS:SI	- адрес хвоста.	
BP -	добавочная длина (питон растет, пока ВР > 0; ВР уменьшается на каждом
шаге,	пока не станет нулем). mov	dx, 20000	; Пауза - 20 000 мкс. mov	ah,86h	(СХ = 0 после REP ST0SB ; и больше не меняется) int	15h	;	Задержка. mov	ah, 1	;	Проверка состояния клавиатуры, int	16h jz	short no_keypress	;	Если клавиша нажата - xor	ah,ah	;	AH = 0 - считать скан-код int	16h	:	нажатой клавиши в АН. emp	ah,48h	;	Если это стрелка вверх, jne	short not_up mov	word ptr cs:move_direction,-320 ; изменить
направление движения на "вверх".
1Z6J___LI jTTT
Основы программирования для MS DOS
not_up:	
cmp	ah,5Oh	. ; Если это стрелка вниз,
jne	short not_down
mov	word ptr cs:move_direction,320 ; .изменить ; направление движения на 'вниз’'.
not_down:	
cmp *	ah,4Bh	; Если это стрелка влево,
jne	short not_left
mov	word ptr cs:move_direction,-1 ; изменить ; направление движения на "влево”.
not.left:	
cmp	ah,4Dh	; Если это стрелка вправо,
jne	short no_keypress
mov	word ptr cs:move_di,rection, 1 / изменить -	; направление движения на "вправо".
no_keypress:	
and	Ьр, Ьр	; Если питон растет (ВР > 0),
jnz	short advance_head	; пропустить стирание хвоста.
lodsw	; Иначе: считать адрес хвоста из ; DS: SI в АХ и увеличить SI на 2.
xchg	Ьх,ах
mov	byte ptr es:[bx],0	; Стереть хвост на экране.
mov	Ьх,ах
inc	Ьр	; Увеличить ВР, чтобы следующая ; команда вернула его в 0.
advance^head:	
dec	Ьр	; Уменьшить ВР, так как питон ; вырос на 1, если стирание хвоста ; было пропущено, или чтобы вернуть его ; в 0 - в другом случае.
add	bx.word ptr cs:move_direction ; bx = следующая координата головы.
mov	al,es:[bx]	; Проверить содержимое экрана в точке ; с этой координатой.
and	al,al	; Если там,ничего нет,
jz	short move_worm	; передвинуть голову.
cmp	al,ODh	,	; Если там еда,
je	short grow_worm	; увеличить длину питона.
mov	ах,3	; Иначе - питон умер,
int	10h	; Перейти в текстовый режим
retn	; и завершить программу.
move^worm:	
mov	[di],bx	; Поместить адрес головы в DS:DI
inc	di
inc	di	; и1 увеличить DI на 2,
mov	byte ptr es:[bx],09	; Вывести точку на экран.
cmp	byte ptr cs:eaten_food, 1 ; Если предыдущим -	; ходом была съедена еда -
Другие устройства
III
177
je	if_eaten2food
jmp	short main_dycle
:^ow_worm:
. push	bx	»
mov	bx.word ptr cs:food_at
xor	ax, ax
call	draw_food
call	random
and	ax,3Fh
mov	bp, ax
/
mov	byte	ptr	cs:eaten_food,1
pop	bx
jmp	short move_worm
if_eaten_food:	»
mov	byte	ptr	cs:eaten_food,0
:nit_food:
push	bx
rake_food:
call	random
and	ax.OFFFEh '
mov	bx,ax
xor	ax,ax
*cmp	word ptr es:[bx],ax
jne	make_food
cmp	word ptr es:[bx+320],ax
jne	make_food
mov	word ptr cs:food_at,bx
mov	ax.ODODh
call	draw_food
pop < bx
jmp	main_cycle
: Процедура draw_food.
; Изображает четыре точки на экране - две
; строке. Цвет первой точки из пары - AL,
draw_food:
mov	es:[bx],ax
mov	word ptr es.[bx+320],ax
retn
; Генерация случайного числа.
; Возвращает число в АХ, модифицирует DX.
random: mov	ах,word ptr cs:seed
; создать новую еду.
; Иначе - продолжить основной цикл.
; Сохранить адрес головы.
; ВХ - адрес еды,
; АХ = 0.
; Стереть еду.
; АХ - случайное число.
; АХ - случайное число от 0 до 63.
; Это число будет добавкой
; к длине питона.
; Установить флаг
; для генерации еды на следующем ходе.
; Восстановить адрес головы ВХ.
; Перейти к движению питона.
; Переход сюда, если еда была съедена.
; Восстановить флаг.
; Переход сюда в самом начале.
; Сохранить адрес головы.
; АХ - случайное число.
; АХ - случайное четное число.
; ВХ - новый адрес для еды.
Если по этому адресу
находится тело питона,
еще раз сгенерировать случайный адрес
Если на строку ниже
находится тело питона -
то же самое.
Поместить новый адрес
еды в food_at,
цвет еды в АХ и
нарисовать еду на экране.
по адресу ВХ и две на следующей
второй - АН.
/
: __ L„J ТТТЛ
Основы программирования для MS DOS
mov dx,8E45h
mul dx
inc ax
mov
cs:word ptr seed,ax
retn
Переменные.
eaten_food	db	0
move.direction	dw	1	; Направление движения: 1 - вправо,
; -1 - влево, 320 - вниз, -320 - вверх.
seed:	; Это число хранится за концом программы,
food_at equ	seed+2	; а это - за предыдущим,
end	start
4.7.2. Последовательный порт
Каждый компьютер обычно оборудован, /ю крайней мере, двумя последова-
тельными портами, которые чаще всего используются для подключения мыши
и модема, а также других дополнительных устройств или соединения компьюте-
ров между собой. Для работы с устройствами, подключенными к портам, такими
как мышь, применяются драйверы, которые общаются с последовательным пор-
том непосредственно на уровне портов ввода-вывода и предоставляют програм-
мам некоторый набор функций более высокого уровня, так что прямая работа
с последовательными портами оказывается необходимой только при написании
таких драйверов, работе с нестандартными устройствами или с модемами.
DOS всегда инициализирует первый порт СОМ1 как 2400 бод, 8N1 (8 бит в сло-
ве, 1 стоп-бит, четность не проверяется) и связывает с ним устройство STDAUX,
куда функциями 3 и 4 можно записывать и откуда считывать один байт.
Функция DOS 03h: Считать байт из STDAUX
Вход: АН = ОЗЬ
Выход: AL = считанный байт
Функция DOS 04h: Записать байт в STDAUX
Вход: АН = 04h
DL = байт
Можно также воспользоваться функциями записи в файл (40h) и чтения из
файла (3Fh), поместив в ВХ число 3, как это показано ранее для вывода на экран.
Несмотря на то что есть возможность изменить установленную DOS скорость
работы порта (2400 бод) командой MODE, все равно отсутствие обработки оши-
бок, буферизации и гибкого управления состоянием порта делает указанные функ-
ции DOS практически неприменимыми. BIOS позволяет управлять любым из
портов, писать и читать один байт и считывать состояние порта с помощью функ-
ций прерывания 14h, однако, так же как и DOS, не допускает инициализацию
порта на скорость выше, чем 9600 бод. Таким образом выясняется, что многие
программы вынуждены программировать порты напрямую, но, если в системе
присутствует драйвер; предоставляющий набор сервисов FOSSIL (такие как Х00
Другие устройства
IЛ П ._______LJ/9
или BNU), то для полноценного буферированного обмена данными с последова-
тельными портами можно пользоваться лишь функциями прерывания 14h.
INT 14h АН - 04: Инициализация FOSSIL-драйвера
Вход: АН - 04h
DX - номер порта (0 - для СОМ1,1 - для COM2 и т. д.)
Выход: АХ - 1954h
BL - максимальный поддерживаемый номер функции
ВН - версия спецификации FOSSIL
INT 14h АН - 05: Деинициализация FOSSIL-драйвера
Вход: АН “05	.
DX - номер порта (00h - 03h)
INT 14h АН - 00: Инициализация последовательного порта
Вход: АН - 00h
AL - параметры инициализации:	„
биты 7-5:
ООО- 19 200 бод( 110 бод без FOSSIL)
001 - 38 400 бод (150 бод без FOSSIL)
010 -	300 бод
011- бООбоД
100- 1 200 бод
101 - 2400бод
110 - 4 800 бод
111 - 9 600 бод
биты 4-3: четность (01 - нечетная, 11 - четная, 00 или 10 - нет)
бит 2: число стоп-битов (0 - один, 1 - два)
биты 1-0: длина слова (00 - 5, 01 - 6,10 - 7, И - 8)
DX - номер порта (00h - 03h)
Выход: АН - состояние порта
бит 7: тайм-аут
бит 6: буфер вывода пуст (без FOSSIL: регистр сдвига передатчика
пуст)
бит 5: в буфере вывода есть место (без FOSSIL: регистр хранения
передатчика пуст)
бит 4: обнаружено состояние BREAK
бит 3: ошибка синхронизации
бит 2: ошибка четности
бит 1: ошибка переполнения -данные потеряны
бит 0: в буфере ввода есть данные
AL - состояние модема
бит .7: обнаружена несущая (состояние линии DCD) ,	«
бит 6: обнаружен звонок (состояние линии RI)
\ бит. 5: запрос для передачи (состояние линии DSR)
бит4: сброс для передачи (состояние линии CTS)
180 I M
Основы программирования для MS DOS
бит 3: линия DCD изменила состояние
бит 2: линия RI изменила состояние
бит 1: линия DSR изменила состояние
бит 0: линия CTS изменила состояние
INT 14h АН = 01: Запись символа в последовательный порт
Вход: АН *= Olh
AL = символ
DX = номер порта (00h - 03h)
Выход: АН = состояние порта
INT 14h АН = 02: Чтение символа из последовательного порта с ожиданием
Вход: AH = 02h
DX = номер порта
Выход: АН = состояние порта
AL = считанный символ, если бит 7 АН равен нулю (не было тайм-аута)
INT 14h АН = 03: Получить текущее состояние порта
Вход: АН = 03h
DX = номер порта (00h - 03h)
Выход: АН = состояние линии
AL = состояние модема
Воспользуемся этими функциями, чтобы написать короткую терминальную
программу:
; term.asm
; Простая терминальная программа для модема на COM2. Выход по Alt-X.
.model tiny
.code
org 100h
start:
mov	ah,0
mov al,11100011b
mov	dx,1
int	14h
main_loop:
mov	ah,2
int	14h
test	ah,ah
jnz	no_input
int •	29h
no_input:
mov	ah,1
int	16h
jz	main_loop
mov	ah,8
int	21h
test	al,al
Начало СОМ-файла.
Инициализировать порт.
9600/8n1
Порт COM2.
Получить байт от модема.
Если что-нибудь получено,
вывести его на экран.
Иначе:
проверить, была ли нажата клавиша.
Если да:
считать ее код (без отображения на экране).
Если это нерасширенный ASCII-код -
Другие устройства		IIIMMMI	i 181
jnz	send_char	; отправить его в модем.	
int	21h	; Иначе получить расширенный ASCII-код.	
cmp	al,2Dh	; Если это Alt-X	
jne	send_char		
ret		; завершить программу.	
send_char:			
mov	ah,1		
int	14h	; Послать введенный символ в модем.	
jmp	short main_loop	; Продолжить основной цикл.	
end	start		
Этот терминал тратит чрезмерно много процессорного времени на постоянные
вызовы прерываний 14h и 16h. Более эффективным оказывается подход, заключаю-
щийся в перехвате прерываний от внешних устройств, о котором рассказано далее.
4.7.3. Параллельный порт
Параллельные порты используются в первую очередь для подключения прин-
теров, хотя встречаются и другие устройства, например переносные жесткие диски,
которые могут присоединяться к этим портам. Базовые средства DOS и BIOS для
работы с параллельными портами аналогичны соответствующим средствам для
работы с последовательными портами: DOS инициализирует стандартное устрой-
ство PRN, соответствующее первому порту LPT1, которое может быть переопреде-
лено командой MODE, и предоставляет прерывание для вывода в это устройство.
Функция DOS 05h: Вывод символа в стандартное устройство PRN
Вход: АН = 05h
DL - символ
Кроме того, можно пользоваться функцией записи в файл или устройство,
поместив в ВХ число 4, соответсвующее устройству PRN. BIOS, в свою очередь,
предоставляет базовый набор из трех функций для работы с принтером.
INT17h, АН - 00-. Вывести символ в принтер
Вход: АН - 00h
AL - символ
DX - номер параллельного порта (00 - LPT1, 01 - LPT2, 02 - LPT3)
Выход: АН - состояние принтера:
бцт 7: принтер не занят
бит 6: подтверждение
бит 5: нет бумаги '
бит 4: принтер в состоянии online
бит 3: ошибка ввода-вывода
бит 0: тайм-аут
INT 17h, АН - 01: Выполнить аппаратный сброс принтера
Вход: АН-Olh
DX - номер порта (00h - 02h)
Выход: АН - состояние принтера
Основы программирования для MS DOS
INT 17h, АН = 02'. Получить состояние принтера
Вход: АН - 02h
DX = номер порта (00h - 02h)
Выход: АН ' состояние принтера
Например, чтобы распечатать содержимое экрана на принтере, можно напи-
сать такую программу:
; prtscr.asm
; Распечатать содержимое экрана на -принтере.
1	. model	tiny
.code .186	; Для команды push 0B800h.
org	100h	; Начало СОМ-файла.
start: mov	ah, 1
mov	dx,Q	; Порт LPT1;
int	17h	; Инициализировать принтер.
emp	ah,90h	; Если принтер не готов, .
jne	printer.error ; выдать сообщение об ошибке.
push	0B800h	; Иначе:
pop	ds	; DS = сегмент видеопамяти в текстовом режиме,
xor	si, si	; SI = 0,
mov	ex, 80*40	; СХ = число символов на экране.
cld main_loop: lodsw	; Строковые операции вперед. ; AL - символ, АН - атрибут, SI = SI + 2.
mov	а[),0	; АН - номер функции.
int	17h	; Вывод символа из AL на принтер.
loop	main_loop
ret	; Закончить программу.
printer_error: mov	dx,offset msg ; Адрес сообщения дэб ошибке в DS:DX.
mov int	ah, 9 21h	; Вывод строки на экран.
ret msg	db	"Принтер на LPT1 находится в состояние offline или занят$
end	start
Чтобы распечатать экран в текстовом режиме на LPT 1, достаточно всего лишь
одной команды INT 05h, что в точности эквивалентно нажатию клавиши PrtScr.
4.8. Работа с файлами
Возможно, основная функция DOS в качестве операционной системы - орга-
низация доступа к дискам как к набору файлов и директорий. DOS поддерживает
только один тип файловой системы - FAT и, начиная с версии 7.0 (Windows 95),
его модификацию VFAT с длинными именами файлов. Первоначальный набор
Работа < файлами	1ИММЦ|НИ|
функций для работы с файлами, предложенный в MS DOS 1.0, оказался очень
неудобным: каждый открытый файл описывался 37-байтной структурой FCB
(блок управления файлом), адрес которой требовался для всех файловых опера-
ций, а передача данных осуществлялась через структуру данных DTA (область
передачи данных). Уже в MS DOS 2.0, вместе с усовершенствованием FAT (на-
пример, появлением вложенных директорий), появился набор UNIX-подобных
функций работы с файлами, использующих для описания файла всего одно 16-
битноё число, идентификатор файла или устройства. Все остальные функции ра-
боты с файлами используют затем только это число. Первые пять идентификато-
ров инициализируются системой следующим образом:
0: STDIN - стандартное устройство цвода (обычно клавиатура);
1:	STDOUT - стандартное устройство вывода (обычно экран);
2:	STDERR - устройство вывода сообщений об ошибках (всегда экран);
3:	AUX - последовательный порт (обычно СОМ1);
4:	PRN - параллельный порт (обычно LPT1);
так что функции чтения/записи (а также сброс буферов на
диск) файлов можно применять и к устройствам.
4.8.1. Создание и открытие файлов
Функция DOS 3Ch: Создать файл	ч
Вход: АН - ЗСЬ
СХ - атрибут файла
бит 7: файл можно открывать разным процессам в Novell Netware
бит 6: не используется
бит 5: архивный бит (1, если файл не сохранялся)
бит 4: директория (должен быть 0 для функции ЗСЬ)
бит 3: метка тома (игнорируется функцией ЗСЬ)
бит 2: системный файл
бит 1: скрытый файл
бит 0: файл только для чтения
DS.DX - адрес ASCIZ-строки с полным именем файла (ASCIZ-строка
ASGII-символов, оканчивающаяся нулем)
Выход: CF - 0 и АХ - идентификатор файла, если не произошла ошибка
CF -> 1 и АХ -> ОЗЬ, если путь не найден
CF - 1 и АХ = 04Ь, если слишком много открытых файлов
CF - 1 и АХ = 05Ь, если доступ запрещен
Если файл уже существует, функция ЗСЬ все равно открывает его, присваивая
ему нулевую длину Чтобы этого не произошло, следует пользоваться функцией 5ВЬ.
Функция DOS 3Dh: Открыть существующг^^^йд,.. > г	>
Вход: А'Н ” 3Dh
AL “ режим доступа	• :	f
бит 0: открыть для чтения
бит 1: открыть для записи <		<
биты 2-3: зарезервированы'(6)
184	111
Основы программирования для MS DOS
биты 6-4: режим доступа для других процессов:
ООО: режим совместимости (остальные процессы также долж-
ны открывать этот файл в режиме совместимости)
001: все операции запрещены
010: запись запрещена
011: чтение запрещено
100: запрещений нет
бит 7: файл не наследуется порождаемыми процессами
DS:DX = адрес ASCIZ-строки с полным именем файла
CL = маска атрибутов файлов
Выход: CF = 0 и АХ “ идентификатор файла, если не произошла ошибка
CF = 1 и АХ = код ошибки (02h - файл не найден, 03h - путь не найден,
04h - слишком много открытых файлов, 05h - доступ
запрещен, ОСЬ - неправильный режим доступа)
Функция DOS 5Bh: Создать и открыть новый файл
Вход: АН = 5Bh
СХ = атрибут файла
DS:DX = адрес ASCIZ-строки с полным именем файла
Выход: CF = 0 р АХ = идентификатор файла, открытого для чтения/записи
в режиме совместимости, если не произошла ошибка
CF = 1 и АХ = код ошибки (03h - путь не найден, 04h - слишком мно-
го открытых файлов, 05h - доступ запрещен, 50h - файл
уже существует)
Функция DOS 5Ah\ Создать и открыть временный файл
Вход: АН “ 5Ah
СХ = атрибут файла
I DS.DX ~ адрес ASCIZ-строки с путем, оканчивающимся символом \,
и тринадцатью нулевыми байтами в конце
Выход: CF = 0 и АХ = идентификатор файла, открытого для чтения/записи
в режиме совместимости, если не произошла ошибка
(в строку по адресу DS:DX донисывается имя файла)
CF = 1 и АХ = код ошибки<Шй - путь не найден, 04h - слишком много
открытых файлов, 05h - доступ запрещен)
Функция 5Ah создает файл с уникальным именем, который не является на
самом деле временным. Такой файл следует специально удалять, для чего его имя
и записывается в строку в DS:DX.
Во всех случаях строка с полным именем файла имеет вид типа
filespec	db .	: ’c:\dataVilename.ext',О
причем, если диск или путь опущены, используются их текущие значения.
Для работы с длинными именами файлов в DOS 7.0 (Windows 95) и старше
используются дополнительные функции, которые вызываются так же, как функ-
ция DOS 71 h.
Работа с файлами	||1МЯИЯИНмР
Функция LFN 6Ch: Создать или открыть файл с длинным именем
Вход: АХ ” 716Ch
ВХ - режим доступа Windows 95
биты 2-0: доступ
ООО - только для чтения
001 - только для записи
010 - для чтения и записи
100 - только для чтения, не изменять время последнего обраще-
ния к файлу
биты 6-4: доступ для других процессов (см. функцию 3Dh)
бит 7: файл не наследуется порождаемыми процессами
бит 8: данные не буферируются
бит 9: не архивировать файл, если используется архивирование
файловой системы (Doublespace)
бит 10: использовать число в DI для записи в конце короткого име-
ни файла
бит 13: не вызывать прерывание 24h при критических ошибках
бит 14: сбрасывать буфера на диск после каждой записи в файл
СХ = атрибут файла
DX - действие
бит 0: открыть файл (ошибка, если файл существует)
бит 1: заменить файл (ошибка, если файл не существует)
бит 4: создать файл (ошибка, если файл существует)
DS:SI = адрес ASCIZ-строки с именем файла
DI - число, которое будет записано в конце короткого варианта имени
файла
Выход: CF - 0
АХ - идентификатор файла
СХ = 1, если файл открыт
СХ - 2, если файл создан
СХ = 3, если файл заменен
CF - 1, если произошла ошибка
АХ - код ошибки (7100h, если функция не поддерживается)
Если функции открытия файлов возвращают ошибку «слишком много откры-
тых файлов» (АХ “ 4), следует увеличить число допустимых идентификаторов
с помощью функции 67h.
Функция DOS 67h: Изменить максимальное число идентификаторов файлов
Вход: АН - 67h
ВХ “ новое максимальное число идентификаторов (20-65 535)
Выход: CF - 0, если не произошла ошибка
CF - 1 и АХ - код ошибки, если Произошла ошибка (например: 04h,
если заданное число меньше, чем количество уже от-
крытых файлов, или 08h; Сели DOS не хватает памяти
для новой таблицы идентификаторов)
186]___j j j щ
Основы программирования для MS DOS
Следует помнить, что все дочерние процессы будут наследовать только пер-
вые 20 идентификаторов и должны вызывать функцию 67h сами, если им требу-
ется больше.
4.8.2.	Чтение и запись в файл
Функция DOS 3Fh: Чтение из файла йли устройства
Вход: АН - 3Fh
ВХ = идентификатор
СХ = число байтов
DS:DX “ адрес буфера для приема данных
Выход: CF = 0 и АХ - число считанных байтов, если не было,ошибки
CF - 1 и АХ ~ 05h, если доступ запрещен, 06h, если неправильный иден-
тификатор	'
Если при чтении из файла число фактически считанных байтов в АХ меньше,
чем заказанное число в СХ, то был достигнут конец файла. Каждая следующая
операция чтения, так же как и записи, начинается не с начала файла, а с того бай-
та, на котором остановилась предыдущая операция чтения/записи. Если требует-
ся считать (или записать) произвольный участок файла, используют функцию
42b (функция Iseek в С).
Функция DOS 42h: Переместить указатель чтения/записи
Вход: АН - 42h
ВХ = идентификатор
CX:DX - расстояние, на которое надо переместить указатель (со знаком)
AL = перемещение:
0 -> от начала файла
1	- от текущей позиции
2	- от конца файла	
Выход: CF = 0 и CX:DX “ новое значение указателя (в байтах от начала файла),
если не произошла ошибка
CF = 1 и АХ ” 06h, если неправильный идентификатор
Указатель можно установить за реальными пределами файла: в отрицательное
Число, тогда следующая операция чтения/записи вызовет ошибку; в положитель-
ное число, большее длины файла, тогда очередная операция записи увеличит раз-
мер файла. Эта функция также часто используется для определения длины фай-
ла - достаточно вызвать ее с СХ - 0, DX - 0, AL - 2, и в CX:DX будет возвращена
длина файла в байтах.
Функция DOS 40h: Запись в файл или устройство
Вход: АН ” 40h
ВХ = идентификатор
СХ “ число байтов
DS:DX = адрес буфера с данными
Выход: CF - 0 и АХ - число записанных байтов, если не Произошла ошибка
CF- 1 и АХ “=*05Ь;еслйдбс1гуп запрещен; Обнесли неправильный иден-
тификатор !|	'
Работа с файлами
Если при записи; в файл указать СХ - 0, он будет обрезан по текущему значе-
нию указателя. На самом деле происходит запись в буфер DOS, данные из кото-
рого сбрасываются на диск во время закрытия файла или если их количество
превышает размер сектора диска. Для немедленной очистки буфера можно ис-
пользовать функцию 68h (функция fflush в С).	.
Функция DOS 68h: Сброс файловых буферов DOS на диск
Вход: АН - 68h
ВХ - идентификатор
Выход: CF - 0, если операция выполнена
CF - 1, если произошла ошибка (АХкод ошибки)
Для-критических участков программ предпочтительнее использовать более эф-
фективную функцию ODh.
Функция DOS ODh: Сброс всех файловых буферов на диск
Вход: АН = ODh
Выход: Никакого
4.8.3.	Закрытие и удаление файла
Функция DOS 3Eh: Закрыть файл	/
Вход: АН - 3Eh
ВХ - идентификатор -
Выход: CF “ 0, если не произошла ошибка
CF - 1 и АХ - 6, если неправильный идентификатор
f
Если файл был открыт для записи, все файловые буфера сбрасываются на диск,
устанавливается время модификации файла и записывается его новая длина.
Функиця DOS 41h: Удаление файла
Вход: АН - 21h
DS:DX - адрес ASCIZ-строки с полным именем файла
Выход: CF - 0, если файл удален
CF т 1 и АН - 02h, если файл не найден; 03h, если путь не найден; 05h,
если доступ запрещен
Удалить файл можно только после того, как он будет закрыт, иначе DOS про-
должит выполнение записи в несуществующий файл, что может привести к раз-
рушению файловой системы. Функция 41h не позволяет использовать маски
(символы * и ? в имени файла) дли удаления сразу нескольких файлов, Хотя это-
го можно добиться, вызывая ее через недокументированную функцию SDOOh. Но,
начиная с DOS 7.0 (Windows 95), официальная функция удаления файла способг.
на работать сразу с несколькими файлами.
Функция LFN 41h: Удаление файлов с длинным именем
Вход: AX-7141h
DS:DX - адрес ASCIZ-строки с длинным именрм файла
SI - OOOOh: маски не разрешены и атрибуты в СХ игнорируются
188 | | Т.1ТП
Основы программирования для MS DOS
SI ООО 1 h: маски в имени файла и атрибуты в СХ разрешены:
CL - атрибуты, которые файлы могут иметь
СН - атрибуты, которые файлы должны иметь
Выход: CF - 0, если файл или файлы удалены
CF - 1 и АХ == код ошибки, если произошла ошибка. Код 7100h означа-
ет, что функция не поддерживается
4.8.4.	Поиск файлов
Найти нужный файл на диске намного сложнее, чем просто открыть его, - для
этого требуются две функции при работе с короткими именами (найти первый
файл и найти следующий файл) и три - при работе с длинными именами в DOS 7.0
(найти первый файл, найти следующий файл, прекратить поиск).
Функция DOS 4Eh: Найти первый файл
Вход: АН = 4Eh
< AL используется при обращении к функции APPEND
СХ “ атрибуты, которые должен иметь файл (биты 0 (только для чте-
ния) и 5 (архивный бит) игнорируются. Если бит 3 (метка тома)
установлен, все остальные биты игнорируются)
DS:DX = адрес ASCIZ-строки с именем файла, которое может включать
путь и маски для поиска (символы * и ?)
Выход: CF = 0 и область DTA заполняется данными, если файл найден
CF “ 1 и АХ - 02h, если файл не найден; 03h, если путь не найден; 12h,
если неправильный режим доступа
Вызов этой функции заполняет данными область памяти DTA (область переда-
чи данных), которая начинается по умолчанию со смещения 0080h от начала блока
данных PSP (при запуске СОМ- и ЕХЕ-программ сегменты DS и ES содержат сег-
ментный адрес начала PSP), но ее можно переопределить с помощью функции 1 Ah.
Функция DOS 1Ah: Установить область DTA
Вход: АН - lAh
DS:DX - адрес начала DTA (128-байтный буфер)
Функции поиска файлов заполняют DTA следующим образом:
+00h: байт - биты 0-6: ASCII-код буквы диска
бит 7: диск сетевой
+01h: 11 байт - маска поиска (без пути)
+0Ch: байт , - атрибуты для поиска
+0Dh: слово - порядковый номер файла в директории
+0Fh: слово - номер кластера начала внешней директории
+llh: 4 байта - зарезервировано
+15h: байт - атрибут найденного файла
+16h: слово - время создания файла в формате DOS:
биты 15-11: час (0-23)
биты 10-5: минута
1 биты 4-0: номер секунды, деленный на 2 (0-30)
Работа с файлами .	1111МИЦ|ВЯМО1
+18h: слово -дата создания файла в формате DOS:
биты 15—9: год, начиная с 1980
биты 8-5: месяц
биты 4-0: день ,	>
+lAh: 4 байта - размер файла
+ 1ЕЬ: 13 байт - ASCIZ-имя найденного файла с расширением
После того как DTA заполнена данными, для продолжения поиска следует
вызывать функцию 4Fh, пока не будет возвращена ошибка.
Функция DOS 4Fh: Найти следующий файл
Вход: АН -4Fh
DTA - содержит данные от предыдущего вызова функции 4Eh или 4Fh
Выход: CF = 0 и DTA содержит данные о следующем найденном файле, если не
произошла ошибка
CF - 1 и АХ “ код ошибки, если произошла ошибка I	...
В случае с длинными именами файлов (LFN) применяется набор из трех под-
функций функции DOS 71h, которые можно использовать, только если запущен
IFSmgr (всегда запускается при обычной установке Windows 95, но не запускает-
ся, например, с загрузочной дискеты MS DOS 7.0).
Функция LFN 4Eh: Найти первый файл с длинным именем
Вход:
AX = 714Eh
CL “ атрибуты, которые файл может иметь (биты 0 и 5 игнорируются)
СН - атрибуты, которые файл должен иметь
SI = 0: использовать Windows-формат даты/времени
SI = 1: использовать DOS-формат даты/времени
DS:DX - адрес ASCIZ-строки с маской для поиска (может включать *
и ?. Для совместимости маска *.* ищет все файлы в директо-
рии, а не только файлы, содержащие точку в имени)
ES:DI = адрес 318-байтного буфера для информации о файле
CF = 0
АХ = поисковый идентификатор
СХ = Unicode-флаг:
бит 0: длинное имя содержит подчеркивания вместо непреобразу-
емых Unicode-сим волов
бит 1: короткое имя содержит подчеркивания вместо непреобразу-
емых Unicode-символов
CF - 1, АХ = код ошибки, если произошла ошибка (7100h - функция
не поддерживается)
Если файл, подходящий под маску и атрибуты поиска, найден, область дан-
ных по адресу ES:DI заполняется следующим образом: ;
+00h: 4 байта - атрибуты файла
биты 0-6: атрибуты файла DQS
бит 8: временный файл
Выход:
Основы программирования для MS DOS
+04h: 8 байт - время создания файла
+0Ch: 8 байт - время последнего доступа к файлу
+14h: 8 байт - время последней модификации файла
+1СЬ: 4 байта -- старшее двойное слово длины файла
+20h: 4 байта - младшее двойное слово длины файла
+24h: 8 байт - зарезервировано
+2Ch: 260 байт - ASCIZ-имя файла длинное
+130h: 14 байт - ASCIZ-имя файла короткое
Причем даты создания/доступа/модификации записываются в одном из двух
форматов, в соответствии со значением SI при вызове функции. Windows-формат -
64-битное число 100-наносекундных интервалов с 1 января 1601 года; если исполь-
зуется DOS-формат - в старшее двойное слово записывается DOS-дата, а в млад-
шее - DOS-время.
Функция LFN 4Fh: Найти следующий файл
Вход: AX = 714Fh
ВХ = поисковый идентификатор (от функции 4Eh)
SI = формат даты/времени
ES:DI = адрес буфера для информации Q файле
Выход: CF - 0 и СХ = Unicode-флаг, если следующий файл найден
CF - 1, АХ - код ошибки, если произошла ошибка (7100h - функция
не поддерживается)
Функция LFN A1h: Закончить поиск файла
Вход: AX = 71Alh
ВХ - поисковый идентификатор
Выход: CF - 0, если операция выполнена
CF - 1 и АХ - код ошибки, если произошла ошибка (7100h - функция
не поддерживается)
В качестве примера, использующего многие функции работы с файлами, рас-
смотрим программу, заменяющую русские буквы Н латинскими Н во всех фай-
лах с расширением .ТХТ в текущей директории (такая замена требуется для каж-
дого текста, пересылающегося через сеть Fidonet, программное обеспечение
которой воспринимает русскую букву Н как управляющий символ).
; fidoh.asm
; Заменяет русские "Н" латинскими "Н" во всех файлах с расширением .ТХТ
; в текущей директории.		
.model	tiny	
.code		
org start:	100h	; СОМ-файл
mov	ah,4Eh	; Поиск первого файла.
. xor	ex,ex	; Не системный, не директория и т. д.
mov	dx,offset filespec	; Маска для поиска в DS:OX.
Работа с файлами
‘ile_open: int . J9	21h nojnore_fil.es	; Если CF = 1 - файлы кончились.
mov	ax,3D02h	; Открыть файл для чтения и записи.
mov	dx,80h+1Eh	; Смещение .ОТА + смещение имени файла
int	21h	; от начала DTA.
jc	not_open	; Если файл не открылся - перейти
		; к следующему.
mov	bx,ax	^Идентификатор файла в ВХ.
mov	ex, 1	; Считывать один байт.
mov	dx,offset buffer	; Начало буфера - в ОХ.
read_next:		
mov	ah,3Fh	; Чтение файла.
int	21h	•
jc	findjiext	; Если ошибка - перейти.к следующему.
dec	ax	; Если АХ = 0 - файл кончился -
js	find_next	.; перейти к следующему.
emp	byte ptr buffer,80h	; Если не считана русская "Н”,
jne	read.next \	; считать следующий байт.'
mov	byte ptr buffer,48h	; Иначе - записать в буфер
		; латинскую букву "Н".
mov	ax,4201h	; Переместить указатель файла от текущей
dec	ex	; позиции назад на 1.
dec	ex	; СХ = OFFFFh,
mov	dx.cx	; DX = OFFFFh.
int	21h	
mov	ah,40h	; Записать в файл.
inc	ex	'	
inc	ex	; Один байт (СХ - 1)
mov	dx,offset buffer	; из буфера в DS:DX.
int	21h	
jmp	short read_next	; Считать следующий байт.
find_next:	-	
mov	ah,3Eh	; Закрыть предыдущий фдйл.
int	21h	
not_open:		
mov	ah,4Fh	; Найти следующий файл.
mov	dx,80h	; Смещение ОТА от начала PSP.
jmp	short file_open	
no_more_files: '		; Если файлы кончились,	-
ret		; выйти из программы.
filespec	db	*,txt",0	; Маска для поиска.
buffer	label byte	; Буфер для чтения/записи -
end	start;	; за концом программы.,
Основы программирования для MS DOS
4.8.5.	Управление файловой системой
Начиная с MS DOS 2.0 файловая система организована в виде директорий.
Поиск файлов выполняется только в пределах текущей директории, а создание
и удаление файлов неприемлемы к директориям, хотя на самом низком уровне ди-
ректория - тот же файл, в атрибуте которого бит 4 установлен в 1 и который содер-
жит список имен вложенных файлов, их атрибутов и физических адресов на диске.
Функция DOS 39h: Создать директорию
Вход: АН = 39h '
DS:DX = адрес ASCIZ-строки с путем, в котором все директории, кро-
ме последней, существуют. Для DOS 3.3 и более ранних вер-
сий длина всей строки не должна превышать 64 байта
Выход: CF = 0, если директория создана
CF - 1 и АХ = 3, если путь не найден; 5, если доступ запрещен
Функция LFN39h: Создать директорию с длинным именем
Вход: AX = 7139h
DS:DX = адрес ASCIZ-строки с путем
Выход: CF - 0, если директория создана
CF - 1 и АХ - код ошибки (7100h, если функция не поддерживается)
Функция DOS 3Ah; Удалить, директорию
Вход: АН = 3Ah
DS:DX - адрес ASCIZ-строки с путем, где последняя директория
будет удалена (только если она пустая, не является текущей,
не занята командой SUBST)
Выход: CF = 0, если директория удалена
CF = 1 и АХ “ 3, если путь не найден; 5, если доступ запрещен; 1 Oh, если
удаляемая директория - текущая
Функция LFN 3Ah: Удалить директорию с длинным именем
Вход: AX = 713Ah
DS:DX ~ адрес строки с путем
Выход: CF = 0, если Директория удалена, иначе CF - 1 и АХ - код ошибки
Функция DOS 47h: Определить текущую директорию
Вход: АН = 47h
DL = номер диска (00h- текущий, Olh - А и т. д.)
DS:SI = 64-байтный буфер для текущего пути (ASCIZ-строка без име-
ни диска, первого и последнего символа \)
Выход: CF = 0 и АХ = OlOOh, если операция выполнена
CF = 1 и АХ “ OFh, если указан несуществующий диск
Функция LFN 47h; Определить текущую директорию с длинным именем
Вход: АХ = 7147h
DL - номер диска
DS:SI - буфер для пути (ASCIZ-строка без имени диска, первого и пос-
леднего символа \. Необязательно содержит лишь длинные
II I I i 1193
Управление памятью	|||
имена - возвращается тот путь, который использовался при
последней смене текущей директории.)
Выход: CF - 0, если директория определена, иначе CF = 1 и АХ = код ошибки
Функция DOS 3Bh: Сменить директорию
Вход: АН - ЗВЬ
DS:DX = адрес 64-байтного ASCIZ-буфера с путем, который станет те-
кущей директорией
Выход: CF “ 0, если директория изменена, иначе CF = 1 и АХ = 3 (путь не найден)
Функция LFN ЗВ: Сменить директории с длинным именем
Вход: AX = 713Bh
DS:DX = адрес ASCIZ-буфера с путем
Выход: CF = 0, если директория изменена, иначе CF = 1 и АХ = код ошибки
Перед работой с любыми функциями LFN следует один раз вызвать подфунк-
цию OAOh, чтобы определить размеры буферов для имен файлов и путей.
Функция LFN OAOh: Получить информацию о разделе файловой системы VFAT
Вход: АХ - JIAOh
DS:DX = адрес ASCIZ-строки с именем раздела (например: db ’’ С:\" ,0)
ES:DI - адрес буфера для имени файловой системы (FAT, NTFS, CDFS)
СХ “ размер буфера в ES:DI (обычно 32 байта)
Выход: СХ = 0, АХ = 0000b или 0200h
ВХ = флаги файловой системы:
бит 0: функции поиска учитывают регистр символов
бит 1:, регистр символов сохраняется для имен директорий
бит 2: используются символы Unicode
бит 14: поддерживаются функции LFN
бит 15: включено сжатие раздела (Doublespace)
СХ “ максимальная длина имени файла (обычно 255)
DX “ максимальная длина пути (обычно 260) в Windows 95 SP1 воз-
вращает OOOOh для CD-ROM
CF = 1 и АХ = код ошибки, если произошла ошибка (7100b, если фун-
кция не поддерживается)
Кроме того, при вызове любой функции LFN следует устанавливать CF в 1 для
совместимости с ранними версиями DOS. Старые версии DOS не изменяли CF,
так что в результате, если функция не поддерживается, CF останется равным 1.
4.9. Управление памятью
4.9.1.	Обычная память .
До сих пор, если требовалось создать массив данных в памяти, мы просто
обращались к памяти за концом программы, считая, что там имеется еще хотя
бы 64 Кб свободной памяти. Разумеется, как и во всех операционных системах,
в DOS есть средства управления распределением памяти - выделение блока
’Зак. 459	,	.
194	.i1
Основы программирования для MS DOS
(аналог стандартной функции языка С malloc), изменение его размеров (аналог
realloc) и освобождение (free).	,
Функция DOS 48h: Выделить память
Вход: АН - 48h
ВХ = размер блока в 16-байтных параграфах
Выход: CF - 0, если блок выделен
АХ - сегментный адрес выделенного блока
CF = 1, если произошла ошибка:
АХ = 7 - блоки управления памятью разрушены
АХ = 8 - недостаточно памяти:
ВХ = размер максимального доступного блока
Эта функция с большим значением в ВХ (обычно OFFFFh) используется для
определения размера самого большого доступного блока памяти.
Функция DOS 49h: Освободить память
Вход: АН = 49h
ES = сегментный адрес освобождаемого блока
Выход: CF - 0, если блок освобожден
CF = 1, АХ = 7, если блоки управления памятью разрушены;
АХ= 9, если в ES содержится неверный адрес
Эта функция не позволит освободить блок памяти, которым текущая програм-
ма не владеет, но с помощью функции DOS 50h (АХ = 50h, ВХ = сегментный ад-
рес PSP процесса) программа может «притвориться» любым другим процессом.
Функция DOS 4Ah: Изменить размер блока памяти
Вход: АН = 4Ah
ВХ - новый размер в 16-байтных параграфах
ES - сегментный адрес модифицируемого блока
Выход: CF = 1, если при выполнении операции произошла ошибка
АХ - 7, если блоки управления памятью разрушены
АХ = 8, если не хватает памяти (при увеличении)
АХ = 9, если ES содержит неверный адрес
ВХ - максимальный размер, доступный для этого блока
Если для увеличения блока не хватило памяти, DOS расширяет его до возмож-
ного предела.
При запуске COM-программы загрузчик DOS выделяет самый большой до-
ступный блок памяти для этой программы, так что при работе с основной памятью
эти функции требуются редко (в основном .для того, чтобы сократить выделен-
ный программе блок памяти до минимума перед загрузкой другой программы),
но уже в MS DOS 5.0 и далее с помощью этих же функций можно выделять па-
мять в областях UMB - неиспользуемых участках памяти выше 640 Кб и ниже
1 Мб, для чего требуется сначала подключить UMB к менеджеру памяти и изме-
нить стратегию выделения памяти с помощью функции DOS 58h.
Управление памятью
4.9.2.	Область памяти. UMB
Функция DOS 58h: Считать/изменить стратегию выделения памяти
Вход: АН - 58h
AL - 00h - считать стратегию
AL " Olh - изменить стратегию
ВХ - новая стратегия
биты 2-0:
00 - первый подходящий блок
01 - наиболее подходящий блок
11 - последний подходящий блок
биты 4-3:	'
00 - обычная память
01 - UMB (DOS 5.0+)
10 - UMB; затем обычная память (DOS 5.0+)
AL “ 02h - считать состояние UMB
AL = 03h - установить состояние UMB
ВХ “ новое состояние: 00 - не используются, 01 - используются
Выход: CF - 0, АХ = текущая стратегия для AL = 0, состояние UMB для AL =•= 2
CF - 1, АХ - Olh, если функция не поддерживается (если не запущен
менеджер памяти (например, EMM386) или нет строки
DOS “ UMB в CONFIG.SYS)
Если программа изменяла стратегию выделения памяти или состояние UMB,
она обязательно должна их восстановить перед окончанием работы.
4.9.3.	Область памяти НМ А
Область памяти от OFFFFh:0010h (конец первого мегабайта) до 0FFFFh:0FFFFh
(конец адресного пространства в реальном режиме), 65 520 байт, может исполь-
зоваться на компьютерах, начиная с 80286. Доступ к этой области осуществля-
ется с помощью спецификации XMS, причем вся она выделяется целиком од-
ной программе. Обычно, если загружен драйвер HIMEM.SYS и если в файле
CONFIG.SYS присутствует строка DOS - HIGH, DOS занимает эту область, осво-
бождая почти 64 Кб в основной памяти. При этом ОС может оставить небольшой
участок НМА (16 Кб или меньше) для пользовательских программ, которые обра-
щаются к нему с помощью недокументированной функции мультиплексора 4Ah.
INT2Fh, АХ - 4A01h: Определить размер доступной части НМА (DOS 5.0+)
Вход:	АХ - 4 АО 1 h
Выход: ВХ - размер доступной части НМА в байтах, 0000h, если DOS не в НМА
ES:DI - адрес начала доступной части НМА (0FFFFh:0FFFFh, если
DOS не в НМА)
INT2Fh, АХ - 4A02h: Выделить часть НМА (DOS 5.0+)
Вход: АХ - 4A02h \
ВХ = размер в байтах
196	1
Основы программирования для MS DOS
Выход: ES:DI = адрес начала выделенного блока
ВХ = размер выделенного блока в байтах
В версиях DOS 5.0 и 6.0 нет функций освобождения выделенных таким обра-
зом блоков НМА. В DOS 7.0 (Windows 95) выделение памяти в НМЛ было орга-
низовано аналогично выделению памяти в обычной памяти и UMB, с функциями
изменения размера и освобождения блока.
INT 2Fh, АХ = 4A03h\ Управление распределением памяти в НМА (DOS 7.0+)
Вход: АХ = 4A03h
DL = 0 - выделить блок (ВХ = размер в байтах)
DL = 1 - изменить размер блока (ES:DI = адрес, ВХ = размер)
DL = 2 - освободить блок (ES:DI = адрес)
СХ = сегментный адрес владельца блока
Выход: DI = OFFFFh, если не хватило памяти, ES:DI = адрес блока (при выде-
лении)
Следует помнить, что область НМА доступна для программ только в том
случае, когда адресная линия процессора А20 разблокирована. Если DOS не
занимает НМА, она. практически постоянно заблокирована на совмести-
мость с программами, написанными для процессора 8086/8088, которые
считают, что адреса 0FFFFh:0010h - 0FFFFh:0FFFFh всегда совпадают
с OQOOh:OOOOh - 0000h:0FFEFh. Функции XMS 01-07 позволяют управлять
состоянием этой адресной линии.
4.9.4.	Интерфейс EMS
Расширенная память (EMS) - дополнительная возможность для программ, за-
пускающихся в реальном режиме (или в режиме V86), обращаться к памяти, ко-
торая находится за пределами первого мегабайта. EMS позволяет отобразить сег-
мент памяти, начинающийся обычно с ODOOOh, на любые участки памяти,
аналогично тому, как осуществляется доступ к видеопамяти в SVGA-режимах.
Вызывать функции EMS (прерывание 67h) разрешается, только если в системе
присутствует драйвер с именем ЕММХХХХО. Для проверки его существования
можно, например, вызвать функцию 3Dh (открыть файл или устройство). При-
чем на тот случай, если драйвер EMS отсутствует, а в текущей директории есть
файл с именем ЕММХХХХО, следует дополнительно вызвать функцию IOCTL -
INT 2lh с АХ = 4400h и ВХ - идентификатор файла или-устройства, полученный
от функции 3Dh. Если значение бита 7 в DX после вызова этой функции равно 1,
то драйвер- EMS наверняка присутствует в системе.
Основные функции EMS:
INT 67h, АН = 46h: Получить номер версии
Вход: АН = 46h	,	.
Выход: АН = 0 и AL = номер версии в упакованном BCD (40h для 4.0).
Во всех случаях, если АН не ноль, произошла ошибка
Управление памятью
; 197
INT 67h, АН - 41h: Получить сегментный адрес окна
Вход: АН - 4lh
Выход: АН “ 0 и ВХ = сегментный адрес окна
INT 67h, АН - 42h\ Получить объем памяти
Вход: АН = 42h
Выход: АН - О
DX = объем EMS-памяти в 16-килобайтных страницах
ВХ - объем свободной EMS-памяти в 16-килобайтных страницах
INT 67h, АН - 43h: Выделить идентификатор и EMS-память
Вход: АН - 43h
ВХ = требуемое число 16-килобайтных страниц
Выход: АН - О, DX = идентификатор
Теперь указанный в этой функции набор страниц в EMS-памяти описывается
как занятый и другие программы не смогут его выделить для себя.
INT 67h, АН “ 44h: Отобразить память
Вход: АН - 44h	.
AL = номер 16-килобайтцой страницы в 64-килобайтном окне EMS (0-3)
ВХ = номер 16-килобайтной страницы в EMS-памяти
DX - идентификатор
Выход: АН - 0
Далее запись/чтение в указанную страницу в реальном адресном пространстве
приведет к записи/чтению в указанную страницу в EMS-памяти.
INT 67h, АН “ 45А: Освободить идентификатор и EMS-память
Вход: АН - 45h
DX - идентификатор
Выход: АН = 0
Спецификация EMS была разработана для компьютеров IBM XT, снабжав-
шихся особой платой, на которой и находилась расширенная память. С появле-
нием процессора 80286 стало возможным устанавливать больше одного мегабай-
та памяти на материнской плате, и для работы с ней была введена новая
спецификация - XMS. Тогда же были созданы менеджеры памяти, эмулировав-
шие EMS поверх XMS, для совместимости со старыми программами, причем ра-
бота через EMS выполнялась медленнее. Позже, когда в процессорах Intel появил-
ся механизм страничной адресации, выяснилось, что теперь уже EMS можно
реализовать гораздо быстрее XMS. Большинство программ для DOS, которым
требуется дополнительная память, поддерживают обе спецификации.
4.9.5.	Интерфейс XMS
Спецификация доступа к дополнительной памяти (XMS) - еще один метод,
позволяющий программам, запускающимся под управлением DOS в реальном ре-
жиме (или в режиме V86), использовать память, расположенную выше границы
первого мегабайта.
198 I i Ld ........i
Основы программирования для MS DO£
INT2Fh, AH “ 43'. XMS- и DPMS-сервисы
Вход: AX = 4300h: проверить наличие XMS
Выход: АН = 80h, если HIMEM.SYS или совместимый драйвер загружен
, Вход: АХ = 4310h: получить точку входа XMS
Выход: ES:BX “ дальний адрес точки входа XMS
После определения точки входа все функции XMS вызываются с помощью
команды CALL на указанный дальний адрес.
Функция XMS 00h: Определить номер версии
Вход: АН = 00h \
Выход: АХ = номер версии, не упакованный BCD (0300h для 3.0)
ВХ - внутренний номер модификации
DX = 1, если НМА существует; 0, если нет
Фуцкция XMS 08h: Определить объем памяти	'
Вход: АН - 08h
BL = 00h
Выход: АХ “ размер максимального доступного блока в килобайтах
DX - размер XMS-памяти всего в килобайтах
BL = код ошибки (OAOh, если вся XMS-память занята; 00, если нет
ошибок)
Так как возвращаемый размер памяти оказывается ограниченным размером
слова (65 535 Кб), начиная с версии XMS 3.0, введена более точная функция 88h.
Функция XMS 88h: Определить объем памяти
Вход: АН = 88h
Выход: ЕАХ “ размер максимального доступного блока в килобайтах
BL = код ошибки (OAOh, если вся XMS-память занята; 00, если нет
ошибок)
ЕСХ = физический адрес последнего байта памяти (верный для' ошиб-
ки OAOh)
EDX = размер XMS-памяти в килобайтах (0 для ошибки OAOh)
Функция XMS 09h: Выделить память
Вход: АН = 09h
DX = размер запрашиваемого блока (в килобайтах)
Выход: АХ = 1, если функция выполнена
DX = идентификатор блока
АХ = 0:
BL w код ошибки (OAOh, если не хватило памяти)
Функция XMS OAh: Освободить память
Вход: АН = OAh
DX - идентификатор блока
Выход: АХ - 1, если функция выполнена.
Иначе - АХ = 0 и-BL = код ошибки (0A2h - неправильный идентифи-
катор, OABh - участок заблокирован)	>
Управление памятью
I Li L’ 1199
Функция XMS OBh: Пересылка данных
Вход: АН - OBh
DS:SI - адрес структуры для пересылки памяти
Выход: АХ “ 1, если функция выполнена
Иначе - АХ = 0 и BL = код ошибки
Структура данных, адрес которой передается в DS:SI:
+00h: 4 байта - число байтов для пересылки
+04h: слово - идентификатор источника (0 для обычной памяти)
+06h: 4 байта - смещение в блоке-источнике или адрес в памяти
+0Ah: слово - идентификатор приемника (0 для обычной памяти)
+0Ch: 4 байта - смещение в блоке-приемнике или адрес в памяти
Адреса записываются в соответствующие двойные слова в обычном виде -
сегмент:смещение. Копирование происходит быстрее, если данные выровнены на
границы слова или двойного слова; если области данных перекрываются, адрес
начала источника должен быть меньше адреса начала приемника.
Функция XMS OFh: Изменить размер XMS-блока
Вход: АН - OFh
ВХ - новый размер
DX - идентификатор блока
Выход: АХ = 1, если функция выполнена.
Иначе - АХ = 0 и BL = код ошибки
Кроме того, XMS позволяет программам использовать область НМА и блоки
UMB, если они не заняты DOS при запуске (так как в CONFIG.SYS не было строк
DOS - HIGH или DOS - UMB).
; mem.asm
; Сообщает размер памяти, доступной через EMS и XMS.
.model tiny
.code
.186
org 100h
start:
cld
; Для команд сдвига на 4.
; COM-программа.
; Команды строковой обработки будут выполняться вперед.
Проверка наличия EMS.
mov	dx,offset ems_driver	; Адрес ASCIZ-строки "ЕММХХХХО".
mov	ax,3D00h	
int	21h	; Открыть файл или устройство.
jc	no_emmx	; Если не удалось открыть - EMS нет.
mov	bx,ax	; Идентификатор в ВХ.
mov	ax,4400h	
int	21h	; IOCTL: проверить состояние файла/устройства.
jc	no_ems	; Если не произошла ошибка,
200 _ III
Основы программирования для MS DOS
test	Ъх, 80h	; проверить старший бит DX.
Jz	no_ems	; Если он - 0, ЕММХХХХО - файл в текущей директории
Определение	версии EMS.	
mov	ah,46h	
int	67h	; Получить версию EMS.
test	ah, ah	
jnz	no_ems	; Если EMS выдал ошибку - не стоит продолжать
		; с ним работать.
mov	ah, al	
, and	al,OFh	; AL = старшая цифра.
shr	ah,4	; АН = младшая цифра.
call,	output_version	; Выдать строку о номере версии EMS.
; Определение	доступной EMS-памяти.
mov	ah,42h	.
int	67h	; Получить размер памяти в 16-килобайтных страницах
shl	dx,4	/ ; ОХ = размер памяти в килобайтах.
shl	Ьх,4	; ВХ = размер свободной памяти в килобайтах.
mov	ах,Ьх
mov	si,offset ems_freemem	; Адрес строки для output_infо.
call	output_info	; Выдать строки о размерах памяти.
no_ems :*	
mov	ah,3Eh
int'	21h	; Закрыть файл/устройство ЕММХХХХО.
no_emmx:/
Проверка наличия XMS.
mov	ax,4300h	
int	2Fh	Проверка XMS.
cmp	al,80h	Если AL не равен 80h,
jne	no_xms	XMS отсутствует.
mov	ax,4310h	Иначе:
int	2Fh	получить точку входа XMS
mov	word ptr entry_pt,bx	и сохранить ее в entry_pt.
\ mov	word ptr entry_pt+2,es	(старшее слово - по старшему адресу!)
push	ds	
pop	es	Восстановить ES.
Определение	/ версии XMS.	
mov	ah,00	
call	dword ptr ehtry_pt	Функция XMS 00h - номер версии.
mov	byte ptr mem_verslon, ’X’	Изменить первую букву строки
		"EMS версии" на "X".
call	output_version	Выдать строку о номере версии XMS.
Определение	доступной XMS-памяти.	
mov	ah,08h	
xor	bx, bx	
call	dford ptr entry_pt	Функция XMS 08h.
ГГГТ Т |201
	mov mov	byte ptr totalmem,’X’ si,offset xms_freemem	Изменить первую букву строки "EMS-памяти" на "X". Строка для output_info. '
Вывод сообщений на экран: DX - объем всей памяти, АХ - объем свободной памяти,	t SI - адрес строки с сообщением о свободной памяти (разный для EMS и XMS).			
3'jtput_	info: push mov mov call pop mov	ax ax, dx bp,offset totalmem output_info1 ax bp, si	Объем всей памяти в АХ. Адрес строки - в ВР. Вывод. Объем свободной памяти - в АХ. Адрес строки - в ВР.
output_	Infol: mov	di,offset hex2dec_word	Вывод.
: hex2dec : Преобразует целое двоичное число в АХ. : В строку десятичных ASCII-цифр в ES:DI, mov	bx, 10 xor	cx,cx divlp: xor	dx,dx div	bx add	dl.’O’ push	dx inc	ex test	ax,ax jnz	divlp store: pop	ax stosb loop	store mov	byte ptr	es:[di], ’$’			заканчивающуюся символом "$". Делитель в ВХ. Счетчик цифр в 0. ,Разделить преобразуемое число на 10, добавить к остатку ASCII-код нуля записать полученную цифру в стек. Увеличить счетчик цифр и, если еще есть, что делить, продолжить деление на 10. Считать цифру из стека. Дописать ее в конец строки в ES:DI. Продолжить для всех СХ-цифр. Дописать	в конец строки.
	mov ‘ mov int mov int mov int	dx,bp ah, 9 21h dx,offset hex2dec_word 21h dx,offset eol 21h	ОХ - адрес первой части строки. Функция DOS 09h - вывод строки. DX - адрес строки с десятичным числом. Вывод строки. . DX - адрес последней части строки. Вывод строки.	f
no_xms:	ret		Конец программы и процедур output_info '' и output_info1.
; Вывод ; AX -	версии EMS/XMS. номер в неупакованном BCD-формате.		
202	i |
Основы программирования для MS DOS
output_version:
or	ax,3030h	; Преобразование неупакованного BCD в ASCII.
.	mov	byte ptr	major,ah	; Старшая цифра в major.
mov	byte ptr	minor,al	; Младшая цифра в minor.
mov	dx,offset. mem_version	; Адрес начала строки - в DX	
mov	ah, 9	
int	21h	; Вывод строки.
ret		
ems_driver	db	"ЕММХХХХО",0	; Имя драйвера для проверки EMS.
mem_version	db	"EMS версии "	; Сообщение о номере версии.
major	db	"0."	; Первые байты этой
minor	db	"0 обнаружен ”,ODh,OAh,; и этой строк будут
		; заменены реальными номерами версий.
totalmem	db	"EMS-памяти: $"
ems_freemem	db	"EMS-памяти: $"
eol	db	’К',ODh,OAh,'$’	; Конец строки.
xms_freemem	db	"Наибольший свободный блок XMS: $"
entry_pt:		; Сюда записывается точка входа XMS.
hex2dec_word	equ	entry_pt+4	; Буфер для десятичной строки.
end	start	
4.10.	Загрузка и выполнение программ
Как и любая операционная система, DOS загружает и выполняет программу.
При загрузке программы в начале отводимого для нее блока памяти (для СОМ-про-
грамм это вся свободная на данный момент память) создается структура данных PSP
(префикс программного сегмента) размером 256 байт (100h). Затем DOS создает
копию текущего окружения для загружаемой программы, помещает полный путь
и имя программы в конец окружения, заполняет поля PSP следующим образом:
+00h: слово - OCDh 20h - команда INT 20h. Если COM-программа завершает-
ся командой RETN, управление передается на эту команду.
Введено для совместимости с командой СР/М CALL 0
+02h: слово - сегментный адрес первого байта после области памяти, выделен-
ной для программы
+04h: байт - не используется DOS
+05h: 5 байт - 9Ah OFOh OFEh OIDh OFOh - команда CALL FAR на абсолютный
адрес OOOCOh, записанная так, чтобы второй и третий байты со-
ставляли слово, равное размеру первого сегмента для СОМ-фай-
лов (в этом примере OFEFOh). Введено для совместимости с ко-
мандой СР/М CALL 5
+0Ah:4 байта т адрес обработчика INT 22h (выход из программы)
+OEh: 4 байта - адрес обработчика INT 23h (обработчик нажатия Ctrl-Break)
+12h: 4 байта - адрес обработчика INT 24h (обработчик критических ошибок)
+16h: слово - сегментный адрес PSP процесса, из которого был запущен текущий
+18h: 20 байт - JFT - список открытых идентификаторов, один байт на иденти-
фикатор, OFFh - конец списка.
Загрузка и выполнение программ	НММММММВ
+2Ch: слово +2Eh:2 слова +32h: слово +34h:4 байта +38h:4'байта +3Ch: байт	-	сегментный адрес копии окружения для процесса -	SS:SP процесса при последнем вызове INT 2111 -	число элементов JFT (по умолчанию 20) -	дальний адрес JFT (по умолчанию PSP:0018) -	дальний адрес предыдущего PSP -	флаг, указывающий, что консоль находится в состоянии ввода 2-байтного символа
+3Dh: байт	- флаг, устанавливаемый функцией 0В71 lh прерывания 2Fh (при слёдующем вызове INT 2lh для работы с файлом имя файла бу- дет заменено полным)
+3Eh: слово +40h: слово +42h: 12 байт +50h: 2 байта +52h:байт +53h:2 байта +55h: 7 байт +5Ch:16 байт +6Ch: 16 байт +7Ch: 4 байта	-	не используется в DOS -	версия DOS, которую вернет функция DOS 30h (DOS 5.0+) -	не используется в DOS -	OCDh 2lh - команда INT 2lh -	OCBh - команда RETF -	не используется в DOS -	область для расширения первого FCB -	первый FCB, заполняемый из первого аргумента командной строки -	второй FCB, заполняемый из второго аргумента командной строки -	не используется в DOS
+80h: 128 байт - командная строка и область DTA по умолчанию
и записывает программу в память, начиная с адреса PSPzOlOOh. Если загружается
ЕХЕ-программа, использующая дальние процедуры или сегменты данных, DOS
модифицирует эти команды так, чтобы используемые в них сегментные адреса
соответствовали сегментным адресам, которые получили указанные процедуры
и сегменты данных при загрузке программы в память. Во время запуска СОМ-
программы регистры устанавливаются следующим образом:
AL = OFFh, если первый параметр командной строки содержит непра-
вильное имя диска (например, z:\something), иначе - 00h
АН - OFFh, если второй параметр содержит неправильное имя диска,
иначе - 00h
CS - DS - ES = SS = сегментный адрес PSP
SP = адрес последнего слова в сегменте (обычно OFFFEh; меньше, если
не хватает памяти)
При запуске ЕХЕ-программы регистры SS:SP устанавливаются в соответствии
с сегментом стека, определенным В программе, затем в стек помещается слово
OOOOh и выполняется переход на начало программы (PSP:0100h для СОМ, соб-
ственная точка входа для EXE).
Все эти действия выполняет одна функция DOS - загрузить и выполнить
программу.	*
Функция DOS 4Bh: Загрузить и выполнить программу
Вход: АН = 4Bh
AL - 00h - загрузить и выполнить
204 I
III
Основы программирования для MS DOS
AL = Olh - загрузить и не выполнять
DS:DX - адрес ASCIZ-строки с полным именем программы
ES:BX - адрес блока параметров ЕРВ:
+00h: слово — сегментный адрес окружения, которое будет скопи-
ровано для нового процесса (или 0, если использу-,
ется текущее окружение)
+02h: 4 байта - адрес командной строки для нового процесса
+06h: 4 байта - адрес первого FCB для нового процесса
+0Ah: 4 байта - адрес второго FCB для нового процесса
+OEh: 4 байта - здесь будет записан SS:SP нового процесса после
его завершения (только для AL = 01)
+12h: 4 байта - здесь будет записан CS:IP (точка входа) нового
процесса после его завершения (только для AL = 01)
AL = 03h - загрузить как оверлей
DS:DX - адрес ASCIZ-строки с полным именем программы
ES:BX - адрес блока параметров:
+00h: слово - сегментный адрес для загрузки оверлея
+02h: слово - число, которое будет использовано в командах, при-
меняющих непосредственные сегментные адреса, -
' обычно то же самое, что и в предыдущем поле. 0 для
СОМ-файлов
AL = 05h - подготовиться к выполнению (DOS 5.0+)
DS:DX - адрес следующей структуры:
+00h: слово - 00h
+02h: слово - бит 0 - программа - EXE
бит 1 - программа - оверлей
+04h: 4 байта - адрес ASCIZ-строки с именем новой программы
+08h: слово - сегментный адрес PSP новой программы
+0Ah: 4 байта - точка входа новой программы
+0Eh: 4 байта - размер программы, включая PSP
Выход:
CF = 0, если операция выполнена, ВХ и DX модифицируются,
CF = 1, если произошла ошибка, АХ = код ошибки (2 - файл не найден,
5 - доступ к файлу запрещен, 8 - не хватает памяти. OAh - непра-
вильное окружение, OBh - неправильный формат)
Подфункциям 00 и 01 требуется, чтобы свободная память для загрузки про-
граммы была в нужном количестве, так что COM-программы должны воспользо-
ваться функцией DOS 4Ah с целью уменьшения отведенного им блока памяти до
минимально необходимого. При вызове подфункции 03 DOS загружает оверлей
в память, выделенную текущим процессом, поэтому EXE-программы должйы
убедиться, что ее достаточно.
Эта функция игнорирует расширение файла и различает EXE- и СОМ-файлы
по первым двум байтам заголовка (MZ для ЕХЕ-файлов).
Загрузка и выполнение программ IffiRHHBHHHHi
Подфункция 05 должна вызываться после загрузки и перед передаче# упртит
ния на программу, причем никакие прерывания DOS и BIOS нельзя вызывать после
возвращения из этой подфункции и до перехода на точку входа новой программы.
Загруженной и вызванной таким образом программе предоставляется несколь-
ко способов завершения работы. Способ, который чаще всего применяется для
СОМ-файлов, - команда RETN. При этом управление передается на адрес
PSP:0000, где располагается код команды INT 20h. Соответственно программу мож-
но завершить сразу, вызвав INT 20h, но оба эти способа требуют, чтобы CS содер-
жал сегментный адрес PSP текущего процесса. Кроме того, они не позволяют вер-
нуть код возврата, который может передать предыдущему процессу информацию
о том, как завершилась запущенная программа. Рекомендованный способ заверше-
ния программы - функция DOS 4Ch.
Функция DOS 4Ch: Завершить программу
Вход: АН = 4Ch
AL = код возврата
Значение кода возврата можно использовать в пакетных файлах DOS как пере-
менную ERRORLEVEL и определять из программы с помощью функции DOS 4Dh.
Функция DOS 4Dh: Определить код возврата последнего завершившегося процесса
Вход: АН = 4Dh
Выход: АН - способ завершения:
00h - нормальный
Olh - Ctrl-Break
02h - критическая ошибка
03h - программа осталась в памяти как резидентная
AL - код возврата
CF = 0
Воспользуемся функциями 4Ah и 4Bh в следующем примере программы, кото-
рая ведет себя как командный интерпретатор, хотя на самом деле единственная ко-
манда, которую она обрабатывает, - команда exit. Все остальные команды передают-
ся настоящему COMMAND.COM с ключом /С (выполнить команду и вернуться).
; shell.asm
; Программа, выполняющая функции командного интерпретатора
; (вызывающая command.com для всех команд, кроме exit).
.model tiny
. code
.186
org 100h	; СОМ-программа
prompt_end equ	; Последний символ в приглашении ко вводу.
start:
mov sp,length_of_program+100h+200h ; Перемещение стека на 200h
	: после конца программы
’	; (дополнительные 100h - для PSP).
Основы программирования для MS DOS
mov	' ah,4Ah
stack_shift=length_of_program+100h+200h
mov	. bx,stack_shift shr 4+1
int 21h	; Освободить всю память после крица
; программы и стека,
; Заполнить поля ЕРВ, содержащие сегментные адреса.		
mov z mov mov mov	ax,cs word ptr EPB+4,ax word ptr EPB+8,ax word ptr EPB+OCh,ax	Сегментный адрес командной строки. Сегментный адрес первого FCB. Сегментный адрес второго FCB.
main_loop:		
; Построение и	вывод приглашения для ввода	
mov	ah,19h	Функция DOS 19h:
int	21h	определить текущий диск.
add	al,’A'	Теперь AL = ASCII-код диска (А, В, С,)
mov	byte ptr drive_letter,al	Поместить его в' строку.
mov	ah,47h	Функция DOS 47h:
mov	dl.OO	
mov	si,offset pwd_buffer	
int	21h	определить текущую директорию
mov	al,0	Найти ноль (конец текущей директории)
mov	di,offset prompt_start	в строке с приглашением.
mov	ex,prompt_l	
repne	scasb	
dec	di	DI - адрес байта с' нулем.
mov	dx,offset prompt_start	DS:DX - строка приглашения.
sub	di,dx	DI - длина строки приглашения.
mov	ex,di	
mov	bx, 1	stdout
mov	ah,40h	
int	21h	Вывод строки в файл или устройство.
mov	al,prompt_end	
int	29h	Вывод последнего символа в приглашении.
; получить команду от пользователя		
mov	ah,OAh	Функция DOS OAh:
mov	dx,offset command_buffer	
int	21h	буферированный ввод.
mov	al,ODh	Вывод символа CR
int	29h	
mov	al,OAh	;	Вывод символа LF
int	29h	;	(CR и LF вместе - перевод строки).
cmp	byte ptr command_buffer+1,0	; Если введена пустая строка,	
je	main_loop	; продолжить основной цикл.
Загрузка и выполнение программ
ПТТ i 1
Проверить, является ли введенная команда командой "exit".
mov	di,offset command_buffer+2	Адрес введенной строки..
mov	si,offset cmd.exit	Адрес эталонной строки "exit",ODh.
mov	cx,cmd_exit_l	Длина эталонной строки.
repe	cmpsb	Сравнить строки.
jcxz	got_exit	Если строки идентичны -
выполнить exit.
Передать остальные команды интерпретатору DOS (COMMAND.COM).
хог	ex, ex		
mov	si,offset command_buffer+2		Адрес введенной строки.
mov	di,offset command_text		Параметры для command.com.
mov	cl;byte	ptr command_buffer+1	Размер введенной строки.
inc	cl		Учесть ODh в конце.
rep	movsb		Скопировать строку.
mov	ax,4B00h		Функция DOS 4Bh.
mov	dx,offset command_com .		Адрес ASCIZ-строки с адресом.
mov	bx,offset EPB		
int	21h		Исполнить программу.
jmp	short main_loop		Продолжить основной цикл.
got_exit:			
int	20h		Выход из программы (ret нельзя,
	Л		потому что мы перемещали стек).
cmd_exit	db	"exit",ODh	Команда "exit".
cmd_exit_l	equ	$-cmd_exit	Ее длина.
prompt_start	db	"tinyshell:"	Подсказка для ввода.
drive_letter	db	"C:"'	
pwd_buffer	db	64 dup (?)	Буфер для текущей директории.
prompt_l	equ	$-prompt_start	Максимальная длина подсказки.
command_com	db	"C:\COMMAND.COM",0	Имя файла.
EPS	dw	0000	Использовать текущее окружение.
	dw	offset commandline,0	Адрес командной строки.
	dw	005Ch,0,006Ch,0	Адреса FCB, переданных DOS
			нашей программе при запуске
			(на самом деле они не используются)
commandline	db	125	Максимальная длина
			командной строки.
	db	.. /c ..	Ключ /С для COMMAND.COM.
command_text	db	122 dup (?)	Буфер для командной строки.
command_buffer	db 122		Здесь начинается буфер для ввода
length_of_program	equ	124+$-start	Длина программы + длина
			буфера для ввода.
end
start
Основы программирования для MS DOS
Чтобы сократить пример, в нем используются функции для работы с обычны-
ми короткими именами файлов. Достаточно заменить строку
mov	ah,.47h
на
mov	ax,7147h
и увеличить размер буфера для текущей директории (pwd_buffer) с 64 до 260
байт, и директории с длинными именами будут отображаться корректно в под-
сказке для ввода. Но с целью совместимости следует также добавить проверку на
поддержку функции 71 h (LFN) и определить размер буфера для директории с по-
мощью подфункции LFN OAOh.
4.11.	Командные параметры и переменные среды
В случае если команда не передавалась бы интерпретатору DOS, а выполня-
лась нами самостоятельно, то оказалось бы: чтобы запустить любую программу
из-под shell.com, нужно предварительно перейти в директорию с этой програм-
мой или ввести ее, указав полный путь. Дело в том, что COMMAND.COM при
запуске файла ищет его по очереди в каждой из директорий, указанных в пере-
менной среды PATH. DOS создает копию всех переменных среды (так называе-
мое окружение DOS) для каждого запускаемого процесса. Сёгментный адрес ко-
пии окружения для текущего процесса располагается в PSP по смещению 2Ch.
В этом сегменте записаны все переменные подряд в форме ASCIZ-строк вида
"COMSPEC=C:\WINDOWS\COMMAND.COM",0. По окончании последней
строки стоит дополнительный нулевой байт, затем слово (обычно 1) - количество
дополнительных строк окружения, а потом - дополнительные строки. Первая до-
полнительная строка - всегда полный путь и имя текущей программы - также
в форме ASCIZ-строки. При запуске новой программы с помощью функции 4Bh
можно создать полностью новое окружение и передать его сегментный адрес за-
пускаемой программе в блоке ЕРВ или просто указать 0, позволив DOS скопиро-
вать окружение текущей программы.
Кроме того, в предыдущем примере мы передавали запускаемой программе
(command.com) параметры (/с команда), но пока не объяснили,’ как программа
может определить, что за параметры были переданы ей при старте. Во время за-
пуска программы DOS помещает всю командную строку (включая последний
символ ODh) в блок PSP запущенной программы по смещению 81 h и ее длину в байт
80h (таким образом, длина командной строки не может быть больше 7Eh (126)
символов). Под Windows 95 и DOS 4.0, если командная строка превышает эти раз-
меры, байт PSP:0080h (длина) устанавливается в 7Fh, в последний байт PSP
(PSP:OOFFh) записывается ODh, первые 126 байт командной строки размещают-
ся в PSP, а вся строка целиком - в переменной среды CMDLINE.
; cat.asm
; Копирует объединенное содержите всех файлов, указанных в командной строке,
; в стандартный вывод. Можно как указывать список файлов, так и использовать
; маски (символы и "?") в одном или нескольких параметрах,
Г
Командная строка и переменные
например:
cat header *.txt footer > all-texts помещает содержимое файла
header, всех файлов с расширением .txt в текущей директории и файла
footer - в файл all-texts.
Длинные имена файлов не используются, ошибки игнорируются.
.model	tiny	
.code		
org	80h	; По, смещению 80h от начала PSP находятся:
cmd_length	db ?	; длина командной строки
cmd_line	db ?	; и сама командная строка.
org	100h	; Начало СОМ-программы - 100h от начала PSP.
start:		
cld		; Для команд'строковой :обработки.
mov	bp,sp	; Сохранить текущую вершину стека в ВР.
mov	cl,cmd_length	
emp	cl, 1	; Если командная строка пуста -
lie	show_usage	; вывести информацию о программе и выйти.
mov	ah,1Ah	; функция DOS 1Ah:
mov	dx,offset DTA	i
int	21h	; переместить DTA (по умолчанию она совпадает
с командной строкой PSP)
Преобразовать список параметров в PSP:81h следующим образом:
Каждый параметр заканчивается нулем (ASCIZ-строка),
адреса всех параметров помещаются в стек в порядке обнаружения.
В переменную argc записывается число Параметров.
mov	ex, -1	Для команд работы co строками.
mov	di,offset cmd_line ; Начало командной строки в ES:DI.	
find_param:		
mov	al, ’ ’	Искать первый символ,
repz	scasb	не являющийся пробелом.
dec	di	01 - адрес начала очередного параметра.
push	di	Поместить его в стек
inc	word ptr argc	и увеличить argc на один.
mov	si,di	SI = DI для следующей команды lodsb.
scan_params:		
lodsb		Прочитать следующий символ из параметра.
emp	al,ODh	Если это ODh:- это был последний параметр
je	params_ended	и он кончился.
emp	al,20h	Если это 20h - этот параметр кончился,
jne	scan_params	но могут быть еще.
dec	si	SI - первый байт после конца параметра.
mov	byte ptr [si],0	Записать в него 0.
mov	di, si	DI = SI для команды scasb.
inc	di	01 - следующий после нуля символ.
jmp	short find_param	Продолжить разбор командной строки.
2ioj___L I Ji JI
Основы программирования для MS DOS
params_ended:
dec
mov
si
byte ptr [si],0
; SI - первый байт после конца последнего
; параметра - записать в него 0.
; Каждый параметр воспринимается как файл или маска для поиска файлов,
; все найденные файлы выводятся на stdout. Если параметр - не имя файла,
; то ошибка игнорируется.
mov	si,word ptr argc	; SI - число оставшихся параметров.
next_file_from.	.param:	
dec	bp	
dec	bp	; BP - адрес следующего адреса параметра.
dec	si	; Уменьшить число оставшихся параметров,
js	no_more_params	; если оно стало отрицательным - все.
mov	dx.word ptr [bp]	; DS:DX - адрес очередного параметра.
mov	ah,4Eh	; Функция DOS 4Eh.
mov	ex,0100111b	; Искать все файлы, кроме директорий
		; и меток тома.
int	21h	,; Найти первый файл. 
jc	next_file_from_param	; Если произошла ошибка - файла нет.
call	output_found	; Вывести найденный файл на stdout.
find_next:		
mov	ah,4Fh	; Функция DOS 4Fh.	(-
mov	dx,offset DTA	; Адрес нашей области DTA.
int	21h	; Найти следующий файл.
jc.	next_file_f rom_pa ram	; Если ошибка - файлы кончились.
call	output_found	; Вывести найденный файл на stdout.
jmp	short find_next	; Продолжить поиск файлов.
no_more_params:		
• mov	ax,word ptr argc	
shl	ax, 1	
add	sp.ax	; Удалить из стека 2 х argc байтов (то есть весь
; список адресов параметров командной строки).
ret	; Конец программы.
; Процедура show_usage
; Выводит информацию о программе.
show_usage;		
mov	ah,9	; Функция DOS 09h.
mov	dx,offset usage	
int	21h	; Вывести строку на экран
ret		; Выход из процедуры.
Процедура output_found.
Выводит в stdout файл, имя которого находится в области DTA.
Командная строка и переменные
output_found: mov mov inf jc mov mov do_output: mov mov mov Int jc mov jcxz		dx,offset DTA+IEh ax,3D00h 21h skip.file bx.ax di, 1 ex,1024 dx,offset DTA+45 ah,3Fh 21 h file.done ex,ax • file.done	Адрес ASCIZ-строки с именем файла. Функция DOS 3Dh: открыть файл (al = 0 - только на чтение). Если ошибка - не трогать этот файл. Идентификатор файла - в ВХ. DI будет хранить идентификатор STDOUT. Размер блока для чтения файла. Буфер для чтения/эаписи располагается за концом DTA. Функция DOS 3Fh. Прочитать 1024 байта из файла. Если ошибка - закрыть файл. Число реально прочитанных байтов’в СХ. Если это не ноль - закрыть файл.
file_ skip_	mov xchg int xchg jc jmp done: mov int file: ret	ah,40h bx,di 21h di, bx file_done short do_output ah,3Eh 21h	Функция DOS 40h. ВХ = 1 - устройство STDOUT. Вывод прочитанного числа байтов в STDOUT. Вернуть идентификатор файла в ВХ. Если ошибка - закрыть файл, продолжить вывод файла. Функция DOS 3'Eh: закрыть файл. Конец процедуры output_found.
usage		db	"cat.com v1.0",ODh,OAh db	"объединяет и выводит файлы на stdout",ODh,OAh db	"использование: cat имя_файла, ,..",ODh,OAh db	"(имя файла может содержать маски * и ?)",ODh,OAh,’	
argc	i	dw	0	Число параметров (должен быть 0 при старТе программы!).
DTA:	end	start	Область DTA начинается сразу за концом файла, а за областью DTA - 1024-байтный буфер для чтения файла.
Размер блока для чтения файла можно значительно увеличить, но в таком слу-
чае почти наверняка потребуется проследить за объемом памяти, доступным для
программы.

Глава 5. Более сложные приемы
программирования
Все примеры программ из предыдущей главы в первую очередь предназначались
для демонстрации работы с теми или иными основными устройствами компью-
тера при помощи средств, предоставляемых DOS и BIOS. В этой главе рассказа-
но о том, что и в области собственно программирования ассемблер позволяет
больше, чем любой другой язык, и рассмотрены те задачи, решая которые, приня-
то использовать язык ассемблера при программировании для DOS.
5.1.	Управляющие структуры
5.1.1.	Структуры IF.., THEN... ELSE
Эти часто встречающиеся управляющие структуры передают управление на
один участок программы, если некоторое условие выполняется, и на другой, если
оно не выполняется, записываются на ассемблере в следующем общем виде:
(набор команд, проверяющих условие)		
	Jcc	Else
(набор	команд,	соответствующих блоку THEN)
	jmp	Endif
Else: Endif:	(набор	команд, соответствующих блоку
ELSE)
Для сложных условий часто оказывается, что одной командой условного пере-
хода обойтись нельзя, поэтому реализация проверки может сильно увеличиться.
Например, следующую строку на языке С
if (((х>у) && (z<t)) || (a!=b)) c=d;
можно представить на ассемблере так:
Проверка условия.				
mov	ax, A			
cmp	ax, В			
jne	then	; Если	a!	= b - условие выполнено.
mov	ax,X			
cmp '	ax, Y			
jng	endif	; Если	X	< или = у - условие не выполнено
mov	ax, Z			
7 cmp	ax,T			
jnl	епвН4	; Если	z	> или = t - условий не выполнено
Условие выполняется.
ах,0
С, ах
Управляющие структуры
then:
mov
mov
endif:
5.1.2.	Структуры CASE
. Управляющая структура типа CASE'проверяет значение некоторой перемен-
ной, (или выражения) и передает управление на различные участки программы.
Кажется очевидным, что эта структура должна реализовываться в виде серии
структур IF... THEN... ELSE, как показано в примерах, где требовались различные
действия в зависимости от Значения нажатой клавиши.
Пусть переменная I принимает значения от 0 до 2, и в зависимости от значе-
ния надо выполнить процедуры CaseO, easel и case2: • ,
mov	ax, I	
cmp	ax,0	Проверка на 0.
jne	notO	
call	caseO	
jmp	endcase,	
notO: cmp	ax,1	Проверка -al.
jne	notl	
call	case!	
jmp	endcase	
notl:	cmp	ax, 2	, Проверка на 2.
jne	not2	
call	case2	
not2: endcase: 1		
Hq ассемблер предоставляет более удобный способ реализации		
тур - таблицу переходов:		
mov	bx, I	
shl	bx, 1	УмножитЬ ВХ на 2 (размер адреса
jmp	cs:jump_table[bx]	в таблице переходов - 4 для 32-битных адресов). Разумеется, в этом Примере
jump_table	dw	fooO,foo_1	достаточно использовать call. ,foo2 ; Таблица переходов.
fooO: call	caseO	
jmp	endcase	
fool: call	easel	
jmp	endcase	. 4
foo2: call	case2	
jmp	endcase	
таких струк-
Очевидно, что для переменной с большим числом значений способ с таблицей
переходов является наиболее быстрым (не требуется многочисленных проверок),
а если значения переменной - числа, следующие в точности друг за другом (так
214J.' т....ггтп
Сложные приемы программирование
что в таблице переходов нет пустых участков), то эта реализация структуры CASE
окажется еще и значительно меньше.
5.1.3.	Конечные автоматы
Конечный автомат - процедура, которая помнит свое состояние и при обра-
щении к ней выполняет различные действия для разных состояний. Например,
рассмотрим процедуру, которая складывает регистры АХ и ВХ при первом вызо-
ве, вычитает при втором, умножает при третьем, делит при четвертом, снова скла-
дывает при пятом и т. д. Очевидная реализация, опять же, состоит в последова-
тельности условных переходов:
state	db	0
statejnachine:	
cmp	state,0
jne	not_0
; Состояние 0:	сложение.
add	ax,bx
inc	state
ret	
not_0: cmp	state,1
jne	not_1
; Состояние 1:	вычитание.
sub	ax,bx
inc ret	state
not_1: cmp	state,2
jne	not_2
; Состояние 2:	умножение.
push	dx
mul	bx
pop	dx
inc ret	state
; Состояние 3:	деление.
not_2: push	dx
xor	dx, dx
div	bx
pop	dx
mov	state,0
ret	
Оказывается, что (как и для CASE) в ассемблере есть средства для более эф-
фективной реализации данной структуры - все тот же косвенный переход:
state	dw offset state_0
statejnachine:
jmp	state
state_0: add ax,bx	; Состояние 0: сложение,
mov	state,offset state_1
ret
\
Управляющие структуры	|| state_1: sub	ax,bx	; Состояние 1: вычитание. mov	state,offset state_2 ret state_2: push dx	; Состояние 2: умножение, mul	bx pop	dx mov	state,offset.state_3 ret state_3: push dx	; Состояние 3: деление, xor	dx.dx div	bx pop	dx mov	state,offset state_0 ret	I H ! I i I 215
	
Как и в случае с CASE, использование косвенного перехода приводит к тому,
что не требуется никаких проверок и время выполнения управляющей структу-
ры остается одним и тем же для четырех или четырех тысяч состояний.
5.1.4.	Циклы
Несмотря на то что набор команд Intel включает команды организации цик-
лов, они годятся только для одного типа циклов - FOR-циклов, которые выпол-
няются фиксированное число раз. В общем виде любой цикл записывается в ас-
семблере как условйый переход.
WHILE-цикл:
(команды инициализации цикла)
метка: IF (не выполняется условие окончания цикла)	'
THEN
(команды тела цикла)
jmp метка	'
REPEAT/UNTIL-цикл:
(команды инициализации цикла)
метка: (команды тела цикла)
IF (не выполняется условие окончания цикла)
THEN (переход на метку)
(такие циклы выполняются* быстрее на ассемблере, и всегда следует стремиться
переносить проверку условия окончания цикла в конец)
LOOP/ENDLOOP-цикл:
(команды инициализации цикла) "
метка:		 .	
(команды тела цикла)
IF (выполняется условие окончания цикла)
THEN jmp метка2
(команды тела цикла)
jmp метка
метка2:
216 LZi J Ш
Сложные приемы программирования
5.2.	Процедуры и функции
Можно разделять языки программирования на процедурные (С, Pascal,
Fortran, BASIC) и непроцедурные (LISP, FORTH, PROLOG), где процедуры -
блоки кода программ, имеющие одну точку входа и одну точку выхода и возвра-
щающие управление на следующую команду после команды передачи управле-
ния процедуре. Ассемблер одинаково легко можно использовать как процедурный
язык и как непроцедурный, и в большинстве примеров программ до сих пор мы
успешно нарушали рамки и того, и другого подхода. В настоящей главе реализа-
ция процедурного подхода рассмотрена в качестве наиболее популярной.
5.2.1.	Передача параметров
Процедуры могут получать или не получать параметры из вызывающей про-
цедуры и могут возвращать или не возвращать результаты (процедуры, которые
что-либо возвращают, называются функциями в языке Pascal, но ассемблер не
делает каких-либо различий между ними).
Параметры можно передавать с помощью одного из шести механизмов:
□	по значению;
□	по ссылке;
□	по возвращаемому значению;
□	по результату;
□	по имени;
□	отложенным вычислением.
Параметры можно передавать в одном из пяти мест:
□	в регистрах;
□	в глобальных переменных;
□	в стеке;
□	в потоке кода;
□	в блоке параметров.
Следовательно,.всего в ассемблере возможно 30 различных способов передачи
параметров для процедур. Рассмотрим их по порядку.
Передача параметров по значению
Процедуре передается собственно значение параметра. При этом фактически
значение параметра копируется, и процедура использует его копию, так что мо-
дификация исходного параметра оказывается невозможной. Этот механизм при-
меняется для передачи небольших параметров, таких как байты или слова, к при-
меру, если параметры передаются в регистрах:
mov	ах,word ptr value	; Сделать копию значения.
call	procedure	; Вызвать процедуру.
Передача параметров по ссылке
Процедуре передается не значение переменной, а ее адрес, по которому проце-
дура сама прочитает значение параметра. Этот механизм удобен для передачи
Процедуры и функции
больших массивов данных и в тех случаях, когда процедура должна модифициро-
вать параметры (хотя он и медленнее из-за того, что процедура будет выполнять
дополнительные действия для получения значений параметров).
mov	ах,offset value
call	procedure	,
Передача параметров по возвращаемому значению
Этот механизм объединяет передачу по значению и цо ссылке. Процедуре пере-
дают адрес переменной, а процедура делает локальную копию параметра, затем
работает с ней, а в конце записывает локальную копию обратно по переданному ад-
ресу. Этот метод эффективнее обычной передачи параметров по ссылке в тех слу-
чаях, когда процедура должна обращаться к параметру очень большое количество
раз, например, если используется передача параметров в глобальной переменной:
mov global_variable,offset value
call	procedure
[...] '
procedure	proc near
mov	dx,global_variable
mov	ax, word	ptr [dx]
(команды, работающие с AX в цикле десятки тысяч раз)
mov	word ptr	[dx],ax
procedure	endp
Передача параметров no результату
Этот механизм отличается от предыдущего только тем, что при вызове проце-
дуры предыдущее значение параметра никак не определяется, а переданный ад-
рес используется только для записи в него результата.
Передача параметров по имени
Данный механизм используют макроопределения, директива EQU, а также,
например, препроцессор С во время обработки команды #define. При реализации
этого механизма в компилирующем языке программирования (к которому отно-
сится и ассемблер) приходится заменять передачу параметра по имени другими
механизмами с помощью, в частности, макробпределёний.
Если установлено макроопределение	•
pass_by_name	macro parameter!
mov	ax,parameter!
endm
то теперь параметр в программе можно передавать следующим образом:
pass_by_name value
call procedure
Примерно так же поступают языки программирования высокого уровня, под-
держивающие этот механизм: процедура получает адрес специальной функции-
заглушки, которая вычисляет адрес передаваемого по имени параметра.
218 {	|
II
Сложные приемы программирования
Передача параметров отложенным вычислением
Как и в предыдущем случае, здесь процедура получает адрес функции, вычис-
ляющей значение параметра. Такой механизм удобен, если вычисление значения
параметра требует много ресурсов или времени, например, если функция должна
выбрать один из нескольких ходов при игре в шахматы, вычисление каждого пара-
метра может занимать несколько минут. Во время передачи параметров отложен-
ным вычислением функция получает адрес заглушки, которая при первом обраще-
нии к ней вычисляет значение параметра и сохраняет его во внутренней локальной
переменной, а при дальнейших вызовах возвращает ранее вычисленное значение.
Если процедуре вообще не потребуются значения части параметров (например,
если первый же ход приводит к мату), то использование отложенных вычислений
способствует выигрышу с большей скоростью. Этот механизм чаще всего приме-
няется в системах искусственного интеллекта и операционных системах.
Рассказав об основных механизмах передали параметров процедуре, рассмот-
рим теперь варианты, где их передавать.
Передача параметров в регистрах
Если процедура получает небольшое число параметров, идеальным местом для
их передачи оказываются регистры. Примерами служат практически все вызовы
прерываний DOS и BIOS. Языки высокого уровня обычно используют регистр
АХ (ЕАХ) для того, чтобы возвращать результат работы функции.
Передача параметров в глобальных переменных
Когда не хватает регистров, один из способов обойти это ограничение - запи-
сать параметр в переменную, к которой затем следует обращаться из процедуры.
Этот метод считается неэффективным, и его использование может привести к тому,
что рекурсия и повторная входимость станут невозможными.
Передача параметров в стеке
Параметры помещаются в стек сразу перед вызовом процедуры. Именно этот
метод используют языки высокого уровня, такие как С и Pascal. Для чтения пара-
метров из стека обычно применяют не команду POP, а регистр ВР, в который по-
мещают адрес вершины стека после входа в процедуру:
push parameter!'' ; Поместить параметр к стек.
- push parameter
call	procedure
add	sp,4	; Освободить стек от	параметров.
[-]
procedure	proc near
...	. push bp ..
mov	bp.sp
(команды, которые могут использовать стек)	-
mov	ах,[bp+4]	; Считать параметр 2.
; Его адрес в сегменте стека ВР + 4, потому что при выполнении команды CALL
; в стек поместили адрес возврата - 2 байта для процедуры
; типа NEAR (или 4 - для FAR), а потом еще и ВР - 2 байта.
 Процедуры и функции
। 219
mov bx,[bp+6]	; Считать параметр 1.
(остальные команды)
pop	bp
ret
procedure	endp
Параметры в стеке, адрес возврата и старое значение ВР вместе называются
активизационной записью функции.
Для удобства ссылок на параметры, переданные в стеке, внутри функции иног-
да используют директивы EQU, чтобы не писать каждый раз точное смещение
параметра от начала активизационной записи (то есть от ВР), напрИмер так:
	push	X
	push	Y
	push	Z
	call	xyzzy
	[...]	
xyzzy	proc	near
xyzzy_z	equ	[bp+8]
xyzzy_y	equ	[bp+6]
xyzzy_x	equ	[bp+4]
	push	bp
	mov	bp, sp
(команды, которые могут использовать стек)
mov ax,xyzzy_x ;Считать параметр X.
(остальные команды)
pop	Ьр
ret	6
xyzzy endp
При внимательном анализе этого метода передачи параметров возникает сразу
два вопроса: кто должен удалять параметры из стека, процедура или вызывающая
ее программа, и в каком порядке помещать параметры в стек. В обоих случаях ока-
зывается, что оба варианта имеют свои «за» и «против». Так, например, если стек
освобождает процедура (командой RET число_байтов), то код программы полу-
чается меньшим, а если за освобождение стека от параметров отвечает вызываю-
щая функция, как в нашем примере, то становится возможным последовательными
командами CALL вызвать несколько функций с одними и теми же параметрами.
Первый способ, более строгий, используется при реализации процедур в языке
Pascal, а второй, дающий больше возможностей для оптимизации, - в языке С. Ра-
зумеется, если передача параметров через стек применяется и для возврата ре-
зультатов работы процедуры, из стека не надо удалять все параметры, но попу-
лярные языки высокого уровня не пользуются этим методом. Кроме того, в языке
С Параметры помещают в стек в обратном порядке (справа налево), так что стано-
вятся возможными функции с изменяемым числом параметров (как, например,
printf - первый параметр, считываемый из (BP+4J, определяет число остальных
параметров). Но подробнее о тонкостях передачи параметров в стеке рассказано
далее, а здесь приведен обзор методов.
Z20 i i I i I I 1
Сложные приемы программирования
Передача параметров-в потоке кода
В этом необычном методе передаваемые процедуре данные размещаются пря-
мо в коде программы, сразу после команды CALL (как реализована процедура
print в одной из стандартных библиотек процедур для ассемблера UCRLIB):
call print.
db "This ASCIZ-line will be printed",0
(следующая команда)	-
Чтобы прочитать параметр, процедура должна использовать его адрес, кото-
рой автоматически передается в стеке как адрес возврата из процедуры. Разуме-
ется, функция должна будет изменить адрес возврата на первый байт после конца
переданных параметров перед выполнением команды RET. Например, процедуру
print можно реализовать следующим образом:
РГШ...	. ч	proc near	
' push	bp	
mov	bp, sp	
push	ax	
push	si	
mov	si,[bp+2]	Прочитать адрес
-		вовврата/начала данных.
cld		Установить флаг направления
print_readchar:		для команды lodsb.
lodsb		Прочитать байт из строки.
test	al,al	Если это 0 (конец строки),
jz	print_done	вывод строки закончен.
int	29h	Вывести символ в AL на экран.
jmp	short print_readchar	
print_dOne:		
mov	[bp+2],si	Поместить новый адрес возврата в стек
pop'	si	
pop	ax	
pop	bp	
ret print	endp	
Передача параметров в потоке кода, так же как и передача параметров в стеке
в обратном порядке (справа налево), позволяет передавать различное число пара-
метров, но этот метод - единственный, дающий возможность передать по значению
параметр различной длины, что и продемонстрировал приведенный пример. Дос-
туп к параметрам, переданным в потоке кода, осуществляется несколько медлен-
нее, чем к параметрам, переданным и регистрах, глобальных переменных или стеке,
и примерно совпадает со следующим методом.
Передача параметров в блоке параметров
Блок параметров ~ это участок памяти, содержащий параметры, так же как
и в предыдущем примере, но располагающийся обычно в сегменте данных.
Процедуры и функции
221
Процедура получает адрес начала этого блока при помощи любого метода переда-
чи параметров (в регистре, в переменной, в стеке, в коде или даже в другом блоке
параметров). В качестве примеров реализации этого метода можно назвать мно-
гие функции DOS и BIOS - поиск файла, использующий блок параметров DTA,
или загрузка (и исполнение) программы,^использующая блок параметров ЕРВ.
5.2.2.	Локальные переменные
Часто процедурам требуются локальные переменные, которые не будут нуж-
ны после того, как процедура закончится. По аналогии с методами передачи пара-
метров можно говорить о локальных переменных в регистрах - каждый регистр,
который сохраняют при входе в процедуру и восстанавливают при выходе,
фактически играет роль локальной переменной. Единственный недостаток реги-
стров в роли локальных переменных - их слишком мало. Следующий вариант -
хранение локальных данных в переменной в сегменте данных - удобен и быстр
для большинства несложных ассемблерных программ, но процедуру, использую-
щую этот метод, нельзя вызывать рекурсивно: такая переменная на самом деле яв-
ляется глобальной и находится в одном и том же месте в памяти для каждого
вызова процедуры. Третий и наиболее распространенный способ хранения ло-
кальных переменных в процедуре - стек. Принято располагать локальные пере-
менные в стеке сразу после сохраненного значения регистра ВР, так что на них
можно ссылаться изнутри процедуры, как [ВР-2], [ВР-4], [ВР-6] и т. д.:
foobar	proc	near	i
foobar_x	equ	' bp+8]	; Параметры. .
foobar_y	equ	:bp+6]
foobar_z	equ	:Ьр+4]
foobar_l	equ	Ър-2]	; Локальные переменные.
foobarjn	equ	Ьр-4]
foobar_n	equ	[Ьр-6]
push	bp	Сохранить предыдущий ВР.
mov	bp.sp	Установить ВР для этой процедуры.
sub	sp,6	Зарезервировать 6 байт для
		локальных переменных.
(тело	процедуры)	
mov	sp.bp	Восстановить SP, выбросив
		из стека все локальные переменные.
pop	bp	Восстановить ВР вызвавшей процедуры.
ret	6 z •	. Вернуться, - удалив параметры ,из.стека
foobar	endp	
Внутри процедуры foobar стек буДет заполнен так, как показано на рис. 16.
Последовательности команд, используемое в начале и в Конце названных проце-
дур, оказались настолько часто применяемыми, что в процессоре 80186 были введе-
ны специальные команды ENTER и LEAVE, выполняющие эти же самые действия:
foobar
foobar_x
foobgr_y
proc	near
equ	[bp+8]	;	Параметры.
equ	[bp'+6]
222 i [
Сложные приемы программирования
foobar_z	equ	[bp+4]
foobar_l	equ	[bp-2] ; Локальные переменные
foobarjn	equ	[bp-4]
foobar_n.	equ	[bp-6]
enter 6,0		; push bp
		; mov bp, sp
		; sub sp,6
(тело процедуры)		
leave		; mov sp.bp
		; pop bp
ret	6	; Вернуться, удалив
		’ » параметры из стека.
foobar	endp	
Рис. 16. Стек при
вызове процедуры
foobar
Область в стеке, отводимая для локальных перемен-
ных вместе с.активизационной записью, называется сте-
ковым кадром.
5.3.	Вложенные процедуры
Во многих языках программирования можно описывать процедуры внутри
друг друга, так что локальные переменные, объявленные в пределах одной пррце-
дуры, доступны только из этой процедуры и всех вложенных в нее. Разные языки
программирования используют различные способы реализации доступа к пере-
менным, объявленным в функциях с меньшим уровнем вложенности (уровень
вложенности главной процедуры определяют как 0 и увеличивают на 1 с каждым
новым вложением).
5.3.1.	Вложенные процедуры со статическими ссылками
Самый простой способ предоставить вложенной процедуре доступ к локальным
переменным, объявленным во внешней процедуре, - просто передать ей вместе с па-
раметрами адрес активизационной записи, содержащей эти переменные (см. рис. 17).
При этом, если процедура вызывает вложенную в себя процедуру, она просто
передает ей свой ВР, например так:
push bp 
call nested_proc
To есть статическая и динамическая ссылки в активизационной записи проце-
дуры nested_ргос в этом случае не различаются. Если процедура вызывает дру-
гую процедуру на том же уровне вложенности, она должна передать ей адрес
активизационной записи из общего предка:
push [bp+4]	''
call peer_proc
Если же процедура вызывает процедуру значительно меньшего уровня вло-
женности, так же как если процедура хочет получить доступ к переменным,
Вложенные процедуры	IIIIBHSMHHESI
Рис. 17. Стек процедуры со статическими ссылками
объявленным в процедуре меньшего уровня вложенности, она должна проследо-
вать по цепочке статических ссылок наверх, вплоть до требуемого уровня. То есть,
если процедура на уровне вложенности 5 должна вызвать процедуру на уровне
вложенности 2, она должна поместить в стек адрес активизационной записи внеш-
ней по отношению к ним обоим процедуры с уровня вложенности 1:
mov	bx,[bp+4]	; Адрес записи уровня 4 в BX.
mov	bx,ss:[bx+4]	; Адрес записи уровня 3 в ВХ.
mov	bx,ss:[bp+4r	; Адрес записи уровня 2 в ВХ.
push	ss:[bx+4]	; Адрес записи уровня 1 в стек
call	proc_at_level2	
Метод реализации вложенных процедур имеет как преимущества, так и недо-
статки. С одной стороны, вся реализация вложенности сводится к тому, что в стек
помещается всего одно дополнительное число, а с другой стороны - обращение
к переменным, объявленным на низких уровнях вложенности (а большинство
программистов определяет все глобальные переменные на уровне вложенности 0),
так же как и вызов процедур, объявленных на низких уровнях вложенности, ока-
зывается достаточно медленным. Многие реализации языков программирования,
использующих статические ссылки, помещают переменные, определяемые на
уровне 0, не в стек, а в сегмент данных, но тем не менее существует способ, откры-
вающий быстрый доступ к локальным переменный с любых уровней.
5.3.2.	Вложенные процедуры с дисплеями
Процедурам можно передавать не только адрес одной вышерасположенной
активизационной записи, но и набор адресов сразу для вйех уровней вложеннос-
ти- от нулевого До боЛее высокого. При этом доступ к любой нелокальной про-
цедуре сводится всего к двум командам, а перед вызовом процедуры вообще не
требуется каких-либо дополнительных действий (так как вызываемая процедура
поддерживает дисплей самостоятельно).
proc_at_3	proc	near
push	bp	;	Сохранить динамическую ссылку.
mov	bp.sp	;	Установить адрес текущей записи.
Сложные приемы программирования
push	display[6]	; Сохранить предыдущее значение адреса
-		; третьего уровня в дисплее.
mov	display[6],bp	; Инициализировать третий уровень в дисплее
sub	sp, N	; Выделить место для локальных переменных.
[...]		
mov	bx,display[4]	; Получить адрес записи для уровня 2.
mov .	ax,ss:[bx-6]	; Считать значение второй , ; переменной из уровня 2.
• [.-I		
add	sp, n	; Освободить стек от локальных переменных.
pop	display[6]	; Восстановить старое ; значение третьего уровня в дисплее.
pop	bp	
ret		
proc_at_3	endp	
Здесь считается, Что в сегменте данных определен массив слов display, имею-
щий адреса последних использованных активизационных записей для каждцго
уровня вложенности: display[0] содержит адрес активизационной записи нулево-
го уровня, display^] - первого уровня и так далее (для близких адресов).
Команды ENTER и LEAVE можно использовать для организации вложеннос-
ти с дисплеями, но в такой реализации дисплей располагается не в сегменте дан-
ных, а в стеке, и при вызове каждой процедуры создается его локальная копия.
; enter N,4 (уровень вложенности 4, N байтов на стековый кадр) эквивалентно набору команд
push	bp	; Адрес записи третьего уровня.
push	[bp-2]	
push	[bp-4]	
push	[bp-6]	
push	[bp-8]	; Скопировать дисплей.
mov	bp.sp	
add	bp, 8	; ВР = адрес начала дисплея текущей записи
sub	sp,N	; Выделить кадр для локальных переменных.
Очевидно, что такой метод оказывается крайне неэффективным с точки зре-
ния как скорости выполйения программы, так и расходования памяти. Более того,
команда ENTER выполняется дольше, чем соответствующий набор простых ко-
манд. Тем не менее существуют ситуации, когда может потребоваться создание
локальной копии дисплея для каждой процедуры. Например, если процедура,
адрес которой передан как параметр другой процедуре, вызывающейся рекурсив-
но, должна обращаться к нелокальным переменным. Но и в этом случае передачи
всего дисплея через стек можно избежать - более эффективным Методом оказы-
ваются простые статические ссылки, рассмотренные ранее.
5.4.	Целочисленная арифметика
повышенной точности
Языки высокого уровня обычно ограничены в наборе типов данных, с которыми
они могут работать, - для хранения целых чисел применяются отдельные байты,
Арифметика повышенной точности 111МИМИВНЦ
слова или двойные слова. Используя ассемблер, можно придумать тип данных
совершенно любого размера (64 бита, 128 бит, 1024 бита) и легко определить все
арифметические операции с такими числами.
5.4.1.	Сложение и вычитание
Команды ADC (сложение с учетом переноса) и SBB (вычитание с учетом зай-
ма) специально были введены для подобных операций. При сложении сначала
складывают самые младшие байты, слова или двойные слова командой ADD, а за-
тем складывают все остальное командами ADC, двигаясь от младшего конца чис-
ла к старшему. Команды SUB/SBB действуют полностью аналогично.
bigval_1 bigval_2 bigval_3	dd	0,0,p dd	0,0,0 dd . 0,0,0	; 96-битное число			
; сложение 96- . mov ' add	битных Чисел bigval_1 и bigval_2 eax,dword ptr bigval_1 eax.dwqrd ptr bigval_2	; Сложить	младшие	двойные	слова
mov mov adc	dword ptr bigval_3,eax eax,dword ptr bigval_1[4] eax,dword ptr bigval_2[4]	; Сложить	средние	двойные	слова
mov mov adc	dword ptr bigval_3[4J,eax eax,dword ptr bigval_1[8] eax,dword ptr bigval_2[8]	; Сложить	старшие	двойные	слова
mov dword ptr bigval_3{8],eax
вычитание 96-битных чисел bigval_1 и bigval_2
mov sub	eax,dword ptr bigval_1 eax,dword ptr bigval_2	; Вычесть младшие двойные слова
mov	dword ptr bigval_3,eax	
mov	eax,dword ptr bigval_1[4]	
sbb	eax,dwo rd pt r bigval_2[4]	; Вычесть средние двойные слова
mov	dword ptr bigval_3[4],eax	
mov	eax,dword ptr bigval_1[8]	
sbb	eax,dword ptr bigval_2[8]	; Вычесть старшие двойные слова
mov	dword ptr bigval_3[8],eax	-
5.4.2.	Сравнение	Л
Поскольку команда сравнения эквивалентна команде вычитания (кроме того,
что она не изменяет значение приемника), можно было бы просто выполнять вы-
читание чисел повышенной точности и отбрасывать результат, но сравнение вы-
полняется и более эффективным образом. В большинстве случаев для определе-
ния результата сравнения достаточно сопоставить самые старшие слова (байты
или двойные слова), и только если они в точности равны, потребуется сравнение
следующих слов.
8 Зак. 459
|226 • I	Сложные приемы программирования
; Сравнение mov	96-битных чисел bigvalj и bigval_2.	5 eax.dword ptr bigval_1[8],
стр 1а Л	eax.dword ptr blgval_2[8] ; Сравнить старшие слова. greater	' less	'
mov	eax.dword ptr bigval_1[4]
стр 19	eax.dword ptr bigval_2[4] ; Сравнить средние слова, greater
Л	less
mov	eax.dword ptr bigvalj	'
стр 19 Л equal: greater: less:	eax.dword ptr bigval_2 ; Сравнить младшие слова, greater less
5.4.3.	Умножение
Чтобы умножить числа повышенной точности, придется вспомнить правила
умножения десятичных чисел в столбик: множимое умножают на каждую цифру
множителя, сдвигают влево на соответствующее число разрядов и затем склады-
вают полученные результаты. В Нашем случае роль цифр будут играть байты, сло-
ва или двойные слова, а сложение должно выполняться по правилам сложения
чисел повышенной точности. Алгоритм умножения оказывается заметно сложнее,
поэтому умножим для примера только 64-битные числа:
Беззнаковое	умножение двух 64-битных	чисел (X и Y) и сохранение
результата	в 128-битное число Z.	
mov	eax.dword ptr X	
mov	ebx.eax	
mul	dword ptr Y	; Перемножить младшие двойные слова.
mov	dword ptr Z, eax	; Сохранить младшее слово произведения
mov	ecx,edx	; Сохранить старшее двойное слово.
mov	eax.ebx	; Младшее слово "X" в еах.
mul	dword ptr Y[4]	; Умножить младшее слово на старшее.
add	eax.ecx	
adc	edx.O	; Добавить перенос.
mov	ebx.eax	; Сохранить частичное произведение.
mov	ecx,edx	
mov	eax.dword ptr X[4]	
mul	dword ptr Y	; Умножить старшее слове на младшее.
f add	eax.ebx	; Сложить с частичным произведением.
mov	dword ptr Z[4],eax	
adc	ecx,edx	
mov	eax.dword ptr X[4]	
mul	dword ptr Y[4]	; Умножить старшие слова.
add	eax,ecx	; Сложить с частичным произведением
adc	edx, 0	; и добавить перенос.
mov	word ptr Z[8],eax	
mov	word ptr Z[12],edx	
Арифметика повышенной точности 111ШННИНМЕ®
Для выполнения умножения со знаком потребуется сначала определить знаки
множителей, изменить знаки отрицательных множителей, выполнить обычное
умножение и изменить знак результата, если знаки множителей были разными.
5.4.4.	Деление
Общий алгоритм деления числа любого размера на число любого размера
нельзя построить с использованием команды DIV - такие операции выполняют-
ся при помощи сдвигов и вычитаний и оказываются весьма сложными. Рассмот-
рим сначала менее общую операцию (деление любого числа на слово или двойное
слово), которую можно легко осуществить с помощью команд DIV:
; Деление 64-битного числа divident на 16-битное число divisor.
; Частное помещается в 64-битную переменную quotent,
; а остаток - в 16-битную переменную modulo.
mov	ах,word ptr divident[6]
xor	dx,dx
div	divisor
mov	word ptr quotent[6],ax;
mov	ax,word ptr divident[4]
div	' divisor
mov	word ptr quotent[4],ax
mov	ax,word ptr divident[2]
div divisor	•
mov	word ptr quotent[2],ax
mov	ax,word ptr divident -
div	divisor
mov	word ptr quotent,ax •
mov	modulo,dx
Деление любого другого числа полностью аналогично - достаточно только
добавить нужное число троек команд mov/div/mov в начало алгоритма.
Наиболее очевидный алгоритм для деления чисел любого размера на числа
любого размера - деление в столбик с помощью последовательных вычитаний
делителя (сдвинутого влево на нужное количество разрядов) из делимого, увели-
чивая соответствующий разряд частного на 1 При каждом вычитании, пока не
останется число, меньшее делителя (остаток):
; Деление 64-битного числа в Е0Х:ЕАХ на 64-битное число в ЕСХ:ЕВХ.
; Частное помещается в EDX:EAX, и остаток - в ESI:EDI.
mov	ebp,64	; Счетчик битов.
xor	esi.esi	
хог	edi.edi	; Остаток = 0.
bitloop: shl	eax, 1	
rcl	edx, 1	
rcl	edi,1	; Сдвиг на 1 бит влево 128-битного числа
rcl	esi, 1	; ESI:.EDI:EDX:EAX.
cmp	esi.ecx	; Сравнить старшие двойные слова.
ja	divide	
jb	next	
228 ! Т	Сложные приемы программирование	
стр	edi,ebx	: Сравнить младшие двойные слова.
jb	next	
pivide: sub	edi,ebx	
sbb	esi,ecx	: ESI:EDI = ЕВХ:ЕСХ.
inc	eax	; Установить младший бит в ЕАХ.
next: dec	ebp	: Повторить цикл 64 раза.
jne	bitloop	
Несмотря на то что этот алгоритм не использует сложных команд, он выпол-
няется на порядок дольше, чем одна команда DIV.
5.5.	Вычисления с фиксированной запятой
Существует широкий класс задач, где требуются вычисления с вещественны-
ми числами, но не нужна высокая точность результатов. Например, в этот класс
задач попадают практически все процедуры, оперирующие с координатами и цве-
тами точек в дву- и трехмерном пространстве. Так как в результате все выведется
на экран с ограниченным разрешением и каждый компонент цвета будет записы-
ваться как 6- или 8-битное целое число, все те десятки знаков после запятой, ко-
торые вычисляет FPU, не нужны. А раз не нужна высокая точность, вычисление
можно выполнить значительно быстрее. Чаще всего для представления вещест-
венных чисел с ограниченной точностью используется формат чисел с фикси-
рованной запятой: целая часть числа представляется в виде обычного целого чис-
ла, и дробная часть - точно так же в виде целого числа (как мы записываем
небольшие вещественные числа на бумаге).
Наиболее распространенные форматы для чисел с фиксированной запятой -
8:8 и 16:16. В первом случае на целую и на дробную части числа отводится по
одному байту, а во втором - по одному слову. Операции с этими двумя формата-
ми можно выполнять, помещая число в регистр (16-битный - для формата 8:8
и 32-битный - для формата 16:16). Разумеется, можно придумать и использовать
совершенно любой формат, например 5:11, но некоторые операции над такими
числами могут усложниться.
5.5.1.	Сложение и вычитание
Сложение и вычитание для чисел с фиксированной запятой ничем не отлича-
ется от сложения и вычитания целых чисел:
mov	ax,1080h	; AX = 1080h = 16,5
mov	bx,1240h	; BX = 1240h = 18,25
add	ax, bx	; AX = 22C0h = 34,75
sub	ax,bx	; AX = 1080h =16,5
5.5.2.	Умножение
При выполнении этого действия следует просто помнить, что умножение 16-бит-
ных чисел дает 32-битный результат, а умножение 32-битных чисел - 64-битный ре-
зультат. Например, пусть ЕАХ и ЕВХ содержат числа с фиксированной запятой
в формате 16:16:
Вычисления с фиксированной запятой
xor	edx,edx
mol	ebx	;	Теперь	EDX:ЕАХ содержит 64-битный результат
; (EDX содержит всю целую часть, а ЕАХ - всю дробную).
shrd	еах,edx,16	;	Теперь	ЕАХ содержит ответ, если не
; произошло переполнение (то есть если результат не превысил 65 535).
Аналогом IMUL в таком случае будет последовательность команд
imul ebx
shrd . eax,edx,16
5.5.3.	Деление
Число, записанное с фиксированной запятой в формате 16:16, можно предста-
вить как число, умноженное на 2‘6. Если разделить такие чисда друг на друга сразу -
мы получим результат деления целых чисел: (A x2I6)/(B х 216) = A/В, Чтобы ре-
зультат имел нужный нам вид (A/В) х 216, надо заранее умножить делимое на 216:
; Деление числа с фиксированной запятой в формате 16:16
; в регистре ЕАХ на такое же число в ЕВХ, без знака:
xor	edx,edx
ror	eax,16
xchg ax,dx	; EDX:ЕАХ = ЕАХ x 216
div	ebx	'	;	ЕАХ = результат деления.
; Деление числа с фиксированной запятой в формате 16:16
; в регистре ЕАХ на такое же число в ЕВХ, со знаком:
cdq
ror еах,16
xchg	ax.dx	; EDX:ЕАХ = ЕАХ х 2’6
idiv	ebx	; ЕАХ = результат деления.
5.5.4.	Трансцендентные функции
Многие операции при работе с графикой используют умножение числа на синус
(или косинус) некоторого угла, например при повороте: s - sin(n) х v. При вычис-
лении с фиксированной запятой 16:16 это уравнение преобразуется в s = int(sin(n) X
х 65 536) х v/65 536 (где int - целая часть). Для требовательных ко времени работы
участков программ, например для работы с графикой, значения синусов принято
считывать из таблицы, содержащей результаты выражения int(sin(n) х 65 535),
где п меняется от 0 до 90 градусов с требуемым шагом (редко требуется шаг мень-
ше 0,1 градуса). Затем синус любого угла от 0 до 90 градусов можно вычислить
с помощью всего одного умножения и сдвига на 16 бит. Синуры и косинусы дру-
гих углов вычисляются в соответствии с обычными формулами приведения:
sin(x) - sin(180-x) для 90 < х < 180
sin(x) = -sin(x-180) для 180 < х < 270 .
sin(x) = -sin(360-x) для 270 < х < 360
cos(x) = sin(90-x)
хотя часто используют таблицу синусов на все 360 градусов, устраняя дополни-
тельные проверки и изменения знаков в критических участках программы.
2301	П
Сложные приемы программирования
Таблицы синусов (или косинусов), используемые в программе, можно создать
заранее с помощью простой программы на языке высокого уровня в виде тексто-
вого файла с псевдокомандами DW и включить в текст программы директивой
include. Другой способ, занимающий меньше места в тексте, но чуть больше вре-
мени при запуске программы, - однократное вычисление всей таблицы. Таблицу
можно вычислять как с помощью команды FP U tsin и потом преобразовывать к же-
лаемому формату, так и сразу в формате с фиксированной запятой. Существует
довольно популярный алгоритм, позволяющий вычислить таблицу косинусов
(или синусов, с небольшой модификацией), используя рекуррентное выражение
cos(xk) = 2cos(step)cos(xk,) - cos(xk 2),
где step - шаг, с которым вычисляются косинусы, например 0,1 градуса.
; liss.asm
; Строит фигуры Лиссажу, используя арифметику с фиксированной запятой
; и генерацию таблицы косинусов.
; Фигуры Лиссажу - семейство кривых, задаваемых параметрическими выражениями
; x(t) = cos(SCALE_V х t)
; y(t) = sin(SCALE_H x t)
; Чтобы выбрать новую фигуру, измените параметры SCALE_H и SCALE_V,
; для построения		незамкнутых фигур удалите строку add di,512 в процедуре move_point tiny	
	.model .code .386 org		
		lOOh	Будут использоваться 32-битные регистры. COM-программа.
SCALE_H	equ	3	Число периодов в фигуре по горизонтали.
SCALE_V	equ	5	Число периодов по вертикали.
start	proc cld	near	Для команд строковой обработки.
	mov	di,offset cos_table ; Адрес начала таблицы косинусов.	
	mov	ebx,16777137'	224 х cos(360/2048) - заранее вычисленное
	mov	ex,2048	число элементов для таблицы.
	call	build_table	Построить таблицу косинусов.
	mov	ax,0013h	Графический режим
	int	10h	320x200x256.
	mov	ax,1012h	Установить набор регистров палитры VGA,
	mov	bx,70h	начиная с регистра 70h.
	mov	ex, 4	; Четыре регистра.
	mov int	dx,offset palette lOh	; Адрес таблицы цветов.
	push	OAOO.Oh	; Сегментный адрес видеопамяти
pop main_loop:		es	; в ES.
	call	display_picture	; Изобразить точку со следом.
Вычисления с фиксированной запятой
mov	dx,5000	
'xor	ex, ex	
mov	ah,86h	
int	15h	; Пауза^на CX:DX микросекунд.
mov	.ah, 11b.	; Проверить, была ли нажата клавиша.
int	16h	•
•jz	main_loop	; Если нет - продолжить основной цикл-.
mov	ax,0003h	; ^Текстовый режим
int	10h	; 80x24.
ret		; Конец программы.
start	endp	
; Процедура	build_table.	
; Строит таблицу косинусов в формате с фиксированной запятой 8:24
; по рекуррентной формуле cos(xk) ,= 2 х cos(span/steps) х cos(xk.,) - cos(xk2),
; где span - размер области, на которой вычисляются косинусы (например, 360),
; a steps - число шагов, на которые разбивается область.
; Вход: DS:OI = адрес таблицы
;	DS:[DI] =224
;	Е8Х = 224 х cos(span/steps)
; СХ = число элементов таблицы, которые надо вычислить
; Выход: таблица размером СХ х 4 байта заполнена
; Модифицируются: 01,СХ,ЕАХ,EDX
build_table	proc near	
mov	dword ptr [di+4]',ebx	; Заполнить второй элемент таблицы.
sub	ex, 2	; Два элемента уже заполнены.
add	di, 8	
mov	eax.ebx	
build_table_loop:		
imul	ebx	; Умножить cos(span/steps) на cos(xkl).
shrd	eax,edx,23	; Поправка из-за действий с фиксиррванной
		; запятой 8:24 и умножение на 2.
sub	eax.dword ptr [di-8]	; Вычитание cos(xk2).
stosd	; Запись результата в таблицу,
loop	build_table_loop
ret
build_table	endp
Процедура display_picture.
Изображает точку co следом.
display_picture	proc near	
call	move_point	Переместить точку.
mov	bp,73h	Темно-серый цвет в нашей палитре.
mov	bx,3	Точка, выведенная три шага назад.
call	draw_point	Изобразить ее.
dec	bp	72h - серый цвет в нашей палитре
dec	bx	Точка, выведенная два шага назад.
1232 ?	| !		Сложные приемы программировании
call	draw_point	; Изобразить ее.
dec	bp	; 71h - светло-серый цвет в нашей палитре.
dec	bx	; Точка, выведенная один шаг назад.
call	draw_point	; Изобразить ее.
dec	bp	; 70h - белый цвет в нашей палитре.
dec	bx !	; Текущая точка.
call	draw_point	; Изобразить ее.
ret		
display_picture'	endp	Л
; Процедура draw_point. ; Вход: BP - цвет		
;	BX - сколько шагов назад выводилась точка .		
draw_point	proc near	
movzx	ex,byte ptr	point_x[bx] ; Х-координата.
movzx	dx.byte ptr	point_y[bx) ; Y-координата.
call	putpixel_13h	; Вывод точки на экран.
ret		
draw_point	endp	
Процедура move_point.
Вычисляет-координаты для следующей точки.
Изменяет координаты точек, выведенных раньше.
move_point	proc near	
inc	word ptr time	
and	word ptr time,2047	1 ; Эти две командй организуют счетчик
	; в переменной.time, который изменяется от 0 до 2047 (7FFh).	
mov	eax.dword ptr point_x	; Считать координаты точек
mov	ebx.dword ptr polnt_y	; (по байту на точку)
mov	dword ptr point_x[1],eax	; и записать их.со сдвигом
mov	dword ptr point_y[1],ebx	; 1 байт.
mov	di,word ptr time	; Угол (или время) в DI.
imul	di,di,SCALE_H	Умножить его на SCALE_H.
and	di,2047	; Остаток от деления на 2048,
shl	di,2	; так как в таблице 4 байта на косинус.
mov	ax, 50	; Масштаб по горизонтали.
mul	word ptr cos_table[di+2]	; Умножение на косинус: берется старшее
	; слово (смещение + 2) от косинуса, записанного в формате 8:24.	
>	; Фактически происходит	умножение на косинус в формате 8:8.
mov	dx.OAOOOh	; 320/2 (X центра экрана) в формате 8:8.
sub	dx, ах	; Расположить центр фигуры в центре экрана
mov	byte ptr point_x,dh	; и записать новую текущую точку.
mov ‘	di,word ptr time	; Угол (или время) в DI.
imul	di,di, SCALE_V	; Умножить его на SCALE_V. .
add	di,512	; Добавить 90 градусов, чтобы заменить
	; косинус на синус. Так	как у нас 2048 шагов на 360 градусов,
	; 90 градусов - это 512	шагов.
and	di,2047	; Остаток от деления на 2048,
Вычисления с плавающей запятой
shl mov	•di,2	; так как в да блице 4 байта на косинус.
	ах,50	; Масштаб по вертикали.
mul	word ptr cos_table[di+2] ; Умножение на косинус.
mov	dx,06400h	।	; 200/2 (У центра экрана) в формате 8:8.
sub	dx, ах	; Расположить центр фигуры в центре экрана
mov	byte ptr' point_y,dh	; и записать новую текущую точку.
ret	'•
move_point	endp
; putpixel_13fi	
; Процедура вывода точки на экран в режиме 13h.	
; DX = строка,	СХ - столбец, ВР = цвет, ES = AOOOh
putpixel_13h	proc near
push	di
mov	ax,dx _	; Номер строки.
shl	ax,8	; Умножить на 256.
mov	di, dx
shl	di, 6	; Умножить на 64
add	di,ax	; и сложить - то же, что-и умножение на 320.
add	di,cx	; Добавить номер столбца.
mov	ах, Ьр
stosb	; Записать в видеопамять.
pop	di
ret	
putpixel_13h	endp
point_x	db	OFFh,OFFh,OFFh,OFFh	; Х-координаты точки и хвоста.
point_y	db	OFFh,OFFh,OFFh,OFFh	; Y-координаты точки й"хвоста, db	?	- ; Пустой байт - нужен для команд
	; сдвига координат на один байт.
time	dw	0	; Параметр в уравнениях Лиссажу - время ; или угол.
palette	db	3Fh,3Fh,3Fh	; Белый. db	30h,30h,30h	’ ; Светло-серый. db	20h,20h,20h	; Серый.
	db	10h,10h,10h	;Темно-серый.
cos_table	dd	1000000b ; Здесь начинается таблица косинусов.
end	start
При генерации таблицы использовались 32-битные регистры, что приводит
к увеличению на 1 байт и замедлению на 1 такт каждой команды, применяющей
их в 16-битном сегменте, но на практике большинство программ, интенсивно ра-
ботающих с графикой, - 32-битные.
5.6.	Вычисления с плавающей запятой
Набор команд для работы с плавающей запятой в процессорах Intel достаточно
разнообразен, чтобы реализовывать весьма сложные алгоритмы, и прост в исполь-
зовании. Единственное, что может представлять определенную сложность, - почти
Сложные приемы программирована
все команды FPU по умолчанию работают с его регистрами данных как со стеком
выполняя операции над числами в ST(0) и ST(1) и помещая результат в ST(0), Tai
что естественной формой записи математических выражений для FPU оказыва
ется обратная польская нотация (RPN). Эта форма записи встречается в програм
мируемых калькуляторах, языке Форт и почти всегда неявно присутствует во все>
алгоритмах анализа математических выражений: они сначала преобразовывают
обычные выражения в обратные и только потом начинают их анализ. В обратной
польской нотации все операторы указываются после своих аргументов, так чтс
sin(x) превращается в х sin, а а + b превращается в а b +. При этом Полностью про-
падает необходимость использовать скобки, например: выражение (а + b) X 7 - d
записывается как а b + 7 х d
Посмотрим, как выражение, записанное в RPN, на примере процедуры вычис-
ления арксинуса легко преобразовывается с помощью команд FPU-.
; asin
; Вычисляет арксинус числа, находящегося в st(0) (-1 < х < +1),
; по формуле asin(x) = atan(sqrt(x2/( 1-х2)))
; (в RPN: хх*хх*1-/ sqrt atan).
; Результат возвращается в st(0), в стеке FPU должно быть два свободных регистра
asin proc	near	; Комментарий показывает содержимое стека FPU:.
•	; Первое выражение - ST(O), второе - ST(1) и т. д.
; х (начальное состояние стека)
fid	st(0)	; х, х
fmul	; х2
fid	st(O) ; x2, x2
fld1	; 1, x2, x2
fsubr	; 1-x2, x2
fdiv	; x2/(1-x2)
fsqrt	; sqrt(x2/(1-x2))
fld1	; 1, sqrt(x2/(1-x2))
fpatan ,	; atan(sqrt(x2/(1-x2)))
ret
asin endp
Теперь попробуем решить небольшое дифференциальное уравнение - уравне-
ние Ван-дер-Поля для релаксационных колебаний:
х” = -X + т(1-х2)х’, т > О
будем двигаться по времени с малым шагом h, так что
х(t + h) = x(t) + hx(t)’
x(t + h)’ = x(t)’ + hx(t)"
иди, сделав замену у = х',
у = у + h(m(1-xz)y - х)
х = х + hy
Решение этого уравнения для всех m > 0 оказывается периодическим аттрак-
тором, поэтому, если из-за ошибок округления решение отклоняется от истинного
Вычисления с плавающей запятой
235
в любую сторону, оно тут же возвращается обратно. При m -О, наоборот, решение
оказывается неустойчивым и ошибки округления приводят к очень быстрому
росту х и у до максимально допустимых значений для вещественных чисел.
Эту\программу нельзя реализовать в целых числах или числах с фиксирован-
ной запятой, потому что значения х и х' различаются на много порядков - кривая
содержит почти вертикальные участки, особенно при больших ш.
; vdp.a^m
; Решение уравнения Ван-дер-Поля’
; x(t)" = -x(t) + m(1-x(t)!)x(t)’
; с m = О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.
; Программа выводит на экран решени	в c m = 1, нажатие клавиш 0-8 изменяет m.
; Esc - выход, любая другая клавиша	- пауза до нажатия одной из Esc, 0-8.
.model tiny .286	Для команд pusha и рора.
. 287	;	Для команд FPU.
.code org	100h	;	СОМ-программа.
start	proc	near cld push	OAOOOh pop	es	;	Адрес видеопамяти в ES.
mov	ax,0012h int	10h ,	;	Графический режим 640x480x16.
finit	;	Инициализировать FPU.
xor	si, si	;	SI будет содержать координату t и меняться
fld1	; fild word ptr hinv ;	от 0 до 640. 1 32, 1
fdiv	;	h	(h = 1/hinv)
; Установка начальных значений для	.display:
; m - 1, х = h = 1/32, у = х' =0 again: fild word ptr m fid	st(1)	; m, h ; x, m, ti	(x = h)
fldz call .display	; У, x, m, h (y = 0) ; Выводить на экран решение, пока
g_key:	mov	ah,10h int	16h emp	al,1Bh jz 3	g.out emp	al, 'O’ jb	g_key emp	al,'8' ’’	ja	g.key	; не будет нажата клавиша. ; Чтение клавиши с ожиданием. ; Код нажатой клавиши в AL. ;	Если	это	Esc, ;	выйти из	программы. ;	Если	код	меньше	"0", ; пауза/ожидание следующей клавиши. ;	Если	код	больше	"8", ; пауза/ожидание следующей клавиши.
sub	al, 'O'	; Иначе: AL: =введенная цифра,
236 !	;	HUMMHIli' Сложные приемы программирования
mov	byte ptr m,al	; m = введенная цифра.
fstp	st(0)	; x, m,.h
fstp	st(0)	; m, h
fstp	St(0)	; h
jmp	short again
g_out: mov	ax,0003h	; Текстовый режим.
int	lOh
ret	; Конец программы.
start endp	
Процедура display_.
Пока не нажата клавиша, выводит решение на экран, делая паузу после каждой из
640 точек.
„display	proc near	
dismore:		
mov	bx, 0	; Стереть предыдущую точку: цвет = 0.
mov	ex, si	
shr	cx,1	СХ - строка.
mov	dx,240	
sub	dx.word ptr ix[si]	DX - столбец.
call *	putpixellb	
call	next_x	Вычислить x(t) для следующего t.
mov	bx, 1	Вывести точку: цвет = 1.
mov 	dx,24O	V
sub	dx.word ptr ix[si]	DX - столбец.
call	putpixellb	
inc	si	
inc	si	SI = 81 + 2 (массив слов).
cmp	si,640*2	Если SI достигло конца массива IX,
ji	not.endscreen	пропустить паузу.
sub	si,640*2	Переставить SI на начало массива IX.
not_endscreen:		
mov	dx,5000	
xor	ex, ex	
mov	ah,86h	
int	15h	Пауза на CX:DX микросекунд.
mov	ah,11h	
int	16h	Проверить, была ли нажата клавиша.
jz	dismore	Если нет - продолжить вывод на экран
ret		Иначе - закончить процедуру. ,
-display	endp	
; Процедура next_x.
; Проводит вычисления по формулам:
; у = у + h(m(1-xA2)y-x)
; х - х + hy
; Вход: st = у, st(1) = х, st(2) = m, st(3) = h.
; Выход: st = у, st(1) = x, st(2) = m, st(3) = h, x * 100 записывается в ix[si].
Вычисления с плавающей запятой
next_x	proc	near
fldl		; 1, y, x, m, h
fid	st(2)	; x, 1, y, x, m, h
fmul	st,st(3)	; x2, 1, y, x, m, h
fsub		; (1-x2), y, x, m, h . z
fid	st(3)	; m, (1-x2), y, x, m, h
fmul		; M, y, x, m, h (M = m(1-x2))
fid	St(1)	; у, M, y, x, m, h
fmul		; My, y, x, m, h
fid	st(2)	; x„ My, y, x, m, h
fsub		; My-x, y, x, m, h
fid	st(4)	; h, My-x, y, x, m, h
fmul		; h(My-x), y, x, m, h
fid	st(1)	; y, h(My-x), y, x, m, h
fadd		; Y, y, x, m, h (Y = у + h(My-x))
fxcb		; y, Y, x, m, h
fid	St(4)	x ; h, y, Y, x, m, h
fmul		; yh, Y, x, m, h
f addp	st(2),st	; Y, X, m, h	(X = x + hy)
fid	St(1)	; X, Y, X, m, h
fild	word ptr	c.100	; 100, X, Y, X, m, ,h '
fmul		; 100X, Y, X, m, h
fistp	word ptr	ix[si] Y, X, m, h
ret		
next_x	endp	»
Процедура вывода точки на экран в режиме, использующем 1 бит на пиксел.
; DX = строка, СХ = столбец, ES = AOOOh, BX = цвет (1-'белый, 0 - черный). ; Все регистры сохраняются.			
putpixellb pusha push	proc near bx	Сохранить регистры.	
xor	bx, bx		
mov	ax, dx	AX = номер строки.	
imul	ax,ax,80	АХ = номер строки х число байтов	в строке
push	ex		
shr	cx,3	СХ = номер байта в строке.	
add	ax, ex	АХ = номер байта в видеопамяти.	
mov mov	di, ax si,di	Поместить его в DI и SI.	
POP mov	ex bx,0080h	СХ снова содержит номер столбца.	
and	cx,07h	Последние три. бита СХ = остаток от деления на 8 = номер бита в байте, считая справа	налево.
shr	bx, cl	Теперь нужный бит в BL установлен	в 1.
lods . pop	es:byte ptr ix dx	AL = байт из видеопамяти.	
dec	dx	Проверить цвет.	
EgEMMlinMlll. Сложные приемы программировани			
js or jmp black: not- and white: stdsb popa ret putpixellb		black* , ax,bx short white bx ax.bx 4 / endp	; Если 1 - ; установить выводимый бит в 1. ; Если 0 - ; установить выводимый цвет в 0 ; и вернуть байт на место. ; Восстановить регистры. ; Конец. .	1
m c.100 hinv ix: 1 \	end	dw	1 dw	100 dw	32 start	; Начальное значение т. ; Масштаб по вертикали. ; Начальное значение 1/h. ; Начало буфера для значений x(t) ; (всего 1280 байт за концом программы).
5.7.	Популярные алгоритмы
5.7.1.	Генераторы случайных чисел
' Самый часто применяемый тип алгоритмов генерации псевдослучайных пос-
ледовательностей - линейные конгруэнтные генераторы, описываемые общим ре-
куррентным соотношением:	(
= (alj + с) MOD ш.
При правильно выбранных числах а и с эта последовательность возвращает все
числа от нуля до т-1 псевдослучайным образом и ее периодичность сказывается
только на последовательностях порядка ш. Такие генераторы очень легко реализу-
ются и работают быстро, но им присущи и некоторые недостатки: самый младший
бит намного менее случаен, чем, например, самый старший, а также, если попытать-
ся использовать результаты работы этого генератора для заполнения k-мерного про-
странства, начиная с некоторого к, точки будут лежать на параллельных плоскостях.
Оба недостатка можно устранить, используя так называемое перемешивание дан-
ных: числа, получаемые при работе последовательности, не выводятся сразу, а по-
мещаются в случайно выбранную ячейку небольшой таблицы (8-16 чисел); число,
находившееся в этой ячейке раньше, возвращается как результат работы функции.
Если число а подобрано очень тщательно, может оказаться, чтр число
с равно нулю. Так, классический стандартный генератор Льюиса* Гудмана и Мил-
лера использует а = 16 807 (75) при m - 231—1, а генераторы Парка и Миллера
используют а = 48 271 и а = 69 621 (при том же т). Любой из этих генераторов
можно легко применить в ассемблере для получения случайного 32-битного чис-
ла, достаточно всего двух команд - MUL и DIV.
; Процедура rand.
; Возвращает в ЕАХ случайное положительное 32-битное число- (от 0 до 231-2).
Популярныеалгоритмы
39
rand proc	near	
push	edx	
mov	eax,dword ptr seed	; Считать последнее
		; случайное число.
test	eax,eax	; Проверить его, если это -1,
18	fetch_seed	; функция еще ни разу не ; вызывалась и надо создать
		; начальное значение.
randomize:		
mul	dword ptr randia	; Умножить на число а.
div	dword ptr rand_m	; Взять остаток от деления на 2”-1.
mov	eax,edx	
mov	dword ptr seed,eax	; Сохранить для следующих вызовов.
pop ret	edx	
fetch_seed:		
push	ds	
push	0040h	
P°P	ds	
mov	eax,dword ptr ds:006Ch	; Считать двойное слово из. области
\ pop	ds	; данных BIOS по адресу ; 0040:006С - текущее число
jmp	short randomize *	; тактов таймера.
rand_a	dd	 69621	
rand.m	dd	7FFFFFFFh	
seed	dd	-1	
rand	endp	
Если период этого генератора (порядка 109) окажется слишком мал, можно
скомбинировать два генератора с разными а и га, не имеющими общих делителей,
например: а( “ 400 014 с т( ~ 2 147 483 563 и а? = 40 692 с т2= 2 147 483 399.
Генератор, работающий по уравнению
' Ijtl = (а,12 + ajp MOO m,
где m - любое из m( и m2, имеет период 2,3 X 1018.
Очевидный недостаток такого генератора команды MUL и DIV относятся
к самым медленным. От DIV можно избавиться, используя один из генераторов
с ненулевым числом с и ш, равным степени двойки (тогда DIV m заменяется на
AND ш-1), например: а = 25173, с = 13 849, m -* 216 или а = 1664 525, с -1013 904 223,
m = 232, однако проще перейти к методам, основанным на сдвигах или вычитаниях.
Алгоритмы, основанные на вычитаниях, не так подробно изучены, как конгру-
энтные, но из-за большой скорости широко используются и, по-видимому, не
имеют заметных недостатков. Детальное объяснение алгоритма этого генератора
(а Также алгоритмов многих других генераторов случайных чисел) приведено
в книге Кнута Д. Е. «Искусство программирования» (т. 2).
240
Сложные приемы программирования
; Процедура srand_init.
Инициализирует кольцевой буфер для генератора, использующего вычитания.
; Вход: ЕАХ - начальное значение, например из области ; данных BIOS, как в предыдущем примере.	
srand_init	proc near
push	bx
push	si
push	edx
mov	edx,1
; Засеять кольцевой буфер.	_	
mov	bx,216
do_0:	mov	word ptr ablex[bx],dx
sub	eax,edx
xchg	eax,edx
sub	bx, 4
jge	do_0
; Разогреть генератор.		
	mov	bx,216
do_1:	push	bx'
do_2:	mdv	si,bx
	add	si,120
	emp	si,216
	jbe	skip
	sub	si,216
skip:	mov	eax.dword ptr tablex[bx]
	sub	eax.dword ptr tablex[si]
	mov	dword ptr tablex[bx],eax
	sub	bx,4
	jge	do_2	'			r
	POP	bx
	sub	bx,4
	jge	do_1
; Инициализировать индексы.		
	sub	ax, ax
	mov	word ptr indexO.ax
	mov	ax,124
	mov	index1,ax
I
pop	edx
pop	si
pop	bx
ret
srand_init endp
; Процедура srand.
; Возвращает случайное 32-битное -число в ЕАХ (от 0 до 232-1 ).
; Перед первым вызовом этой процедуры должна быть один раз вызвана процедура srand_init.'
.srand	proc	near
push	bx
push	si
Популярные алгоритмы
mov	bx.word ptr indexO
mov	si,word ptr indexl	; Считать индексы.
mov	eax,dword ptr tablexfbx]
sub	eax,dword ptr tablex[si] ; Создать новое случайное число.
mov	dword ptr tablex[si],eax ; Сохранить его в кольцевом ; буфере.
sub	si,4	. ; Уменьшить индексы.
- jl	fix_si	/ ; перенося их на конец буфера,
fixed_si:mov	word ptr indexl,si	; если они выходят за начало.
sub jl	Ьх,4 fix_bx
fixed_bx:mov	indexO,bx	'
POP	si
pop ret	bx
fix_SI: mov jmp	si,216 short fixed_SI
fix_BX: mov jmp	bx,216 short fixed_BX	'
srand	endp
tablex	dd	55 dup (?)	; Кольцевой буфер случайных чисел.
indexO	dw	?	; Индексы для кольцевого буфера.
indexl	dw	?
Часто необходимо получить всего один или несколько случайных битов, а ге-
нераторы, работающие с 32-битными числами, оказываются неэффективными.
В таком случае удобно применять алгоритмы, основанные на сдвигах:
; rand8 • д
; Возвращает случайное 8-битное число в AL.
-; Переменная seed должна быть инициализирована заранее,
; например из области'данных BIOS, как в примере для конгруэнтного генератора.
rand8	proc near ,	।
mov	ax, word ptr seed
mov	ex, 8
newbit: mov	bx,ax
and	bx,002Dh '
xor	bh,bl
clc ' -	
jpe	shift
stc	
shift: rcr	ax, 1
loop	newbit	''
- mov	word ptr seed, ax
mov	ah,0
ret	
rand8	endp
seed	dw	1
242J___L J J J II
Сложные приемы программировании
5.7.2.	Сортировки
Еще одна часто встречающаяся задача при программировании - сортировка даН'
ных. Все существующие алгоритмы сортировки можно разделить на сортировкт
перестановкой, в которых на каждом шаге алгоритма меняется местами пара чисел
сортировки выбором, в которых на каждом шаге выбирается наименьший элемент
и дописывается в отсортированный массив; и сортировки вставлением, в которых
элементы массива рассматривают последовательно и каждый вставляют на подхо-
дящее место в отсортированном массиве. Самая простая сортировка перестанов-
кой - пузырьковая, в которой более легкие элементы «всплывают» к началу масси-
ва: сначала второй элемент сравнивается с первым и, если нужно, меняется с ним
местами; затем третий элемент сравнивается со вторым и только в том случае, ког-
да они переставляются, сравнивается с первым, и т. д. Этот алгоритм также явля-
ется и самой медленной сортировкой - в худшем случае для сортировки массива N
чисел потребуется №/2 сравнений и перестановок, а в среднем - N2/4.
 4i
; Процедура bubble_sort.
; Сортирует массив слов методом пузырьковой сортировки.
; Вход: DS:DI = адрес массива
; DX = размер массива (в словах)
bubble_sort	proc near
pusha	
cld	
cmp	dx, 1
jbe	sort_exit	; Выйти, если сортировать нечего.
dec	dx
sb_loop1:mov	cx,dx	; Установить длину цикла.
xor	bx,bx	; ВХ будет флагом обмена.
mov	si,di	; SI будет указателем на
	; текущий элемент.
sn_loop2:lodsw	; Прочитать следующее слово.
cmp	ах,word ptr [si]
jbe	no_swap	; Если элементы не в порядке,
xchg	ах,word ptr [si] ; поменять их местами
mov	word ptr [si-2],ах
inc	bx	; и установить флаг в 1.
no_swap: loop	sn_loop2
cmp	bx,0	; Если сортировка не закончилась,
jne	sn_loop1	; перейти к следующему элементу.
sort_exit:popa	
ret	
bubble_sort	endp
Пузырьковая сортировка осуществляется так медленно потому, что сравнения
выполняются лишь между соседними элементами. Чтобы получить более быст-
рый метод сортировки перестановкой, следует выполнять сравнение и переста-
новку элементов, отстоящих далеко друг от друга. На этой идее основан алгоритм,
который называется быстрой сортировкой. Он работает следующим образом:
делается предположение, что первый элемент является средним по отношению
Популярные алгоритмы
II.i ________L2£3
к остальным. На основе такого предположения все элементы разбиваются на две
группы - больше и меньше предполагаемого среднего. Затем обе группы отдель-
но сортируются таким же методом. В худшем случае быстрая сортировка массива
из N элементов требует № операций, но в среднем случае - только 2nlog2n срав-
нений и еще меньшее число перестановок.
; Процедура quicksort.
; Сортирует массив слов методом быстрой сортировки.
; Вход: DSjBX - адрес массива
; DX = число элементов массива
quick_s(	>rt	proc near	1сло. элементов 1 или 0, гировка уже закончилась, для просмотра сверху (DI = 0). для просмотра снизу (SI = DX). <-1, так как элементы тся с нуля, <ить на 2, так как :сив слов. цемент Xv объявленный средним.	
	cmp	dx,1	; Если 4i		
	jle	qsort_done	; to copi		
	xor	di, di	; Индекс		
	mov	si,dx	; Индекс		
	dec	si	; SI = D		
	; нумерук		
	shl	si, 1	; и умной		
	; это мае		
	mov	ах,word ptr [bx] ; AX = 9J		
step_2:	; Просмотр массива снизу, пока не ; меньший или равный X,. cmp	word ptr	[bx][si],ax ]1е	step_3 '	i sub	si,2 jmp	short step_2	встретится элемент, Сравнить Хп и X,. Если XSI больше, перейти к следующему снизу элементу и продолжить просмотр.	
step_3:	; Просмотр массива сверху, пока не ; меньше X, или оба просмотра не щ cmp	si, di je	step_5 add	di,2 cmp	word ptr [bx][di],ax jl	step_3	встретится элемент ждут в одну точку. Если просмотры встретились, перейти к шагу 5. Иначе: перейти к следующему сверху элементу. Если он меньше X,, продолжить шаг 3. •	
step_4:	; DI указывает на элемент, который ; SI указывает на элемент, который ; Поменять их местами. mov cx.word ptr [bx][di] xchg cx.word ptr [bx][si] mov word ptr [bx][di],cx jmp short step_2	не должен быть в верхней части, не должен быть в нижней части. СХ = Хи . сх = XSI, xSI х xDI хи = сх / ,	
step_5:	; Просмотры встретились: Все элементы в нижней группе больше X,, ; все элементы в верхней группе и текущий - меньше или равны X,. ; Осталось поменять местами X, и текущий элемент: xchg	ах,word ptr [bx][di]	; А\ = Хм, Xn = X, mov	word ptr [bx],ax	; X = AX		
244j_LilTU
Сложные приемы программирования
Теперь можно отсортировать каждую из полученных групп.
push	dx	
push	di	'	
push	bx	
mov	dx.di	Длина массива X,...XDI
shr	dx, 1	в ОХ.-
call	quicksort	Сортировка.
pop	bx	
POP	di	
pop	dx	
add	bx, di	Начало массива Хм<1...
add	bx,2	в ВХ.
shr	di,1	Длина массива ХИИ...Х
inc	di	
sub	dx,di'	в ОХ.
call	quicksort	Сортировка.
qsort_done:ret		
quick_sort	endp	
Помимо того, что быстрая сортировка - самый известный пример алгоритма,
использующего рекурсию, то есть вызывающего самого себя, это еще и самай бы-
страя из сортировок «на месте», то есть сортировка, применяющая только ту па-
мять, в которой хранятся элементы сортируемого массива. Можно доказать, что
сортировку нельзя выполнить быстрее, чей за nlog2n операций, ни в худшем, ни
в среднем случаях, и быстрая сортировка хорошими темпами приближается к это-
му пределу в среднем случае. Сортировки, достигающие теоретического предела,
тоже существуют - это сортировки турнирным выбором и сортировки вставлени-
ем в сбалансированные деревья, но для их работы требуется резервирование до-
полнительной памяти, так что, например, работа со сбалансированными деревья-
ми будет происходить медленно из-за дополнительных затрат на поддержку
сложных структур данных в памяти.	>
Приведем в качестве примера самый простой вариант сортировки вставлени-
ем, использующей линейный поиск и затрачивающей порядка п2/2 операций. Ее
так же просто реализовать, как и пузырьковую сортировку, и она тоже имеет воз-
можность выполняться «на месте». Кроме того, из-за высокой оптимальности
кода этой процедуры она может оказаться даже быстрее рассмотренной нами «бы-
строй» сортировки на подходящих массивах.
; Процедура linear_selection_sort.
; Сортирует массив слов методом сортировки линейным выбором.
; вход: DS:SI (и ES:SI) = адрес массива
;	DX = число элементов в массиве
do_swap: lea	bx, word ptr [di-2]
mov	ax, word ptr [bx]	; Новое минимальное число.
dec	ex	; Если поиск минимального закончился,
jcxz	tail	; перейти к концу.
Перехват прерываний			IIIMMMMI	^45
loopl: sca&w ja	do_swap		Сравнить минимальное в АХ со следующим элементом массива. Если найденный элемент еще меньше -	
loop	loopl	•	выбрать его как минимальный. Продолжить сравнения	
tail:	xchg	ax,word	ptr [si-2]	с минимальным элементом в АХ. ; Обменять минимальный элемент	
mov	word ptr	.[bx],ax ;	с элементом, находящимся	
11nea r_select iop_sort		; в начале массива. proc near ; Точка входа в процедуру.		
mov	bx, si	1	8Х содержит адрес минимального элемента.	
lodsw mov	di,si •	t	Пусть элемент,  адрес которого был в SI, минимальный, 01 - адрес элемента, сравниваемого	
dec	dx		с минимальным. Надо проверить DX-1 элементов массива.	
mov 19	cx,dx loopl		Переход на проверку, если DX > 1.	•
ret linear_selection.	.sort	endp		
5.8. Перехват прерываний
В архитектуре процессоров 80x86 предусмотрены особые случаи, когда про-
цессор прекращает (прерывает) выполнение текущей программы и немедленно
передает управление программе-обработчику, специально написанной для обра-
ботки подобной ситуации. Такие особые ситуации делятся на два типа: прерыва-
ния и исключения, в зависимости от того, вызвало ли эту ситуацию какое-нибудь
внешнее устройство или выполняемая процессором команда. Исключения делят-
ся далее на три типа: ошибки, ловушки и остановы, в зависимости от того, когда
по отношению к вызвавшей их команде они происходят. Ошибки появляются пе-
ред выполнением команды, поэтому обработчик такого исключения получит в ка-
честве адреса возврата адрес ошибочной команды (начиная с процессоров 80286).
Ловушки происходят сразу после выполнения команды, так что обработчик по-
лучает в качестве адреса возврата адрес следующей команды. И наконец, остано-
вы могут возникать в любой момент и вообще не предусматривать средств воз-
врата управления в программу.
1 Команда INT (а также INTO и INT3) используется в программах как раз для
того, чтобы вызывать обработчики прерываний (или исключений). Фактически
они являются исключениями ловушки, поскольку адрес возврата, который пере-
дается обработчику, указывает на следующую команду, но так как эти команды
были введены до разделения особых ситуаций ца прерывания и исключения, их
практически всегда называют командами вызова прерываний. Ввиду того, что
обработчики прерываний и исключений в DOS обычно не различают механизм
вызова, с помощью команды INT можно передавать управление как на обработ-
чики прерываний, так и исключений.
245	!
Ill
Сложные приемы программировани
Как показано в главе 4, программные прерывания, то есть передача управлс
ния при помощи команды INT, являются основным средством вызова процеду
DOS и BIOS, потому что в отличие от вызова через команду CALL здесь не нужн
знать адреса вызываемой процедуры - достаточно только номера. С другой сторс
ны интерфейса рассмотрим, как строится обработчик программного прерывание
5.8.1. Обработчики прерываний
Когда в реальном режиме выполняется команда INT, управление передаете
по адресу, который считывается из специального массива, таблицы векторов пре
рываний, начинающегося в памяти по адресу OOOOh:OOOOh. Каждый элемент тако
го массива представляет собой дальний адрес обработчика прерывания в форма
те сегмент:смещение или 4 нулевых байта, если обработчик не установлен
Команда INT помещает в стек регистр флагов и дальний адрес возврата, поэтом}
чтобы завершить обработчик, надо выполнить команды popf и retf или одну ко
манду iret, которая в реальном режиме полностью им аналогична.
; Пример обработчика программного прерывания.
int_handler	proc	far
mov	ax,О
iret
int_handler/	endp
После того как обработчик написан, следующий шаг - привязка его к выбран-
ному номеру прерывания. Это можно сделать, прямо записав его адрес в таблицу
векторов прерываний, например так:
push	0	;	Сегментный	адрес таблицы	векторов	прерываний -
pop	es	;	в ES.
pushf	;	Поместить	регистр флагов	в стёк.
cli	;	Запретить	прерывания (чтобы не произошло
; аппаратного прерывания между следующими командами,
;' обработчик которого теоретически может вызвать INT 87h в .тот момент,
; когда смещение уже будет записано, а сегментный адрес еще нет,
; что приведет к передаче управления в неопределенную область памяти).
; Поместить дальний адрес обработчика int_handler
; в таблицу векторов прерываний, в элемент номер 87h
; (одно из неиспользуемых прерываний).
mov word ptr es:[87h*4], offset int_handler
mov word ptr es:[87h*4+2], seg int_handler
popf	; Восстановить исходное значение флага IF.
Теперь команда INT 87h будет вызывать наш обработчик, то есть приводить
к записи 0 в регистр АХ.
Перед завершением работы программа должна восстанавливать все старые
обработчики прерываний, даже если это были неиспользуемые прерывания типа
87h - автор какой-нибудь другой программы мог подумать точно так же. Для это-
го надо перед предыдущим фрагментом кода сохранить адрес старого обработчи-
ка, так что полный набор действий для программы, перехватывающей прерыва-
ние 87h, будет выглядеть следующим образом:
Перехват прерываний
1 1 1 i I i ^47
i push 0
pop .  es
; Скопировать адрес предыдущего, обработчика в переменную oldjiandler.
.; mov	eax,dword ptr es:[87h*4]
- mov	dword ptr oldjiandler,eax
; Установить наш обработчик. 1
pushf
cli
mov word ptr es:[87h*4], offset int_handler
mov . word ,ptr es:[87h*4+2], seg intjiandler
‘ popf
; Тело программы.
г [...] 
; Восстановить предыдущий обработчик.
push	0
pop pushf  cli	es
mov	eax,word ptr old_handler
mov popf	word ptr es:[87h*4],eax
Хотя прямое изменение таблицы векторов прерываний и кажется достаточно
удобным, все-таки это не лучший подход к установке обработчика прерывания,
и пользоваться им следует только в исключительных случаях, например внутри
обработчиков прерываний. Для обычных программ DOS предоставляет две сис-
темные функции: 25h и 35h - установить и считать адрес обработчика прерыва-
ния, которые и рекомендуются к использованию в обычных условиях:
Скопировать	адрес предыдущего обработчика	в переменную oldjiandler.
mov	ax,3587h	АН = 35h, AL = номер прерывания.
int	21h	Функция DOS: считать адрес обработчика прерывания.
mov	word ptr oldjiandler, bx	Возвратить смещение в ВХ
mov	word ptr old_handler+2,es	и сегментный адрес в ES. Установить наш обработчик.
mov	ax,2587h	АН = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx.seg intjiandler	Сегментный адрес -
mov	ds,dx	в DS,	/
mov	dx,offset int_handler	смещение в ОХ.
: int	21h	Функция DOS: установить обработчик в тело программы (не забывайте, что ES изменился после вызова функции 35h!)
?? [...]		
Восстановить	предыдущий обработчик	
Ids	dx,old_handler ; Сегментный адрес в OS и смещение в DX.	
’’; mov	ax,2587h	; АН = 25h, AL = номер прерывания.	
int	21h	; Установить обработчик.	
248	fl
Сложные приемы программирования
Обычно обработчики прерываний применяют с цёлью обработки прерывания
от внешних устройств или с целью обслуживания запросов других программ. Эти
возможности рассмотрены далее, а здесь приведен пример использования обыч-
ного обработчика прерывания (или, в данном случае, исключения ошибки) для
того, чтобы быстро найти.минимум и максимум в большом массиве данных.
; Процедура jsinmax.
; Находит минимальное и максимальное значения в массиве слов.
; Вход: DS:ВХ = адрес начала массива
; СХ = число элементов в массиве
; Выход:
;	АХ = максимальный элемент
;	ВХ = минимальный элемент
minmax	proc near	-
; Установить наш обработчик прерывания 5.
push	О
pop	es
mov	eax.dword ptr es:[5*4]
mov	dword ptr old_int5,eax
mov	word ptr es:[5*4],offset int5_handler
mov	word ptr es:[5*4]+2,cs
; Инициализировать минимум и максимум первым		элементом массива.
mov	ax,word ptr [bx]	
R1OV	word ptr lower_bound,ax	
mov	word ptr ,upper_bound,ax	
; Обработать массив.		
mov	di, 2	Начать co второго элемента.
bcheck:		
mov	ax,word ptr [bx][di]	Считать элемент в АХ.
bound	ax,bounds	;	Команда BOUND вызывает исключение - ошибку 5, если АХ не находится в пределах lower_bound/upper_bound.
add	di,2	;	Следующий элемент.
loop	bcheck	;	Цикл на все элементы.
; Восстановить	предыдущий обработчик.	
mov .	eax.dword ptr old_int5	
mov	dword ptr es:[5*4],eax	
; Вернуть результаты.		
mov	ax,word ptr 'upper_bound	
mov	bx.word ptr lower_bound	
. ret		
bounds:		
lower_bound	dw	?	
upper_bound	dw	?	/
old_int5	dd ' ?	
Обработчик INT 5 для процедуры minmax.
Сравнить AX co значениями upper_bound и lower_bound и копировать
AX в один из них. Обработчик не обрабатывает конфликт между
Перехват прерываний
ITT ii I_____1249
; искаючениаи SOUND и программным прерыванием распечатки экрана INT 5.
; Нажатие клавиши PrtScr в момент работы процедуры mirwiax приведет
; к ошибке. Чтобы это исправить* можно, например, проверять7" байт,
; на который, указывает адрес возврата,, если это OCDh
; (код команды INT), то обработчик бцл вызван как.'ХИТ 5*
int5_handler proc far
cmp	ax,word ptr lower_bound	;	Сравнить	AX с нижней	границей,
jl	its_lower	;	Если не	меньше -
; это было нарушение
mov	word ptr upper_bound,ах	;	верхней	границы,
iret	'
its_lower:	'	/
mov word ptr lower_bound,ax ; Иначе это было нарушение
iret	.	; нижней границы.
int5_handler endp
mi птах	endp
Разумеется, вызов исключения при ошибке занимает много времени, но, если
массив достаточно большой и неупорядоченный, значительная часть проверок
будет происходить без ошибок и быстро.
При помощи собственных обработчиков исключений можно справиться и с дру-
гими особыми ситуациями, например обрабатывать Деление на ноль и остальные
исключения, которые возникают в Программе. В реальном режиме есть вероят-
ность столкнуться всего с шестью исключениями:
□	#DE (деление на ноль) - INT 0 - ошибка, появляющаяся при переполнении
и делении на ноль. Как для любой ошибки, адрес возврата указывает на оши-
бочную команду;
□	#DB (прерывание трассировки) - INT 1 - ловушка, возникающая после вы-
полнения каждой команды, если флаг TF установлен в 1. Используется от-
ладчиками, действующими в реальномрежиме;
□	#OF (переполнение) - INT 4 - ловушка, возникающая после выполнения
команды INTO, если флаг OF установлен;
□	#BR (переполнение при BOUND) - INT 5 - уже рассмотренная нами ошиб-
ка, которая происходит при выполнении команды BOUND;
□	#UD (недопустимая команда) - INT 6 - ошибка, возникающая при попытке
выполнить команду, отсутствующую на данном процессоре;
□	#NM (сопроцессор отсутствует) - INT 7 - ошибка, появляющаяся при по-
пытке выполнить команду FPU, если FPU отсутствует.
5.8.2.	Прерывания от внешних устройств
Прерывания от внешних устройств, или аппаратные прерывания, - это то, что
понимается под термином «прерывание». Внешние устройства (клавиатура, диско-
вод, таймер, звуковая карта и т. д.) подают сигнал, по которому процессор преры-
вает выполнение программы и передает управление на обработчик прерывания.
Всего на персональных компьютерах используется 15 аппаратных прерываний,
хотя теоретически возможности архитектуры позволяют довести их число до 64.
Сложные приемы программирования
I	.
Рассмотрим их кратко в порядке убывания приоритетов («прерывание имеет
более высокий приоритет» означает, что, пока не завершился его обработчик, пре-
рывания с низкими приоритетами будут ждйть своей очерёди):
□	IRQO (INT 8) - прерывание системного таймера, вызывается 18,2 раза в се-
кунду. Стандартный обработчик этого прерывания вызывает INT ICh при
каждом вызове, так что, если программе необходимо только регулярно полу-
чать управление, а не перепрограммировать таймер, рекомендуется исполь-
зовать прерывание ICh;
□	IRQ1 (INT 9) - прерывание клавиатуры, вызывается при каждом нажатии
и отпускании клавиши на клавиатуре. Стандартный обработчик этого преры-
вания выполняет довольно много функций, начиная с перезагрузки по Ctrl-
Alt-Del и заканчивая помещением кода клавиши в буфер клавиатуры BIOS;
□	TRQ2 - к этому входу на первом контроллере прерываний подключены ап-
паратные прерывания IRQ8 - IRQ15, но многие BIOS перенаправляют IRQ9
на INT OAh;
□	IRQ8 (INT 70h) - прерывание часов реального времени, вызывается часами
реального времени при срабатывании будильника и если они установлены
на генераций периодического прерывания (в последнем случае IRQ8 Вызы-
вается 1024 раза в секунду);
□	IRQ9 (INT OAh или INT 71h) - прерывание обратного хода луча, вызывается
некоторыми видеоадаптерами при обратном ходе луча. Часто используется
дополнительными устройствами (например, звуковыми картами, SCSI-адап-
терами и т. д.);
□	IRQ10 (INT 72h) - используется дополнительными устройствами;
□	IRQ.11 (INT 73h) - используется дополнительными устройствами;
□	IRQ12 (INT 74Ь) - мышь на системах PS, используется дополнительными
устройствами;
□	IRQ13 (INT 02h или INT 75h) - ошибка математического сопроцессора. По
умолчанию это прерывание отключено как на FPU, так и на контроллере
прерываний;
□	IRQ14 (INT 76h) - прерывание первого IDE-контроллера «операция завер-
шена»;
□	IRQ15 (INT 77h) - прерывание второго IDE-контроллера «операция завер-
шена»;
□	IRQ3 (INT OBh) - прерывание последовательного порта COM2, вызывает-
ся, если порт COM2 получил данные;
□	IRQ4 (INT ОСЬ) - прерывание последовательного порта СОМ1, вызывается,
если порт СОМ 1 получил данные;
□	IRQ5 (INT ODh) - прерывание LPT2, используется дополнительными уст-
ройствами;
□	IRQ6 (INT OEh) - прерывание дисковода «операция завершена»;
□	IRQ7 (INT OFh) - прерывание LPT1, используется дополнительными уст-
ройствами.
Перехват прерываний
Самые полезные для! программ аппаратные прерывания - прерывания систем-
ного таймера и клавиатуры. Так как стандартные обработчики этих прерываний
выполняют множество функций, от которых зависит работа системы, их нельзя
заменять полностью, как мы поступали с обработчиком INT 5. Необходимо вы-
звать Предыдущий обработчик, передав ему управление следующим образом
(если его адрес сохранен в переменной old_handler - см. примеры ранее):
pushf	.
call old_handler
Данные команды выполняют действие, аналогичное команде INT; (сохранить
флаги в стеке и передать управление подобно команде call), поэтому, когда обра-
ботчик завершится командой IRET, управление вернется в нашу программу. Так
удобно вызывать предыдущий обработчик в начале собственного. Другой способ -
простая команда jmp:
jmp cs:old_handler
приводит к тбму, что по выполнении команды IRET старым обработчиком управле-
ние сразу же перейдет к прерванной программе. Этот способ применяют, если нужно,
чтобы сначала отработал новый обработчик, а потом он передал управление старому.
На следующем примере посмотрим, как осуществляется перехват прерывания
от таймера:
; timer.asm
; Демонстрация перехвата прерывания системного таймера: вывод тгекущего времени
; в Левом углу экрана.
.model tiny
. code
.186	; Для pusha/popa и сдвигов.
org 100h
start	proc	near
; Сохранить адрес предыдущего.обработчика прерывания 1Ch.
mov	ax,351Ch	; AH = 35h, AL = номер прерывания.
int	21h	; Функция DOS: определить адрес обработчика
mov	word ptr old_int1Ch,bx	; прерывания
mov	word ptr old_int1Ch+2,es	; (возвращается в ES:BX).
Установить	наш обработчик.	
mov	ax,251Ch	; АН = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx,offset int1Ch_handler	; OS:DX - адрес обработчика.
int	21h	; Установить обработчик прерывания ICh.
; Здесь размещается собственно программа, например вызов command.com.
mov ah,1
int 21h	'	; Ожидание нажатия на любую клавишу.
; Конец программы.
; Восстановить предыдущий обработчик прерывания ICh.
mov	ах,251Ch	; АН = 26h,. AL = номер прерывания.
mov dx.word ptr old_int1Ch+2
I с	j	5 1 £^4-.	|	1	;	Mill		Сложные приемы программирована
mov mov Int	ds,dx dx.wbrd 21h	ptr cs:	old_int1Ch	; DS:DX - адрес обработчика.
ret	 ;		
old_int1Ch start_position start	dd dw endp	? 0	; Здесь хранится адрес предыдущего обработчика. ; Позиция на экране, в которую выводится ; текущее время.
; Обработчик для ; Выводит текущее	прерывания 1Ch. время в позицию start_position на экране (только в.текстовом режиме		
int1Ch_handler pusha push push	proc es ds	far	; Обработчик аппаратного прерывания ; должен сохранять ВСЕ регистры.
' push pop - mov int jc-	CS ds ah,O2h 1Ah exit-handler		; На входе в обработчик известно только ; значение регистра CS. ; Функция 02h прерывания 1Ah:. ; Чтение времени из RTC. ; Если часы заняты - в другой раз.
AL = час в BCD-формате.
call mov mov	bcd2asc byte ptr output_line[2]„ah byte ptr output_line[4],al	; Преобразовать в ASCII. ; Поместить их в ; строку output-line.
‘	mov	al,cl	; CL = минута в BCD-формате.
call	bcd2asc	-
mov	byte ptr output_line[10],ah	
mov	byte ptr output_line[12],al	
mov	al,dh	z	; DH = секунда в BCD-формате.
call	bcd2asc	
mov	byte ptr output_line[16],ah	
mov	byte ptr output_line[18],al	
mov	cx,output_line_l	; Число байтов в строке - в СХ.
push	OB800h	
pop	es	; Адрес в видеопамяти -
mov	di,word ptr start_position	; в ES:DI.
mov	si,offset output-line	; Адрес строки в DS:SI.
cld		!
rep	movsb	; Скопировать строку.
exit-handler:		
pop	ds	; Восстановить все регистры.
pop	es	
рора
jmp cs:old_int1Ch ; Передать управление предыдущему обработчику.
Процедура bcd2asc.
Преобразует старшую цифру упакованного BCD-числа из AL в ASCII-Символ,
Перехват прерываний	lllnHMHMi			253
; который будет bcd2asc mov and	помещен в АН, а младшую цифру - в А8С1Ьсимвол в AL. proc near	’ ah,al al.OFh	; Оставить младшие	4 бита в	AL.
shr	ah,4	'	; Сдвинуть старшие	4 бита в	АН.
or	ax,3030h	; Преобразовать в ,	ASCII-символы.	
ret bcd,2asc ; Строка " OOh output-line output_line_l intICh handler	endp 00:00" с атрибутом 1Fh (белый на синем) после каждого db	’ 1,1Fh,’О’,1Fh,’0’,IFh,’h’,IFh db	’ , 1Fh, ’ 0’, 1Fh, ’ 0’, 1Fh, ’: ’, 1Fh db	’O’,IFh, ’0’,IFh, ’ ’,1Fh equ $-output_line endp •	символа.	
end ’	start
Если в этом примере вместо ожидания нажатия на клавишу поместить какую-
нибудь программу, работающую в текстовом режиме, например tinyshell из разде-
ла 4.10, она выполнится как обычно, но в правом верхнем углу будет постоянно
показываться текущее время, то есть такая программа будет осуществлять два
действия одновременно. Именно для этого и применяется механизм аппаратных
прерываний - они позволяют процессору выполнять одну программу, в то время
как отдельные программы следят за временем, считывают символы из клавиату-
ры и помещают их в буфер, получают и передают данные через последовательные
и параллельные порты и даже обеспечивают многозадачность, переключая про-
цессор между разными задачами по прерыванию системного таймера.
Разумеется, обработка прерываний не должна занимать много времени: если
прерывание происходит достаточно часто (например, прерывание последователь-
ного порта может происходить 28 800 раз в секунду), его обработчик обязательно
должен выполняться за более короткое время. Если, например, обработчик пре-
рывания таймера будет выполняться 1/32,4 секунды, то есть половину времени
между прерываниями, вся система станет работать в два раза медленнее. А если
еще одна программа с таким же долгим обработчиком перехватит это прерыва-
ние, система остановится совсем. Именно поэтому обработчики прерываний при-
нято писать исключительно на ассемблере.
5.8.3.	Повторная входимость
Пусть у нас есть собственный обработчик программного прерывания, который
вызывают обработчики двух аппаратных прерываний, и пусть эти аппаратные
прерывания произошли сразу одно за другим. В этом случае может получиться
так, что второе аппаратное прерывание осуществится тогда, когда еще не закон-
чится выполнение нашего программного обработчика. .В большинстве случаев это
не приведет ни к каким проблемам, но, если обработчик обращается к каким-либо
переменным в памяти, могут произойти редкие» невоспроизводимые сбои в его ра-
боте. Например, пусть в обработчике есть некоторая переменная counter, исполь-
зуемая как счетчик, производящий подсчет от 0 до 99:
_L IILiJ
Сложные приемы программирование
mov	al,byte	ptr^counter	; Считать счетчик в AL.
cmp	al,100	f	; Проверить его на переполнение
jb	counter.	.ok	; Если счетчик достиг 100,
; »> здесь произошло второе прерывание «<
sub	al, 100	; вычесть 100
mov	byte ptr counter,al ; и сохранить счетчик.
counter_ok:
Если значение счетчика было, например, 102, а второе прерывание произошло
после проверки, но до вычитания 100, второй вызов обработчика получит то же
значение 102 и уменьшит его на 100. Затем управление вернется, и следующая
команда sub al,100 еще раз уменьшит AL на 100 и запишет полученное число - 98
на место. Если затем по значению счетчика вычисляется что-нибудь вроде адреса
в памяти для записи, вполне возможно, что произойдет ошибка. О таком обработ-
чике прерывания говорят, что он не является повторно входимым.
Чтобы защитить подобные критические участки кода, следуёт временно зап-
ретить прерывания, например так:
cli	; Запретить прерывания.
mov	al,byte ptr	counter
cmp	al,100
jb «	counter_ok
sub	al,100	,
mov	byte ptr counter,al
counter_ok:
sti	; Разрешить прерывания.
Следует помнить, что, пока прерывания запрещены, система/не отслеживает
изменения часов, не получает данных с клавиатуры, поэтому прерывания надо
обязательно, при первой возможности, разрешать. Всегда лучше пересмотреть
используемый алгоритм и, например, хранить локальные переменные в стеке или
применить специально разработайную команду CMPXCHG, которая позволяет
одновременно провести сравнение и запись в глобальную переменную.
К сожалению, в MS DOS самый важный обработчик прерываний в системе -
обработчик INT 21b- не является повторно входимым. В отличие от прерыва-
ний BIOS, обработчики которых используют стек прерванной программы, обра-
ботчик системных функций DOS записывает в SS:SP адрес дна одного из трех
внутренних стеков DOS. Если функция была прервана аппаратным прерывани-
ем, обработчик которого вызвал другую функцию DOS, она будет пользоваться
тем же стеком, затирая все, что туда поместила прерванная функция. Когда
управление вернется в прерванную функцию, в стеке окажется мусор и произойдет
ошибка. Лучший выход - вообще не использовать прерывания DOS из обработ-
чиков аппаратных прерываний, но если это действительно нужно, то принять не-
обходимые меры предосторожности. Если прерывание произошло в тот момент,
когда не выполнялось никаких системных функций DOS, ими можно безбоязнен-
но пользоваться. Чтобы определить, занята DOS или нет, надо сначала, до уста-
новки собственных обработчиков, выяснить адрес флага занятости DOS.
Перехват прерываний
I Н I I 255
Функция DOS 34h: Определить адрес флага Занятости DOS -
Вход: АН - 34h
Выход: ES:BX - адрес однобайтного флага занятости DOS
ES:BX - 1 - адрес однобайтного флага критической ошибки DOS
Теперь обработчик прерывания может проверять состояние этих флагов и, если
оба флага равны нулю, разрешается свободно пользоваться функциями DOS.
Если флаг критической ошибки не ноль, никакими функциями DOS пользо-
ваться нельзя. Если флаг занятости DOS не ноль, можно пользоваться только
функциями Olh - OCh, а чтобы воспользоваться какой-нибудь другой функцией,
придется отложить действия до тех пор, пока DOS не освободится.’Чтобы это
выполнить, следует сохранить номер функции и параметры в каких-нибудь пере-
менных в памяти и установить обработчик прерывания 8h или ICh. Этот обра-
ботчик будет при каждом вызове проверять флаги занятости и, если DOS освобо-
дилась, вызовет функцию с номером и параметрами, оставленными в переменных
в памяти. Кроме того, участок программы после проверки флага занятости - кри-
тический, и прерывания должны быть запрещены. Не все функции DOS возвра-
щаются быстро - функция чтения символа с клавиатуры может оставаться в та-
ком состоянии минуты, часы или даже дни, пока пользователь не вернется и не
нажмет на какую-нибудь клавишу, и все это время флаг занятости DOS будет
установлен в 1. В DOS предусмотрена и такая ситуация. Все функции ввода сим-
волов с ожиданием вызывают INT 28h в том же цикле, в котором они опрашива-
ют клавиатуру, так что, если установить обработчик прерывания 28h, из него мож-
но вызывать все функции DOS, кроме 01 - OCh.
Пример вызова DOS из обработчика прерывания от внешнего устройства рас-
смотрен чуть ниже, в резидентных программах. А сейчас следует заметить, что
функции BIOS, одну из которых мы вызывали в нашем примере timer,asm, также
часто оказываются не повторно входймыми. В частности, этим отличаются обра-
ботчики дрограммных прерываний 5,8,9, OBh, OCh, ODh, OEh, lOh, 13h, 14h, 16h,
17h. Поскольку BIOS не предоставляет какого-либо флага занятости, придется
создать его самим:
int10_handler	proc far	
inc	cs:byte ptr int10_busy	; Увеличить флаг занятости.
pushf		; Передать управление старому ; обработчику INT 10h,
call	cs:dword ptr old_int10	; эмулируя команду INT.
dec	cs:byte ptr int10_busy	; Уменьшить флаг занятости.
iret		
int10_busy	db	0	/
int10_handler	endp	
Теперь обработчики аппаратных прерываний могут пользоваться командой
INT IQh, если флаг занятости intlO busy равен нулю, и это не приведет к ошиб-
кам, если не найдется чужой обработчик прерывания, который тоже станет обра-
щаться к INT 1 Oh и не будет ничего знать о нашем флаге занятости.
Сложные приемы программирована
5.9.	Резидентные программы
Программы, остающиеся в памяти после того, как управление возвращаете
в DOS, называются резидентными. Превратить программу в резидентную пр'осто
достаточно вызвать специальную системную функцию DOS.
Функция DOS 31h: Оставить программу резидентной
Вход: АН = 31h
AL = код возврата
DX = размер резидента в 16-байтных параграфах (больше 06h), счита
от начала PSP
Кроме того, существует и иногда используется предыдущая версия этой фун
кции - прерывание 27h:
INT 27h\ Оставит/, программу резидентной
Вход: АН = 27h
DX = адрес последнего байта программы (считая от начала PSP) + 1
Эта функция не может оставлять резидентными программы размером больнь
64 Кб, но многие программы, написанные на ассемблере, соответствуют этому уело
вию. Так как резидентные программы уменьшают объем основной памяти, их все
гда пишут на ассемблере и оптимизируют для достижения минимального размера
Никогда не известно, по каким адресам в памяти оказываются загруженные
в разное время резидентные программы, поэтому единственным несложным спо
собом получения управления является механизм программных и аппаратных пре-
рываний. Принято разделять резидентные программы на активные и пассивные
в зависимости от того, перехватывают ли они прерывания от внешних устройств
или получают управление, только если программа специально вызовет команду
INT с нужным номером прерывания и параметрами.
5.9.1.	Пассивная резидентная программа
В качестве первой резидентной программы рассмотрим именно пассивный
резидент, который будет активизироваться при попытке программ вызывать
INT 2lh и запрещать удаление файлов с указанного диска.
; tsr.asm -
; Пример пассивной резидентной программы. ,
; Запрещает удаление файлов на диске, указанном в командной строке, всем
; программам, использующим средства DOS.
.model	tiny		
.code			
org	2Ch		
envseg	dw	?	; Сегментный адрес копии окружения DOS.
org	80h .		
cmd_len	db	?	; Длина командной строки.
cmd_line	db	?	; Начало командной строки.
org	100h		; СОМ-программа.
Резидентные программы		ИММЯМНВВ
start:		
old_int21h:		
jmp	short initialize	; Эта команда занимает 2 байта, так что
	dw	0	; вместе с ними получим
		; old_int21h dd ?.
irrt21h_handler	. proc far	; Обработчик прерывания 21h.
pushf		; Сохранить флаги.
emp	ah,41h	; Если вызвали функцию 41h (удалить
je .	fn41h	; файл)
emp	ax,7141h	; или 7141h (удалить файл с длинном именем),
je	fn41h	начать наш обработчик.
jmp	short not_fn41h	; Иначе - передать управление предыдущему обработчику.
fn41h:		
push	ax ’	Сохранить модифицируемые
push	bx	регистры.
mov	bx,dx	
emp	byte ptr ds:[bx+1],': ’	Если второй символ ASCIZ-строки, переданной INT 21 h, двоеточие - первый символ должен быть именем диска.
je	full_spec	
mov	ah,19h	Иначе -
int	21h	.	'	функция DOS 19h - определить текущий диск.
add	al,’A’	Преобразовать номер диска к заглавной букве.
jmp	short compare	Перейти к сравнению.
full_spec:		
mov	al,byte pfr [bx]	AL = имя диска из ASCIZ-строки.
and	al,11011111b	Преобразовать к заглавной букве.
compare:		
emp	al,byte ptr cs:cmd_line[r	; Если диски
je	access_denied	совпадают - запретить доступ.
pop	bx	Иначе - восстановить
pop	ax	регистры
not_fn41h:		
popf	-	и флаги
jmp	dword ptr cs:old_int21h	и передать управление предыдущему обработчику INT 21h.
access_denied:		
POP	bx	Восстановить регистры.
pop	ax	
popf		
pusti	bp	
mov	bp.sp	
or	word ptr [bp+6],1	Установить флаг переноса (бит 0) в регистре флагов, который поместила команда INT в стек перед адресом возврата.
pop	bp	
9 Зак. 459
|258 !	!	!	Mil Сложные приемы программировали	
mov , iret int21h_handler.	ax, 5 endp	; Возвратить код ошибки "доступ ^запрещен ; Вернуться в. программу.
initialize cmp jne . cmp jne mov and crop jb cmp ja	proc near byte ptr cmd_len,3 not.install byte ptr cmd_line[2], ’:' not_install al,byte ptr cmd__line[1] al,11011111b al,‘A’ not_install al.’Z’ not_install	Проверить размер командной строки (должно быть 3 - пробел, диск, двоеточие Проверить третий символ командной строки (должно быть двоеточие Преобразовать второй символ к заглавной букве. Проверить, что это не меньше "А" и не больше "Z". •	. Если хоть одно из этих условий не выполняется - выдать информацию о программе и выйти.	, i Иначе - начать процедуру инициализации
mdv . • int mov mov	ax,3521h 21h word ptr old_int21h,bx word ptr old_int21h+2,es	АН = 35h, AL = номер прерывания. Получить адрес обработчика INT 21h и пойестить его в old_int21h. >
mov mov int	ax,2521h dx,offset int21h_handler 21h	АН = 25h, AL = номер прерывания. DS:DX - адрес нашего обработчика. Установить обработчик INT 21h.
mov mov int	ah,49h es.word ptr envseg 21h	АН = 49h. ES = сегментный адрес блока с нашей копией окружения DOS. Освободить память из-под окружения.
mov int	dx,offset initialize 27h	DX - адрес первого байта за концом резидентной части программы. Завершить выполнение, оставшись резидентом.
not_install: mov mov Int ret	ah, 9 dx,offset usage 21h	АН = 09h DS: DX = адрес строки с информацией об использовании программы. Вывод строки на экран. Нормальное завершение программы.
; Текст, который usage	выдает программа при запуске с неправильной командной строкой: db	"Использование: tsr.com 0:",ODh,OAh db	"Запрещает удаление на диске D:",ODh,OAh db	
initialize end	endp start	
Резидентные программы
Если запустить эту программу с командной строкой D:, никакой файл на дис-
ке D нельзя будет удалить командой Del, средствами оболочек типа Norton
Commander и большинством программ для DOS. Действие этого запрета, однако,
не будет распространяться на оболочку Far, которая использует системные функ-
ции Windows API, и на программы типа Disk Editor, обращающиеся с дисками при
помощи функций BIOS (INT 13h). Несмотря на то что мы освободили память,
занимаемую окружением DOS (а это могло быть лишних 512 или даже 1024 бай-
та), наша программа все равно занимает в памяти 352 байта потому, что первые
256 байт отводятся для блока PSP. Существует возможность оставить программу
резидентной без PSP - для этого инсталляционная часть программы должна ско-
пировать резидентную часть с помощью, например, movs в начало PSP. Но при
этом возникает сразу несколько проблем: во-первых, команда INT 27h, так же как
и функция DOS 31 h, использует данные из PSP для своей работы; во-вторых, код
резидентной части должен быть написан для работы с нулевого смещения, а не со
100h, как обычно; и, в-третьих, некоторые программы, исследующие выделенные
блоки памяти, определяют конец блока по адресу, находящемуся в PSP програм-
мы - владельца блока со смещением 2. С первой проблемой можно справиться
вручную, создав отдельные блоки памяти для резидентной и инсталляционной
частей программы, новый PSP Для инсталляционной части и завершив програм-
му обычной функцией 4Ch или INT 20h. Реальные программы, делающие это, су-
ществуют (например, программа поддержки нестандартных форматов дискет
PU_1700), но мы не будем чрезмерно усложнять наш первый пример и скопиру-
ем резидентную часть не в позицию 0, а в позицию 80h, то есть, начиная
с середины PSP, оставив в нем все значения, необходимые для нормальной рабо-
ты функций DOS.
Прежде чем это сделать, заметим, что и номер диска, и адрес предыдущего .
обработчика INT 21h изменяются только при установке резидента и являются
константами во время всей его работы. Более того, каждое из этих чисел исполь-
зуется только по одному разу. В таких условиях оказывается, что можно вписать
номер диска и адрес перехода на старый обработчик прямо в код программы.
Кроме того, после этого наш резидент не будет больше ссылаться ни на какие .
переменные с конкретными адресами, а значит, его код становится перемещаемым,
то есть его можно выполнять, скопировав в любую область памяти.
; tsrpsp.asm
; Пример пассивной резидентной программы с Переносом кода в PSP.
; Запрещает удаление файлов на диске, указанном в командной строке,
; всем программам, использующим средства DOS.
	.model	tiny	
	.code		
	org	2Ch	
envseg	dw	?	; Сегментный адрес копии окружения DOS
	org	80h	
cmd_len	db	?	; Длина командной строки.
cmd_line	db	?	; Начало командной строки.
	org	100h	; СОМ-программа.
|260 i i	It Сложные приемы программирован!	
start:		
old_int21h:		
jmp	short initialize	Переход на инициализирующую часть.
int2lh_handler	proc far	Обработчик прерывания 21h.
pushf		Сохранить флаги.
cmp	. ah,41h	Если вызвали функцию 41h
je	fn41h	(удалить файл)
cmp	ax,7141h	или 714111 (удалить файл
je;	fn41h	с длинным именем), начать наш обработчик.
jmp	short not_fn41h	Иначе - передать
		управление предыдущему обработчику.
fn41h:		
push	ax	Сохранить модифицируемые
push	bx	регистры.
mov	bx,dx	Можно было бы использовать
cmp	byte ptr [bx+1],’	адресацию [edx+1], нов старшем слове EDX совсем необязательно 0. ’ ; Если второй символ ASCIZ-строки,
		переданной INT 21h, двоеточие, первый
je	full_spec	символ должен быть именем диска.
mov	- ah,19h	Иначе:
- int	21h	функция DOS 19h - определить
		текущий Диск.
add	al, ’A'	Преобразовать номер диска
		к заглавной букве.
jmp	short compare	Перейти к сравнению.	1
full_spec;		
mov	al,byte ptr [bx]	AL = имя диска из ASCIZ-строки.
and	al,11011111b	Преобразовать к заглавной букве.
compare:		
	db	3Ch	Начало кода команды СМР AL,. число.
drive_letter:	db	’Z’	Сюда процедура инициализации
		впишет нужную букву.
POP	bx	Эти регистры больше не
POP	ax	понадобятся. Если диски совпадают -
je	access_denied	запретить доступ.
not_fn41h:		
Popf		Восстановить флаги и передать
		управление предыдущему
		обработчику INT 21 h
	db	OEah	;	Начало кода команды
		JMP, число FAR.
old_int21h	dd	0	;	Сюда процедура инициализации
		запишет адрес предыдущего
		обработчика INT 21h.
Резидентные программы
261
access_denied:
popf		
push	bp	
mov	bp, sp	Чтобы адресоваться в стек в реальном режиме,
or	word ptr [bp+6],1	установить флаг переноса (бит 0) в регистре флагов, который поместила команда INT в стек перед адресом возврата.
.Pop	bp	
mov	ax, 5	Возвратить код ошибки "доступ запрещен'
iret		Вернуться в программу.
int21h_handler	endp	
tsr_length	equ ' $-int21h_handler	
initialize	proc near	
emp	byte ptr cmd_Ien,3	Проверить размер командной строки
jne	not_install	(должно быть 3 - пробел, диск, двоеточие).
emp	byte ptr cmd_line[2], ’	Проверить третий символ командной
jne	not_install	строки (должно быть двоеточие).
mov	al,byte ptr cmd_line[1]	
and	al,11011111b	Преобразовать второй символ к заглавной букве.
emp	al,’A’	Проверить, что это не меньше "А"
jb	not_install	и не больше
emp	al.’Z’	"Z".
ja	not_install	Если хоть одно из этих условий не выполняется - выдать информацию о программе и выйти. Иначе - начать процедуру инициализации.
mov	byte ptr drive_letter,al	Вписать имя диска в код резидента.
push	es	
mov	ax,3521h	АН = 35h, AL = номер прерывания.
int	21h	Получить адрес обработчика INT 21 h
mov	word ptr old_int21h,bx	и.вписать его в код резидента.
mov	word ptr old_int21h+2,es	
pop	es	
eld		Перенос кода резидента,
mov	si,offset int21h_handler	начиная'с этого адреса,
mov	di,80h	в PSP:0080h.
rep	movsb	
 262 i ! i	Mini Сложные приемы программирован)'	
mov	г ax,2521h	z AH = 25h, At = номер прерывания.
mov	dx,0080h	DS:DX - адрес нашего обработчика.
int	21h	Установить обработчик INT 21 h.
mov	ah,49h	АН = 49h
mov	es.word ptr envseg	ES = сегментный адрес блока с нашей копией окружения DOS.
int	2Th '	Освободить память из-под окружения.
mov	dx,80h+tsr_length	DX - адрес первого байта за концом резидентной части программы.
int	27h	Завершить выполнение, оставшись резидентом.
not.install:		
mov	ah, 9	АН = 09h.
mov	dx,offset usage	DS:DX - адрес строки с информацией об использовании программы.
int	21h	Вывод строки на экран.
ret’		Нормальное завершение программы.
; Текст, который	выдает программа при.запуске	
; с неправильной	командной строкой:	
usage	db	"Usage: tsr.com D	",ODh,OAh
	db	"Denies delete on	drive D:",ODh,OAh
	db	"$"	
initialize	endp end	start	
Теперь эта резидентная программа занимает в памяти только 208 байт.
5.9.2.	Мультиплексорное прерывание
Если вы запустите предыдущий пример несколько раз, с разными или даже оди-
наковыми именами дисков в командной строке, объем свободной памяти DOS вся-
кий раз будет уменьшаться на 208 байт, то есть каждый новый запуск устанавлива-
ет дополнительную копию резидента, даже если она идентична уже установленной.
Разумеется, это неправильно - инсталляционная часть обязательно должна уметь
определять, загружен ли уже резидент в памяти перед его установкой. В нашем
случае это не приводит ни к каким последствиям, кроме незначительного умень-
шения объема свободной памяти, но во многих чуть более сложных случаях мо-
гут возникать различные проблемы; например многократное срабатывание актив-
ного резидента по каждому аппаратному прерыванию, которое он перехватывает.
Для того чтобы идентифицировать себя в памяти, резидентные программы
обычно или устанавливали обработчики для неиспользуемых прерываний, или
Резидентные программы
вводили дополнительную функцию в используемое прерывание. Например: наш
резидент мог бы проверять вобработчике INT 21 h АН на равенство какому-ни-
будь числу, не соответствующему функции DOS, и возвращать в, например, AL
код, означающий, что резидент присутствует. Очевидная проблема, связанная
с таким подходом, - вероятность того, что кто-то другой выберет то же неисполь-
зуемое прерывание или что будущая версия DOS станет использовать ту же фун-
кцию. Именно для решения этой проблемы, начиная с версии DOS 3.3, был пре-
дусмотрен специальный механизм, позволяющий разместить до 64 резидентных
программ в памяти одновременно, - мультиплексорное прерывание.
INT 2Fh: Мультиплексорное прерывание
Вход: АН “ идентификатор программы  #	
00h - 7Fh зарезервировано для DOS/Windows
0B8h - OBFh зарезервировано для сетевых функций
ОСОБ - OFFh отводится для программ
AL - код функции
00h - проверка наличия программы
остальные функции - свои для каждой программы
ВХ, СХ, DX - 0 (так как некоторые программы выполняют те или иные
действия в зависимости от значений этих регистров)
Выход:
Для подфункции AL - 00h, если установлен резидент с номером АН, он дол-
жен вернуть OFFh в AL и какой-либо идентифицирующий код в других регист-
рах, например адрес строки с названием и номером версии. Оказалось, что такого
уровня спецификации совершенно недостаточно и резидентные программы по-
прежнему работали по-разному, находя немало способов конфликтовать между
собой. Поэтому появилась новая спецификация - AMIS (альтернативная специ-
фикация мультиплексорного прерывания). Все резидентные программы, следую-
щие этой спецификации, обязаны поддерживать базовый набор функций AMIS,
а их обработчики прерываний должны быть написаны в соответствии со стандар-
том IBM ISP, который делает возможным выгрузку резидентных программ из
памяти в любом порядке.
Начало обработчика прерывания должно выглядеть следующим образом:
+00h: 2 байта -0EBh,10h (команда jmp short на первый байт после этого блока)
+02h: 4 байта - адрес предыдущего обработчика: именно по адресу, хранящемуся
здесь, обработчик должен выполнять call или jmp
+06h: 2 байта ~ 424Bh - сигнатура ISP-блока
+08h: байт - 80h, если это первичный обработчик аппаратного прерывания (то
есть он посылает контроллеру прерываний сигнал EOI)
00h, если это обработчик программного или дополнительный об-
работчик аппаратного прерывания
+09h: 2 байта - команда jmp short на начало подпрограммы аппаратного сброса -
обычно состоит из одной команды IRET
+0Bh: 7 байт -зарезервировано
264 L К II
Сложные приемы программирован
Все стандартное общение с резидентной программой по спецификации AN
происходит через прерывание 2Dh. При установке инсталляционная часть ре;
дентной программы должна проверить, нет ли ее копии, просканировав все ид<
тификаторы от 00 до OFFh, и, если нет, установить обработчик на первый своб<
ный идентификатор.
INT2Dh: Мультиплексорное прерывание AMIS	х
Вход: АН = идентификатор программы
AL = 00: проверка наличия
AL = 01: получить адрес точки входа
AL = 02: деинсталляция
AL = 03: зайрос на активизацию (для «всплывающих» программ)
AL = 04:получить список перехваченных прерываний
AL = 05: получить список перехваченных клавиш
AL = 06: получить информацию о драйвере (для драйверов устройст
AL = 07 - OFh - зарезервировано для AMIS
AL = IFh - OFFh - свои для каждой программы
Выход: AL = 00h, если функция не поддерживается
Рассмотрим функции, описанные в спецификации AMIS как обязательные.
INT2Dh AL = OOh: Функция AMIS - проверка наличия резидентной программ:
Вход: АН = идентификатор программы
AL = 00h
Выход: AL - 00h, если идентификатор не занят
AL “ OFFh, если идентификатор занят
'СН = старший номер версии программы
CL = младший номер версии программы
DX:DI = адрес AMIS-сигнатуры, по первым 16 байтам которой и про
исходит идентификация.
Первые 8 байт - имя производителя программы; следующие 8 байт -
имя программы; затем или 0 или ASCIZ-строка с опи
санием программы, не больше 64 байт.
INT2Dh AL = 02h: Функция AMIS - выгрузка резидентной программы из памятг
Вход: АН = идентификатор программы
AL = 02h
DX:BX = адрес, на который нужно передать управление после выгрузки
Выход:
AL = Olh - выгрузка не удалась
AL - 02h - выгрузка сейчас невозможна, но произойдет чуть позже
AL = 03h - резидент не умеет выгружаться сам, но его можно выгрузить,
резидент все еще активен
ВХ = сегментный адрес резидента
AL - 04h - резидент не умеет выгружаться сам, но его можно выгрузить,
резидент больше неактивен
Резидентные программы
ВХ ~ сегментный адрес резидента
AL - 05h - сейчас выгружаться небезопасно - повторить запрос позже
AL, = 06h - резидент был загружен из CONFIG.SYS и выгрузиться не-
может, резидент больше неактивен
AL - 07h - это драйвер устройства, который не умеет выгружаться сам
ВХ - сегментный адрес
AL - OFFh с передачей управления на DX:BX -- успешная выгрузка
INT2DhAL - 02h: Функция AMIS - запрос на активизацию
Вход: АН ~ идентификатор программы
AL - 03с
Выход: AL - 00h - резидент - «невсплывающая» программа
AL - Olh - сейчас «всплывать» нельзя - повторить запрос позже
AL “ 02h - сейчас «всплыть» не могу, но «всплыву» при первой возмож-
ности
AL - 03h - уже «всплыл»
AL - 04h - «всплыть» невозможно
ВХ, СХ - коды ошибки
AL - OFFh - программа «всплыла», отработала и завершилась
ВХ - код завершения
INT2Dh AL - O4h: Функция AMIS - Получить список перехваченных прерываний
Вход: АН “ идентификатор программы
AL-04h
Выход: AL=*04h
DX:BX - адрес списка прерываний, состоящего из 3-байтных структур:
байт 1: номер прерывания (2Dh должен быть последним)
байты 2, 3: смещение относительно сегмента, возвращенного
в DX обработчика прерывания (по этому смещению должен
находиться стандартный заголовок ISP)
INT 2Dh AL - 05h: Функция AMIS - получить список перехваченных клавиш
Вход: АН = идентификатор программы
AL - 05h
Выход:
AL = OFFh - функция поддерживается
DX:BX - адрес списка клавиш:
+00h: 1 байт: тип проверки клавиши:
бит 0: проверка до обработчика INT 9
бит 1: проверка после обработчика INT 9
бит 2: проверка др обработчика INT 15h/AH - 4Fh
бит 3: проверка после обработчика INT 15h/AH = 4Fh .
бит 4: проверка при вызове INT 16h/AH ** 0, 1, 2
бит 5: проверка при вызове INT 16h/AH = 10h, 1 lh, 12h
бит 6: проверка при вызове INT 16h/AH = 20h, 21h, 22h
бит 7: 0
Сложные приемы программмровани
+01h: 1 байт: количество перехваченных клавиш
+02h: массив структур по 6 байт:
байт 1: скан-код клавиши (старший бит - отпускание клавиши, 00/80h
если срабатывание только по состоянию Shift-Ctrl-Alt и т. д.)
байты 2,3: необходимое состояние клавиатуры (формат тот же, что и в сл<
ве состояния клавиатуры, только бит 7 соответствует нажата:
любой клавиши Shift)
байты 4, 5: запрещенное состояние клавиатуры (формат тот же)
байт 6: способ обработки клавиши
бит 0: клавиша перехватывается до обработчиков
бит 1: клавиша перехватывается после обработчиков
бит 2: другие обработчики не должны «проглатывать» клавишу
бит 3: клавиша не сработает, если, пока она была нажата, нажима
ли или отпускали другие клавиши
бит 4: клавиша преобразовывается в другую
бит 5: клавиша иногда «проглатывается», а иногда передаете:
дальше
биты 6,7: 0
Теперь можнояанисать резидентную программу, и она не загрузится дваждь
в память. В этой программе установим дополнительный обработчик на аппарат
ное прерывание от клавиатуры IRQ1 (INT 9) для отслеживания комбинации кла
виш Alt-А; после их нажатия программа перейдет в активное состояние, выведет
на экран свое окно и среагирует уже на большее количество клавиш. Такие про-
граммы, активизирующиеся при нажатии какой-либо клавиши, часто называют
«всплывающими» программами, но наша программа на самом деле будет толькс
казаться «всплывающей». Настоящая «всплывающая» программа после активи-
зации в обработчике INT 9h не возвращает управление до окончания работы
пользователя. В нашем случае управление возобновится после каждого нажатия
клавиши, хотя сами клавиши будут поглощаться программой, так что ей можно
пользоваться одновременно с работающими программами, причем на скорости их
работы активный ascii.com никак не скажется.
Так же как и с предыдущим примером, программы, не использующие средства
DOS/BIOS для работы с клавиатурой, например файловый менеджер FAR, будут
получать все нажатые клавиши параллельно с нашей программой, что приведет
к нежелательным эффектам на экране. Кроме того, в этом упрощенном примере
отсутствуют некоторые необходимые проверки (например, текущий видеорежим)
и функции (например, выгрузка программы из памяти), но тем не менее это ре-
ально используемая программа. С ее помощью легко посмотреть, какой символ
соответствует какому ASCII-коду, и ввести любой символ, которого нет на клави-
атуре, в частности псевдографику.
; ascii.asm
; Резидентная программа для просмотра и ввода ASCII-символов.
; HCI:
Резидентные программы
; Alt-A - активизация программы.
; Клавиши управления курсором - выбор символа.
;	. Enter выход из программы с вводом символа.
; Esc - выход из программы без ввода символа.
; API:
; Программа занимает первую свободную функцию прерывания 2Dh
; в соответствии со спецификацией AMIS 3.6.
;	' Поддерживаются функции AMIS OOh, 02h, 03h, 04h и 05h.
; Обработчики прерываний построены в соответствии с IMB ISP.
; Адрес верхнего	левого угла окна	(23-я позиция в третьей строке).
START-POSITION	equ (80*2+23)»2	
.model	tiny	
.code		
.186		; Для сдвигов и команд pusha/popa.
org	2Ch	
envseg	dw	?	; Сегментный адрес окружения DOS.
org	lOOh	; Начало СОМ-программы.
start:		
jmp	initialize	; Переход на инициализирующую часть
hw_reset9:		
retf		; ISP: минимальный hw_reset.
; Обработчик прерывания 09h (IRQ1)
int09h_handler	proc	far
jmp	/ short	actual_int09h_handler	; ISP: пропустить блок
old_int09h	dd	?	; ISP: старый обработчик.
	dw	424Bh	; ISP: сигнатура.
	db	OOh	; ISP: вторичный обработчик.
jmp	short	hw_reset9	; ISP: ближний jmp на hw_reset.
	db	7 dup (0)'	; ISP: зарезервировано.
actual_int09h_	handler:	; Начало обработчика INT 09h.
; Сначала вызовем предыдущий обработчик, чтобы дать BIOS возможность
/обработать прерывание и, если это было нажатие клавиши, поместить код
; в клавиатурный буфер, так как мы пока не умеем работать с портами клавиатуры
; и контроллера прерываний.
pushf
call dword ptr cs:old J.nt09h
; По этому адресу обработчик INT 2Dh запишет код команды IRET
; для дезактивизации программы.
disable_point label byte
pusha	; Это аппаратное прерывание - надо
push ds	; сохранить все регистры.
push es cld	; Флаг для команд строковой обработки
2ЫП	Сложные приемы программирован»		
	push pop	0B800h es	ES = сегментный адрес видеопамяти.
	push	0040h	
	pop	ds	.	DS = сегментный адрес области данных BIOS.
	mov	di,word ptr .ds: 001 Ah	Адрес головы буфера клавиатуры.
	cmp	di,word ptr ds:OO1Ch	Если он равен адресу хвоста,
	je	exit_09h_handler	буфер пуст и нам делать нечего
	mov	ax,word ptr [di]	(например если прерывание' пришло по отпусканию клавиши). Иначе: считать символ из головы буфера
	cmp	byte ptr cs:we_are_active,	0	; Если программа уже
	jne	already_active	; активизирована - перейти
	cmp	ah,1Eh	; к обработке стрелок и т.п. Если прочитанная клавиша не А
	jne	exit_09h_handler	(скан-код 1Eh) - выйти.
	mov	al,byte ptr ds:0017h	Иначе: считать байт
	test	al.GBh	состояния клавиатуры. Если не нажата любая Alt,
	jz	exit_09h_handler	выйти.
	mov	word ptr ds:OO1Ch,di	Иначе: установить адреса
			головы и хвоста буфера одинаковыми, пометив его тем самым как пустой.
	call	save_screen	Сохранить область экрана, которую
	push	cs	накроет всплывающее окно.
	pop	ds	DS = наш сегментный адрес.
	call	display_all	Вывести на экран окно программы.
	mov	byte ptr we_are_active,1	Установить флаг
	jmp	short exit_O9h_handler	и выйти из обработчика.
; Сюда передается управление, если программа уже активизирована.
; При этом ES = 0B800h, . DS = 0040h, DI = адрес'головы буфера клавиатуры,
; АХ = символ из головы буфера.
already_active:
mov	word ptr ds:OO1Ch,di	;	Установить адреса головы и хвоста буфера одинаковыми, пометив его тем самым как пустой.
push	cs	
pop	ds	:	DS = наш сегментный адрес.
mov	al,ah	; Команды	cmp al, ? короче команд стр ah, ?.
mov	bh.byte ptr current_char ;	Номер выделенного в данный момент ASCII-символа.
cmp	al,48h	Если нажата стрелка вверх (скан-код 48h),
jne	not_up	
sub	bh,16	'	.	:	уменьшить номер символа на 16.
Резидентные программы	11ИИИМИМВВ
not_up:		
cmp	al,50h	Если нажата стрелка вниз (скан-код 50h),
jne	not_down	
add	bh,16	увеличить номер символа на 16.	\
not_down:		
cmp	al,4Bh	Если нажата стрелка влево,
jne	not_left	
dec	bh	уменьшить номер символа на 1.
not_left:		
cmp	al,4Dh	Если нажата стрелка вправо,
, jne	not_right	
inc	bh	увеличить номер символа на 1.
not_right:		
cmp	al,1Ch	Если нажата Enter (скан-код ICh),
je	enter_pressed	перейти к его обработчику.
dec	al	Если не нажата клавиша Esc (скан-код 1),
jnz	exit_with_display	выйти из обработчика, оставив окно нашей программы на экране.
exit_after_enter:		Иначе:
call	restore_screen	убрать наше окно с экрана,
mov	byte ptr we_are_active,0	обнулить флаг активности,
jmp	short exit_09h_handler	выйти из обработчика.
exit_with^display:		Выход с сохранением окна
		(после нажатия стрелок).
mov	byte ptr current_char,bh	Записать новое значение текущего символа.
call	display_all	Перерисовать окно.
exit_09h_handler:		Выход из обработчика INT 09h.
pop	es	
POP	ds	Восстановить регистры
popa		
iret		и вернуться в прерванную программу.
we_are_active	db	0	Флаг активности: равен 1, если программа активна.
current_char	db	37h	Номер ASCII-символа, выделенного в данный момент.
; Сюда передается управление, если в активном состоянии была нажата Enter.		
enter_pressed:		
mov	ah,05h	Функция 05h
mov	ch,0	СН = 0
mov	cl,byte ptr current_char	CL = ASCII-код
int	16h	Поместить символ в буфер клавиатуры.
jmp	short exit_after_enter	Выйти из обработчика, стерев окно.
Процедура save_screen.
Сохраняет в буфере screen_buffer содержимое области экрана, которую
закроет наше окно.
Сложные приемы программирован!
save_screen	proc near	
mov	si, START-POSITION	
push	0B800h	; OS:SI - начало этой области ; в видеопамяти. •
pop	ds	
push	es	
push	cs	
POP	es	
mov	di,offset screen_buffer	; ES:DI - начало буфера в программе.
mov	dx, 18	; ОХ = счетчик строк.
save_screen_loop:		
mov	ex, 33	; СХ = счетчик символов в строке.
rep	movsw	; Скопировать строку с экрана в буфер.
add	si,(80-33)*2	; Увеличить SI до начала следующей строк!
dec	dx	; Уменьшить счетчик строк.
jnz	save_screen_loop	; Если он не ноль - продолжить цикл.
pop	es	
ret		
save_screen	endp	
; Процедура restore.screen.
; Восстанавливает содержимое области экрана, которую закрывало наше
; всплывающее окно данными из буфера screen_buffer.
restore_screen	proc near	
mov	di,START-POSITION	; ES:DI - начало области в видеопамяти.
mov	si,offset screen.buffer	; OS: SI - начало буфера.
mov	dx,18	; Счетчик строк.
restore_screen_loop:		
mov	ex, 33	; Счетчик символов в строке.
rep	movsw	; Скопировать строку.
a'dd	di,(80-33)*2	; Увеличить 01 до начала следующей строки
dec	dx	; Уменьшить счетчик строк.
jnz	resto re_sc reen_loop	; Если он не ноль - продолжить.
ret. . restore_screen	endp	
Процедура display.all.
Выводит на экран текущее состояние всплывающего окна нашей программы.
display_all	proc	near
; Шаг 1: вписать	значение	текущего выделенного байта в нижнюю строку окна.
mov	al,byte ।	ptr current_char ; AL = выбранный байт.
push	ax	
shr	al,4	; Старшие четыре байта.
emp	al, 10	; Три команды,
sbb	al,69h	; преобразующие цифру в AL
das 		; в ее ASCII-код (0 - 9, А - F)
mov	byte ptr	hex_byte1,al ; Записать символ на его
		; место в нижней строке.
POP	ax	
Резидентныепрограммы	1МИМИвНВВВ			
and	al.OFh	Младшие четыре бита.	
cmp sbb das	al, 10 al,69h	To же преобразование.	
mov	byte ptr hex_byte2,al	Записать младшую цифру.	
; Шаг 2: вывод на экран окна. Было бы проще хранить его как массив и выводить			
; командой movsw,	как и буфер в (процедуре restore_screen, но такой массив займет еще		
; 1190 байт в резидентной части. Код этой части процедуры.display_all - всего 69 байт.			
; Шаг 2.1: вывод	первой строки.		
mov	ah,1Fh	Атрибут белый на синем.	
mov	di,START_POSITION	; ES:OI - адрес в видеопамяти.	•-
mov	si,offset display_line1	DS:SI - адрес строки.	
mov display_loop1:	ex, 33	Счетчик символов в строке.	
mov stbsw ,	al,byte ptr [si]	Прочитать символ в AL и вывести его с атрибутом из АН.	
inc	si	Увеличить адрес символа в строке;	
loop	display_loop1		
; Шаг 2.2: вывод	собственно таблицы		
mov	dx,16	Счетчик строк.	
mov	al,-1	Выводимый символ.	
display_loop4:		Цикл по. строкам.	
add	di,(80-33)*2	Увеличить 01 до начала	
push	ax	следующей строки.	
mov , stosw pop	al,0B3h ax	Вывести первый символ (0B3h).	
mov	ex, 16	Счетчик символов в строке.	
display_loop3:		Цикл по символам в строке.	
inc stosw push	al ax	Следующий ASCII-символ. Вывести его на экран.	
mov stosw pop	al,20h ax	Вывести пробел.	
loop	display_loop3	И так 16 раз.	
push	ax		
sub	di, 2	Вернуться назад на 1 символ	
mov	al,0B3h	и вывести 0B3h на месте	
stosw		последнего пробела.	
pop	ax		
dec jnz ; Шаг 2.3: вывод	dx display^loop4 последней строки.	Уменьшить счетчик строк.	
add	di,(80-33)*2	Увеличить 01 до начала следующей строки.	
mov	ex, 33	Счетчик символов в строке.	
mov	si,offset display_line2	DS:SI - адрес' строки.	
II
Сложные приемы программирован
display_loop2:	.
mov al,byte ptr [si]	Прочитать символ в AL.
stosw	; Вывести его с атрибутом на экран,
inc	si	; Увеличить адрес символа в строке,
loop	display_loop2
; Шаг 3: подсветка (изменение атрибута) у текущего выделенного символа.		
mov mov mov and shl shr imul add add moy ' stosb	al,byte ptr current_char ; AL = текущий символ. ah, 0 di,ax . di„OFh;	; DI = остаток от деления на 16 (номер в строке), di,2	; Умножить.его на 2, так как на экране ; используется слово на символ, и еще'раз на 2, ; так как между символами - пробелы. ах,4	; АХ = частное от деления на 16 (номер строки), ах,ах,80*2	’Умножить его на длину строки на экране, di,ах	; сложить результаты, di,START_P0SITI0N+2+80*2+1 ; добавить адрес начала окна + 2, ; чтобы пропустить первый столбец, + 80 х 2, ; чтобы пропустить первую строку, + 1, чтобы ; получить адрес атрибута, а не символа. al,071h	; Атрибут - синий на сером. ; Вывод на экран.	
ret display_all	endp	
int09h_handler	endp	; Конец обработчика INT 09h.
; Буфер для хранения содержимого части экрана, которая накрывается нашим окном. screen_buffer db	1190 dup(?)		
: Первая строка display_line1	окна. db , ODAMT	dup (0C4h),'* ASCII *’,11 dup (OC4h),OBFh
; Последняя строка окна. display_line2	db	OCOh,11 hex_byte1	db	? , hex_byte2	. db	? db	’ .”,10		dup (0C4h),'* Hex " ; Старшая цифра текущего байта. ; Младшая цифра текущего бфйта. dup (0C4h),0D9h
hw_reset2D:	retf	; ISP: минимальный hw_reset.
Обработчик прерывания INT 20b.
; Поддерживает	функции	AMIS 3.6 OOh,	02h, 03h,	04h и 05h	
int20h_handler	proc	far			
jmp	short	actual_int2Dh.	.handler	; ISP:	’пропустить блок..
old_int2Dh	dd	?		; ISP:	старый обработчик.
	dw	424Bh		; ISP:	сигнатура.
	db	OOh		; ISP:	программное прерывание.
jmp	short	hw_reset20		ISP:	ближний jmp на hw_reset
	db	7 dup (0)		; ISP:	зарезервировано.
Резидентные программы
actual_int2Dh_handler: db mux_id	db je	its_us jmp	dword pt its_us: cmp	al, 06 jae	int2D_no cbw mov	di, ax shl	di,1 jmp	word	ptr jumptable	dw dw dw		; Начало собственно обработчика INT 20h. 80h,0FCh	; Начало команды СМР АН, число. ?	; Идентификатор программы. ; Если вызывают с чужим АН - это не нас. г cs:old_int2Dh ; Функции 06h и выше ; не поддерживаются. ; АХ = номер функции. ; 01 = номер функции. : Умножить его на 2, так как jumptable - ; таблица слов. cs:jumptable[di] ; Косвенный'переход на обработчики функций, offset int20_00,offset int2D_no offset int20_02,offset int2D_03 offset int2D_04,offset int2D_05	
int20_00: mov mov push pop mov iret int2D_no: mov iret int2D_O2: mov mov mov iret int2D_03: cmp je call push pop call mov already_popup: mov iret	; Проверка наличия. al,OFFh	;	Этот номер занят. cx,0100h	;	Номер версии 1.0. cs dx	;	DX;DI - адрес AMIS-сигнатуры. di,offset amis_sign ;	Неподдерживаемая функция. al,00h.	;	Функция не-поддерживается. ;	Выгрузка программы. byte ptr cs:disable_point,OCFh ; Записать код команды TRET ; по адресу disable_point в обработчик INT 09h. al,04h	; Программа^дезактивизирована, но сама ; выгрузиться не может. bx.cs	; ВХ - сегментный адрес программы, г ; Запрос на активизацию для "всплывающих" программ, byte ptr we_are_active,0 ; Если окно не на экране, already_popup save_screen	; сохранить область экрана, cs ds display_all	; вывести окно byte ptr we_are_active, 1 ; и поднять флаг. al,03h	; Код 03: программа активизирована.		
int2D_04: mov mov iret	dx,cs bx,offset	amis_hooklist	Получить список перехваченных прерываний. Список в DX:BX.
Е83НЯММММ111 Сложные приемы программирования
int2D_05: mov mov mov iret int2Dh_handler	al,OFFh	; dx.cs	; bx,offset amis.hotkeys endp		Получить список "горячих" клавиш. Функция поддерживается. Список в DX.BX.
; AMIS: сигнатура для резидентных программ. amis_sign	db	"Cubbi..." db	"ASCII..." db	"ASCII display and 1			8 байт - имя автора. 8 байт - имя программы. input utility",0 ; ASCIZ-комментарий не более 64 байт.
; AMIS: список ai»is_hooklist	перехваченных прерываний. db	09h dw	offset	intO9h_handler db	2Dh dw	offset	int2Dh	handler “	 Y		
; AMIS: список amis_hotkeys	"горячих" db db db dw dw db	клавиш. 01h 1	; 1Eh 08h	; 0	; 1	r-	;	Клавиши проверяются после стандартного обработчика INT 09h. Число клавиш. Скан-код клавиши (А).	- . Требуемые флаги (любая Alt). Запрещенные флаги. Клавиша проглатывается.
; Конец резидентной части.
; Начало процедуры инициализации.
initialize	proc near	
mov	ah, 9	
mov	dx,offset usage	Вывести информацию о программе.
int	21 h	1
; Проверить,	не установлена ли уже наша программа.	
mov	ah,-1	Сканирование номеров от OFFh до OOh.
more_mux:		
mov	al,OOh	Функция OOh - проверка наличия программы.
i int	2Dh	Мультиплексорное прерывание AMIS.
emp	al,OOh	Если идентификатор свободен,
jne	not.free	-
mov	byte ptr mux_id,ah	записать его номер прямо в код
		обработчика int 2Dh.
jmp	short nextjnux	
not_free:		
mov	es,dx	Иначе - ES:DI = адрес их сигнатуры,
mov	si,offset amis_sign	DS:SI = адрес нашей сигнатуры.
mov	ex, 16	Сравнить первые 16 байт.
repe	empsb	
jcxz	already_loaded	Если они не совпадают,
Резидентные программы
next_mux:	
dec	ah	; перейти к следующему идентификатору, jnz	morejnux	; пока это не 0 ; (на самом деле в нашем примере сканирование происходит от OFFh до Olh, ; так как 0 мы используем в качестве признака отсутствия свободного номера ; в следующей строке). free_mux_found:	• cmp	byte ptr mux_id,0	' ; Если мы ничего не записали, je	no_more_mux	;	идентификаторы кончились. mov	ax,3520h	;	АН = 35h, AL = номер прерывания. int	21П	'	; Получить адрес обработчика INT 2Dh mov	word ptr old_int20h,bx	;	и поместить его в old_int2Dh. mov	word ptr old_int2Dh+2,es mov	ax,35Q9h	;	AH =. 35h, AL - номер Прерывания. int	21h	;	Получить адрес обработчика INT 09h mov	word ptr 'old_int09h,bx	;	и поместить его в old_int09h. mov	word ptr old_int09h+2,es mov	ax,2520h	;	AH = 25h, AL = номер	прерывания. mbv	dx,offset	int2Dh_handler	;	DS:DX - адрес нашего int	21h	;	обработчика. mov	ax,2509h	;	AH = 25h, AL = номер	Прерывания. mov	dx,offset	int09h_handler	;	DSiDX - адрес нашего	
int	21h	;	обработчика. mov	ah,49h	:	AH = 49h.	' mov	es.word ptr envseg	; ES = сегментный адрес среды DOS. int	21 h	; Освободить память. mov	ah,9 mov	dx,offset	installedjnsg ;	Вывод строки об успешной int	21h	;	инсталляции. mov	dx, offset	initialize	;	DX - адрес первого байта	за ; концом резидентной части. int	27h	;	Завершить выполнение, оставшись ; резидентом. ; Сюда передается управление, если наша программа обнаружена в памяти. already_lt>aded: mov	ah,9	, (	; AH = 09h mov	dx,offset already_msg	; Вывести сообщение об ошибке int	21h ret	; и завершиться нормально.	
; Сюда передается управление, если все 255 функций мультиплексора заняты ; резидентными программами. no_more_mux: mov	ah, 9 mov	dx,offset	no_more_mux_msg int	21h ret	
flHNMMMBHHMI Сложные приемы программирования
; Текст, который	выдает программа при запуске:	
usage ,;	ДЬ  ’	"ASCII display and input program"	,
	db . .,	: ". v1.O",0Oh,OAh, .	..
	db.	"Alt-A .- активизация.".ODh,OAh
	db	"Стрелки - выбор символа",ODh,OAh
	db	"Enter - ввод символа",ODh,OAh
	db	"Escape - выход”,ODh, OAh
	db	"$" '  ' ‘ - 
; Текст, который	выдает	программа, если она уже загружена:
al ready jnsg	.	db •	"Ошибка: программа уже загружена",ODh,OAh, ’
; Текст, который	выдает	программа, .если все функции мультиплексора заняты:
no._more_.mux_msg	db,: .	"Ошибка: Слишком много, резидентных программ" .
	db	ODh,OAh,
; Текст; который	выдает	программа при успешной установке:
installedjnsg	db'	"Программа'загружена в память",ODh,Одк,
initialize	endp	
end	start	
Резидентная часть этой программы занимает в памяти целых 2064 байта, из
которых на собственно коды команд приходится только 436. Это вполне терпимо,
учитывая, что обычно программа вроде ascii.com запускается перед простыми тек-
стовыми редакторами для DOS (edit,, multiedit, встроенные редакторы оболочек
типа Norton Commander й т. д.), которые не требуют для своей работы полностью
свободной памяти. В других случаях, как, например, при создании программы, ко-
пирующей изображение с экрана в файл, может оказаться, что на счету каждый
байт. Такие программы часто применяют для сохранения изображений из компь-
ютерных игр, которые задействуют все ресурсы компьютера по максимуму. Здесь
резидентным программам приходится размещать Данные, а иногда и часть кода
в старших областях памяти, пользуясь спецификациями НМА, UMB, EMS или
XMS. В следующей главе рассмотрен простой пример именно такой программы.
5.9.3.	Выгрузка резидентной программы из памяти
Чтобы выгрузить резидентную программу из памяти, необходимо сделать три
вещи: закрыть открытые программой файлы и устройства, восстановить все пере-
хваченные векторы прерываний, и наконец, освободить всю занятую программой
память. Трудность может вызвать второй шаг, так как после нашего резидента
могли быть загружены другие программы, перехватившие те же прерывания. Если
в такой ситуации восстановить вектор прерывания в значение, которое он имел
до загрузки нашего резидента, программы, загруженные позже, не будут получать
управление. Более того, они не будут получать управление только по тем преры-
ваниям, которые у них совпали с прерываниями, перехваленными нашей програм-
мой, в то время как другие векторы прерываний будут все еще указывать на их
обработчики, что почти наверняка приведет к ошибкам. Поэтому, если хоть один
вектор прерывания не указывает на наш обработчик, выгружать резидентную про-
грамму нельзя. Это всегда было главным вопросом, и спецификации AMIS и IBM
ISP (см. предыдущий раздел) являются возможным решением обозначенной
Резидентныепрограммы	. IIHHHMHNRBBSI'
проблемы. Если вектор прерывания не указывает на нас, имеет смысл проверить,
не указывает ли он на ISP-блок (первые два байта должны быть OEBh 10h, а бай-
ты 6 и 7 - К и В), и, если это так, взять в качестве вектора значение из этого блока
и т. д. Кроме того, программы могут изменять порядок, в котором обработчики од-
ного и того же прерывания вызывают друг друга.
Последний шаг в выгрузке программы - освобождение памяти - можно вы-
полнить вручную, вызывая функцию DOS 49h на каждый блок- памяти, который
программа выделяла через функцию 48h, на блок с окружением DOS, если он не
освобождался при загрузке, и наконец, на саму программу. Однако есть способ
заставить DOS сделать все это (а также закрыть открытые файлы и вернуть код
возврата) автоматически, вызвав функцию 4Ch и объявив резидент текущим про-
цессом. Посмотрим, как это делается на примере резидентной программы, зани-
мающей много места в памяти. Кроме того, этот пример реализует все приемы,
использующиеся для вызова функций DOS из обработчиков аппаратных преры-
ваний, о которых рассказано в разделе 5.8.3.
; scrgrb.asm
; Резидентная программа, сохраняющая изображение с экрана в файл.
; Поддерживается только видеорежим 13h (320x200x266) и только один'файл.
; HCI: .
; Нажатие Alt-G создает файл scrgrb.bmp в текущей директории с изображением,
; находившимся на экране в момент нажатия клавиши.
; Запуск с командной строкой /и выгружает программу из памяти.
; API:
; Программа занимает первую свободную функцию прерывания 2Dh (кроме нуля)
; в соответствии со спецификацией AMIS 3.6.
; Поддерживаемые подфункции AMIS: OOh, 02h, 03h, 04h, 05h.
; Все обработчики прерываний построены в соответствии с IMB ISP.
; Резидентная часть занимает в памяти 1056 байт, если присутствует EMS,
; и 66 160 байт, если EMS не обнаружен!
	.model .code .186 org	tiny		
		2Ch		; Для сдвигов и команд pasha/popa.
envseg		dw	?	; Сегментный адрес окружения.
	org	80h		
cmd_len		db	. ?	Длина командной строки.
cmd_line		db	?	; Командная строка.
	org	100h		; СОМ-программа.
start:				
	jibp	initialize		; Переход на инициализирующую часть
; Обработчик, прерывания 09h (IRQ1).
int09h_handler proc far
jmp short actual_int09h_handler ; Пропустить ISP.
Сложные приемы программирования
old_int09h	dd	?	
dw	424Bh db	OOh jmp	short hw.reset db	7 dup	(0) actual_int09h_handler:	; Начало собственно обработчика INT 09h. pushf call dword ptr cs:old_intO9h ; Сначала вызвать старый	> ; обработчик, чтобы он завершил аппаратное ; прерывание и передал ход в буфер.		
pusha push push	; Это аппаратное прерывание - надо ds	; сохранить все регистры, es	
push pop mov emp je	0040h ds	; DS = di,word ptr ds:001Ah di,word ptr ds:001Ch exit_09h_handler	сегмёнтный адрес области данных BIOS. ; Адрес головы буфера клавиатуры. ; Если он равен адресу хвоста, ; буфер пуст и нам делать нечего.
mov emp. jne	ax,word ptr [di] ah,22h exit_09h_handler	; Иначе: считать символ. ; Если это не G (скан-код 22h), ; выйти.
mov test jz	al,byte ptr ds:0017h al,O8h exit_09h_handler	; Байт состояния клавиатуры. ; Если Alt не нажата, ; выйти.
mov	word ptr ds.001Ch.di	; Иначе: установить адреса головы и хвоста ; буфера равными, то есть опустошить его.
call mov cli call jc sti call	do.grab byte ptr cs:io_needed, 1 safe_check exit_09h_handler. do_io	; Подготовить BMP-файл с изображением. ; Установить флаг ; требующейся записи на диск. ; Проверить, можно ли вызвать DOS. ; Если да - записать файл на диск.
exit_09h_handler: pop pop popa ; Iret int09h_handler	es ds endp	; Восстановить регистры ; и вернуться в прерванную программу.
hw_reset:retf		
; Обработчик INT	08h (IROO)	
int08h_handler jmp	proc far short actual_int08h_handler ; Пропустить ISP.	
Резидентныепрограммы
old_int08h	dd	?	
dw	424Bh db	OOh jmp	short hw_reset db	7 dup	(0) aCtual_intO8h_handler:	; Собственно обработчик, pushf call dword ptr cs:old_int08h ; Сначала вызвать стандартный обработчик,		
pusha push	; чтобы он завершил аппаратное прерывание, ; (пока оно не завершено, запись на диске невозможна)., ds	
cli	; Между любой Проверкой глобальной переменной и	принятием
	; решения по ее значению - не повторно входимая	область,
cmp je..	' ; прерывания должны быть запрещены. byte ptr cs:lo_needed,0 ; Проверить, no_io_needed	; нужно ли писать на диск.	
call jc sti	safe_check	; Проверить, no_io_needed	. ; можно ли писать на диск. ; Разрешить прерывания на время	записи.
call no_io_needed: pop popa iret	do_io	; Запись на диск, ds	
int08h_handler endp
Обработчик INT 13h.
Поддерживает флаг занятости INT 13h, который тоже надо проверять перед записью на диск.
int13h_handler jmp old_int13h	proc	far short actual_int13h_handler	; Пропустить ISP. dd	? dw	424Bh db	OOh
jmp	short hw_reset db	7 dup (0)
actual_int13h_handler:	; Собственно обработчик.
pushf inc cli call pushf dec popf ret	byte ptr cs:bios_busy ; Увеличить счетчик занятости INT 13h. dword ptr cs:old_int13h byte ptr cs:bios_busy ; Уменьшить счетчик. 2	; Имитация команды IRET, не восстанавливающая флаги из стека, ; так как обработчик INT 13h возвращает некоторые ; результаты в регистре флагов, а не в его копии, ; хранящейся в стеке. Он тоже завершается командой ret 2.
int13h_handler	endp
^^^ИММЦ] Сложные приемы программирования		
	>	
; Обработчик INT 28h. ; Вызывается DOS, когда она ожидает ввода с		клавиатуры и функциями DOS можно
; пользоваться		
int28h_handler	proc far	
jmp	short actu.al_int28h_handler	; Пропустить ISP.
old_int28h	dd	? dw	424Bh db	OOh	।
jmp	short hw_reset db	7 dup (0)	
actual_int28h_handler:		
pushf		
push	di	
push	ds	
push	cs	
POP	ds	
cli		
cmp	byte ptr io_needed,0	Проверить,
je	no_io_needed2	;	нужно ли писать на диск^
Ids	di,dword ptr in_dos_addr	
cmp	byte ptr [di+1],1	;	Проверить,
ja	no_io_needed2	;	можно ли писать на диск (флаг занятости DOS не должен быть больше 1).
sti		
call	do_io	;	Запись на диск.
no_io_needed2:		
pop	ds	
pop	di .	
popf		
jmp	dword ptr cs:old_int28h ;	Переход на Старый обработчик INT 28h.
int28h_handler	endp	
; Процедура do_grab.		
; Помещает в буфер палитру и содержимое видеопамяти, формируя ВМР-файл.		
; Считает, что	текущий видеорежим - 13h.	
do.grab	proc hear	
push	cs	
pop	ds	
call	ems_init	;	Отобразить наш буфер в окно EMS.
mov	dx.word ptr cs:buffer_seg	
mov	es,dx	;	Поместить сегмент с буфером в ES и DS
mov	ds,dx	;	для следующих шагов процедуры.
mov	ax,1017h	Функция 1017h - чтение палитры VGA
mov	bx, 0	;	начиная с регистра палитры 0.
mov	ex,256	;	Все 256 регистров.
mov	dx,BMP_header_length	Начало палитры в BMP.
int	lOh	;	Видеосервис BIOS.
1ИМИМВНВВ
; Перевести палитру из формата, в котором ее показывает, функция 10171)
; (три байта на цвет, в'каждом байте 6 значимых бит),
; в формат, используемый в ВМР-файлах
; (4 байта на цвет, в каждом байте 8 значимых бит)
std mov	si,BMP_header_length+256*3-1	; Движение от конца к началу. ; SI - конец 3-байтной палитры
mov	di,BMP_header_length+256*4-1	; DI - конец 4-байтной палитры
mov	ex,256	; СХ - число цветов.
adj_pal: mov	al,0	
stosb		; Записать четвертый байт (0).
lodsb		; Прочитать третий байт.
shl	al, 2	; Масштабировать до 8 бит.
push	ax	
lodsb		; Прочитать второй байт. .
shl	al,2	; Масштабировать до 8 бит.
push	ax	
lodsb		; Прочитать третий байт.
shl	al,2	Масштабировать до 8 бит
stosb		; и записать эти три байта
pop stosb	ax	; в обратном порядке.
pop	ax	
stosb		
loop	adj_pal	
; Копирование	видеопамяти в BMP.	
В формате BMP строки изображения записываются’ от последней к первой, так что
первый байт соответствует нижнему левому пикселу.
cld		; Движение от начала к концу (по строке).
push	OAOOOh	
pop	ds	
mov	si,320*200	; DS:SI - начало последней строки на экране.
mov	di.bfoffbits	; ES:DI - начало данных в BMP.
mov	dx,200	; Счетчик строк.
bmp_write_loop:		
•	mov	ex,320/2	; Счетчик символов в строке.
rep	movsw	; Копировать целыми словами, так быстрее.
sub	si,320*2	; Перевести SI на начало предыдущей строки.
dec	dx	; Ууменьшить счетчик строк.
jnz	bmp_write_loop	; Если 0 - выйти из цикла.
call	ems_reset	; Восстановить состояние EMS до вызова do_grab
ret
do_grab	endp
; Процедура do_io.
; Создает файл	и записывает в него содержимое буфера
do_io	proc near
push cs
pop ds
2821___________;_____Li j 1.1.1
Сложные приемы программирования
mov	byte ptr io_needed,0
call	ems_init
mov	ah,6Ch
mov	bx,2
mov	cx,0
mov	dx,12h
mov	si,offset filespec
int	21h
mov	bx, ax
mov	ah;40h
mov	ex,bfsize
mov	ds,word ptr buffer_seg
mov	dx,0
int	21h
mov	ah,68h
int	21h	*
mov	ah,3Eh
int,	21h
call	ems_reset
ret
do.io	endp
; Сбросить флаг требующейся записи на диск
; Отобразить в. окно EMS наш буфер.
; Функция DOS 6Ch.
; Доступ - на чтение/запись.
; Атрибуты - обычный файл.
; Заменять файл, если он существует;
; создавать, если нет.
; OS:SI - имя файла.
; Создать/открыть файл.
; Идентификатор файла - в ВХ.
; Функция DOS 40h.
; Размер ВМР-файла.
; DS:DX - буфер для файла.
; Запись в файл или устройство.
; Сбросить буфера на диск.
; Закрыть файл.
; Процедура ems_init.
; Если буфер расположен в EMS, подготавливает его длй чтения/записи.
ems_init	proc near	
стр	dx.word ptr ems.handle	Если не используется EMS
стр	dx,0	(EMS-идентификаторы начинаются с 1)
je	ems_init_exit	ничего не делать.
mov	ax,47OOh	Функция EMS 47h:
int	67h	сохранить EMS-контекст.
mov	ax,4100h	Функция EMS 41h:
int	67h	определить адрес окна EMS.
mov	word ptr buffer_seg,bx	Сохранить его.
mov	ax,4400h	Функция EMS 44h:
mov	bx, 0	Начиная со страницы 0,
int	67h	отобразить страницы EMS в окно.
mov	ax,4401h	
inc	bx	
int	67h	Страница 1.
mov	ax,4402h	
inc	bx	
int	67h	Страница 2.
mov	ax,4403h	
Резидентныепрограммы
inc int	bx 67h	;	Страница 3.	
ems_init_exit: ret ems_init	endp		
; Процедура ems_reset. ; Восстанавливает состояние EMS. ems_reset proc near mov	dx.word ptr cs:ems_handle cmp	dx,0 je	ems_reset_exit			
mov int ems_reset_exit: ret ems_reset	ax,4800h	; 67h	,	; endp	Функция EMS 48h: восстановить EMS-контекст. ।	
; Процедура safe.check.- ; Возвращает CF = 0, если в данный момент можно пользоваться функциями ; и CF = 1, если нельзя.	1 safe_check	proc	near push	es push	cs pop	ds			DOS,
les cmp pop . jne	di,dword ptr in_dos_addr ; word ptr es:[di],0	; es safe_check_failed	;	Адрес флагов занятости DOS. Если один из них не 0, пользоваться DOS нельзя.	-
cmp jne	byte ptr bios_busy,0	; safe_check_failed	;	Если выполняется прерывание тоже нельзя.	13h,
clc ret safe_check_failed: stc	; ret safe_check	endp		CF = 0. CF = 1.	
in_dos_addr io_needed bios_busy bufferlseg ems_handle filespec	dd	?	?	. db	0	; db	0	>	; dw	0	; dw	0	j db	' scrgrb.bmp',0	;	Адрес флагов занятости DOS. 1, если надо записать файл на диск. 1, если выполняется прерывание INT 13h Сегментный адрес буфера для файла. Идентификатор EMS. Имя файла.	
; Обработчик INT	2Dh		
hw_reset2D:retf int2Dh_handler jmp	proc far short actual_int20h_handler	; Пропустить ISP.	
Сложные приемы программирования
old_int2Dh jmp	dd dw db short db	? 424Bh OOh iw_reset2D 7 dup (0)
actual_int2Dh_handler:		; Собственно обработчик.
	db	80h,0FCh	; Начало команды CMP АН, число,
mux_id	db	?	; Идентификатор программы.
je	its.us	; Если вызывают с чужим АН - это не нас.
jmp	dword ptr cs:old_int2Dh	
its.us:		
emp	al, 06	; Функции AMIS 06h и выше
jae	int20_no	; не поддерживаются.	
cbw		; АХ - номер функции.
mov	di, ax	; DI = номер функции.
shl	di, 1	; х 2, так как jumptable - таблица слов.
j»P	word ptr cs:jumptable[di] ; Переход на обработчик функции.	
jumptable	dw	offset int2D_00,offset int2D_no
	dw	offset int2D_02,offset int2D_no
	dw	offset int2D_04,offset int2D_05
int2DJ)0: ’		; Проверка наличия.
mov	al,OFFh	; Этот нс/мер занят.
mov	cx,0100h	; Номер версии программы 1.0.	
push	cs	
pop	dx	; DX:DI - адрес AMIS-сигнатуры.
mov	di,offset amis.sign	
iret		
int2D_no:		; Неподдерживаемая функция.
mov	al, OOh	; Функция не поддерживается.
iret		
unload_failed	; Сюда	передается управление, если хоть один из векторов
	; прерываний был перехвачен кем-то после нас.	
mov	al,01h	; Выгрузка программы не удалась.
iret		
int2D_02:		; Выгрузка программы из памяти.
cli		; Критический участок.
push	0	
POP	ds	; DS - сегментный адрес
		; таблицы векторов прерываний.
mov	вХ.Сб	; Наш сегментный адрес.
; Проверить,	все ли перехваченные прерывания по-прежнему указывают на нас.	
; Обычно достаточно проверить, только сегментные адреса (DOS не загрузит другую		
; программу с	нашим сегментным адресом).	
стр	ах,word	ptr ds:[09h*4+2]
jne	unload.	failed
стр	ах,word	ptr ds:[13h*4+2]
jne	unload.	failed
стр	ах,word	ptr ds:[08h*4+2]
Резидентные пдограммы
jne	unload_failed
cmp	ax,word ptr ds:[28h*4+2]
jne	unload_failed
cmp	ax,word ptr ds:[2Dh*4+2]
jne	unload_failed
push bx	; Адрес возврата - в стек,
push	dx
; Восстановить старые обработчики прерываний.
mov	ax,2509h
Ids	dx,dword ptr cs:old_int09h
int	21h
mov	ax,2513h
Ids	dx,dword ptr cs:old_int13h
int	21h	’	'
mov	ax,2508h
Ids	dx,dword ptr cs:old_int08h
int	21h
mov	ax,2528h
Ids	dx,dword ptr cs:pld_int28h
int	21h
mov	ax,252Dh
Ids	dx,dword ptr cs:old_int2Dh
int	21h
mov	dx.word ptr cs:ems_handle	; Если используется EMS.
cmp	dx,0
je	no_ems_to_unhook
mov	ax,4500h int	67h jmp	short ems_unhooked no_ems_to_unhook: bms_unhooked: ; Собственно выгрузка резидента. mov	ah,5th int	21h	1 mov	word	ptr	.cs:[16h],.bx., pop	dx pop	bx	* mov	word	ptr	cs:[0Ch],dx mov	word	ptr.	cs:[0Ah],bx push	cs pop	bx mov	ah,50h int	21h	; Функция EMS 45h: ; освободить выделенную память. ; Функция DOS 51h: ; получить сегментный адрес PSP прерванного ; процесса (в данном случае PSP - копии ; нашей программы,- запущенной с ключом /и).- ; Поместить его в поле ; "сегментный адрес предка” в нашем PSP. ; Восстановить адрес возврата из стека ; и поместить его в поле ; "адрес перехода при ; завершении программы" в нашем PSP. z ; ВХ = наш сегментный адрес PSP. ; Функция DOS 50h: ; установить текущий PSP.
I
Сложные приемы программирования
; Теперь DOS считает наш резидент текущей программой, а scrgrb.com /и - вызвавшим
; его процессом, которому и передаст управление после вызова следующей функции.
mov int	ax,4CFFh	; Функция DOS 4Ch: 21h	; завершить программу.
int2D_04:	; Получить список перехваченных ; прерываний.
mov mov iret int2D_05: mov mov mov iret int2Dh_handler	dx,cs	; Список в ОХ:ВХ. bx,offset amis_hooklist ; Получить список "горячих" клавиш. al,OFFh	; Функция поддерживается. dx.cs	; Список в ОХ:ВХ. bx,offset amis_hotkeys endp
AMIS: Сигнатура для резидентной программы.
amis_sign	db	"Cubbi...”	; 8 байт. db	"ScrnGrab"	; 8 байт. db	"Simple screen grabber using EMS",0
; AMIS: Список amis.hooklist	перехваченных прерываний. db	09h dw	offset	int09h_handler db	08h dw	offset	int08h_handler db	28h dw	offset	int28h_handler db	2Dh dw	offset	int2Dh_handler
; AMIS: Список amis_hotkeys	"горячих" клавиш. db	1 db	1 db	2391	;	Скан-код	клавиши	(G). dw	08h	;	Требуемые	флаги	клавиатуры. dw	0 db	1
Конец резидентной части.
Начало процедуры Шадювжзации.
initialize Imp	proc 'near short initialize_entry_point ; Пропустить различные ; варианты выхода без установки резидента, помещенные здесь ; потому, что на них передают управление команды условного ; перехода, имеющие короткий радиус действия.
exit_with_message
mov int ret	ah, 9	; Функция вывода строки на экран. 2th ; Выход из программы.
Резидентныепрограммы
• 287
already_loaded:	;		; Если программа уже загружена В приять. ; Если мы не были вызваны с /и.
emp je mov jmp	byte ptr unloading, 1 do_unload dx,offset already_msg’ short exit_with_message	
no_more_mux:	; Если свободный идентификатор INT 20h не найден.	
mov	dx,offset nb_more_mux_msg	
jmp	short exit_with_message	
cant_unload1:		Если нельзя выгрузить программу.
mov	dx, offset cant_unload1_iqsg	
jmp	short exit_withjnessage	
do_unload:	; Выгрузка резидента: при	передаче управления сюда АН содержит
	; идентификатор программы	- 1.
inc	ah	
mov	al,02h	;	AMIS-функция выгрузки резидента.
mov	dx,cs	;	Адрес возврата
mov	bx/offset exitjjoint	;	в DX:BX.
int	20h	. ;	Вызов нашего резидента через мультиплексор.
push	cs	;	Если управление пришло сюда выгрузки не было.
pop	ds	
mov	dx,offset cant_unload2_msg	
' jmp	short exit_with_message	
exit_point:	; Если управление пришло сюда - выгрузка произошла;	_	
push	cs	
pop	ds	
mov	dx,offset unloaded.msg	
push	0 ?	Чтобы сработала команда RET Для выхода.
jmp	short exit_with_message	
initialize_entry_point:	;		Сюда передается управление в самом начале'.
cld		
emp	byte ptr cmd_line(1],’/’	
jne	not_unload	
emp	byte ptr cmd_line[2], ’u’ ;	Если нас вызвали с /и,
jne	not.unload	, .  • • . «•: '
mov	byte ptr unloading,!	;	выгрузить резидент.
not_unload:		
mov	ah, 9	
mov	dx,offset usage ,	;	Вывод строки с информацией о программе.
int	21h	
mov	ah,-1	;	Сканирование от FFh до Olh.
morejnux: •		
mov	al,OOh	;	Функция AMIS OOh - проверка наличия резидента.
;	Сложные приемы программирования
int	2Dh	; Мультиплексорное прерывание.
cmp	al.OOh	; Если идентификатор свободен,
jne	not_free >	
mov	byte ptr mux_id,ah	; вписать его сразу в код обработчика.
jmp	short nextjnux	
not_free:		
mov	 es.dx	; Иначе - ES:DI = адрес AMIS-сигнатуры ; вызвавшей программы.
mov	si,offset amis_sign	; DS:SI = адрес нашей сигнатуры.
mov	ex, 16	; Сравнить первые 16 байт.
repe	empsb	
jcxz	already_loaded	; Если они не совладают,
next_mux:		
dec	ah	; перейти к следующему идентификатору.
jnz	morejnux	; Если это 0
free_mux_found:		
cmp	byte ptr unloading, 1	; и если нас вызвали для выгрузки,
je	cpnt_unload1	; а мы пришли сюда - программы нет ; в памяти.
cmp	byte ptr mux_id,0	; Если при этом mux_id все еще 0,
je	no_more_mux	; идентификаторы кончились.
; Проверка наличия устройства EMMXXXXO.		
mov	dx,offset ems_driver	
mov	ax,3DOOh	
int	21h	; Открыть файл/устройство.
jc	no_emmx	
mov	bx,ax	
mov	ax,4400h	•
int	21h	; IOCTL:	получить состояние файла/устройства.
jc	no_ems	
test	йх.ЖЖ	; Если старший бит DX = 0, EMMXXXXO - файл.	
jz	по_ак	
; Выделить память под буфер в EMS.		
mov	ax,4100h	; Функция EMS 41h:
int	67h	; получить адрес окна EMS.
mov	bp, bx	; Сохранить его пока в ВР.
mov	ax,4300h	; Функция EMS 43h:
mov	bx,4	;• Нам надо 4 х 16 Кб.
int	67h	; Выделить EMS-память (идентификатор в DX).
cmp	ah,0	; Если произошла ошибка (нехватка памяти?),
jnz	ems_failed	; не будем пользоваться EMS.
mov	word ptr ems_handle,dx	; Иначе: сохранить идентификатор ; для резидента.
mov	ax,4400h	; Функция 44h - отобразить
		; EMS-страницы в окно.
mov	bx, 0	
int	67h •	; Страница 0.
mov	ax,4401h '	-
Резидентные программы		
inc	bx	
int	67h	;	Страница 1.
mov	ax,4402h	
inc	bx	
int	67h	Страница 2.	”*
mov	ax,4403h	
inc	bx	
int	67h	;	Страница 3.
mov	ah, 9	
mov	dx,offset emsjnsg;	Вывести сообщение об установке в EMS.
int1	21h	
mov	ax, bp	
jmp	short ems_used	
ems.failed:		
no_ems:	I	Если EMS нет или он не работает,
mov	ah,3Eh	
int	21h	;	Закрыть файл/устройство ЕММХХХХО.
no_emmx:		
; Занять общую	память.	
mov	ah, 9	
mov	dx,offset convjnsg	; Вывод сообщения об этом. ,
int	21h	
mov	sp,length_of_prograra+100h+200h ; Перенести стек.	
mov	ah,4Ah	;	Функция DOS 4Ah.
next_segment =	length_of_program+1O0h+2O0h+OFh	
next_segment =	next_segment/16 ;	Такая запись нужна только для WASM, остальным ассемблерам это можно было записать в одну строчку.
mov	bx, next_segment ;	Уменьшить занятую память, оставив текущую длину нашей программы +100h на PSP +200h на стек.
int	21h	
mov	ah,48h	;	Функция 48h - выделить память.
bfsize_p = bfsize+OFh bfsize_p = bfsize_p/16		
mov	bx,bfsize_p	;	Размер ВМР-файла 320x200x256 в 16-байтных
int	21h	;	параграфах.
ems_used:		
mov	word ptr buffer_seg,ax ; Сохранить адрес буфера для резидента.	
; Скопировать заголовок BMP-файла в		начало буфера.
mov	cx,BMP_header_length	
mov	si,offset BMP_header	
mov	di,0	
mov	es,ax	
rep	movsb	
10 Зак. 459		
290 i !	1 1 i	| Сложные приемы программирования	
Получить адреса флага занятости DOS и флага критической ошибки			
(считая, что	версия DOS	старше 3.0).	
mov	ah,34h	; Функция 34h - получить флаг занятости.	
int	21h		1
dec	bx	; Уменьшить адрес на 1, чтобы он указывал ; на флаг критической ошибки,	
mov	word ptr	in_dos_addr,bx	
mov	word ptr' Перехват прерываний.		in_dos_addr+2,es.	; и сохранить его для резидента.
mov	ax,352Dh		АН = 35h, AL = номер прерывания.
int	21h		Получить адрес обработчика INT 2Dh
mov	word ptr	old_int2Dh,bx	и поместить его в old_int2Dh.
mov	word ptr	old_int2Dh+2,es	
mov	ax,3528h		АН = 35h, AL = номер прерывания.
int	21h		Получить адрес обработчика INT 28h
mov	word ptr	old_int28h,bx	и поместить его в old_int28h.
mov	word ptr	old_int28h+2,es	
mov	ax,3508h		АН = 35h, AL = номер прерывания.
. int	21h		Получить адрес обработчика INT 08h
mov	word ptr	old_int08h,bx	и поместить его в old_int08h.
mov	word ptr	old_int08h+2,es	
mov	ax,3513П		АН = 35h, AL = номер прерывания.
inf	21h		Получить адрес обработчика INT 13h
mov	word ptr	old_int13h,bx	и поместить его в old_int13h.
mov	word ptr	old_int13h+2,es	
mov,	ax,3509П		АН = 35h, AL =номер прерывания.
int	21h		Получить адрес обработчика INT 09h
mov.	word ptr	old_int09h,bx	и поместить его в old_int09h.
mov	word ptr	old_int09h+2,es	
mov	ax,252Dh		АН = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx,offset	int2Dh_handler	DS:DX - адрес обработчика.
int	21h		Установить новый обработчик INT 2Db.
mov	ax,2528h		АН = 25h, AL = номер прерывания. .
mov	dx,offset	int28h_handler	DS:DX - адрес обработчика.
int	21h		Установить новый обработчик INT 28h.
mov	ax,2508h		АН = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx,offset	int08h_handler	DS:DX - адрес обработчика-.
int	21h ,		Установить новый обработчик INT 08h.
mov	ax,2513h		АН = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx,.offset	int13h_handler	DS:DX - адрес обработчика.
int	21h		Установить новый Ьбработчик INT 13h.
mov	ax,2509h		АН = 25h, AL = номер прерывания. .
mov	dx,offset	int09h_handler	DS:DX - адрес обработчика.
int	21h		Установить новый обработчик INT 09h.
Освободить память из-под		окружения DOS.	
mov	ah,49h		Функция DOS 49h.
mov	es.word ptr envseg		ES - сегментный адрес окружения DOS.
int	21h		Освободить память.
Резидентные программы
LUU_JU21
; Оставить программу резидентной.			
mov	dx,offset initialize	;		DX - адрес первого .байта за концом
			резидентной части.
int	27h	•	Завершить выполнение, оставшись
		1	резидентом.
initialize	endp		
ems_driver	db	’EMMXXXXO’, 0	;	Имя EMS-драйвера для проверки.
; Текст, который	выдает	программа при запуске:	
usage	db	'Простая программа	для копирования экрана только из'
	db	' видеорежима 13h',ODh,OAh	
	db	' Alt-G - записать копию экрана в scrgrb.bmp’	
	db	ODh,OAh	
	db	’ scrgrb.com /и -	выгрузиться из памяти’,ODh,OAh
	db	’$’	
; Тексты, которые выдает		программа при успешном выполнении:	
emsjnsg	db	’Загружена в EMS’,ODh,OAh, ’$’	
convjnsg	db	'Не загружена в EMS’,ODh,OAh, ’$’	
unloaded jnsg	db	’Программа успешно	выгружена из памяти’,ODh,OAh,’$’
; Тексты, которые выдает		программа при ошибках:	
al ready_msg	db	’Ошибка: Программа	уже за гружена’,ODh,OAh,’$ ’
no_more_mux_msg	db	’Ошибка: Слишком много резидентных программ’	
	db	ODh,OAh,’$’	
cant_unload1jnsg	db	'Ошибка: Программа	не.обнаружена в памяти’,ODh,OAh, ’ $ ’
cant_unload2jnsg	db	'Ошибка: Другая программа перехватила прерывания’	
	db	ODh,OAh,’	
unloading	db	0	;	1, если нас запустили с ключом /и.
; BMP-файл (для	изображения 320x200x256)		
8MP_header	label	byte	
; Файловый заголовок.			
BMP_file_header	db	"ВМ"	;	Сигнатура.
	dd	bfsize	;	Размер файла.
	dw	0,0	;	0
	dd	bfoffbits	* ;	Адрес начала BMP_data.
; Информационный	заголовок		
BMP_lnfo_header	dd	bl_size	;	Размер BMP_info_header.
	dd	320	;	Ширина.
	dd	200	;	Высота.
	dw	1	;	Число цветовых плоскостей.
	dw	8	.	,	;	Число битов на пиксел.
	dd	0	;	Метод сжатия данных.
	dd	320*200	;	Размер данных.
	dd	0B13h	;	Разрешение по X (пиксел на метр).
	dd	0B13h	;	Разрешение по Y (пиксел на метр).
	dd	0	;	Число используемых цветов (0 - все)
	dd	0	Число важных цветов (0 - все).
bi_size = $-BMP_info_header	;			Размер BMP_info_header.
BMP_header_length	= $-BMP_header	;		Размер обоих заголовков.
bfoffbits = $-BMP_file..header+256*4	;			Размер заголовков +‘ размер палитры.
ЕЯНННМШИНШ Сложные приемы программирования
bfsize = $-BMP_file_header+256»4+320*200	; Размер заголовков +
; размер палитры + размер данных.
length_of_program = $-start
end start
В этом примере, достаточно сложном из-за необходимости избегать всех слу-
чаев повторного вызова прерываний DOS и BIOS, добавилась еще одна мера пре-
досторожности - сохранение состояния EMS-памяти перед работой с ней и вос-
становление в исходное состояние. Действительно, если наш резидент
активизируется в тот момент, когда какая-то программа работает с EMS, и не
выполнит это требование, программа будет читать/писать уже не в свои EMS-
страницы, а в наши. Аналогичные предосторожности следует предпринимать вся-
кий раз, когда вызываются функции, затрагивающие какие-нибудь глобальные
структуры данных. Например: функции поиска файлов используют буфер DTA,
адрес которого надо сохранить (функция DOS 2Fh), затем создать собственный
(функция DOS lAh) и в конце восстановить DTA прерванного процесса по со-
храненному адресу (функция 1 Ah). Таким образом надо сохранять/восстанавли-
вать состояние адресной линии А20 (функции XMS 07h и 03h), если резидентная
программа хранит часть своих данных или кода в области НМА, сохранять состоя-
ние драйвера мыши (INT 33h, функции 16h и 17h), сохранять информацию о пос-
ледней ошибке DOS (функции DOS 59h и 5D0Ah), и так с каждым ресурсом,
который затрагивает резидентная программа.
Писать полноценные резидентные программы в DOS очень сложно, но, если
не выходить за рамки реального режима, это самое эффективное средство управ-
ления системой и реализации всего, что только можно сделать в DOS.
5.9.4.	Полурезидентные программы
Полурезидентные программы - это программы, которые загружают и выпол-
няют другую программу, оставаясь при этом в памяти, а затем, после того как за-
груженная программа заканчивается, они тоже заканчиваются обычным образом.
Полурезидентная программа может содержать обработчики прерываний, которые
будут действовать все время, пока работает загруженная из-под нее обычная про-
грамма. Так что, с точки зрения этой дочерней программы, полурезидентная про-
грамма функционирует как обычная резидентная. Эти программы удобно исполь-
' зовать для внесения изменений и дополнений в существующие программы, если
нельзя внести исправления прямо в их исполняемый код. Так создаются загруз-
чики для игр, которые хранят свой код в зашифрованном или упакованном виде.
Такой загрузчик может отслеживать определенные комбинации клавиш и об-
манывать игру, добавляя игроку те или иные ресурсы, или, например, находить
код проверки пароля и выключать его.
В качестве примера напишем простой загрузчик для игры «Tie Fighter», кото-
рый устранит ввод пароля, требующийся при каждом запуске игры. Разумеется,
это условный пример, поскольку игра никак не шифрует свои файлы, и того же
эффекта можно было достигнуть, изменив всего два байта в файле front.ovl. Един-
ственное преимущество нашего загрузчика будет заключаться в том, что он под-
ходит для всех версий игры (от X-Wing до Tie Fighter: Defender of the Empire).
Резидентные программы
III
293
; tieload.asm ; Пример полурезидентной программы - загрузчик, устраняющий проверку пароля ; для игр компании Lucasarts: ; X-Wihg, X-Wing: Imperial Pursuit, B-Wing, ; Tie Fighter, Tie Fighter: Defender of the Empire		
.model	tiny	
.code		
.386		Для команды LSS.
org	100h	;	СОМ-программа.
start:		
; Освободить память после конца программы (ч		стек).
mov	sp,length_of_program	;	Перенести стек,
mov	ah,4Ah	;	Функция DOS 4Ah.
mov	bx,par_length	;	Размер в параграфах.
int	21h	Изменить размер выделенной памяти.
; Заполнить поля	ЕРВ, содержащие сегментные	адреса.
\	mov	ax,cs	•	
mov	word ptr EPB+4,ax	
mov	word ptr EPB+8,ax	
mov	word ptr EPB+OCh,ax	
Загрузить программу без выполнения.		
mov	bx,offset EPB	;	ES:BX - ЕРВ
mov	dx,offset filenamel	;	DS:DX - имя файла (TIE.EXE).
mov	ax,4B01h	;	Функция DOS 4B01h.
int	21h	;	Загрузить без выполнения.
jne	program_loaded	;	Если TIE.EXE не найден,
mov	byte ptr XWING.1	установить флаг для find_passwd
mov	ax,4B01h	
mov	dx,offset filenames	;	и попробовать BWING.EXE.
int	21h	
jne	program_loaded	;	Если он не найден,
mov	ax,4B01h	
mov	dx,offset filenames	;	попробовать XWING.EXE.
int	21h	
jc	error_exit	;	Если и он не найден (или не загружается по какой-нибудь другой причине) - выйти с сообщением об ошибке.
program_loaded:
; Процедура проверки пароля не находится непосредственно в исполняемом файле
; tie.exe, bwing.exe или xwing.exe, а.подгружается позже из оверлея front.ovl,
; bfront.ovl или frontend.ovl соответственно. Найти команды, выполняющие чтение
; из этого оверлея, и установить на них наш обработчик find_passwd. ,
cld
push cs	1
pop	aX
add	ax,par_length
mov	ds,ax
294 । j	ИШМ111 Сложные приемы программирования
xor	si,si ; DS:SI - первый параграф после конца нашей программы
	; (то есть начало области, в которую была загружена
	; модифицируемая программа).
mov	di,offset read_file_code ; ES:DI - код для сравнения.
mov	ex,rf_code_l	; СХ - его длина.
call	find_string	; Поиск кода.
jc	error_exit2	; Если он не найден - выйти
	.; с сообщением об ошибке.
Заменить 6	байт из найденного кода командами call find_passwd и пор.
mov	byte ptr [si], 9Ah'	; CALL (дальний).
mov	word ptr [si+1], offset find_passwd
mov	word ptr [si+3], cs
mov	byte ptr [si+5], 90h	; NOP.
Запустить загруженную программу.
Надо записать правильные начальные значения в регистры для ЕХЕ-программы
и заполнить некоторые поля ее PSP.
mov	ah,51h	Функция DOS 51h.
int	21h	BX = PSP-сегмент загруженной программы
mov	ds,bx	Поместить его в DS
mov	es, bx	и ES. Заполнить также поля PSP:
mov	word ptr ds:[OAh],offset exit_without_msg	
mov	word ptr ds:[0Ch],cs	"адрес.возврата"
mov«	word ptr ds:[16h],cs	и "адрес PSP предка".
Iss	sp,dword ptr cs:EP0_SSSP	Загрузить SS:SP
jmp	dword ptr cs:EPB_CSIP	и передать управление на
точку входа программы.
XWING	db	0	; 1/0: тип защиты X-wing/Tie-fighter
ЕРВ	dw	0	; Запускаемый файл получает среду DOS. от ;tieload.сот,
	dw	0080h,?	; и командную строку,
	dw	OO5Ch,?	; и первый FCB,
	dw	006Ch,?	; и второй FCB.
EPB_SSSP	dd	?	; Начальный SS:SP - заполняется DOS.
EPB.CSIP	dd	?	; Начальный CS:IP - заполняется DOS.
filenamel	db	"tie.exe’	,0	; Сначала пробуем запустить этот файл,
filename2	db '	"bwing.exe",0	; потом этот,-	
filenames	db	"xwing.exe",0	; а затем этот.	
; Сообщения	об ошибках.		
errorjnsg	db	"Ошибка:	не найден ни один из файлов TIE.EXE, "
	db	"BWING.EXE, XWING.EXE",ODh, OAh, ’$’	
error jBsg2	db	"Ошибка:	участок кода не найден",ODh, OAh, ’$’
Команды, выполняющие чтение оверлейного файла в tie.exe/bwing.exe/xwing.exe:
read_file_code:			
db	33h,0D2h	; xor	dx, dx
db	 0B4h,3Fh	; mov	ah,3Fh
db	0C0h,21h	; int	21h
Резидентные программы
db 72h	; jz
;(на разный адрес в xwing и tie)
rf_code_l = $-read_file_code
; Команды, вызывающие процедуру проверки пароля.
; Аналогичный набор команд встречается и в других местах, поэтому find_passwd
; будет выполнять дополнительные проверки.
passwd_code:
db	89h,46h,0FCh	; mov	[bp-4],ax
db	89h,56h,0FEh	; mov	[bp-2],dx
db	52h	; push	dx
db	50h	; push	ax
db	9Ah	; call	far
passwd_l = $-passwd_code
error exit:
mov jmp	dx,offset errorjnsg	; short exit_with_msg	Вывод сообщения об ошибке 1
error_exit2: mov	dx,offset error_msg2	Вывод сообщения об ошибке 2
exit_with_msg: mov int	ah,9	; Функция 21h	; вывести	DOS 09h: строку на экран.
exit_without_msg:	, .	; Сюда также передается управление после
; завершения загруженной программы (этот адрес был
; вписан в поле PSP "адрес возврата").
mov	ah,4Ch	; Функция DOS 4Ch:
int	21h	; конец программы.
; Эту процедуру вызывает программа tie.exe/bwing.exe/xwing.exe каждый раз, когда
; она выполняет чтение,из оверлейного файла.
firid_passwd	proc	far
; Выполнить три команды, которые мы заменили на call find_passwd.
xor	dx.dx
mov	ah,3Fh	; Функция DOS 3Fh:
int	21 h	; чтение из файла или устройства.
deactivation_point:	; По этому адресу мы запишем код команды RETF,
pushf push ds	;• когда наша задача будет выполнена. ; Сохраним флаги ; и регистры.
push es	
pusha push	cs pop	es mov	si,dx	; DS:DX - начало только что прочитанного участка
mov	di,offset	; оверлейного файла. passwd_code ; ES:DI - код для сравнения.
dec	si	; Очень скоро мы его увеличим обратно.
search_for_pwd:	; В этом цикле найденные вхождения эталонного кода
	; проверяются на точное соответствие коду проверки ; пароля.
296 IL 111 I
Сложные приемы программирования
inc si
mov	cx,passwd_l
call	find_string
jc	pwd_not_found
Процедура find_string возвращает DS:SI
указывающим на начало найденного кода - чтобы
искать дальше, надо увеличить SI хотя бы на 1.
Длина эталонного кода.
Поиск его в памяти.
Если он не найден - выйти.
find_string нашла очередное вхождение нашего эталонного кода вызова
процедуры - проверим, точно ли это вызов процедуры проверки пароля.
стр
jne
стр
jne
, стр
jne
jmp
check_for_tie:
стр
jne
pwd_found:
byte ptr [si+10],00h	; Этот байт должен быть 00.
search_for_pwd
byte ptr cs:XWING,1 ; В случае X-wing/B-wing
check_for_tie
word ptr [si+53],0774h	; команда je должна быть здесь,
search_for_pwd
short pwd_found
; а в случае Tie Fighter -
word ptr [si+42],0774h	; здесь.
search_for_pwd
; Итак, вызов процедуры проверки пароля найден - отключить его
mov	word	ptr	ds:[sl+8],9090h	;	NOP	NOP
mov	word	ptr	ds:[si+10],9090h	;	NOP	NOP
mov	byte	ptr	ds:[si+12],90h	;	NOP
; и дезактивизировать нашу процедуру find_passwd.
mov byte ptr cs:deactivation_point, OCBh ; RETF
pwd_not_found:		
popa	;		Восстановить регистры и флаги и вернуть управление в программу.
pop pop popf ret find_passwd	es ds endp	
; Процедура find_string.		
; Выполняет поиск строки от заданного адреса ; Вход: ES:01 - адрес эталонной строки.		до конца всей общей памяти.
;	СХ - ее	длина	
;	DS:SI - ; Выход: CF = 1,	адрес, с которого начинать если строка не найдена,	поиск
; иначе: CF = 0 find_string push push push	и DS:SI - адрес, с которого proc near ах bx / dx	;	начинается найденная строка. Сохранить регистры.
do_cmp: mov cmp_loop: push push push	dx,1000h	; di si ex	Поиск блоками по 1000h (4096 байт)
Резидентные программы
111 LI 297
гере	cmpsb	; Сравнить DS:SI co строкой.
pop	ex .	1
pop	si	
POP	di	
je .	found_code	; Если совпадение- - выйти с CF =
inc	si	; Иначе увеличить DS.SI на 1,
dec	dx	; уменьшить счетчик в DX
jne	cmp_loop	; и, если он не ноль, продолжить
Пройден очередной 4-килобайтный блок.
sub	si,1000h	; Уменьшить SI на 1000h
mov	ax, ds	
inc	ah	; и увеличить DS на 1.
mov	ds, ax	-
emp	ax,9000h	; Если мы добрались До
jb	do_cmp	; сегментного, адреса 9000h -
pop-	dx	; восстановить регистры.
pop	bx	
pop	ax	
stc		; Установить CF = 1
ret		; и выйти.
; Сюда передается управление,		если строка найдена.
found_code: pop	dx	; Восстановить регистры.
pop	bx	
pop	ax	
clc		; Установить CF = 0
ret		; и выйти.
find_string	endp	
end_of_prograro:
length_of_program = $-start+1OOh+IOOh ; Длина программы в байтах.
par_length = length_of_program + OFh
par_length = par_length/16	; Длина программы в параграфах.
 end start
5.9.5.	Взаимодействие между процессами
Даже несмотря на то, что DOS является однозадачной операционной системой,
в ней одновременно могут быть задействованы несколько процессов. Это означа-
ет, что сама система не предоставляет никаких специальных возможностей для их
одновременного выполнения, кроме возможности оставлять программы резиден-
тными в памяти. Следовательно, чтобы организовать общую память для несколь-
ких процессов, надо загрузить пассивную резидентную программу, которая будет
поддерживать функции выделения блока памяти (возвращающая идентифика-
тор), определения адреса блока (по его идентификатору) и освобождения блока -
приблизительно так же, как работают драйверы EMS или XMS.
Чтобы реализовать многозадачность, придется запустить активную резидент-
ную программу, которая перехватит прерывание IRQ0 и по каждому такту систем-
ного таймера будет по очереди отбирать управление от каждого из запущенных
Сложные приемы программирования
процессов и передавать следующему. Практически никто не реализует полно-
ценную многозадачность в DOS, когда каждый процесс имеет собственную па-
мять и не может обращаться к памяти другого процесса, - для этого существует
защищенный ре?ким, но встречаются довольно простые реализации для облегчен-
ного варианта многозадачности - переключение нитей.
Нить - это процесс, который использует тот же код и те же данные, что и ос-
тальные такие же процессы в системе, но отличается от них содержимым стека и ре-
гистров. Тогда резидентная программа (диспетчер) по каждому прерыванию
таймера будет сохранять регистры прерванной нити в ее структуру, считывать ре-
гистры следующей нити в очереди и возвращать управление, а структуры и стеки
всех нитей будут храниться в какой-нибудь специально выделенной общедоступной
области памяти. Указанная программа также должна поддерживать несколько вы-
зовов при помощи какого-нибудь программного прерывания - создание нити,
удаление нити и, например, передача управления следующей нити, пока текущая
нить находится в состоянии ожидания.
Эта простота оборачивается сложностью написания самих нитей. Так как все
они используют общий код, абсолютно все в коде нити должно быть повторно
входимым. Кроме того, нити создают множество проблем, связанных с синхрони-
зацией, приводящих к тому, что либо в коде всех нитей, либо в основном резиден-
те придется реализовывать семафоры, очереди, сигналы, барьеры и все остальные
структуры, которые встречаются в реальных пакетах для работы с нитями.
Попробуем создать элементарный прототип такой многозадачности в DOS (все-
го с двумя нитями) и посмотрим, со сколькими проблемами придется столкнуться.
scrsvr.asm
Пример простой задачи, реализующей нитевую многозадачность в DOS.
Изображает на экране две змейки, двигающиеся случайным образом,
каждой из которых управляет своя нить.
Передача управления между нитями не работает в окне DOS (Windows 95).
.model		tiny	
start	. code .386 org mov int	lOOh	; ax,13h	; 10h	;	ГСЧ использует 32-битные регистры. СОМ-программа. Видеорежим 13h: 320x200x256.
call	init_threads	; Инициализировать наш диспетчер. ; С этого места и до вызова shutdown_threads исполняются две нити с одним и тем ; же кодом и данными, но с разными регистрами и стеками ; (в реальной системе здесь был бы вызов fork или аналогичной функции).			
	mov	bx,1	. ;	Цвет (синий).
x_inc	push mov push'	bp bp,sp	; Поместить все локальные переменные в стек, ; чтобы обеспечить повторную входимость. 1	; Добавка к X на каждом шаге. equ word ptr [bp-2]	
Резидентные программы
ГПГГГ^З
push	0	; Добавкг	i к Y на каждом шаге.
y_inc	equ word ptr [bp-4]	
push	128-4	; Относительный адрес головы буфера line_coords.	
coords_head	equ word ptr [bp-6]	
push	0	; Относительный адрес хвоста буфера line_coords.	
coords_tail	equ word ptr [bp-8]	
sub	sp,64*2	; line_coords - кольцевой буфер координат точек.	
mov	di.sp	
mov	сх,64	
mdv	ах,10	; Заполнить его Координатами (10, 10).	
push	ds	
pop	es	
rep	stosw	
line_coords	equ word ptr [bp-(64*2)-8]	
push	OAOOOh	
pop	es	ES - адрес видеопамяти.
main_loop:		Основной цикл.
call	display_line	Изобразить текущее состояние змейки.
; Измерить направление движения случайным образом.		
push	bx	
mov	ebx,50	Вероятность смены направления 2/50.
call	z_random	Получить случайное число от 0 до 49.
mov	ax,word ptr x_inc_	
mov	bx.word ptr y_inc	
test	dx,dx	Если это число - 0,
jz	rot_right	повернем направо,
dec	dx	а если 1 -
jnz	exit_rot	налево. Повороты
neg	ax	налево на 90 градусов.
xchg	ax,bx	dY = -dX, dX = dY.
jmp	short exit_rot	
rot_right:		
neg	bx	Направо на 90 градусов.
xchg exit_rot:	ax, bx	dY = dX, dX = dY.
mov	word ptr x_inc,ax	Записать новые значения инкрементов.
mov	word ptr y_inc,bx	
pop	bx	; Восстановить цвет в ВХ.
; Перемещение	змейки на одну позицию вперед.	
mov	di,word ptr coords_head	; DI - адрес головы.
mov	cx.word ptr llne_coords[di]	; СХ - строка.	
mov	dx.word ptr line_coords[di+2]	; DX - столбец.	
add	cx.word ptr y_inc	; Добавить инкременты.
add	dx.word ptr x_inc	
add	di,4	; DI - следующая точка в буфере
and	di,127	; Если DI > 128, DI = DI - 128.
mov	word ptr coords_head,di	; Теперь голова здесь.
зоо ] j i I I II
Сложные приемы программирования
mov	word ptr ,line_coords[di],ex i	; Записать ее координаты.
mov	word ptr line_coords[di+2],dx	
mov	di,word ptr coords_tail	Прочитать адрес хвоста.
add	di, 4	; Переместить его на одну
and	di,127	; позицию вперед
mov	word ptr coords_tail,di	; и записать на место.
Пауза.	
Из-за особенностей нашего диспетчера (см. ниже) мы не можем пользоваться
прерыванием BIOS для паузы, поэтому сделаем просто пустой цикл. Длину цикла
придется изменить в зависимости от скорости процессора.
mov	ex,-1
loop	$	; 65 535 команд loop.
mov	СХ, -1
loop	$
mov	ex,-1
loop	$
mov	ah, 1
int	16h'	; Если ни одна из клавиш не была нажата,
jz	main_loop	; продолжить основной цикл.
mov	ah,0	; Иначе - прочитать клавишу.
int	Ж
leave	; Освободить стек от локальных переменных
call	shutdown_threads	; Выключить многозадачность.
С этого момента у нас снова только один процесс.	
mov	ах,3	; Видеорежим 3:
.int	10h	; 80x24.
int	20h	'	; Конец программы.
; Процедура вывода точки на экран в режиме 13h.	
; СХ = строка,	OX = столбец, BL = цвет, ES = OAOOOh
putpixel	proc near
push .	di
lea	ecx,[ecx*4+ecx]	; СХ = строка x 5.
shl	ex, 6	; СХ = строка x 5 x 64 = строка x 320
add	dx,cx	; DX = строка x 320 + столбец = адрес.
mov	di, dx
mov	al, bl
stosb	; Записать байт в видеопамять.
pop	di
ret	
putpixel	endp
; Процедура display_line.
; Выводит на экран нашу змейку по координатам из кольцевого буфера line_coords.
display_line proc near
mov	di,word ptr coords_tail	;	Начать вывод с хвоста,
continue_line_display:
emp	di,word ptr coordsjnead	;	Если DI равен адресу головы,
je	line_displayed	;	вывод закончился.
Резидентные программы
call	display_point	;	Иначе ^.вывести точку на экран.
add	di, 4	;	Установить ОГ :.на следующую точку.
and	di,127	
jmp	short continue_line_display	; И так далее.
line_displayed:		
call	display_point	
mov	di,word ptr coords_tail	Вывести точку в хвосте
push	bx	
mov	bx,0	;	нулевым цветом,
call	display_point	;	то есть стереть.
POP	bx	
ret		
display_line •	endp	
Процедура display_point.
; Выводит точку	из буфера line_coords с индексом DI.
display_point	proc near
mov	ex,word ptr line_coords[di]	; Строка.
mov	dx.word ptr line_coords[di+2]	; Столбец.
call	putpixel	; Вывод точки
ret	
display_point	endp
; Процедура z.	.random.	
; Стандартный	конгруэнтный генератор случайных чисел (неоптимизированный).	
; Вход: EBX -	максимальное число.	
; Выход: EDX	- число от 0 до ЕВХ-1.	
z_random:		
push	ebx	
cmp	byte ptr zr_init_flag,0	Если еще не вызывали,
je	zr_init	инициализироваться.
mov	eax,zr_prev_rand	Иначе - умножить предыдущее
zr_cont:		
mul	rnd_number	на множитель
div	rnd_number2	и разделить на делитель.
mov	zr_prev_rand, edx	Остаток от деления - новое число.
pop	ebx	
mov	eax,edx	
xor	edx,edx	
div	ebx	Разделить его на максимальное'
ret		и вернуть остаток в EDX.
zr_init:		
push	0040h	Инициализация генератора.
pop	fs	0040h:006Ch -
mov	eax,fs:[006Ch]	счетчик прерываний таймера BIOS,
mov	zr_prev_rand,eax	он и будет первым случайным числом
mov	byte ptr zr_init_flag,1	
jmp	zr_cont	
rnd_number	dd	16807	Множитель.
rnd_number2	dd	2147483647	Делитель.
1302 | ! !	MMHII Сложные приемы программирования	
zr.init.flag	db	0	Флаг инициализации генератора.
zr.prev.rand	dd	0	Предыдущее случайное число.
; Здесь начинается код диспетчера, обеспечивающего многозадачность.		
; Структура данных, в которой мы храним регистры для каждой нити.		
thread.struc struc		
_ах	dw	?	
_bx	dw	?	
_сх	dw	?	
_dx	dw	?	
_si	dw	?	
_di	dw	?	
_bp	dw	?	
-SP	dw	?	
Jp	dw	?	
.flags	dw	?	
thread_struc	ends	
; Процедура init	.threads.	
; Инициализирует	обработчик прерывания 08h	и заполняет структуры, описывающие
; обе нити.		
init_tbreads	proc near	
pushf		
pusha		
push	es	
mov	ax,3508h	АН = 35h, AL - номер прерывания.
int	21h	Определить адрес обработчика.
mov	word ptr old_int08h,bx	Сохранить его.
mov	word ptr old_int08h+2,es	
mov	ax,2508h	АН = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx,offset int08h_handler	Установить наш.
int	21h	
pop	es	
popa	; Теперь регистры	те же, что и при вызове процедуры.
popf		
mov	threadl._ax,ax	Заполнить структуры
mov	thread2._ax,ax	thread! и thread?,
mov	thread1._bx, bx	в которых хранится содержимое
mov	thread2._bx,bx	всех регистров (кроме сегментных -
mov	thread!._cx,ex	они в этом примере не изменяются).
mov	thread2._cx,ex	
mov	thread!._dx,dx	
mov	thread?._dx,dx	
mov	thread!._si, si	
mov	thread2._si,si	
mov	thread!._di,di	
mov	thread?._di,di	
mov	thread!._bp,bp	
mov	thread2._bp,bp;	
Резидентные программы
i 303
mov	thread!._sp,offset th'readl_stack+5!2
mov	thread2._sp,offset thread2_stack+512
pop mov	ax thread1._ip,ax	; Адрес возврата (теперь стек пуст)
mov	' thread2._ip,ax	
pushf		
pop	ax	; Флаги.
mov	thread!._flags,ax	
mov	thread2..flags, ax	
‘ mov	sp,thread!._sp	; Установить стек нити 1
jmp	word ptr thread!._ip	; и передать ей управление.
init_threads	endp	
current-thread	db • 1	; Номер текущей нити.
; Обработчик прерывания INT08h (IRQO)
; переключает нити
intO8h_handler proc far
pushf	; Сначала вызвать старый обработчик
db	9Ah	; Код команды call far.
old_int08h	dd	0	; Адрес старого обработчика.
; Определить, произошло ли прерывание в момент исполнения нашей нити или
; какого-то обработчика другого прерывания. Это важно, так как мы не собираемся
; возвращать управление чужой программе, по крайней мере сейчас.
; Вот почему нельзя пользоваться прерываниями для задержек в наших нитях
; и программа не работает в окне DOS (Windows 95).
mov	save_di, bp	; Сохранить BP.
mov	bp.sp	
push	ax	
push	bx	
pushf		
mov	ax,word ptr [bp+2]	; Прочитать сегментную часть
mov	bx, cs	; обратного адреса.
emp	ax.bx	; Сравнить ее с CS.
jne	called_far	; Если они не совпадают - выйти
popf		
pop	bx	; Иначе - восстановить регистры
pop	ax	
mov	bp, save_di	
mov	save_di,di	; Сохранить DI, SI
mov save_si,si
pushf	,	; и флаги.
; Определить, с какой нити на какую надо передать управление.
стр	byte ptr current-thread,!	Если с первой,
je	t h read1_to_t h read 2	перейти на threadl_to_thread2.
mov	byte ptr current-thread,1	Если с 2 на 1, записать в номер
mov	si,offset thread!	и установить SI и DI;
mov	di,offset thread2	на соответствующие структуры.
jmp	short order.selected	
зоПЗТЗГТГП
Сложные приемы программирования
thread1_to_thread2:	;			Если c 1 на 2,
mov	byte ptr	Current_thread,2 ;	записать в номер нити 2
mov	si,offset	thread2	;	и установить SI и DI.
mov	di,offset	threadl	
order_selected:
Записать все текущие регистры в структуру по адресу [DI]
и загрузить все регистры из структуры по адресу [81].
начать с SI и 01:
mov	ax,[si]._si	; Для MASM	все выражения	[reg]._reg надо
push	save_si	; заменить	(thread_struc	Ptr [reg])._reg.
pop	[di]._si			
mov	save_si,ax			
mov	ax,[si]._di			
push	save_di			
pop	[di]._di			
mov	save_di,ax			
Теперь все	основные регистры.			
mov	[di._ax],ax			
mov	ax,[si._ax]			
mov rt	[di._bx], bx			
mov	bx,[si._bx]			
mov	[di._cx],cx			
mov	cx,[si._cx]
mov	[di._dx],dx
mov	dx,[si._dx]
mov	[di._bp],bp
mov	bp, [si._bp]
Флаги. 
pop	[di._flags]
push	[si._flags]
popf
Адрес возврата.
pop	[di._ip]	; Адрес возврата из стека.
add	sp,4	; CS и флаги из стека - теперь он пуст
; Переключить	стеки.	
mov	[di._sp], sp	
mov	sp,[si._sp]	
push	[si._ip]	; Адрес возврата в отек (уже новый).
mov	di,save_di	; Загрузить 01 и SI
mov	si, s'ave_si	
retn		; и перейти по адресу в стеке.
; Управление переходит сюда,		если прерывание произошло в чужом коде.
called_far:		
popf		,’г	; Восстановить регистры
POP	bx	
"pop	ax'	
mov	bp,save_di	
iret		; и завершить обработчик.
int08h_handler	endp	
Программирование на уровне портов
| 305
save_di save^si	dw	? dw	?	; Переменные для временного хранения ; регистров.
; Процедура shutdown_threads. ; Выключает диспетчер. shutdown_threads proc near mov	ax,2508h	; Достаточно просто восстановить прерывание.		
Ids int ret shutdown_threads	dx,dword ptr old_int08h 21h eridp	
; Структура, описывающая первую нить.
threadl thread_struc о
; И вторую.
thread2 thread_struc о
; Стек первой нити.
thread1_stack db 512 dup(?)
; И второй.
thread2_stack db 512 dup(?) r	,
end start
Как мы видим, этот пример не может работать в Windows 95 и в некоторых
других случаях, когда DOS расширяют До более совершенной операционной сис-
темы. Фактически в этом примере мы именно этим и занимались - реализовыва-
ли фрагмент операционной системы, который отсутствует в DOS.
Действительно, применяя механизм обработчиков прерываний, можно создать
операционную систему для реального режима, аналогичную DOS, но очень быст-
ро окажется, что для этого нужно общаться напрямую с аппаратным обеспечени-
ем компьютера, то есть использовать Порты ввода-вывода.
5.10.	Программирование
на уровне портов ввода-вывода
Как видно из предыдущей главы, использование системных функций DOS
и прерываний BIOS может быть небезопасным из-за отсутствия в них повторной
входимости. Теперь самое время спуститься на следующий уровень и научиться
работе с устройствами компьютера напрямую, через порты ввода-вывода, как это
и делают системные функции. Кроме того, многие возможности компьютера мо-
гут быть реализованы только программированием на уровне портов.
5.10.1.	Клавиатура
Контроллеру клавиатуры соответствуют порты с номерами от 60h до 6Fh, хотя
для всех стандартных операций достаточно портов 60h и 61h.
64h для чтения - регистр состояния клавиатуры, возвращает следующий байт:
бит 7: ошибка четности при передаче данных с клавиатуры
бит 6: тайм-аут при приеме
бит 5: тайм-аут при передаче
|| । Сложные приемы программирования
бит 4: клавиатура закрыта ключом
бит 3: данные, записанные в регистр ввода, - команда
бит 2: самотестирование закончено
бит 1: в буфере ввода есть данные (для контроллера клавиатуры)
бит 0: в буфере вывода есть данные (для компьютера)
При записи в этот порт он играет роль дополнительного регистра управления
клавиатурой, но его команды сильно различаются для разных плат и разных
BIOS, и мы не будем его подробно рассматривать.
61h для чтения и записи - регистр управления клавиатурой. Если в старший бит
этого порта записать значение 1, клавиатура будет заблокирована, если 0 -
разблокирована. Другие биты этого порта менять нельзя, так как они управ-
ляют иными устройствами (в частности динамиком). Чтобы изменить состо-
яние клавиатуры, надо считать байт из порта, изменить бит 7 и снова запи-
сать в порт 61 h этот байт.
60h для чтения - порт данных клавиатуры. При чтении из него можно получить
скан-код последней нажатой клавиши (см. приложение 1) - именно так лучше
всего реализовывать резидентные программы, перехватывающие прерывание'
IRQ1, потому что по этому коду можно определять момент нажатия и отпус-
кания любой клавиши, включая такие клавиши, как Shift, Ctrl, Alt или даже
Pause (скан-код отпускания клавиши равен скан-коду нажатия плюс 80h):
int09h_handler:
in al,60h	; Прочитать скан-код клавиши.
стр
jne
[...]
al,hot_key
not_our_key
Если это наша "горячая" клавиша,
.перейти к нашему обработчику.
Наши действия здесь.
not_our_key:
imp
old_int09h
Вызов старого обработчика.
Мы пока не можем завершить обработчик просто командой IRET, потому что,
во-первых, обработчик аппаратного прерывания клавиатуры должен установить
бит 7 порта 61h, а затем вернуть его в исходное состояние, например так:
in	al,61h
push	ах .
or	al,80h
1 out 61h,al
pop	ax
out	61h,al
Во-вторых, он должен сообщить контроллеру прерываний, что обработка ап-
паратного прерывания закончилась командами
mov	al,20h
out	20h,al
60h для записи - регистр управления клавиатурой. Байт, записанный в этот порт
(если бит 1 в порту 64h равен 0), интерпретируется как команда. Некоторые
Программирование на уровне портов
307,
команды состоят из более чем одного байта - тогда следует дождаться обну-
ления этого бита еще раз перед тем, как посылать следующий байт. Перечис-
лим наиболее стандартные команды.
Команда OEDh 0?h - изменить состояние светодиодов клавиатуры. Второй байт
этой команды определяет новое состояние:
бит 0: состояние Scroll Lock (1 - включена, 0 - выключена)
бит 1: состояние Num Lock
бит 2: состояние Caps Lock
При этом состояние переключателей, которое хранит BIOS в байтах состоя-
ния клавиатуры, не изменяется, и при первой возможности обработчик прерыва-
ния клавиатуры BIOS восстановит состояние светодиодов.
01111b - 8,0
10010b = 6,0
10100b.- 5,0
101 lib = 4,0
11010b-3,0
11111b-2,0
Команда OEEh - эхо-запрос. Клавиатура отвечает скан-кодом OEEh.
Команда 0F3h ??h - установить параметры режима автоповтора:
бит 7 второго байта команды: 0
биты 6-5: устанавливают паузу перед началом автоповтора:
00b - 250ms, 01b - 500ms, 10b - 750ms, l ib - 1000ms
биты 4-0: устанавливают скорость автоповтора (символов в секунду):
00000b - 30,0
00010b - 24,0
00100b - 20,0
001 lib-16,0
01000b - 15,0
01010b- 12,0
01100b-10,0
Все промежуточные значения также имеют смысл и соответствуют промежу-
точным скоростям, например 00001b - 26,7.
Команда 0F4h - включить клавиатуру.
Команда 0F5h - выключить клавиатуру.
Команда 0F6h - установить параметры по умолчанию.
Команда OFEh - послать последний скан-код еще раз.
Команда OFFh - выполнить самотестирование.
Клавиатура отвечает на все команды, кроме OEEh и OFEh, скан-кодом OFAh
(подтверждение), который поглощается стандартным обработчиком BIOS, поэто-
му, если мы не замещаем его полностью, об обработке OFAh можно не беспокоиться.
В качестве примера работы с клавиатурой напрямую рассмотрим простую про-
грамму, выполняющую переключение светодиодов.
mig.asm
Циклически переключает светодиоды клавиатуры.
org
.model tiny
.code
100h
СОМ-программа.
1308I 1 |		Сложные приемы программирования
start	,proc near	
mov	ah, 2	; Функция 02 прерывания 1Ah:
Int	1Ah	; получить текущее время.
mov	ch,dh	; Сохранить текущую секунду в СН.
mov	cl,0100b	; CL = состояние светодиодов клавиатуры.
main_loop:		
call	change_LEDs	; Установить светодиоды в соответствии с CL.
shl	cl, 1	.	; Следующий светодиод.
test	cl,1000b •	; Если единица вышла в бит 3,
jz	continue	
mov	cl,0001b	; вернуть ее в бит 0.
continue:		
mov;	ah,.1	; Проверить, не была ли нажата клавиша.
int	16h	
jnz	exit_loop	; Если да - выйти из программы.
push	ex	
mov	ah, 2	; Функция 02 прерывания 1Ah.
int	1 Ah	; Получить текущее время.
pop	ex	
cmp	ch, dh	; Сравнить текущую секунду в DH с СН.
mov"	ch,dh	; Скопировать ее в любом случае.
je	continue	; Если это была та же самая секунда -
		; не переключать светодиоды.
jmp	short main_loop	; Иначе - переключить светодиоды.
exit_loop:		
mov	ah,0	; Выход из цикла - была нажата клавиша.
int	16h	Считать ее
1	ret		; и завершить .программу.
start	endp	
; Процедура change_LEDs.		
; Устанавливает	состояние светодиодов клавиатуры в соответствии с числом в CL.	
change_LEDs	proc near	
call	wait_KBin	; Ожидание возможности посылки команды.
mov	al.OEDh	
out	60h,al	; Команда клавиатуры EDh.
call	wait_KBin	; Ожидание возможности посылки команды.
mov	al, cl	
out	60h,al	; Новое состояние светодиодов.
ret		
change_LEDs	endp	
; Процедура wait	_KBin.	
; Ожидание возможности ввода команды для клавиатуры.		
wait_KBin	p roc	nea r	
in	al,64h	; Прочитать слово состояния.
test	al,0010b	; Бит 1 равен 1?
jnz	wait_KBin	; Если нет - ждать.
ret		; Если да - выйти.
wait_KBin	endp 	
end	start	
Программирование на уровне портов
309
5.10.2.	Последовательный порт
Каждый из последовательных портов обменивается данными с процессором че-
рез набор портов ввода-вывода: СОМ1 - 03F8h - 03FFh, COM2 - 02F8h - 02FFh,
COM3 - 03E8h - 03EFh и COM4 - 02E8h - 02EFh. Имена портов COMI -
COM4 на самом деле никак не зафиксированы. BIOS просто называет порт
СОМ1, адрес которого (03F8h по умолчанию) записан в области данных BIOS по
адресу 0040h:0000h. Точно так же порт COM2, адрес которого записан по адресу
0040h:0002h, COM3 - 0040h:0004h и COM4 - 0040h:0006h. Рассмотрим назначе-
ние портов ввода-вывода на примере 03F8h - 03FFh.
03F8h для чтения и записи - если старший бит регистра управления линией = О,
то это регистр передачи данных (THR или RBR). Передача и прием данных через
последовательный порт соответствуют записи и чтению именно в этот порт.
03F8h для чтения и записи - если старший бит регистра управления линией == 1,
то это младший байт делителя частоты порта.
03F9h для чтения и записи - если'старший бит регистра управления линией = О,
то это регистр разрешения прерываний (IER):
бит 3: прерывание по изменению состояния модема
бит 2: прерывание по состоянию BREAK или ошибке
бит 1: прерывание, если буфер передачи пуст
бит 0: прерывание, если пришли новые данные
03F9h для чтения и записи - если старший бит регистра управления линией = 1,
то это старший байт делителя частоты порта. Значение скорости порта определя-
ется по значению делителя частоты (см. табл. 20).
03FAh для чтения - регистр идентификации прерывания. Содержит информацию
о причине прерывания для обработчика:
биты 7-6: 00 - FIFO отсутствует, И - FIFO присутствует
бит 3: тайм-аут FIFO приемника
биты 2-1: тип произошедшего прерывания:
11b - состояние BREAK или ошибка.
Сбрасывается после чтения из 03FDh
10b. - пришли данные.
Сбрасывается после чтения из 03F8h
01b - буфер передачи пуст.
Сбрасывается после записи в 03F8h
00b - изменилось состояние модема.
Сбрасывается после чтения из 03FEh
бит 0: 0, если произошло прерывание; 1, если нет
03FAh для записи - регистр управления FIFO (FCR)
биты 7-6: порог срабатывания прерывания о приеме данных:
00b - 1 байт	ч
01b - 4 байта
10b - 8 байт
11b - 14 байт
310
Сложные приемы программирования
бит 2: очистить FIFO передатчика	;
бит 1: очистить FIFO приемника
бит 0: включить режим работы через FIFO
03FBh для чтения и записи - регистр управления линией (LCR)
бит 7: если 1 - порты 03F8h и 03F9h работают, как делитель частоты порта
бит 6: состояние BREAK - порт непрерывно посылает нули
биты 5-3: четность:
? ? 0 - без четности
0 0 1 - контроль на нечетность
0 1 1 - контроль на четность
1 0 1 - фиксированная четность 1
1 1 1 - фиксированная четность 0
? ? 1 -программная (не аппаратная) четность
бит 2: число стоп-бит:
0-1 стоп-бит
1-2 стоп-бита для 6-, 7-, 8-битных; 1,5 стоп-бита для 5-битных слов
биты 1 - 0: длина слова:
00-5 бит
01-6 бит
10—7 бит
11-8 бит
03FCH для чтения и записи - регистр управления модемом (MCR)
бит 4: диагностика (выход COM-порта замыкается на вход)
бит 3: линия OUT2 - должна быть 1, чтобы работали прерывания
бит 2: линия OUT1 - должна быть 0
бит 1: линия RTS
бит 0: линия DTR
03FDh для чтения - регистр состояния линии (LSR)
бит 6: регистр сдвига передатчика пуст
бит 5: регистр хранения передатчика пуст - можно писать в 03F8h
бит 4: обнаружено состояние BREAK (строка нулей длиннее, чем старт-бит +
слово + четность + стоп-бит)
бит 3: ошибка синхронизации (получен нулевой стоп-бит)
бит 2: ошибка четности
бит 1: ошибка переполнения (пришел новый байт, хотя старый не был прочи-
тан из 03F8h, при этом старый байт теряется)
бит 0: данные получены и готовы для чтения из 03F8h
03FEh для чтения - регистр состояния модема (MSR)
бит 7: линия DCD (несущая)
бит 6: линия RI (звонок)
бит 5: линия DSR (данные готовы)
бит 4: линия CTS (разрешение на посылку)
бит 3: изменилось состояние DCD
бит 2: изменилось состояние RI
Программирование на уровне портов
III

бит 1: изменилось состояние DSR
бит Q: изменилось состояние CTS
03FFh для чтения и записи - запасной регистр. Не используется контроллером
последовательного порта, любая программа может им пользоваться.
Таблица 20. Делители частоты последовательного порта
Делитель частоты	Скорость
0001h	115 200
' 0002h	57 600
0003h	38 400
0006h	19 200
OOOCh	9 600
001 Oh	7 200
0018h	4 800
0020h	3 600
0030h	2 400
Итак, первое, что должна сделать программа, работающая с последовательным
портом, - проинициализировать его, записав в регистр управления линией
(03FBh) число 80h, делитель частоты — в порты 03F8h и 03F9h, режим — в порт
03FBh, а также указав разрешенное прерывание в порту 03F9h. Если программа
вообще не пользуется прерываниями — надо записать в этот порт 0.
Перед записью данных в последовательный порт можно проверить бит 5, а перед
чтением - бит 1 регистра состояния линии, но, если программа использует преры-
вания, эти условия выполняются автоматически. Вообще говоря, реальная серьез-
ная работа с последовательным портом возможна только при помощи прерываний.
Посмотрим, как может быть устроена такая программа на следующем примере:
; term2.asm
; Минимальная терминальная программа, использующая прерывания.
; Выход - Alt-X
.model tiny
. code
.186
org 100h
СОМ-программа.
Следующие четыре директивы определяют, для какого последовательного порта
; скомпилирована программа (никаких проверок не выполняется ,- не	запускайте этот .
; пример, если у вас нет модема на соответствующем порту). Реальная программа	
; должна определять номер порта из конфигурационного файла или из	командной строки
COM	equ 02F8h	; Номер базового порта (COM2).	
IRQ	equ OBh	; Номер прерывания (INT ОВИ.для	IRQ3).
E_BITMASK	equ 11110111b	Битовая маска для разрешения	IRQ3.
D_BITMASK	equ 00001000b	; Битовая маска для запрещения	IRQ3.
312Ilf
Сложные приемы программирования
start:
call, ihit_everything	; Инициализация линии и модема.
main_loop:	; Основной цикл.
; Реальная терминальная программа в этом цикле будет выводить данные из буфера
; приема (заполняемого из обработчика прерывания) на экран, если идет обычная
; работа, в файл, если пересылается файл, или обрабатывать как-то по-другому.
; В нашем примере мы используем основной цикл для ввода символов, хотя лучше это
; делать из обработчика прерывания от клавиатуры.
mov	ah, 8	Функция DOS 08h:
int	21h	чтение с ожиданием и без эха.
test	al,al	Если введен-обычный символ,
jnz	send_char	послать его.
int	21h	Иначе - считать расширенный ASCII-код
emp	. al,2Dh	Если это не Alt-X,
jne	main_loop	продолжить цикл.
call	shutdown_everything	Иначе - восстановить все в
		исходное состояние
ret		и завершить программу.
send_char:..		Отправка символа в модем.
; Реальная терминальная программа должна здесь только добавлять символ в буфер		
; передачи и, если этот буфер был пуст, разрешать прерывания "регистр передачи		
; пуст". Просто	пошлем символ напрямую в порт.	
mov	dx.COM	Регистр THR.
out	dx,al	
jmp	short main_loop	
old_irq	dd	?	Здесь будет храниться адрес старого
;обработчика.
Упрощенный обработчик прерывания от последовательного порта.
irq_handler	proc far	
pusha		Сохранить регистры.
mov	dx,C0M+2	Прочитать регистр идентификации
in	al, dx	прерывания.
repeat-handler:		
and	ax,00000110b	Обнулить все биты, кроме 1 и 2,
mov ,	di, ax	отвечающие за 4 основные ситуации.
call	word ptr cs:handlers[di]	Косвенный вызов процедуры для обработки ситуации.
mov	dx,C0M+2	Еще раз прочитать регистр идентификации
in	al, dx	прерывания.
test	al, 1	.	Если младший бит не 1,
jz	repeat-handler	надо обработать еще одно прерывание.
mov	al,20h	Иначе - завершить аппаратное прерывание
out	20h,al	посылкой команды E0I (см. раздел 5.10.10)
popa		
iret		
; Таблица адресов процедур, обслуживающих разные варианты прерывания,
handlers	dw offset line_h, offset trans_h
dw offset recv_h, offset modem_h
Программирование на уровне портов
313
; Эта.процедура вызывается при изменении состояния линии.
line_h ? proc near
mov	dx,C0M+5	; Пока не будет прочитан LSR,
in	al.dx	; прерывание считается незавершившимся.
; Здесь можно проверить, что случилось, и, например, прервать связь, если
; обнаружено состояние BREAK.
ret
line_h	endp	
; Эта процедура		вызывается при приеме новых данных.
recv_h	mov	proc near dx.COM	; Пока не будет прочитан RBR,
	in	al,dx	; прерывание считается незавершившимся.
; Здейь	следует	поместить принятый байт в буфер приема для основной программы
; но мы	просто сразу выведем его на экран.	
	int	29h	,	; Вывод на экран.
	' ret	
recv_h		endp
; Эта процедура		вызывается по окончании передачи данных.
transjh		proc near
; Здесь	следует	записать в THR следующий символ из буфера передачи и, если
; буфер	после этого оказывается пустым, запретить этот тип прерывания.	
	ret	
trans_h		endp
; Эта процедура		вызывается при изменении состояния модема.
modem_h	mov	proc near dx,C0M+&	; Пока MCR не будет прочитан,
	in	al.dx	; прерывание считается незавершившимся.
; Здесь	можно определить состояние звонка и поднять трубку, определить	
; потерю несущей		и перезвонить, и т. д.
	ret	
modem_h		endp
irq_handler endp
; Инициализация всего, что требуется инициализировать.
init_everything proc near
Установка нашего обработчика прерывания.		
mov	ax,3500h+IRQ	AH = 35h, AL = номер прерывания.
int	21h	Получить адрес старого обработчика
mov mov	word ptr old_irq,bx word ptr old_irq+2,es	и сохранить в old_irq.
mov	ax,2500h+IRQ	АН = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx,offset irq_handler	DS:DX - наш обработчик.
int	21h	Установить новый обработчик. Сбросить все регистры порта.
mov mov	dx,COM+1 al,0	Регистр IER.
out	dx,al ’]	Запретить все прерывания.
mov	dx,C0M+4	MCR.
out	dx,al	Сбросить все линии модема в 0
mov	dx,C0M+5	и выполнить чтение из LSR,
|314 | j		Сложные приемы программирования
		
in	al,dx	
mov	dx,COM+O	; из RBR
in	al,dx	
mov	dx,C0M+6	; и из MSR
in	al, dx	; на тот случай, если они недавно изменялись,
mov	dx,C0M+2	; а также послать 0 в регистр FCR,
mov	al,0	; чтобы выключить FIFO.
out	dx, al	
; Установка скорости COM-порта		
mov	dx,C0M+3	; Записать в регистр LCR
mov	al,80h	; любое число со старшим битом 1.
out	• dx.al	
mov	dx,COM+O	; Теперь записать в регистр DLL
mov	al, 2	; младший байт делителя скорости,
out	dx, al	
mov	dx,COM+1	; а в DLH -
mov	al,0	; старший байт
out	dx, al	; (мы записали 0002И - скорость порта 57 600).
; Инициализация	линии.	
mov	dx,COM+3	; Записать теперь в LCR
mov	al,0011b	; число, соответствующее режиму 8N1
out	dx,al	; (наиболее часто используемому).
; Инициализация	модема.	
mov	dx,C0M+4	; Записать в регистр MCR
mov	al,1011b	; битовую маску, активизирующую DTR, RTS
out	dx, al	; и 0UT2.
; Здесь следует	выполнить проверку на наличие модема на этом порту (читать	
; регистр MSR,	пока не будут установлены линии CTS и DSR или не кончится время),	
; а затем послать в модем (то		есть поместить в буфер передачи) инициализирующую
; строку, например "ATZ",ODh.		
; Разрешение прерываний.		
mov	dx,СОМ+1	; Записать в IER битовую маску, разрешающую
mov	al,1101b	; все прерывания, кроме "регистр передачи пуст".
out	dx,al	
in	al,21h	; Прочитать 0CW1 (см. раздел 5.10.10).
and	al,E.BITMASK	; Размаскировать прерывание.
out	21h,al	; Записать 0CW1.	<
ret		
init_everything	endp	
состояние.
; Возвращение всего в исходное
shutdown_everything proc
; Запрещение прерываний.
in	al,21h
or al,D_BITMASK
out	21h,al
mov	dx,COM+1
mov	al,U
near
; Прочитать OCW1.
; Замаскировать прерывание.
; Записать 0CW1.
; Записать в регистр IER
; ноль.
Программирование на уровне портов
out	dx.al
; Сброс линий mov mov out	модема DTR и CTS. dx,C0M+4	; Записать в регистр MCR al.O	; ноль. dx.al
Восстановление предыдущего обработчика прерывания.
mov Ids int	ax,2500h+IRQ	; AH = 25h, AL = номер прерывания. dx,old_irq	; DS:DX - адрес обработчика. 21h
ret
shutdown_everything endp
end start
5.10.3.	Параллельный порт
BIOS автоматически обнаруживает только три параллельных порта - с адреса-
ми 0378h - 037Ah (LPT1 или LPT2), 0278h - 027Ah (LPT2 или LPT3) и 03BCh -
03BFh (LPT1, если есть) - и записывает номера их базовых портов ввода-вывода
в область данных BIOS по адресам 0040h:0008h, 0040h:000Ah, 0040h:00QCh соот-
ветственно. Если в системе установлен еще один параллельный порт, придется до-
полнительно записывать его базовый номер в 0040h:000Eh, чтобы BIOS восприни-
мала его как LPT4. Рассмотрим назначение портов ввода-вывода, управляющих
параллельными портами на примере 0278h - 027Ah.
0278h для записи - порт данных. Чтение и запись в этот порт приводят к приему
или отправке байта в принтер или другое присоединенное устройство.
0279h для чтения - порт состояния
бит 7: принтер занят, находится в offline или произошла ошибка
бит 6: нет подтверждения (1 - принтер не готов к приему следующего байта)
бит 5: нет бумаги
бит 4: принтер в режиме online
бит 3: нет ошибок
бит 2: IRQ не произошло
биты 1-0:0
027Ah для чтения и записи - порт управления
бит 5: включить двунаправленный обмен данными (этот режим не поддержи-
вается BIOS)
бит 4: включить генерацию аппаратного прерывания (по сигналу подтверждения)
бит 3: установить принтер в online
бит 2: 0 в этом бите инициализирует принтер
бит 1: режим посылки символа LF (OAh) после каждого CR (ODh)
битО: линия STROBE
Чтобы послать байт в принтер, программа должна убедиться, что линия BUSY
(бит 7 порта состояния) равна нулю, а линия АСК (бит 6 порта состояния) - еди-
нице. Затем надо послать символ на линии DATA (порт данных), не ранее чем
316J_|ГГПТ
Сложные приемы программирования
через 0,5 мкс установить линию STROBE (бит 0 порта управления) в 0, а затем,
не менее чем через 0,5 мкс, - в 1. В отличие от последовательных портов, парал-
лельные хорошо поддерживаются BIOS и DOS, так что программирование их на
уровне портов ввода-вывода может потребоваться только при написании драйве-
ра для какого-нибудь необычного устройства, подключаемого к параллельному
порту, или, например, при написании драйвера принтера для новой операцион-
ной системы.
5.10.4.	Видеоадаптеры VGA
VGA-совместимые видеоадаптеры управляются при помощи портов ввода-вы-
вода 03C0h - 03CFh, 03B4h, 03B5h, 03D4h, 03D5h, 03DAh, причем реальное чис-
ло внутренних регистров видеоадаптера, к которым можно обращаться через это
окно, превышает 50. Так как BIOS предоставляет хорошую поддержку для боль-
шинства стандартных функций, мы не будем подробно говорить о программиро-
вании видеоадаптера на уровне портов, а только рассмотрим основные действия,
для которых принято обращаться к видеоадаптеру напрямую.
Внешние регистры контроллера V6A (03C2h - 03CFh)
Доступ к этим регистрам осуществляется прямым обращением к соответству-
ющим портам ввода-вывода.
Регистр состояния ввода 0 (TSRO) - доступен для чтения из порта 03С2
бит 7: произошло прерывание обратного хода луча IRQ2
бит 6: дополнительное устройство 1 (линия FEAT1.)
бит 5: дополнительное устройство 0 (линия FEAT0)
бит 4: монитор Присутствует
Регистр вывода (MOR) - доступен для чтения из порта ЗССЬ и для записи как
3C2h
биты 7-6: полярность сигналов развертки: (01,10, И) - (400,350,480) линий
бит 5: 1/0: нечетная/четная страница видеопамяти
биты 3-2: частота: (00, 01) - (25,175 МГц, 28,322 МГц)
бит 1: 1/0: доступ CPU к видеопамяти разрешен/запрещен
бит 0: 1/0: адрес порта контроллера CRT = 03D4h/03B4h
Регистр состояния ввода 1 (ISR1) - доступен для чтения из порта 03DAh
бит 3: происходит вертикальный обратный ход луча
бит 0: происходит любой обратный ход луча
Лучшим моментом для вывода данных в видеопамять является тот, когда элек-
тронный луч двигается от конца экрана к началу и экран не обновляется, то есть
вертикальный обратный ход луча. Перед копированием в видеопамять полезно
вызывать, например, следующую процедуру:
; Процедура wait_retrace.
; Возвращает управление в начале обратного вертикального хода луча.
wait_retrace	proc	near
push	ax
Программирование на уровне портов
в ; i 317
push mov.	dX	; ' •	, . dx,03DAh . .	: Порт регистра 1SR1. . ..
wait_retrace_end:
in . test	al,dx al,1000b	; Проверить бит 3. ; Если не ноль -
jnz	wait_retrace_end ; подождать конца текущего обратного хода,
wait_retrace_start:
in test jz pop . POP ret wait_retrace	al.dx al, 1000b	; а теперь подождать начала следующего. wait_retrace_start dx	.	, ax  ' endp	'	‘
Регистры контроллера атрибутов (03C0h - 03C1h)
Контроллер атрибутов преобразовывает значения байта атрибута символа
в цвета символа и фона. Надо записать в порт ОЗСОЬ номер регистра, а затем (вто-
рой командой out) - данные для этого регистра. Чтобы убедиться, что ОЗСОЬ на-
ходится в состоянии приема номера, а не данных, надо выполнить чтение из ISR1
(порт 03DAh). Порт 03С1Ь можно использовать для чтения последнего записан-
ного индекса или данных.
OOh - OFh: Регистры палитры EGA
биты 5-0: номер регистра в текущей странице VGA DAC, соответствующего
данному EGA-цвету
10h: Регистр управления режимом
бит 7: разбиение регистров VGA DАС для 16-цветных режимов:
1 - 16 страниц по 16 регистров, 0 = 4 страницы по 64 регистра
бит 6: 1 = 8-битный цвет, 0 = 4-битный цвет
бит 5: горизонтальное панорамирование разрешено
бит 3: 1/0: бит 7 атрибута управляет миганием символа/цветом фона
бит 2: девятый пиксел в каждой строке повторяет восьмой
бит 1: 1/0: генерация атрибутов для монохромных/цветных режимов
бит 0: 1/0: генерация атрибутов для текстовых/графических режимов
llh: Регистр цвета бордюра экрана (по умолчанию 00h)
биты 7-0: номер регистра VGA DAC,
12h: Регистр разрешения использования цветовых плоскостей
бит 3: разрешить плоскость 3
бит 2: разрешить плоскость 2
бит 1: разрешить плоскость 1
бит 0: разрешить плоскость 0
13h: Регистр горизонтального панорамирования
биты 3-0: величина сдвига по горизонтали в пикселах (деленная на 2 для ре-
жима 13Ь)
14h: Регистр выбора цвета (по умолчанию 00h)
318 j | | j| 3
Сложные приемы программирования
Функции INT 10h АХ - lOOOh - 1009h позволяют использовать большинство
из этих регистров, но кое-что, например панорамирование, оказывается возмож-
ным только при программировании на уровне портов.
Регистры графического контроллера (03CEh - 03CFh)
Для обращения к регистрам графического контроллера следует записать ин-
декс.нужного регистра в порт ОЗСЕЬ, после чего можно будет читать и писать
данные для выбранного регистра в порт 03CFh. Если требуется только запись
в регистры, можно просто поместить индекс в AL, посылаемый байт - в АН и вы-
полнить команду вывода слова в порт ОЗСЕЬ. Этот контроллер, в первую очередь,
предназначен для обеспечения передачи данных между процессором и видеопа-
мятью в режимах, использующих цветовые плоскости, как, например, режим 12Ь
(640x480x16).
OOh: Регистр установки/сброса
биты 3-0: записывать FFh в цветовую плоскость 3-0 соответственно
Olh: Регистр разрешения установки/сброса
биты 3-0: включить режим установки/сброса для цветовой плоскости 3-0
В этом режиме данные для одних цветовых слоев получают от CPU,
а для других - из регистра установки/сброса. Режим действует
только в нулевом режиме работы (см. регистр 05Ь).
02h: Регистр сравнения цвета
биты 3-0: искомые биты для цветовых плоскостей 3-0
Используется для поиска пиксела заданного цвета, чтобы не обра-
щаться по очереди во все цветовые слои.
03h: Регистр циклического сдвига данных
биты 4-3: выбор логической операции:
00 - Данные от CPU записываются без изменений .
01 - операция AND над CPU и регистром-защелкой
10	- операция OR над CPU и регистром-защелкой
11	- операция XOR над CPU и регистром-защелкой
биты 2-0: на сколько битов выполнять вправо циклический сдвиг данных пе-
ред записью в видеопамять
04h: Регистр выбора читаемой плоскости
биты 1-0: номер плоскости (0-3)
Запись сюда изменяет номер цветовой плоскости, данные из которой получа-
ет CPU при чтении из видеопамяти.
05h: Регистр выбора режима работы
бит 6: 1/0: 256/16 цветов
бит 4: четные адреса соответствуют плоскостям 0, 2; нечетные -1,3
бит 3: 1 режим сравнения цветов
биты 1 -0: режим:
00: данные из CPU (бит на пиксел) + установка/сброс + циклический
сдвиг + логические функции
Программирование на уровне портов
319
01: данные в/из регистра-защелки (прочитать в него и записать в дру-
гую область памяти быстрее, чем через CPU)
10: данные из CPU, байт на пиксел, младшие 4 бита записываются в соот-
ветствующие плоскости	'
11: то же самое + режйм битовой маски
06h: Многоцелевой регистр графического контроллера
биты 3-2: видеопамять:
00: OAOOOOh - OBFFFFh (128 Кб)
01: OAOOOOh - OAFFFFh (64 Кб)
10: OBOOOOh - 0B7FFFh (32 Кб)
.11:0B8000h - OBFFFFh (32 Кб)
бит 0:1/0: графический/текстовый режим
07h: Регистр игнорирования цветовых плоскостей
биты 3-0: игнорировать цветовую плоскость 3-0
08h: Регистр битовой маски
Если бит этого регистра 0, то соответствующий бит будет браться из регистра-
защелки, а не из CPU. (Чтобы занести данные в регистр-защелку, надо вы-
полнить одну операцию чтения из видеопамяти, при этом в каждый из четы-
рех регистров-защелок будет помещено по одному байту из соответствующей
цветовой плоскости.)
Графический контроллер предоставляет весьма богатые возможности по управ-
лению режимами, использующими цветовые плоскости. В качестве примера на-
пишем процедуру, выводящую точку на экран в режиме 12h (640x480x16) с при-
менением механизма установки/сброса.
; Процедура putpixel12h.	'
; Выводит на экран точку с заданным цветом В режиме 12h (640x480x16).
;	Вход:	DX = строка СХ = столбец BP = цвет ES = OAOOOh	X
putpixel12h	proc near	
pusha		
; Вычислить номер байта в видеопамяти.		
хог	bx,bx	
mov '	ax,dx	; AX =. строка.
lea	eax,[eax+eax*4]	; AX = AX x 5.
shl	ax,4	; AX = AX x 16. ; AX = строка x байт_в_строке ; (строка x 80).
push	ex	
shr	cx,3	; СХ = номер байта в строке.
add	ax, ex	; АХ = номер! байта в видеопамяти
mov	di, ax	; Сохранить его в DI.  ; Вычислить номер бита в байте.
pop	ex	
Сложные приемы программировав
and	cx,07h	Остаток от деления на 8 - номер
mov	bx,0080b	бита в байте, считая справа налево.
shr	bx,cl	В BL теперь нужный бит установлен в 1. Программирование портов.
mov	dx,03CEh	Индексный порт графического контроллера.
mov	ax,0F01h	Регистр 01h: разрешение установки/сброса.
out	dx,ax	Разрешить установку/сброс для
		всех плоскостей (эту часть лучше
сделать однажды в программе, например сразу после установки		
видеорежима,	и не повторять каждый раз при вызове процедуры).	
mov	ах, Ьр	
shl	ах, 8	Регистр OOh: регистр установки/сброса.
у out	dx.ax	АН = цвет.
mov	al, 08	Порт 08h: битовая маска.
mov	aft, bl	Записать в битовую маску нули всюду, кроме
out	•dx,ax	бита, соответствующего выводимому пикселу
mov	ah, byte ptr es:[di]	; Заполнить
; регистры-защелки.
mov	byte ptr es:[di],ah	; Вывод на экран:
; выводится единственный бит
; в соответствии с содержимым регистра битовой маски, остальные
; биты берутся из защелки, то есть не изменяются. Цвет выводимого
; бита полностью определяется значением регистра установки/сброса.
рора
ret
putpixel12h endp
Регистры контроллера CRT{03D4h - 03D5h)
Контроллер CRT управляет разверткой и формированием кадров на дисплее.
Как и для графического контроллера, чтобы обратиться к регистрам контроллера
CRT, следует записать индекс нужного регистра в порт 03D4h, после чего можно
будет читать и писать данные для выбранного регистра в порт 03D5h. Если тре-
буется только запись в регистры, можно просто поместить индекс в AL, посылае-
мый байт - в АН и выполнить команду вывода слова в порт 03D4h.
OOh: общая длина горизонтальной развертки
Olh: длина Отображаемой части горизонтальной развертки минус один
02h: начало гашения луча горизонтальной развертки
03h: конец гашения луча горизонтальной развертки
биты 6-5: горизонтальное смещение в текстовых режимах
биты 4-0: конец импульса
04h: начало горизонтального обратного хода луча
Программирование на уровне портов
05h: конец горизонтального обратного хода луча
биты 7, 4-0: конец импульса
биты 6-5: горизонтальное смещение импульса
06h: число вертикальных линий растра без двух старших битов
07h: дополнительный регистр
бит 7: бит 9 регистра 1 Oh
бит 6: бит 9 регистра 12h	‘
бит 5: бит 9 регистра 06h
бит 4: бит 8 регистра 18h
бит 3: бит 8 регистра 15h
бит 2: бит 8 регистра 10h
бит 1: бит 8 регистра 12h
бит 0: бит 8 регистра-ОбЬ
08h: предварительная горизонтальная развертка
биты 6-5: биты 5 и 4 регистра горизонтального панорамирования
биты 4-0: номер линии в верхней строке, с которой начинается изображение
09b: высота символов
бит 7: двойное сканирование (400 линий вместо 200)
бит 6: бит 9 регистра 18h
бит 5: бит 9 регистра 15h
биты 4-0: высота символов минус один (от 0 до 31)
OAh: начальная линия курсора (бит 5: гашение курсора)
ОВЬ: конечная линия курсора (биты 6-5: отклонение курсора вправо)
ОСЬ: старший байт начального адреса
ODh: младший байт начального адреса (это адрес в видеопамяти, начиная с кото-
рого выводится изображение)
OEh: старший байт позиции курсора
OFh: младший байт позиции курсора
10h: начало вертикального обратного хода луча без старшего бита
llh: конец вертикального обратного хода луча без старшего бита
бит 7: защита от записи в регистры 00-07 (кроме бита 4 в 07h)
бит 6: 1/0: 5/3 цикла регенерации за время обратного хода луча
бит 5: 1/0: выключить/включить прерывание по обратному ходу луча
бит 4: запись нуля сюда заканчивает обработку прерывания
биты 3-0: конец вертикального обратного хода луча
12h: число горизонтальных линий минус один без двух старших битов
13h: логическая ширина экрана (в словах/двойных словах на строку)
14h: положение символа подчеркивания
бит 6: 1/0: адресация словами/двойными словами
бит 5: увеличение счетчика адреса регенерации на 4
биты 4-0: положение подчеркивания
15h: начало импульса гашения луча вертикальной развертки без двух старших битов
46h: конец имнульса гашения вертикальной развертки
17h: регистр управления режимом
11 Зак. 459
322 j j ! i И I
Сложные приемы программирование
бит 7: горизонтальный и вертикальный ходы луча отключены
бит 6: 1/0 - адресация байтами/словами
бит 4: 1 - контроллер выключен
бит 3: 1/0 - счетчик адреса регенерации растет на 2/1 на каждый символ
бит 2: увеличение в 2 раза разрешения по вертикали
18h: регистр сравнения линий без двух старших битов
(от начала экрана до линии с номером из этого регистра отображается нача-
ло видеопамяти, а от этой линии до конца - видеопамять, начиная с адреса,
указанного в регистрах ОСЬ и ODh)
22h: регистр-защелка (только для чтения)
23h: состояние контроллера атрибутов
биты 7-3: текущее значение индекса контроллера атрибутов
бит 2: источник адреса палитры
бит 0: состояние порта контроллера атрибутов: 0/1 = индекс/данные
BIOS заполняет регистры этого контроллера соответствующими значениями
при переключении видеорежимов. Поскольку одного контроллера CRT мало для
полного переключения в новый видеорежим, мы вернемся к этому чуть позже,
а пока посмотрим, как внести небольшие изменения в действующий режим, на-
пример:-как превратить текстовый режим 80x25 в 80x30:
; 80x30.asm
; Переводит экран в текстовый режим 80x30 (размер символов 8x16)
; (Norton Commander 5.-0 в отличие от, например, FAR восстанавливает режим по
; окончании программы, но его можно обмануть, если предварительно нажать Alt-F9).
.model tiny . code .186			Для команды outsw. СОМ-программа.
	org	100h	
start:			
	mov	ax,3	Установить режим 03h (80X25),
	int	10h	чтобы только внести небольшие изменения.
	mov	dx,3CCh	Порт ЗССП: регистр вывода (MOR) на чтение.
	in	al,dx	
	mov	dl,0C2h	Порт 03C2h: регистр вывода (M0R) на запись.
	or	al.OCOh	Установить полярности 1, 1 - для 480 строк.
	out	dx.al	
	mov	dx,03D4h	DX = порт 03D4h: индекс CRT.
	mov	si,offset crt480	DS:SI = адрес таблицы данных для CRT.
	mov	cx,crt480_l	СХ = ее размер. .	г
	rep	outsw	Послать все устанавливаемые параметры в порты
			03D4h и 0305h.
; Нельзя	забывать сообщать BIOS об		изменениях в видеорежиме.
	push	0040h	-
	pop	es	ES = 0040h.
Программирование на уровне портов
mov byte ptr es:[84h],^9	; 0040h:0084b - число строк.
ret
; Данные для контроллера CRT в формате индекс в младшем байте, данные
; в старшем - для записи при помощи команды outsw.
crt480	dw OC11h ; Регистр 11h всегда надо записывать первым,
; так как егс/ бит 7 разрешает запись в другие
dw 0B06h,3E07h,0EA10h,0DF12h,OE715h,0416h	; регистры.
crt48O_l = ($-crt480)/2
end start
Еще одна интересная возможность, которую предоставляет контроллер CRT, -
плавная прокрутка экрана при помощи регистра 08h:
; vscroll.asm
; Плавная прокрутка экрана по вертикали. Выход - клавиша Esc.
.model	tiny	
.code		
.186		Для push 0B400h.
org 100h		СОМ-программа.
start:		
push	0B8O0h	
pop	es	
xor	si,si	ES:SI - начало видеопамяти;
mov	di,80*25*2	ES:OI - начало второй страницы видеопамяти.
mov	ex, di	
rep movs	es:any_label,es:any_label ; Скопировать первую страницу во вторую.	
mov	dx,0304h	Порт 0304h: индекс CRT.
screen_loop:		Цикл по экранам.
mov	ex,80*12*2	СХ = начальный адрес - адрес середины экрана.
line_loop:		Цикл по строкам.
mov	al,OCh	Регистр OCh - старший байт начального адреса.
mov	ah, ch	Байт данных - СН.
out	dx.ax	Вывод в порты 03D4, 0305.
inc	ax	Регистр ODh - младший байт начального адреса.
mov	ah', cl	Байт данных - CL.
out	dx, ax	Вывод в. порты 0304, 0305.
mov	bx,15	Счетчик линий в строке.
sub	ex, 80	Переместить начальный адрес на начало предыдущей строки (так как это движение вниз).
pel.loop:		Цикл по линиям в строке.
call	wait_retrace	Подождать обратного хода луча.
mov	al, 8	Регистр 08h - выбор номера линии в первой строке, с которой начинается вывод изображения
mov	ah, bl	(номер линии из BL).
out	dx,ax	
324_L ;	.Г. Я
Сложные приемы программирования
dec	bx	Уменьшить число линий.
jge	pel_loop	Если больше или равно нулю - строка еще не прокрутилась до конца и цикл по линиям продолжается.
in	al,60h	Прочитать .скан-код последнего символа.
cmp	al,81h	Если это 81h (отпускание клавиши Esc),
jz	done	выйти из программы.
cmp	cx,0	Если еще не прокрутился целый экран,
 jge	line_loop	продолжить цикл по строкам.
jmp	short pcreen_loop	Иначе: продолжить цикл по экранам.
done:		Выход из программы.
mov	ax, 8	Записать в регистр CRT 08h
out	dx,ax	байт 00 (никакого сдвига по вертикали),
add	ax, 4	а также 00 в регистр OCh
out	dx, ax	
inc	ax	и 00h (начальный адрес совпадает
out	dx, ax	с началом видеопамяти).
ret		
wait_retrace	proc near	
push	dx	
mov	dx,O3DAh	
VRTL1: in	al,dx	Порт 03DAh - регистр ISR1.
test	al,8	
jnz".-	VRTL1	Подождать конца текущего обратного хода луча,
VRTL2: in	al, dx	
test	al,8	
jz	VRTL2	а теперь начала следующего.
POP	dx	
ret		
wait_retrace	endp	
any_label '	label byte	Метка для переопределения сегмента в movs.
end	start 4	
Горизонтальная прокрутка осуществляется аналогично, только с использова-
нием регистра горизонтального панорамирования 13h из контроллера атрибутов.
Регистры синхронизатора (03C4h - 03C5h)
Для обращения к регистрам синхронизатора следует записать индекс нужного
регистра в порт 03C4h, после чего можно будет читать и писать данные для вы-
бранного регистра в порт 03C5h. Точно так же, если требуется только запись в ре-
гистры, можно просто поместить индекс в AL, посылаемый байт - в АН и выпол-
нить команду вывода слова в порт ОЗСЕЬ.
00h: регистр сброса синхронизации
бит 1: запись нуля сюда вызывает синхронный сброс
бит 0: запись нуля сюда вызывает асинхронный сброс
Программирование на уровне портов illHHHNBKEEl
Olh: регистр режима синхронизации
бит 5: 1: обмен данными между видеопамятью и дисплеем выключен
бит 3: 1: частота обновления для символов уменьшена в два раза
бит 0: f/О: ширина символа 8/9 точек
02h: регистр маски записи
бит 3: разрешена запись CPU в цветовую плоскость 3
бит 2: разрешена запись CPU в цветовую плоскость 2
бит 1: разрешена запись CPU в цветовую плоскость 1
бит 0: разрешена запись CPU в цветовую плоскость 0
03h: регистр выбора шрифта
бит 5: если бит 3 атрибута символа = 1, символ берется из шрифта 2
бит 4: если бит 3 атрибута символа - 0, символ берется из шрифта 2
биты 3-2: номер таблицы для шрифта 2
биты 1-0: номер таблицы для шрифта 1
(00, 01, 10, И) “ (0 Кб, 16 Кб, 32 Кб, 48 Кб от начала памяти шрифтов VGA)
04h: регистр организации видеопамяти
бит 3: 1: режим CHAIN-4 (используется только в видеорежиме 13h)
бит 2:0: четные адреса обращаются к плоскостям 0,2, нечетные - к 1,3
бит 1: объем видеопамяти больше 64 Кб
Даже несмотря на то, что BIOS позволяет использовать некоторые возможно-
сти этих регистров, в частности работучю шрифтами (INT 10h АН = llh) и вы-
ключение обмена данными между видеопамятью и дисплеем (INT 1 Oh, АН = 12h,
BL = 32h), прямое программирование регистров синхронизатора вместе с регист-
рами контроллера CRT разрешает изменять характеристики видеорежимов VGA,
вплоть до установки нестандартных видеорежимов. Наиболее популярными режи-
мами являются так называемые режимы X с 256 цветами и с разрешением 320 или
360 пикселов по горизонтали и 200, 240, 400 или 480 пикселов по вертикали.
Поскольку такие режимы не поддерживаются BIOS, для их реализации нужно на-
писать все необходимые процедуры - установку видеорежима, вывод пиксела,
чтение пиксела, переключение страниц, изменение палитры, загрузку шрифтов.
При этом для всех режимов из этой серии, кроме 320x240x256, приходится также
учитывать измененное соотношение размеров экрана по вертикали и горизонта-
ли, чтобы круг, выведенный на экран, не выглядел как эллипс, а квадрат - как пря-
моугольник.
Установка нового режима выполняется почти точно так же, как и в предыду-
щем примере, - путем модификации существукйцего. Кроме того, нам придется
изменять частоту кадров (биты 3-2 регистра MOR), а это приведет к сбою синх-
ронизации, если мы не выключим синхронизатор на время изменения частоты
(записью в регистр 00h):
; Процедура setjnodex.
; Переводит видеоадаптер VGA в один из режимов X с 256 цветами.
; Вход: DI = номер режима
;	0: 320x200, соотношение сторон 1,2:1
;	1: 320x400, соотношение сторон 2,4:1
|^ШМН|МШИИ11 Сложные приемы программирования
;	2:	360x200,	соотношение	сторон	1,35:1
;	3:	360x400,	соотношение	сторон	2,7:1
;	4:	320x240,	соотношение	сторон	1:1
;	5:	320x480,	соотношение	сторон	2:1
;	6:	360x240,	соотношение	сторон	1,125:1
;	7:	360x480,	соотношение	сторон	2,25:1
;	DS	= CS
; Для вывода информации на экран в этих режимах
; см. процедуру putpixel_x
setmode_x	proc	near
mov	ax,12h	; Очистить все четыре цветовые
int	10h	; плоскости видеопамяти.
mov	ax,13h	; Установить режим 13h, который будем
int	10h	; модифицировать.
cjnp	di,7	'; Если нас вызвали с 01 > 7,
ja	exitjnodex	; выйти из процедуры	
		; (оставшись в режиме 13h).
shl	di, 1	; Умножить на 2, так как xjnodes -
		; таблица слов.
mov	di,word	ptr x_modes[di] ; Прочитать
		; адрес таблицы настроек для
		; выбранного режима.
mov	dx,03C4h	; Порт 03C4h - индекс синхронизатора.
mov	ax,0100h	; Регистр 00h, значение 01.
out	dx, ax	; Асинхронный сброс.
mov	ax,0604h	; Регистр 04h, значение 06h.
out	dx,ax	; Отключить режим CHAIN4.
mov	dl,0C2h	; Порт 03C2h - регистр
		; MOR на запись.
mov	al,byte	ptr [di] Записать в него
		. ; значение частоты кадров
out	dx,al	; и полярности развертки
		; для выбранного режима.
mov	dl,0D4h	; Порт 03D4h - индекс	.
		; контроллера CRT.
mov	si,word	ptr offset [di+2]
		; Адрес строки с настройками
		; для выбранной ширины в DS:SI.’
mov	ex, 8	; Длина строки настроек в СХ.
rep	outsw	; Вывод строки слов
		; в порты 0304/03D5.
mov	si,word	ptr offset [di+4]; Настройки для	. , -
		; выбранной высоты в DS:SI.
mov	ex,7	; Длина строки настроек в СХ.
rep	outsw	
Программирование на уровне портов
: •;/7
mov / mov rep	si,word cx,3 outsw	ptr offset [di+6]; Настройки ; для включения/выключения удвоения ; по вертикали (200/400 и 240/480 строк).
mov mov	ax, word word ptr	ptr offset [di+8]	; Число байтов в строке. x_width,ax	; Сохранить в переменной x_width
mov mov out exitjnodex: ret	dl,0C4h ax,0300h dx.ax	; Порт 03C4h - индекс синхронизатора. ; РЬгистр 00h, значение 03. ; Выйти из состояния сброса.
; Таблица адресов таблиц x_modes	dw dw dw .dw		с настройками режимов, offset mode_0,offset mode_1 offset mode_2,offset mode_3 offset mode_4,offset mode_5 offset mode_6,offset mode_7
Таблица настроек режимов: значение регистра HOR, адрес строки
настроек ширина, адрес строки настроек высоты, адрес строки
настроек удвоения по вертикали, число байтов в строке.
mode_0	dw	63h,offset mode_320w,offset	mode_200h,offset mode_double, 320/4
mode_1	dw	63h,offset mode_320w,offset	mode_400h,offset mode_single,320/4
mode_2	dw	67h,offset mode_360w,offset	mode_200h,offset mode_double,360/4
mode_3	dw	67h,offset mode_360w,offset	mode_400h,offset mode_single,360/4
mode_4	dw	0E3h,offset modei320w,offset	mode_240h,offset mode_double,320/4
mode_5	dw	0E3h,offset mode_320w,offset	mode_480h,offset mode_single, 320/4
mode_6	dw	0E7h,offset mode_360w,offset	mode_240h,offset mode_double,360/4
mode_7	dw	0E7h,offset mode_360w,offset	mode_480h,offset mode_single,360/4
; Настройки		CRT. В каждом слове младший байт	- номер регистра,
; старший -		значение, которое в этот регистр	заносится.
mode_320w:		; Настройка	. ширины 320.
; Первый	регистр обязательно 11h, хотя он и		не относится к ширине,
; но разрешает запись в остальные регистры, если она была запрещена (I).
dw	0E11h,5F00h,4F01h,5002h,8203h,5404h,8005h,2813h
mode_360w:	; Настройка ширины 360.
dw	0E11h,6B00h,5901h,5A02h,8E03h,5E04h,8A05h,2D13h
mode_200h:
mode_400h:	; Настройка высоты 200/400.
dw	0BF06h,1F07h,9C10H,0E11h,8F12h, 9615h,0B916h
mode_240h:
mode_480h:	; Настройка высоты 240/480.
dw ODO6h,3E07h,0EA10h;0C11h,0DF12h,0E715h,0616h
mode_single:	; Настройка режимов без удвоения.
dw	4009h,0014h,0E317h
mode_double:	; Настройка режимов с удвоением.
dw	4109h,0014h,0E317h	.
setmode_x	endp
Сложные приемы программирование
x_width dw ?	; Число байтов в строке.
Эту переменную инициализирует setmode_x, а использует putpixel_x.
; Процедура putpixel_x.
/Выводит точку с заданным цветом в текущем режиме X.
; Вход: DX	=	строка
;	СХ	=	столбец
;	ВР	=	цвет
;	ЁВ	=	OAOOOh
;	DS	=	сегмент, в котором находится переменная x_width
putpixel_x pusha	proc near	
mov	ax; dx	
mul	word ptr x_width	AX = сорока x число байтов в строке.
mov	di, ex	DI = столбец.
shr	di, 2	01 = столбец/4 (номер байта в строке)..
add	di, ax	01 = номер байта в видеопамяти.
mov	ax,0102h	AL = 02h (номер регистра).
		АН = 01 (битовая маска).
and	cl,03h	CL = остаток от деления столбца на 4 =
		номер цветовой плоскости.
shl	ah, cl	Теперь в АН выставлен в 1 бит,
		соответствующий нужной цветовой плоскости.
mov	dx,03C4h	Порт 03С4П - индекс синхронизатора.
out	dx, ax	Разрешить запись’только
		в нужную плоскость.
mov	ax, bp	Цвет в AL.
stosb		Вывод байта в видеопамять.
popa		
ret	--	
putpixel_x	endp	
Регистры VGA DAC (3C6h - 3C9h)
Таблица цветов VGA на самом деле представляет собой 256 регистров, в каж-
дом из.которых'записаны три 6-битных числа, соответствующих уровням красно-
го, зеленого и синего цвета. Подфункции INT 1 Oh АХ = 101 Oh - 101Bh позволяют"
удобно работать с этими регистрами, но, если требуется максимальная скорость,
программировать их на уровне портов ввода-вывода не намного сложнее.
03C6h для чтения/записи: регистр маскирования пикселов (пр умолчанию OFFh)
При обращении к регистру DAC выполняется операция AND над его номе-
ром и содержимым этого регистра.
03C7h для записи-, регистр индекса DAC для режима чтения	1
Запись байта сюда переводит DАС в режим чтения, так что следующее чте-
ние из 3C9h вернет значений регистра палитры с этим индексом.
Программирование на уровне портов
U1 П L 1 J 329
03C7h для чтения: регистр состояния DAC
биты 1-0: 00b/l lb - DAC в режиме записи/чтения
03C8h для чтения/записи: регистр индекса DAC для режима записи
Запись байта сюда переводит DAC в режим записи, поэтому дальнейший
вывод в 03C9h будет приводить к записи новых значений в регистры палит-
ры, начиная с этого индекса.
03C9h для чтения/записи: регистр данных D АС
Чтение отсюда считывает значение регистра палитры с индексом, помещен-
ным предварительно в 03C8h, запись - записывает новое значение в регистр
палитры с индексом, находящимся в 03C8h. На каждый регистр требуются
три операции чтения/записи, передающие три 6-битных значения уровня
цвета: красный, зеленый, синий. После третьей операции чтения/записи ин-
декс текущего регистра палитры увеличивается на 1, так что можно считы-
вать/записывать сразу несколько регистров
Команды insb/outsb серьезно облегчают работу с регистрами DAC в тех случа-
ях, когда требуется считывать или загружать значительные участки палитры или
всю палитру целиком, - такие процедуры оказываются и быстрее, и меньше ана-
логичных, написанных с использованием прерывания INT 10h. Посмотрим, как
это реализуется на примере программы плавного гашения экрана.
; fadeout.asm
; Выполняет плавное гашение экрана.
.model tiny . code		
.186		; Для команд insb/outsb.
org	100h	; СОМ-программа.
start:		
old		; Для команд строковой обработки.
mov	di,offset palettes	
call	read_palette	; Сохранить текущую палитру, чтобы
		; восстановить в самом конце программы,
mov	di,offset palettes+256*3	
call	read_palette	; а также записать еще одну копию
		; текущей палитры, которую будем ; модифицировать.	z
mov	ex, 64	; Счетчик цикла изменения палитры.
main_loop:		
push	ex	
call.	wait_retrace	Подождать начала обратного хода луча.
mov	di,offset palettes+256*3	
mov	si,di	
call	dec_palette	; Уменьшить яркость всех цветов.
call	wait_retrace	; Подождать начала следующего
mov	si,offset palettes+256*3 ;	обратного хода луча.
call -	- write-palette	; Записать новую палитру.
pop	ex'	
I330 1 I		Сложные приемы программирования
		
loop	main_loop	'	; Цикл выполняется 64 раза - достаточно
		; для обнуления самого яркого цвета
		; (максимальное значение 6-битной
		; компоненты - 63).
mov	si,offset palettes	
call	write_palette	; Восстановить первоначальную палитру.
ret		; Конец программы.
; Процедура read_palette.		1 \ '
; Помещает палитру VGA в строку		по адресу ES:DI.
read_palette	proc near	
mov	dx,03C7h	; Порт 03С7И - индекс DAC/режим чтения.
mov	al,0	; Начинать с нулевого цвета.
out	dx,al	
mov	dl,0C9h	; Порт 03C9h - данные ОАО.
mov	ex,256*3	; Прочитать 256 х 3 байт
rep	insb	; в строку по адресу ES:DI.
ret		
read_palette	endp	
; Процедура write_palette.		
; Загружает в	DAC VGA палитру из	строки по адресу DS:SI.
write_palejte	proc near	
mov	dx,03C8h	; Порт 03C8h - индекс DAC/режим записи..
mov	al,0	; Начинать с нулевого цвета.
out	dx.al	
mov	dl,0C9h	; Порт 03C9h - данные DAC.
mov	ex,256*3	; Записать 256 х 3 байт
rep	outsb	; из строки в DS:SI.
ret .		
write_palette	endp	
; Процедура dec_palette.		
; Уменьшает значение каждого байта на 1 с насыщением (то есть, после того как		
; байт становится равен нулю, он		больше не уменьшается) из строки в DS:SI
; и записывает	результат в строку в DS:SI.	
dec_palette	proc near	
mov	ex,256*3	; Длина строки 256 х 3 байт.
dec_loop:		
lodsb	i	; Прочитать байт.
test	al,al	; Если он ноль,
jz	already_zero	; пропустить следующую команду.
dec	ax	; Уменьшить байт на 1.
already_zero:		
stosb		; Записать его обратно. ;
loop	dec.loop	; Повторить 256 х 3 раз.
ret		
dec_palette	endp	
; Процедура walt_retrace.		
; Ожидание начала следующего обратного хода луча.		
Программирование на уровне портов 11НММИМНИШ1
wait_retrace	proc near	'
push dix
mov	dx,03DAh
VRTL1: in	al.dx	; ‘Порт 03DAh - регистр ISR1.
test al, 8
jnz	VRTL1	; Подождать конца текущего обратного хода луча.
VRTL2: in	al.dx	'
test al,8 x
jz	VRTL2	; А теперь начала следующего.
pop	dx
ret
wait_retrace	endp
palettes:	; За концом программы мы храним две копии
; палитры - всего 1,5 Кб.
end start
5.10.5.	Таймер
До сих пор о систменом таймере нам было известно лишь то, что он вызывает
прерывание IRQ0 приблизительно 18,2 раза в секунду. На самом деле програм-
мируемый интервальный таймер - весьма сложная система, состоящая из трех
частей - трех каналов таймера, каждый из которых можно запрограммировать
для работы в одном из шести режимов. И более того, на многих современных ма-
теринских платах располагаются два таких таймера, следовательно, число кана-
лов оказывается равным шести. Для своих нужд программы могут использовать
канал 2 (если им не нужен динамик) и канал 4 (если присутствует второй тай-
мер). При необходимости можно перепрограммировать и канал 0, но затем надо
будет вернуть его в исходное состояние, чтобы BIOS и DOS могли продолжать
работу.
В пространстве портов ввода-вывода для таймера выделена область от 40h
до 5Fh:
□	порт 40h - канал 0 (генерирует IRQ0);
□	порт 41h - канал 1 (поддерживает обновление памяти);
□	порт 42h - канал 2 (управляет динамиком);
□	порт 43h - управляющий регистр первого таймера;
□	порты 44h - 47h - второй таймер компьютеров с шиной Microchannel;
□	порты 48h - 4Bh - второй таймер компьютеров с шиной EISA.
Все управление таймером осуществляется путем вывода одного байта в 43h
(для первого таймера). Рассмотрим назначение битов в этом байте.
биты 7-6; если не 11 - это номер канала, который будет программироваться
00, 01, 10 - канал 0, 1, 2
бит 5-4: 00 - зафиксировать текущее значение счетчика для чтения (в этом
'	случае биты 3-0 не используются)
01 - чтение/запись только младшего байта
10	- чтение/запись только старшего байта
11	- чтение/запись сначала младшего, а потом старшего байта
Сложные приемы программирования
биты 3-1: режим работы канала
ООО - прерывание IRQ0 при достижении нуля
001 - ждущий мультивибратор
010 - генератор импульсов
011 - генератор прямоугольных импульсов (основной режим)
100 - программно запускаемый одновибратор
101 - аппаратно запускаемый одновибратор
бит 0: формат счетчика:
0 - двоичное 16-битное число (0000 - OFFFFh)
1 - двоично-десятичное число (0000 - 9999)
Если биты 7-6 равны И, считается, что байт, посылаемый в 43h, - команда
чтения счетчиков, формйт которой отличается от команды программирования
канала:
биты 7-6: 11 (код команды чтения счетчиков)
биты 5-4: что читать:
00 - сначала состояние канала, потом значение счетчика
01 - значение счетчика
10 - состояние канала
биты 3-1: команда относится к каналам 3-1
Если этой командой запрашивается состояние каналов, новые команды будут
игнорироваться, пока не про'Чтется состояние из всех каналов, которые были за-
казаны битами 3-1.
Состояние, и значение счетчика данного канала получают чтением из порта, со-
ответствующего требуемому каналу. Формат байта состояния имеет следующий вид:
бит 7: состояние входа OUTx на момент выполнения команды чтения счетчи-
ков. Так как в режиме 3 счетчик уменьшается на 2 за каждый цикл, со-
стояние этого бита, замороженное командой фиксации текущего значе-
ния счетчика, укажет, в каком полуцикле находился таймер
бит 6: 1/0: состояние счетчика не загружено/загружецо (используется в режи-
мах 1 и 5, а также после команды фиксации текущего значения)
биты 5-0: совпадают с битами 5-0 последней команды, посланной в 43h
Для того чтобы запрограммировать таймер в режиме 3, в котором работают
 каналы 0 и 2 по умолчанию и который чаще всего применяют в; программах, тре-
буется выполнить следующие действия:
1.	Вывести в регистр 43h команду (для канала 0) 0011011Ь, то есть установить
режим 3 для канала 0, и при чтении/записи будет пересылаться сначала
младшее словф а потом старшее.
2.	Послать младший байт начального значения счетчика в порт, соответствую-
щий выбранному каналу (42h для канала 2).
3.	Послать старший байт начального значения счетчика в этот же порт.
После этого таймер немедленно начнет уменьшать введенное число от началь-
ного значения к нулю со скоростью 1 193 180 раз в секунду (четверть скорости
Программирование на уровне портов
333
процессора 8088). Каждый раз, когда это число достигнет нуля, оно снова вернет-
ся к начальному значению. Кроме того, при достижении счетчиком нуля таймер
выполняет соответствующую функцию - канал 0 вызывает прерывание IRQ0,
а канал 2, если включен динамик, посылает ему начало следующей прямоуголь-
ной волны, заставляя его работать на установленной частоте. Начальное значе-
ние счетчика для канала 0 по умолчанию составляет OFFFFh (65 535), то есть
максимально возможное. Поэтому точная частота вызова прерывания IRQ0 рав-
на 1 193 180/65 536 *= 18,20648 раза в секунду.
Чтобы прочитать текущее значение счетчика, надо:
1.	Послать в порт 43h команду фиксации значения счетчика для выбранного
канала (биты 5-4 равны 00b).
2.	Послать в порт 43h команду перепрограммирования канала без смены ре-
жима работы, если.нужно воспользоваться другим способом чтения/записи
(обычно не требуется).
3.	Прочитать из порта, соответствующего вобранному каналу, младший байт
зафиксированного значения счетчика.
4.	Прочитать из того же порта старший байт.
Для таймера найдется много применений, единственное ограничение здесь
следующее: таймер - это глобальный ресурс, и перепрограммировать его в много-
задачных системах можно только с ведома операционной системы, если она вооб-
ще это позволяет.
Рассмотрим в качестве примера, как при помощи таймера измерить, сколько
времени проходит между реальным аппаратным прерыванием и моментом^ когда
обработчик этого прерывания получает управление (почему это важно, см. при-
меры программ вывода звука из разделов 5.10.8 и 5.10.9). Так как IRQ0 происхо-
дит при нулевом значении счетчика, нам достаточно прочитать его значение во
время старта обработчика и изменить его знак (потому что" счетчик таймера по-
стоянно уменьшается).
; latency.asm
; Измеряет среднее’время, проходящее между аппаратным прерыванием и запуском
; соответствующего обработчика. Выводит среднее время в микросекундах после
; нажатия любой клавиши (на самом деле в 1/1 193 180).
; Программа использует 16-битный сумматор для простоты, так что может давать
; неверные результаты, если подождать больше нескольких минут.
.model tiny			
	. code .386 org	100b	; Для команды shld. ; СОМ-программа.
start:			
	mov	ax,3508b	; АН = 35h, AL = номер прерывания
	int	21h	; ПоЬучить адрес обработчика
	mov	word ptr old_int08h, bx	; и записать его в old_int08h.
	mov	word ptr old_int08h+2, es	
*	mov	aXi2508h	; AH' = 25b, AL = номер прерывания
	ИВНИ11 Сложные приемы программирования	
mov	dx,offset int08h_handler	; DS:DX - адрес обработчика.
int	21h	; Установить обработчик.
; С этого момента в переменной latency накапливается сумма.		
mov	ah,0	
int	16h	; Пауза до нажатия любой клавиши.
mov	ax,word ptr latency	; Сумма в АХ.
cmp	word ptr counter,0	; Если клавишу нажали немедленно,
jz	dont_divide	; избежать деления на ноль.
xor	dx,dx	; DX = 0.
div	word ptr counter	; Разделить сумму на число накоплений
dont_divide:		
call	print_ax	; и вывести на экран.
mov	ax,2508h	; АН = 25h, AL = номер прерывания.
Ids	dx,dword ptr old_int08h	; DS:DX = адрес обработчика.
int	21h	; Восстановить старый обработчик.
ret		; Конец программы.
latency	dw	0	; Сумма задержек.
counter	dw	0	; Число вызовов прерывания.
; Обработчик прерывания 08h (IRQO).
; Определяет время, прошедшее с момента срабатывания IRQO.
int08h_handler proc far
push ax	; Сохранить используемый регистр.
mov	al,0	; Фиксация значения счетчика в канале 0.
out	43h,al	; Порт 43h: управляющий регистр таймера.
; Так как этот канал инициализируется BIOS для 16-битного чтения/записи, другие
команды не требуются.
in	al, 40h	; Младший байт счетчика -
mov	ah, al	; в АН.
in	al,40h	; Старший байт счетчика в AL.
xchg	ah,al	; Поменять их местами.
neg	ax	; Изменить его знак, так как счетчик уменьшается..
add	word ptr	cs:latency,ах ; Добавить к сумме.
inc	word ptr	cs:counter	; Увеличить счетчик накоплений.
pop	ax	
db	OEAh	; Команда jmp far.
old_int08h	dd	0	; Адрес старого обработчика.
int08h_handler	endp	
; Процедура print_ax.		/
; Выводит AX на	экран в шестнадцатеричном формате.	
print_ax	proc near	
xchg	dx,ax	; DX = АХ.
mov	ex, 4	; Число цифр для вывода.
shift_ax:		
- shld	ax, dx, 4	; Получить в AL очередную цифру.
rol	dx,4	; Удалить- ее из ОХ.
and	al, OFh	; Оставить в AL только эту цифру.
Программирование на уровне портов
стр
sbb
das
int -
loop
ret
print.ax endp
end
al,OAh '
al,69h
29h
shift_ax
start
; Три команды, переводящие
; шестнадцатеричную цифру в AL
; в соответствующий ASCII-код.
; Вывод на экран.
; Повторить для всех цифр.
Таймер можно использовать для управления динамиком, точных измерений
отрезков времени, создания задержек, управления переключением процессов
и даже для выбора случайного числа с целью запуска генератора случайных чи-
сел - текущее значение счетчика канала 0 представляет собой идеальный-вариант
такого начального числа для большинства приложений.
5.10.6.	Динамик
Как сказано в разделе 5.10.5, канал 2 системного таймера управляет динами-
ком компьютера - он генерирует прямоугольные импульсы с частотой, равной
1 193 180/начальное_значение_счетчика. При программировании динамика на-
чальное значение счетчика таймера называется делителем частоты: подразумева-
ется, что динамик работает с частотой 1 193 180/делитель герц. После програм-
мирования канала 2 таймера надо еще включить сам динамик. Это осуществляется
путем установки битов 0 и 1 порта 61 h в 1. Бит 0 фактически разрешает ргботу
данного канала таймера, а бит 1 включает динамик.
Процедура beep.	t
Издает звук с частотой 261 Гц (нота ”ми'' средней октавы)
длительностью 1/2 секунды на динамике.
beep	proc	znear	
1	mov	al,10110110b	; Канал 2, режим 3.
	out	43h,al'	
	mov	al,ODh	; Младший байт делителя частоты 11D0h.
	out	42h,al	
	mov	al,11h	; Старший байт делителя частоты.
	out	42h,al	
	in	al,61h	; Текущее состояние порта 61h в AL.
	or	al,00000011b	; Установить биты 0 и 1 в 1.
	out	61h,al	; Теперь динамик включен.
	mov	cx,0007h	; Старшее слово числа микросекунд паузы
	mov	dx,’0A120h	; Младшее слово числа микросекунд паузы
	mov	ah,86h	; Функция 86h:
	int ’	15h	; пауза.
	in	al,61h	
	and	al,11111100b	; Обнулить младшие два бита.
	out,	61h,al	; Теперь динамик выключен.
	ret		
beep	endp		
Сложные приёмы программирования
В связи с повсеместным распространением звуковых плат обычный динамик
PC сейчас практически никем не используется или используется для выдачи со-
общений об ошибках. Вернемся к звуку чуть позже, а пока вспомним, что в разде-
ле 4.7.1 рассматривалось еще одно устройство для определения текущего време-
ни и даты - часы реального времени.
5.10.7.	Часы реального времени и CMOS-память
В каждом компьютере есть микросхема, отвечающая за поддержку текущей
даты и времени. Для того чтобы значения не сбрасывались при каждом выключе-
нии питания, на микросхеме расположена небольшая область памяти (от 64 до
128 байт), выполненная по технологии CMOS, позволяющей снизить энергопот-
ребление до минимума (фактически энергия в таких схемах затрачивается только
на зарядку паразитных емкостей при изменении состояния ячеек памяти). Мик-
росхема получает питание от аккумулятора, расположенного на материнской пла-
те, и не отключается при выключении компьютера. Для хранения собственно вре-
мени достаточно всего 14 байт такой энергонезависимой памяти, и остальная ее
часть используется BIOS, чтобы хранить различную информацию, необходимую
для корректного запуска компьютера. Для общения с CMOS и регистрами RTC
выделяются порты ввода-вывода от 70h до 7Fh, но только назначение портов 70h
и 71 h одинаково для всех материнских плат.
Порт 70Ндля записи: индекс для выбора регистра CMOS:
бит 7: прерывание NMI запрещено на время чтения/записи
бит 6: собственно индекс
Порт 71h для чтения и записи: данные CMOS
После записи в порт 70h нужно осуществить запись или чтение из порта 71h,
иначе RTC окажется в неопределенном состоянии. Содержимое регистров CMOS
варьируется для разных BIOS, но первые 33h регистра обычно выполняют следу-
ющие функции:
OOh: RTC: текущая секунда (00-59h или 00-3Bh) - формат выбирается регист-
ром OBh, по умолчанию BCD
Olh: RTC: секунды будильника (00-59h или 00-3Bh или OFFh (любая секунда))
02h: RTC: текущая минута (00-59h или 00-3Bh)
03h: RTC: минуты будильника (00-59h или 00-3Bh или FFh)
04h: RTC: текущий час:
00—23h/00—17h (24-часовой режим)
01—12h/01—ICh (12-часовой режим до полудня)
8 lh-92h/81-8Ch (12-часовой режим после полудня)
05h: RTC: часы будильника (то же или FFh, если любой час)
06h: RTC: текущий день недели (1-7, 1 - воскресенье)
07h: RTC: текущий день месяца (01-31 h/01h-IFh)
08h: RTC: текущий месяц (01—12h/01—OCh)
09h: RTC: текущий год (00-99h/00-63h)
Программирование на уровне портов
I I 1 ! ! Гзз:
OAh: RTC: регистр состояния А
бит 7: 1 - часы заняты (происходит обновление)
биты 4-6: делитель фазы (010 - 32 768 кГц - по умолчанию)
биты 3-0: выбор частоты периодического прерывания:
0000 - выключено
ООН - 122 мкс (минимум)
1111 - 500 мс
ОНО- 976,562 мкс (1024 Гц)
OBh: RTC: регистр состояния В
бит 7: запрещено обновление часов (устанавливают перед записью новых зна-
чений в регистры даты и часов)
бит 6: вызов периодического прерывания (IRQ8)
бит 5: вызов прерывания при срабатывании будильника
бит 4: вызов прерывания по окончании обновления времени
бит 3: включена генерация прямоугольных импульсов
бит 2: 1 /0: формат даты и времени двоичный/BCD
бит 1: 1/0: 24-часовой/12-часовой режим
бит О: автоматический Нереход на летнее Время в апреле и октябре
ОСЬ только для чтения: RTC: регистр состояния С	.
бит 7: произошло прерывание
бит 6: разрешено периодическое прерывание
бит 5: разрешено прерывание от будильника
бит 4: разрешено прерывание по окончании обновления часов
ODh только для чтения: регистр состояния D
бит 7: питание RTC/CMOS есть
ОЕЬ: результат работы POST при последнем старте компьютера:
бит 7: RTC сбросились из-за отсутствия питания CMOS
бит 6: неверная контрольная сумма CMOS-конфигурации
бит 5: неверная конфигурация
бит 4: размер памяти не совпадает с записанным в конфигурации
бит 3: ошибка инициализации первого жесткого диска
бит 2: RTC-время установлено неверно (например, 30 февраля)
OFh: состояние, в котором находился компьютер перёд последней перезагрузкой
00h - Ctr-Alt-Del, 05h — INT 19h, OAh, OBh, OCh - jmp, iret, retf на адрес, хра-
нящийся в 0040h:0067h. Другие значения указывают, что перезагрузка про-
изошла в ходе POST или в других необычных условиях
10h: тип дисководов (биты 7-4 и 3-0 - типы первого и второго дисковода)
0000b - отсутствует
0001b-360 Кб
0010b - 1,2 Мб
0011b-720 Кб
0100b-1,44 Мб
0101b - 2,88 Мб
/
....I. 1 i L
Сложные приемы программирования
12h: тип жестких дисков (биты 7-4 и 3-0 - типы первого и второго жестких дис-
ков, 1111b, если номер типа больше 15)
14h: байт состояния оборудования
биты 7-6: число установленных жестких дисков минус один
биты 5-4: тип монитора (00,01,10,11 - EGA/VGA, 40x25 GGA, 80x25 CGA, MDA)
бит 3: монитор присутствует
бит 2: клавиатура присутствует
бит 1: FPU присутствует
бит 0: дисковод присутствует
15h: младший байт размера базовой памяти в килобайтах (80h)
16h: старший байт размера базовой памяти в килобайтах (02h)
17h: младший байт размера дополнительной памяти (выше 1 Мб) в килобайтах
18h: старший байт размера дополнительной памяти (выше 1 Мб) в килобайтах
19h: тип первого жёсткого диска, если больше 15
1 Ah: тип второго жесткого диска, если больше 15
2Eh: старший байт контрольной суммы регистров 10h - 2Dh
2Fh: младший байт контрольной суммы регистров 10h - 2Dh
30h: младший байт найденной при POST дополнительной памяти в килобайтах
31h: старший байт найденной при POST дополнительной памяти в килобайтах
32h: первые две цифры года в BCD-формате
Данные о конфигурации, хранящиеся в защищенной контрольной суммой об-
ласти, бывают нужны достаточно редко, а для простых операций с часами реаль-
ного времени и будильником удобно использовать прерывание BIOS lAh. Одна-
ко, программируя RTC на уровне портов, можно активизировать периодическое
прерывание - режим, в котором RTC вызывает прерывание IRQ8 с заданной ча-
стотой, что позволяет оставить IRQ0 для работы системы, если вас удовлетворя-
ет ограниченный выбор частот периодического прерывания. В качестве примера
посмотрим, как выполняются чтение и запись в CMOS-память,
rtcti.me.asm
Вывод на экран текущей даты и времени из RTC.
.model	tiny	
. code .186 org start: mov	100h al.OBh	Для shr al,4. СОМ-программа. CMOS OBh - управляющий регистр В.
out	.70h,al	Порт 70h - индекс CMOS.
in	al,71h	Порт 71h - данные CMOS.
and	al,11111011b	Обнулить бит 2 (форма чисел - BCD)
out mov	71h,al al,32h	и записать' обратно. CMOS 32h - две старшие цифры года.
call	print_cmos	Вывод на экран.	<
mov	al, 9	CMOS 09h - две младшие цифры года.
Программирование на уровне портов IIUHMM			^^□9
call mov int mov	print.cmos al,’-' 29h al, 8	; Минус. ; Вывод на экран. ; CMOS 08h - текущий месяц.	
call mov int mov call mov int mov v call mov int mov int mov	print.cmos al,’-~ 29h al, 7 print.cmos al,’ ’ 29h al, 4 print.cmos al.’h' 29h al,' ' 29h al, 2	; Еще один минус. ; CMOS 07h - день. ; Пробел. ; CMOS 04h - час. ; Буква "h". ; Пробел. ; CMOS 02h - минута.	
call	print.cmos mov	al,':’ int	29h mov	al,Oh call	print.cmos ret ; Процедура print.cmos. ; Выводит на экран содержимое ; Считает, что число, читаемое print.cmos	proc near out	70h,al in	al,71h .push	ax shr	al,4 add	al,'O’ int	29h		; Двоеточие. ; CMOS OOh - секунда. ячейки CMOS с номером в AL. из CMOS, находится в формате BCD. ; Послать AL в индексный порт CMOS. ; Прочитать данные. ; Выделить старшие четыре бита. ; Добавить ASCII-код цифры 0. ; Вывести на экран.	
pop and add int ret print.cmos end	ax al. OFh al,30h 29h endp start	; Выделить младшие четыре бита. ; Добавить ASCII-код цифры 0. ; Вывести на экран. /	
5.10.8.	Звуковые платы
Звуковые платы; совместимые с теми или иными моделями Sound Blaster,
выглядят как четыре независимых устройства:
□	DSP (Digital Signal Processor) - устройство, позволяющее выводить и счи-
тывать оцифрованный звук;
□	микшер (Mixer) - система регуляторов громкости для всех каналов платы;
340Т Г i ГП1
Сложные приемы программирования
□	FM (Frequency Modulation) или AdLib (по названию первой звуковой пла-
ты) - устройство, позволяющее синтезировать звук из синусоидальных
и треугольных волн. Слова типа OPL2 или OPL3 в описании платы - это
и есть номера версии используемого FM-синтезатора;
□	MIDI (Music Instrumental Digital Interface) - стандартный интерфейс пере-
дачи данных в музыкальной аппаратуре. Но в нашем случае рассматривает-
ся GMIDI (обобщенный MIDI) - более качественная система генерации му-
зыки, в которой используются не искусственные синусоидальные сигналы,
а образцы звучания различных инструментов. К сожалению, качество этих
образцов в большинстве дешевых плат оставляет желать лучшего.
Номера портов ввода-вывода, предоставляющих доступ ко всем этим устрой-
ствам, отсчитываются от базового порта, обычно равного 220Ь, но допускаются
также конфигурации с 210h, 230hr240h, 250h, 260h и 280h. Кроме того, интерфейс
' GMIDI использует другую серию портов, которая может начинаться как с 300h,
так и с 330h. В описаниях портов мы будем считать, что базовыми являются 220h
и ЗООЬ. Область портов интерфейса с AdLib начинается с 388h.
Существует большое число модификаций плат Sound Blaster, отличающихся,
помимо всего прочего, набором поддерживаемых команд и портов ввода-вывода.
После названия каждой команды или порта мы будем указывать сокращенное
название платы, начиная с которой эта команда или порт поддерживается:
□	SB - Sound Blaster 1.0;
□	SB2 - Sound Blaster 2.0;
□	SBPro - Sound Blaster Pro;
□	SBPro2 - Sound Blaster Pro2;
/	□ SB16 - Sound Blaster 16;
□	ASP - Sound Blaster 16 ASP;
□	AWE - Sound Blaster AWE32.
Программирование DSP
Цифровой процессор - наиболее важная часть звуковой платы. Именно с его
помощью осуществляется вывод обычного оцифрованного звука, так же как и за-
пись звука из внешнего источника в файл. Для своей работы, помимо описывае-
мых в этом разделе портов, DSP использует прерывания и контроллер прямого
доступа к памяти DMA. Программирование DMA с примером программы, ис-
пользующей его для воспроизведения звука, мы рассмотрим в разделе 5.10.9.
DSP обслуживается при помощи следующих портов:
226h для записи: сброс DSP (SB) '
Запись в этот порт осуществляет полную переинициализацию DSP, прерывая
все происходящие процессы. Операцию сброса DSP необходимо выполнить, по
крайней мере, один раз после перезагрузки системы, чтобы его можно было ис-
пользовать.
Процедура сброса осуществляется следующим образом:
1.	В порт 226h записывается чисдо 1 (начало инициализаций).
2.	Выдерживаётся пауза как минимум 3,3 мкс.
Программирование на уровне портов
3.	В порт 226h записывается число 0 (конец инициализации).
4.	Выдерживается пауза максимум 100 мкс, В течение паузы можно выполнять
чтение порта 22Eh. Когда в считываемом числе будет установлен бит 7 (дан-
ные готовы), можно сразу переходить к пункту 5. В противном случае имеет
смысл повторить процедуру, используя другой базовый порт.
5.	Выполняется чтение из порта 22Ah. Если считанное число равно OAAh - DSP
был успешно инициализирован. В противном случае допускается 'вернуться
к пункту 4, но по истечении 100 мкс после записи в 226h можно будет с уверен-
ностью сказать, что DSP с базовым адресом 220h не существует или не работает.
22Ah для чтения: чтение данных из DSP (SB)
Чтение из этого порта используется для передачи всех, возможных данных от
DSP программам. Процедура чтения состоит из двух шагов:
1. Выполнять цикл чтения порта 22Eh, пока бит 7 считываемого байта не ока-
жется равным единице.
2. Выполнить чтение из порта 22Ah.
22Ch для записи: запись данных и команд DSP (начиная с SB)
Этот единственный порт используется для передачи всего множества команд
DSP и для пересылки в него данных (аргументов команд). Процедура, записи:
1. Выполнять цикл чтения порта 22Ch, пока бит 7 считываемого байта не ока-
жется равным нулю.
2. Выполнить запись в порт 22Ch.
22Ch для чтения: готовность DSP для приема команды (SB)
Если при чтении из этого порта бит 7 сброшен в ноль - DSP готов к приему оче-
редного байта в порт 22Ch на запись. Значение остальных битов не определено.
22Eh для чтения: готовность DSP для посылки данных (начиная с SB)
Если при чтении из этого порта бйт 7 установлен в единицу - DSP готов к пере-
даче через порт 22 Ah очередного байта.
22Eh для чтения (тот же порт1): подтверждение обработки 8-битного прерыва-
ния (SB)
Обработчик прерывания, сгенерированного звуковой платой по окончании
8-битной операции, обязательно должен выполнить одно чтение из этого порта
перед завершением (помимо обычной процедуры посылки сигнала EOI в соответ-
ствующий контроллер прерываний).
22Fh для чтения: подтверждение обработки 16-битного прерывания (SB16)
Обработчик прерывания, сгенерированного звуковб’й платой по окончании
16-битной операции, обязательно должен выполнить одно чтение из этого пор-
та перед завершением (помимо обычной процедуры посылки сигнала EOI в со-
ответствующий контроллер прерываний).
Теперь рассмотрим команды DSP. Все они пересылаются в звуковую плату че-
рез порт 22Ch, как описано выше. После команды могут следовать аргументы,
m
Сложные приёмы программирования
которые передаются таким же Образом (включая ожидание готовности к приему
команды).	Л
04h: состояние DSP (устаревшая) (SB2 - SBPro2)
Возвращает информацию о текущей операции DSP:
бит 0: динамик включен
бит 1: стерео АЦП включен ,
 бит 2: всегда 0
бит 3: происходит прямое воспроизведение 8-битного РСМ
бит 4: происходит воспроизведение 2-бцтного ADPCM через DMA
бит 5: происходит воспроизведение 2,6-битного ADPCM через DMA
бит 6: происходит воспроизведение 4-битного ADPCM через DMA
бит 7: происходит воспроизведение 8-битного РСМ через DMA
10h, NN: прямое воспроизведение 8-бйтного звука (SB)
Выводит очередной байт (NN) из несжатого 8-битного оцифрованного звука на
воспроизведение. При использовании этого способа воспроизведения сама про-
грамма должна заботиться о том, чтобы новые данные всегда были наготове (то
есть не считывать их с диска в ходе работы) и чтобы байты пересылались в DSP
с необходимой частотой. (В этом режиме поддерживаются частоты до 23 кГц.)
Процедура вывода проста:
1. Вывести в DSP команду 10h и очередной байт из оцифровки.
2. Подождать необходимое время и вернуться к пункту 1.
Чтобы выполнять пересылку байтов с заданной частотой, обычно перепрог-
раммируют системный таймер, как будет .показано в конце этого раздела. Но из-
за ограничений по качеству звука и высокой ресурсоемкое™ такой способ вос-
произведения практически не используется.
14h, LO, HI: прямое воспроизведение 8-битного PGM через DMA (SB)
Начинает процесс воспроизведения данных, на которые настроен соответствую-
щий канал DMA (см. раздел 5.10.9):
1.	Установить обработчик прерывания от звуковой платы (и разрешить его
в контроллере прерываний).
2.	Выполнить команду 40h или другим образом установить частоту оцифровки.
3.	Выполнить команду ODlh (включить динамику.
4.	Настроить DMA (режим 48h + номер канала).
5.	Выполнить команду 14h. Аргументы LO и HI - это младший и старший бай-
ты длины проигрываемого участка минус один.
6.	Из обработчика прерывания подтвердить его чтением порта 22ЁЬ и посыл-,
кой байта 20h в соответствующий контроллер прерываний.
7.	Выполнить команду 0D3h (выключить динамик).
На платах, начиная с SB16, для этого режима рекомендуется пользоваться ко-
мандами 0C?h.
Программирование науровне портов
! 343
16h, LO, HI: прямое воспроизведение 2-битного ADPCM через DMA (SB)
Начинает процесс воспроизведения данных аналогично команде 14h, но они долж-
ны храниться в сжатом формате Creative ADPCM 2 bit. Длина, указываемая в каче-
стве аргументов этой команды, равна (число_байтов + 2)/4. В качестве нулевого
байта в процедуре распаковки ADPCM используется значение, которое применя-
лось последней командой 17b- В остальном процедура воспроизведения аналогич-
на команде 14h.
17h, LO, Ш: прямое воспроизведение 2-битного ADPCM через DMA с новым ну-
левым байтом (SB)
То же самое, что и 16h, но первый байт из данных будет рассматриваться как ну-
левой байт для процедуры распаковки ADPCM.
ICh: воспроизведение 8-битного РСМ через DMA с автоинициализацией (SB2)
Начинает режим воспроизведения с автоинициализацией - лучший из режимов,
предлагаемых звуковыми платами. В этом режиме DSP воспроизводит в цикле
содержимое указанного участка памяти, мгновенно возвращаясь на начало, пока
он Не будет остановлен командой ODAh или новой командой воспроизведения
через DMA. Весь секрет заключается в том, что плата генерирует прерывание не
только при достижении конца блока, но и при достижении его середины. Таким
образом, пока DSP проигрывает вторую половину буфера, мы можем прочитать
следующие несколько килобайтов в первую половину, не останавливая воспроиз-
ведение ни на миг
f. Установить обработчик прерывания звуковой платы и разрешить его в кон-
троллере прерываний.
2.	Выполнить команду 40h или другим образом установить частоту оцифровки.
3.	Выполнить команду 48h
(установить размер DMA-буфера - (число_байтов + 1)/2 - 1).
4.	Выполнить команду ODlh (включить динамик).
5.	Настроить DMA (режим 58h + номер канала).
6.	Выполнить команду ICh.
7.	В обработчике прерывания: заполнить.следующую половину буфера.
8.	В обработчике прерывания: подтвердить прерывание чтением из 22Eh й за-
писью 20h в контроодер прерываний.
9.	Подождать, пока не будут воспроизведены все данные.
10.	Выполнить команду 0D3h (выключить динамик).
И. Выполнить команду ODOh(остановить 8-битную DMA-передачу).
12. Выполнить команду ODAh (завершить режим автоинициализации).
13. Выполнить команду ODOh (остановить 8-битную DMA-передачу).
На платах, начинай с SB16, для этого режима рекомендуется пользоваться ко-
мандами 0C?h. ,
IFh: воспроизведение 2-битного ADPCM через DMA с автоинициализацией
(SB2)
344|	| | | I I I
Сложные приемы программирования
Аналог команды ICh, но данные хранятся в 2-битном формате ADPCM с нуле-
вым байтом. Длина блока рассчитывается так:
длина = (число_байтов + 3)/4+1	,
длина блока = (длина + 1 )/2 - 1
20h: прямое чтение 8-битных данных из АЦП (SB)
Команда предназначена для чтения оцифрованного звука из внешнего источни-
ка. Используется следующая процедура:
1.	Выполнить команду 20h.
2.	Прочитать очередной байт.
3.	Подождать необходимое, время и вернуться к пункту 1.
Проблемы с этой командой точно такие же, как и с 10h.
24h, LO, HI: чтение 8-битного PCM через DMA (SB)
Аналог команды 14h, но выполняет не воспроизведение, а запись звука. Последо-
вательность действий идентична случаю с 14h, но используемый режйм DMA -
44h + номер канала.
2Ch: запись 8-битного РСМ через ЦМА с автоинициализацией (SB2)
Аналог команды I Ch, но выполняет не воспроизведение, а запись звука. Последо-
вательность действий идентична случаю с ICh, но используемый режим DMA -
54h + номер канала.
30h: прямое чтение MIDI (SB)
Выполняет чтение очередного MIDI-события:
1. Выполнить команду 30h.
2. Прочитать MIDI-событие (до 64 байт).
31h: чтение MIDI с прерыванием (SB)
Включает генерацию прерывания от звуковой платы при поступлении нового
MIDI-события. Для этого необходимо:
1.	Установить обработчик прерывания.
2.	Выполнить команду 31h.
3.	В обработчике прерывания: прочитать MIDI-событие.
4.	В обработчике прерывания: подтвердить прерывание чтением из 22 Eh и за-
писью 20h в контроллер прерываний.
5.	Выполнить команду 31h еще раз, чтобы отменить генерацию прерывания.
32h: прямое чтение MIDI-события с дельта-временем (SB)
Выполняет чтение очередного MIDI-события и 24-битного дельта-времени, то
есть времени в микросекундах, наступившего после предшествующего MIDI-co-
бытия. (Считываются данные в следующем порядке: младший байт времени,
средний байт времени, старший байт времени, MIDI-команда.) Именно в виде
последовательности MIDI-событий, перед каждым из которых указано дельта-
время, и записывается музыка в MIDI-файлах.
Программирование на уровне портов 111ШШИНН1НН@
32b: чтение MIDI-события с дельта-временем с прерыванием (SB)
Включает/выкЛючает генерацию прерываний от звуковой платы аналогично ко-
манде 31h, но при чтении MIDI-события передаются вместе с дельта-Временами,
как в команде 32h.
34h: режим прямого доступа к UART (SB2)
Отключает DSP, после чего все команды записи/чтения в его порты (используя
тот же механизм проверки готовности) рассматриваются как MIDI-события. Вы-
вести DSP из этого режима можно только с помощью полной переинициализации.
37h: режим прямого доступа к UART с прерыванием (SB2)
Переключает порты DSP на UART аналогично команде 34h, но каждый раз, ког-
да новое MIDI-событие готово для чтения, вызывается прерывание звуковой
платы.
38h, MIDI: прямая запись MIDI (SB)
Посылает одно MIDI-событие.
40h, ТС: установить временную константу (SB)
Устанавливает частоту оцифровки, используя однобайтную константу, рассчиты-
ваемую следующим образом:
ТС - 256 - (1000000 / (число_каналов х частота)),
где чйсло_каналов - 1 для моно и 2 для стерео.
41h, LO, HI: установить частоту оцифровки (SB16)
Аналогично 40h, но указывается истинное значение частоты (сначала младший,
потом старший байты). Число каналов определяется автоматически. Реальная
частота тем не менее округляется до ближайшего возможного значения ТС.
45h: продолжить остановленное 8-битное воспроизведение через DMA (SB16)
Продолжает остановленное командой ODAh воспроизведение 8-битного звука
через DMA с автоинициаЛизацией.
47h: продолжить остановленное 16-битное воспроизведение через DMA (SB16)
Продолжает остановленное командой 0D9h воспроизведение 16-битного звука
через DMA с автоинициализацией.
48h, LO, HI. установить размер буфера DMA (SB2)
Устанавливает число байтов минус один для следующей команды передачи через
DMA (сначала младший байт, Затем старший).
74Ь, Ю, Ш: прямое воспроизведение 4-битного ADPCM через DMA (SB)
Аналог 16h, но используется 4-битный вариант формата Creative ADPCM.
75h, LO, HI: прямое воспроизведение 4-битного ADPCM через DMA с новым ну-
левым байтом (SB)
Аналог 17h, но используется 4-битный вариант формата Creative ADPCM.
346!___OU 1 1 1
Сложные приемы программирования
76h, LO, HI; прямое воспроизведение 2,6-битного ADPCM через DMA (SB)
Аналог 16h, но используется 2,6-битный вариант формата Creative ADPCM.
77h, LO, HI; прямое воспроизведение 2,6-битного ADPCM через4 DMA с новым
нулевым байтом (SB)
Аналог 17h, но используется 2,6-битный вариант формата Creative ADPCM.
7Dh: воспроизведение 4-битного ADPCM через DMA с автоинициализацией (SB2)
Аналог IFh, но используется 4-битный вариант формата Creative ADPCM.
7Fh; воспроизведение 2,6-битного ADPCM через DMA с автоинициализацией (SB2)
Аналог IFh, но используется 2,6-битный вариант формата Creative ADPCM.
80h, LO, HI: заглушить DSP (SB)
Вывести указанное число байтов тишины с текущей частотой оцифровки. ч
0B?h/0C?h MODE, LO, HI: обобщенный интерфейс к DSP (SB16)
Команды 0B?h используются для 16-битных операций, команды 0C?h - для
8-битных. Младшие четыре бита определяют режим:
бит 0: всегда 0
бит 1: используется FIFO
бит 2: используется автоинициализация DMA
бит 3: направление передачи (О - воспроизведение, 1 - оцифровка)
Аргументы этой команды - режим, младший байт длины, старший байт дли-
ны (перед указанной командой не требуется устанавливать размер DMA-буфера
специально).
В байте режима определены всего два бита (остальные должны быть равны нулю):
бит 4: данные рассматриваются как числа со знаком
бит 5: режим стерео	"
Длина во всех случаях равна числу байтов минус один для 8-битных операций
и числу слов минус один для 16-битных.
ODOh: остановить 8-битную DMA-операцию (SB)
Останавливает простую (без автоинициалиэации) 8-битную DMA-операцию.
ODlh: включить динамик (SB)
Разрешает работу выхода на динамик (колонки и т. д.).
После сброса DSP этот канал выключен.
0D3h: выключить динамик (SB)
Отключает выход на динамик (колонки и т. д.).
0D4h: продолжить 8-битную DMA-операцию (SB)
Продолжает DMA-операцию, остановленную командой ODOh.
0D5h: остановить 16-битную DMA-операцию (SB)
Останавливает простую (без автоинициализации) 16-битную DMA-операцию.
0D6h: продолжить 16-битную DM A-операцию (SB)
Продолжает DMA-операцию, остановленную командой 0D5h.
Программирование на уровне портов
0D8h: определить состояние динамика (SB) :
Возвращает 00h, если динамик выключен; OFFh, если включен.
0D9h: завершить 16-битную DMA-операцию с автоинициализацией (SB16)
Эта команда завершает операцию только после окончания воспроизведения теку-
щего блока. Для немедленного прекращения воспроизведения необходимо выпол-
нить последовательно команды 0D3h, 0D5h, 0D9h и 0D5h.
ODAh: завершить 8-битную DMA-операцию с автоинициализацией (SB2)
Аналог 0D9h, но для 8-битных операций.
OEOh, BYTE: проверка наличия DSP на этом порту (SB2)
Любой байт, посланный как аргумент к этой команде, возвращается при чтении из
DSP в виде своего побитового дополнения (DSP выполняет над ним операцию NOT).
OElh: определение номера версии DSP (SB)
Возвращает последовательно старший и младший номера версии DSP:
1.7-SB
2.0-SB2
3.0 г- SBPro
3.?-SBPro2
4.0? - SB 16
4.11-SB16 SCSI-2
4.12 - AWE32
0E3h: чтение, Copyright DSP (SBPro2)
Возвращает ASCIZ-строку с информацией Copyright данной платы.
0E4h, BYTE: запись в тестовый регистр (SB2)
Помещает байт в специальный неиспользуемый регистр, ^оторый сохраняется
даже после переинициализации DSP.
0E8h: чтение из тестового регистра (SB2)
Возвращает байт, помещенный ранее в тестовый регистр командой 0E4h.
OFOh: генерация синусоидального сигнала (SB)
Запускает DSP на воспроизведение синусоидального сигнала с частотой около
2 кГц, который можно прервать только сбросом DSP.
0F2h: запрос на прерывание в 8-битном режиме (SB)
Генерирует прерывание от звуковой карты. В качестве подтверждения от обработ-
чика ожидается чтение из порта 22Eh.
0F3h: запрос на прерывание в 16-битном режиме (SB)
Генерирует прерывание от звуковой карты. В качестве подтверждения от обработ-
чика ожидается чтение из порта 22Fh.
OFBh: состояние DSP (SB 16)
Возвращает байт состояния текущей DSP-оПерации:
бит 0: 8-битное воспроизведение через DMA
бит 1: 8-битное чтение через DMA
348Т [ | | 1 | |
Сложные приемы программирования
бит 2: 16-битное воспроизведение через DMA
бит 3: 16-битное чтение через DMA
' бит 4: динамик включен
биты 5-6: не определены
бит 7: ТС модифицирована (может быть ноль, если предыдущая команда 40h
пыталась установить неподдерживаемую частоту)
OFCh: дополнительная информация (SB16)
Возвращает дополнительный байт состояния текущей DMA-операции:
бит 1: синхронный режим (одновременная запись и воспроизведение)
бит 2:8-битный режим с автоинициализацией
бит 4: 16-битный режим с автоинициализацией
OFDh: последняя выполненная команда (SB16)
Возвращает последнюю успешную команду DSP.
Программирование микшера
Это устройство предназначено для регулирования громкости на всех каналах,
используемых звуковой платой.
Для управления микшером служат всего два порта ввода-вывода.
224h для записи: выбор регистра микшера (SBPro)
Запись в этот порт выбирает номер регистра, к которому будет осуществляться
доступ при последующих обращениях к порту 225h.
225h для чтения и записи: чтениё/запись регистра микшера (SBPro)
Чтение и запись в этот порт приводят к чтению и записи в соответствующий ре-
гистр микшера. Рассмотрим их назначение.
Регистр OOh для записи: сброс и инициализация (SBPro)
Выбор этого регистра в порту 224h начинает инициализацию. Следует подождать
как минимум 100 мкс, а затем записать в порт 225h число Olh (команда «завер-
шить инициализацию»),	4
Регистр Olh для чтения: состояние микшера (SBPro)
Возвращает последний номер регистра.
Регистр 04h для чтения и записи: уровень ЦАП (SBPro)
биты-4-0: уровень правого ЦАП
биты 7-4: уровень левого ЦАП .
Регистр OAh для чтения и записи: уровень микрофона (SBPro)
биты 2-0: уровень микрофона
Регистр 22h для чтения и записи: общий уровень (SBPro)
биты 4-0: правый общий уровень
биты 7-4: левый общий уровень
Программирование на уровне портов
1 I I I I I 349
Регистр 26Ь для чтения и записи: уровень FM (SBPro)
биты 4-0: правый уровень FM
биты 7-4: левый уровень FM
Регистр 28h для чтения и записи: уровень CD audio (SBPro)
биты 4-0: правый уровень CD audio
биты 7-4: левый уровень CD audio
Регистр 2Eh для чтения и записи: уровень линейного входа (SBPro)
биты 4-0: уровень правого линейного входа
биты 7-4: уровень левого линейного входа
Регистр 30h для чтения и записи: левый общий уровень (SB16)
биты 7-1: левый общий уровень	f
Регистр 31h для чтения и записи: правый общий уровень (SB 16)
биты 7-1: правый общий уровень
Регистр 32Ь для чтения и записи: левый уровень ЦАП (SB 16)
биты 7-1: левый уровень ЦАП
Регистр ЗЗЬ для чтения и записи: правый уровень ЦАП (SB16)
биты 7-1: правый уровень ЦАП
Регистр 34h для чтения и записи: левый уровень FM (SB16)
биты 7-1: левый уровень FM
Регистр 35Ь для чтения и записи: правый уровень FM (SB 16)
биты 7-1: правый уровень FM
Регистр 36Ь для чтения и записи: левый уровень CD audio (SB16)
биты 7-1: левый уровень CD audio
Регистр 37Ь для чтения и записи: правый уровень CD audio (SB 16)
биты 7-1: правый уровень CD audio
Регистр 38h для чтения и записи: левый уровень линейного входа (SB16)
биты 7-1: левый уровень линейного входа
Регистр 39h для чтения и записи: правый уровень линейного входа (SB16)
биты 7-1: правый уровень линейного входа
Регистр ЗАЬ для чтения и записи: уровень микрофона (SB16)
биты 7-3: уровень микрофона
Регистр ЗВЬ для чтения и записи: уровень динамика PC (SB16)
биты 7-5: уровень динамика PC
Регистр ЗСЬ для чтения и записи: управление выводом (SB16)
бит 0: микрофон включён
бит 1: Правый канал CD audio включен
бит 2: левый канал CD audio включен
350J___LLTT
Сложные приемы программирования
бит 3: правый канал линейного входа включен
бит 4: левый канал линейного входа включен
биты 7-5: нули
Регистр 3Dh для чтения и записи: управление левым каналом ввода (SB16)
бит 0: микрофон включен
бит 1: правый канал CD audio включен
бит 2: левый канал CD audio включен
бит 3: правый канал линейного входа включен
бит 4: левый канал линейного входа включен
бит 5: правый канал FM включен
бит 6: левый канал FM включен
бит 7: нуль -
Регистр ЗЕЬ для чтения и записи: управление правым каналом ввода (SB16)
бит 0: микрофон включен
бит 1: правый канал CD audio включен
бит 2: левый канал CD audio включен
бит 3: правый канал линейного входа включен	ч
бит 4: левый канал линейного входа включен
бит 5: правый канал FM включен
бит 6: левый канал FM включен
бит 7: нуль
Регистр ЗН1 для чтения и записи: уровень усиления в левом канале ввода (SB 16)
биты 7-5: усиление в левом канале ввода
Регистр 40h для чтения и записи: уровень усиления в правом канале ввода (SB16)
биты 7-5: усиление в правом канале ввода
Регистр 41Ь для чтения и записи: уровень усиления в левом канале вывода (SB16)
биты 7-5: усиление в левом канале вывода
Регистр 42h для чтения и записи: уровень усиления в правом канале вывода (SB16)
биты 7-5: усиление в правом канале вывода
Регистр 43h для чтения и записи^ автоматическая подстройка усиления (SB16)
бит 0: автоматическая подстройка усиления включена
Регистр 44h для чтения и записи: уровень усиления высоких частот слева (SB 16)
биты 7-4: усиление высоких частот слева
Регистр 45h для чтения и записи: уровень усиления высоких частот справа (SB 16)
биты 7-4: усиление высоких частот справа -
Регистр 46h для чтения и записи: уровень усиления басов слева (SB 16)
биты 7-^1: усиление басов слева
Регистр 47h для чтения и записи: уровень усиления басов справа (SB 16)
биты 7-4: усиление басов справа
Программирование на уровне портов
Регистр 80h для чтения и записи: выбор прерывания (SB16)
бит 0: IRQ2
бит 1: IRQ5
6ht2:IRQ7
6ht3:IRQ10
биты 7-4: всегда 1
Эта установка сохраняется при сбросе микшера или даже при «горячей» пере-
загрузке компьютера.
Регистр 81h для чтения и записи: выбор DMA (SB16)
бит 0: 8-битный DMA0
бит 1: 8-битный DMA1	'
бит 2: 0
бит 3: 8-битный DMA3
бит 4: 0
бит 5: 16-битный DMA5
бит 6: 16-битный DMA6
'бит 7: 16-битный DMA7
Данная установка сохраняется при сбросе микшера или даже при «горячей»
перезагрузке компьютера. .
Регистр 82h для чтения: состояние прерывания (SB 16)
бит 0: происходит обрц^отка прерывания от 8-битной операции
бит 2: происходит ббработка прерывания от 16-битной операции
бит 3: происходит обработка прерывания операции MPU-401
биты .7-4: зарезервированы	4
Частотный синтез (программирование AdLib)
Синтезатор, расположенный на звуковой плате и отвечающий за FM-музы-
ку, управляется тремя портами - портом состояния, выбора регистра и портом
данных. Для совместимости с различными платами они дублируются несколь-
ко раз.
228h,388h для чтения: порт состояния FM (SB)
220h для чтения: порт состояния левого канала FM (SBPro)
222h, 38Ah для чтения: порт состояния правого канала FM (SBPro)
Определяет, закончился ли отсчет FM-таймеров и какого именно.
биты 4-0: всегда 0
бит 5: таймер 2 (период - 230 мкс) сработал
бит 6: таймер 1 (период - 80 мкс) сработал
бит 7: один из таймеров сработал
228h, 388h для записи: выбор регистра FM (SB)
220h для записи: выбор регистра левого канала FM (SBPro)
222h, 38Ah для записи: выбор регистра правого канал!» FM (SBPro)
Запись числа в этот порт выбирает, с каким регистром синтезатора будут ра-
ботать последующие команды записи в порт данных.
352	И
Сложные приемы программирования
Процедура записи числа в регистр FM выглядит следующим образом:
1.	Выполнить запись в порт выбора регистра.
2.	Подождать как минимум 3,3 мкс.
3.	Выполнить запись в порт данных.
4.	Подождать как минимум 23 мкс перед любой другой операцией со звуковой
платой.
На современных платах эти паузы можно сделать меньше. Так, если использу-
ется синтезатор OPL3, требуемое значение пауз - 0,1 и 0,28 мкс.
229h, 389h для записи: запись в регистр FM (SB)
221h для записи: запись в регистр левого канала FM (SBPro)
223h, 38Bh для записи: запись в регистр правого канала FM (SBPro)
Всего в этих синтезаторах доступно 244 регистра - от Olh до 0F5h. Рассмот-
рим наиболее полезные.
Регистр Olh: тестовый регистр
биты 4-0: 0
бит 5: FM микросхема контролирует форму волны
биты 7-6: 0_
Регистр 02h: счетчик первого таймера	,
Значение этого счетчика увеличивается на единицу каждые 80 мкс. Когда ре-
гистр переполняется, вырабатывается прерывание таймера IRQ0 и устанавли-
ваются биты 7 и 6 в порту состояния.
Регистр 03h: счетчик второго таймера
Значение этого счетчика увеличивается на единицу каждые 320 мкс. Когда
регистр переполняется, вырабатывается прерывание таймера IRQ0 и устанав-
ливаются биты 7 и 5 в порту состояния.
Регистр 04h: регистр управления таймером
бит 0: установка бита запускает первый таймер (с начальным значением счет-
чика, помещенным в регистр 02h)
бит 1: установка бита запускает второй таймер (с начальным значением счет-
чика, помещенным в регистр 03h)
биты 4-2: зарезервированы
бит 5: маска второго таймера - установка этого бита запрещает включение вто-
рого таймера при установке бита 1
бит 6: маска первого таймера - установка этого бита запрещает включение
первого таймера при установке бита 0
бит 7: сброс флагов для обоих таймеров
Регистр 08h: включение режимов CSM и Keysplit
биты 5-0: зарезервированы
бит 6: включение режима keysplit
бит 7: 1 - режим CSM; 0 - режим FM
Профамммрование на уровне портов 1ММИВЯММВЙ1
Режим CSM (синусоидально-волновой синтез речи) применялся на платах AdLib
без DSP для воспроизведения оцифрованного звука (с очень плохим качеством).
Следующие регистры описываются группами - по одному на голос.
Регистры 20h - 35h: различные настройки режимов f
биты 3-0: какая гармоника будет создавать звук (или модуляцию) относитель-
но точно установленной частоты голоса:
0 - одной Октавой ниже
1	- с точно установленной частотой голоса
2	- одной октавой выше
3	- октавой и квинтой выше .
4	- двумя октавами выше.
5	- двумя октавами и большой терцией выше
. 6 - двумя октавами и квинтой выше
7	- двумя октавами и малой септимой выше
8	- тремя октавами выше
9	- тремя октавами и большой секундой выше:
А, В - тремя октавами и большой терцией выше '
С, D - тремя октавами и квинтой выше
Е, F - тремя октавами и большой септимой выше
бит 4: режим keyboard scaling - если он выбран, Длина звука сокращается и он
повышается
бит 5: продление стадии поддержки звука (то есть он не затухает сразу после
нарастания)
бит 6: включает режим вибрато (его глубина контролируется флагом в регис-
тре OBDh)
бит 7: применение амплитудной модуляции (ее глубина контролируется фла-
гом в регистре OBDh)
Регистры 40h - 55h: управление уровнями выхода	,
биты 5-0: общий выходной уровень канала (00000 - максимум, 11111- мини-
мум)
биты 7-6: понижение выходного уровня с повышением частоты:
00 - не понижать
10	- 1,5 дБ на октаву
01 - 3 дБ на октаву
11	- 7 дБ на октаву
Регистры 60h - 75h: темп нарастания/спада
биты 3-0: темп спада (0 - минимум, F - максимум)
биты 7-4: темп нарастания (0 - минимум, F - максимум)
Регистры 80h - 95h: уровень поддержки/тёмп отпускания
биты 3-0: темп отпускания (0 - минимум, F - максимум)
биты 7-4: уровень поддержки (0 - минимум, F - максимум)
12 Зак. 459
354.J________ijl Hl
Сложные приемы программирования
Регистры OAOh - 0A8h: нота (младший байт)
биты 7-0: биты 7-0 номера ноты
Регистры OBOh - 0B8h: октава и нота (старшие биты) ,
биты 1-0: биты 9-8 номера ноты
биты 4-2: номер октавы
бит 5: включить звук в этом канале
Значение 10-битного номера ноты соответствует следующим реальным нотам
(для четвертой октавы):
016Bh - C# (277,2 Гц)
0181h - D (293,7 Гц)
0198h-D# (311,1 Гц)
OlBOh - Е (329,6 Гц)
OlCAh - F (349,2 Гц)
01E5h - F# (370,0 Гц)
020211 - G (392,0 Гц)
0220h - G# (415,3 Гц)
024lh - А (440,0 Гц)
0263h - A# (466,2 Гц)
0287h - В (493,9 Гц)
02АЕЙ - С (523,3 Гц)
Регистры OCOh - 0C8h: обратная связь/алгоритм	•	•
бит 0:0 - первый оператор модулирует второй, 1 - оба оператора непосредст-
венно производят звук
биты 3-1: сила обратной связи. Если это поле ненулевое, первый оператор
будет посылать долю выходного сигнала обратно; в себя
Регистр OBDh: глубины модуляций/ритм
бит 0: включен HiHat
бит 1: включен Cymbal
бит 2: включен Tam-tain
бит 3: включен Snare drum
бит 4: включен Bass drum
бит 5: 1 - включен ритм (6 голосов на мелодию), 0 - ритм выключен (9 голо-
сов на мелодию)
бит 6: глубина вибрато
бит 7: глубина амплитудной модуляции (1-4,8 дБ; 0-1 дБ)
Регистры OEOh - 0F5h: выбор формы волны
биты 1-0: форма волны, использующаяся, если бит 5 регистра Olh установлен в 1.
00: синусоида
01: синусоида без отрицательной половины
02: абсолютное значение синусоиды (нижние полуволны отражены
вверх)
И: пилообразные импульсы
Программирование на уровне портов IINIHHO
Чтобы извлечь из FM простой звук, выполним такую последовательность
действий:	/ *
1.	Обнулим все регистры (грубый способ инициализации AdLib).
Канал 0 будет использоваться для голоса:
2.	Запишем в регистр 20h число Olh - кратность модуляции 1.
3.	Запишем в регистр 40h число 10h - уровень модуляции 40 дБ.
4.	Запишем в регистр 60h число OFOh - нарастание быстрое, спад - долгий.
5.	Запишем в регистр 80h число 77h - поддержка и отпускание Средние.
6.	Запишем в регистр OAOh число 98h - нота D#.
Канал 3 будет использоваться для несущей:
7.	Запишем в регистр 023h число Olh - кратность несущей 1.
8.	Запишем в регистр 043h число OOh - максимальная громкость для несущей
(47 дБ).
9.	Запишем в регистр 063h число OFOh - нарастание среднее, спад - долгий.
10. Запишем в регистр 083h число 77h - поддержка и отпускание - средние.
И. Запишем в регистр OBOh число 031 h - установить октаву, старшие биты
ноты и включить голос.
С этого момента синтезатор звучит.
12. Запишем в регистр OBOh число 1 lh (или любое с йулевым битом 5) для вы-
ключения звука.
Пример программы
Программирование современных звуковых плат - весьма сложное занятие,
поэтому в качестве примера рассмотрим одну часто применяемую операцию -
воспроизведение оцифрованного звука. С этой целью потребуется программиро-
вать только DSP. Для вывода звука через звуковую плату может использоваться
один из трех режимов: прямой вывод (команда 10h), когда программа должна
сама с нужной частотой посылать отдельные байты из оцифрованного звука
в DSP; простой DMA-режим, когда выводится блок данных, после чего вызыва-
ется прерывание; и DMA с автоинициализацией, когда данные выводятся непре-
рывно и после вывода каждого блока вызывается прерывание. Именно в этом
порядке увеличивается качество воспроизводимого звука. Так как мы пока не
умеем работать с DMA, рассмотрим первый способ.
Чтобы вывести оцифрованные данные с нужной частотой в DSP, придется
перепрограммировать канал 0 системного таймера на требуемую частоту и уста-
новить собственный обработчик прерывания 08h. При этом будет нарушена ра-
бота системных часов, хотя можно не выключать совсем старый обработчик,
а передавать ему управление примерно 18,2 раза в секунду, то есть, в частности,
при каждом 604-м вызове нашего обработчика на частоте 11 025 Гц. Покажем,
как это сделать на примере простой программы» которая именно таким спосо-
бом воспроизведет файл c:\windows\media\tada.wav (или c:\windows\tada.wav,
если вы измените соответствующую директиву EQU в начале программы).
; wavdir.asfn
; Воспроизводит файл c:\windows\media\tada.wav, не используя DMA.
; Нормально работает только под DOS в реальном режиме
Сложные приемы программирован!
; (то есть не в окне DOS (Windows) и не под EMM386, QEMM или другими
; подобными программами).
/
FILESPEC equ "c:\windows\media\tada.wav" ; Имя файла tada.wav с
полным путем (замените на c:\windows\tada.wav
; для старых версий Windows).
SBPORT. equ 220h		; Базовый порт звуковой платы'(замените, ; если у вас он отличается). ; Для pusha/popa.
		
.model	tiny	
. code		
.186		
org	100h start:		; СОМ-программа.
call	dsp_reset	; Сброс и инициализация DSP.
jc	no_Master	
mov	bl,OD1h	; Команда DSP D1h.
call	dsp_write	; Включить звук.
call	open_file	; Открыть и прочитать tada.wav.
call	hook-intS-	Перехватить прерывание таймера.
mov	bx,5	; Делитель таймера для частоты 22 050 Hz
		; (на самом деле соответствует 23 867 Hz).
call	reprogram_pit	; Перепрограммировать таймер.
main_loop:		; Основной цикл.
cmp	byte ptr finished-flag,0	
je	main_loop	Выполняется, пока finished-flag равен нулю
mov	bx.OFFFFh	; Делитель таймера для частоты 18,2 Hz.
call	reprogram_pit	; Перепрограммировать таймер.
call	restore_int8	; Восстановить IRQO.
no_blaster: ret		
buffer_addr	dw	offset	buffer ; Адрес текущего играемого байта.
old_int08h	dd	?	; Старый обработчик INT ,08h (IRQO).
finished-flag	db .	0	; Флаг завершения.'
filename	db	FILESPEC,0	; Имя файла tada.wav с полным путем	
; Обработчик INT 08h (IRQO).
; Посылает байты из буфера в звуковую плату.
int08h_handler proc far
pusha	; Сохранить регистры.
cmp	byte ptr cs:finished-flag,1;	Если флаг	уже 1,
je	exit_handler	ничего не	делать.
mov	di,word ptr cs:buffer_addr ;	Иначе: DI	= адрес	текущего байта.
mov"	bl,1Oh	; Команда DSP 10b.
call	dsp_write	; Непосредственный 8-битный вывод.
mov	bl,byte ptr cs:[di]	; BL = байт данных для вывода.
call	dsp_write .	 -
inc	di	; DI = адрес следующего байта.
cmp ।	di,offset buffer+27459	; 27 459 - длина звука в tada.wav.
Программирование на уровне портов
jb	not_finlshed	; Если весь буфер пройден,
mov	byte ptr cs:finished-flag, 1	; установить флаг в 1.	
not_finished:		; Иначе:
mov	word ptr cs:buffer_addr,di	; сохранить текущий адрес.	
exi.t_handl.er:		
mov	al,20h ; Завершить обработчик аппаратного прерывания,	
out	20h,al ; послав	неспецифичный E0I (см. раздел 5.10.10).
popa	; Восстановить регистры.	t •	
iret		
int08h_handler	endp	
; Процедура dsp_reset. ; Сброс и инициализация DSP.		
dsp_reset	proc near	
mov	dx,SBP0RT+6	; Порт 226h - регистр сброса DSP.
mov	al, 1	; Запись единицы в него начинает инициализацию.
out	dx, al	
mov	ex, 40	Небольшая пауза.
dsploop:	'	
in	al,dx	
loop	dsploop	
mov	al,0	; Запись нуля завершает инициализацию.
out ,	dx,al	Теперь DSP готов к работе.
; Проверить, есть ли DSP вообще.		
add	dx,8	Порт 22Eh - состояние буфера чтения DSP.
mov	ex,100	
check_port:		
in	al.dx	Прочитать состояние буфера.
and	al,80h	Проверить бит 7.
]z	port_not_ready	Если ноль - порт еще не готов.
sub	dx,4	Иначе: порт 22Ah - чтение данных из DSP.
in	al.dx	
add	dx,4	И снова порт 22Eh.
emp	al.OAAh	Если прочиталось число AAh - DSP присутствует и действительно готов к работе.
• je	good_reset	
port_not_ready:		
loop	check_port	Если нет -повторить проверку 100 раз
bad_reset:		
•stc		и сдаться.
ret		Выход с CF = 1.
good_reset:		
clc		Если инициализация прошла успешно,
ret		выход с CF = 0.
dsp_reset	endp	
; Процедура dsp_write.		
; Посылает байт	из BL в DSP.	
dsp_write	proc near	
mov	dx.SBPORT+OCh	Порт 22Ch - ввод данных/команд DSP.
ВВНМНМШ11 Сложные приемы программирования
write_loop:	; Подождать готовности буфера записи DSP.
in	al, dx	; Прочитать порт 22Ch
and	al,80h	; и проверить бит 7.
jnz	write_loop	; Если он не ноль - подождать еще
mov	al, bl	; Иначе:	'
out	dx.al	; послать данные.
ret dsp_write	endp	
; Процедура	reprogram_pit.	
; Перепрограммирует канал 0 системного таймера на новую частоту.
; Вход: ВХ = делитель частоты.
reprogram_pit	proc near	
cli		; Запретить прерывания.
mov	al,00110110b	; Канал 0, запись младшего и старшего байтов,
		; режим работы 3, формат счетчика - двоичный.
out	43h,al	; Послать это в регистр команд первого таймера
mov	al, bl	; Младший байт делителя -
out	40h,al	; в регистр данных канала 0.
mov	al.bh	; И старший байт -
out	40h,al	; туда же.
sti	; Теперь IRQO вызывается с частотой 1 193 18О/ВХ Hz.
ret -
reprogram_pit endp
; Процедура hook_int8.	'
; Перехватывает прерывание INT 08h (IRQO).
hook_int8	proc near
mov	ax,3508h	; AH = 35h, AL = номер прерывания.
int	21b	; Получить адрес старого обработчика
mov	word ptr old_int08h,bx ; Сохранить его в old_int08h.
mov	word ptr old_int08h+2,es
mov	ax',2508h	' AH = 25h, AL = номер прерывания.
mov	dx,offset int08h_handler ; OS:DX - адрес обработчика.
int	21h	I ; Установить обработчик.
ret
hook_int8	endp
Процедура restore_int8.
Восстанавливает прерывание INT 08h (IRQO).
restore_int8	proc педг	
mov	ax,2508h	; AH = 25h, AL = номер прерывания
. Ids	dx,dword ptr old_int08h	; DS:OX - адрес обработчика.
int	21h	; Установить старый обработчик.
ret
restore_int8 endp
; Процедура open_file.
; Открывает	файл filename и копирует звуковые данные из неГо, считая его файлом
; tada.wav,	в буфер buffer.
open_file	proc near
mov	ax,3D00h	; АН = 3Dh, AL = 00.
Программирование на уровне портов 11НИЯНШННЕЁЁ1
mov	dx,offset filename	DS:DX - ASCIZ-имя файла с путем.
int	21h	Открыть файл для чтения.
jc	error_exit	Если не удалось открыть файл - выйти.
mov	bx,ax	Идентификатор файла в ВХ.
mov	ax,4200h	АН = 42h, AL = 0.
mov	cx,0	CX:DX - новое .значение указателя.
mov	dx, 38h	; По этому адресу начинаются данные в -tada.wav.	
1 int	21h	Переместить файловый указатель.
mov	ah,3Fh	АН = 3Fh.
mov	ex,27459	; Это - длина звуковых данных в файле tada.wav.	
mov	dx,offset buffer	DS:DX - адрес буфера.
int	21h	Чтение файла.
ret		
error_exit:		Если не удалось открыть файл.
mov	ah, 9	•	АН = 09h.
mov	dx,offset notopenmsg	DS:DX = сообщение об ошибке.
int	21h	Открыть файл для чтения.
int	20h	Конец программы.
notopenmsg	db	"Ошибка при открытии файла”,ODh,OAh,'$’	
open_file	endp	
buffer:		Здесь начинается буфер длиной 27 459 байт
end	start	
Если вы скомпилировали программу latency.asm из раздела 5.10.5 и попробова-
ли запустить ее в разных условиях, то могли заметить, что под Windows 95, а также
под EMM386 и в некоторых других ситуациях пауза между реальным срабатыва-
нием прерывания таймера и запуском обработчика может оказаться весьма зна-
чительной и варьироваться с течением времени, так что качество звука, выводимого
нашей программой wavdirasm, окажется под EMM386 очень плохим, а в DOS-задаче
под Windows 95 вообще получится протяжный хрип. Чтобы этого избежать, а так-
же чтобы указывать точную скорость оцифровки звука и выводить 16-битный
звук, нужно обратиться к программированию контроллера DMA (пример про-
граммы, выводящей звук при помощи DMA, см. в конце следующего раздела).
5.10.9. Контроллер DMA
Контроллер DMA используется для обмена данными между внешними уст-
ройствами и памятью. Он нужен в работе с жесткими Дисками и дисководами,
звуковыми платами и другими устройствами, работающими со значительными
объемами данных. Начиная с PC АТ, в компьютерах присутствуют два DMA-kot-
роллера - 8-битный (с каналами 0,1,2 и 3) и 16-битный (с каналами 4, 5, 6 и 7).
Канал 2 используется для обмена данными с дисководами, канал 3 - для жестких
дисков, канал 4 теряется при каскадировании контроллеров, а назначение осталь-
ных каналов может варьироваться.
DMA позволяет выполнить чтение или запись блока данных, начинающегося
с линейного адреса, который описывается как 20-битное число для первого DMA-
контроллера и как 24-битное для второго, то есть данные для 8-битного DMA
должны располагаться в пределах первого мегабайта памяти, а для второго -
Сложные приемы программирования
в пределах первых 16 Мб. Старшие четыре бита для 20-битных адресов и старшие
8 бит для 24-битных адресов хранятся в регистрах страниц DMA, адресуемых
через порты 80h - 8Fh:
порт 81h: страничный адрес для канала 2 (биты 3-0 = биты 19-16 адреса)
порт 82h: страничный адрес для канала 3 (биты 3-0 = биты 19—16 адреса)
порт 83h: страничный адрес для канала 1 (биты 3-0 - биты 19-16 адреса)
порт 87h: страничный адрес для канала 0 (биты 3-0 = биты 19-16 адреса)
порт 89h: страничный адрес для канала 6 (биты 7-0 - биты 23-17 адреса)
порт 8Ah: страничный адрес для канала 7 (биты 7-0 = биты 23-17 адреса) •
порт 8Bh: страничный адрес для канала 5 (биты 7-0 = биты 23-17 адреса)
Страничный адрес определяет начало 64/128-килобайтного участка памяти,
с которым будет работать данный канал, поэтому при передаче данных через
DMA обязательно надо следить за тем, чтобы не было выхода за границы этого
участка, то есть чтрбы не было попытки пересечения адреса 1000h:0, 2000h:0,
3000h:0 для первого DMA или 2000h:0, 4000h:0, 6000h:0 для второго.
Младшие 16 бит адреса записывают в следующие порты:
00h: бйты 15-0 адреса блока данных для канала 0
Olh: счетчик перёданных байт канала 0
02h - 03h: аналогично для канала 1
04h - 05h: аналогично для канала 2
06h - 07h: аналогично для канала 3
(для этих портов используются две операции чтенйя/записи - сначала пере-
даются биты 7-0, затем биты 15-8)
OCOh: биты 8-1 адреса блока данных для канала 4 (бит 0 адреса всегда равен нулю)
OClh: биты 16-9 адреса блока данных для канала, 4
0C2h: младший байт счетчика переданных слов канала 4
0C3h: старший байт счетчика переданных слов канала 4
0C4h - 0C7h: аналогично для канала 5
0C8h - OCBh: аналогично для канала 5
OCCh - OCFh: аналогично для канала 5
(эти порты рассчитаны на чтение/запись целыми словами)
Каждый из указанных двух DMA-контроллеров также имеет собственный на-
бор управляющих регистров - регистры первого контроллера адресуются через
порты 08h - OFh, а второго - через 0D0 - ODFh:
порт 08h/0D0h для чтения: регистр состояния DMA
бит 7, 6, 5, 4: установлен запрос на DMA на канале 3/7, 2/6, 1/5, 0/4
бит 3, 2, 1, 0: закончился DMA на канале 3/7, 2/6, 1/5, 0/4
порт 08h/D0h для записи: регистр команд DMA (устанавливается BIOS)
бит 7: сигнал DАСК использует высокий уровень
, бит 6: сигнал DREQ использует высокий уровень
Программирование на уровне портов
361
бит 5: 1/0: расширенный/задержаннЫй цикл записи
бит 4: 1/0: приоритеты сменяются циклически/фиксированно
бит 3: сжатие во времени
бит 2: DMA-контроллер отключен
бит 1: разрешен захват канала 0 (для режима память-память)
бит 0: включен режим память-память (канал 0 - канал 1)
порт 09h/0D2h для записи-, регистр запроса DMA
бит 2: 1/0: установка/сброс запроса на DMA
биты 1-0: номер канала (00, 01, 10, И - 0/4, 1/5, 2/6, 3/7)
порт 0Ah/0D4h для записи: регистр маски канала DMA
бит 2: 1/0: установка/сброс маскирующего бита
биты 1-0: номер канала (00, 01, 10, И = 0/4, 1/5, 2/6, 3/7)
порт 0Bh/0D6h для записи: регистр режима DMA
биты 7-6: 00 - передача по запросу
01 - одиночная передача (используется для звука)
10 - блочная передача (используется для дисков)
11 - канал занят для каскадирования
бит 5: 1/0: адреса уменьшаются/увеличиваются
бит 4: режим автоинициализации
биты 3-2:
00 - проверка
01 - запись
10 - чтение
биты 1-0: номер канала (00, 01, 10, И - 0/4, 1/5, 2/6, 3/7)
порт 0Ch/0D8h для записи: сброс переключателя младший/старший байт
Для чтения/запиеи 16-битных значений из/в 8-битные порты 00h - 08h.
Очередной байт, переданный в эти порты, будет считаться младшим, а сле-
дующий за ним - старшим.
порт 0Dh/0DAh для записи: сброс контроллера DMA
Любая запись сюда приводит к полному сбросу DMA-контроллера, так что
его надо инициализировать заново.
порт ODh/ODAh для чтения: последний переданный байт/слово.
порт 0Eh/0DCh для записи: любая запись снимает маскирующие биты со всех
каналов
порт 0Fh/0DEh для записи: регистр маски всех каналов:
биты 3-0: маскирующие биты каналов 3/7, 2/6, 1/5, 0/4
Чаще всего внешнее устройство само инициализирует передачу данных, и все,
что необходимо сделать программе, - это записать адрес начала буфера в порты,
соответствующие используемому каналу, длину передаваемого блока данных ми-
нус один в регистр счетчика нужного канала, установить режим работы канала
и снять маскирующий бит.
В качестве примера вернемся к программированию звуковых плат и изменим
программу wavdir.asm так, чтобы она использовала DMA.
|| Сложные приемы программирования
----------।----
5OZ | J	|
wavdma.asm
Пример программы, проигрывающей файл C:\WINDOWS\MEDIA\TADA.WAV
на звуковой карте при помощи DMA.
FILESPEC equ "c:\windows\media\tada.wav"	Заменить на c:\windows\tada.wav. для старых версий Windows.
SBPORT equ 220h ; SBDMA equ 1	Процедура prdgram_dma рассчитана
SBIRQ equ 5 .model tiny . code .186 org	100h start: call	dsp_reset jc	no_blaster mov	bl,OD1h call	dsp_write call	open_file	лишь на канал 1. Только IRQO - IRQ7. СОМ-программа. Инициализация DSP. Команда OD1h. Включить звук. Прочитать файл в буфер.
call'	hook_sblrq mov	bl,40h call " dsp_write mov	bl, 0B2h call	dsp_write call	programjima main_loop:	Перехватить прерывание. Команда 40h. Установка скорости передачи. Константа для 11025Hz/Stereo. Начать DMA-передачу данных. Основной ЦИКЛ.1
cmp	byte ptr finished_flag,0 je	main_loop call	restore_sbirq	Выход, когда байт finished_flag = 1 Восстановить прерывание.
no_blaster:
ret
old_sbirq finished_flag filename	dd	?	; db	0	; db	FILESPEC,0	Адрес старого обработчика. Флаг окончания работы. Имя файла.
; Обработчик прерывания звуковой карты. ; Устанавливает флаг finished_flag в 1. sbirq_handler proc far push	ax mov - byte ptr cs:finished-flag, 1 mov	al,20h out	2Oh,al ' pop	ax iret  sbirq_handler endp		; Установить флаг. ; Послать команду E0I ; в контроллер прерываний
; Процедура dsp_reset.
; Сброс, и инициализация DSP.
Программирование на
dsp_reset mov	proc near dx,SBPORT+6	- V	' Порт 226h - регистр сброса ЙР.	•
mov	al,1	Запись в него единицы запускает инициализацию.
out	dx,al	
mov	ex,40	; Небольшая пауза.
dsploop:		
in	al,dx	
loop	dsploop	
mov	al,0	Запись нуля завершает инициализацию.
out	dx.al	Теперь OSP готов к работе.
add	dx,8	Порт 22ЕИ - бит 7 при чтении указывает на занятость
mov	ex,100	буфера записи OSP.
check_port:		
in	al,dx	Прочитать состояние буфера записи.
and	al,80h	Если бит 7 ноль,
jz	port_not_ready	порт еще не готов.
sub	dx,4	Иначе: порт 22Ah - чтение данных из DSP.
in	al.dx	
add	dx,4	Порт снова 22Eh.
crap	al.OAAh	Проверить, что DSP возвращает OAAh при чтении, -
		это сигнал о готовности к работе.
je	good_reset -	
port_not_ready:		
loop	check_port	Повторить проверку на ОААЬ 100 раз.
bad_reset:		
stc		Если Sound Blaster не откликается,
ret		вернуться с CF = 1.
godd_reset:		
clc		Если инициализация прошла успешно,
ret		вернуться с CF = 0.
dsp_reset	endp	
; Процедура dsp_write		
; Посылает байт	из BL в OSP	
dsp_write	proc near	
mov	dx,SBPORT+OCh	Порт 22СЬ - ввод данных/команд DSP.
write_loop:		Подождать до готовности буфера записи DSP,
in	al.dx	прочитать порт 22Ch
and	al,80h	и проверить бит 7.
jnz	write_loop	Если он не ноль - подождать еще.
mov	al, bl	Иначе:
out	dx.al	послать данные.
ret		
dsp_write	endp	
; Процедура hook_sbirq.		
; Перехватывает	прерывание звуковбй карты и разрешает его.	
hook_sbirq	proc near	
mov	ах, 3508h+SBIRQ	АН = 35h, AL = номер прерывания.
int	21h	Получить адрес старого обработчика
364 1
LI НИ
Сложные приемы программирования
mov	word ptr old_sbirq,bx	и сохранить его.
mov	word ptr old_sbirq+2,es	
mov	ax,2508h+SBIR0	АН = 25h, AL = номер прерывания
mov	dx,offset sbirq_handler	Установить новый обработчик.
int	21h	
mov	cl, 1	
shl	cl.SBIRQ	
not	cl	Построить битовую маску.
in	al,21h	Прочитать OCW1.
and	al, cl	Разрешить прерывание.
out	21h,al	Записать 0CW1.
ret		
hook_sbirq	endp	
; Процедура restore_sbirq.		
; Восстанавливает обработчик и запрещает прерывание. z		
restore_sbirq	-proc near	
mov	ax,35O8h+SBIRQ	АН = 25h, AL = номер прерывания
Ids	dx,dword ptr old_sbi,rq	
int	21h	Восстановить обработчик.
mov	cl, 1	
shl	cl.SBIRO	Построить битовую маску.
in	" al,21h	Прочитать OCW1.
or	al, cl	Запретить прерывание
out	21h,al	f	Записать QCW1.
ret restore_sbirq	, endp	
Процедура open_fНе.
; Открывает файл	filename и копирует звуковые данные из него, считая, что
; это tada.wav, open_file	в буфер buffer, proc near
mov	ax,3D00h	; АН = 3Dh, AL = 00.
mov	dx,offset filename	; DS:DX - ASCIZ-строка с именем файла.
int	21 h.	; Открыть файл для чтения.
jc	e.rror_exit	; Если не удалось открыть файл - выйти.
mov	Ьх,ах	; Идентификатор файла в ВХ.
mov	ax,4200h	; АН = 42h, AL = 0.	'
mov	сх,0	; СХ:DX - новое значение указателя.
mov	dx,38h	; По этому адресу начинаются данные ; в tada.wav.
int	21h	; Переместить файловый указатель.
mov	ah,3Fh	; АН = 3Fh.
mov	сх,27459	; Это - длина данных в файле tada.wav.
push	ds	!	- -
mov	dx,ds
and	dx.OFOOOh	; Выравнять буфер на границу 4-килобайтной страницы
add mov	dx,1000h	; для DMA. ds, dx
mov	dx,0	; DS:DX - адрес буфера.
int	21h	; Чтение файла.
Программирование на уровне портов ilHHHHMBHKBB
pop ret error_exit: mov mov int int ; сообщение об notopenmsg	ds ah, 9 dx,offset 21h 20h ошибке db	•	; Если не удалось открыть файл. ; АН = 09h. notopenmsg	; DS:DX = адрес сообщения об ошибке. ' ; Вывод строки на экран. ; Конец программы. Ошибка при открытии файла",ODh,OAh,
open_file	endp	
; Процедура program_dma.		
; Настраивает	канал 1 DMA.	
program_dma	proc near	
mov	al, 5	; Замаскировать канал 1.
out	' OAh,al	
xor	al, al	; Обнулить счетчик.
out	OCh,al	
mov	al,49h	; Установить режим передачи
		ч. ; (используйте 59h для автоинициализацйи).
out ..	OBh,al	
push	cs	
pop	dx	
and	dh.OFOh	
add	dh,1Oh	; Вычислить адрес буфера.
xor	ax, ax	
out	02h,al	; Записать младшие 8 бит.
out	02h,al	; Записать следующие 8 бит.
mov	al,dh	
shr	al,4	
out	83h,al	; Записать старшие 4 бита.
mov	ax,27459	; Длина данных в tada.wav.
dec	ax	; ОМА требует длину минус один.
out	03h,al	; Записать младшие 8 бит длины.
mov	al, ah	
out	03h,al	; Записать старшие 8 бит длины.
mov	al,1	
out	OAh,al	 . ; Снять маску с канала 1.
mov	bl,14h	; Команда 14h.
call	dsp_write	; 8-битное простое DMA-воспроизведение.
mov	bx,27459	; Размер данных й tada.wav
dec	bx	; минус 1.
call	dsp_write	; Записать в DSP младшие 8 бит длины
mov	bl, bh	
call	dsp_write	; и старшие.
ret		/
program_dma	endp	
end	start	
366j___гТ1 i ТП
Сложные приемы программирования
В этом примере задействован обычный DMA-режим работы, в котором зву-
ковая плата проигрывает участок данных, вызывает прерывание и, пока обра-
ботчик прерывания подготавливает новый буфер данных, программирует DMA
и звуковую плату для продолжения воспроизведения, проходит некоторое вре-
мя, что может звучать как щелчок. Этого можно избежать, если воспользоваться
режимом автоинициализации, позволяющим обойтись без остановок во время
воспроизведения.
При использовании режима DMA с автоинициализацией нужно сделать следу-
ющее: загрузить начало воспроизводимого звука в буфер длиной» например, 8 Кб
и запрограммировать DMA на его передачу с автоинициализацией. Затем сооб-
щить DSP, что проигрывается звук с автоинициализацией и размер буфера равен
4 Кб. Далее, когда придет прерывание от звуковой платы, она не остановится и про-
должит воспроизведение из вторых 4 Кб буфера, поскольку находится в режиме
автоинициализации. Теперь запишем в первые 4 Кб следующий блок данных.
Когда кончится 8-килобайтный буфер, DMA начнет посылать его сначала, пото-
му что мы его тоже запрограммировали для автоинициализации (бит 4 порта
OBh/OD6h), DSP вызовет прерывание и тоже не остановится, продолжая воспро-
изводить данные, которые посылает ему DMA-контроллер, а мы тем временем за-
пишем во вторые 4 Кб буфера следующий участок проигрываемого файла и т. д.
5.10.10. Контроллер прерываний
Контроллер прерываний - устройство, которое получает запросы на аппарат-
ные прерывания от всех внешних устройств. Он определяет, какие запросы следу-
ет обслужить, какие должны ждать своей очереди, а какие не будут обслуживаться
вообще. Существует два контроллера прерываний, так же как и DMA. Первый
контроллер, обслуживающий запросы на прерывания от IRQO до IRQ7, управля-
ется через порты 20h и 2lh, а второй (IRQ8 - IRQ15) - через порты OAOh й OAlh.
Команды контроллеру делят на команды управления (OCW) и инициализа-
ции (ICW):
порт 20h/0A0h для записи-. 0CW2, OCW3, ICW1
порт 20h/0A0h для чтения: см. команду 0CW3
порт 21h/0A1h для чтения и записи: OCW1 - маскирование прерываний
порт 21h/0A1h для записи: ICW2, ICW3, ICW4 сразу после ICW1
Команды управления
OCW1:
биты 7-0: прерывание 7-0/15-8 запрещено
При помощи этой команды можно временно запретить или разрешить то или
иное аппаратное прерывание. Например, команды
in	al,21h
or	al,00000010b
out	21h,al
приводят к отключению IRQ1, то есть клавиатуры.
Программирование на уровнепортов
367
Мы пользовались 0CW1 в программе term2.asm, чтобы разрешить IRQ3 -
прерывание от последовательного порта COM2.
0CW2: команды конца прерывания и сдвига приоритетов	'
биты 7-5: команда
000b: запрещение сдвига приоритетов в режиме без EOI
001b: неспецифичный EOI (конец прерывания в режиме с приоритетами)
010b: нет операции
011b: специфичный EOI (конец прерывания в режиме без приоритетов)
100b: разрешение сдвига приоритетов в режиме без EOI
101b: сдвиг приоритетов с неспецифичным EOI
110b: сдвиг приоритетов
111Ь: сдвиг приоритетов со специфичным EOI
биты 4-3:00b (указывают, что это OCW2)
биты 2-0: номер IRQ для команд 011b, 110b и 111b	‘
Как упоминалось в разделе 5.8.2, если несколько прерываний происходят од-
новременно, обслуживается в первую очередь то, у которого высший приоритет.
При инициализации контроллера высший приоритет имеет IRQ0 (прерывание от
системного таймера), а низший - IRQ7. Все прерывания второго контроллера
(IRQ8 - IRQ15) оказываются в этой последовательности между IRQ1 и IRQ3, так
как именно IRQ2 используется для каскадирования этих двух контроллеров. Ко-
манды сдвига приоритетов позволяют изменить ситуацию, присвоив завершаю-
щемуся (команды 101 или 111) или обрабатывающемуся (110) прерыванию низ-
ший приоритет, причем следующее прерывание получит наивысший, и далее по
кругу.
Более того, в тот момент, когда выполняется обработчик аппаратного прерыва-
ния, других прерываний с низшими приоритетами нет, даже если обработчик
выполнил команду sti. Чтобы разрешить другие прерывания, каждый обработчик
обязательно должен послать команду ЕОГ- конец прерывания - в соответствую-
щий контроллер. Именно поэтому обработчики аппаратных прерываний в про-
граммах term2.asm и wavdma.asm заканчивались командами
mov	al,20h ; команда "неспецифичный конец прерывания"
out	20h,al ; посылается в первый контроллер прерываний
Если бы контроллер был инициализирован в режиме без приоритетов, вместо
неспецифичного EOI пришлось бы посылать специфичный, содержащий в млад-
ших-трех битах номер прерывания, но BIOS инициализирует контроллер именно
в режиме с приоритетами. Кроме того, контроллер мог быть инициализирован
в режиме без EOI, но тогда в ходе работы обработчика прерывания могли бы про-
исходить все остальные прерывания, включая обрабатываемое. О способах ини-
циализации контроллера говорится далее, а здесь рассмотрим последнюю коман-
ду управления.
OCW3: чтение состояния контроллера и режим специального маскирования
бит 7: 0
368ТЛ^ТГП
Сложные приемы программирования
биты 6-5: режим специального маскирования
00 - не изменять
10 - выключить
11 - включить
биты 4-3: 01 - указывает, что это OCW3
бит 2: режим опроса
биты 1-0: чтение состояния контроллера
00 - не читать
10 - читать регистр запросов на прерывания
11 - читать регистр обслуживаемых прерываний
В режиме специального маскирования при выполнении обработчика преры-
вания разрешены все прерывания, кроме осуществляющегося в настоящий мо-
мент и маскируемых командой OCW1, что имеет смысл сделать, если обработчи-
ку прерывания с достаточно высоким приоритетом потребуется много времени.
Чаще всего OCW3 используют для чтения состояния контроллера - младшие
два бита выбирают, какой из регистров контроллера будет возвращаться при пос-
ледующем чтении из порта 2lh/0Alh. Оба возвращаемых регистра имеют струк-
туру, аналогичную QCW1, - каждый бит отвечает соответствующему IRQ.
Из регистра запросов на прерывания можно узнать, какие прерывания про-
изошли, но пока не были обработаны, а из регистра обслуживаемых прерываний -
какие прерывания обрабатываются в данный момент. Итак, еще одна мера бе-
зопасности, которую применяют резидентные программы, - нельзя рабЬтать
с дисководом (IRQ6), если в данный момент обслуживается прерывание от пос-
ледовательного порта (IRQ3), и нельзя работать с диском (IRQ14/15), если об-
служивается прерывание от системного таймера (IRQ0).
Команды инициализации
Чтобы инициализировать контроллер, BIOS посылает последовательность ко-
манд: ICW1 в порт 20h/0A0h (она отличается от OCW своим битом 4) и ICW2,
ICW3, ICW4 в порт 2lh/0Alh сразу после этого.
IGW1:
биты 7-4: 0001b
бит 3: 1/0: срабатывание по уровню/фронту сигнала IRQ (принято 0)
бит 2: 1/0: размер вектора прерывания 4 байта/8 байт (1 для 80x86)
бит 1: каскадирования нет, ICW3 не будет послано
бит 0:1С W4 будет послано
ICW2: номер обработчика прерывания для IRQ0/IRQ8 (кратный восьми)
(0811 - для первого контроллера, 70h - для второго. Некоторые операцион-
ные системы изменяют первый обработчик на 50h)
ICW3 для ведущего контроллера:
биты 7-0: к выходу 7-0 присоединен подчиненный контроллер (0100b в PC)
ICW3 для подчиненного контроллера:
биты 3-0: номер выхода ведущего контроллера, к которому подсоединен ведомый
Программирование на уровне портов
ICW4:
биты 7-5: О
бит 4: контроллер в режиме фиксированных приоритетов
биты 3-2: режим:
00, 01 — нёбуферированный
10 - буферированный/подчиненный
11 - буферированный/ведущий
бит 1: режим с автоматическим EOI
(то есть обработчикам не надо посылать EOI в контроллер)
бит 0: 0 - режим совместимости с 8Q85; 1 - обычный
Повторив процедуру инициализации, программа может, например, изменить
соответствие между обработчиками прерываний и реальными аппаратными пре-
рываниями. Переместив базовый адрес первого контроллера на неиспользуемую
область (например, 50h) и установив собственные обработчики на каждое из пре-
рываний INT 50h - 58h, вызывающие INT 08h — OFh, вы будете абсолютно увере-
ны в том, что никакая программа не определит обработчик аппаратного прерыва-
ния, который получил бы управление раньше, вашего.
; picinit.asm
; Выполняет полную инициализацию обоих контроллеров прерываний
; с отображением прерываний IRQO - IRQ7 на векторы INT 50h - 57h,
; Программа остается резидентной и издает короткий звук после каждого IRQ1.
; Восстановление старых обработчиков прерываний и переинициализация
; контроллера в прежнее состояние опущены.
.model .code org	100h	tiny		; СОМ-программа.
PIC1_BASE PIC2.BASE	equ equ	,50h	. 70h	; На этот адрес процедура pic_init перенесет ; IRQO - IRQ7. ; На этот адрес процедура‘pic_init перенесет ; IRQ8 - IRQ15.	’
start: jmp	end_of_	resident	; Переход на начало инсталляционной части.
irqO.handler: push In and out pop int iret irqi_handler: push in	ax al 61h al,11111100b 61h,al ax 08h ax al,61h		; Обработчик IRQO ; (прерывания от системного таймера). ; Выключение динамика. ; Старый обработчик IRQO. ; Он послал E0I, так что завершить простым iret ; обработчик IRQ1 (прерывание от клавиатуры). 4
j 3 7 0 | i	ЦШН11 Сложные приемы программирования
or	al,00000011b	' ; Включение динамика,
out	61п,а1 .
pop	ax
int	OOh	; Старый обработчик IRQ1.
iret irq2_handler:	; И так далее.
int	OAh
iret irq3_handler: int	OBh
iret irq4_handler: int	OCh
iret irq5_handler: int	ODh
iret irq6_handler:	
int	OEh
iret	-
irq7_handler:	
int	"OFh		'	4
iret end_of_resident:	; Конец резидентной части.
call	hook_pic1_ints ; Установка наших обработчиков
call	; INT 50h - 57h. init_pic	; Переинициализация контроллера прерываний.
mov	dx,offset end_of_resident
int	27h	; Оставить наши новые обработчики резидентными.
Процедура init_picl
Выполняет инициализацию обоих контроллеров прерываний,
отображая IRQO -.IRQ7 на PIC1_BASE - PIC1_BASE+7,
a IRQ8 - IRQ15 на PIC2.BASE - PIC2.BASE+7.
Для возврата в стандартное состояние вызвать
PIC1.BASE = 08h,
PIC2_BASE = 70h.
init_pic	proc near
cli mov out out mov	al, 00010101b	; ICW1. 20h,al ‘	' OAOh.al al,PIC1_BASE	; ICW2 для Первого контроллера.
out mov	21h,al	; al,PIC2_BASE	; ICW2 для второго контроллера.
out mov	0A1h,al al,04h	; ICW3 для первого контроллера.
out mov	21h,al al,02h	; ICW3 для второго контроллера.
Пр<и'раммир€>вание на уровне портов IIMMMMi	
out	0A1h,al mov	al,00001101b	;	ICW4	для	первого	контроллера, out	21h,al mov	al,00001001b	;	ICW4	ДЛЯ	второго	контроллера, out	0A1h,al stl ret init_pic	endp ; Перехват прерываний от PIC1_BA5E до PIC1J3ASE+7. hoo<pic1_ints	proc near mov	ax,2500h+PIC1_BA§E mov	dx,offset irqO.handler int	21h mov	ax,2501h+PIC1_BASE mov	dx,offset irql.handler int	21h mov ax,2502h+PIC1_BA8E	/ mov	dx,offset irq2_handler int	21h mov	ax,2503h+PIC1_BASE mov	dx,offset irq3_handler int	21h mov	ax,2504h+PIC1_BASE mov	dx,offset irq4_handler int	21h mov	ax, 2505h+PIC1_BASE mov	dx,offset irq5_handler int	21Л mov	ax,2506h+PIC1_BASE mov	dx,offset	irq6_handler int	21h mov	ax,2507h+PIC1_BASE mov	dx,offset	irq7_handler int	21h ret	•	, hook_pic1_ints	endp end	start	
5.10.11. Джойстик
И напоследок - о программировании джойстика. Он подключается к еще одно-
му, помимо последовательного и параллельного, внешнему порту компьютера -
к игровому. Для игрового порта зарезервировано пространство портов ввода-вы-
вода от 200h до 20Fh, но при общении с джойстиком используется всего один
порт - 201Ь, чтение из которого возвращает состояние джойстика:
порт 201h для чтения:
биты 7,6: состояние кнопок 2,1 джойстика В
биты 5,4: состояние кнопок 2, 1 джойстика А
372 | i i I J
Сложные приемы программирования
биты 3, 2: у- и х-координаты джойстика В
биты 1, 0: у- и х-координаты джойстика А
С состоянием кнопок все просто - достаточно прочитать байт из 20 lh и опре-
делить значение нужных битов. Но для определения координаты джойстика при-
дется выполнить весьма неудобную и медленную операцию: надо записать в порт
20lh любое число и засечь время, постоянно считывая состояние джойстика. Сра-
зу после записи в порт биты координат будут равны нулю, и время, за которое
они обращаются в 1, пропорционально соответствующей координате (Х-коорди-
наты растут слева направо, а Y-координаты - сверху вниз).
Если джойстик отсутствует, биты координат или будут единицами с самого на-
чала, или останутся нулями неопределенно долгое время. Кроме того, после запи-
си в порт 20lh нельзя производить это же действие еще раз, пока хотя бы один из
четырех координатных битов не обратится в 1.
В BIOS для работы с джойстиком есть функция 84h прерывания 15h, но обще-
ние напрямую с портами оказывается гораздо быстрее и ненамного сложнее. На-
пример, чтобы определить координаты джойстика, BIOS выполняет целых четы-
ре цикла измерения координат, по одному-на каждую.
Чтобы получить значение координаты в разумных единицах, мы определим,
на сколько изменилось показание счетчика канала 0 системного таймера, и разде-
лим это число на 16 - результатом окажется то самое число, которое возвращает
BIOS. Для стандартного джойстика (150 кОм) оно должно быть в пределах 0-416,
хотя обычно максимальное значение оказывается около 150. Так как аналоговые
джойстики - не точные устройства, координаты для одной и той же позиции мо-
гут изменяться на 1-2, и это надо учитывать особенно при определении состоя-
ния покоя. ,
Покажем, как все это можно реализовать на примере чтения координат джой-
стика А:
; Процедура read-joystick.
; Определяет текущие координаты джойстика А.
; Выход: ВР - Y-координата, ВХ - Х-координата (-1, если джойстик
; не отвечает), регистры не сохраняются.
read_joystick	proc near	
pushf		Сохранить флаги
cli		и отключить прерывания, так как вычисляется время выполнения кода и не нужно измерять еще и время выполнения обработчиков прерываний.
mov	. bx,-1	Значение X, если джойстик не ответит.
mov	bp,bx	Значение Y, если джойстик' не ответит.
mov	dx,201h	Порт.
mov	al,0	
out	43h,al	Зафиксировать счетчик канала 0 таймера.
in	al,40h	
Программирование на уровне портов
mov	ah,al	'	,	
in	al,40h	,
xchg	ah,al	; AX x значение счетчика.
mov	di,ax	; Записать его в DI.
	-
out	dx,al	-Запустить измерение координат джойстика.
in	al.dx	; Прочитать начальное состояние координат.
and	al,011b
mov	cl,al	; Записать его в CL.
read Joystick-loop:	
mov	al.O	-
out	43h,al	; Зафиксировать счетчик канала 0 таймера.
in	al,40h
mov	ah, al
in	al,40h ’
xchg	ah, al	; AX ~ значение счетчика.,
mov	si,di	; SI - начальное значение счетчика.
sub	si,ax	; SI - разница во времени,
emp	'siJFFOh	; Если наступил тайм-аут
	; (значение взято из процедуры BIOS),
ja	exit_readj	; выйти из .Процедуры.
in	al,dx	; Иначе: прочитать состояние джойстика
and	al,0011b
emp	al,cl	; сравнить его с предыдущим.
je	read Joystick-loop .
xchg	al,cl	; Поместить новое значение в CL
xor	al,cl	; и определить изменившийся бит.
test	al,01b	; Если это Х-координата, "
jz	x_same
mov	bx,si	; записать Х-координату в ВХ.
x_same:	
test	al,10b	; Если это У-координата,
jz	readjoystick_loop
mov	bp, si .	; записать Y-координату в ВР.
exit_readj:	
test	bx,bx	; Проверить, равен ли ВХ -1.
js	bx_bad
shr	bx,4	: ; Если нет - разделить на 16.
bx_bad: test	Ьр.Ьр	; Проверить, равен ли ВР -1.
js	.bp_bad
shr	bp,4	; Если нет - разделить на 16.
bp_bad:	
popf	*
ret	
readjoystick	endp
Если вы когда-нибудь играли с помощью джойстика, то наверняка вам извест-
на процедура калибровки, когда игра предлагает провести джойстик по двум или
3?4J___i ... J I ill
Сложные приемы программирования
четырем углам. Это необходимо выполнять, чтобы определить, какие координаты
возвращает конкретный джойстик для крайних положений, так как даже у одного
и того же джойстика данные величины могут со временем изменяться.
5.11. Драйверы устройств в DOS
Итак, в предыдущих разделах говорилось о том, как происходит работа с неко-
торыми устройствами на самом низком уровне - уровне портов ввода-вывода. Од-
нако прикладные программы обычно никогда не используют это уровень, а обра-
щаются ко всем устройствам через средства операционной системы. DOS, в свою
очередь, обращается к средствам BIOS, которые осуществляют взаимодействие на
уровне портов со всеми стандартными устройствами. Фактически процедуры
BIOS и выполняют функции драйверов устройств т программ, осуществляющих
интерфейс между операционной системой и аппаратной частью компьютера.
BIOS обычно лучше всего известно, как управлять устройствами, которые постав-
ляются вместе с компьютером, но, если требуется подключить новое устройство,
о котором BIOS ничего не знает, появляется необходимость в специально напи-
санном загружаемом драйвере.
Драйверы устройств в DOS - исполняемые файлы со специальной структу-
рой, которые, загружаются на этапе запуска (при выполнении команд DEVICE
или DEVICEHIGH файла config.sys) и становятся фактически частью системы.
Драйвер всегда начинается с 18-байтного заголовка:
+00: 4 байта - дальний адрес следующего загружаемого драйвера DOS - так как
в момент загрузки драйвер будет последним в цепочке, адрес дол-
жен быть равен 0FFFFh:0FFFFh
+04: 2 байта - атрибуты драйвера
+06: 2 байта - адрес процедуры стратегии
+08: 2 байта - адрес процедуры прерывания
+0Ah: 8 байт - имя драйвера для символьных устройств (дополненное пробелами)
для блочных устройств - байт по смещению OAh включает число
устройств, поддерживаемых этим драйвером, а остальные байты
могут содержать имя драйвера
Здесь следует заметить, что DOS поддерживает два типа драйверов - символь-
ного и блочного устройств. Первый тип используется для любых устройств -
клавиатуры, принтера, сети, а второй - только для устройств, На которых могут
существовать файловые системы, то есть для дисководов, RAM-дисков, нестан-
дартных жестких дисков, для доступа к разделам диска, занятым другими опера-
ционными системами, и т. д. Для работы с символьным устройством программа
должна открыть его при помощи функции DOS «открыть файл)или устройство»,
а для работы с блочным устройством - обратиться к соответствующему логичес-
кому диску.
Итак, код драйвера устройства представляет собой обычный код программы,
как и в случае с COM-файлом, но в начале не надо размещать директиву org 100h
для пропуска PSP. Можно1 также объединить драйвер и исполняемую программу,
Драйверыустройств bDOS
375
разместив в EXE-файле код драйвера с нулевым смещением от начала сегмента,
а точку входа самой программы ниже.
При обращении к драйверу DOS сначала вызывает процедуру стратегии (ад-
рес по смещению 06 в заголовке), передавая ей адрес буфера запроса, содержа-
щий все параметры, передаваемые драйверу, а затем процедуру прерывания (ад-
рес по смещению 08) без каких-либо параметров. Процедура стратегии должна
сохранить адрес буфера запроса, а процедура прерывания - собственно выпол-
нить все необходимые действия. Структура буфера запроса меняется в зависимо-
сти от типа команды, передаваемой драйверу, но структура его заголовка остается
постоянной:
+00h: байт - длйна буфера запроса (включая заголовок)
+01h: байт - номер устройства (для блочных устройств)
+02h: байт - код команды (00h - 19h)
+03h: 2 байта - слово состояния драйвера - должно быть заполнено драйвером
бит 15: произошла ошибка
* биты 10-14: 00000b
бит 9: устройство занято
бит 8: команда обслужена
биты 7-0: код ошибки
00h: устройство защищено от записи
Olh: неизвестное устройство
02h: устройство не готово	s
03h: неизвестная команда
04h: ошибка CRC
05h: ошибка в буфере запроса
06h: ошибка поиска
07h: неизвестный носитель
08h: сектор не найден	у .
09h: нет бумаги
OAh: общая ошибка записи
OBh: общая ошибка чтения
OCh: общая ошибка
OFh: неожиданная смена диска
+05h: 8 байт - зарезервировано
+0Dh: отсюда начинается область данных, отличающаяся для разных команд
Даже если драйвер не поддерживает запрошенную от него функцию, он обяза-
тельно должен установить бит 8 слова состояния в 1.
Рассмотрим символьные и блочные драйверы на конкретных примерах.
5.11.1.	Символьные устройства
Драйвер символьного устройства должен содержать в поле атрибутов драйве-
ра (смещение 04 в заголовке) единицу в самом старшем бите. Тогда остальные
биты трактуются следующим образом:
376J___lIlJ 11
Сложные приемы программирования
бит 15: 1
бит 14: драйвер поддерживает функции чтения/записи IOCTL
бит 13: драйвер поддерживает функцию вывода до занятости
бит 12:0
бит 11: драйвер поддерживает функции открыть/закрыть устройство
биты 10-8: 000
бит 7: драйвер поддерживает функцию запроса поддержки IOCTL
бит 6: драйвер поддерживает обобщенный IOCTL
бит 5: 0
бит 4: драйвер поддерживает быстрый вывод (через INT 29h)
бит 3: драйвер устройства «часы»
бит 2: драйвер устройства NUL
бит 1: драйвер устройства STDOUT
, бит 0: драйвер устройства STDIN
IOCTL - это большой набор функций (свыше пятидесяти), доступных как
различные подфункции INT 21 h АН » 44h и предназначенных для прямого взаи-
модействия с драйверами. Но о IOCTL - чуть позже, а сейчас познакомимся с тем,
как устроен, возможно, самый простой из реально полезных драйверов.
В качестве первого примера рассмотрим драйвер, который вообще не обслужи-
вает никакое устройство, реальное или виртуальное, а просто увеличивает размер
буфера клавиатуры BIOS до 256 (или больше) символов. Этого можно было бы до-
биться обычной резидентной программой, но BIOS хранит в своей области данных
только ближние адреса для этого буфера, то есть смещения относительно сегмент-
ного адреса 0040h. Так как драйверы загружаются в память первыми, еще до коман-
дного интерпретатора, они обычно попадают в область линейных адресов 00400h -
10400h, в то время как с резидентными программами этого может не получиться.
Наш драйвер будет обрабатывать только одну команду, команду инициализа-
ции драйвера OOh. Для нее буфер запроса выглядит следующим образом:
+00h: байт - 19h (длина буфера запроса)
+0lh: байт - не используется
+02h: байт - 00 (код команды)
+03h: байт - слово состояния драйвера (заполняется драйвером)
+05h: 8 байт - не используется	,
+0Dh: байт	- число обслуживаемых устройств (заполняется блочным драйвером)
+0Eh: 4 байта - на входе - конец доступной для драйвера памяти; на выходе -
адрес первого байта из той части драйвера, которая не будет ре-
зидентной (чтобы выйти без инсталляции - здесь надо записать
адрес первого байта)
+12h: 4 байта - на входе - адрес строки в CONFIG.SYS, загрузившей драйвер; на
выходе - адрес массива ВРВ (для блочных драйверов)
+16h: байт - номер первого диска
+17h: 2 байта - сообщение об ошибке (OOOOh, если ошибки не было) - запол-
няется драйвером
Драйверы устройств в DOS			
Процедура инициализации может использовать функции DOS Olh - OCh, 25h, 30h и 35h.			
; kbdext.asm ; Драйвер символьного устройства, увеличивающий буфер клавиатуры до BUF_SIZE ; (256 по умолчанию) символов.			
BUF.SIZE equ	256	i	»	Новый размер буфера.
.model tiny .186 .code org	0 start: ; Заголовок драйвера, dd dw dw dw db		1	’ -1	; 8000h f offset strategy offset interrupt ; "$$KBDEXT”	;	Для сдвигов и push 0040h. Драйвер начинается с CS:0000. Адрес следующего драйвера - OFFFFh:OFFFFh для последнего. ; Атрибуты; символьное устройство, ничего не поддерживает. Адрес процедуры стратегии. Адрес процедуры прерывания. Имя устройства (Не должно совпадать с каким-нибудь именем файла).
request	dd buffer	db ; Процедура стратегии. ; На входе ES:BX = адрес strategy proc	far mov	cs:word mov	cs:word ret strategy	endp		? ; B(JF_SIZE*2 dup (?); буфера запроса. ptr request,bx ; ptr request+2,es ;	Здесь процедура стратегии сохраняет адрес буфера запроса. А это - наш новый буфер клавиатуры размером 8UF_SIZE символов (два байта на символ). Сохранить этот' адрес для процедуры прерывания.
; Процедура прерывания. interrupt	proc push	ds ’ push	bx push	ax Ids	bx, dword mov ' ah,byte . or	hh,ah jnz , -exit call	ihit exit: mov	ax,100h mov v word ptr pop	ax		far ptr csrrequest', ; ptr [bx+2]	., ; [bx+3],ax	;	Сохранить регистры. 08:ВХ - адрес запроса. Прочитать номер команды. Если команда 001) (инициализация), обслужить ее. Иначе: установить бит 8 (команда обслужена) в слове состояния драйвера и восстановить<регистры.
Сложные приемы программирования
pop	bx
pop	ds
ret
interrupt	endp
; Процедура инициализации.
; Вызывается только раз при загрузке драйвера.
init proc	near	
push	ex	
push	dx	
mov	ax,offset buffer	
mov	ex, cs	; CX:AX - адрес нашего буфера клавиатуры.
emp	cx,1000h	; Если СХ слишком велик,
jne	too_big	; не надо загружаться.
shl	ex, 4	; Иначе: умножить сегментный адрес на 16,
add	ex,ax	,	; добавить смещение - получился
		; линейный адрес.
sub	cx,400h	; Вычесть линейный адрес начала данных BIOS.
push	0040h	
•	• pop	ds	
mov	Jsx, 1 Ah	; DS:BX = Q040h:001Ah - адрес головы.
mov	word ptr [bx],cx	; Записать новый адрес головы буфера.
mov	word ptr [bx+2],cx	; Он же новый адрес хвоста.
mov	bl,80h	; DS:BX = 0040h:0080h -
		; адрес начала буфера.
mov	word ptr [bx],cx	; Записать новый адрес начала.
add	cx,BUF_SIZE*2	; Добавить размер
mov	word ptr [bx+2],cx	; и записать новый адрес конца.
mov	ah, 9	; Функция DOS 09h.
mov	dx, offset succjnsg	; DS:OX - адрес строки
push	cs	; с сообщением об успешной установке.
pop	ds	
int	21h	; Вывод строки на экран.
Ids	bx,dword ptr cs:request	; DS:BX - адрес запроса.
mov	ax,offset Init	
mov	word ptr [bx+OEh],ax	; CS:AX - следующий байт После
mov	word ptr [bx+10h],cs	: конца резидентной части.
jmp	short done •	; Конец процедуры инициализации.
; Сюда передается управление, если мы загружены слишком низко в памяти.
too_big:	'
mov	ah, 9	; Функция DOS 09h.
mov	dx,offset failjnsg	; DS:DX - адрес строки
push	cs	; с сообщением о неуспешной
POP	ds	; установке.
int	21h	; Вывод строки на экран.
Ids	bx,dword ptr cs:request	; DS: ВХ - адрес запроса.
Драйверы устройств в DOS
379
mov	word ptr [bx+OEh],0	; Записать адрес начала драйвера	
mov	word ptr [bx*1Oh],cs	;'в поле "адрес первого ; освобождаемого байта".	
done:	pop	dx	
pop	сх	
ret		
init	endp	
; Сообщение об	успешной	установке (на английском, потому что в этот момент
; русские шрифты еще не		загружены).
succjnsg	db	"Keyboard extender loaded",ODh,OAh,’$’
; Сообщение о	неуспешной установке.	
failjnsg	db	"Too many drivers in memory - "
	db	"put kbdext.sys first "
/ end	db	"in config.sys",ODh,OAh,
	start	
Теперь более подробно рассмотрим функции, которые должен поддерживать
ROT13 — драйвер символьного устройства. ROT13 - это метод простой модифи- ,
кации английского текста, применяющийся в электронной почте, чтобы текст
нельзя было прочитать сразу. Методика заключается в сдвиге каждой буквы ла-
тинского алфавита на 13 позиций (в любую сторону, так как всего 26 букв). Рас-
кодирование, очевидно, выполняется такой же операцией. Когда наш драйвер за-
гружен, команда DOS
сору encrypt.txt rot13	-
приведет к тому, что текст из encrypt.txt будет выведен на экран, зашифрованный или
расшифрованный ROT 13, в зависимости от того, был ли он зашифрован до этого.
Рассмотрим все команды, которые может поддерживать символьное устрой-
ство, и буфера запросов, которые им передаются.
OOh: инициализация (уже рассмотрена)
ОЗЬ: IQCTL-чтение (если установлен бит 14 атрибута)
+0ЕЬ: 4 байта - адрес буфера
+12Ь:2байта- на входе - запрашиваемое число байтов
на выходе - реально записанное в буфер число байтов
04h: чтение из устройства
структура буфера для символьных устройств совпадает с ОЗЬ
05h: чтение без удаления символа из буфера
+0Dh: на выходе - прочитанный символ,
если символа нет - установить бит 9 слова состояния
06h: определить состояние буфера чтения,
если в буфере нет символов для чтения - установить бит 9 слова состояния
07h: сбросить буфер ввода
08h: запись в устройство	1
+0ЕЬ: 4 байта адрес буфера
-+- 12Ь: 2 байта - на входе - число байтов для записи
на выходе - число байтов, которые были записаны
Сложные приемы программирование
09h: запись в устройство с проверкой
аналогично 08h
OAh: определить состояние буфера записи,
если в устройство нельзя писать - установить бит 9 слова состояния
OBh: сбросить буфер записи
ОСЬ: IOCTL-запись (если установлен бит 14 атрибута),
аналогично 08h
ODh: открыть устройство (если установлен бит 11 атрибута)
OEh: закрыть устройство (если установлен бит 11 атрибута)
llh: вывод, пока не занято (если установлен бит 13 атрибута),
аналогично 08h
в отличие от функций записи здесь не считается ошибкой записать не все
байты
13h: обобщенный IOCTL (если установлен бит 6 атрибута)
+0Dh: байт - категория устройства (01, 03, 05 - COM, CON, LPT)
00h - неизвестная категория
+0Eh: байт - код подфункции:
45h: установить число повторных попыток
65h: определить число повторных попыток
4Ah: выбрать кодовую страницу
6АЬ?определить активную кодовую страницу
4Ch: начало подготовки кодовой страницы
4Dh: конец подготовки кодовой страницы
6Bh: получить список готовых кодовых страниц
5Fh: установить информацию о дисплее
7Fh: получить информацию о дисплее
+0Fh: 4 байта - не используются
+13h: 4 байта - адрес структуры данных IOCTL - соответствует структуре, пе-
редающейся в DS:DX для INT 2lh, АХ - 440Ch
19h: поддержка функций IOCTL (если установлены биты 6 и 7 атрибута)
+0Dh: байт - категория устройства
+0Eh: байт - код подфункции
Если эта комбинация подфункции и категории устройства не поддерживается
драйвером - надо вернуть ошибку 03h в слове'состояния.
Итак, теперь мы можем создать полноценный драйвер символьного устрой-
ства. Упрощая задачу, реализуем только функции чтения из устройства и будем
возвращать соответствующие ошибки для других функций.
Еще одно отличие этого примера - в нем показано, как совместить в одной
программе исполняемый файл типа EXE и драйвер устройства. Если такую про-
грамму запустить обычным образом, она будет выполняться, начиная со своей
точки входа (метка start в нашем примере), а если ее загрузить из CONFIG.SYS,
DOS будет считать драйвером участок программы, начинающийся со смещения 0.
в DOS
: 38i
; rot13.asm
; Драйвер символьного устройства, выводящий посылаемые ему символы на экран
; после выполнения над ними преобразования R0T13
; (каждая буква английского алфавита смещается на 13 позиций).
; Реализованы только функции записи в устройство.
Пример использования:
сору encrypted.txt $rot13
Загрузка - из CONFIG.SYS
DEVICE=c:\rot13.exe,
если rot13.exe находится в директории С:\.
.model small	; Модель для ЕХЕ-файла.
.code	
. J86	; Для pusha/popa..
org	0	; Код драйвера начинается с CS:OOOO.
dd	-1	; Адрес следующего драйвера.
dw	0A800h	; Атрибуты нашего устройства.
dw	offset strategy ; Адрес процедуры стратегии.
dw	offset interrupt ; Адрес процедуры прерывания.
db	"$fidTl3‘’,20h,26h ; Имя устройства, дополненное
	; пробелами до'восьми символов.
request	'dd	?	; Сюда процедура стратегии будет писать
X	; адрес буфера запроса.
; Таблица адресов обработчиков для всех команд.	
command_table dw	offset init	; OOh
dw	3 dup(offset unsupported) ; 01, 02, 03
dw	2 dup(offset read).	; 04, 05
dw	2 dup(offset unsupported) ; 06, 07
dw	2 dup(offset write)	; 08h, 09h
dw	6 dup(offset unsupported) ; OAh,‘ OBh, OCh, ODh, OEh, OFh
dw	offset write	; 10h '
dw	2 dup(offset invalid) ; 11h, 12h
dw	offset unsupported	•; 13h
dw	3 dup(offset invalid) ; 14h, 15h, 16h
dw	3 dup(pffset unsupported) ; 17h, ,18h, 19h
; Процедура стратегии	- одна и та же для всех драйверов. '
strategy	proc	far
mov	word	ptr cs:request,bx
mov	word	ptr cs:request+2,es	' 	 >
ret	
strategy	endp	
; Процедура прерывания	
interrupt	proc	far	'
pushf	•
pusha	; Сохранить регистры
|38z ;	*	1 ! 1 	Сложные приемы программирование
push	ds	; и, на всякий случай, флаги.
push	es	
push	cs	
pop	ds	; OS = наш сегментный адрес.
les	si,dword ptr	request	; ES:SI = адрес буфера запроса.
xor	bx.bx	
mov	bl .byte ptr (	3s:[si+2]	; ВХ = номер функции.
cmp	bl,19h	; Проверить, что команда
		; в пределах 00 - 19h.
jbe	command_ok	
call	invalid	; Если нет - выйти с ошибкой.
jmp	short interrupt.end	
command_ok:		; Если команда находится в пределах 00 - 19h,
shl	bx, 1	; умножить ее на 2, чтобы получить
		; смещение в таблице слов command_table,
call	word ptr command_table[bx]; и вызвать обработчик.	
interrupt_end		
cmp	al,0	; AL = 0, если не было ошибок.
je	no_error	
or	ah,80h	; Если была ошибка - установить бит 15 в АХ.
no_error:		
or	ah,01h	'*	; В любом случае установить бит 8
mov	word ptr es:|	;si+3],ax	; и записать слово состояния.
pop	es	
pop	ds	
popa		}
popf		'г'
ret		
interrupt	endp '	
; Обработчик	команд, предназначенных для блочных устройств.	
unsupported	proc near	
xor	ах, ах	; Не возвращать никаких ошибок.
ret		
unsupported	endp	
; Обработчик	команд чтения.	
read	proc near	
mov	al,OBh	; Общая ошибка чтения.
ret		
read	endp	
; Обработчик	несуществующих команд.	
invalid	proc near	
mov	ax,03h	; Ошибка "неизвестная команда".
ret		
invalid	endp	
; Обработчик	функций записи.	
write	proc near	
push	si	
Драйверы устройств b DOS	!1НШМВМИШЭ
mov	ex, word ptr es:[si+12h]	;	Длина буфера	в СХ.
jcxz	write_finished	;	Если это 0 -	нам делать	нечего.
Ids	si,dword ptr es:[si+0Eh]	;	Адрес буфера	в DS:SI.
; Выполнить В0Т13-преобразование над буфером.		
cld		
rot13_loop:		Цикл по всем символам буфера.
lodsb		AL = следующий символ из буфера в ES:SI
emp	al.'A'	Если он меньше "А”,
jl	rot13_done	это не буква.
emp	al,’Z’	Если он больше "Z”,
jg	rot13_low	может быть, это маленькая буква.
. emp	al,("A"+13) ‘	Иначе: если он1 больше "А” + 13,
jge	rot13_dec	вычесть из него 13,
jmp	short rbt13_inc	а в противном случае - добавить.
rot13_low:		
emp	al, ’a’	Ерли символ меньше "а”,
jl	rot13_done	.это не буква.
emp	al.’z’	Если символ больше "z“ -	,
jg	rot13_done	то же самое.
emp	al,("a"+13)	Иначе: если он больше "а” + 13,
jge	rot13_dec	вычесть из него 13, иначе:
rot13_inc:		
add	al, 13	добавить 13 к коду символа,
jmp	short rot13_done	
rot13_dec:		
sub	al, 13	вычесть 13 из кода символа,
rot13_done:		
int	29h	вывести символ на экран
loop	rot13_loop	и повторить для всех, символов.
write_finished:		' 
xor	ax, ax	Сообщить, что ошибок не было.
pop	si	
ret		
write	endp	
Процедура инициализации драйвера.
init	mov mov int mov mov xor ret	proc ah, 9 dx,of 21h word word ax, ax	near fset loadjnsg	;		Функция DOS 09h. DS:DX - сообщение об установке Вывод строки на, экран, init ; Записать,адрес конца резидентной части,,. Ошибок не произошло.
			Ptr Ptr	es:[si+0Eh],offset es:[si+10h],cs ;	
init		endp			
; Сообщение об установке драйвера.
loadjnsg	db "ROT13 device driver loaded",OOh,OAh, ’$’
384! „J! X J..... I
Сложные приемы программирования
start:	; Точка входа ЕХЕ-программы.
push pop mov mov int mov int	cs ds dx,offset exejnsg	;	DS:DX - адрес строки. ah,9	;	функция DOS. 21 h	;	Вывод строки на экран. ah,4Ch	;	Функция DOS 4Ch. 21h	;	Завершение ЕХЕГ-программы.
; Строка,' которая выводится при запуске не из CONFIG.SYS:
exejnsg	db "Эту программу надо загружать, как драйвер устройства из"
db "CONFIG.SYS",ODh,OAh, ’$'
.stack	‘
end start
5.11.2.	Блочные устройства
Блочными устройствами называются такие-устройства, на которых DOS мо-
жет организовать файловую систему. DOS не работает напрямую с дисками через
BIOS, а только с драйверами блочных устройств, каждое из которых представля-
ется системе как линейный массив секторов определенной длины (обычно 512
байт) с произвольным доступом (для BIOS, к примеру, диск - это четырехмер-
ный массив секторов, дорожек, цилиндров и головок). Каждому загруженному
устройству DOS присваивает один или несколько номеров логических дисков,
которые соответствуют буквам, используемым для обращения к ним. Так, стан-
дартный драйвер дисков получает буквы А, В, С и так далее, по числу видимых
разделов на диске.
Рассмотрим атрибуты и команды, передающиеся блочным устройствам.
Атрибуты:
бит 15: 0 (признак блочного устройства)
бит 14: поддерживаются IOCTL-чтение и запись
бит 13: не требует копию первого сектора FAT, чтобы построить ВРВ
бит 12: сетевой диск
бит И: поддерживает команды открыть/закрыть устройство и проверить, яв-
ляется ли устройство сменным
биты 10-8: 000
бит 7: поддерживается проверка .поддержки IOCTL
бит 6: поддерживается обобщенный IOCTL и команды установить и опреде-
лить номер логического диска
биты 5-2: 0000
бит 1: поддерживаются 32-битные номера секторов
бит 0: 0
Команды и структура переменной части буфера запроса для них (только то,
что отличается от аналогичных структур для символьных устройств):
Драйверы устройств в DOS
00h: инициализация
+ODh: - байт количество устройств, которые поддерживает драйвер
+12h: 4 - байта дальний адрес массива ВРВ-структур (по одной для каждого ус-
тройства)	•
ВРВ - это 25-байтная структура (53 для FAT32), которая описывает блочное
устройство. Ее можно найти по смещению OBh от начала нулевого сектора на
любом диске:
+0:	2 байта - число байтов в секторе (обычно 512)
+2:	байт - число секторов в кластере (DOS выделяет пространство на дис- ке для файлов не секторами, а обычно более крупными единица- ми - кластерами. Даже самый маленький файл занимает один кластер)
+3:	2 байта - число секторов до начала FAT (обычно один - загрузочный)
+5:	байт - число копий FAT (обычно 2) (FAT - это список кластеров, в ко- торых расположен каждый файл. DOS делает вторую копию, чтобы можно было восстановить диск, если произошел сбой во время модификации FAT)
+6:	2 байта - максимальное число файлов в корневой директории
+8:	2 байта - число секторов на устройстве (если их больше 65 536 - здесь за- писан 0)
+OAh: байт - описатель носителя (0F8h - для жестких дисков, OFOh - для дис-
кет на 1,2 и 1,44 Мб, а также других устройств)
+0Bh:2 байта - число секторов в одной копии FAT (0, если больше 65 535)
+ODh:2 байта - число секторов на дорожке (для доступа средствами BIOS)
+0РЬ:2байта- число головок (для доступа средствами BIOS)
+llh: 4 байта - число скрытых секторов
+15h: 4 байта - 32-битное число секторов на диске
(следующие поля действительны только для дисков, использующих FAT32)
+16h: 4 байта-32-битное число секторов в FAT
+Ю11:байт -флаги
бит 7: не обновлять резервные копии FAT
биты 3-0: номер активной FAT, если бит 7 = 1
+lFh: 2 байта - версия файловой системы (OOOOh для Windows 95 OSR2)
+2lh: 4 байта - номер кластера корневой директории
+25h: 2 байта - номер сектора с информацией о файловой системе (OFFFFh, если
он отсутствует)
+27h: 2 байта - номер сектора запасной копии загрузочного сектора (OFFFFh,
если отсутствует)
+29h: 12 байт - зарезервировано
Для всех остальных команд в поле буфера запроса со смещением +1 размеща-
ется номер логического устройства из числа обслуживаемых драйвером, к кото-
рому относится команда:
13 Зак.459
386_!_LllLLl
Сложные приемы программирования
Olh: проверка носителя	.
+0Dh: байт - на входе - описатель носителя
на выходе - OFFh, если диск был сменен
Olh, если диск не был сменен
OOh, если это нельзя определить
+0Fh: 4 байта — адрес ASCIZ-строки с меткой диска (если установлен бит 11
в атрибуте)	'
02h: построить ВРВ
+0Dh: описатель носителя
+OEh: 4 байта - на входе - дальний адрес копии первого сектора FAT
на выходе - дальний адрес ВРВ
ОЗЬ: IOCTL-чтение (если установлен бит 14 атрибута)
04Ь: чтение из устройства
+0Dh: байт - описатель носителя
+12Ь:2байта - на входе число секторов, которые надо прочитать
на выходе - число прочитанных секторов
+16h: 2 байта - первый сектор (если больше 65 535 - здесь OFFFFh)
+18h: 4 байта - на выходе - адрес метки диска, если произошла ошибка OFh
+1СЬ:4 байта- первый сектор
08Ь: запись в.устройство
структура буфера аналогична 04h с точностью До замены чтения на запись
09h: запись в устройство с проверкой
аналогично 08h
ОСЬ: IOCTL-запись (если установлен бит 14 атрибута) f
ODh: открыть устройство (если установлен бит 11 атрибута)
OEh: закрыть устройство (если установлен бит 11 атрибута)
OFh: проверка наличия сменного диска (если установлен бит 11 атрибута):
драйвер должен установить бит 9 слова состояния, если диск сменный,
и сбросить, если нет
13h: обобщенный IOCTL (если установлен бит 6 атрибута)
+0Dh: байт - категория устройства:
08h: дисковое устройство
48h: дисковое устройство с FAT32
+0Eh: код - подфункции:
40h: установить параметры
60h: прочитать параметры
4lh: записать дорожку
42h: отформатировать и проверить дорожку
62h: проверить дорожку
46h: установить номер тома
66h: считать номер тома
47h: установить флаг доступа
67h: прочитать флаг доступа
68h: определить тип носителя (DOS 5.0+)
Драйверы устройств е DOS
4Ah: заблокировать логический диск (Windows 95)
6Ah: разблокировать логический диск (Windows 95)
4Bh: заблокировать физический диск (Windows 95)
6Bh: разблокировать физический диск (Windows 95)
6Ch: определить флаг блокировки (Windows 95)
6Dh: перечислить открытые файлы (Windows 95)
6ЕН: найти файл подкачки (Windows 95)
6Fh: получить соотношение логических и физических дисков (Windows 95)
70h: получить текущее состояние блокировки (Windows 95)
7 th: получить адрес первого кластера (Windows 95)
+13h: адрес структуры (аналогично INT 21h АХ - 440Dh)
17h: определить логический диск (если установлен бит 6 атрибута)
+01Ь:байт- на входе - номер устройства
на выходе - его номер диска (1-А, 2-В)
18h: установить логический диск (если установлен бит 6 атрибута)
+01Ь:байт- номер устройства
(команды 17h и 18h позволяют DOS обращаться к одному и тому же
дисководу как к устройству А: и как к устройству В)
19h: поддержка функций IOCTL (если установлены биты 6 и 7 атрибута)
Для написания своего драйвера блочного устройства можно пользоваться схе-
мой, аналогичной символьному драйверу из предыдущей главы. Единственное
важное отличие - процедура инициализации должна будет подготовить и запол-
нить ВРВ, а также сообщить DOS число устройств, для которых действует этот
драйвер.
Глава 6. Программирование
в защищенном режиме
Все, о чем рассказано до этой главы, рассчитано на работу под управлением DOS
в реальном режиме процессора (или в режиме V86), унаследованном еще с семи-
десятых годов. В этом режиме процессор неспособен адресоваться к памяти выше
границы первого мегабайта. Более того, так как для адресации используются
16-битные смещения (РМ), невозможно работать с массивами больше 65 536
байт. Защищенный режим лишен этих недостатков, в нем можно адресоваться
к участку памяти размером 4 Гб как к одному непрерывному массиву и вообще
забыть о сегментах и смещениях. Этот режим намного сложнее реального, поэто-
му, Чтобы переключить в него процессор и поддерживать работу, надо написать
небольшую операционную систему. Кроме того, если процессор уже находится
под управлением какой-то операционной системы, которая перевела его в защи-
щенный режим, например Windows 95, она, скорее всего, не разрешит программе
устранить себя от управления компьютером. С этой целью были разработаны спе-
циальные интерфейсы, позволяющие программам, запущенным в режиме V86
в DOS, переключаться в защищенный режим простым вызовом соответствующе-
го прерывания - VCPI и DPMI.
6.1. Адресация в защищенном режиме
Прежде чем познакомиться с программированием в защищенном режиме, рас-
смотрим механизм адресации, применяющийся в нем. Так же как и в реальном
режиме, адрес складывается из адреса начала сегмента и относительного смеще-
ния, но если в реальном режиме адрес начала сегмента просто лежал в соответ-
ствующем сегментном регистре, деленный на 16, то в защищенном режиме не все
так просто. В сегментных регистрах находятся специальные 16-битные структу-
ры, называемые селекторами и имеющие следующий вид:
биты 15-3: номер дескриптора в таблице
бит 2:	индикатор таблицы 0/1 - использовать GDT/LDT
биты 1-0: уровень привилегий запроса (RPL)
. Уровень привилегий запроса - это число от 0 до 3, указывающее степень защи-
ты сегмента, для доступа к которому применяется данный селектор. Если програм-
ма имеет более высокий уровень привилегий, при использовании этого сегмента
привилегии понизятся до RPL. Уровни привилегий и весь механизм защиты в за-
щищенном режиме нам пока не потребуются.	
Адресация * защищенном режиме
GDT и LDT - таблицы глобальных и локальных дескрипторов соответствен-
но. Это таблицы 8-байтных структур, называемых дескрипторами сегментов, где
и находится начальный адрес сегмента вместе с другой важной информацией:
слово 3 (старшее):
биты 15-8: биты 31-24 базы
бит 7: бит гранулярности (0 - лимит в байтах, 1 - лимит в 4-килобайтных еди-
ницах)
бит 6: бит разрядности (0/1 - 16-битный/32-битный сегмент)
бит 5: 0
бит 4: зарезервировано для операционной системы
биты 3-0: биты 19-16 лимита
слово 2:
бит 15: бит присутствия сегмента
биты 14-13: уровень привилегий дескриптора (DPL)
бит 12: тип дескриптора (0 - системный, 1 - обычный)
биты 11-8: тип сегмента
биты 7-0: биты 23-16 базы
слово 1: биты 15-0 базы
слово 0 (младшее): биты 15-0 лимита
Два основных поля структуры, которые нам интересны, - это база и лимит сег-
мента. База представляет линейный 32-битный адрес начала сегмента, а лимит -
20-битное число, которое равно размеру сегмента в байтах (от 1 байта до 1 мега-
байта), если бцт гранулярности сброшен в ноль, или в единицах по 4096 байт (от
4 Кб до 4 Гб), если он установлен в 1. Числа отсчитываются от нуля, так что ли-
мит 0 соответствует сегменту длиной 1 байт, точно так же, как база 0 соответству-
ет первому байту памяти.
Остальные элементы дескриптора выполняют следующие функции:
1.	Бит разрядности: для сегмента кода этотбит указывает на разрядность опе-
рандов и адресов по умолчанию. То есть в сегменте с этим битом, установ-
ленным в 1, все команды будут интерпретироваться как 32-битные, а пре-
фиксы изменения {разрядности адреса или операнда будут превращать их
в 16-битные, и наоборот. Для сегментов Данных бит разрядности управляет
тем, какой регистр (SP или ESP) используют команды, работающие с этим
сегментом данных как со стеком.
2.	Поле DPL определяет уровень привилегий сегмента.
3.	Бит Присутствия указывает, что сегмент реально есть в памяти. Опера-
ционная система может выгрузить содержимое сегмента из памяти на диск
и сбросить бит присутствия, а когда программа попытается к нему обратить-
ся, произойдет исключение, обработчик которого снова загрузит содержи-
мое данного сегмента в память.
4.	Бит типа дескриптора - если он равен 1, сегмент является обычным сегмен-
том кода или данных. Если этот бит - 0, дескриптор является одним из 16
возможных видов, определяемых полем типа сегмента.
390J___| J | i |.|
Программирование в PM
5.	Тип сегмента: для системных регистров в этом поле находится число от 0 до
15, определяющее тип сегментов (LDT, TSS, различные шлюзы), которые
рассмотрены в главе 9. Для обычных сегментов кода и данных эти четыре
бита выполняют следующие функции:
бит И: 0 - сегмент данных, 1 - сегмент кода
бит 10: для данных - бит направления роста сегмента
для кода - бит подчинения
бит 9: для данных - бит разрешения записи
для кода - бит разрешения чтения
бит 8: бит обращения
6.	Бит обращения устанавливается в 1 при загрузке селектора этого сегмента
в регистр.
7.	Бит разрешения чтения/записи выбирает разрешаемые операции с сегмен-
том - для сегмента кода это могут быть выполнение или выполнение/чте-
ние, а для сегмента данных - чтение или чтение/запись.
8.	Бит подчинения указывает, что данный сегмент кода является подчинен-
ным. Это значит, что программа с низким уровнем привилегий может пе-
редать управление в сегмент кода и текущий уровень привилегий не из-
менится.
9.	Бит направления роста сегмента обращает смысл лимита сегмента. В сег-
ментах с этим битом, сброшенным в ноль, разрешены абсолютно все смеще-
ния от 0 до лимита, а если этот бит 1, то допустимы все смещения, кроме от
0 до лимита. Про такой сегмент говорят, что он растет сверху вниз, так как
если лимит, например, равен -100, допустимы смещения от -100 до 0, а если
лимит увеличить, станут допустимыми еще меньшие смещения.
Для обычных задач программирования нам не потребуется все многообразие
возможностей адресации. Единственное, что нам нужно, - это удобный неогра-
ниченный доступ к памяти. Поэтому мы будем рассматривать простую модель па-
мяти - так называемую модель flat, где базы всех регистров установлены в ноль,
а лимиты - в 4 Гб. Именно в такой ситуации окажется, что можно забыть о сег-
ментации и пользоваться только 32-битными смещениями.
Чтобы создать flat-память, нам потребуются два дескриптора с нулевой базой
и максимальным лимитом - один для кода и один для данных.
Дескриптор кода:
лимит OFFFFFh
база 00000000h
тип сегмента OFAh
бит присутствия = 1
уровень привилегий - 3 (минимальный)
бит типа дескриптора =1
тип сегмента: 1010b (сегмент кода, для выполнения/чтения)
Интерфейс VCPI
391
бит гранулярности - 1
бит разрядности -1
db OFFh, OFFh, Oh, Oh, Oh, OFAh, OCFh, Oh
Дескриптор данных:
лимит OFFFFFh
база OOOOOOOOh
бит Присутствия - 1
уровень привилегий - 3 (минимальный)
бит типа дескриптора “ 1
тип сегмента: 0010b (сегмент данных, растет вверх, для чтения/записи)
бит гранулярности — 1
бит разрядности - 1
db OFFh, OFFh, Oh, Oh, Oh, 0F2h, OCFh, Oh
Для того чтобы процессор знал, где искать дескрипторы, операционная систе-
ма собирает их в таблицы, которые называются GDT (таблица глобальных деск-
рипторов - может быть только одна) и LDT (таблица локальных дескрипторов -
по одной на каждую задачу), и загружает их при помощи привилегированных
команд процессора. Так как мы пока не собираемся создавать операционные сис-
темы, нам нужно только подготовить дескриптор и вызвать соответствующую
функцию VCPI или DPMI.
Заметим также, что адрес, который получается при суммировании базы сег-
мента и смещения, называется линейным адресом и может не совпадать с физи-
ческим, если дело происходит в операционной системе, реализующей виртуаль-
ную память с помощью специально предусмотренного в процессорах Intel
страничного механизма виртуализации памяти.
6;2. Интерфейс VCPI
Спецификация интерфейса VCPI была создана в 1989 году (вскоре после по-
явления процессора 80386) компаниями Phar Lap Software и Quaterdeck Office
Systems. Программа, применяющая VCPI для переключения в защищенный ре-
жим, должна поддерживать полный набор системных таблиц - GDT, LDT, IDT,
таблйцы страниц и т. д. То есть фактически VCPI-сервер обеспечивает следующее:
процессор находится в защищенном режиме, и различные программы, пользую-
щиеся им, не конфликтуют между собой.
VCPI является своего рода расширением интерфейса EMS, и все обращения
к нему выполняются при помощи прерывания EMS, INT 67h с АН - ODEh и ко-
дом подфункции VCPI в AL.
INT 67h АХ - ODEOOh'. Проверка наличия VCPI
Вход: АХ - ODEOOh
Выход: АН - 00, если VCPI есть
ВН, BL - версия (старшая, младшая цифры)
Программирование в РМ
INT 67h AX = 0DE01h: Получить точку входа VCPI
Вход: АХ = ODEOlh
ES:DI = адрес 4-килобайтного буфера для таблицы страниц
DS:SI = адрес таблицы дескрипторов
Выход: АН = 0, если нет ошибок
DS:SI: первые три дескриптора заполняются дескрипторами VCPI-сервера
ES:DI: адрес первой не используемой сервером записи в таблице страниц
ЕВХ: адрес точки входа VCPI относительно сегмента, дескриптор кото-
рого лежит первым в таблице DS:SI. Можно делать far call из 32-битно-
го защищенного режима на этот адрес с АХ = ODEOOh - 0DE05h, чтобы
пользоваться функциями VCPI из защищенного режима
INT 67h АХ = ODEOCh'. VCPI: переключиться в защищенный режим (для вызова
из V86)
Вход: АХ = ODEOCh
ESI = линейный адрес таблицы со значениями для системных регист-
ров (в первом мегабайте)
+00h: 4 байта - новое значение CR3
+04h: 4 байта - адрес 6-байтного значения для GDTR
+08h: 4 байта - адрес 6-байтного значения для IDTR
+OCh: 2 байта - LDTR
+0Eh: 2 байта - TR
+10h: 6 байт - CS:EIP - адрес точки входа
прерывания должны быть запрещены
Выход: Загружаются регистры GDTR, IDTR, LDTR, TR. Теряются регистры
ЕАХ, ESI, DS, ES, FS, GS. SS:ESP указывает на стек размером 16 байт,
и его надо изменить, прежде чем снова разрешать прерывания
Точка входа VCPI, АХ = ODEOCh'. Переключиться в режим V86 (ддя вызова из РМ)
Вход: Перед передачей управления командой call в стек надо поместить реги-
стры в следующем порядке (все значения - двойные слова): GS, FS, DS,
ES, SS, ESP, 0, CS, EIP. Прерывания должны быть запрещены
Выход: Сегментные регистры загружаются, значение ЕАХ не определено, пре-
рывания запрещены
Остальные функции VCPI:
INT 67h АХ = 0DE02h: Определить максимальный физический адрес
Вход: AX=ODE02h
Выход: АН = 0, если нет ошибок
EDX = физический адрес самой старшей 4-килобайтной страницы, ко-
торую можно выделить
INT 67h АХ = 0DE03h: Определить число свободных страниц
Вход: АХ = 0DE03h
Выход: АН = 0, если нет ошибок
EDX = число свободных 4-килобайтных страниц для всех задач
ГТТТ I_L393
INT67hAX - 0DE04h'. Выделить 4-килобайтную страницу (обязательно надо выз-
вать DE05h)
Вход: AX“ 0DE04h
Выход: АН - 0, если нетошибок
EDX - физический адрес выделенной страницы
INT 67k АХ - 0DE05h: Освободить 4-килобайтную страницу
Вход: AX = 0DE05h	*
EDX ~ физический адрес страницы
Выход: АН - 0, если нет ошибок
INT67h АХ “ ODEOGk. Определить физический адрес 4-килобайтной страницы
в первом мегабайте
Вход: АХ = 0DE06h
СХ - линейный адрес страницы, сдвинутый вправо на 12 бит
Выход: АН = 0, если нет ошибок
EDX - физический адрес страницы
INT 67h АХ - 0DE07h\ Прочитать регистр CR0
Вход: АХ - 0DE07h
Выход: АН = 0, если нет ошибок
ЕВХ - содержимое регистра CR0
INT 67h АХ = 0DE08h: Прочитать регистры DR0 - DR7
Вход: АХ ~ 0DE08h
ES:DI •= буфер на 8 двойных слов
Выход: АН - 0, если нет ошибок, в буфер не записываются DR4 и DR5
INT67h АХ== 0DE09h. Записать регистры DR0 - DR7
Вход: AX-0DE09h
ES:DI •= буфер на 8 двойных слов с новыми значениями для регистров
Выход: АН “ 0, если нет ошибок (DR4 й DR5 не записываются)
INT 67h АХ - ODEOAh; Определить отображение аппаратных прерываний
Вход: АХ = ODEOAh
Выход: АН - 0, если нет ошибок
ВХ - номер обработчика для IRQO
СХ “ номер обработчика для IRQ8
INT 67h АХ - ODEOBh; Сообщить VCPI-серверу новое отображение аппаратных
прерываний (вызывается после перепрограммирования контроллера прерываний)
Вход: АХ = ODEOBh
ВХ = номер обработчика для IRQO
СХ -= номер обработчика для IRQ8
Выход: АН = 0, если нет ошибок
Итак, чтобы использовать защищенный режим с VCPI, фактически надо уметь
программировать его самостоятельно. Например, чтобы вызвать прерывание DOS
394] i IIJII
Программирование в PM
или BIOS, нам пришлось бы переключаться в режим V86, вызывать прерывание
и затем возвращаться обратно. Естественно, этот интерфейс не получил широко-
го развития и был практически повсеместно вытеснен более удобным DPMI.
6.3.	Интерфейс DPMI
Спецификация DPMI создана в 1990-1991 годах и представляет собой разви-
тую систему сервисов, позволяющих программам переключаться в защищенный
режим, вызывать обработчики прерываний BIOS и DOS, передавать управление
другим процедурам, работающим в реальном режиме, устанавливать обработчики
аппаратных и программных прерываний и исключений, работать с памятью с раз-
деляемым доступом, устанавливать точки останова и т. д. Операционные системы,
такие как Windows 95 или Linux, предоставляют DPMI-интерфейс для программ,
запускаемых в DOS-задачах. Многочисленные расширители DOS, о которых го-
ворится в следующем разделе, поддерживают DPMI для DOS-программ, запус-
каемых в любых условиях, так что сейчас можно считать DPMI основным интер-
фейсом, на который следует ориентироваться при программировании 32-битиых
приложений для DOS.
6.3.1.	Переключение в защищенный режим
Все основные сервисы DPMI доступны только в защищенном режиме через
прерывание INT 31h, следовательно, переключение режимов - первое, что долж-
на сделать программа.
INT2Fh АХ = 1687h: Функция DPMI: получить точку входа в защищенный режим
Вход: AX= 1687h
Выход: АХ = 0, если DPMI присутствует /
ВХ: бит 0 = 1, если поддерживаются 32-битные программы; 0, если нет
CL: тип процессора (02 - 80286, 03 - 80386 и т. д.)
DH:DL - версия DPMI в двоичном виде (обычно 00:90 (00:5Ah) или
01:00)
SI - размер временной области данных, требуемой для переключения
в 16-байтных параграфах
ES:DI = адрес процедуры переключения в защищенный режим
Вызвав эту функцию, программа должна выделить область памяти размером
Six 16 байт и выполнить дальний CALL на указанный адрес. Единственные вход-
ные параметры - регистр ES, который содержит сегментный адрес области дан-
ных для DPMI и бит 0 регистра АХ. Если этот бит 1 - программа собирается стать
32-битным приложением, а если 0 - 16-битным. Если по возвращении из проце-
дуры установлен флаг CF, переключения не произошло и программа все еще в ре-
альном режиме. Если CF - 0, программа переключилась в защищенный режим
и в сегментные регистры загружены следующие селекторы:
CS: 16-битный селектор с базой, совпадающей со старым CS, и лимитом 64 Кб
DS: селектор с базой, совпадающей со старым DS, и лимитом 64 Кб
Интерфейс DPMI
i i Р95
SS:	селектор с базой, совпадающей co старым SS, и лимйтом 64 Кб
ES: селектор с базой, совпадающей с началом блока PSP, и лимитом 1 OOh
FShGS-O
Разрядность сегментов данных определяется заявленной разрядностью про-
граммы. Остальные регистры сохраняются, а Для 32-битных программ старшее
слово ESP обнуляется. По адресу ES:[OO2Ch] записывается селектор сегмента,
содержащего переменные окружения DOS.
После того как произошло переключение, можно загрузить собственные деск-
рипторы для сегментов кода и данных и перейти в режим с моделью памяти flat.
Перечислим теперь основные функции, предоставляемые DPMI для работы
с дескрипторами и селекторами.
6.3.2.	Функции D.PMI управления дескрипторами
INT31h, АХ - 0: Выделить локальные дескрипторы
Вход: АХ = 0
СХ - количество необходимых дескрипторов
Выход: если CF - 0, АХ - селектор для первого из заказанных дескрипторов
Эта функция только выделяет место в таблице LDT, создавая в ней дескриптор
сегмента данных с нулевыми базой и лимитом, так что пользоваться им пока нельзя.
INT31h, АХ - 1: Удалить локальный дескриптор
Вход: АХ - 1
ВХ = селектор
Выход: CF - 0, если не было ошибки
Эта функция влияет на дескрипторы, созданные функцией 0, и при персклю
чении в защищенный режим, но не на дескрипторы, созданные функцией 2.
INT 31h, АХ 2: Преобразовать сегмент в дескриптор
Вход: АХ = 2
ВХ “ сегментный адрес (OAOOOh - для видеопамяти, 0040h - для дан-
ных BIOS)
Выход: если CF “ 0, АХ = готовый селектор на сегмент, начинающийся с ука-
занного адреса, и с лимитом 64 Кб
Так программы в защищенном режиме могут обращаться к различным облас-
тям памяти ниже границы 1 Мб, например для прямого вывода на экран.
INT 31h, АХ = 6: Определить базу сегмента
Вход: АХ “6
ВХ “ селектор
Выход: если CF - 0, CX:DX - 32-битный линейный адрес начала сегмента
INT31h, АХ - 7: Сменить базу сегмента
Вход: АХ “7
ВХ - селектор
CX:DX - 32-битная база
Выход: CF - 0, если не было ошибок
Программирование в РМ
INT 31h, АХ = 8: Сменить лимит сегмента
Вход: АХ -8
ВХ ” селектор
CX:DX = 32-битный лимит (длина сегмента минус 1)
Выход: CF = 0, если не было ошибок
(чтобы определить лимит сегмента, можно пользоваться командой LSL)
6INT'31h, АХ = 9: Сменить права доступа сегмента
Вход: АХ -9
ВХ = селектор
CL - права доступа/тип (биты 15-8 слова 2 дескриптора)
СН = дополнительные права (биты 7-4 соответствуют битам 7-4 сло-
ва 3 дескриптора, биты 3-0.игнорируются)
Выход: CF = 0, если не было ошибок
(чтобы определить права доступа сегмента, можно пользоваться командой LAR)
INT 31h, АХ = OAh: Создать копию дескриптора
Вход: АХ = OOOAh
ВХ - селектор (сегмента кода или данных)
Выход: если CF “ О, АХ = селектор на сегмент данных с теми же базой и лимитом
INT 31h, АХ = "OBh: Прочитать дескриптор	,
Вход: АХ= 000ВЬ
ВХ = селектор
ES:EDI = селектор:смещение 8-байтного буфера
Выход: если CF = 0, в буфер помещен Дескриптор
INT31h, АХ = OCh: Загрузить дескриптор
Вход: АХ = 000СЬ
ВХ = селектор
ES:EDI - адрес 8-байтного дескриптора
Выход: CF = 0, если не было ошибок
INT 31h, АХ = ODh: Выделить определенный дескриптор
Вход: АХ = OOODh
ВХ = селектор на один из первых 16 дескрипторов
(значения селектора 04h - 7Ch)
Выход: CF = 0, если нет ошибок (CF = 1 и АХ - 801 lh, если этот дескриптор
занят)
Данного набора функций, а точнее пары функций 00 и ОСЬ, достаточно для
того, чтобы полностью настроить режим flat (или любой другой) после переклю-
чения в защищенный режим. Но прежде чем это осуществить, нам надо познако-
миться с тем, как в DMPI сделан вызов обработчиков прерываний реального ре-
жима, иначе наша программа просто не сможет себя проявить.
6.3.3.	Передача управления между режимами в DPMI
Вызов любого программного прерывания, кроме INT 31Ь и INT 21Ь/АН “ 4СЬ
(функция DPMI: завершение программы), приводит к тому, что DPMI-сервер
Интерфейс DPMI
переключается в режим V86 и передает управление обработчику этого же преры-
вания, скопировав все регистры, кроме сегментных регистров и стека (состояние
сегментных регистров не определено, а стек предоставляет сам DPMI-сервер).
После того как обработчик прерывания возобновит управление, DPMI-сервер
возвратиться в защищенный режим и вернет управление программе. Таким спо-
собом можно вызывать все прерывания, передающие параметры только в регист-
рах, например проверку нажатия клавиши или вывод символа на экран. Чтобы
вызвать прерывание, использующее сегментные регистры, например вывод стро-
ки на экран, а также в других ситуациях, когда требуется обращение к процедуре,
работающей в другом режиме, применяются следующие функции.
INT31h, АХ ~ 0300h: Вызов прерывания в реальном режиме
Вход: АХ = 0300Й
ВН = О, BL номер прерывания
СХ “ число слов из стека защищенного режима, которое будет скопи-
ровано в стек реального режима и обратно
ES:EDI *= селекторхмещение структуры регистров zv86_regs (см. ниже)
Выход: если CF = 0, структура в ES:EDI модифицируется
Значения регистров CS и IP в структуре v86_regs игнорируются. Вызываемый
обработчик прерывания должен восстанавливать стек в исходное состояние (на-
пример, INT 25h и INT 26h этого не делают).
INT 31h, АХ - 0301h: Вызов дальней процедуры в реальном режиме
Вход: АХ “ 0301)1
ВН = 0
СХ = число слов из стека защищенного режима, которое будет скопи-
ровано в стек реального режима и обратно
ES:EDI = селекторхмещение структуры регистров v86_regs (см. ниже)
Выход: если CF - 0, структура в ES:EDI модифицируется
Вызываемая процедура должна заканчиваться командой RETF.
INT31h, АХ = 0302h: Вызов обработчика прерывания в реальном режиме
Вход: АХ - 0302h
ВН»0 .
СХчисло слов из стека защищенного режима, которое будет скопи-
ровано в стек реального режима и обратно
ES.EDI = селекторхмещение структуры регистров v86_regs (см. ниже)
Выход: если CF = 0, структура в ES:EDI модифицируется
Вызываемая процедура должна заканчиваться командой IRET.
Эти три функции используют следующую структуру данных для передачи
значений регистров в реальный режим и обратно:
+00h: 4 байта - EDI
+04h: 4 байта - ESI
+08h: 4 байта - ЙЗР:>
‘+0Ch: 4 байта - игнбрируются	; ,
+1 Oh: 4 байта - ЕВХ
398J___; J ПН
+14h: 4 байта - EDX
+18h: 4 байта - ЕСХ
+ICh: 4 байта - ЕАХ	.	,
+20h: 2 байта - FLAGS
+22h: 2 байта - ES
+24h: 2 байта - DS
+26h: 2 байта - FS
+28h: 2 байта - GS
+2Ah: 2 байта - IP
+2Ch: 2 байта - CS
+2Eh: 2 байта - SP
+30h: 2 байта - SS
Значения SS и SP могут быть нулевыми, тогда DPMI-сервер сам предоставит
стек для работы прерывания.
Кроме указанных функций, которые передают управление процедурам в реаль-
ном режиме из защищенного, существует механизм, позволяющий делать в точно-
сти обратное действие - передавать управление процедурам в защищенном режи-
ме из реального.
INT31h, АХ - 03031т. Выделить точку входа для вызова из реального режима
Вход: АХ - ОЗОЗЬ
DS:ESI = селекторхмещение процедуры в защищенном режиме (закан-
чивающейся IRET), которую будут вызывать из реального
ES:EDI - селекторхмещение структуры v86_regs, которая будет ис-
пользоваться для передачи регистров
Выход: если CF = О, CX:DX = сегментхмещение точки входа
При передаче управления в такую процедуру DS:ESI указывает на стек реаль-
ного режима, ES:EDI - на структуру v86_regs, SS:ESP - на стек, предоставлен-
ный DPMI-сервером, и остальные регистры не определены.
Количество точек входа, которыми располагает DPMI-сервер, ограничено, и не-
используемые точки входа должны быть удалены при помощи следующей функ-
ции DPMI.
INT 31h, АХ “ 0304h: Освободить точку входа для вызова из реального режима
Вход: AX = 0304h
CX:DX - сегментхмещение точки входа
Выход: CF = 0, если точка входа удалена
6.3.4.	Обработчики прерываний
Прежде чем мы рассмотрим первый пример программы, использующей DPMI,
остановимся еще на одной группе его функций - операции с обработчиками пре-
рываний. Когда происходит прерывание или исключение, управление передается
сначала по цепочке обработчиков прерываний в защищенном режиме, последний

' 399
обработчик - стандартный DPMI - переходит в режим V86, а затем управление
проходит по цепочке обработчиков прерывания в реальном режиме (обработчи-
ки прерываний и исключений в реальном режиме совпадают).
INT31h, АХ - 0200h: Определить адрес реального обработчика прерывания
Вход: AX-0200h
BL - номер прерывания
Выход: CF - 0 всегда, CX:DX - сегментхмещение обработчика прерывания
в реальном режиме
INT31h, АХ - 0201h: Установить реальный обработчик прерывания
Вход: АХ - 0201h
BL - номер прерывания
CX:DX “ сегментхмещение обработчика прерывания в реальном режиме
Выход: CF - 0 всегда
INT31h, АХ ~ 0204k: Определить адрес защищенного обработчика прерывания
Вход: АХ - 0204h
BL “ номер прерывания
Выход: CF - 0 всегда, CX:EDX - селекторхмещение обработчика
INT31h, АХ - 0205h: Установить защищенный обработчик прерывания
Вход: AX-0205h
BL - номер прерывания
CX:EDX = селекторхмещение обработчика
Выход:СЕ-0	'
INT31h, АХ - 0202h: Определить адрес обработчика исключения
Вход: АХ - 0202h
BL - номер исключения (OOh - IFh)
Выход: если CF - О, CX:EDX - селекторхмещение обработчика исключения
INT31h, АХ " 0203h: Установить обработчик исключения
Вход: AX-0203h
BL “ номер исключения (OOh - IFh)
CX:EDX = селекторхмещение обработчика исключения
Выход: CF - 0, если не было ошибок
Если обработчик исключения передает управление дальше по цепочке на стан-
дартный обработчик DPMI-сервера, следует помнить, что только исключения О,
1, 2, 3, 4, 5 и 7 передаются обработчикам из реального режима, а остальные ис-
ключения приводят к прекращению работы программы.
6.3.5.	Пример программы
Теперь воспользуемся интерфейсом DPMI для переключения в защищенный
режим и вывода строки на экран. Этот пример будет работать только в систе-
мах, предоставляющих DPMI для запускаемых в них DOS-программ, например
в Windows 95.
4001_। ГТ7Т1
Программирование в PM
; dpmiex.asm
; Выполняет переключение в защищенный режим средствами DPMI.
; При компиляции с помощью WASM необходима опция /D_WASM_.
.386	; 32-битный защищенный режим появился в 80386.
; 16-битный сегмент - в нем выполняется подготовка и переход в защищенный режим.
RM_seg segment byte public use16
assume cs:RM_seg, ds:PM_seg, ss:RM_stack
; Точка входа программы.
RM_entry:
; Проверить наличие DPMI.
mov	ax,1687h	Номер 1678h.
int	2Fh	Прерывание мультиплексора.
test	ax, ax	Если AX не ноль,
jnz	DPMI.error	произошла ошибка (DPMI отсутствует).
test	bl,1	Если не поддерживается 32-битный режим,
jz	DPMI.error	нам тоже нечего делать.
Подготовить базовые адреса для будущих дескрипторов.
mov	eax,PM.seg
mov shl ,	ds, ax	; DS - сегментный адрес PM.seg. > eax,4	; ЕАХ - линейный адрес начала сегмента PM.seg
mov or	dword ptr PM_seg_addr,eax dword ptr GDT_flatCS+2,eax	; Дескриптор для CS.
or	dword ptr GDT_flatDS+2,eax	; Дескриптор для DS.
Сохранить адрес процедуры переключения DPMI,
mov	word ptr DPMI_ModeSwltch,di
mov-	word ptr DPMI_ModeSwitch+2,es
ES должен указывать на область данных для переключения режимов.
У нас она будет совпадать с началом будущего 32-битного стека.
add	eax,offset DPMI_data	; Добавить к ЕАХ смещение
shr	eax,4	; и	превратить в сегментный адрес.
inc	ax	
mov	es,ax	
Перейти в защищенный режим. >
	mov	ax, 1		; AX = 1- мы будем 32-м приложением.
if def	.WASM.	db	67h	; Поправка для wasm.
endif				
	call	dword	ptr DPMI.ModeSwitch	
	jc	DPMI.	error	; Если переключения не произошло - выйти
Теперь мы находимся в защищенном режиме, но лимиты всех сегментов :	-
установлены на 64 Кб, а разрядности сегментов - на 16 бит.
Нам надо подготовить два -32-битных селектора с лимитом 4 Гб -
один для кода и один для данных.
push ds 	'
pop es	; ES вообще был сегментом PSP с лимитом 100h.
ИнтерфейсОРМ!
mov	edi,offset GOT	; EDI - адрес таблицы GDT.
; Цикл по всем	дескрипторам в нашей GOT,	
mov sel_loop:	edx, 1	; которых всего два (0, 1).
xor	ax, ax	; Функция DPMI 00:
mov	cx,1	
int	31h	; Создать локальный дескриптор
mov	word ptr selectorstedx*2],ax	; Сохранить селектор	
mov	bx.ax	; в таблице selectors.
mov	ax.OOOCh	; Функций DPMI OCh.
int	31h	; Установить селектор.
add	di, 8	; EDI -следующий дескриптор.
dec	dx	
jns	sel_loop /	
Загрузить селектор сегмента кода в CS при помощи команды RETF.
	push	dword ptr Sel.flatCS		; Селектор для CS.
if def	.WASM.	db	066h	
endif	push	offset	PM.entry	; EIP
		db	066h	; Префикс размера операнда.
	retf			; Выполнить переход в 32-битный сегмент.
; Сюда передается управление, если произошла ошибка при Инициализации DPMI
; (обычно, если	DPMI просто нет).
DPMI.error:	
push	CS	i
pop	ds	,
mov	dx,offset nodpmijnsg
mov	ah,9h	; Вывод строки на экран.
int	21h
mov	ah,4Ch	; Конец ЕХЕ-программы.
int	21h
nodpmijnsg	db	"Ошибка DPMI$"
RM_seg ends	
; Сегмент PM_seg	содержит код, данные и стек для защищенного режима
RM_seg segment	byte public use32
assume	cs:PM_seg,ds:PM_seg,ss:PM_seg’
; Таблица дескрипторов.
GDT	label	byte
; Дескриптор для	CS.
GDTflatCS	db OFFh,OFFh,Oh,Oh,Oh,OFAh,OCFh,Oh
; Дескриптор для	OS.
GDT.flatOS	db 0FFh,0FFh,0h,0h,0h,0F2h,0CFh,0h
; Точка входа в 32-битный режим - загружен только CS.
PM_entry:
mov	ах,word ptr Sel_flatDS ; Селектор для данных
mov	ds,ах	; в DS,
402 j i I
Программирование в PM
mov es.ax	; в ES
mov ss,ax ।	; и в SS.
mov esp,offset PM_stack_bottom ; И установить стек.
Отсюда, начинается текст собственно программы.
Программа работает в модели памяти flat с ненулевой базой,
база CS, DS, ES и SS совпадает и равна линейному адресу начала PM_seg,
; все лимиты -	4 Гб.		
mov	ax,0300h		; Функция DPMI 0300h.
mov	bx,0021h		; Прерывание DOS 21h.
xor	ecx,ecx		; Стек не копировать.
, mov	edi,offset v86_regs		; ES:EDI - адрес v86_regs.
int	31h		; Вызвать прерывание.
mov	ah, 4Ch		; Это единственный способ
int	21h		; правильно завершить DPMI-программу.
hellojnsg	db	"Hello world из	32-битного защищенного режима!$"
v86_regs:		; Значения регистров для функции DPMI 0300h.	
	dd	0,0,0,0,0	; EDI, ESI, EBP, 0, ЕВХ
v_86_edx	.dd	offset hellojnsg	; EDX
	dd	0	; ЕСХ
v86_eax	dd	0900h	; ЕАХ (АН = 09h, вывод строки на экран)
	dw	0,0	; FLAGS, ES <
v86_ds	dw	PM_seg	; DS
	dw	0,0,0,0,0,0	; FS, GS, 0, 0, SP, SS
; Различные временные переменные, нужные			1ля переключения режимов.
DPMI_ModeSwitch	dd	?	; Точка входа DPMI.
PM_seg_addr	dd	?	; Линейный адрес сегмента PM_seg.
; Значения селекторов.
selectors:
Sel_flatDS	dw ?
Sel_flatCS	dw ,	?
; Стек для нашей 32-битной программы
DPMI_data:	; и временная область данных DPMI одновременно,
db 16384 dup (?),
PM_stack_bottom:
PM_seg ends	'
; Стек 16-битной программы, который использует DPMI-сервер при переключении режимов.
; Windows 95 требует 16 байт,
; CWSDPMI требует 32 байта,
; QDPMI требует 96 байт.
; Мы выберем по максимуму.
RM_stack segment byte stack "stack" use16
db 96 dup (?)
RM_stack ends	•
end RM_entry ; точка входа для DOS - RM_entry
Расширители DOS
 403
Несмотря на то что DPMI разрешает пользоваться многими прерываниями
напрямую и всеми через функцию ОЗООЬ, он все равно требует некоторой подго-
товки для переключения режимов. Кроме того, программа, работающая с DPMI
для переключения режимов, должна сочетать в себе 16- и 32-битный сегменты,
что неудобно с точки зрения практического программирования. На самом деле
для написания приложений, идущих В защищенном режиме под DOS, никто не
применяет переключение режимов вообще - это делают специальные программы,
называющиеся расширителями DOS.
6.4.	Расширители DOS
Расширитель DOS (DOS Extender) - это средство разработки (программа, на-
бор программ, часть компоновщика или просто объектный файл, с которым нужно
компоновать свою программу), позволяющее создавать 32-битные приложения,
которые запускаются в защищенном режиме с моделью памяти flat и с работаю-
щими функциями DPMI. Расширитель сам выполняет переключение в защищен-
ный режим, причем, если в системе уже присутствует DPMI, VCPI или другие
средства переключения в защищенный режим из V86, он пользуется ими, а если
программа запускается в настоящем реальном режиме, DOS-расширитель пере-
водит процессор в защищенный режим и осуществляет все необходимые действия
для поддержания его работы. Кроме полного или частичного набора функций
DPMI, расширители DOS обычно поддерживают некоторые функции прерыва-
ния 21Ь, за что и получили свое название. В частности, практически всегда под-
держивается функция DOS 09h вывода строки на экран: в DS:EDX помещают се-
лекторхмещение начала строки, и расширитель это правильно интерпретирует
(многие DPMI-Серверы, включая встроенный сервер Windows 95, тоже эмулиру-
ют данную функцию DOS).
Так как при старте программы расширитель должен первым получить управ-
ление, для выполнения переключения режимов его код нужно объединить е на-
шей программой на стадии компиляции или компоновки.
6.4.1.	Способы объединения программы с расширителем
Первые популярные DOS-расширители, такие как Start32, Raw32, System64,
386Power, PMODE и другие, распространялись в виде исходных текстов (Start32
и PMODE оказали решающее влияние на развитие DOS-расширителей в целом).
Чтобы использовать такой расширитель, надо скомпилировать его любым ассем-
блером в объектный файл, который необходимо скомпоновать вместе со своей
программой; В большинстве случаев нужно назвать точку входа своей програм-
мы main или main и закончить модуль директивой end без параметра, тогда DOS-
расширитель получит управление первым и передаст его на метку main после того,
как будут настроены все сегменты для модели памяти flat.
Самым популярным из профессиональных компиляторов, поддерживающих
расширители DOS, стал Watcom C/C++. Он использует модификацию коммер-
ческого DOS-расширителя DOS4G, названную DOS/4GW. Дело в том, что ком-
поновщик wlink.exe поддерживает, среди большого числа различных форматов
404 I.... J... 1
Программирование в PM
вывода, формат линейных исполняемых файлов LE, применяющийся в опера-
ционной системе OS/2 (а также, с небольшими модификациями, для драйверов
в Windows). Достаточно дописать файл в формате OS/2 LE в конец загрузчика
DOS-расширителя, написанного соответствующим образом, чтобы потом его за-
пускать. Загрузчик расширителя можно указать прямо в командной строке wlink
(командой op stub) или скопировать позже. В комплект поставки расширителей
часто входит специальная утилита, которая заменяет загрузчик, находящийся
в начале такой программы, своим.
Чтобы скомпилировать, например, программу Ifbfire.asm, которую мы рассмот-
рим далее, нужно воспользоваться следующими командами:
Компиляция:
wasm Ifbfire.asm	'	•.•
Компоновка с DOS/4GW (стандартный расширитель, распространяемый с Wat-
com С):
wlink file Ifbfire.obj form os2 le op stub=wstub.exe
Компоновка c PMODE/W (самый популярный из бесплатных расширителей):
wlink file Ifbfire.obj form 0s2 le op stiib=pmodew.exe
Компоновка c ZRDX (более строгий с точки зрения реализации):
wlink file Ifbfire.obj form os2 Is op stub=z.rdx.exe
Компоновка c WDOSX (самый универсальный расширитель):
wlink file Ifbfire.obj form os2 le op stub=wdosxle.exe
И так далее.
К сожалению, формат исполняемых файлов DOS (так называемый формат
MZ), в котором по умолчанию создают программы другие компиляторы, очень не-
удобен для объединения с расширителями, хотя универсальный расширитель
WDOSX способен обработать и такой файл, и даже просто файл с 32-битным
кодом без всяких заголовков (какой можно получить, создав COM-файл с дирек-
тивой org 0), и файл в формате РЕ (см. главу 7), правда, не во всех случаях такие
программы будут работать успешно.
И наконец, третий подход к объединению расширителя и программы можно
видеть на примере DOS32, куда входит программа dlink.exe, являющаяся компо-
новщиком, который вполне подойдет вместо link, tlink или wlink, чтобы получить
исполняемый файл, работающий с этим расширителем.
Тем не менее популярность подхода^ используемого в Watcom, настолько вы-
сока, что подавляющее большинство программ, применяющих идею расширите-
лей DOS, написано именно на Watcom С или на ассемблере для WASM.
Прежде чем мы сможем написать обещанный в разделе 4.5.2 пример програм-
мы, работающей с линейным кадровым буфером SVGA, познакомимся еще с дву-
мя группами функций DPMI, которые нам потребуются. <
Расширители DOS	ВННВНИНЯВИ
6.4.2.	Управление памятью в DPMI
lNT31h, АХ - 0100h: Выделить память ниже границы 1 Мб	' '7'
Вход: АХ-ОЮОЬ
ВХ - требуемый размер в 16-байтных параграфах
Выход: если CF - О,
АХ сегментный адрес выделенного блока для использования в реаль-
ном режиме;
DX - селектор выделенного блока для применения в защищенном ре-
жиме
Обработчик этой функции выходит в V86 и вызывает функцию DOS 48h для
выделения области памяти, которую потом можно использовать для передачи
данных между нашей программой и обработчиками прерываний, возвращающи-
ми структуры данных в памяти.
INT31h, АХ - 0l01h: Освободить память ниже границы 1 Мб
Вход: АХ - 0102h
DX - селектор освобождаемого блока
Выход: CF - 0, если не было ошибок
INT31h, АХ - 0102h: Изменить размер блока, выделенного функцией 0100h
Вход: АХ - 0102Ь
ВХ - новый размер блока в 16-байтных параграфах
DX - селектор модифицируемого блока
Выход: CF - 0, если не было ошибок
INT31h, АХ - 0500h: Получить информацию о свободной памяти
Вход: АХ-0500b
ES:EDI - адрес 48-байтного буфера
Выход: CF - 0 всегда, буфер заполняется следующей структурой данных:
+00h: 4 байта - максимальный доступный блок в байтах
+04Ь: 4 байта - число доступных нефиксированных страниц < '
+08Ь: 4 байта - число доступных фиксированных страниц
+0СЬ: 4 байта - линейный размер адресного пространства в страницах
+10h: 4 байта - общее число нефиксированных страниц
+14h: 4 байта- общее число свободных страниц
+18h: 4 байта - общее число физических страниц
+1СЬ: 4 байта - свободное место в линейном адресном пространстве
+20Ь: 4 байта- размер swap-файла или раздела в страницах
+24Ь: ОСЬ байт- все байты равны FFh
INT 31 h, АХ - 0501k: Выделить блок памяти
Вход: АХ-0501Ь
ВХ:СХ - размер блока в байтах, больше нуля
Выход: если CF - 0,
ВХ:СХ линейный адрес блока;
SEDI - идентификатор блока для функций 0502 и 0503
ion_i 1птт
Программирование в PM
" INT 31h, AX = 0502h: Освободить блок памяти
Вход: АХ - 0502h
SI:DI - идентификатор блока
Выход: CF = 0, если не было ошибки
INT31h, АХ - 0503h: Изменить размер блока памяти
Вход: AX = 0503h
ВХ:СХ “ новый размер в байтах
SI:DI - идентификатор блока
Выход: если CF - О,
ВХ:СХ - новый линейный адрес блока;
SI:DI “ новый идентификатор
Нам потребуются еще две функции DPMI для работы с устройством, которое
отображает свою память в физическое пространство адресов.
INT 31h, АХ - 0800h: Отобразить физический адрес выше границы 1 Мб на ли-
нейный
Вход: ВХ:СХ “ физический адрес
SI:DI = размер области в байтах
Выход: если-CF - О, ВХ:СХ “ линейный адрес, который можно использовать
для доступа к этой памяти
INT31h, АХ = 08011т. Отменить отображение, выполненное функцией 0800h
Вход: АХ ~ 080111
ВХ:СХ - линейный адрес, возвращенный функцией 0800h
Выход: CF = 0, если не было ошибок
6.4.3.	Вывод на экран через линейный кадровый буфер
Ifbfire.asm
Программа, работающая с SVGA при помощи линейного кадрового буфера (LFB).
Демонстрирует стандартный алгоритм генерации пламени. ,
Требуется поддержка LFB видеоплатой (или загруженный эмулятор univbe),
для компиляции необходим DOS-расширитель.
. 486р
.model flat
.code
assume fs:nothing
start:
jmp short jnain
db "WATCOM"
; Для команды xadd.
; Основная модель памяти
; в защищенном.,режиме.
; Нужно только для MASM.
; Нужно только для D0S/4GW.
i
Начало программы. >
На входе обычно CS, DS и SS указывают на один и тот же сегмент с лимитом 4 Гб,
ES указывает на сегмент с PSP на 100h байт, остальные регистры не определены.
Расширители DOS
.main:
sti cld		; Даже флаг прерываний не определен, ; не говоря уже о флаге направления.
mov	ax,0100h	; Функция DPMI 01OOh.
mov	bx,100h	; Размер в 16-байтных параграфах.
int	31h	. ; Выделить блок памяти ниже 1 Мб.
Jc	DPMI_error	
mov	fs,dx	; FS - -селектор для выделенного блока
Получить блок общей информации о VBE 2.0		(см. раздел 4.5.2).
mov	dword ptr fs:[0],'2EBV'	Сигнатура VBE2 в начало блока.
mov	word ptr v86_eax,4F00h	Функция VBE OOh.
mov	word ptr v86_es,ax	Сегмент, выделенный DPMI.
mov	ax,0300h	Функция DPMI 300h.
mov	bx.OOlOh	Эмуляция прерывания 10h.
xor	ecx,ecx	
mov	edi,offset v86_regs	
push	ds	
pop	es	ES:EDI - структура v86_regs.
int	31h	Получить общую информацию VBE2.
Jc	DPMI_error	
emp	byte ptr v86_eax,4Fh.	Проверка поддержки VBE.
jne	VBE_error	
movzx ebp,word ptr fs:[18]		Объем SVGA-памяти в ЕВР	'
shl	ebp, 6	в килобайтах.
Получить информацию о видеорежиме 101h.		
mov	word ptr v86_eax,4F01h	Номер функции,INT 10h.
mov	word ptr v86_ecx,101h	Режим 101 h - 640x480x256. ES>:EDI те же самые.
mov	ax,0300h	Функция DPMI 300h - эмуляция
mov	bx,0010h	прерывания INT 10h.
xor	ecx,ecx	'	
int	31h	Получить данные о режиме.
jc	DPMI_error	
emp	byte ptr v86_eax,4Fh	
jne	VBE_error	
test	byte ptr fs:[0],80h	Бит 7 байта атрибутов = 1 LFB есть
jz	LFB_error	
Построение	дескриптора сегмента, описывающего LFB.	
Лимит.		
mov	eax,ebp	Видеопамять в килобайтах.
shl	еах,10	Теперь в байтах.
dec	еах	Лимит = размер - 1.
shr	еах,12	Лимит в 4-килобайтных единицах.
mov	word ptr videodsc+0,ax	Записать биты 15-0 лимита
shr	еах, 8	
and	ah,OFh	
 408 |	<	Mill	Программирование в РМ
or	byte ptr videodsc+6,ah	; и биты 19-16 лимита.
mov	eax,ebp	; Видеопамять в килобайтах,
shl	eax,10	; В байтах.
mov	edx,dword ptr fs:[40]	; Физический адрес LFB.
mov	cx,dx	
shld	ebx,edx,16	Поместить его в CX:DX,
mov	di,ax	
ч	shld	esi,eax,16	а размер - в 81:01
mov	ax,800h	и вызвать функцию DPMI 0800h:.	;
int	31h	Отобразить физический.адрес в линейный.
jc	DPMI_error	
shrd	edx,ebx,16	Перенести полученный линейный адрес
mov	dx, ex	из BS: СХ в EDX
mov	word ptr videodsc+2, dx	и записать биты 15-0 базы,
shr	edx,16	
mov	byte ptr videodsc+4,dl	биты 23-16
mov	byte ptr videodsc+7,dh	и биты 31-24.
; Права.		
mov	bx, cs	' 
lar	cx,bx	Прочитать права нашего сегмента	*
and	cx,6000h	и перенести биты DPL
or	byte ptr videodsc+5,ch	в строящийся дескриптор.	;
; .Поместить наш	дескриптор в LDT и получить селектор.	
mov	сх, 1	Получить один новый дескриптор,
mov	ах, 0	у DPMI.
int	31h	
jc	DPMI_error	
mov	word ptr videosei,ax	Записать его селектор.
push	ds	
POP	es	
mov	edi,offset videodsc .	ES:EDI - адрес нашего дескриптора.
mov	bx,ax	ВХ - выданный нам селектор.
mov	ax,OCh	Функция DPMI OCh:.
int	31h	Загрузить дескриптор в LDT.
jc	DPMI_error	Теперь в videosei лежит селектор на LFB.
; Переключение в	режим 4101h (101h + LFB).	
mov	word ptr v86_eax,4F02h	4F02h - установить SVGA-режим.
mov	word ptr v86_ebx,4101h	Режим 4101h = 101h + LFB.
mov	edi,offset v86_regs	ES:EDI - структура v86_regs.
mov	ax,0300h	Функция DPMI 300h.
mov	bx,0010h	Эмуляция прерывания 10h.
xor	ecx.ecx	
int	31h	
mov	ax,word ptr videosei	;	AX - наш селектор.
enter_flame:	; Сюда придет управление с	селектором в АХ на A000h:0000,
	; если произошла ошибка в	любой VBE-функции.
mov	es,ax	;	ES - селектор видеопамяти или LFB.
Расширители DOS		IIIMM	 409
; Отсюда начинается процедура генерации пламени.			
; Генерация палитры для пламени.		-	
хог	edi,edi	; Начать написание палитры с адреса ES:OOOO.	
хог	ecx,ecx		
palette_gen:			
хог	eax,eax	; Цвета начинаются с 0, 0, 0.	
mov	cl, 63	; Число значений для одного компонента.	
palette_H':		>	
stosb		; Записать байт,	
inc	eax	; увеличить компонент,	
cmpsw		; пропустить два байта,	
loop	palette_H	; и так 64 раза.	
push	edi		
mov	cl, 192’		
palette_12:			
stosw		; Записать два байта	
inc	di	; и пропустить один,	
loop	palette_12	; и так 192 раза (до конца палитры).	
pop	edi	; Восстановить EDI.	
inc	di		
jns	palette_gen		
Палитра сгенерирована, записать ее в регистры VGA DAC (см. раздел 5.10.4).
mov	al,0	; Начать с регистра 0.
mov	dx,03C8h	; Индексный регистр на запись.
out	dx.al	
push	es	
push	ds	; Поменять местами ES и DS.
POP	es	
POP	ds	
xor	esi.esi	
mov	ecx,256*3	; Писать все 256 регистров
mov	edx,03C9h	; в порт данных VGA DAC.
rep	outsb	. \ 
push	es	
push	ds	; Поменять местами ES и DS.
pop	es	
pop	ds	
; Основной цикл	- анимация- пламени, пока не будет нажата любая клавиша.	
xor	edx,edx	; Должен быть равен нулю.
mov	ebp,7777h	; Любое число.
mov	есХ,dword ptr scr_width ; Ширина экрана.	
main_loop: push	es	; Сохранить ES.
push	ds	
pop	es	; ES = DS - мы работаем только с буфером
; Анимация пламени (классический		алгоритм).
inc	ecx	
410 i T	IMIMI ~	Программирование в PM
mov	edi,offset buffer	
mov	ebx,dword ptr scr_height	
shr	ebx, 1	
dec	ebx	
mov	esi,scr_width	
animate_flame:		
mov	ax,[edi+esi*2-1]	Вычислить среднее значение цвета
add	al, ah	в данной точке (EDI) из значений
setc	ah	цвета в точке слева и на две строки
mov	dl,[edi+esi*2+1]	вниз, справа и на две строки вниз
add	ax,dx	
mov	dl,[edi+esi»4]	и на четыре строки вниз,
add	ax, dx	причем первое значение
shr	ax, 2	модифицировать.
jz	already_zero ..	Уменьшить яркость цвета.
dec	ax	
already_zero:		
stosb		Записать новый цвет в буфер.
 add	eax,edx	*
shr	eax,1 .	
mov	byte ptr [edi+esi-1],al	
loop	animate_flame	
mov	ecx,esi	
add	edi,ecx	
dec	ebx	
jnz	animate_flame	
; Псевдослучайная полоска в низу экрана, которая служит генератором пламени.		
generator_bar:		
xadd	bp, ax	
stosw		
stosw		
loop	generator_bar	
pop	es	Восстановить ES для вывода на экран.
		Вывод пламени на экран.
xor	edi,edi	ES:EDI - LFB.
push	esi	
add	esi,offset buffer	DS:ESI - буфер.
mov	ecx,dword ptr scr_size	Размер буфера в двойных словах.
rep	movsd	Скопировать буфер на экран.
pop	esi	
mov	ah, 1	Если не была нажата
int	16h	никакая клавиша,
jz	main_loop	продолжить основной цикл.
mov	ah,0	Иначе -
int	16h	считать эту клавишу.
exit_all:		
mov	ax,03h	Восстановить текстовый режим.
Расширители DOS
int	lOh
mov ax, 4C00h
' int	21h
; AH = 4Ch
; Выход из программы под расширителем DOS.
Различные обработчики ошибок.
DPMI_error:	; Ошибка	при выполнении одной из функций DPMI
mov	edx,offset DPMI_error_msg	
mov	ah, 9	
int	21h	Вывести сообщение об ошибке
jmp	short exit_all	и выйти.
VBE_error:		Не поддерживается VBE’.
mov	edx,offset VBE_error_msg	
mov	ah, 9	
int	21h	Вывести сообщение об ошибке
jmp	short ,start_with_vga	и использовать VGA.
LFB.error:		Не поддерживается LFB.
mov	edx,offset LFB_error_msg	
mov	ah,9	Вывести сообщение об ошибке.
int	21h	
start_with_yga:		
mov	ah,0	Подождать нажатия любой клавиши.
int	16h	
mdv	ax,13h	Переключиться в видеорежим 13h,
int	10h	320x200x256.
mov	ax, 2	Функция DPMI 0002h:
mov	bx,OAOOOh	построить дескриптор для реального
int	31h	сегмента.
mov	dword ptr scr.width,320	Установить параметры режима
mov	dword ptr scr_lifeight,200	
mov	dword ptr Scr_size,320*200/4	
jmp	enter_flame	и перейти к пламени.
.data
Различные сообщения об ошибках.
VBE_error_msg	db db	"Ошибка VBE 2.0",ODh,OAh "Будет использоваться режим VGA 320x200",ODh,OAh,' $’
DPMI_error_msg	db	"Ошибка DPMI$"
LFB_error_msg	db	"LFB недоступен",ODh,OAh
	db	"Будет использоваться режим VGA 320x200",ODh,OAh,’
; Параметры видеорежима.		
scr_width	dd	640
scr_height	dd	480
scr.size	dd	640*480/4
; Структура, используемая функцией DPMI 0300h.
v86_regs label byte		
v86_edi	dd	0
v86_esi	dd	0
v86_ebp	dd	0
v86_res	dd	0
v86_ebx	dd	0
		Ml! 0	Программирование в PM
v86_edx	dd		
v86_ecx	dd	0	
v86_eax	dd	0	
v86_flags	dw	0	
v86_es	dw	0	
v86_ds	dw	0	1	
v86_fs	dw	0	
v86_gs	dw	0	
v86_ip	dw	0	
v86_cs ,	dw	0	
v86_sp	dw	0	
v86_ss	dw	0	
; Дескриптор сегмента,-		соответствующего LFB.	
videodsc dw	0		Биты 15-0 лимита.
	dw	. Q. . ...	. Биты 15-0 базы. .
	db	0	Биты 16-23 базы.
	db	10010010b	Доступ.
	db	10000000b	Биты 16-19 лимита и другие биты.
	db	.0	Биты 24-31 базы. -	’
; Селектор сегмента', описывающего LFB.			
videosei dw	0		
.data?'			1	
; Буфер для экрана;			
buffer	db	640*483 dup(?)	
; стек			
.stack	1000h		
end	_start		
Программирование с DOS-расширителями - один из лучших выходов для
приложений, которые должны работать в любых условиях, включая старые вер-
сии DOS, и в то же время требуют 32-битный режим. Еще совсем недавно боль-
шинство компьютерных игр, в частности знаменитые Doom и Quake, выпускались
именно как программы, использующие расширители DOS. На сегодняшний день
в связи с повсеместным распространением операционных систем для PC, работа-
ющих в 32-битном защищенном режиме, требование работы в любых версиях
DOS становится менее актуальным и все больше программ выходят только в вер-
сиях .для Windows 95 или NT, чему и посвящена следующая глава.
Глава 7. Программирование
для Windows 95/NT
Несмотря на то что Windows 95/NT кажутся более сложными операционными
системам по сравнению с DOS, программировать для них на ассемблере намного
проще. С одной стороны, Windows-приложение запускается в 32-битном режиме
(мы не рассматриваем Windows 3.11 и более старые версии, которые работали
в 16-битном режиме) а моделью памяти flat, так что программист получает все те
преимущества, о которых говорилось в предыдущей главе, а с другой стороны -
нам больше не нужно изучать в деталях, как Программировать различные устрой-
ства компьютера на низком уровне. В настоящих операционных средах приложе-
ния пользуются только системными вызовами, число которых здесь превышает
2000 (около 2200 для Windows 95 и 2434 для Windows NT). Все Windows-прило-
жения используют специальный формат исполняемых файлов - формат РЕ
(Portable Executable). Такие файлы начинаются как обычные ЕХЕ-файлы старо-
го образца (их также называют MZ по первым двум символам заголовка). Если
такой файл запустить из DOS, он выполнится и выдаст сообщение об ошибке
(текст сообщения зависит от используемого компилятора), в то время как
Windows заметит, что после обычного MZ-заголовка файла идет РЕ-заголовок,
и запустит приложение. Это будет означать лишь то, что для компиляции про-
грамм потребуются другие параметры в командной строке.
7.1.	Первая программа
В качестве нашего первого примера посмотрим, насколько Проще написать под
Windows программу, которая загружает другую программу. В DOS (см. раздел
4.10) нам приходилось изменять распределение памяти, заполнять специальный
блок данных ЕРВ и только затем вызывать DOS. Здесь же не только вся процеду-
ра сокращается до одного вызова функции, а еще оказывается, что можно точно
так же загружать программы, документы, графические и текстовые файлы и даже
почтовые и Internet-адреса - все, для чего в реестре Windows записано действие,
выполняющееся при попытке открытия.
; winurl.asm
; Пример програмы-для Win32.
; Запускает установленный по умолчанию браузер на адрес, указанный в строке URL.
; Аналогично можно запускать любую программу, документ и какой угодно файл,
; для которого определена операция open.
include shell32.inc
include kernel32.inc
|414 i !	!	—pill Программирование для Windows 95/NT
.386	
.model	flat
.const	
URL	db	"http://www. Honking. org/'cubbi/'',0
. code	
_start:	; Метка точки входа должна начинаться с подчеркивания.
xor	ebx,ebx
push	ebx	; Для исполняемых файлов - способ показа.
push	ebx	; Рабочая директория.
push	ebx	; Командная строка.
push	offset URL	; Имя файла с путем.
push	ebx	; Операция open или print (если NULL - open).
push	ebx	; Идентификатор окна, которое получит сообщения.
call	ShellExecute	; ShellExecute (NULL,NULL,url,NULL,NULL,NULL)
' push	ebx	; Код выхода.
call	ExitProcess	; ExitProcess(O)
end	_start	
Итак, в этой программе выполняется вызов двух системных функций Win32 -
ShellExecute (открыть файл) и ExitProcess (завершить процесс). Чтобы активизи-
ровать системную функцию Windows, программа должна поместить в стек все пара-
метры от последнего к первому и передать управление дальней CALL. Данные функ-
ции сами освобождают стек (завершаясь RET N) и возвращают результат работы
в регистре ЕАХ. Такая договоренность о передаче параметров называется STDCALL.
С одной стороны, это позволяет вызывать функции с нефиксированным числом
параметров, а с другой - вызывающая сторона не должна заботиться об освобож-
дении стека. Кроме того, функции Windows сохраняют значение регистров ЕВР,
ESI, EDI и ЕВХ, этим мы пользовались в нашем примере - хранили 0 в регистре
ЕВХ и применяли 1-байтную команду PUSH ЕВХ вместо 2-байтной PUSH 0.
Прежде чем мы сможем скомпилировать winurl.asm, нужно создать файлы
kernel32.inc и she!132.inc, куда поместим директивы, описывающие вызываемые
системные функции.
; kernel32.inc	•
; Включаемый файл с определениями функций из kernel32.dll.
ifdef _TASM_ . '
includelib. import32.lib
; Имена используемых функций.
extrn ExitProcess:near
else	;
includelib kernel32.1ib
; Истинные имена, используемых функций.
extrn __imp__ExitProcess®4:dword •
; Присваивания для .облегчения читаемости кода. ,	.
ExitProcess equ __imp__________ExitProcess@4
endif
; shell32.inc
: Включаемый файл с определениями функций из shell32.dll.
Первая программа	11НИМННИКБЗ
ifdef _TASM_
includelib import32.1ib
i ; Имена используемых функций,
extrn	ShellExecuteA:near
; Присваивания для облегчения читаемости кода.
ShellExecute equ ShellExecuteA
else
includelib shell32.lib
; Истинные имена используемых функций.
extrn	__imp__ShellExecuteA@24:dword
; Присваивания для облегчения читаемости кода.
ShellExecute equ __imp__ShellExecuteA@24
endif
Имена всех системных функций Win32 модифицируются так, что перед име-
нем функции ставится подчеркивание, а после - знак @ и число байтов, кото-
рое занимают параметры, передаваемые ей в стеке: так ExitProcess превращается
в _ExitProcess@4. Компиляторы с языков высокого уровня часто останавливают-
ся на этом и вызывают функции по имени _ExitProcess@4, но реально появляется
небольшая процедура-заглушка, которая ничего не делает, а лишь передает управ-
ление на такую же метку, но с добавленным _ _imp_ -___imp_ _ExitProcess@4.
Во всех наших примерах мы будем обращаться напрямую к _ _imp_ _ExitProcess@4.
К сожалению, TASM (а точнее TLINK32) использует собственный способ вызова
системных функций, который нельзя обойти подобным образом, и программы,
скомпилированные с его помощью, оказываются немногЬ больше и в некоторых
случаях работают медленнее^ Мы отделили описания функций для TASM во
включаемых файлах при помощи директив условного ассемблирования, которые
будут использовать их, если в командной строке ассемблера указать /D_TASM_.
Кроме того, все функции, работающие со строками (как, например, ShellExecute),
существуют в двух вариантах. Если строка рассматривается в обычном смысле,
как набор символов ASCII, к имени функции добавляется A (ShellExecuteA). Дру-
гой вариант функции, использующий строки в формате UNICODE (два байта на
символ), заканчивается буквой U. Во всех наших примерах будут использоваться
обычные ASCII-функции, но, если вам потребуется перекомпилировать програм-
мы на UNICODE, достаточно поменять А на U во включаемых файлах.
Итак, теперь, когда у нас есть все необходимые файлы, можно скомпилировать
первую программу для Windows.
Компиляция MASM:
ml /с /coff /Ср winurl.asm
link winurl.obj /subsystem:windows
(здесь и далее используется 32-битная версия link.exe)
Компиляция TASM:
tasm /т /ml /D_TASM_ winurl.asm
tlink32./Тре /аа /с /х winurl.obj
416 L_LT Lili
f Программирование для Windows 95/Ш«
Компиляция WASM:
wasm winurl.asm
wlink file winurl.obj form windows nt op c	5
Также для компиляции потребуются файлы kernel32.1ib и she!132.1ib в первом
и третьем случае и import32.1ib - во втором. Эти файлы входят в дистрибутивы
любых средств разработки для Win32 от соответствующих компаний - Microsoft,
Watcom (Sybase) и Borland (Inprise), хотя их всегда можно воссоздать из файлов
kemel32.dll и shell32.dll, находящихся в директории WINDOWS\SYSTEM.
Иногда вместе с дистрибутивами различных средств разработки для Windows
поставляется файл windows.inc, в котором дано макроопределение Invoke или
заменена макросом команда call так, что при вызове можно передать список аргу-
ментов, первым из которых будет имя вызываемой функции, а затем через запя-
тую - все параметры. С использованием данных макроопределений наша про-
грамма выглядела бы так:
.start:
xor ebx,ebx
Invoke ShellExecute, ebx, ebx, .offset URL, ebx,\	,
ebx, ebx	, ]
Invoke ExitProcess, ebx	;
end _start'
И этот текст компилируется в точно такой же код, что и у нас, но выполняет-,
ся вызов промежуточной функции _ExitProcess@4, а не функции _ _imp_
_ExitProcess@4. Использование данной формы записи не позволяет применять
отдельные эффективные приемы, оптимизации, которые мы будем приводить в на-,
ших примерах, - помещение параметров в стек заранее и вызов функции коман-
дой JMP. И наконец, файла windows.inc у вас может просто не оказаться, так что
будем писать push перед каждым параметром вручную.
7.2.	Консольные приложения
Исполнимые программы для Windows делятся на два основных типа - кон-
сольные и графические приложения. При запуске консольного приложения от-
крывается текстовое окно, с которым программа может общаться функциями
WriteConsole/ReadConsole и другими (соответственно при запуске из другого
консольного приложения, например файлового менеджера FAR, программе отво-
дится текущая консоль и управление не возвращается к FAR, пока программа не
закончится). Графические приложения соответственно не получают консоли и дол-
жны открывать окна, чтобы вывести что-нибудь на экран.
Для компиляции консольных приложений мы будем пользоваться следующи-
ми командами.
MASM:
ml /с /coff /Ср winurl.asm'
link winurl.asm /subsystem:console
x	I
Консольные приложения
TASM:
tasm /ш /ml /D_TASM_ winurl.asm
tlink32. Дре /ар /с /х winurl.opj :
WASM:
wasm winurl.asm
wlink file winurl.obj form windows nt runtime console op c
Попробуйте скомпилировать программу winurl.asm указанным способом, что-
бы увидеть, как отличается работа консольного приложения от графического.
В качестве примера полноценного консольного приложения напишем программу,
которая перечислит все подключенные сетевые ресурсы (диски и принтеры), исполь-
зуя системные функции WNetOpenEnum, WNetEmimResource и WNetCloseEnum.
netenum.asm
; Консольное приложение		для Win32, перечисляющее сетевые ресурсы.	
include def32.inc			
include kernel32 include mpr.inc	inc		
.386			
.model flat			
.const			
greet_message	db	’Example Win32 console program’,OOh,OAh,ODh,OAh,0	
errorl-message	db	OOh,OAh,'Could not get current user name’,ODh,OAh,0	
error2_message	db	OOh,OAh,'Could not enumerate',ODh,OAh,0	
good_exit_msg	db	ODh,OAh,ODh,OAh,'Normal termination’,ODh,OAh, 0	
enum_msg1	db	ODh,OAh,'Local ',0	
enum_msg2	db	’ remote - ’, 0	
.data			
user_name	db	"List of connected resources for user"	
user_buff	db	64 dup (?)	Буфер для WNetGetUser.
user_buff_l	dd	$-user_buff •	Размер буфера для WNetGetUser.
enum_buf_l	dd	1056	Длина enum_t>iif в байтах.
enum_entries	dd	1	Число ресурсов, которые в нем помещаются
.data?			
enum_buf	NTRESOURCE <?,?,?,?,?,?,?,?>	; Буфер для WNetEnumResource.		
	dd	256 dup (?)	1024 байта для строк.
message_l	dd	?	Переменная для WriteConsole,
enum_handle	dd	?	Идентификатор для WNetEnumResource.
. code			
_start:			
; Получить от системы идентификатор буфера			вывода stdout.
push	STD_OUTPUT_HANDLE		
call	GetStdHandle		Возвращает идентификатор STDOUT в еах,
mov	ebx,eax		а мы будем хранить его в ЕВХ.
; Вывести строку	greet_message на экран.		
mov	esi,offset g reetjnessage		
call	output_string		
14 Зак. 459
		
		w
1418 i ! i	Ilf Программирование для Windows 95 /NT i	
		
; Определить'имя mov push push push call cmp jne mov call	пользователя, которому npi esi,offset user_buff offset user_buff_l esi 0 WNetGetUser eax,NO_ERROR error_exit1 esi,offset user_name output_string	надлежит наш процесс.	- ’ Адрес переменной	с	длиной буфера.	ч Адрес буфера. NULL	1 Если произошла	ошибка,	! выйти,	1 иначе - вывести_строку на экран.
; Начать перечисление сетевых ресурсов, push	offset enum_handle push	0 push	RESOURCEUSAGE.CONNECTABLE push	RESOURCETYPE,ANY push	RESOURCE-CONNECTED call	WNetOpenEnum cmp	eax,NO_ERROR jne	error_exit2 ; Цикл перечисления ресурсов. enumeration_loop; push	offset enum_buf_l push	offset enum_buf push	offset enum_entries push	dword ptr enum_handle call	WNetEnumResource cmp	eax, ERROR_NO_WRE_ITEMS je	end_enumeration cmp	eax,N0_ERR0R jne	error_exit2 ; Вывод информации о ресурсе на экран. mov .	esi,offset enum_msg1 call	output_string Z mov	esi,dword ptr	enum_buf.lpL call	output_string mov	esi, offset enum_msg2 call	output_string mov 	esi,dword ptr	enum_buf.lpR call	output_string		Идентификатор для WNetEnumResource.	i ;	Все присоединяемые ресурсы.	< Ресурсы любого типа. Только присоединенные сейчас.	; Начать перечисление. Если произошла ошибка, выйти.	.•  i Длина буфера в байтах. Адрес	буфера.	] Число	ресурсов.	i Идентификатор от WNetOpenEnum. Если они закончились, завершить перечисление, если произошла ошибка, выйти с сообщением об ошибке. Первая часть строки - на консоль. ocalName ; Локальное имя устройства - на консоль. Вторая часть строки - на консоль.	'	' emoteName ; Удаленное имя устройства - туда же.
jmp ; Конец цикла. end_enumeration: push call	short enumeratlon_loop dword ptr enum_hapdle WNetCloseEnum	Продолжить перечисление. Конец перечисления.
mov exit_program: call push	esi,offset good_exit_msg putput_string . 0	Вывести строку. Код выхода.
Консольные приложения
419
call	ExitProcess	Конец программы.
; Выходы после ошибок.		
error_exit1:		
mov	esi,offset error1_message	
jmp	short. exit_program	
error_exit2:		
mov	esi,offset error2_message	
jmp	short exit_program	4 •	
; Процедрура	output_string.	ч.
; Выводит на	экран строку.	
; Вход: esi	адрес строки.	
;	ebx	- идентификатор stdout или другого консольного буфера.	
output.string	proc near '	
; Определить длину строки.		
cld		
xor	еах,еах	
mov	edi,esi	
repne scasb		
dec	edi	
sub	edi,esi	
; Послать ее	на консоль.	
push	0	
push	offset message-1	Сколько байтов выведено на консоль.
push	edi	Сколько байтов надо вывести на консоль.
push	esi	Адрес строки для вывода на консоль.
push	ebx	Идентификатор буфера вывода.
call	WriteConsole	WriteConsole (hConsoleOutput,IpvBuffе г, cchToWrite, IpcchWritten', IpvReserved)
ret		
output_string	endp	
ehd _start
В файл kemel32.inc надо добавить между ifdef _TASM_ и else строки:
	extrn	GetStdHandle:near
	• extrn	WriteConsoleA:near
WriteConsole	equ	WriteConsoleA
и между else и endif:		
	extrn		imp	GetStdHandle®4
	extrn	_imp—WriteConsoleA920
GetStdHandle	equ	__imp__GetStdHandle@4
WriteConsole	equ	__imp__WriteConsoleA@20
Кроме того, надо создать файл mpr.inc:
; mpr.inc
; Включаемый файл с определениями функций из mpr.dll.
ifdef _TASN_
includelib import32.1ib
; Имена используемых функций,
extrn WNetGetUserA:near
extrn WNetOpenEnumA:near
420 i
|| Программирование для Windows 95/NT
extrn WNetEnumResourceA:near
extrn	WNetCloseEnum:near
; Присваивания для облегчения читаемости кода.
WNetGetUser	equ	WNetGetUserA
WNetOpenEnum	_	equ	WNetOpenEnumA
WNetEnumResource	equ	WNetEnumReso'urceA
else
includelib mpr.lib
Истинные имена используемых функций.
	extrn	__imp__WNetGetUserA@12:dword
	extrn	__imp__WNetOpenEnumA@2O:dword
	extrn	—imP—WNet EnumResou rceA@16: dwo rd
	extrn	__imp__WNetCloseEnum@4:dword
; Присваивания Для облегчения читаемости кода.		
WNetGetUser	equ	__imp__WNetGetUse rA@12
WNetOpenEnum	equ	__imp__WNetOpenEnumA@20
WNetEnumResource	equ	__imp__WNetEnumResourceA@16
WNetCloseEnum	equ		imp	WNetCloseEnum@4
endif		
Еще потребуется файл def32.inc, куда мы поместим определения констант
и структур из разных включаемых файлов для языка С. Существует утилита h2inc,
преобразующая эти файлы целиком, но нас интересует собственный включаемый '
файл, в который будем добавлять новые определения по мере надобности.
def32.inc
Файл с определениями констант и типов для примеров программ под
Win32.
Из winbase.h.
STD_OUTPUT_HANDLE	equ	! -11
; Из winerror.h.		
NO.ERROR	equ	0
ERROR_NO_MORE_ITEMS	equ	259
; Из winnetwk.h.		
RESOURCEUSAGE_CONNECTABLE equ		1
RESOURCETYPE.ANY	equ	0
RESOURCE-CONNECTED	equ	1
NTRESOURCE st rue		
dwScope,	dd	?
dwType	dd	?
dwDisplayType	dd	?
dwUs,age	dd	?
IpLocalName	dd	?
IpRemoteName	dd	?
IpComment	dd	?
IpProvider	dd	?
NTRESOURCE ends
Этот пример, разумеется, можно было построить эффективнее, выделив боль-
шой буфер для WNetEnumResource, например при помощи Local Alloc или
Графические приложения
GlobalAlloc (в Win32 это одно и то же), а потом, прочитав информацию обо всех
ресурсах, хранящихся в нем, пришлось бы следить за тем, кончились они или нет,
и вызывать WNetEnumResource еще раз.
7.3.	Графические приложения
7.3.1.	Окно типа MessageBox
Для того чтобы вывести на экран любое окно, программа обычно должна сна-
чала описать его внешний вид и все свойства, то есть то, что называется классом
окна. О том, как это сделать, - немного позже, а для начала выведем одно из окон
с предопределенным классом * окно типа MessageBox. MessageBox - это малень-
кое окно с указанным текстовым сообщением и одной или несколькими кнопка-
ми. В нашем примере Сообщением будет традиционное НеНо world!
; winhello, asm
; Графическое и1п32-приложение.
; Выводит окно +ипа messagebox с текстом "Hello world!”,
include def32.inc
include kernel32.inc
include user32.inc
.386 .model	flat		
.const ; Заголовок окна. hello_title	db "First Win32 GUI ; Сообщение. hellojnessage	db "Hello world! ",0 . code _start: push	MB_ICONINFORMATION push	offset hello.title		program”,0 ; Силь окна. ; Адрес строки с заголовком.	
push	offset hellojnessage	; Адрес строки с сообщением. :	
push call push call end	_start	0 MessageBox O' ExitProcess	; Идентификатор предка. ; Код выхода. ; Завершение программы.	
Естественно, нам потребуются новые добавления к включаемым файлам:
добавить к файлу def32.inc строку
; Из winuser.h.
MB.ICONINFORMATION equ 40h
и создать новый файл, user32.inc, куда будут входить определения функций из
user32.dll - библиотеки, где расположены Все основные функции, отвечающие за
оконный интерфейс:
422
|| Программирование для Windows 95/NT
; user32.inc
; Включаемый файл с определениями функций из user32.dll.
ifdef _TASM_
includelib import32.1ib
; Имена используемых функций,
extrn MessageBoxA:near
; Присваивания. '
MessageBox equ MessageBoxA
else
includelib	user32.1ib
; Истинные имена используемых функций.
extrn	__imp__MessageBoxA@16: dword
; Присваивания для облегчения читаемости кода.
MessageBox equ __imp__MessageBoxA@16
endif
Теперь можно скомпилировать эту программу аналогично тому, как мы компи-
лировали winurkasm, и запустить - на экране появится маленькое окно с нашим
сообщением, которое пропадет после нажатия кнопки ОК. Если скомпилировать
winhello.asm как консольное приложение, ничего не изменится, но текстовое окно
с именем программы будет открыто до тех пор, пока не закроется окно с нашим
сообщением.
7.3.2.	Окна
Теперь, когда мы знаем, как просто выводится окно с предопределенным клас-
сом, возьмемся за создание собственного окна - процедуры, на которой будут
базироваться все последующие примеры, и познакомимся с понятием сообщения.
В DOS основным средством передачи управления программам в различных ситу-
ациях служат прерывания. В Windows прерывания используются для системных
нужд, а для приложений существует аналогичный механизм - механизм событий.
Так, нажатие клавиши на клавиатуре, если эта клавиша не используется Windows,
генерирует сообщение WM KEYDOWN или WMKEYUP, которое можно пере-
хватить, добавив в цепь обработчиков события собственное при помощи
SetWindowHookEx. Затем события преобразуются в сообщения, которые рассы-
лаются функциям - обработчикам сообщений - и которые можно прочитать из
основной программы при помощи вызовов GetMessage и PeekMessage.
Для начала нам потребуется только обработка сообщения закрытия окна
(WM_DESTROY и WM_QUIT), по которому программа будет завершаться.
; window.asm
; Графическое «1п32-приложение, демонстрирующее базовый вывод Окна;
include def32.inc
include kernel32.inc	:
include user32.inc
.386
.model, flat
• data
Графические приложения
423
class_name	db	"window class 1”,0
window.name	db	"Win32 assembly example",0
; Структура, описывающая класс окна.
wc WNDCLASSEX <4*12,CS_HREDRAW or CS.VREDRAW,offset win_proc,0,0,?,?,?,\
C0L0R_WIND0W+1,0,offset class_name,O>
; Здесь находятся следующие поля:
; wc.cbSize = 4*12 - размер этой структуры
; wc.style - стиль окна (перерисовывать при изменении размера)
; wc.lpfnWndProc - обработчик событий окна (win_proc)
; wc.cbClsExtra *- число дополнительных байтов после структуры (0)
; wc.cbWndExtra - число дополнительных байтов после окна (0)
; wc.hlpstance - идентификатор нашего процесса (?)
; wc.hlcon - идентификатор иконки (?)
; wc.hCursor - идентификатор курббра (?)
; wc.hbrBackground - идентификатор кисти или цвет фона + 1 (COLOR.WINDOW+1)
; wc.lpszMenuName - ресурс с основным меню (в этом примере - 0)
; wc.lpszClassName - имя класса (строка class_name>
; wc.hlconSm - идентификатор маленькой иконки (только в Windows 95,
; для NT должен быть 0).
.data?
msg. MSG <?,?,?,?,?,?> ;V'A это - структура, в которую возвращается
; сообщение после GetMessage.
. code
.start:
xor	ebx, ebx	;	В	EBX	будет	0	для	команд push 0.
; Определить идентификатор нашей программы
push	ebx
call	UetModuleHandle
mov	esi.eax	;	и	сохранить	его	в	ESI.
; Заполнить и зарегистрировать класс.
mov dword ptr wc.hlnstance.eax ; Идентификатор предка.
; Выбрать иконку.
push	IDI.APPLICATION ;	Стандартная иконка приложения.
push	ebx	;	Идентификатор модуля с иконкой.
call ' mov	Loadicon wc.hlcon,eax	;	Идентификатор иконки для нашего класса.
Выбрать форму push	курсора. IDC.ARROW	;	Стандартная стрелка. '
push	ebx	;	Идентификатор модуля с курсором.
call	LoadCursor	
mov	wc.hCursor,eax ;	Идентификатор курсора для нашего класса.
push call	offset wc RegisterClassEx ;	Зарегистрировать класс.
Создать окно, mov	ecx,CW_USEDEFAULT;	push есх короче push N в пять раз.
push	ebx	;	Адрес структуры CREATESTRUCT (здесь NULL).
push	esi	;	Идентификатор процесса, который будет получать.
push	.	z ; ebx	;	сообщения от окна (то есть наш). Идентификатор меню или окна-потомка.
|424	'	—Г Программирование для Windows 95/NT	
push	ebx	Идентификатор окна-предка.
push	ecx	Высота (CW_USEDEFAULT - по умолчанию).
push	ecx	Ширина (по умолчанию).
push	ecx	Y-координаТа (по умолчанию).	,
push	ecx	Х-координата (по умолчанию).
push	WS_OVERLAPPEDWINDOW	; Стиль окна.	J	
push	offset window_name	; Заголовок окна.	Я	
push	offset class_name; Любой зарегистрированный класс.	Я	
push	ebx	Дополнительный стиль.	- Я
call	CreateWindowEx	Создать окно (еах - идентификатор окна).
' push	еах	Идентификатор для UpdateWindow.	3
push	SW.SHOWNORMAL	Тип показа для для ShowWindow. .	|
push	еах	Идентификатор для ShowWindow.		Д
; Больше идентификатор окна нам не		потребуется.	1
call	ShowWindow	Показать окно	]
call	UpdateWindow	и послать ему сообщение WM.PAINT,	1
; Основной цикл	- проверка сообщений от окна и выход по WM_QUIT.	Я	
mov	edi,offset msg_ ;	push edi короче push N в 5 раз.	Я
message_loop:		
push	ebx	Последнее сообщение.	.3
push	. ebx	Первое сообщение.	 1
push	ebx	Идентификатор окна (0 - любое наше окно).	Я
push	edi	Адрес структуры MSG.	'3
call	GetMessage	Получить сообщение от окна с ожиданием -
		не забывайте использовать PeekMessage, .
		если нужно в этом цикле что-то выполнять.
test	eax,eax	Если получено WM_OUIT,
jz	exit_msg_loop	выйти.
push	edi	Иначе - преобразовать сообщения типа
call	TranslateMessage	WM_KEYUP в сообщения типа WM_CHAR
push	edi	
call	DispatchMessage	и послать их процедуре окна (иначе его просто
		нельзя будет закрыть).
jmp	short message_loop	; Продолжить цикл.	
exit_msg_loop:		
; Выход из программы.		
push	ebx	
call	ExitProcess	
; Процедура win	_proc.	
; Вызывается окном каждый раз, когда оно получает какое-нибудь сообщение.		
; Именно здесь	будет происходить вся работа программы.	
; Процедура не	должна изменять регистры EBP,EDI, ESI и ЕВХ!.	
win_proc	proc
; Так как мы получаем параметры в стеке, построить стековый кадр,
push	ebp
mov	ebp.esp
;	Процедура	типа WindowProc вызывается со следующими параметрами:
Графические приложения
wp.hWnd	equ	dword	ptr	[ebp+08h];	идентификатор окна,
wp_uMsg	equ	dword	ptr	[ebp+OCh];	номер сообщения,
wp_wParam	equ	dword	ptr	[ebp+1Oh];	первый параметр,
wp_lParam	equ	dword	ptr	[ebp+14h};	второй параметр.
Если мы получили сообщение WM_DESTROY (оно означает, что окно уже удалили
с экрана, нажав Alt-F4 или кнопку в верхнем правом углу),
то отправим основной программе сообщение WM_QUIT.
'стр	wp.uMsg,WM_DESTROY	
jne	not_wm_destroy	
pUsh	0	; Код выхода.
call	PostOuitMessage	/ Послать WM_QUIT
jmp	short end_wm_check	; и выйти из процедуры
not_wm_destroy:
; Если мы получили другое .сообщение - вызвать его обработчик по умолчанию.
leave	,	; Восстановить ebp
jmp	DefWindowProc	; и вызвать DefWindowProc с нашими параметрами
; и адресом возврата в стеке.
end_wm_check:
leave	; восстановить ebp
ret 16	; и вернуться самим, очистив стек от параметров.
win.proc endp
end _start
Необходимые добавления в файл def32.inc:
; Из wlnuser.fi.
IDI.APPLICATION	equ	32512
WM.DESTROY	equ	2
CS.HREDRAW	equ	2
CS.VREDRAW	 equ	1
CW_USEDEFAULT	equ	80000000h
WS_OVERLAPPEDWINDOW	equ	OCFOOOOh
IDC-ARROW	equ	32512
SW_SHOWNORMAL	equ	1
COLOR.WINDOW	equ	5
WNDCLASSEX	, st rue	
cbSize	dd	?
style	dd	?
IpfnWndProc	dd 	?
cbClsExtra	dd	?
cbWndExtra	dd	?
hlnstance	dd	?
hlcon	dd	?
hCursor	dd	?
hbrBackground	dd	?*
IpszMenuName	dd	?
IpszClassName	dd	?
hlconSm	dd	?
WNDCLASSEX	ends	
MSG	struc	
hwnd	dd	? %
message wParam IParam time ' Pt MSG	MUI Программирование для Windows 95/NT dd	?	" dd	? dd	? dd	?	- dd	? , ends
Добавления в файл user32.inc:
между ifdef _TASM_ и else:		
	extrn	DispatchMessageA:near
	extrn	T ranslateMessage:пёа r
	extrn	GetMessageA:near
	extrn	LoadIconA:near
	extrn	UpdateWindow:near
	extrn	ShowWindow:near
	extrn	CreateWindowExA:near
	extrn	DefWindowProcA:near
	extrn	PostOuitMessage:near
	extrn	RegisterClassExA:near
	extrn	LoadCursorA:near
DispatchMessage	equ	DispatchMessageA
GetMessage	equ	GetMessageA
Loadicon-	equ	LoadlconA
CreateWindowEx	equ	CreateWindowExA
DefWindowProc	equ ’	DefWindowProcA
RegisterClassEx	equ	RegisterClassExA
LoadCursor	equ	LoadCursorA
и между else и endif:	extrn		imp__DispatchMessageA@4:dword
	extrn	__imp__T ranslateMessage@4:dwo rd
	extrn	__imp__GetMessageA@16:dword
	extrn	__imp__Load!conA@8:dword
	extrn	__imp	UpdateWindowW: dwo rd
	extrn	__imp__ShowWindow@8:dwo rd
	extrn	__imp	CreateWindowExA@48:dword
	extrn	__imp__DefWindowProcA@16:dword
	extrn	2_imp__Post0uitMessage@4:dwo rd
	extrn	__imp__RegisterClassExA@4:dword
	extrn	__imp__LoadCu rso r A@8:dwo rd
DispatchMessage	equ	^_imp__DispatchMessageA@4
TranslateMessage	equ	__imp	T ranslateMessage@4
GetMessage	equ	__imp__GetMessageA@16
Loadicon equ	__imp_	_LoadIconA®8
UpdateWindow	equ	__imp__UpdateWi’ndow@4
ShowWindow	equ	__imp__ShowWindow@8
CreateWindowEx	equ	__imp__CreateWindowExA@48
DefWindowProc	equ	__imp__DefWindowP rocA@16
PostOuitMessage	equ	__imp	PostQuitMessage@4
RegisterClassEx	equ	__imp__RegisterClassExA@4
LoadCursor	equ	__imp__Load£ursorA@8
Графические приложения
42»
и в файл kemel32.inc между ifdef _TASM_ и else:
GetModuleHandleA:nea r
GetModuleHandleA
extern
GetModuleHandle	equ
и между else и endif:
extrn
equ
_imp„GetModuleHandleA94:dword
__imp__GetModuleHandjleA@4
GetModuleHandle
В начале раздела говорилось, что программировать под Windows просто, а в то
же время текс? обычной программы вывода пустого окна на экран уже занимает
больше места, чем, например, текст программы проигрывания wav-файла из раз-
дела 5.10.8. Где же обещанная простота? Так вот, оказывается, что, написав
windov/asm, мы уже создали значительную часть всех последующих программ,
d когда мы дополним этот текст полноценным диалогом, обнаружится, что боль-
ше не нужно писать все эти громоздкие конструкции, достаточно лишь копиро-
вать отдельные участки текста.
7.3.3.	Меню
Меню - один из краеугольных камней идеологии Windows. Похожие друг на
друга меню разрешают пользоваться абсолютно незнакомыми программами, не чи-
тая инструкций, и узнавать об их возможностях путем просмотра содержания раз-
личных пунктов меню. Попробуем добавить меню и в нашу программу window.asm.
Первое, что нам нужно получить, - это само меню. Его, так же как и иконки,
диалоги и другая информация (вплоть до версии программы), записывают в фай-
лы ресурсов. Файл ресурсов имеет расширение *.RC для текстового файла или
*.RES для бинарного файла, созданного специальным компилятором ресурсов
(RC, BRCC32 или WRC). И те, и другие файлы ресурсов можно редактировать
особыми программами, входящими в дистрибутивы C/C++, или с помощью,дру-
гих средств разработки для Windows, но мы не будем создавать слишком сложное
меню и напишем RC-файл вручную, например так:
// winntenu.rc
Ц Файл ресурсов для программы winmenu.asm.
«define ZZZ.TEST 1
«define ZZZ.OPEN 2	'	'
«define ZZZ.SAVE 3
«define ZZZ.EXIT 4
ZZZ.Menu MENU {
POPUP "&File" { •
MENUITEM "SOpen ", ZZZ.OPEN
MENUITEM "&Save”, ZZZ.SAVE /
MENUITEM SEPARATOR.
MENUITEM "E&xit",ZZZ EXIT
}
MENUITEM "&Edit",ZZZ.TEST
} ’
Чтобы добавить этот файл в программу, его надо скомпилировать и указать
имя’.RES-файла для компоновщика:
428 j
№
Программирование для Windows 95/NT
MASM:	.
ml /с /coff/Ср winmenu.asm
re /r winmenu, rc
link.winmenu.obj winmenu.res /subsystem:windows
TASM:
tasm /x /m /ml /D.TASM. winmenu, asm
brcc32 winmenu.res
tlink32 /Тре /аа /с winmenu.obj,,,,.winmenu.res
WASM:
wasm winmenu.asm
wre /r /bt=nt winmenu, rc	'
wlink file winmenu.obj res winmenu.res form windows nt op c	<
А теперь сам текст программы. Чтобы показать, как мало требуется внести
изменений в программу window.asm, комментарии для всех строк, перенесенных
оттуда без поправок, заменены символом *.
; winmenu.asm ; Графическое ; Звездочками	и!п32-приложение, демонстрирующее работу с меню, отмечены строки, скопированные из файла window.asm.		з
ZZZ.TEST ZZZ.OPEN ZZZ.SAVE ZZZ.EXIT	equ equ. equ equ	0	; Сообщения от нашего меню 1	; должны совпадать с определениями из winmenu. гс. 2	; Кроме того, в нашем примере их номера важны, 3	; потому что они используются как индексы для ; таблицы переходов к обработчикам.	г
include	def32.inc	;* include	kernel32.inc	;* include	user32.inc	; *	. ~ .386	, .model flat .data	;* class_name	db	"window class 1",0	;* window_name	db	"Win32 assembly example",0 ;* menu_name	db	"ZZZ_Menu",0	; Имя меню в файле ресурсов, test.msg	db	"You	selected	menu	item	TEST",0	;	Строки	для openjnsg	db	"You	selected	menu	item	0PEN",0	;	демонстрации	работы save_msg	db	"You	selected	menu	item	SAVE",0	;	меню, wc	WNDCLASSEX <4*12,CS.HREDRAW or CS.VREDRAW,offset win.proc,0,0,?,?,?,\ C0L0R_WIND0W+1,0,offset class.name,0> ;* .data?	;* msg. MSG	v?, ?,?,?,?, ?>	;* .code	; * .start:	; * xor	ebx,ebx	;* push	ebx	;* call	GetModuleHandle	;* mov	esi.eax	;* mov	dword ptr wc.hlnstance,eax ;*			1 i * j S
Графимескиелриложения
push	IDI.APPLICATION	*
push	ebx	*
call	Loadicon	*
mov	wc.hlcon,eax	*
push	IDC_ARROW	*
push	ebx	*
call	LoadCursor	*
mov	wc.hCursor.dax	*
push	offset wc	*
call	RegisterClassEx	*
push	offset -menujiame	Имя меню.	,
push	esi	Наш идентификатор.
call	LoadMenu	Загрузить меню из ресурсов.
mov	ecx.CW.USEDEFAULT	*
push	ebx	*
push	esi	*
push	eax	Идентификатор меню или окна-потомка
push	ebx	★ '.
push	ecx	★	1
push	ecx	♦
push	ecx	* .
push	ecx	
push	WSJWERLAPPEDWINDOW	*
push	offset window_name	*
push	offset class_name	★
push	ebx	
call	CreateWindowEx	*
push	eax	*
push	SW.SHOWNORMAL	*
push	eax	*
call	ShowWindow	*
call	UpdateWindow	*
mov	edi,offset msg_	*
message_loop:		★
push	ebx	*
push	ebx	*
push	ebx	*
push	edi	*
call 	GetMessage	*
test	eax,eax	,	* '
jz	exit_msg_loop	/	*
push	edi	
call	T ranslateMessage	*
push	edi	*
call	OispatchMessage	*
jmp	short message_loop	*
exit_msg_loop:		*
push	ebx	*
call	ExitProcess	* .
.£3QJ АП i ПН
Программирование для Windows 95/NT ;
; Процедура win_proc.			
; Вызывается окном каждый раз, когда оно		получает какое-нибудь сообщение.	
; Именно здесь	будет происходить вся работа программы.		
; Процедура не	должна изменять регистры EBP,EDI,ESI и ЕВХ!		
win.proc	ргос		♦
push	ebp		*.
mov	ebp.esp		*
	wp.hWnd equ dword ptr tebp+O8h]		*
	wp_uMsg equ dword ptr [ebp+OCh]		*
	wp.wParam equ dword ptr	[ebp+10h]	*
	wp_lParam equ dword ptr	[ebp+14h]	*
cmp	wp_uMsg,WM.DESTROY		★
jne	not_wm_destroy		*
push	0		*
call	PostOuitMessage		*
jmp	short end_wm_check		*
not.wm.destroy:			*
cmp	wp.uMsg,WM.COMMAND	; Если мы получили WM.COMMAND -	
jne	not_wm_command	; это от нашего меню	
mov	eax,wp_wParam	; и в wParam лежит наше подсообщение	
jmp	dword ptr menu_handlers[eax*4] ; Косвенный		переход
; (в 32-битном режиме можно осуществлять переход по любому регистру).			
i
1
menu.handlers dd offset menu.test,offset menu.open
dd offset menu.save,offset menu_exit
; Обработчики событий test, open и save выводят MessageBox.
; Обработчик exit выходит из программы.
menu_test:
mov	eax,offset test.msg	; Сообщение для MessageBox.
jmp	short show.msg	
menu.open:		
,	mov	eax,offset open.msg	; Сообщение для MessageBox.
jmp	short show.msg	
menu.save:		
mov	eax,offset save.msg	; Сообщение для MessageBox.
show.msg:		
push	MB.OK	; Стиль для MessageBox.
push	offset menu.name	; Заголовок.
push	eax	; Сообщение.
push	wp.hWnd	; Идентификатор окна-предка.
call	MessageBox	; Вызов функции.
jmp	short end.wm.check	' ; Выход из win.proc.
menu.exit:		; Если выбрали пункт EXIT,
push	wp.hWnd	
call '	DestroyWindow	; уничтожить наше окно.
end.wm.check:		
leave		
xor	eax,eax	;	Вернуть 0 как результат работы процедуры
ret	16	• *
Графические приложения	11МВВЩМВМЕШ
not.wm.command:	; not.wm.command, чтобы избавиться от лишнего jmp.
leave	: *
, jmp	DefWindowProc	;	*
win.proc	endp	;	*
' end	.start	;	*
Итак, из 120 строк программы новыми оказались всего 36, а сама программа,
с точки зрения пользователя, стала намного сложнее. Таким образом выглядит
программирование под Windows на ассемблере - берется одна написанная раз
и навсегда шаблонная программа, модифицируются ресурсы и пишутся обработ-
чики для различных событий меню и диалогов. Фактически все программирова-
ние оказывается сосредоточенным именно в этих процедурах-обработчиках.
Добавления к включаемым файлам в этом примере тоже оказываются незна-
чительными по сравнению с windowasm.
В user32.inc между ifdef _TASM_ и else:
	extrn extrn	LoadMenuA:near DestroyWindow:near
LoadMenu	equ	LoadMenuA
и между else и endif:		
	extrn		imp__LoadMenuA@8:dword
	extrn	__irap__DestroyWindow@4:dword	J.
LoadMenu	equ	__imp__LoadMenuA©8
DestroyWindow	equ		imp	DestroyWindow@8
и в def32.inc:		
; Из winuser.h.		
WM.COMMAND	equ	111h
MB.OK	equ	0
7.3.4.	Диалоги
Графические программы для Windows почти никогда не ограничиваются од-
ним меню, потому что оно не позволяет ввести реальную информацию - только
выбрать какой-либо пункт из предложенных. Конечно, в цикле после GetMessage
или PeekMessage можно обрабатывать события передвижения мыши и нажатия
клавиш, и так делают в интерактивных программах, например в играх, но если
требуется ввести текст и в дальнейшем его редактировать, выбрать файл на диске
и т. п., то основным средством ввода информации в программах для Windows ока-
зываются диалоги.
Диалог описывается, так же как и меню, в файле ресурсов, но если меню легко
написать вручную, то ради диалогов, скорее всего, придется пользоваться каким-
нибудь редактором, идущим в комплекте с вашим любимым компилятором, при
условии, конечно, что вы не знаете в точности, по каким координатам располага-
ется каждый контрол (активный элемент диалога).
// windig..гс	.
// Файл ресурсов, описывающий диалог, который используется в программе windig.asm.
// Все следующие определения можно заменить на «include <winuseг.h>, если он есть.
432
[| Программирование для Windows 95/NT;
// Стили для диалогов.	
«define DS.CENTER	0X0800L
«define DS.MODALFRAME	0x80L
«define DS_3DL00K	0x0004L
// Стили для окон.	
«define WS.MINIMIZEBOX	0x00020000L
«define WS_SYSMENU	0x00080000L
«define WS.VISIBLE	OxIOOOOOOOL
«define WS.OVERLAPPED	OxOOOOOOOOL
«define WS.CAPTION	OxCOOOOOL
// Стили для редактора.	
«define ES.AUTOHSCROLL	0x80L
«define ES.LEFT	0
«define ZDLG.MENU7	
// Идентификаторы контролов диалога.	
«define IDC.EDIT	0
«define IDC.BUTTON	1
«define IDC.EXIT	2
// Идентификаторы пунктов	меню.
«define IDM.GETTEXT	10
«define IDM.CLEAS11	
«define IDM.EXIT	12
ZZZ_Dialog DIALOG 10,10,205,30	// x, у, ширина, высота.
STYLE DS_CENTER | DS.MODALFRAME | DS_3DLOOK | WS_CAPTION | WS_MINIMIZEBOX |
WS.SYSMENU | WS.VISIBLE | WS_OVERLAPPED
CAPTION	"Win32	assembly dialog	example"	//	Заголовок.
MENU ZDLG.MENU	//	Меню.
BEGIN	//	Начало	списка контролов.
EDITTEXT	IDC.EDIT,15,7,111,13,ES.AUTOHSCROLL | ES.LEFT
PUSHBUTTON	"E&xit",IDC.EXIT,141,8,52,13
END
ZDLG.MENU MENU	// Меню.
BEGIN
. POPUP "Test"
BEGIN
MENUITEM "Get. Text",IDM.GETTEXT
MENUITEM "Clear Text",IDM.CLEAR
MENUITEM SEPARATOR
MENUITEM "E&xit",IDM.EXIT
END
END
На простом примере покажем, как можно применять диалог, даже не регист-
рируя нового класса. Для этого надо создать диалог командой CreateDialog или
одним из ее вариантов, не конфигурируя никакого окна-предка. Все сообщения
от диалога и окон, которые он создает, будут посылаться в процедуру-обработчик
типа DialogProc, аналогичную WindowProc.
Графические Приложения
; windig-asm
; Графическое и1п32-приложение, демонстрирующее работу с диалогом:
; Идентификаторы контролов (элементов диалога).
IDC.EDlt	equ	О
IDC_BUTTON	equ	1
IDC.EXIT	equ	2
; Идентификаторы элементов меню.
IDM.GETTEXT	equ	10
IDM_CLEAR	equ	11
IDM.EXIT	equ	12
include def32.inc			
include include	kernel32.inc user32. inc		
.386 .model flat .data dialog_name	db .data? buffer	db . code _start: xor	ebx,ebx		"ZZZ_Dialog",0 512 dup(?)	; Имя диалога в ресурсах. ; Буфер для введенного текста. ; В ЕВХ будет 0 для команд push' 0 ; (короче' в 2 раза).
; Определить идентификатор нашей программы,
push	ebx
call	GetModuleHandle
; Запустить диалог.
push ebx ; Значение, которое перейдет как параметр WM_INITBIALOG.
push offset,dialog_proc ; Адрес процедуры типа DialogProc.
push	ebx	; Идентификатор окна-предка (0 - ничей диалог).
push offset dialog_name ; Адрес имени диалога в ресурсах.
push	еах	; Идентификатор программы, в ресурсах которой „
; находится диалог (наш идентификатор в ЕАХ).
call	DialogBoxParam
; Выход из программы.
push	ebx
call	ExitProcess
; Процедура dialog_proc.	-	-
; Вызывается диалогом каждый раз, когда в нем что-нибудь происходит.	।
; Именно здесь будет происходить вся работа программы.
; Процедура не должна изменять регистры EBP, EDI,ESI и ЕВХ!
• ' ' /.  ' '
dialog_pfoc ' proc near
; Так как мы- получаем параметры в стеке, построим стековый кадр.
push	ebp
mov	ebp.esp
Программирование для Windows 95/NT
Процедура типа DialogProc вызывается со следующими параметрами:
dp_hWnd equ dword ptr [ebp+O8h]		; идентификатор диалога,
dp.uMsg	equ dword ptr [ebp+OCh]	; номер сообщения,
dp.wParam equ dword ptr [ebp+10h]		; первый параметр,
dp_lParam equ dword* ptr [ebp+14h]		; второй параметр.
mov	ecx,dp_hWnd	; ЕСХ будет хранить идентификатор диалога,
mov	eax,dp_uMsg	;	; а ЕАХ - номер сообщения.
crop	eax,WM_INITDIALOG	; Если мы получили WM_INITDIALOG,
jne	not.initdialog	
push 	IDC.EDIT	
push	dp_hWnd	
call	GetDlgltem	;	определить идентификатор
push	eax	.	;	; окна редактирования текста .
call	SetFocus	;	и передать ему фокус.
not.lnit'dialog: emp	eax,WM_CLOSE	;	Если мы получили WM_CL0SE,
jne	not_close	
push	0	
push	ecx	
call	EndDialog	;	закрыть диалог.
not_close: emp	•eax,WM_COMMAND	;	Если мы получили WM_COMMAND,
jne	nqt_command	
mov	eax,dp_wParam	;	ЕАХ = wParam (номер сообщения).
emp	dp_lParam,0	;	Если Iparam ноль - сообщение от меню.
jne	lParam_not_0	
emp	ax,IOM_GETTEXT	;	Если это пункт меню Get Text.
jne	not_gettext	
push	512	'	Размер буфера.
push	offset buffer	;	Адрес буфера. .
push	IDC_EDIT	;	Номер контрола редактирования.
push	ecx	Считать текст в буфер
call	GetDlgltemText	;	
x push	MB_OK	
push	offset dialog_name	
push	offset buffer	
push	dp_hWnd	
call	MessageBox	;	и показать его в MessageBox.
not_gettext: emp	eax, IDM_CLEAR	;	Если это пункт меню Clear:
jne	not_clear	
push	0	;	NULL.
push	IDC.EDIT	;	Номер контрола.
push	ecx	
call	SetDlgltemText	;	Установить новый текст.
not_clear':		1 '
emp	eax,IDM_EXIT	;	Если это пункт меню • fecit?
jne	not_exit	
push	0	;	код возврата.

Графическтлриложения	111ВШШННМКШ
f
push call	ecx EndDialog	: Идентификатор диалога. ; Закрыть диалог.
lParam_not_0:		; IParam не ноль - сообщение, от контрола.
cmp	eax,IDC.EXIT	; Если сообщение от кнопки Exit.
jne	not.exit'	
shr	eax,16	
cmp	eax.BN.CLICKED	; Если ее нажали:
push	0	; код возврата.
push	ecx	; Идентификатор диалога.
call	EndDialog	; Закрыть диалог.
not.exit:		
xor	eax,eax	; После обработки команды
inc	eax	; DialogProc должен возвращать TRUE (еах = 1).
leave		
ret	16 .	; Конец процедуры.
not_command:		; Сюда передается управление, если мы получили .; какое-то незнакомое сообщение.
xor	eax,eax	; Код возврата FALSE (еах =0).,
leave		
ret	16	; Конец процедуры.
dialog_proc	endp
end	_start
Добавления в наш user32.inc.
Между ifdef _TASM_ и else:
extrn		DialogBoxPa ramA:nea r
	extrn	GetDlgItem:near
	extrn	SetFocus:near
	extrn	GetOlglteraTextA:near
	extrn	SetDlgltemTextA:near
	extrn	EndDialog.near
DialogBoxParam	equ	DialogBoxParamA
GetDlgltemText	equ	GetDlgltemTextA
SetDlgltemText	equ	SetDlgltemTextA
Между else и endif:
extrn			imp_DialogBoxParamA@20:dword
	extrn	..imp	GetDlgItem@8:dwo rd
/	extrn		imp	Set Focus@4: dwo rd
	extrn	„imp_GetDlgItemTextA©16: dword
	extrn	..imp—SetDlgltemText A»12: dwo rd
	extrn	„imp	EndDialog@8: dwp rd
DialogBoxParam	equ	_imp„0ialog8oxParamA@20
GetDlgltem	equ	__imp_GetDlgItem©8
SetFocus	equ	_imp_SetFocus©4
GetDlgltemText	equ	_imp__GetDlgItemTextA@16
SetDlgltemText	equ	„imp__SetpigItemText №12
EndDialog	equ		imp__EndDialog@8
Добавления к файлу def32.inc:
; Ha winuser.h.		
WM.INITDIALOG	equ	110h
436 .
i| Программирование для Windows 95/МТ
WM_CLOSE	equ	10h
BN.CLICKED	 equ	О
7.3.5.	Полноценное приложение
Теперь, когда мы знаем, как строятся программы с меню и диалогами, попро-
буем написать настоящее полноценное приложение, включающее в себя все то, что
требуется От программы, - меню, диалоги, комбинации клавиш для быстрого до-
ступа к элементам меню и т. д. В качестве примера создадим простой текстовый
редактор, аналогичный Notepad. В этом примере увидим, как получить параметры
из командной строки, прочитать и записать файл, выделить и освободить память.
// winpad95.rc // Файл ресурсов для	программы winpad95.asm.	
// Идентификаторы сообщений от пунктов меню. «define IDM.NEW	OxIOOL «define IDM_OPEN	0x1011	\ «define IDM_SAVE'	Ox102L «define IDM_SAVEAS	Ox1O3L «define IDM_EXlT	0x104L «define IDM_ABOUT	0x105L «define IDM_UNDO .	Ox106L «define IDM_CUT	0x107L	. «define IDM_COPY	0x108L «define IDM_PASTE	0x109L «define IDM_CLEAR	OxIOAL «define IDM_SETSEL	OxIOBL		
// Идентификаторы основных ресурсов. «define	ID_MENU	0x700L «define	ID_ACCEL	0x701L «define	ID_ABOUT	0x702L		
// Если есть иконка - можно раскомментировать эти две строки:
// «define ID_ICON 0x703L
И ID_ICON ICON "winpad95.ico"
// Основное меню.
ID.MENU MENU DISCARDABLE {
POPUP "&File" {
MENUITEM "&New\tCtrl+N",• IOM_NEW
MENUITEM ”&0pen..,\tCtrl+O",IDM.OPEN
MENUITEM "&Save\tCtrl+S", IDM_SAVE
MENUITEM "Save &As...\tCtrl+Shift+S", IDM_SAVEAS
MENUITEM SEPARATOR
MENUITEM "E&xit\tCtrl+O",IDM.EXIT
} .
POPUP "&Edit" {
MENUITEM "&Undo\tCtrl-Z", IDM.UNDO
MENUITEM SEPARATOR
Графические приложения
MENUITEM "Cu&t\tCtrl-X", IDM.CUT
MENUITEM "&Copy\tCtrl-C", IDM.COPY
MENUITEM "&Paste\tCtrl-V", IDM.PASTE
MENUITEM "&Oelete\tDel", IDM.CLEAR
MENUITEM SEPARATOR
MENUITEM "Select 4All\tCtrl-A”, IDM.SETSEL
}
POPUP -«.Help- {
MENUITEM "About", IDM.ABOUT
// Комбинации клавиш.
ID.ACCEL ACCELERATORS DISCARDABLE {
"N", IDM.NEW, CONTROL, VIRTKEY
"0”, IDM.OPEN, CONTROL, VIRTKEY
"S", IDM.SAVE, CONTROL, VIRTKEY
"S', IDM.SAVEAS, CONTROL, SHIFT, VIRTKEY
"0", IDM.EXIT, CONTROL, VIRTKEY
"Z", IDM.UNDO, CONTROL, VIRTKEY
"A", IDM.SETSEL, CONTROL, VIRTKEY
И Все эти определения можно заменить «include	
«define DS.MODALFRAME	0x80L
«define 0S.3DL00K	4
«define WS.POPUP	0x80000000L
«define WS.CAPTION	OxCOOOOOL
«define WS.SYSMENU	OX80000L
«define IDOK	1
«define IDC.STATIC	-1
«define IDI.APPLICATION	32512 .	•
«define WS.BORDER	OxSOOOOOL
<winuser.h>.
// Стандартный диалог "About”.'
ID.ABOUT DIALOG DISCARDABLE 0, 0, 125, 75
STYLE DS.MODALFRAME | DS.3DL00K | WS.POPUP | WS.CAPTION | WS.SYSMENU
CAPTION "About Asmpad95"
{
ICON	IDI.APPLICATION,IDC.STATIC, 12,15,21,20
CTEXT	"Asmpad95",IDC.STATIC,0,30,40,8
CTEXT	"Prototype notepad-style editor	for	Windows 95 written
entirely in assembly language",IDC.STATIC,45,10,70,45,WS.BORDER
DEFPUSHBUTTON "0K",ID0K,35,60,40,10
} . . ,
Далее рассмотрим текст программы.
; winpad95.asm
; Графическое ы!п32-приложение - текстовый редактор.
|| Программирование для Windows 95/NT
'.’at»
--------—
438 |	[	| ПН
include def32.inc
include user32.inc
include kernel32.inc
include comdlg32.inc
ID_MENU	equ	700h	
ID.ACCEL	equ	701 h	
ID_ABOUT	equ	702h	
MAXSIZE	equ	260	; Максимальное имя файла.
MEMSIZE	equ	65535	; Максимальный размер временного буфера в памяти
EditID	equ	1	
	. 386		
	.model	flat	
	.const		
c_w_name db	"Asmpad95”,0		; Это и имя класса, и имя основного окна.
edit_class	db	"edit",0 ; Предопределенное имя класса для редактора
changes_msg	db	"Save changes?",0
filter_string	db	"All Files",0,,0	; Маски для Get*FileName.
't .data	db	"Text Files",0,txt’,0,0
; Структура, испбльзующаяся Get*FileName.	;
ofn OPENFILENAME <SIZE ofn,?,?,offset filter_string,?,?,?,offset buffer,\
MAXSIZE,0,?,?,?,?,?,?,0, ?,?,?>
; Структура, описывающая наш основной класс.
wc WNOCLASSEX <SIZE WNDCLASSEX,CS.HREDRAW or CS_VREDRAW,offset win_proc,0,\
flag_untitled	0,?,?,?,COLOHJflNDOW+1,ID_MENU,offset c_w_name,0> db	1; = 1, если имя файла не определено (новый файл).
.data?	
h.editwindow	dd	?	; Идентификатор окна редактора.
h_accel	dd	?	; Идентификатор массива акселераторов.
p^memory	dd	?	; Адрес буфера в памяти.
SizeReadWrite	dd	?
	MSG	<>	'
rec	RECT о
buffer	db	MAXSIZE dup(?) ; Имя файла.
window_title	db	MAXSIZE dup(?), 12 dup(?)
.code	
_start:	
call	GetCommandLine ; Получить нашу командную строку.
mov	edi,еах
mov	al, ’ '
mov	ecx,MAXSIZE
repne	scasb	; Найти конец имени нашей программы.
emp	byte ptr [edi],0
je	cmdline_empty	-
mov	esi,edi -
mov	edi,offset buffer
Графические приложения		
rep	movsb	
mov	flag_untitled,0	
cmdline.empty:		
; Подготовить и	зарегистрировать класс.	
xor	ebx,ebx	
call	GetModuleHandle	; Определить наш идентификатор
mov	esi,eax	
mov	wc.hlnstance.eax	; и сохранить его 8 wc.hlnstance
mov	ofn._hlnstance,eax	
push	IDI.APPLICATION	; или IDIJC0N, если иконка есть в ресурсах,
push	ebx	; или esi, если иконка есть в ресурсах.
call	Loadicon	
mov	wc.hlcon.eax	
push	IDC.ARROW	; Предопределенный курсор (стрелка).
push	ebx	
call	LoadCursor	
mov	wc.hCursor.eax	
push	offset wc	г
call	RegisterClassEx	
; Создать основное окно.		
push	ebx	
push	esi	» z
push	ebx	
push	ebx	
push	200	
push	300	
push	CWJJSEDEFAULT	
push	CW.USEDEFAULT	
/ push	WS.OVERLAPPEDWINDOW	
push	offset c_w_name	
push	offset c_w_name	
push	WS_EX_CLIENTEOGE	
call	CreateWindowEx	
push	eax	; Для pop esi перед mesSage_loop.
push	eax	
push	SW.SHOWNORMAL	
push	eax	
call	ShowWindow	
call	UpdateWindow	
; Инициализировать акселераторы.		
push	IO_ACCEL	
. push	esi	
call	LoadAccelerators	
mov	h_accel,eax	
; Цикл ожидания	сообщения.	
POP	esi	; ESI - идентификатор основного окна.
mov	edi,offset msg_	; EDI - структура с Сообщением от него.
message_loop:		
push	ebx	
push	ebx	
[440 I 1	ПИ1111 Программирование для Windows 95/NT	
push	ebx	
push	edi	
call	‘ GetMessage	; Получить сообщение.
test	eax,eax	; Если это WM_QUIT,
jz	exit_msg_loop	; выйти из цикла.
push	edi	
push	h_accel	
push	esi	; hWnd
call	TranslateAccelerator	; Преобразовать акселераторы в ЮМ*
test	eax,eax	
jnz	message_loop	
push	edi	
call	TranslateMessage	; Преобразовать сообщения от клавиш
push	edi	
call	DispatchMessage	; и отправить обратно.
jmp	short message_loop	
exit_msg_loop:		
push	msg_.wParam	
call	Exitprocess	; Конец программы.
; Процедура'win_proc.		
; Процедура не	должна изменять регистры	EBP, EDI, ESI и ЕВХ!
wln_proc proc	near	
; Параметры (c	учетом push ebp).	
wp_hWnd equ dword ptr [ebp+08h] wp_uMsg equ dword ptr [ebp+OCh]		
wp_wParam equ	dword ptr [ebp+lOh] -	
wp_lParam equ	dword ptr [ebp+14h]	\
; Инициализируем стековый кадр.		
push	ebp	
mov	ebp,esp	; Создать стековый кадр.
pusha		; Сохранить все регистры.
xor	ebx,ebx	; 0 для команд push 0.
mov	esi,wp_hWnd	; Для команд push hWnd.
mov	eax,wp^uMsg	
; Обработать пришедшее сообщение.		
cmp <	eax,WM_CREATE	
je	h_wm_create	
cmp	eax,WM_SIZE	
je	h_wm_size	
cmp	eax,WM_DESTROY	
je	h_wm_dest roy	
cmp	eax,WM_COMMAND	
je	h_wm_command	
cmp	eax,WM_ACTIVATE	
je	h_wm_activate	
cmp	eax,WM_CLOSE	
je	h_wm_close	
Графическиеприложения
def.proc:
рора
leave	Если это
jmp OefWindowProc	; оставить
; Обработчик WM.CLOSE.
; Если нужно, спрашивает, сохранить ли файл.
h_wm_close:
call	save.contents
jmp	short def_proc
; Обработчик WM.CREATE.
ненужное сообщение,
его обработчику по умолчанию.
h.wm.create: ; Здесь также можно создать toolbar и statusbar. ; Создать окно редактора’, push ebx	, push wc.hlnstance	; Идентификатор основной программы, push	EditID push	esl	;	hWnd push	ebx	;	0 push	ebx	;	0 push	ebx	;	0 push	ebx	;	0 push WS.VISIBLE or WS.CHILD or ES.LEFT or ES.MULTILINE or\ ES.AUTOHSCROLL or ES.AUTOVSCROLL push	ebx	;	0 push offset edit.class	' push	ebx	;	0 call	CreateWindowEx mov	h.editwindow,eax ; Передать ему фокус, push	еах call	SetFocus cmp	flag.untitled,T je	continue.create call	skip.getopen	;	Открыть	файл, указанный в командной строке continue.create: call	set.title jmp	end.wm.check		
•	Обработчик WM.COMMANO.	
h.	.wm.command: mov	eax.wp.wParam cwde	i Младшее слово sub	eax,100h jb	def.proc Обработать сообщения от пунктов меню. call dword ptr menu_handlers[eax*4] jmp	end.wm.check	содержит IDM.».
|442i	;	ННЙМИ Программирование для Windows 95/NT
menu_handlers	
	dd	offset h_idm_new,offset h_idm_open,offset h_idm_save
	dd	offset h_ldm_saveas, offset h_idm_exit,offset h_idm_about
	dd	offset h_idm_undo, offset h_idm_cut, offset h_idm_copy
	dd	offset h_idm_paste, offset h_idm_clear, offset h_idm_setsel
; Сообщения рт	пунктов меню должны быть описаны в win95pad.rc именно в таком
; порядке - от	IDM_NEW 100h ДО IDM.CLEAR 1OAh.
h_idm_setsel:	
push	-1	; -1
push	ebx	; 0
push	EM_SETSEL	; Выделить весь текст.
push	h_editwindow
call	SendMessage
ret	
; Обработчики сообщений из меню EDIT:	
h_idm_clear:	
mov	eax,WM_CLEAR
jmp	short send_to_editor
h_idm_paste:	
mov	.. eax,WM_PASTE
jmp	short send_to_editor
h_idm_copy:	
mov	eax,WM_COPY
jmp	short send_to_editor
h_idm_cut;	
mov	eax.WM.CUT
jmp	short send_to_editor
h_ldm_undo:	
mov	eax.EMJJNDO
send_to_editor:	
push	ebx	; 0
push	ebx	; 0
push	eax
push	h_editwindow
call	SendMessage
ret	
; Обработчик IDM_NEW.	
h_idm_new:	
call	save_contents ; Записать файл, если нужно.
mov	byte ptr flag_untitled,1
call	set_title	; Отметить, что файл не назван. 
push	ebx
push	ebx
push	WM.SETTEXT
push	h_editwindow
call	SendMessage	; Послать пустой WM_SETTEXT редактору.
ret.	
Графические-яриложения	111НШМИНМВ30
; Обработчик IDM_ABOUT. '	_
h_ldm_about:
push	ebx	;	О
push offset about_proc ,
push	esi	;	hWnd
push	IO_ABOUT
push	wc.hlnstance
call	DialogBoxParam
Tet
; Обработчик IDM.SAVEAS и IDM.SAVE.
h_idm_save:	'
cmp	flag_untitled,1 ; Если файл назван,
jne	skip.getsave	; пропустить вызов GetSaveFileName.
h_idm_saveas:	.	f
; Узнать имя файла,
mov	ofn. Flags,OFN.EXPLORER or OFN_OVERWRITEPROMPT
push	offset ofn
call	GetSaveFileName
test	eax,eax
jz	file_save_failed
skip_getsave:
; Создать его.
push	ebx
push	FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE
push	CREATE.ALWAYS
push	ebx
push	FILE_SHARE_READ	or	FILE_SHARE_WRlTE
push	GENERIC_READ or	GENERIC_WRITE
. push	offset buffer
call	CreateFile
mov	edi,eax
; Выделить 'память.
push	MEMSIZE
push	,GMEM.MOVEABLE or GMEM_ZEROINIT
call	GlobalAlloc
push	eax	; hMemory для GlobalFree.
push	eax	; hMemory для GlobalLock.
call	GlobalLock
mov	esi,еах	; Адрес буфера в ESI.
; Забрать текст	из редактора.
push	esi
push	MEMSIZE-1
push	WN.GETTEXT
push	h_editwindow
call	SendMessage
; Записать в файл.	
‘	push	esi	; pMemory
call	Istrlen
push	ebx
✓
1444i i •	МНИ Программирование для Windows 95/NT
push	offset SizeReadWrite
push	eax	; Размер буфера.
push	esi	; Адрес буфера.
push	edi	; Идентификатор файла.
call	WriteFile
push	esi	; pMemory
call	GlobalUnlock
call	GlobalFree	; hMemory уже в стеке.
push call	edi	; Идентификатор файла. CloseHandle	'
; Сбросить флаг	модификации в редакторе.
push	ebx
push	ebx
push	EM_SETMODIFY
push	h_editwindow
call	SendMessage
mov	byte ptr flag_untitled,0
call	set_title
file_save_failed	
,	push	h_editwindow
call	SetFocus
ret	
; Обработчик IOM h_idm_open:	_OPEN.
call	save_contents
; Вызвать стандартный диалог выбора имени файла.	
mov	ofn.Flags, OFN_FILEMUSTEXIST or OFN_PATHMUSTEXIST or\
	OFN.EXPLORER
push	offset ofn
call	GetOpenFileName
test	eax,eax
f jz	file_open_failed
skip_getopen:	
; Открыть выбранный файл.	
push	ebx
push	FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE
push	OPEN_EXISTING
push	ebx
push	FILE_SHARE_READ or FILE_SHARE_WRITE
push	GENERIC-READ .or GENERIC-WRITE
push	offset buffer
call	CreateFile
mov	edi,eax	; Идентификатор для ReadFile.
; Выделить память.	
push .	MEMSIZE
push	GMEM.MOVEABLE or GMEM.ZEROINIT
cUl	GlobalAlloc
f push	eax	; hMemory для GlobalFree.
push	eax	; hMemory для GlobalLock.
Графическиеприложения	IIIMUlPHi	i 4451
call GlobalLock	; Получить адрес выделенной памяти.	
push	еах	; pMemory для GlobalUnlock. push	еах	; pMemory для SendMessage. ; Прочитать файл. push	ebx push offset SizeReadWrite push	MEMSIZE-1 push	eax	; pMemory для ReadFile.	* push	edi call	ReadFile	; ; Послать окну редактора сообщение wm_settext о том, ; что нужно забрать текст из буфера. push ebx	; pMemory уже в стеке.	
push	WM_SETTEXT push	h_editwindow call	SendMessage ; А теперь можно закрыть файл и освободить память. call	GlobalUnlock	;	pMemory.уже	в	стеке. call	GlobalFree	;	hMemory	уже	в	стеке. push	edi	;	hFile.	’ call	CloseHandle mov	byte ptr flag_untitled,0 call	set_title file_open_failed: push	h_editwindow call	SetFocus ret ; Обработчик IOM_EXIT.	ч h_idm_exit : call	save_contents push	esi	; hWnd	
call DestroyWindow ; Уничтожить наше окно, ret	
; Обработчик WM_SIZE.
h_wm_size:
; Здесь также надо послать WM_SIZE окнам toolbar и statusbar, изменить размер окна
; редактора так, чтобы оно по-прежнему было максимального размера.
push	offset rec	
push	esi	hWnd
call	GetClientRect	
push	1	true
push	rec.bottom	height
push	.rec.right	width
push	ebx	У
push	ebx	x
push	h_editwindow	
call	MoveWindow	
jmp	short end_wm_check	
446 ! Г i ТТТи
Программирование для Windows 95/NT
; Обработчик «ACTIVATE.
h_wm_activate:
push	h_editwindow
call	SetFocus
jmp	short end_wm_check
Обработчик WM_DESTROY.
h_wm_destroy:
push
call
ebx
PostOuitMessage
Послать WM_QUIT основной программе.
; Конец процедуры window_proc. end_wm_check:		; Вернуть 0.
popa xor leave ret	eax,eax 16	
; Процедура set.title. ; Устанавливает новый заголовок для основного окна. set_tit1е: push	fesi push	edi mov	edi,offset window_title cmp	byte ptr flag_untitled, 1 ;	Если у файла	нет имени, je	untitled	;	использовать	Untitled. mov	esi.ofn.lpstrFile	;	[ESI] - имя файла с путем. movzx	eax.ofn.nFileOffset	;	ЕАХ - начало	имени файла, add	esi.eax copy_filename: lodsb	; Скопировать файл побайтово в название окна, test	al, al jz	add_progname	; пока не встретится ноль, stosb jmp , short copy_filename add_progname: mov	dword ptr [edi],' - ’	; Приписать минус add	edi,3 mov	esi,offset c_w_name mov	ecx,9	;	и	название	программы, rep	movsb pop	edi pop	esi	, push	offset window_title push	esi	;	Идентификатор	окна, call	SetWindowText ret		
untitled: mov	dword .ptr [edi],’itnl)’	; Дописать "Unti"\
447
Графические приложения
mov	dword	ptr [edi+4],’delt'
add	edi.8
jmp	short	add_progname
; Процедура save_contents.
; EBX = 0, ESI = hWnd
save_contents:
; Спросить редактор, изменялся ли текст.
Дописать "tied".
push	ebx
push	ebx
push	EM_GETMODIFY
push	h_editwindow
. call	SendMessage
test	eax,eax
jz	notjnodified
; Спросить пользователя, сохранять ли его.	
push	MB_YESN0 + MB.ICONWARNING
push	offset c_w_name
push	offset changesjnsg
push	esi
call	MessageBox
emp	eax.IDYES
jne	notjnodified
; Сохранить его.	
call	h_idm_save
notjnodified:	
ret	
win_proc	endp
about-proc	proc near
; Параметры (c	учетом push ebp).
apJiDlg	equ dword ptr [ebp+08h]
ap_uMsg	equ dword ptr [ebp+OCh]
ap_wParam	equ dword ptr [ebp+10h]
ap-lParani	equ dword ptr [ebp+14h]
push	ebp
mov	ebp.esp
emp	ap_uMsg,WM_COMMAND
jne	dont_proceed
emp	ap_wParam,I00K
jne	dont_proceed
push	1
push	ap_h01g
call	EndDialog	'
dont_proceed:	
xor	eax,eax
leave	
ret	16
about_proc	endp
end _start
Создать стековый кадр.
Не обрабатывается.
\
[| Программирование для Windows 95/NT
Размер этой программы - 6,5 Кб (скомпилированной ml/link), и даже версия,
в которую добавлено все, что есть в Notepad (вывод файла на печать и поиск по
тексту), получилась меньше notepad.exe почти в четыре раза. Чем значительнее
Windows-приложение создается, тем сильнее сказывается выигрыш в размерах
при использовании ассемблера, даже несмотря на то, что мы лишь вызываем сис-
темные функции, практически не занимаясь программированием.
Прежде чем можно будет скомпилировать winpad95.asm, следует внести необ-
ходимые дополнения в наши включаемые файлы.
Добавления в файл def32.inc:
; Из winuser.h.			
WM.CREATE	equ	'1	
WM.ACTIVATE'	equ	6 '	
WM.SETTEXT	equ	OCh	
WM_GETTEXT	equ	ODh	
WM.CUT	equ	300h	
WM.COPY	equ	301h	
WM.PASTE	equ	302h	
WM.CLEAR	equ	303h	
WM.UNDO	equ	304h	
WM.SIZE	equ	5	
WS.VISIBLE	equ	lOOOOOOOh	
WS.CHILD	equ	40000000h	
WS_EX_CLIENTEDGE	equ	200h	
ES.LEFT	equ	0	
ES.MULTILINE	\ equ	4	
ES.AUTOHSCROLL	equ	80h	
ES_AUTOVSCROLL	equ	40h	
EM.GETHANDLE	equ	OBDh	
EM_GETMODIFY	equ	0B8h	
EM_SETMODIFY	equ	OBOh	
EM.UNDO	equ	0C7h	
EM.SETSEL	equ	OBIh	
MB.YESNO	equ	4	
MB-ICONWARNING	equ	30h	
IDOK	equ	1	
IDYES	equ	6	
; Из winnt.h.			
GENERIC-READ	equ	80000000h	
GENERIC_WRITE	equ	40000000h	
FILE_SHARE_READ	equ	1	
FILE_SHARE_WRITE	equ	2	
FILE-ATTRIBUTE_ARCHIVE	equ	20h	
; Из commdig.h.			
OFN.PATHMUSTEXIST	equ	800h	
OFN.FILEMUSTEXIST	equ	1000h	
OFN.EXPLORER	equ	80000h	
Графические приложения
id i I____i____L
OFN_OVERWRITEPROMPT	equ	2			
'OPENFILENAME	struc		
	StructSize	dd	?
	hwndOwner	dd	?
	_hlnstance	dd	?
	IpstrFilter	dd	?
	IpstrCustomFilter	dd	?
	nMaxCustFilter	dd	?
	nFilterlndex	dd	?
	IpstrFile	dd	?
	nMaxFile	dd	?
	IpstrFileTitle	dd	?
	nMaxFileTitle	dd	?
	IpstrlnitialDir	dd	?
	IpstrTitld	dd	?
	Flags	dd	?
	nFileOffset	dw	?
	nFileExtension	dw	?
	IpstrDefExt	dd	?
	ICustData	dd	?
	IpfnHook	dd	?
	IpTemplateName	dd	?
OPENFILENAME	ends		
; Из winder, h.			
RECT	struc		
	left	dd	?
	top	dd	?
	right	dd	?
	bottom	dd	?
RECT	ends		
; Из winbase. h.			
GMEM.MOVEABLE	equ	2		
GMEM_ZEROINIT	equ	40h		
OPEN-EXISTING	equ	3		
CREATE-ALWAYS	equ	2		
Добавления в файл kernel32.mc		между ifdef	TASM_ и else:
	extrn	Istrlen:	near
	extrn	GetCommandLineA:nea r	
	extrn	CloseHandle:near	
	extrn	GlobalAlloc:near	
	extrn	GlobalLock:near	
	extrn	GlobalFree:near	
	ext rn	CreateFileA:near	
	extrn	ReadFile	:near
	extrn	WriteFile:near	
GetCommandLine	equ	GetCommandLineA	
CreateFile	equ	CreateFileA	
15 Зак. 459
1450! M H	IHl Программирование для Windows 95/NT	
и между else и endif:		-
	extrn	__imp__lstrlen@4:dword
	extrn	__lmp__GetCommandLineA@0:dword
	extrn	__imp	CloseHandle@4:dword
	extrn	__in’P__GlobalAlloc@8: dword
	extrn	__in>P__Gl°bal Lock@4: dwo rd
	extrn	__imp	GlobalFree@4:dword
	extrn	__imp__CreateFileA@28:dword
	extrn	__imp__ReadFile@20:dword
	extrn	__i«ip__WriteFile@20: dword
Istrlen	equ	__imp__lstrlen@4
GetCommandLine	equ	 __imp__GetCommandLlneA@0
CloseHandle	equ		imp	CloseHandle@4
GlobalAlloc	equ	__imp__GlobalAlloc@8
GlobalLock	equ	__imp__GlobalLock@4
GlobalFree	equ	__imp__GlobalFree@4
CreateFile	equ	__imp__CreateFileA@28
ReadFile	,	equ	__imp__ReadFile@20
WriteFile	equ	__imp__WriteFile@20
Добавления в файл user32.inc:		
	extrn	LoadAcceleratorsA:near
	extrn	TranslateAccelerator:near
	extrn	SendMessageA:near
	extrn	SetWindowTextA:near
	extrn	MoveWindow:near
	extrn	GetClientRect:near
	extrn	GlobalUnlock:near
LoadAccelerators	equ	LoadAcceleratorsA
SendMessage	equ	SendMessageA
SetWindowText	equ	SetWindowTextA
и между else и endif:		
	extrn	_imp__LoadAcceleratorsA©8: dword
	extrn	__ii4P__TranslateAccelerat-or@12:dword
	extrn		imp	SendMessageA@16:dword
	extrn		imp	SetWindowTextA@8:dword
	extrn	_imp__MoveWindow@24: dword
•	extrn •	__ii’P__GetClientRect@8: dword
	extrni	__imp__GlobalUnlock@4:dwo rd
LoadAccelerators •	equ	__imp__LoadAccele rato rsA@8
T ranslateAccelerator	equ		imp	T ranslateAccele rato r@12
SendMessage	equ	__inip__SendMessageA@16
SetWindowText	equ		imp	SetWindowTextA@8
MoveWindow	equ	__ircp__MoveWindow@24
GetClientRect	equ	__imp	GetClientRect@8 .	•
GlobalUnlock	equ	__imp__GlobalUnlock@4
Динамические библиотеки	11ИВМЦШНКШ
Кроме того, нам потребуется новый включаемый файл, comdlg32.inc, который
описывает функции, связанные с вызовами стандартных диалогов (выбор имени
файла, печать документа, выбор шрифта и т. д.):
; comdlg32.inc
; Включаемый файл с функциями из comdlg32.dll.
ifdef _TASM_	-
includelib import32. lib	
extrn	GetOpenFileNameA:nea r
extrn	GetSaveFileNameA:nea r
GetOpenFileName equ	GetOpenFileNameA
GetSaveFileName equ	GetSaveFileNameA
else	
includelib comdlg32.1ib	
; Истинные имена используемых функций.	
extrn		imp	Get0penFileNameA@4:dword
extrn	__imp__GetSaveFileNameA@4:dword
; Присваивания для удобства использования. GetOpenFileName	equ		imp__Get0penFileNameA@4
GetSaveFileName	equ	__imp__GetSaveFileNameA(S>4
endif
Конечно, эту программу можно еще очень долго совершенствовать - добавить
toolbar и statusbar, написать документацию или сделать так, чтобы выделялось не
фиксированное небольшое количество памяти для переноса файла в редактор,
а равное его длине. Разрешается также применять функции отображения час-
ти файла в память (CreateFileMapping, OpenFileMapping, MapViewOfFile,
UnmapViewOfFile), что позволит работать с файлами больших размеров. В Win32
API так много функций, что можно очень долго заниматься лишь их изучением.
7.4.	Динамические библиотеки
Кроме обычных приложений в Windows появился специальный тип файла -
динамические библиотеки (DLL). DLL - это файл, содержащий процедуры и дан-
ные, которые доступны программам, обращающимся к нему. Например, все сис-
темные функции Windows, которыми мы пользовались, на самом деле были про-
цедурами, входящими в состав таких библиотек, - kernel32.dll, user32.dll,
comdlg32.dll и т. д. Динамические библиотеки позволяют уменьшить использова-
ние памяти и размер исполняемых файлов в тех случаях, когда несколько про-
грамм (или даже копий одной программы) используют одну и ту же процедуру.
Можно считать, что DLL - это аналог пассивной резидентной программы, с тем
лишь отличием, что его нет в памяти, если ни одна программа, работающая с ним,
не загружена.
С точки зрения программирования на ассемблере DLL - это самый обычный
исполняемый файл формата РЕ, отличающийся только тем, что при входе в него
в стеке передается три параметра (идентификатор DLL-модуля, причина вызова
Программирование для Windows 95/NT
процедуры и зарезервированный параметр), которые надо удалить, например ко-
мандой ret 12. Помимо этой процедуры в DLL входят и другие, часть которых
можно вызывать из разных программ. Список экспортируемых процедур должен
быть задан во время компиляции DLL, и поэтому команды для создания нашего
следующего примера будут отличаться от обычных.
Компиляция MASM:
ml /с /соГГ /Ср /D_MASM_ dllrus.asm
link dllrus.obj ©dllrus.lnk
Содержимое файла dllrusdnk:
/DLL
/entry:start
/subsystem:windows
/export:koi2win_asm
/export:koi2win
/export:koi2wins_asm	'
/export:koi2wins
Компиляция TASM:
tasm /m /x /ml /D_TASM_ dllrus.asm
tlink32 -Tpd -c dllrus.obj,,,,dllrus.def
Содержимое файла dllrus.def:
EXPORTS koi2win_asm koi2win koi2wins koi2wins_asm
Компиляция WASM:
wasm dllrus.asm
wlink ©dllrus.dir
Содержимое dllrus.dir:
file	dllrus.obj
form	windows nt DLL	.
exp	koi2win_asm,koi2win,koi2wins_asm,koi2wins
; dllrus.asm
; DLL для Win32 - перекодировщик из koi8 в cp1251.
.386
.model flat
; Функции, определяемые в DLL-файле,
ifdef _MASM_
public Jkoi2win_asm@0	; koi2win_asm - перекодирует символ в AL.
public _koi2win@4	; CHAR WINAPI koi2win(CHAR symbol),
public _koi2wins_asm®0 ; koi2wins_asm - перекодирует строку в [ЕАХ].
public _koi2wins@4 ; VOID WINAPI koi2win(CHAR* string).
else
public koi2win_asm ; Те же функции для TASM и WASM.
public koi2win
public koi2wins_asm
public koi2wins
endif
.const
Динамический библиотеки
11 i i 453
Таблица для перевода символа из кодировки КО18-Г (RFC1489)
в кодировку Windows (ср1251); таблица только для символов 80h -. FFh
(то есть надо будет вычесть 80h из символа, преобразовать его командой xlat
и снова добавить 80h).
k2w_tbl	db	16 dup(Q)	;	Символы, не существующие в ср1251,
db	16 dup(O)	;	перекодируются в 80h.
db	OOh, OOh, OOh, 38h,	OOh, OOh, OOh, OOh
db	OOh, OOh, OOh, OOh,	OOh, OOh, OOh, OOh
db	OOh, OOh, OOh, 28h,	OOh, OOh, OOh, OOh
db	OOh, OOh, OOh, OOh,	OOh, OOh, OOh, OOh
db	7Eh, 60h, 61h, 76h,	64h, 65h, 74h, 63h
db	75h, 68h, 69h, 6Ah,	6Bh, 6Ch, 6Dh, 6Eh
db	6Fh, 7Fh, 70h, 71h,	72h, 73h, 66h, 62h
db	7Ch, 7Bh, 67h, 78h,	70h, 79h, 77h, 7Ah
db	’ 5Eh, 40h, 41h, 56h,	44h, 45h, 54h, 43h
db	55h, 48h, 49h, 4Ah,	4Bh, 4Ch, 40h, 4Eh
db	4Fh, 5Fh, 50h, 51h,	52h, 53h, 46h, 42h
db	5Ch, 5Bh, 47h, 58h,	5Dh, 59h, 57h, 5Ah
.code		
; Процедура OLLEntry.	Получает три параметра	- идентификатор, причину вызова
; и зарезервированный _start@12:	параметр. Нам не нужен	ни один из них.
mov	al,1 ret	12	; Надо вернуть ненулевое число в ЕАХ.	
koi2win (BYTE symbol) - точка входа для вызова из С.
; Процедура BYTE WINAPI
ifdef _MASM_
_ko!2win®4	proc
else	
koi2win	proc
endif	
pop	ecx	; Обратный адрес в ECX.
pop	eax	; Параметр в ECX (теперь стек очищен
	; от параметров!).
push	есх	; Обратный адрес вернуть в стек для RET
Здесь нет команды RET - управление передается следующей процедуре.
if def _MASM_		
_koi2win@4	endp else koi2win	endp endif ; Процедура koi2win_asm. ; Точка входа для вызова	из ассемблерных программ	
; ввод: AL - код символа	В	KOI,
; вывод: AL - код этого	же	символа в WIN.
ifdef _MASM_ _koi2win_asm®0 proc else koi2win_asm	proc		
endif
|454 j I	11	Программирование для Windows
test jz push mov	al,80h dont_decode ebx ebx,offset	; Если символ меньше 80h (старший бит 0), ; не перекодировать, ; иначе - k2w_tbl
sub	al,80h	; вычесть 80h,
xlat		; перекодировать
add	al, 80h .	; и прибавить 80h.
POP dont_decode: ret	ebx	; Выйти.
ifdef _MASM_ _koi2win_asm@0 endp else koi2win_asm	endp endif ; VOID koi2wins(BYTE*koistring) - ; точка входа для вызова из С.		
ifdef _MASM_ _koi2wins@4 else koi2wins endif pop	proc -proc ecx	; Адрес возврата из стека.
. POP push ifdef _MASM_ _koi2wins@4 else koi2wins endif ; Точка входа	eax ecx endp endp для вызова из	; Параметр в ЕАХ. ; Адрес возврата в стек. ассемблера:
; ввод: ЕАХ -	адрес строки,	которую надо преобразовать из KOI в WIN.
ifdef _MASM_ _koi2wins_asm@0 proc else koi2wins_asm	proc endif push	esi push	edi push	ebx mov	esi,eax		; Сохранить регистры, которые ; нельзя изменять. ; Приемник строк
mov	edi,еах	; и источник совпадают.
mov	ebx,offset	k2w_tbl
decode_string: 1	lodsb test	al,80h	; Прочитать байт, ; если старший бит 0,
95/NT
Динамические библиотеки
jz	dont_decode2	;	не перекодировать,
sub xlat add dont_decode2:	al,80h	; al,80h	;	иначе - вычесть 80h, перекодировать и добавить 80h.
stosb		Вернуть байт на место,
test	al, al	;	•если байт - не ноль,
jnz pop pop POP ret ifdef _MASM_ _koi2wins_asm@0 else koi2wins_asm endif	decode_string '; ebx edi esi endp endp end	_start@12	продолжить.
Как видно из примера, нам пришлось назвать все процедуры по-разному для
различных ассемблеров. В случае MASM понятно, что все функции должны иметь
имена типа _start@12, а иначе программам, использующим их, придется обращать-
ся к функциям с именами типа_______imp_start, то есть такой DLL-файл нельзя будет
загружать из программы, написанной на Microsoft С. В случае TASM и WASM
процедуры могут иметь неискаженные имена (и более того, wlinkexe не позволяет
экспортировать имя переменной, содержащее символ @), так как их компиляторы
берут Имена процедур не из библиотечного файла, а прямо из DLL посредством
соответствующей программы - implib или wlib.
Итак, чтобы воспользоваться полученным DLL-файлом, напишем простую
программу, которая перекодирует одну строку из КО1-8г в Windows ср 1251.
; dlldemo.asm
; Графическое приложение для Win32, демонстрирующее работу с dllrus.dll,
; выводит строку в K0I8 и затем в ср1251, перекодированную функцией koi2wins.
; Компиляция:
; MASM
; ml /с /coff /Ср /D_MASM_ dlldemo.asm
; link dlldemo.obj /subsystem:windows
; (должен присутствовать файл dllrus.lib, созданный при компиляции dllrus.dll)
; TASM
; tasm /m /ml /D_TASM_ dlldemo.asm
; implib dllrus.lib dllrus.dll
; tlink32 /Тре /аа /х /с dlldemo.obj
WASM
wasm dlldemo.asm
456 j
1 III
Программирование для Windows 95/NT
wlib dllrus.lib dllrus.dll
wlink file dlldemo.obj form windows nt
include def32.inc
include user32.inc
include kernel32.inc
includelib dllrus.lib
ifndef _MASM_
extrn	koi2win_asm:near	Определения для из DLL для	функций
extrn	koi2win:near	TASM и WASM	
extrn	koi2wins_asm:near	(хотя для WASM эффективнее	было бы
extrn	koi2wins:near	использовать	imp__koi2win,
выделив
else	; его в условный блок).
	extrn	__imp__koi2win_asm©0:dword ; А это для MASM.
	extrn	__imp__koi2win@4:dword
	extrn	__inip__koi2wins_asm@0: dword
	extrn	__imp__koi2wins(&4: dword
koi2win_asm	* equ	__imp__koi2win_asm@0	,
koi2win	equ		imp	koi2win@4
koi2wins_asm	equ	__i’np__koi2wins_asm@0
koi2wins	equ	__imp__koi2wins@4
endif
.386	'		
.model .const title_stringl title_string2 . data	flat	
	db db	"koi2win demo: string in K0I8”,0 "koi2win demo: string in cp1251",0
koi_string	db	0F3h,0D4h,0D2h,OCFh,OCBh,OC1h,20h,OCEh,OC1h
	db	20h,OEBh,OEFh,0E9h,2Dh,28h,0
. code		
_start:		
push	MB_OK	
push	offset	title_string1	; Заголовок окна MessageBox
push	offset	koi_string	; Строка на KOI.
push	0	
call	MessageBox	
mov	eax,offset koi_string	
push	eax	
call	koi2wins	
push	MB_OK	
push	offset	title_string2
push	offset	koi_string
push	0	
call MessageBox
Драйверы устройств
push О
call ExitProcess
Jill j i i
Код выхода.
Конец программы.
end _start	'
Этот небольшой DLL-файл может оказаться очень полезным для расшифров-
ки текстов, взятых из Internet или других систем, где применяется кодировка
KOI8. Воспользовавшись таблицами из приложения 1, вы можете расширить на-
бор функций dllrus.dll, вплоть до перекодировки в какой угодно вариант.
7.5.	Драйверы устройств
В Windows, так же как и в DOS, существует еще один вид исполняемых фай-
лов - драйверы устройств. Windows З.хх и Windows 95 используют одну модель
драйверов, Windows NT - другую, a Windows 98 - уже третью, хотя и во многом
близкую к модели Windows NT. В Windows З.хх/95 применяются два типа драйве-
ров устройств - виртуальные драйверы (VxD), выполняющиеся с уровнем приви-
легий 0 (обычно имеют расширение .386 для Windows З.хх и .VXD для Windows 95),
и непривилегированные драйверы, исполняющиеся, как и обычные программы,
с уровнем привилегий 3 (как правило, они имеют расширение DRV). Windows
NT использует несовместимую модель драйверов, так называемую kernel-mode
(режим ядра). На основе модели kernel-mode с добавлением поддержки техноло-
гии PNP и понятия потоков данных в 1996 году была создана модель WDM
(Win32 driver model), которая теперь используется в Windows 98/NT и, по-види-
мому, будет играть главную роль в дальнейшем.
Как и следовало ожидать, основным средством создания драйверов является
ассемблер, и хотя использование С здесь возможно (в отличие от драйверов
DOS), но сделать это сложнее: функции, к которым обращается драйвер, могут
передавать параметры в регистрах; сегменты, из которых состоит драйвер, долж-
ны называться определенным" образом и т. д. При создании драйверов часто
пользуются одновременно С и ассемблером или С и специальным пакетом, кото-
рый включает в себя все необходимые для инициализации средства.
Чтобы самостоятельно создавать драйверы для любой версии Windows, необ-
ходим комплект программ, документации, включаемых файлов и библиотек, рас-
пространяемый Microsoft, который называется DDK - Drivers Development Kit.
(DDK для Windows NT/98 распространяются бесплатно.)
Мы не будем рассматривать программирование драйверов для Windows в де-
талях, так как этой теме посвящено много литературы, не говоря уже о докумен-
тации, прилагающейся к DDK. Чтобы создать драйвер, в любом случае лучше
всего начать с одного из прилагающихся примеров и изменять/добавлять проце-
дуры инициализации, обработчики сообщений, прерываний и исключений, обра-
ботчики для API, предоставляемого драйвером, и т. д. Рассмотрим, как выглядит
исходный текст драйвера, потому что он несколько отличается от привычных нам
ассемблерных программ.
Любой драйвер начинается с директивы include vmm.inc, которая включает
файл, содержащий определения используемых сегментов и макроопределений.
. I L I
Программирование для Windows 95/NT
Макроопределения вида VXD_LOCKED_CODE_SEG/VXD_LOCKED_CODE_
ENDS соответствуют директивам начала и конца сегментов (в данном случае сег-
мента _LTEXT). Другие важные макроопределения - Declare_Virtual_Device
и VMMCall/WDMCall. Первое - просто определение, получающее в качестве па-
раметров идентификатор драйвера, название, версию, порядок загрузки и адреса
основных процедур драйвера, из которых строится его заголовок. Второе - заме-
на команды call, получающая в качестве параметра имя функции VMM или
WDM, к которой надо обратиться. Например, элемент кода драйвера BIOSXLAT,
перехватывающий прерывание 10h, выглядит следующим образом:
VxD_ICODE_SEG	; Начало сегмента _1ТЕХТ (сегмент кода
; инициализации, исполняющийся
; в защищенном режиме, который удаляется .
; из памяти после сообщения InivComplete).
BeginProc BIOSXlat_Sys_Critical_Init ; Процедура, вызываемая для обработчика
; сообщения Sys_Critical_Init - первого
; сообщения, которое получает драйвер.
; Обычно обработчики сообщений должны
; сохранять регистры ЕВХ, EDI, ESI и ЕВР,
; хотя в данном случае этого можно
; не делать.
mov esi,OFFSET32 BI0SXlat_Int10 ; Адрес обработчика INT 10h
; в регистр ESI. Важно использовать
; макроопределение 0FFSET32 всюду
; вместо offset.
mov edx.fGh	; Любое число, которое будет
; помещаться в EDX при вызове
; регистрируемого обработчика.
VMMCall Alldcate_PM_Call_Back ; Зарегистрировать точку входа,
; обращаясь к которой, программы
; из защищенного режима в VM будут передавать управление процедуре в драйвере (но не
; и1п32-программа) - они должны использовать DevicelOControl для работы с драйверами.
jc	BXLSCI_NoPM	; Если CF = 1 - произошла ошибка:
xchg	edx.eax	; точку входа - в EDX, число 10h - в ЕАХ
; (теперь это номер перехватываемого прерывания для Set_PM_Int_Vector).
mov есх,edx
shr	ecx,10h	;	Селектор точки входа,
movzx	edx.dx	;	Смещение точки входа.
VMMCall	Set_PM_Int_Vector	;	Установить обработчик	прерывания INT 10h.
; Если эта функция вызвана до Sys_VM_Init, установленный обработчик
; становится звеном цепочки обработчиков для всех виртуальных машин.
; После того как прерывание проходит по цепочке обработчиков
; в защищенном режиме, оно отображается в V86 точно так же, как в DPMI
[код перехвата других прерываний].
EndProc BIOSXlat_Sys_Critical_Init	; Конец процедуры.
VxD_ICODE_ENDS	; Конец сегмента инициализации.
Драйверы устройств
1459
Соответственно, чтобы эта процедура была вызвана для сообщения Sys_Criti-
cal_Init, в сегменте фиксированного кода _LTEXT должна быть следующая за-
пись:
VxD_LOCKED_CODE_SEG	; Начало сегмента _LTEXT.
BeginProc BIOSXlat_Control	; Началб процедуры.
Control_Dispatch Sys_Critical_Init, BIOSXlat_Sys_Critical_Init
; При помощи еще одного макроопределения из vmm.inc зарегистрировать процедуру
; BIOSXlat_Sys_Critical_Init как обработчик сообщения Sys_Critical_Init.
clc	; Процедура-обработчик управляющих
; сообщений должна возвращать CF = 0.
ret
EndProc	BIOSXlat_Control	; Конец процедуры.
VxO_LOCKEO_CODE_ENDS	; Конец сегмента _LTEXT.
И наконец, процедура BIOSXlat_Control регистрируется в заголовке драйве-
ра как процедура, получающая управляющие сообщения:
; Первая строка после .386р и include vmm.inc:
Declare_Virtual_Device BlOSXlat, 1, 0, BIOSXlat_Control, BIOSXlat_Device_ID,
BIOSXlat_Init_Order
Это не слишком сложно и, пользуясь примерами и документацией из DDK,
а также отладчиком SoftICE, можно справиться практически с любой задачей, для
которой есть смысл создавать драйвер.
Глава 8. Ассемблер
и языки высокого уровня
В предыдущей главе, занимаясь программированием для Windows, мы уже обра-
щались к процедурам, написанным на языке высокого уровня из программ на ас-
семблере, а также создавали процедуры на ассемблере, к которым можно обра-
щаться из языков высокого уровня. Для этого нужно было соблюдать
определенные договоренности о передаче параметров - параметры помещались
в стек справа налево, результат возвращался в ЕАХ, стек освобождался от пере-
данных параметров самой процедурой. Данная договоренность, известная как
STDCALL, конечно, не единственная, и разные языки высокого уровня использу-
ют различные способы передачи параметров.
8.1.	Передача параметров
Большинство языков высокого уровня передают параметры вызываемой про-
цедуре в стеке и ожидают возвращения параметров в регистре АХ (ЕАХ). Иногда
используется DX:AX (EDX:EAX), если результат не умещается в одном регистре,
и ST(0), если результат - число с плавающей запятой.
8.1.1.	Конвенция Pascal
Самый очевидный способ выражения вызова процедуры или функции языка
высокого уровня, после того как решено, что параметры передаются в стеке и воз-
вращаются в регистре АХ/ЕАХ, - это способ, принятый в языке PASCAL (а так-
же в BASIC, FORTRAN, ADA, OBERON, MODULA2), - просто поместить пара-
метры в стек в естественном порядке:
запись
some_proc(a,b,с,d, е)
превращается в:
	push	а	1 push	b push	с push	d push	е call	some_proc
Это значит, что процедура some_proc, во-первых, должна очистить стек по
окончании работы (например, завершившись командой ret 10) и, во-вторых, па-
раметры, переданные ей, находятся в стеке в обратном порядке:
Передача параметров
some_proc		proc bp bp.sp	; Создать стековый кадр.	
	push mov			
a b c d e		equ equ equ equ equ	[bp+12] ; Определения для [bp+1Q] [bp+8]	' [bp+6] [bp+4]	простого доступа к параметрам.
[текст	процедуру, использующей параметры a, b,			с, d, е]
pop ret some_proc		bp 10 endp		
Этот код в точности соответствует усложненной форме директивы ргос, кото-
рую поддерживают все современные ассемблеры:
some_proc proc PASCAL,a:word,b:word,c:word,d:word,e:word
[текст процедуры, с параметрами a, b, с, d, е. Так как ВР применяется в ка-
честве указателя стекового кадра, его использовать нельзя!]
ret	; Эта команда RET будет заменена на RET 10.
some_proc endp
Главный недостаток этого подхода заключается в сложности создания функ-
ции с изменяемым числом параметров, аналогичных printf - функции языка С.
Чтобы определить число параметров, переданных printf, процедура должна сна-
чала прочитать первый параметр, но она не знает его расположения в стеке. Эту
проблему решает подход, используемый в С, где параметры передаются в обрат-
ном порядке.
8.1.2.	Конвенция С
Данный способ передачи параметров используется в первую очередь в языках
С и C++, а также в PROLOG и др. Параметры помещаются в стек в обратном по-
рядке, а удаление параметров из стека (в противоположность PASCAL-конвен-
ции) выполняет вызывающая процедура:
запись
some_proc(a,b,c,d,e)
превращается в:
push	е
push	d
push	с
push	b
push	a
call	some.prqc	
add	sp,10	;	Освободить стек.
Ассемблер и языки высокого уровня
Вызванная процедура может инициализироваться следующим образом:
some.proc	proc	
push	bp	
mov	bp,sp	; Создать стековый кадр.
а	equ	[bp+4] ; Определения для простого доступа к параметрам.
b	equ	[Ьр+6]
с	equ	[Ьр+8]
d	equ	[Ьр+10]
е	equ	[Ьр+12]
[текст процедуры, использующей параметры a, b, с, d, е]
pop	bp
ret
some_proc	endp
Ассемблеры поддерживают и такой формат вызова посредством усложненной"
формы директивы proc с указанием языка С:
some_proc proc	С, a:word, b:word, с:word, d:word, e:wo'r<J.
[текст процедуры с параметрами a, b, c, d, e. Так как BP применяется как ука-
затель стекового кадра, его использовать нельзя!]
ret
some_proc endp
До сих пор этими формами записи процедур в ассемблере мы не пользовались
потому, что они скрывают от нас следующий факт: регистр ВР служит для хране-
ния параметров и его ни в коем случае нельзя изменять, а в случае PASCAL ко-
манда ret на самом деле - ret N.
Преимущество по сравнению с PASCAL-конвенцйей заключается в том, что
освобождение стека от параметров в С возлагается на вызывающую процедуру,
а это позволяет лучше оптимизировать код программы. Например, если мы долж-
ны вызвать несколько функций, принимающих одни и те же параметры подряд,
можно не заполнять стек каждый раз заново:
push param2
push paraml
call prod
call proc2
add	sp,4 ’
эквивалентно
proc1(param1,param2);
proc2(param1,param2);
вот почему компиляторы с языка С создают более компактный и быстрый код не-
жели компиляторы с других языков.
Искажение имен .	111ШШВЯНММВШ
8.1.3.	Смешанные конвенции
В главе 7 мы познакомились с договоренностью о передаче параметров STDC ALL,
отличавшейся и от С, и от PASCAL-конвенций, которая применяется для всех си-
стемных функций Win32 API. Здесь параметры помещаются в стёк в обратном по-
рядке, как в С, но процедуры должны очищать стек сами, как в PASCAL.
Еще одно интересное отклонение от С-конвенции можно наблюдать в Watcom
С. Этот компилятор активно использует регистры для ускорения работы програм-
мы, и параметры в функции также передаются по возможности через регистры.
Например, при вызове функции с шестью параметрами
some_proc(a,b,c,d,e,f);
первые четыре передаются соответственно в (Е)АХ, (E)DX, (Е)ВХ, (Е)СХ, а с пя-
того параметры помещаются в стек в обычном обратном порядке:
е	equ	[bp+4]
f	equ	[bp+6]
8.2.	Искажение имен
Компиляторы Microsoft С (а также многие компиляторы в UNIX, как мы узна-
ем далее) изменяют названия процедур, чтобы отразить используемый способ пе-
редачи параметров. Так, к названиям всех процедур, применяющих С-конвенцию,
добавляется символ подчеркивания. То есть, если в С-программе записано
some_proc();
то реально компилятор пишет
call _some_proc
и это означает: если процедура написана на ассемблере, она должна называться
именно _some_proc (или использовать сложную форму записи директивы proc).
Названия процедур, использующих STDCALL, как можно было видеть из при-
мера DLL-программы в разделе 7.4, искажаются еще более сложным образом: спе-
реди к названию процедуры добавляется символ подчеркивания, а сзади - сим-
вол @ и размер области стека в байтах, которую занимают параметры (то есть
число, стоящее после команды ret в конце процедуры).
some_proc(a:word);
превращается в
push а
call _some_proc@4
8.3.	Встроенный ассемблер
Если требуется выполнить совсем небольшую операцию на ассемблере, напри-
* мер вызвать какое-то прерывание или преобразовать сложную битовую структу-
ру, порой нерационально создавать отдельный файл ради нескольких строк на
464 F Т TTTTt
Ассемблер и языки высокого уровня
ассемблере. Во избежание этого многие языки высокого уровня поддерживают
возможность вставки ассемблерного кода непосредственно в программу. Напри-
мер, напишем процедуру, возвращающую слово, находящееся по адресу
0040h:006Ch, в BIOS - счетчик сигналов системного таймера, который удобно
использовать для инициализации генераторов случайных чисел.
8.3.1.	Ассемблер, встроенный в Pascal
function get_seed:longint
var
seed:longint
begin
asm
push	es
mov	ax,0040h
mov	es.ax
mov	ax, es:[006Ch]
mov	seed,ax
pop	es
end;
get_seed:=seed;
end;
8.3.2.	Ассемблер, встроенный в С
int get_seed()
int seed;
{
_asm {
push	es
mov	ax,0040h
mov	es,ax
mov	ax,es:[006Ch]
mov	seed,ax
pop	es
};
return(seed);
};
В данных ситуациях ассемблерная программа может, свободно пользоваться
переменными из языка высокого уровня, так как они автоматически преобразу-
ются в соответствующие выражения типа word ptr [bp + 4].
Глава 9. Оптимизация
Наиболее популярным применением Ассемблера обычно считается именно оптими-
зация программ, то есть уменьшение времени выполнения программ но сравнению
с языками высокого уровня. Но если просто переписать текст, например с языка С
на ассемблер, переводя каждую команду наиболее очевидным способом, окажет-
ся, что С-процедура выполнялась быстрее. Вообще говоря, ассел!блер, как и лю-
бой другой язык, сам по себе не является панацеей от неэффективного програм-
мирования - чтобы действительно оптимизировать программу, требуется знать не
только команды процессора, но и алгоритмы, оптимальные способы их реализа-
ции и владеть подробной информацей об архитектуре процессора.
Проблему оптимизации принято делить на три основных уровня:
1.	Выбор самого оптимального алгоритма - высокоуровневая оптимизация.
2.	Наиболее оптимальная реализация алгоритма - оптимизация на среднем
уровне.
3.	Подсчет тактов, тратящихся на выполнение каждой команды, и оптимизация
их порядка для конкретного процессора - низкоуровневая оптимизация.
9.1,	Высокоуровневая оптимизация
Выбор оптимального алгоритма для решения задачи всегда приводит к луч-
шим результатам, чем любой другой вид оптимизации. Действительно, при заме-
не пузырьковой сортировки, время выполнения которой пропорционально N2, на
быструю сортировку, выполняющуюся как N х log(N), всегда найдется такое чис-
ло сортируемых элементов N, что вторая программа будет выполняться быстрее,
как бы она ни была реализована. Поиск лучшего алгоритма - универсальная ста-
дия, и она относится не только к ассемблеру, но и к любому языку программиро-
вания, поэтому будем считать, что оптимальный алгоритм уже выбран.
9.2.	Оптимизация на среднем уровне
Реализация алгоритма на данном конкретном языке программирования - са-
мая ответственная стадия оптимизации. Именно здесь можно получить выигрыш
в скорости в десятки раз или сделать программу в десятки раз медленнее при се-
рьезных ошибках в реализации. Многие элементы, из которых складывается оп-
тимизация, уже упоминались - хранение переменных, с которыми выполняется
активная работа, в регистрах, использование таблиц переходов вместо длинных
последовательностей проверок и условных переходов и т. п. Тем не менее даже
плохо реализованные операции не вносят заметных замедлений в программу, если
они не повторяются в цикле. Можно говорить, что практически все проблемы

466 i
Оптимизация -
оптимизации на среднем уровне так или иначе связаны с циклами, и именно поэто*
му мы рассмотрим основные правила, которые стоит иметь в виду при реализа-
ции любого алгоритма, содержащего циклы.
9.2.1.	Вычисление констант вне цикла
Самым очевидным и самым важным правилом при создании цикла на любом
языке программирования является вынос всех переменных, которые не изменя-
ются на протяжении цикла, за его пределы. Программируя на ассемблере, имеет
смысл также по возможности разместить все переменные, которые будут исполь-
зоваться внутри цикла, в регистры, а старые значения нужных после цикла реги-
стров сохранить в стеке.
9.2.2.	Перенос проверки условия в конец цикла
Циклы типа WHILE или FOR, которые так часто применяются в языках вы-
сокого уровня, оказываются менее эффективными по сравнению с циклами типа
UNTIL из-за того, что в них требуется лишняя команда перехода:
\Цикл типа WHILE.			
mov	si,counter	; Число повторов.	
' mov	• dx,start_i	; Начальное	значение.
loop_start:			
cmp	dx,si	; Пока dx <	si - выполнять.
'	job	exit_loop		
[тело	цикла]		
inc	dx		
jmp	loop_start		
; Почти такой	же цикл типа UNTIL.		
mov	si,counter		
mov.	dx,start_i		
loop_start:		; выполнять.	
[тело	цикла]		
inc	dx		
cmp	dx,si	; Пока dx <	si.
j’b	loop_start		
Естественно, цикл типа UNTIL, в отличие от цикла типа WHILE, выполнится
по крайней мере один раз, так что, если это нежелательно, придется добавить одну
проверку перед телом цикла, но в любом случае даже небольшое уменьшение тела
цикла всегда оказывается необходимой операцией.
9.2.3.	Выполнение цикла задом наперед
Циклы, в которых значение счетчика растет от единицы или нуля до некото-
рой константы, можно реализовать вообще без операции сравнения, выполняя
цикл в обратном направлении (и мы пользовались этим приемом неоднократно
в наших примерах). Дело в том, что команда DEC counter устанавливает флаги
почти так же, а команда SUB counter,! - абсолютно так же, как и команда СМР
Оптимизация на среднем уровне
Т1ГГО~П1б7
counter,!, тй есть следующая команда условного перехода будет обрабатывать ре
зультат сравнения счетчика с единицей:
; Цикл от 10 до 1.
mov dx, 10
loop_start:	*
(тело цикла]
dec dx	Уменьшить DX,
jnz loop.start ; если DX не стал.нулем - продолжить цикл.
; Цикл от 10 до 0.
mov dx,10	।
loop_start:
[тело цикла]
dec dx	; Уменьшить DX,
jns	• loopistart	; если DX не отрицательный - продолжить цикл.
Конечно, не все циклы можно заставить выполняться в обратном направлении
сразу. Например, иногда Приходится изменять формат хранения массива данных
также на обратный или вносить другие изменения, но в целом, если это возмож-
но, всегда следует стремиться к циклам, выполняющимся задом наперед. Кроме
того, если цикл построен по этому образцу, выполняется до значения счетчика,
равного нулю, и регистр СХ можно освободить для выполнения роли счетчика,
есть вариант воспользоваться командой LOOP, хотя в некоторых случаях в низ-
коуровневой оптимизации команды DEC/JNZ оказываются более эффектив-
ными.
9.2.4.	Разворачивание циклов
Для небольших циклов время выполнения проверки условия и перехода на на-
чало цикла может оказаться значительным по сравнению с временем выполнения
самого тела цикла. Более того, Pentium Pro/Pentium II всегда тратят по крайней
мере один такт процессора на цикл, хотя его тело может выполняться даже быст-
рее одного такта. С этим легко справиться, вообще не создавая цикл, а просто по-
вторив его тело нужное число раз (разумеется, только в случае; если нам заранее
известно это число!). Для очень коротких циклов можно, например, удваивать
или утраивать тело цикла при условии, что Число повторений кратно двум или
трем. Кроме того, бывает удобно часть работы сделать в цикле, а часть развернуть,
например продолжая цепочку циклов из предыдущего примера:
; Цикл от 10	до -1.		
mov	dx, 10		
loop_start:			
[тело	цикла]	!		
dec	dx	; Уменьшить	DX.
jns	 loop_start	; Если DX не	отрицательный -
		; продолжить	цикл.
[тело цикла]			
468ГТТТТП
Оптимизация
Совершенно естественно, что эти простые методики не перечисляют все воз-
можности оптимизации среднего уровня, более того, они не описывают и десятой
доли всех ее возможностей. Умение оптимизировать программы нельзя сформу-
лировать в виде набора простых алгоритмов - слишком много таких ситуаций,
когда любой алгоритм оказывается неоптимальным. При решении задачи оптими-
зации приходится постоянно что-то изменять. Именно потому, что оптимизация
всегда занимает очень много времени, рекомендуется приступать к ней только
после написания программы. Как и во многих других случаях, на любой стадии
создания программы с оптимизацией нельзя торопиться, но и нельзя совсем за-
бывать о ней.
9.3.	Низкоуровневая оптимизация
9.3.1.	Общие принципы низкоуровневой оптимизации
Так как процессоры Intel используют весьма сложный набор команд, большин-
ство операций можно выполнить на низком уровне различными способами. При
этом иногда оказывается, что наиболее очевидный способ - не самый быстрый
или короткий. Часто простыми перестановками команд, зная механизм их реали-
зации на современных процессорах, можно заставить ту же процедуру выполнять-
ся на 50-200% быстрее. Разумеется, переходить к этому уровню оптимизации
разрешается только после того, как текст программы окончательно написан и макси-
мально оптимизирован на среднем уровне.
Перечислим основные рекомендации, которым нужно следовать при опти-
мальном программировании для процессоров Intel Pentium, Pentium ММХ,
Pentium Pro и Pentium II.
Основные рекомендации
Используйте регистр ЕАХ всюду, где возможно. Команды с непосредственным
операндом, с операндом - абсолютным адресом переменной и команды XCHG с ре-
гистрами на байт меньше, если другой операнд - регистр ЕАХ.
Применяйте регистр DS всюду, где возможно. Префиксы переопределения сег-
мента увеличивают размер программы на 1 байт и время на 1 такт.
Если к переменной в памяти, адресуемой со смещением, выполняется несколь-
ко обращений - загрузите ее в регистр.
Не используйте сложные команды (ENTER, LEAVE, LOOP, строковые коман-
ды), если аналогичное действие можно выполнить небольшой последовательнос-
тью простых команд.
Не используйте команду MOVZX для чтения байта - это требует четыре так-
та. Заменой может служить следующая пара команд:
хог	еах,еах
mov	al,source
Применяйте TEST для сравнения с нулем:
test	еах,еах
jz	if_zero	;	Переход,	если	ЕАХ	=	0.
Низкоуровневая оптимизация
469
Применяйте команду XOR, чтобы обнулять регистр (конечно, если текущее со-
стояние флагов больше не потребуется); она официально поддерживается Intel
как команда обнуления регистра:
хог еах.еах	; ЕАХ = О
Не используйте умножение или деление на константу - его можно заменить
другими командами, например:
ЕАХ	= ЕАХ * 10		
	shl lea	eax,1 eax,[eax+eax*4]	; Умножение на 2. ; Умножение на 5.
ЕАХ	= ЕАХ	* 7	
	mov	ebx,eax	
	shl	eax,3	; Умножение на 8
	sub	eax,ebx	; и вычитание сохраненного ЕАХ.
АХ =	AX/10		
	mov	dx,6554	; DX = 65 536/10.
	mul	dx	; DX - АХ/10 (умножение выполняется
			; быстрее деления).
ЕАХ	= EAX	mod 64 (остаток от	деления на степень двойки).
	and	eax,3Fh	
Используете короткую форму команды jmp, где возможно (jmp short метка).
Как можно реже загружайте сегментные регистры.
Как можно меньше переключайте задачи - это очень медленная процедура. Ча-
сто, если сохранение состояния процесса не требует больших затрат, например для
реализации нитей, переключение быстрее организовать с помощью программы.
Команда LEA
LEA можно использовать (кроме прямого назначения - вычисления адреса
сложно адресуемой переменной) для следующих двух ситуаций:
□ быстрое умножение
lea lea lea lea lea	еах,[ёах»2] eax, [eax+eax*2] eax,[eak*4] eax, [eax+eax«4] eax, [eax+eax«8]	EAX = EAX x EAX = EAX x EAX = EAX x ЕАХ = ЕАХ x EAX = EAX x	2 (shl eax,1 лучше) 3.	
			4 (shl 5." 9.	eax,2 лучше)
□ трехоперандное сложение				
lea	ecx,[eax+ebx]	ECX = EAX +	EBX.	
Единственный недостаток LEA - увеличивается вероятность AGI с предыду-
щей командой (см. ниже).
Выравнивание
8-байтные данные должны быть выравнены по 8-байтным границам (то есть
три младших бита адреса должны быть равны нулю).
4-байтные данные должны быть выравнены по границе двойного слова (то есть
два младших бита адреса должны быть равны нулю).
470] jiTTTl
Оптимизация
2-байтные данные должны полностью содержаться в выравненном двойном
слове (то есть два младших бита адреса не должны быть равны единице).
80-битные данные должны быть выравнены по 16-байтным границам.
Когда нарушается выравнивание при доступе к данным, находящимся в кэше,
теряются 3 такта на каждое невыравненное обращение на Pentium и 9-12 тактов -
на Pentium Pro/Pentium II.
Так как линейка кэша кода составляет 32 байта, метки для переходов, особенно
метки, отмечающие начало цикла, должны быть выравнены по 16-байтным грани-
цам, а массивы данных, равные или большие 32 байт, должны начинаться с адреса,
кратного 32.
Генерация адреса
AGI - это ситуация, при которой регистр, используемый командой для генера-
ции адреса как базовый или индексный, являлся приемником предыдущей коман-
ды. В таком случае процессор тратит один дополнительный такт.
Последовательность команд
add	edx,4
mov	esi,[edx]
выполняется c AGI на любом процессоре.	.	• *
Последовательность команд	'
add	esi,4	; U-конвейер - 1 такт	(на Pentium).
pop	ebx	; V-конвейер - 1 такт.	
inc	ebx	; V-конвейер - 1 такт	
mov	edi,[esi]	; в U-конвейер - *AGI*	, затем 1 такт.
выполняется с AGI на Pentium за три такта процессора.
Кроме того, AGI может происходить неявно, например при изменении регист-
ра ESP и обращении к стеку:
	sub	esp,24	
	push	ebx	; *AGI*
или			
	mov	esp,ebp	
	pop	ebp	; *AGI*
но изменение ESP, производимое командами PUSH и POP, не приводит к AGI,
если следующая команда тоже обращается к стеку.
Процессоры Pentium Pro и Pentium II не подвержены AGI.
Обращение к частичному регистру
Если команда обращается к 32-битному регистру, например ЕАХ, сразу после
команды, выполнявшей запись в соответствующий частичный регистр (АХ, AL,
АН), происходит пауза минимум в семь тактов на Pentium Pro и Pentium II и в один
такт на 80486, но не на Pentium:
mov ах,8
add ecx,еах	; Пауза.
Низкоуровневая оптимизация
J. LJ. J ; L J 471
На Pentium Pro и Pentium II эта пауза не появляется, если сразу перед коман-
дой записи в АХ была команда XOR ЕАХ,ЕАХ или SUB ЕАХ,ЕАХ.
Префиксы
Префиксы LOCK, переопределения сегмента и изменения адреса операнда уве-
личивают время выполнения команды на 1 такт.
9.3.2.	Особенности архитектуры процессоров Pentium
и Pentium ММХ
Выполнение команд
Процессор Pentium содержит два конвейера исполнения целочисленных ко-
манд (U и V) и один конвейер для команд FPU. Он может выполнять две цело-
численные команды одновременно и поддерживает механизм предсказания пере-
ходов, значительно сокращающий частоту сброса очереди предвыборки из-за
передачи управления по другому адресу.
На стадии загрузки команды процессор анализирует сразу две следующие ко-
манды, находящиеся в очереди, и, если возможна, выполняет одну из них в U-koh-
вейере, а другую В V. Если это невозможно, первая команда загружается в U-koh-
вейер, а V-конвейер пустует.
V-конвейер имеет определенные ограничений на виды команд, которые.могут
в нем исполняться. Приложение 2 содержит для каждой команды информацию
о том, может ли она выполняться одновременно с другими командами и в каком
конвейере. Кроме того, две команды не будут запущены одновременно, если:
□	команды подвержены одной из следующих регистровых зависимостей:
-	первая команда пишет в регистр, а вторая читает из него;
-	обе команды пишут в один и тот же регистр (кроме записи в EFLAGS).
Исключения из этих правил - пары PUSH/PUSH, PUSH/POP
и PUSH/CALL, осуществляющие запись в регистр ESP;
□	одна из команд не находится в кэше команд (кроме случая, если первая ко-
манда - однобайтная);
□	одна из команд длиннее семи байт (для Pentium);
□	одна команда длиннее восьми байт, а другая - семи (для Pentium ММХ).
Помните, что простыми перестановками Команд можно выиграть до 200% ско-
рости в критических ситуациях.
Кэш-память
Процессор Pentium состоит из двух 8-килобайтных блоков кэш-памяти, один
для кода и один для данных с длиной линейки 32 байта. Кэш данных состоит из
восьми банков, причем он доступен из обоих конвейеров одновременно, только
если Обращения происходят к разным банкам. Когда данные или код находятся
в не кэше, минимальная дополнительная задержка составляет 4 такта.
Если происходит два кэш-промаха одновременно при записи в память из обо-
их конвейеров и обе записи попадают в одно учетверенное слово (например, при
записи двух слов в последовательные адреса), процессор затрачивает столько же
времени, сколько и на один кэш-промах.
Оптимизация
Очередь предвыборки
Перед тем как команды распределяются по конвейерам, они загружаются из
памяти в одну из четырех 32-байтных очередей предвыборки. Если загружается
команда перехода и блок предсказания переходов подтверждает, что переход про-
изойдет, начинает работать следующая очередь предвыборки, Это Сделано для
того, чтобы, если предсказание было неверным, первая очередь продолжила вы-
борку команд после невыполненной команды перехода.
Если условный переход не был предугадан, затрачивается 3 такта, когда коман-
да перехода находилась в U-конвейере, и 4 такта, когда в V.
Если безусловный переход или вызов процедуры не был предугадан, затрачи-
вается 3 такта в любом случае.
Конвейер FPU
Конвейер исполнения команд FPU состоит из трех участков, на каждом из ко-
торых команда тратит по крайней мере один такт. Многие команды, однако, пост-
роены таким образом, что позволяют другим командам выполняться на ранних
участках конвейера, пока данные команды выполняются на более поздних. Кроме
того, параллельно с длинными командами FPU, например FDIV, могут выпол-
няться команды в целочисленных конвейерах.
Команда FXQH может выполняться одновременно почти с любой командой
FP(что позволяет использовать ST(h) как неупорядоченный набор регистров
практически без потерь в производительности.
Конвейер ММХ
Команды ММХ, так же как команды FPU, используют дополнительный кон-
вейер, содержащий два блока целочисленной арифметики (и логики), один блок
умножения, блок сдвигов, блок доступа к памяти и блок доступа к целочислен-
ным регистрам. Все блоки, кроме умножителя, выполняют свои стадии команды
за один такт, умножение требует трех тактов, но имеет собственный буфер, поз-
воляющий принимать по одной команде каждый такт. Так как блоков арифмети-
ки два, соответствующие операции могут выполняться одновременно в U- или
V-конвейере. Команды, использующие блок сдвигов или умножитель, способны
осуществляться в любом конвейере, но не одновременно с другими командами,
применяющими тот же самый блок. А команды, обращающиеся к памяти или
обычным регистрам, в состоянии выполняться только в U-конвейере и только
одновременно с ММХ-командами.
Если перед командой, копирующей MMX-регистр в память или в обычный ре-
гистр, происходила запись в MMX-регистр, затрачивается один лишний такт.
9.3.3.	Особенности архитектуры процессоров Pentium Pro
и Pentium II
Процессоры Pentium Pro и Pentium II включают в себя целый набор средств
для ускорения выполнения программ, В них происходит выполнение команд не
по порядку, предсказание команд и переходов, аппаратное переименование ре-
гистров.
Низкоуровневая оптимизация
473
Выполнение команд
За каждый такт процессора из очереди предвыборки может быть прочитано
и декодировано на микрооперации до трех команд. В этот момент работают три
декодера, первый из которых декодирует команды, содержащие до четырех мик-
роопераций, а другие два - только команды из одной микрооперации. Если в ас-
семблерной программе команды упорядочены в соответствии с этим правилом
(4-1-1), то на каждый такт будет происходить декодирование трех команд. Напри-
мер: если в последовательности команд
add	eax,[ebx]	;	2m	-	в декодер 0 на .первом такте.'
mov	есх,[еах]	;	2m	—	пауза 1 такт, пока декодер О
; не освободится.
add	edx, 8	;	1m	-	декодер 1 на втором такте.
переставить вторую и третью команды, то add edx,8 будет декодирована в тот же
такт, что и первая команда.
Число микроопераций для каждой команды приведено в приложении 2, но
можно сказать, что команды, работающие только с регистрами, как правило, вы-
полняются за одну микрооперацию, команды чтения из памяти - тоже за одну,
команды записи в память - за две, а команды, выполняющие чтение-изменение-
запись, - за четыре. Сложные команды содержат больше четырех микроопераций
и требуют несколько тактов для декодирования. Кроме того, команды длиннее
семи байт не могут быть декодированы за один такт. В среднем время ожидания
в этом буфере составляет около трех тактов.
Затем микрооперации поступают в буфер накопления, где они ждут, пока все
необходимые им данные не будут доступны. Далее они посылаются в ядро систе-
мы неупорядоченного исполнения, состоящей из пяти конвейеров, каждый из ко-
торых обслуживает несколько блоков исполнения. Если все данные для микро-
операции готовы и в ядре есть свободный элемент, исполняющий конкретную
микрооперацию, в буфере накопления не будет потрачено ни одного лишнего так-
та. После выполнения микрооперации скапливаются в буфере завершения, где ре-
зультаты их записываются, операции записи в память упорядочиваются и микро-
операции завершаются (три за один такт).
Время выполнения команд в пяти конвейерах исполнения приведено в табл. 21.
Указанное в таблице время требуется для выполнения микрооперации, а ско-
рость демонстрирует, с какой частотой элемент может принимать микрооперации
в собственный конвейер (1 - каждый такт, 2 - каждый второй такт). То есть, на-
пример, одиночная команда FADD выполняется за три такта, а три последователь-
ные команды FADD - тоже за три такта.
Микрооперации чтения и записи, обращающиеся к одному и тому же адресу
в памяти, выполняются за один такт.
Существует особая группа синхронизирующих команд, любая из которых на-
чинает выполняться только после того, как завершаться все микрооперации, на-
ходящиеся в процессе выполнения. К таким командам относятся привилегиро-
ванные команды WRMSR, INVD, INVLPG, WBINVD, LGDT, LLDT, LIDT, LTR,
474 Г [TTJ
Оптимизация
Таблица 21. Конвейеры процессора Pentium Pro/Pentium II
	Время выполнения	Скорость
Конвейер 0		
Блок целочисленной арифметики	1	1
Блок команд LEA	1	1
Блок команд сдвига	1	1
Блок целочисленного умножения	4	1
Блок команд FADD	3	1
Блок команд FMUL	5	2
	17 для 32-битных	17
Блок команд FDIV	36 для 64-битных	36
	56 для 80-битных	56
Блок ММХ-арифметики	1	1
Блок ММХ-умножений	3	1
Конвейер 1		
Блок целочисленной арифметики	1	1
Блок ММХ-арифметики	1	1
Блок ММХ-сдвигов	1	1
Конвейер 2		
Блок чтения	3 при кэш-попадании	1
Конвейер 3		
Блок записи адреса.	не меньше 3	1
Конвейер 4		
Блок записи данных	не меньше 1	1
RSM и MOV в управляющие и отладочные регистры, а также две непривилегиро-
ванные команды - IRET и CPUID. Когда, например, измеряют скорость испол-
нения процедуры при помощи команды RDTSC (см. раздел 10.2), полезно выпол-
нить одну из синхронизирующих команд, чтобы убедиться в том, что все
измеряемые команды полностью завершились.
Кэш-память
Процессоры Pentium Pro включают в себя 8-килобайтный кэш L1 для данных
и 8-килобайтный кэш L1 для кода, а процессоры Pentium II соответственно по 16 Кб,
но не все кэш-промахи приводят к чтению из памяти: существует кэш второго уров-
ня - L2, который маскирует промахи L1. Минимальная задержка при промахе в оба
кэша составляет 10-14 тактов в зависимости от состояния цикла обновления памяти.
Микрооперации чтения и записи могут произойти одновременно, если они
обращаются к разным банкам кэша L1.
Очередь предвыборки
Очередь предвыборки считывает прямую линию кода 16-байтными выровнен-
ными блоками. Это значит, что следует организовывать условные переходы так,
Низкоуровневая оптимизаций
! 475
чтобы наиболее частым исходом было бы отсутствие перехода, и что полезно вы-
равнивать команды на границы слова. Кроме того, желательно располагать редко
используемый код в конце процедуры, чтобы он не считывался в очередь предвы-
борки впустую.
Предсказание переходов
Процессор поддерживает 512-байтный буфер выполненных переходов и их це-
лей. Система предсказания может обнаруживать последовательность до четырех
повторяющихся переходов, то есть четыре вложенных цикла будут иметь процент
предсказания близкий к 100. Кроме того, дополнительный буфер адресов возврата
позволяет правильно предсказывать Циклы, из которых вызываются подпрограммы.
На неправильно предсказанный переход затрачивается как минимум девять
тактов (в среднем от 10 до 15). На правильно предсказанный невыполняющийся
переход не затрачивается никаких дополнительных тактов вообще. На правильно
предсказанный выполняющийся переход затрачивается один дополнительный
такт. Именно поэтому минимальное время исполнения цикла на Pentium Pro или
Pentium II - два такта и, если цикл может выполняться быстрее, он должен быть
развернут.
Если команда перехода не находится в буфере, система предсказания делает
следующие предположения:
□	безусловный переход предсказывается как происходящий, и на его выполне-
ние затрачивается 5-6 тактов;
□	условный переход назад предсказывается как происходящий, и на его выпол-
нение также затрачивается 5-6 тактов;
□	условный переход вперед предсказывается как непроисходящий. При этом
команды, следующие за ним, предварительно загружаются и начинают ис-
полняться, вот почему не размещайте данные сразу после команды перехода.
Глава 10. Процессоры Intel
в защищенном режиме
Мы уже неоднократно сталкивались с защищенным режимом и даже програм-
мировали приложения, которые работали в нем (см. главы 6 и 7), при этом
пользовались только средствами, которые предоставляла операционная система,
и до сих пор не рассматривали, как процессор переходит и функционирует в за-
щищенном режиме, то есть как работают современные операционные системы.
Дело вот в чем: управление защищенным режимом в современных процессорах
Intel - это самый сложный раздел программирования и самая сложная глава
в этой книге. Но материал можно легко освоить, если рассматривать этот раздел
шаг за шагом - отдельные механизмы работы процессора достаточно мало пере-
крываются друг с другом. Прежде чем рассматривать собственно программиро-
вание, познакомимся с регистрами и командами процессора, которые пока были
от нас скрыты.
10.1.	Регистры
Рассматривая регистры процессора в разделе 2.1, мы специально ничего не рас-
сказали© регистрах, которые не используются в обычном программировании,
в основном именно потому, что они управляют защищенным режимом.
10.1.1,	Системные флаги
Регистр флагов EFLAGS - это 32-битный регистр, в то время как в разделе
2.1.4 рассмотрена только часть из младших 16 бит. Теперь мы можем обсудить все:
биты 31-22: нули
бит 21: флаг идентификации (ID)
бит 20: флаг ожидания виртуального прерывания (VIP)
бит 19: флаг виртуального прерывания (VIF)
бит 18: флаг контроля за выравниванием (АС)
бит 17: флаг режима V86 (VM)
бит 16: флаг продолжения задачи (RF)
бит 15: О
бит 14: флаг вложенной задачи (NT)
биты 13-12: уровень привилегий ввода-вывода (IOPL)
бит И: флаг переполнения (OF)
бит 10: флаг направления (DF)
бит 9: флаг разрешения прерываний (IF)
ГТТТ I I 477
бит 8: флаг трассировки (TF)
биты 7-0: флаги состояния (SF, ZF, AF, PF, CF) были рассмотрены подробно
раньше
Флаг TF: если он равен 1, перед выполнением каждой команды генерируется
исключение #DB (INT 1).
Флаг IF: если он равен 0, процессор не реагирует ни на какие маскируемые
аппаратные прерывания.
Флаг DF: если он равен 1, регистры EDI/ESI при выполнении команд строко-
вой обработки уменьшаются, иначе - увеличиваются.
Поле IOPL уровень привилегий ввода-вывода, с которым выполняется текущая
программа или задача. Чтобы программа могла обратиться к порту
ввода-вывода, ее текущий уровень привилегий (CPL) должен быть
меньше или равен IOPL. Это поле можно модифицировать, только
имея нулевой уровень привилегий.
Флаг NT: равен 1, если текущая задача является вложенной по отношению к ка-
кой-то другой - в обработчиках прерываний и исключений и вызван-
ных командой call задачах. Флаг влияет на работу команды IRET.
Флаг RF: когда этот флаг равен 1, отладочные исключения временно запреще-
ны. Он устанавливается командой IRETD из обработчика отладоч-
ного прерывания, чтобы #DB не произошло перед выполнением ко-
манды, которая его вызвала, еще раз. На флаг не влияют команды
POPF, PUSHF и IRET.
Флаг VM: установка этого флага переводит процессор в режим V86 (виртуаль-
ный 8086).
Флаг АС: если установить этот флаг и флаг AM в регистре CR0, каждое обра-
щение к памяти из программ, выполняющихся с CPL = 3, не вырав-
ненное на границу слова для слов и на границу двойного слова для
двойных слов, будет вызывать исключение #АС.
Флаг VIF: это виртуальный образ флага IF (только для Pentium и выше).
Флаг VIP: этот флаг указывает процессору, что произошло аппаратное преры-
вание. Флаги VIF и VIP используются в многозадачных средах для
того, чтобы каждая задача имела собственный виртуальный образ
флага IF (только для Pentium и выше - см. раздел 10.9.1).
Флаг ID: если программа может изменить значение этого флага - процессор
поддерживает команду CPUID (только для Pentium и выше).
10.1.2.	Регистры управления памятью
Перечисленные ниже четыре регистра используются для указания положения
структур данных, ответственных за сегментацию в защищенном режиме.
GDTR: 6-байтный регистр, в котором содержатся 32-битный линейный адрес
начала таблицы глобальных дескрипторов (GDT) и ее 16-битный раз-
мер (минус 1). Каждый раз, когда происходит обращение к памяти, по
±7_8 I ! J I
Процессоры Intel в защищенном режиме
селектору, находящемуся в сегментном регистре, определяется дескрип-
тор из таблицы GDT или LDT, в котором записан адрес начала сегмен-
та и другая информация (см. раздел 6.1).
IDTR: 6-байтный регистр, в котором содержатся 32-битный линейный адрес
начала таблицы глобальных дескрипторов обработчиков прерываний
(IDT) и ее 16-битный размер (минус 1). Каждый раз, когда происхо-
дит прерывание или исключение, процессор передает управление на
обработчик, описываемый дескриптором из IDT с соответствующим ,
номером.
LDTR: 10-байтный регистр, в котором содержатся 16-битный селектор для
GDT и весь 8-байтный дескриптор из GDT, описывающий текущую
таблицу локальных дескрипторов (LDT).
TR:	10-байтный регистр, в котором содержатся 16-битный селектор для
GDT й весь 8-байтный дескриптор из GDT, описывающий TSS текущей
задачи.
10.1.3.	Регистры управления процессором
Пять 32-битных регистров CR0 - CR4 управляют функционированием про-
цессора и работой отдельных его внутренних блоков.
CR0: флаги управления системой
бит 31: PG - включает и выключает режим страничной адресации
бит 30: CD - запрещает заполнение кэша. При этом чтение из кэша все равно
будет происходить
бит 29: NW - запрещает сквозную запись во внутренний кэш - данные, запи-
сываемые в кэш, не появляются на внешних выводах процессора
бит 18: AM - разрешает флагу АС включать режим, в котором невыровненные
обращения к памяти на уровне привилегий 3 вызывают исключение
#АС
бит 16: WP - запрещает запись в страницы, помеченные как «только для чте-
ния» на всех уровнях привилегий (если WP = 0, защита распространя-
ется лишь на уровень 3). Этот бит предназначен для реализации мето-
да копирования процесса, популярного в UNIX, в котором вся память
нового процесса сначала полностью совпадает со старь!м, а затем, при
попытке записи, создается копия страницы, к которой происходит
обращение
бит 5: NE - включает режим, в котором ошибки FPU вызывают исключение
#MF, aneIRQ13
бит 4: ЕТ - использовался только на 80386DX и указывал, что FPU присут-
ствует
бит 3: TS - устанавливается процессором после переключения задачи. Если
затем выполнить любую команду FPU, произойдет исключение #NM,
обработчик которого моифт сохранить/восстановить состояние FPU,
очистить этот бит командой CLTS и продолжить программу
Ш I J______i__JjlZi
бит 2: EM. - эмуляция сопроцессора. Каждая команда FPU вызывает исклю-
чение #NM
бит 1: МР - управляет тем, как исполняется команда WAIT. Должен быть
установлен для совместимости с программами, написанными для 80286
и 80386 и использующими эту команду
бит 0: РЕ - если он равен 1, процессор находится в защищенном режиме
(остальные биты зарезервированы, и программы не должны изменять1 их зна-
чения)
CR1: зарезервирован
CR2: регистр адреса ошибки страницы
Когда происходит исключение #PF, из этого регистра можно прочитать линей-
ный адрес, обращение к которому вызвало исключение.
CR3 (PDBR): регистр основной таблицы страниц
биты 31-11:	20 старших бит физического адреса начала каталога страниц,
если бит РАЕ в CR4 равен нулю, или	>
биты 31-5:	27 старших бит физического адреса таблицы указателей на ка-
талоги страниц, если бит РАЕ =1
бит 4 (80486+): бит PCD (запрещение кэширования страниц) - этот бит зап-
рещает загрузку текущей страницы в кэш-память (например,
если произошло прерывание и система не хочет, чтобы обра-
ботчик прерывания вытеснил основную программу из кэша)
бит 3 (80486+): бит PWT (бит сквозной записи страниц) - управляет методом
записи страниц во внешний кэш
CR4: этот регистр (появился только в процессорах Pentium) управляет новы-
ми возможностями процессоров. Все эти возможности необязательно присут-
ствуют, и их надо сначала проверять с помощью команды CPUID
бит 9: FSR - разрешает команды быстрого сохранения/восстановления состо-
яния FPU/ММХ FXSAVE и FXRSTOR (Pentium II)
бит 8: РМС - разрешает выполнение команды RDPMC для программ на всех
уровнях привилегий (при РМС - 0 - только на уровне 0) - Pentium Pro
и выше
бит 7: PGE - разрешает глобальные страницы (бит 8 атрибута страницы),
которые не удаляются из TLB при переключении задач и записи в CR3
(Pentium Pro и выше)
бит 6: MCE - разрешает исключение #МС
бит 5: РАЕ - включает 36-битное физическое адресное пространство -
Pentium Pro и выше
бит 4: PSE - включает режим адресации с 4-мегабайтными страницами
бит 3: DE - запрещает отладочные прерывания по обращению к портам
бит 2: TSD г- запрещает выполнение команды RDTSC для всех программ, кро-
ме программ, выполняющихся на уровне привилегий 0
480 !
Процессоры Intel в защищенном режиме
бит 1: PVI - разрешает работу флага VIF в защищенном режиме, что может
позволить некоторым программам, написанным для уровня привилегий
О, работать на более низких уровнях
бит 0: VME - включает расширения режима V86 - разрешает работу флага
VIF для У86-приложений
10.1.4.	Отладочные регистры
Эти восемь 32-битных регистров (DR0 - DR7) позволяют программам, выпол-
няющимся на уровне привилегий 0, определять точки останова, йе модифицируя
код программ, например для отладки ПЗУ или программ, применяющих слож-
ные схемы защиты от трассировки. Пример отладчика, использующего эти реги-
стры, - SoftICE.
DR7 (DCR) - регистр управления отладкой
биты 31-30: поле LEN для точки останова 3 (размер точки останова)
00-1 байт
01-2 байта
00 - не определен (например, для останова при выполнении) 11-4 байта
биты 29-28: поле R/W для точки останова 3 (тип точки останова)
00 - при выполнении команды
01-при записи
10	- при обращении к порту (если бит DE в регистре CR4 = 1)
11	- при чтении или записи
биты 27-26: поле LEN для точки останова 2
биты 25-24: поле R/W для точки останова 2
биты 23-22: поле LEN для точки останова 1
биты 21-20: поле R/W для точки останова 1
биты 19-18: поле LEN для точки останова 0
биты 17-16: поле R/W для точки останова 0
биты 15-14: 00
бит 13: бит GD - включает режим, в котором любое обращение к отладочному
регистру, даже из кольца защиты 0, вызывает исключение #DB (этот
бит автоматически сбрасывается внутри обработчика исключения)
биты 12-10: 001
бит 9: бит GE - если этот бит 0, точка останова по обращению к данным мо-
жет не сработать или сработать на несколько команд позже, так что его
лучше всегда сохранять равным 1
бит 7: бит G3 - точка останова 3 включена
бит 5: бит G2 - точка останова 2 включена
бит 3: бит G1 - точка останова 1 включена
бит 2: бит G0 - точка останова 0 включена
биты 8, 6,4, 2, 0: биты LE, L3, L2, LI, L0 - действуют так же, как GE - G0, но
обнуляются при переключении задачи1 (локальные точки
останова)
Регистры
481
DR6(DSR) - регистр состояния отладки - содержит информацию о причине
отладочного останова для Обработчика исключения #ОВ
биты 31-16: единицы
бит 15: ВТ причина прерывания - отладочный бит в TSS задачи, в которую
только что произошло переключение
^ит44: BS - причина прерывания - флаг трассировки TF из регистра FLAGS
бит 13: BD - причина прерывания - следующая команда собирается писать
или читать отладочный регистр, й бит GD в DR7 установлен в 1.
бит 12: О
биты 11-4: единицы
бит 3: ВЗ - выполнился останов в точке 3
бит 2: В2 - выполнился останов в точке 2
бит 1: В1 - выполнился останов в точке 1
бит 0: ВО - выполнился останов в точке 0
Процессор не очищает биты причин прерывания в данном регистре, так что об-
работчику исключения #DB следует делать это самостоятельно. Кроме того, од-
новременно может произойти прерывание по нескольким причинам, тогда более
одного бита будет установлено.
DR4 - DR5 зарезервированы. На процессорах до Pentium или в случае, если
бит DE регистра CR4 равен нулю, обращение к этим регистрам приводит
к обращению к DR6 и DR7 соответственно. Если бит DE - 1, происходит
исключение #UD
DR0 - DR3 содержат 32-битные линейные адреса четырех возможных точек
останова по доступу к памяти
Если условия для отладочного останова выполняются, процессор вызывает
исключение #DB.
10.1.5.	Машинно-специфичные регистры
Это большая группа регистров (более ста), назначение которых отличается
в моделях процессоров Intel и даже иногда в процессорах одной модели, но раз-
ных версий. Например, регистры Pentium Pro MTRR (30 регистров) описывают,
какой механизм страничной адресации используют различные области памяти -
не кэшируются, защищены от записи, кэшируются прозрачно и т. д. Регистры
Pentium Pro MCG/MCI (23 регистра) используются для автоматического обна-
ружения и обработки аппаратных ошибок, регистры Pentium TR (12 регистров) -
для тестирования кэша и т. п. При описании соответствующих команд мы рас-
смотрим только регистр Pentium TSC - счетчик тактов процессора и группу из
четырех регистров Pentium Pro, необходимую для подсчета различных событий
(число обращений к кэшу, умножений, команд ММХ и т. п.). Эти регистры оказа-
лись настолько полезными, что для работы с ними были введены дополнитель-
ные команды - RDTSC и RDPMC.
16 Зак. 459
482 !
HI Процессоры Intel в защищенном режиме
10.2.	Системные и привилегированные команды
Команда	Назначение	Процессор
LGDT источник	Загрузить регистр GDTR	80286
Команда загружает значение источника (6-байтная переменная в памяТи) в ре-
гистр GDTR. Если текущая разрядность операндов 32 бита, в качестве размера
таблицы глобальных дескрипторов используются младшие два байта операнда,
а в качестве ее линейного адреса - следующие четыре. Если текущая разрядность
операндов - 16 бит, для линейного адреса используются только байты 3, 4, 5 из
операнда, а в самый старший байт адреса записываются нули.
Команда выполняется исключительно в реальном режиме или при CPL - 0.
Команда	Назначение	Процессор
SGDT приемник	Прочитать регистр GDTR	80286
Помещает содержимое регистра GDTR в приемник (6-байтная переменная в па-
мяти). Если текущая разрядность операндов - 16 бит, самый старший байт этой
переменной заполняется нулями (начиная с 80386, а 286 заполнял его единицами).
Команда -	Назначение	Процессор
LLDT источник ,Загрузить регистр LDTR 80286
Загружает регистр LDTR, основываясь на селекторе, находящемся в источни-
ке (16-битном регистре или переменной). Если источник - 0, все команды, кроме
LAR, LSL, VERR и VERW, обращающиеся кдескрипторам из LDT, будут вызы-
вать исключение #GP.
Команда выполняется только в защищенном режиме с CPL = 0.
Команда	Назначение	Процессор
SLDT приемник	Прочитать регистр LDTR	80286
Помещает селектор, находящийся в регистре LDTR, в приемник (16- или 32-
битный регистр или переменная). Этот селектор указывает на дескриптор в GDT
текущей LDT. Если приемник 32-битный, старшие 16 бит обнуляются на Pentium
Pro и не определены на предыдущих процессорах.
Команда1 выполняется только в защищенном режиме.
Команда	Назначение	Процессор
LTR источник	Загрузить регистр TR	80286
Загружает регистр задачи TR, основываясь на селекторе, находящемся в ис-
точнике (16-битном регистре или переменной), который указывает на сегмент со-
стояния задачи (TSS). Эта команда обычно используется для загрузки первой
задачи при инициализации многозадачной системы.
Команда выполняется только в защищенном режиме с CPL = 0.
Hi ;	! 483
Команда	Назначение	Процессор
STR приемник	Прочитать регистр TR	,	80286
Помещает селектор, находящийся в регистре TR, в приемник (16- ил и 32-бит-
ный регистр или переменная). Этот селектор указывает на дескриптор в GDT,
описывающий TSS текущей задачи. Если приемник 32-битный, старшие 16 бит
обнуляются на Pentium Pro и не определены на предыдущих процессорах.
Команда выполняется только в защищенном режиме.
Команда	Назначение	Процессор
LIDT источник	Загрузить регистр IDTR	80286
Загружает значение источника (6-байтная переменная в памяти) в регистр
IDTR. Если текущая разрядность операндов - 32 бита, в качестве размера табли-
цы глобальных дескрипторов используются младшие два байта операнда, а в ка-
честве ее линейного адреса - следующие четыре. Если текущая разрядность опе-
рандов - 16 бит, для линейного адреса используются только байты 3, 4, 5 из
операнда, а самый старший байт адреса устанавливается нулевым.
Команда выполняется исключительно в реальном режиме или при CPL = 0.
Команда	Назначение	Процессор
SIDT приемник	Прочитать регистр IDTR	80286
Помещает содержимое регистра GDTR в приемник (6-байтная переменная в па-
мяти). Если текущая разрядность операндов - 16 бит, самый старший байт этой пе-
ременной заполняется нулями (начиная с 80386, а 286 заполнял его единицами).
Команда	Назначение	Процессор
MOV приемник,источник	Пересылка данных в/из управляющие/их	80386
и отладочные/ых регистры/ов
Приемником или источником команды MOV могут быть регистры GR0 - CR4
и DR0 - DR7. В этом случае другой операнд команды обязательно должен быть
32-битным регистром общего назначения. При записи в регистр CR3 сбрасыва-
ются все записи в TLB, кроме глобальных страниц в Pentium Pro, Во время моди-
фикации бит РЕ или PG в CR0 и PGE, PSE или РАЕ в CR4 сбрасываются все
записи в TLB без исключения.
Комайды выполняются только в реальном режиме или с CPL = 0.
Команда	Назначение	Процессор
LMSW источник	Загрузить слово состояния процессора	80286
Копирует младшие четыре бита источника (16-битный регистр или перемен-
ная) в регистр CR0, изменяя биты РЕ, МР, ЕМ и TS. Кроме того, если бит РЕ = 1,
этой командой его нельзя обнулить, то есть нельзя выйти из защищенного режима.
484 |
LJ J11
Процессоры Intel в защищенном режиме
Команда LMSW существует только для совместимости с процессором 80286,
и вместо нее всегда удобнее использовать mov сгО.еах
Команда выполняется только в реальном режиме или с CPL = 0.
Команда	Назначение	Процессор
SMSW приемник	Прочитать слово состояния процессора	80286
Копирует младшие 16 бит регистра CR0 в приемник (16- или 32-битный регистр
или 16-битная переменная). Если приемник 32-битный, значения его старших би-
тов не определены. Команда SMSW нужна для совместимости в процессором
80286, и вместо нее удобнее использовать mov еах,сг0.
Команда	Назначение	Процессор
CLTS	Сбросить флаг TS в CR0	80286
Команда сбрасывает в 0 бит TS регистра CR0, который устанавливается про-
цессором в 1 после каждого переключения задач. CLTS предназначена для син-
хронизации сохранения/восстановления состояния FPU в многозадачных опера-
ционных системах: первая же команда FPU в новой задаче При TS = 1 вызовет
исключение #NM, обработчик которого сохранит состояние FPU для старой за-
дачи и восстановит сохраненное ранее для новой, после чегб выполнит команду
CLTS и вернет управление.
Команда выполняется только в реальном режиме или с CPL - 0.
Команда	Назначение	Процессор.
ARPL приемник.источник	Коррекция'поля RPL селектора	80286
Команда сравнивает поля RPL двух сегментных селекторов. Приемник (16-бит-
ный регистр или переменная) содержит первый, а источник (16-битный регистр) -
второй. Если RPL приемника меньше, чем RPL источника, устанавливается флаг
ZF, и RPL приемника становится равным RPL источника. В противном случае
ZF = 0 и никаких изменений не происходит. Обычно эта команда используется
операционной системой, чтобы увеличить RPL селектора, переданного ей прило-
жением, с целью удостовериться, что он соответствует уровню привилегий при-
ложения (который система может взять из RPL сегмента кода приложения, нахо-
дящегося в стеке).
Команда выполняется только в защищенном режиме (с любым CPL).
Команда	Назначение	Процессор
LAR приемник.источник	Прочитать права доступа сегмента	80286
Копирует байты, отвечающие за права доступа из дескриптора, описываемого
селектором, который находится в источнике (регистр или переменная), в источник
(регистр) и устанавливает флаг ZE Если используются 16-битные операнды, копи-
руется только байт 5 дескриптора в байт 1 (биты 8-15) приемника. Для 32-битных
Системныекоманды
485
операндов дополнительно копируются Старшие четыре бита (для сегментов кода
и данных) или весь шестой байт дескриптора (для системных сегментов) в байт 2
приемника. Остальные биты приемника обнуляются. Если CPL > DPL или RPL >
DPL - для неподчйненных сегментов кода, если селектор или дескриптор оши-
бочны или в других ситуациях, когда программа не сможет пользоваться этим се-
лектором, команда LAR возвращает ZF - 0.
Команда выполняется только в защищенном режиме.
Команда	Назначение	Процессор
LSL приемник.источник	Прочитать лимит сегмента	80286
Копирует лимит сегмента (размер минус 1) из дескриптора, селектор для ко-
торого находится в источнике (регистр или переменная), в приемник (регистр)
и устанавливает флаг ZF в 1. Если бит гранулярности в дескрипторе установлен
и лимит хранится в единицах по 4096 байт, команда LSL переведет его значение
в байты. Если используются 16-битные операнды и лимит не умещается в при-
емнике, его старший биты теряются. Как и в случае с LAR, эта команда проверя-
ет доступность сегмента из текущей программы: если сегмент недоступен, в при-
емник ничего не загружается и флаг ZF сбрасывается в 0.
Команда выполняется только в защищенном режиме.
Команда	Назначение	Процессор
VERR источник	Проверить права на чтение	80286
VERW источник	Проверить права на запись	80286
Команды проверяют, доступен ли сегмент кода или данных, селектор которого
находится в источнике (16-битный регистр или переменная), для чтения (VERR)
или записи (VERW) с текущего уровня привилегий. Если сегмент доступен, то
команды возвращают ZF = 1, иначе - ZF • 0.
Команды выполняются только в защищенном режиме.
Команда	Назначение	Процессор
INVD	Сбросить кэш-память	80486
WBINVD	Записать и сбросить кэш-память	80486
Эти команды объявляют все содержимое внутренней кэш-памяти процессора
недействительным и подают сигнал для сброса внешнего кэша, так что после этого
все. обращения к памяти приводят к заполнению кэша заново. Команда WBINVD
предварительно сохраняет содержимое кэша в память, команда INVD приводит к по-
тере всей информации, которая попала в кэш, но еще не была перенесена в память.
Команды выполняются только в реальном режиме или с CPL = 0.
Команда	Назначение	Процессор
INVLPG источник	Аннулировать страницу	80486
Процессоры Intel в защищенном режиме
Аннулирует (объявляет недействительным) элемент буфера TLB, описываю-
щий страницу памяти, которая содержит источник (адрес в памяти).
Команда выполняется только в реальном режиме или с CPL = 0.
Команда	Назначение	Процессор
HLT	Остановить процессор	8086
Переводит процессор в состояние останова, из которого его может вывести
только аппаратное прерывание или перезагрузка. Если причиной было прерыва-
ние, то адрес возврата, помещаемый в стек для обработчика прерывания, указы-
вает на следующую после HLT команду.
Команда выполняется только в реальном режиме или с CPL = 0.
Команда	Назначение	Процессор
RSM	Выйти из режима SMM	Р5
Применяется для вывода процессора из режима SMM, использующегося для
сохранения состояния системы в критических ситуациях (например, при выклю-
чении электроэнергии). При входе в SMM (происходит во время поступления со-
ответствующего сигнала на процессор от материнской платы) все регистры, вклю-
чая системные, й другая информация сохраняются в специальном блоке памяти -
SMRAM, а при выходе (который и осуществляется командой RSM) все восста-
навливается.
Команда выполняется только в режиме SMM.
Команда	Назначение	Процессор
RDMSR	Чтение из MSR-регистра	Р5.
WRMSR	Запись в MSR-регистр	Р5
Помещает содержимое машинно-специфичного регистра с номером, указанным
в ЕСХ, в пару регистров EDX:EAX (старшие 32 бита в EDX и младшие в ЕАХ)
(RDMSR) или содержимое регистров EDX:EAX - в машинно-специфичный ре-
гистр с номером в ЕСХ. Попытка чтения/записи зарезервированного или отсут-
ствующего в данной модели MSR приводит к исключению #GP(0).
Команда выполняется Только в реальном режиме или с CPL - 0.
Команда	Назначение	Процессор
RDTSC	Чтение из счетчика тактов процессора	Р5
Помещает в регистровую пару EDX:EAX текущее значение счетчика тактов -
64-битного машинно-специфичного регистра TSC, значение которого увеличива-
ется на 1 каждый такт процессора с момента его последней перезагрузки. Этот
машинно-специфичный регистр доступен для чтения и записи с помощью команд
RDMSR/WRMSR как регистр номер 1 Oh, причем на Pentium Pro при записи в него
старшие 32 бита всегда обнуляются. Так как машинно-специфичные регистры
Системные команды
I 487
могут отсутствовать на отдельных моделях процессоров, их наличие всегда сле-
дует определять посредством CPUID (бит 4 в EDX - наличие TSC).
Команда выполняется на любом уровне привилегий, если бит TSD в регистре
CR0 равен нулю, и только в реальном режиме или с СРЕ - 0, если бит TSD = 1.
Команда	Назначение	Процессор
RDPMC	Чтение из счетчика событий	Р6
Помещает значение одного из двух программируемых счетчиков событий (40-
битные машинно-специфичные регистры Clh и C2h для Pentium Pro и Pentium II)
в регистровую пару EDX:EAX. Выбор читаемого регистра определяется числом О
или 1 в ЕСХ. Аналогичные регистры есть и на Pentium (и Cyrix 6х86МХ), но они
имеют номера 1 lh и 12h, и к ним можно обращаться только при помощи команд
RDMSR/WRMSR.
Способ выбора типа подсчитываемых событий тоже различается в Pentium
и Pentium Pro - для Pentium надо выполнить запись в 64-битный регистр MSR
01 lh, разные двойные слова которого управляют выбором режима каждого из
счетчиков и типа событий, а для Pentium Pro/Pentium II надо выполнить запись
в регистр 187h для счетчика 0 и 188Ьдля счетчика 1. Соответственно и наборы со-
бытий между этими процессорами сильно различаются: 38 событий на Pentium,
83 - на Pentium Pro и 96 - на Pentium II.
• > ____________________________
Команда	Назначение	Процессор
SYSENTER	Быстрый системный вызов	PII
SYSEXIT	Быстрый возврат из системного вызова	PH
Команда SYSENTER загружает в регистр CS число из регистра MSR #174h,
в регистр EIP - число из регистра MSR #176h, в регистр SS - число, равное CS +
8 (селектор на следующий дескриптор), и в регистр ESP - число из MSR #175h.
Эта команда предназначена для передачи управления операционной системе - ее
можно вызывать с любым CPL, а вызываемый код должен находиться в бессег-
ментной памяти с CPL = 0. На самом деле SYSENTER модифицирует дескрипторы
используемых сегментов - сегмент кода будет иметь DPL = 0, базу 0, лимит 4 Гб,
станет доступным для чтения и 32-битным, а сегмент стека также получит базу 0,
лимит 4 Гб, DPL = 0, 32-битный режим, доступ для чтения/записи и установлен-
ный бит доступа. Кроме того, селекторы CS и SS получают RPL = 0.
Команда SYSEXIT загружает в регистр CS число, равное содержимому регист-
ра MSR #174h плюс 16, в EIP - число из EDX, в SS - число, равное содержимому
регистра MSR #174h плюс 24, и в ESP - число из ЕСХ. Эта команда предназначена
для передачи управления в бессегментную модель памяти с CPL = 3 и тоже моди-
фицирует дескрипторы. Сегмент кода получает DPL - 3, базу 0, лимит 4 Гб, доступ
для чтения, перестает быть подчиненным и становится 32-битным. Сегмент стека
также получает базу 0, лимит 4 Гб, доступ для чтения/записи и 32-битную разряд-
ность. Поля RPL в CS и SS устанавливаются в 3.
Процессоры Intel в защищенном режим*
Поддержку команд SYSENTER/SYSEXIT всегда следует проверять при помо-
щи команды CPUID (бит 11). Кроме того, надо убедиться, что номер модели про-
цессора не меньше трех, так как Pentium Pro (тип профессора 6, модель 1) не име-
ет команд SYSENTER/SYSEXIT, но бит в CPUID возвращается равным 1.
SYSENTER выполняется лишь в защищенном режиме, a SYSEXIT - только
cCPL = 0.
10.3.	Вход и выход из защищенного режима
Итак, чтобы перейти в защищенный режим, достаточно установить бит РЕ -
нулевой бит в управляющем регистре CR0, и процессор немедленно окажется
в защищенном режиме. Единственное дополнительное требование, которое
предъявляет Intel, - в этот момент все прерывания, включая немаскируемое, долж-
ны быть отключены.
; pmO.asm
; Программа, выполняющая переход в защищенный режим и немедленный возврат.
; Работает в реальном режиме DOS и в DOS-окне Windows 95 (Windows перехватывает
; исключения, возникающие при попытке перехода в защищенный режим из V86,
; и позволяет нам работать, но только на минимальном уровне привилегий).
; Компиляция:	•
; TASM:
; tasm /т pmO.asm
; tlink /х /t pmO.obj
; MASM:
; ml /с pmO.asm
; link pmO.obj,,NUL,,,
exe2bin pmO.exe pmO.com
; WASM:
; wasm pmO.asm
; wlink file pmO.obj form DOS COM
.model tiny
. code
. 386p	; Все наши примеры рассчитаны на 80386.
org 100h	; Это COM-программа.
start: *
; Подготовить сегментные регистры.
push	cs	
pop	ds	; DS - сегмент данных (и кода) нашей программы
push	0B800h	
pop	es	 ; ES - сегмент видеопамяти.
Проверить,	находимся ли	мы уже в защищенном режиме.
mov	eax,crO	; Прочитать регистр CRO.
, test	al,1	; Проверить бит РЕ,
jz	no_V86	; если он ноль - мы можем продолжать, ; иначе - сообщить об ошибке и выйти.
mov	ah, 9	; Функция DOS 09h.
Вход и выход из защищенного режима
Illi I J |489
mov	dx,offset v86_msg; DS'DX - адрес строки.
int	21h	; Вывод на экран.	•
ret	; Конец COM-программы.
; (поскольку это защищенный режим, в котором работает наша DOS-программа,
; то это должен быть V86).
v86_msg	db "Процессор в режиме V86 - нельзя переключиться в РМ$"
; Сюда передается управление, если мы запущены в реальном режиме.		
no_V86:		
; Запретить	прерывания.	
cli		
; Запретить	немаскируемое прерывание.	
in	al,70h	Индексный порт CMOS.
or	al,80h	Установка бита 7 в нем запрещает NMI.
out	70h,al •	
; Перейти в	защищенный режим.	
mov	еах,crO	Прочитать регистр CRO.
or	al,1	Установить бит РЕ,
mov	crO,eax	с этого момента мы в защищенном режиме.
; Вывод на экран.		
xor	di,di	ES:DI - начало видеопамяти.
mov	si,offset message; DS:SI выводимый текст.	
mov	ex, message..!	
rep	movsb	Вывод текста.
mov	ax,0720h	Пробел с атрибутом 07h.
mov	ex,rest_scr	Заполнить этим символом остаток экрана.
rep	stosw	
; Переключиться в реальный режим.		
mov	eax,crO	Прочитать CRO.
and	al,OFEh	Сбросить бит РЕ.
mov	crO.eax ; С этого момента процессор работает в реальном режиме	
; Разрешить	немаскируемое прерывание.	
in	al,70h	Индексный порт CMOS.
and	al,07FH	Сброс бита 7 отменяет блокирование NMI.
out	70h,al	
; Разрешить	прерывания.	
sti		
; Подождать нажатия любой клавиши,
mov	ah,О
int	16h
; Выйти из СОМ-программы.
ret
; Текст сообщения с атрибутом после каждого символа для прямого вывода на экран,
message	db ’Н’,7,’е’,7,’1’,7,’1’,7,’о’,7,’ ’,7,’и',7,’з',7
db ' ’ ,7,  Р’ ,7, ’ М’ ,7
; Его длина в байтах.
message_l = $-message
; Длина оставшейся части экрана в словах.
rest_scr = (80«25)-(2»message_l)
end start
490J___ I J	IJ j
Процессоры Intel в защищенном режиме
В разделе 6.1 при рассмотрении адресации в защищенном режиме говорилось
о том, ч¥о процессор, обращаясь к памяти, должен определить адрес начала сег-
мента из дескриптора в таблице дескрипторов, находящейся в Памяти, используя
селектор, находящийся в сегментном регистре, в качестве индекса. Одновремен- .
но при этом мы обращаемся к памяти из защищенного режима, вообще не описав
никаких дескрипторов, и в сегментных регистрах у нас находятся те же числа, что
и в реальном режиме.
Дело в том, что, начиная с процессора 80286, размер каждого сегментного ре-
гистра - CS, SS, DS, ES, FS и GS - не два байта, а десять, восемь из которых недо-
ступны для программ, точно так же, как описанные выше регистры LDTR и TR.
В защищенном режиме при записи селектора в сегментный регистр процессор ко-
пирует весь определяемый этим селектором дескриптор в скрытую часть сегмен-
тного регистра и больше не пользуется этим селектором вообще. Таблицу деск-
рипторов можно уничтожить, а обращения к памяти все равно будут выполняться,
как и раньше. В реальном режиме при записи числа в сегментный регистр процес-
сор сам создает соответствующий дескриптор в его скрытой части. Он описывает
16-битный сегмент, начинающийся по указанному адресу с границей 64 Кб. Когда
мы переключились в защищенный режим в программе pmO.asm, эти дескрипторы
остались на месте и мы могли обращаться к памяти, не принимая во внимание,1
что у нас написано в сегментном регистре. Разумеется, в такой ситуации любая
попытка записать в сегментный регистр число привела бы к немедленной ошибке
(исключение #GP с кодом ошибки, равным загружаемому значению).
10.4.	Сегментная адресация
10.4.1.	Модель памяти в защищенном режиме ,
Мы уже неоднократно описывали сегментную адресацию, рассказывая о на-
значении сегментных регистров в реальном режиме или о программировании для
расширителей DOS в защищенном режиме, но каждый раз для немедленных нужд
требовалась только часть всей этой сложной модели. Теперь самое время рассмот-
реть ее полностью.
Для любого обращения к памяти в процессорах Intel используется логический
адрес, состоящий из 16-битного селектора, который определяет сегмент, и 32- или
16-битного смещения - адреса внутри сегмента. Отдельный сегмент памяти - это
независимое защищенное адресное пространство. Для него указаны размер, раз-
решенные способы доступа (чтение/запись/исполнение кода) и уровень приви-
легий (см. раздел 10.7). Если доступ к памяти удовлетворяет всем условиям за-
щиты, процессор преобразует логический адрес в 32- или 36-битный (на Р6) ли-
нейный. Линейный адрес - это адрес в несегментированном непрерывном
адресном пространстве, совпадающий с физическим адресом в памяти, если от-
ключен режим страничной адресации (см. раздел 10.6). Чтобы получить линей-
ный адрес из логического, процессор добавляет к смещению линейный адрес на-
чала сегмента, который хранится в поле базы в сегментном дескрипторе. Сегмен-
тный дескриптор - это 8-байтная структура данных, расположенная в таблице
Сегментная адресация
П 1 LT i I 491
GDT или LDT; адрес таблицы находится в регистре GDTR или LDTR, а номер
дескриптора в таблице определяется по значению селектора.
Дескриптор для селектора; находящегося в сегментном регистре, не считывает-
ся из памяти при каждом обращении, а хранится в скрытой части сегментного ре-
гистра и загружается только при выполнении команд MOV (в сегментный регистр),
POP (в сегментный регистр), LDS, LES, LSS, LGS, LFS и дальних команд перехода.
10.4.2.	Селектор
Селектор - это 16-битное число следующего формата:
биты 16-3: номер дескриптора в таблице (от 0 до 8191)
бит 2:	1 - использовать LDT, 0 - использовать GDT
биты 1-0: запрашиваемый уровень привилегий при обращении к сегменту
и текущий уровень привилегий для селектора, загруженного в CS
Селектор, содержащий нулевые биты 16-3, называется нулевым и требуется
для загрузки в неиспользуемые сегментные регистры. Любое обращение в сег-
мент; адресуемый нулевым селектором, приводит к исключению #GP(0), в то
время как загрузка в сегментный регистр ошибочного селектора вызывает исклю-
чение #GP( селектор). Попытка загрузки нулевого селектора в SS или CS также
вызывает #GP(0), поскольку эти селекторы используются всегда.
10.4.3.	Дескрипторы
Дескриптор - это 64-битная (восьмибайтная) структура данных, которая мо-
жет встречаться в таблицах GDTh LDT. Он способен описывать сегмент кода, сег-
мент данных, сегмент состояния задачи, быть шлюзом вызова, ловушки, прерыва-
ния или задачи. В GDT также может находиться дескриптор LDT.
Дескриптор сегмента данных или кода (подробно рассмотрен в разделе 6.1)
байт 7: биты 31-24 базы сегмента
байт 6: бит 7: бит гранулярности (0 - лимит в байтах, 1 - лимит в 4-килобайт-
ных единицах)
бит 6: бит разрядности (0 - 16-битный, 1 - 32-битный сегмент)
бит 5: 0
бит 4: зарезервировано для операционной системы
биты 3-0: биты 19 - 16 лимита
байт 5: (байт доступа)
бит 7: бит присутствия сегмента
биты 6-5: уровень привилегий дескриптора (DPL)
бит 4: 1 (тип дескриптора - не системный)
бит 3: тип сегмента (0 - данных, 1 - кода)
бит 2: бит подчиненности для кода, бит расширения вниз для данных
бит 1; бит разрешения чтения для кода, бит разрешения записи для данных
бит 0: бит доступа (1 - к сегменту было обращение)
байт 4: биты 23-16 базы сегмента
байты 3-2: биты 15—0 базы
байты 1-0: биты 15-0 лимита
r-JZTТГТ
Процессоры Intel в защищенном режиме
Таблица 22. Типы системных дескрипторов
0	Зарезервированный тип	8	Зарезервированный тип
1	Свободный 16-битный TSS	9	Свободный 32-битный TSS
2	Дескриптор таблицы LDT	А	Зарезервированный тип
3,	Занятый 16-битный TSS	В	Занятый 32-битный TSS
4	16-битный шлюз вызова	С	32-битный шлюз вызова
5	Шлюз задачи	О	Зарезервированный тип
6	16-битный шлюз прерывания	Е	32-битный шлюз прерывания
7	1 байтный шлюз ловушки	F	32-битный шлюз ловушки
Если в дескрипторе бит 4 байта доступа равен 0, дескриптор называется сис-
темным. В этом случае биты 0-3 байта доступа определяют один из 16 возмож-
ных типов дескриптора (см. табл. 22).
Дескрипторы шлюзов
Дальние CALL или JMP на адрес с любым смещением и с селектором, указываю-
щим на дескриптор шлюза вызова, приводят к передаче управления по адресу, кото-
рый есть в дескрипторе. Обычно такие дескрипторы используются для передачи уп-
равления междусегментами с различными уровнями привилегий (см. раздел 10.7).
CALL или JMP на адрес с селектором, указывающим на шлюз задачи, приво-
дят к переключению задач (см. раздел 10.8).
Шлюзы прерываний и ловушек используются для вызова обработчиков пре-
рываний и исключений типа ловушки (см. раздел 10.5).
байты 7-6: биты 31 - 16 смещения (0 для 16-битных шлюзов и шлюза задачи)
байт 5: (байт доступа)
бит 7 - бит присутствия сегмента
биты 6-5: DPL - уровень привилегий дескриптора
бит 4: 0
биты 3-0: тип шлюза (4, 5, 6, 7, С, Е, F)
байт 4: биты 7-5: 000
биты 4-0: 00000 или (для шлюза вызова) число двойных слов, которые
будут скопированы из стека вызывающей задачи в стек вы-
зываемой
байты 3-2: селектор сегмента
байты 1-0: биты 15—0 смещения (0 для шлюза задачи)
Дескрипторы TSS и LDT	v
Эти два типа дескрипторов применяются в многозадачном режиме, о котором
рассказано далее. TSS - сегмент состояния задачи, используемый для хранения
всей необходимой информации о каждой задаче в многозадачном режиме. LDT -
таблица локальных дескрипторов, своя для каждой задачи.
Форматы дескрипторов совпадают с форматом дескриптора для сегмента кода
или данных, но при этом бит разрядности всегда равен нулю и, естественно,
Сегментная адресация
Щ!
системный бит равен нулю, а биты 3-0 байта доступа содержат номер типа сег-
мента (1, 2, 3, 9, В). Команды JMP и CALL на адрес с селектором, соответствую-
щим TSS незанятой задачи, приводят к переключению задач.
10.4.4.	Пример программы
Мы будем пользоваться различными дескрипторами по мере надобности, а для
начала выполним переключение'в 32-битную модель памяти flat, где все сегмен-
ты имеют базу 0 И лимит 4 Гб. Нам потребуются два дескриптора - один для кода
и один для данных - и два 16-битных дескриптора с лимитами 64 Кб, чтобы заг-
рузить их в CS и DS перед возвратом в реальный режим.
В комментариях к примеру pmO.asm мы заметили, что его можно выполнять
в DOS-окне Windows 95, хотя программа запускается уже в защищенном режиме.
Это происходит потому что Windows 95 перехватывает обращения к контрольным
регистрам и позволяет программе перейти в защищенный режим, но только с ми-
нимальным уровнем привилегий. Все следующие наши примеры в этом разделе
будут рассчитаны на работу с максимальными привилегиями, поэтому добавим
в программу проверку на запуск из-под Windows (функция 1600h прерывания
мультиплексора INT 2Fh).
Еще одно дополнительное действие, которое мы выполним при переключении
в защищенный режим, - управление линией А20. После запуска компьютера для
совместимости с 8086 используются 20*разрядные адреса (работают адресные
линии АО - А19), так что попытка записать что-то по линейному адресу lOOOOOh
приведет к записи по адресу OOOOh. Этот режим отменяется установкой бита 2
в порту 92h и снова включается сбрасыванием этого бита в 0. (Существуют и дру-
гие Способы, зависящие от набора микросхем, которые используются на материн-
ской плате, но они необходимы в том случае, если требуется максимально возмож-
ная скорость переключения.)
; pm1.asm
; Программа, демонстрирующая работу с сегментами в защищенном режиме.
; Переключается в модель flat, выполняет вывод на экран и возвращается в DOS.
; Компиляция:
; TASM:	'
; tasm /т pml.asm	,
; tlink /х /3 pml.obj
; MASM:
; ml /с pml.asm
; link pml.obj,,NUL,,,
; WASM:
; wasm pm1.asm
; wlink file pml.obj form DOS
. 386p	; 32-битный защищенный режим появился в 80386.
; 16-битный сегмент, в котором находится .код для .входа
; и выхода из защищенного режима.	.
[494 Г	Mill’ll Процессоры Intel в защищенном режиме	
RM_seg segment para public "code" use16		
assume CS:RM_seg,SS:RM_stack		
start:		
; Подготовить	сегментные регистры.	
push	cs	
pop	ds	
; Проверить,	не находимся ли мы уже в РМ.	
mov	еах.сгО	
test	al, 1	
jz	no_V86	
; Сообщить и	выйти. .	
mov	dx,offset v86_msg	
err_exit.:		
mov	ah, 9	/
Int	21h	
mov	ah,4Ch	h	
int	21h	
v86_msg	db ‘	"Процессор в режиме V86 -	нельзя переключиться в PM$"
win_msg	db	"Программа запущена под Windows - нельзя перейти в кольцо 0$" ;	
; Может быть,	это Windows 95 делает вид, что РЕ =	0?
no_V86:		
mov	ах,1600h	; Функция 1600h	•
int	2Fh	; прерывания мультиплексора.
test	al, al	; Если AL = 0,	
jz	no_windows	; Windows не запущена.
; Сообщить и	выйти, если мы под Windows.	
mov	dx,offset winjnsg	
jmp	short err_exit	
; Итак, мы точно находимся в реальном режиме.		
no_windows:		
; Если мы собираемся работать с 32-битной памятью,		стоит открыть А20.
in	al,92h	
or	al, 2	
out	92h,al	
; Вычислить линейный адрес метки PM_entry.		
хог	eax,eax	
mov	ax,PM_seg	; АХ - сегментный адрес PM_seg.
shl	eax, 4	; ЕАХ - линейный адрес PM_seg.
add	eax,offset PM_entry	; ЕАХ линейный адрес PM_entry.	>
mov	dword ptr pm_entry_off,eax	; Сохранить его.
; Вычислить базу для GDT_16bitCS и GDT_16bitDS.		<
xor	/ eax,eax	
mov	ax.cs	; АХ - сегментный адрес RM_seg.
shl	eax, 4	; ЕАХ - линейный адрес RM_seg.	
push	eax	
mov	word ptr GDT_16bitCS+2,ax	; Биты 15-0	
Сегментная адресация
.L ! _ L U95
mov	word ptr GDT_16bitDS+2,ax	
shr	eax,16	, ।
mov	byte ptr GDT_16bitCS+4, al ;	и биты 23-16.
mov	byte ptr GDT_16bitDS+4,al ; Вычислить абсолютный адрес метки GDT. pop	еах	;	ЕАХ - линейный адрес Rft.seg.
add	ax,offset GDT	;	ЕАХ - линейный адрес GDT.
mov	dword ptr gdtr+2,eax	;	Записать его для GDTR.
; Загрузить таблицу глобальных дескрипторов.	
Igdt fword ptr gdtr ; Запретить прерывания.	
cli ; Запретить немаскируемое прерывание, in	al,70h • or • al,80h	*
out	70h,al	
; Преключиться в защищенный режим, mov	еах,crO	
or	al,1 mov	crO.eax ; Загрузить новый селектор в регистр CS. db	66h	;	Префикс изменения разрядности операнда
db	OEAh	;	Код команды дальнего jmp.
pm_entry_off	dd	?	;	32-битное смещение.
dw	SEL_flatCS	;	Селектор.
RM_return:	; Сюда передается управление при выходе из защищенного режима.
; Переключиться в реальный режим.
mov	eax.crO
and	al.OFEh
mov	crO.eax
Сбросить очередь предвыборки и загрузить CS реальным сегментным адресом	
	db	OEAh	; Код дальнего jmp.
	dw	$+4	; Адрес следующей команды,
	dw	RM_seg	; Сегментный адрес RM_seg,
Разрешить	NMI.
in	al,70h
and	al,07FH
out	70h,al
Разрешить	другие прерывания.
sti
; Подождать нажатия любой клавиши,
mov	ah, О
int	16h
; Выйти из программы.
mov	ah,4Ch
int	21h
J 111
Процессоры Intel в защищенном режиме
Текст сообщения с атрибутами, который мы будем выводить на экран.
message	db	’ H', 7,' e’, 7, ’ 1’, 7,' 1’, 7,' o', 7, ’ ’ ,7,’и’ ,7,'з’ ,7,' ’ ,7
db	'3- ,7,'2’ ,7,’-’ ,7,’б’ ,7,’и’ ,7,’т' ,7,’н’ ,7,’о’ ,7,’г’ ,7 db	'o’,7,’ ’,7,’Р’,7,’М’ message_l = $-message	; Длина в байтах. rest_scr = (80*25*2-message_l)/4 ; Длина оставшейся части экрана в двойных словах ; Таблица глобальных дескрипторов.' 6DT	label byte ; Нулевой дескриптор (обязательно должен быть на первом месте), db	8 dup(O) ; 4-гигабайтный код, DPL = 00: GDT_flatCS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10011010b,11001111b,0 • ч4-гигабайтные данные, DPL = 00: GDT_flatDS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10010010b,11001111b,0 ; 64-килобайтный код, DPL = 00: GDT_16bitCS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10011010b,0,0 ; 64-килобайтные данные, DPL = 00: GDT_16bitDS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10010010b,0,0 GDT_1 = $-GDT	; Размер GDT.		
gdt r	..dw _dd ; Названия для селекторов SEL_flatCS	equ SEL_flatDS	equ SEL_16bltCS	equ SEL_16bitDS	equ		GDT_1-1 ; 16-битный лимит GDT. ?	; Здесь будет 32-битный линейный адрес GDT. (все селекторы для GDT, с RPL = 00). . ооооюооь ’		' 00010000b 00011000b 00100000b
RM_seg ends
; 32-битный сегмент, содержащий код, который будет исполняться в защищенном режиме.
PM_seg segment para public "CODE'’ use32
assume cs:PM^seg
PM_entry:
; Загрузить сегментные регистры (кроме SS).
mov	ax,SEL_16bltDS	
mov	ds, ax	
mov	ax,SEL_flatDS	
mov	es, ax	
Вывод на экран.		
mov	esi,offset message	DS:ESI - сообщение;
mov	edi,0B8000h	ES:EDI - видеопамять.
mov	ecx,message_l	ECX - длина.
rep	movsb	Вывод на экран.
mov	eax,07200720h	Два символа 20h с атрибутами 07
mov	ecx,rest_scr	Остаток экрана / 2.
rep	stosd	Очистить остаток экрана.
; Загрузить в CS селектор 16-битного сегмента RM_seg.
db ’	OEAh	,	;	Код дальнего jmp.
dd	offset RM_return ;	32-битное смещение.
dw SEL_16bitCS ; Селектор.
PM_seg ends
; Сегмент стека - используется как в 16-битном, так и в 32-битном режимах;
; поскольку мы не трогали SS, он все время оставался 16-битным.
RM_stack segment para stack 'STACK" use16
db 100h dup(?)
RM_stack	ends
end start
10.4.5.	Нереальный режим
Как мы уже знаем, при изменении режима скрытые части сегментных регист-
ров сохраняют содержимое своих дескрипторов и их разрешено применять. Мы
воспользовались этой возможностью в нашем первом примере, когда значения, за-
несенные в сегментные регистры в реальном режиме, загружались в защищенном.
Возникает вопрос - а если поступить наоборот: в защищенном режиме загрузить
сегментные регистры дескрипторами 4-гигабайтных сегментов с базой 0 и перей-
ти в реальный режим? Оказывается, это прекрасно срабатывает, и мы попадаем
в особый режим, который называется нереальным режимом (unreal mode), боль-
шим реальным режимом (BRM) или реальным flat-режимом (RFM). Чтобы пе-
рейти в нереальный режим, перед переходом в реальный режим надо загрузить
в CS дескриптор 16-битного сегмента кода с базой 0 и лимитом 4 Гб и в осталь-
ные сегментные регистры - точно такие же дескрипторы сегментов данных.
Теперь весь дальнейший код программы, написанный для реального режима,
больше не ограничен рамками 64-килобайтных сегментов и способен работать
с любыми массивами. Можно подумать, что первый же обработчик прерывания
от таймера загрузит в CS обычное значение и все нормализуется, однако при со-
здании дескриптора в скрытой части сегментного регистра в реальном режиме
процессор не трогает поле лимита, а только изменяет базу: что бы мы ни записали
в сегментный регистр, сегмент будет иметь размер 4 Гб. Если попробовать вер-
нуться в DOS - она по-прежнему будет работать. Можно запускать программы
такого рода:
.model tiny
.code
org 100h
start: xor	ax,ax
mov	ds,ax	; DS = 0
; Вывести символ в видеопамять:
mov word ptr ds:[OBSOOOh],8403h
ret
end start
и они тоже будут работать. Единственное, что отключает этот режим, - програм-
мы, переходящие в защищенный режим и обратно, которые устанавливают гра-
ницы сегментов в 64 Кб, например любые программы, использующие расширите-
ли DOS.
498j | |jl
Процессоры Intel в защищенном режиме
Нереальный режим - идеальный вариант для программ, которым необходима
32-битная адресация и свободное обращение ко всем прерываниям BIOS и DOS
(традиционный способ состоял бы в работе в защищенном режиме с переключе-
нием в V86 для вызова BIOS или DOS, как это делается в случае с DPMI).
Для перехода в этот режим можно воспользоваться, например, такой процедурой:
; Область данных:
GDT label byte
db 8 dup(O) ; Нулевой дескриптор.
; 16-битный 4 Гб сегмент:
	db	OFFh,OFFh,0,0.0,1001001b,11001111b,0	
gdtr	dw	16 dd	?	; Размер GDT. ; Линейный адрес GDT.
gdt_baSe		
; Код программы.		
; Определить линейный адрес GDT.		
хог	eax,.eax	
mov	ax,cs	
shl	eax, 4	
add	ax,offset GDT	
; Загрузить GDT	из одного дескриптора (не считая нулевого).	
mov	gdt_base,eax	
Igdt	fword ptr gdtr	
; Перейти в защищенный режим, cli		
. mov	eax.crO	
or	al,1	
mov	crO.eax	
jmp	start_PM	;	Сбросить очередь предвыборки.
		Intel рекомендует
start_PM:	t	делать jmp после каждой смены режима
; Загрузить все	сегментные регистры	дескриптором с лимитом 4 Гб.
mov	ax, 8	;	8 - селектор нашего дескриптора.
mov	ds,ax
mov	es, ax
mov	fs.ax
mov	gs.ax
; Перейти в реальный режим.
mov	eax.crO
and	al,OFEh
mov	crO.eax
jmp	exit_PM
exit_PM:
; Записать что-нибудь в каждый сегментный регистр.
ХОГ	ax, ax
mov	ds.ax
mov	es, ax
mov	fs,ax
mov	gs.ax
Обработка прерываний и исключений
499
stl	>	;	'
mov	ax.cs
mov	ds, ах
; И все - теперь процессор находится в реальном: режиме с неограниченными сегментами.
10.5.	Обработка прерываний и исключений
До сих пор все наши программы работали в защищенном режиме с полностью
отключенными прерываниями - ими нельзя было управлять с клавиатуры, они
не могли работать с дисками и вообще не делали ничего, кроме чтения или запи-
си в те или иные области памяти. Разумеется, ни одна программа не может вы-
полнить что-то серьезное в таком режиме - нам рано или поздно придется обра-
батывать прерывания.
В реальном режиме адрес обработчика прерывания считывался процессором
из таблицы, находящейся по адресу 0 в памяти. В защищенном режиме эта табли-
ца, называемая IDT - таблицей дескрипторов прерываний, может находиться где
угодно. Достаточно того, чтобы ее адрес и размер были загружены в регистр IDTR.
Содержимое IDT - не просто адреса обработчиков, как это было в реальном ре-
жиме, а дескрипторы трех типов: шлюз прерывания, шлюз ловушки и шлюз зада-
чи (форматы данных дескрипторов рассматривались в предыдущем разделе).
Шлюзы прерываний и ловушек указывают точку входа обработчика, а также
его разрядность и уровень привилегий. При передаче управления обработчику
процессор помещает в стек флаги и адрес возврата, так же как и в реальном режи-
ме, но после этого для некоторых исключений в стек помещается дополнитель-
ный код ошибки, следовательно, не все обработчики можно завершать простой
командой IRETD (или IRET для 16-битного варианта). Единственное различие
между шлюзом прерывания и ловушки состоит В том, что при передаче управле-
ния через шлюз, прерывания автоматически запрещаются дальнейшие прерыва-
ния, пока обработчик не выполнит IRETD. Этот механизм считается предпочти-
тельным для обработчиков аппаратных прерываний, а шлюз ловушки, который
не запрещает прерывания на время исполнения обработчика, лучше использовать
для обработки программных прерываний (которые фактически и являются ис-
ключениями типа ловушки). Кроме того, в защищенном режиме при вызове об-
работчика прерывания сбрасывается флаг трассировки ТЕ
Сначала рассмотрим пример программы, обрабатывающей только аппаратное
прерывание клавиатуры с помощью шлюза прерываний. Для этого надо составить
IDT, загрузить ее адрес командой LIDT и не забыть загрузить то, что содержится
в регистре IDTR В реальном режиме, - адрес 0 и размер 4X256, соответствующие
таблице векторов прерываний реального режима.
; pm2.asm
; Программа, демонстрирующая обработку аппаратных прерываний в защищенном режиме.
; Переключается в 32-битный защищенный режим и позволяет набирать текст при помощи
клавиш от 1 до +. Нажатие Backspace стирает предыдущий символ,
; нажатие Esc - выход из программы.
500J	I
Процессоры Intel в защищенном режиме
; Компиляция TASM:
; tasm /т /D_TASM_ pm2.asm
; (или, для версий 3.x, достаточно tasm /т pm2.asm)
;	tlink /х /3 pm2.obj
; Компиляция WASM:
;	wasm /0 pm2.asm
;	wlink file pm2.obj form	DOS
; Варианты того, как разные ассемблеры записывают смещение из 32-битного
; сегмента в 16-битную переменную:
ifdef _TASM_
so	equ	small offset	;	TASM	4.x
else
so	equ	offset	;	WASM
endif
; Для MASM, по-видимому, придется добавлять лишний код, который преобразует
; смещения, используемые в IDT.
. 386р
RM_seg segment para public "CODE" use16
assume cs:RM_seg,ds:PM_seg,ss:stack_seg
start:
; Очистить экран.
mov	ax,3
int	10h
; Подготовить сегментные регистры,
push	PM_seg
pop	ds
; Проверить, не находимся ли мы уже в РМ:
mov	едх.сгО
test	al,1
jz	no_V86
; Сообщить и выйти.
mov	dx,so v86_msg
err_exit:
mov	ah,9
int	21h
mov	ah,4Ch
int	21h
; Может быть, это Windows 95 делает вид, что РЕ = О?
no V86:
mov	ax,1600h
int	2Fh
test	al,al
jz	no_windows
Сообщить и	выйти.
mov	dx,so winjnsg
jmp	short err_exit
Обработка прерываний и исключена		1Й ||Ц|	 I	? 1	i	501 
; Итак, мы точно находимся в реальном режиме. no_windows: ; Вычислить базы для всех используемых дескрипторов хог	еах,еах mov	ах,RM_seg shl	еах,4		сегментов.		
mov	word ptr GDT_16bitCS+2,ax shr	eax,16 mov	byte ptr GDT_16bitCS+4,al mov	ax,PM_seg shl	eax,4	; Базой	16bitCS будет	RM_seg.	
mov	word	ptr	GDT_32bitCS+2,ax mov	word	ptr	GOT_32bitSS+2,ax mov	word	ptr	GDT_32bitDS+2,ax shr	eax,16 mov	byte	ptr	GDT_32bitCS+4, al mov	byte	ptr	GDT_32bitSS+4,al mov	byte	ptr	GDT_32bitDS+4, al ; Вычислить линейный адрес GDT. xor	еах,eax mov	ax,PM_seg shl	eax,4 push	eax add	eax,offset GDT mov	dword ptr	gdtr+2,eax ; Загрузить GDT. Igdt	fword ptr	gdtr ; Вычислить линейный адрес IDT. pop	eax add	eax,offset IDT mov	dword	ptr	idtr+2,eax ; Загрузить IDT. lidt	fword	ptr	idtr	; Базой ; PM_seg	всех 32bit* будет «		
; Если мы собираемся работать с 32-битной in	al,92h or	al,2 out	92h,al ; Отключить прерывания, cli ; включая NMI. in	al,70h or	al,80h out	70h,al ; Перейти в PM. mov	eax.crO or	al,1 mov	crO.eax	памятью,	стоит открыть	А20.	
Процессоры Intel в защищенном режиме
; Загрузить SEL_32bitCS в CS.
db	66h
db	OEAh
dd	offset	PM_entry
dw	SEL_32bitCS
RM_return:
; Перейти в RM.
mov	eax.crO
and	al,OFEh
mov	crO.eax
; Сбросить очередь и загрузить CS реальным числом,
db	OEAh
dw	$+4
dw	RM_seg
; Установить регистры для работы в реальном режиме,
mov	ax,PM_seg
mov	ds,ax
mov	es,ax
mov	ax,stack_seg
mov	bx,stack_l
mov	-ss.ax
mov	sp, bx
; Загрузить IOTR для реального режима,
mov	ax,PM_seg
mov	ds,ax
lidt	fword	ptr idtr_real
; Разрешить NMI.
in	al,70h
and	al,07FH
out	70h,al
; Разрешить прерывания
sti
; и выйти,
mov	ah,4Ch
Int	21h
RM_seg	ends
; 32-битный сегмент.
PM_seg segment 'para public "CODE" use32
assume cs:PM_seg
; Таблицы GOT и IDT должны быть выравнены, так что будем их размещать
; в начале сегмента.
GOT label byte
db 8 dup(O)
; .32-битный 4-гигабайтный сегмент с базой = 0.
GDT_flatDS	db OFFh,OFFh,0,0,0,10010010b,11001111b,0 ’
; 16-битный 64-килобайтный сегмент кода с базой RM_seg.
GDT_16bitCS	db . OFFh,OFFh,0,0,0,10011010b,О,О
Обработка прерываний и исключений
; 32-битный	4-гигабайтный	сегмент кода с базой PM_seg.
GDT_32bitCS	db	OFFh, OFFh, 0,0,0,10011010b, 11001111b, 0
; 32-битный	4-гигабайтный	сегмент данных с базой PM_seg.
GDT_32bitDS	db	OFFh, OFFh, 0,0,0,'10010010b, 11001111b, 0
; 32-битный	4-гигабайтный	сегмент данных с базой stack_seg.
GDT_32bitSS	db	OFFh .OFFh, 0,0,0,10010010b, 11001111b', 0
gdt_size = $-GDT
gdtr	dw	gdt_size-1	; Лимит GOT.
	dd "	?	; Линейный адрес GDT.
; Имена для	селекторов.		
SEL_flatOS	equ	001000b	
SEL_16bitCS	equ	010000b	
SEL_32bitCS	equ	011000b	
SEL_32bitDS	equ .	100000b	
SEL_32bitSS	equ	101000b	
; Таблица дескрипторов прерываний IDT.
IDT	label ' byte
; Все эти дескрипторы имеют тип OEh - 32-битный шлюз прерывания.
; INT 00-07
dw	8 dup(so intjiandler, SELJ32bitCS,8E00h,0)
; INT 08 (irqO)
dw so irq0_7_handler,SEL_32bitCS,8E00h,0
; INT 09 (irq1)
dw so irq1_handler,SEL_32bitCS,8E00h,0
; INT OAh - OFh (IRQ2 - 1Й08)
dw	6 dup(so irq0_7_handler,SEL_32bitCS,8E00h,0)
; INT lOh - 6Fh
dw	97 dup(so intjiandler, SELJ32bitCS,8E00h,0)
; INT 70h - 78h (IRQ8 - IRQ15)
dw	8 dup(so.irq8_15_handler,SEL_32bitCS,8E00h,0)
; INT 79h - FFh
dw	135 dup(so int_handler,SEL_32bitCS,8E00h,0)
idt_size = $-IDT	; Размер IDT.
idtr	dw	idt_size-1	; Лимит IDT.
dd	?	; Линейный адрес начала IDT.
; Содержимое регистра IDTR в реальном режиме.
idtr_real	dw	3FFh,0,0
; Сообщения об ошибках при старте.
v86_msg	db	"Процессор в режиме V86 - нельзя переключиться в РМ$”
winjnsg	db	"Программа запущена под Windows - нельзя перейти в кольцо
; Таблица для перевода ОЕ скан-кодов в ASCII.
scan2ascii	db	0,1Bh, ’ 1’, ’2’, '3', ’4’,'5’, '6“, '7' ,'8', ’9', 'O’, ’-’, ’=’,8
screen_addr	dd	0	; Текущая позиция на экране.
; Точка входа в 32-битный защищенный режим.
PM_entry:
; Установить 32-битный стек и другие регистры.
mov ax,SEL_flatDS
504J_LiLTLl
|| Процессоры Intel в защищенном режиме
mov	ds, ax
mov	es, ax
mov	ax,SEL_32bitSS
mov	ebx,stack_l
mov	ss,ax
mov	esp.ebx
; Разрешить	прерывания
sti	
; и войти в	вечный цикл.
jmp	short $
; Обработчик	обычного прерывания
int_handler:	
i retd
; Обработчик аппаратного прерывания IRQO - IRQ7.
irq0_7_handler:
push	eax
mov	al,20h
out	20h,al
POP	eax
iretd	
; Обработчик аппаратного прерывания IRQ8 - IRQ15.
irq8_15_handler:
push mov	eax al,20h
out	0A1h,al
POP	eax
iretd	
Обработчик IRQ	- прерывания от клавиатуры.
rq1_handler:	
push	еах	; Это аппаратное прерывание - сохранить регистры
push	ebx '
push	es
push	ds
in	al,60h	; Прочитать скан-код нажатой клавиши.
cmp	al,OEh	; Если он больше, чем
ja	skip_translate	; обслуживаемый нами,- не обрабатывать.
cmp	al, 1	; Если это Esc,
je	esc_pressed	; выйти в реальный режим.
mov	bx,SEL_32bitDS	; Иначе:
mov	ds, bx	; DS:EBX - таблица для перевода скан-кода
mov	ebx,offset scan2ascli ; в ASCII.
xlatb	; Преобразовать.
mov	bx,SEL_flatDS
mov	es.bx	; ES:EBX - адрес текущей
mov	ebx,screen_addr	; позиции на экране.
cmp	al, 8	; Если не была нажата Backspace,
je	bs...pressed
Обработка прерываний и исключений |
ГП I i I i i 505
mov	es:[ebx+0B8000h],al	; послать символ на экран.
add	dword ptr screen_addr,2	; Увеличить адрес позиции на 2.
jmp	short skip_translate	
bs.pressed:		; Иначе:
mov	al, ’ '	i	; нарисовать пробел
sub	ebx, 2	; в позиции предыдущего символа
mov	es:[ebx+OB8000h],al	
mov	screen_addr,ebx	; и сохранить адрес предыдущего символа
skip_translate:	.	; как текущий.
; Разрешить работу клавиатуры.
in	al,61h
or	al,80h
out	61h,al
Послать EOI	контроллеру прерываний.
mov	al,20h
out	20h,al
Восстановить регистры и выйти..
pop	ds
POP	es
POP	ebx
pop	eax
iretd	
; Сода передается управление из обработчика IR01, если нажата Esc.
esc_presSed:
; Разрешить работу клавиатуры, послать E0I и восстановить регистру.
in	al,61h
or	al,80h
out	61h,al
mov	al,20h
out	20h,al
pop	ds
POP	es
POP	ebx
pop	eax
; Вернуться в	реальный режим.
cli	db	OEAh
	dd	offset RM_return
	dw	SEL_16bitCS
PM_seg. ends	
; Сегмент стека. Используется как 16-битный в 16-битной части программы и как
; 32-битный (через селектор SEL_32bitSS) в 32-битной части.
stack_seg segment para stack "STACK"
stack_start	db	100h dup(?)
stack_l = $-stack_start	; Длина стека для инициализации ESP.
stack_seg	ends
end	start
506J___j L Г TIT
|| Процессоры Intel в защищенном режиме
В этом примере обрабатываются только 13 скан-кодов клавиш для сокращения
размеров программы. Полную информацию преобразования скан-кодов в ASCII
можно найти в таблицах приложения 1 (см. рис. 18, табл. 25 и 26). Кроме того,
в этом примере курсор все время остается в нижнем левом углу экрана - для его
перемещения можно воспользоваться регистрами OEh и OFh контроллера CRT
(см. раздел 5.10.4).
Как уже упоминалось в разделе 5.8, кроме прерываний от внешних устройств
процессор может вызывать исключения при различных внутренних ситуациях
(их механизм обслуживания похож на механизм обслуживания аппаратных пре-
рываний). Номера прерываний, на которые отображаются аппаратные прерыва-
ния, вызываемые первым контроллером по умолчанию, совпадают с номерами
отдельных исключений. Конечно, можно из обработчика опрашивать контроллер
прерывание, чтобы определить, выполняется ли аппаратное прерывания или это
исключение, но Intel рекомендует перенастраивать контроллер прерываний (см.
раздел 5.10.10) так, чтобы никакие аппаратные прерывания не попадали на об-
ласть от 0 до IFh. В нашем примере исключения не обрабатывались, но, если про-
грамма планирует запускать другие программы или задачи, без обработки исклю-
чений обойтись нельзя.
Часть исключений (исключения типа ошибки) передает в качестве адреса воз-
врата команду, вызвавшую исключение, а часть - адрес следующей команды. Кро-
ме того, некоторые исключения помещают в стек код ошибки, который нужно
считать, прежде чем выполнять IRETD. Поэтому пустой обработчик из одной ко-
манды IRETD в нашем примере не был корректным и многие исключения приве-
ли бы к немедленному зависанию системы.
Рассмотрим исключения в том виде, в каком они определены для защищен-
ного режима.
Формат кода ошибки:
биты 15-3: биты 15-3 селектора, вызвавшего исключение
бит 2: TI - установлен, если причина исключения - дескриптор, находящий-
ся в LDT; и сброшен, если в GDT
бит 1: IDT - установлен, если причина исключения - дескриптор, находящий-
ся в IDT
бит 0: EXT - установлен, если причйна исключения - аппаратное прерывание
INT 00 - ошибка #DE «Деление на ноль»
Вызывается командами DIV или IDIV, если делитель - ноль или если проис-
ходит переполнение.	!,
INT 01 - исключение #DB «Отладочное прерывание» :
Вызывается как ловушка при пошаговой трассировке (флаг TF = 1), при пере-
ключений на задачу с установленным отладочным флагом и при срабатывании
точки останова во время доступа к данным, определенной в отладочных регистрах.
Вызывается как ошибка при срабатывании точки останова по выполнению ко-
манды с адресом, определенным в отладочных регистрах.
Обработка прерываний и исключений

INT 02 - прерывание NMI
Немаскируемое прерывание.
INT 03 - ловушка #ВР «Точка останова»
Вызывается однобайтной командой INT3.
INT 04 - ловушка #OF «Переполнение»
Вызывается командой INTO, если флаг OF - 1.
INT 05 - ошибка #BR «Переполнение при BOUND*
Вызывается командой BOUND при выходе операнда за допустимые границы.
INT 06 - ошибка #UD «Недопустимая операция*
Вызывается, когда процессор пытается исполнить недопустимую команду или
команду с Недопустимыми операндами.
INT 07 - ошибка #NM «Сопроцессор отсутствует»
Вызывается любой командой FPU, кроме WAIT, если бит ЕМ регистра CR0
установлен в 1, и командой WAIT, если МР и TS установлены в 1.
INT 08 - ошибка #DF «Двойная ошибка»
Вызывается, если Одновременно произошли два исключения, которые не мо-
гут быть обслужены последовательно. К ним относятся #DE, #TS, #NP, #SS, #GP
и #PF.	' , '
Обработчик этого исключения получает код ошибки, который всегда равен нулю.
Если при вызове обработчика #DF происходит еще одно исключение, процес-
сор отключается и может быть выведен из этого состояния только сигналом NMI
или перезагрузкой.
INT 09h - зарезервировано
Эта ошибка вызывалась сопроцессором 80387, если происходило исключение
#PF или #GP при передаче операнда команды FPU.
INT OAh - ошибка #TS «Ошибочный TSS*
Вызывается при попытке переключения на задачу с ошибочным TSS.
Обработчик этого исключения должен вызываться через шлюз задачи.
Обработчик этого исключения получает код ошибки.
Бит EXT кода ошибки установлен, если переключение пыталось выполнить ап-
паратное прерывание, использующее шлюз задачи. Индекс ошибки равен селектору
TSS, если TSS меньше 67h байт, селектору LDT, если LDT отсутствует или оши-
бочен, селектору сегмента стека, кода или данных, если ими нельзя пользоваться
(из-за нарушений защиты иди ошибок в селекторе).
INT OBh - ошибка #NP «Сегмент недоступен»
Вызывается при попытке загрузить в регистр CS, DS, ES, FS или GS селектор
сегмента, в дескрипторе которого сброшен бит присутствия сегмента (загрузка
в SS вызывает исключение #SS), а также при попытке использовать шлюз, поме-
ченный как отсутствующий, или при загрузке таблицы локальных дескрипторов
командой LLDT (загрузка при переключении задач приводит к исключению #TS).

|| Процессоры Intel в защищенном режиме
508 I
Если операционная система реализует виртуальную память на уровне сегмен-
тов, обработчик этого исключения может загрузить отсутствующий сегмент в па-
мять, установить бит присутствия и вернуть управление.
Обработчик этого исключения получает код ошибки.
Бит EXT кода ошибки устанавливается, если причина ошибки - внешнее преры-
вание, бит IDT устанавливается, если причина ошибки - шлюз из IDT, помеченный
как отсутствующий. Индекс ошибки равен селектору отсутствующего сегмента.
INT ОСЬ - ошибка #SS «Ошибка стека»
Это исключение вызывается при попытке выхода за пределы сегмента стека
во время выполнения любой команды, работающей со стеком, - как явно (POP,
PUSH, ENTER, LEAVE), так и неявно (MOV АХ, [ВР + 6]), а также при попытке
загрузить в регистр SS селектор сегмента, помеченного как отсутствующий (не
только во время выполнения команд MOV, POP и LSS, но и во время переключе-
ния задач, вызова и возврата из процедуры на другом уровне привилегий).
Обработчик этого исключения получает код ошибки.
Код ошибки равен селектору сегмента, вызвавшего ошибку, если она произош-
ла из-за отсутствия сегмента или при переполнении нового стека в межуровне-
вой команде CALL. Во всех остальных случаях код ошибки - ноль.
INT ODh - исключение #GP «Общая ошибка защиты»
Все ошибки и ловушки, не приводящие к другим исключениям, вызывают
#GP - в основном нарушения привилегий.
Обработчик этого исключения получает код ошибки.
Если ошибка произошла при загрузке селектора в сегментный регистр, код
ошибки равен этому селектору, во всех остальных случаях код ошибки - ноль.
INT OEh - ошибка #PF «Ошибка страничной адресации»
Вызывается, если в режиме страничной адресации программа пытается обра-
титься к странице, которая помечена как отсутствующая или привилегированная.
Обработчик Ьтого исключения получает код ошибки.
Код ошибки использует формат, отличающийся для других исключений:
бит 0:1, если причина ошибки - нарушение привилегий;
0, если было обращение к отсутствующей странице;
бит 1: 1, если выполнялась операция записи; 0, если чтения;
бит 2: 1, если операция выполнялась из CPL = 3; 0, если CPL< 3;
бит 3: 0, если ошибку вызвала попытка установить зарезервированный бит в ка-
талоге страниц.
Остальные биты зарезервированы.
Кроме кода ошибки обработчик этого исключения может прочитать из регистра
CR2 линейный адрес, преобразование которого в физический вызвало исключение.
Исключение #PF - основное исключение для создания виртуальной памяти
с использованием механизма страничной адресации.
INT OFh - зарезервировано
INT 10h - ошибка #MF «Ошибка сопроцессора»
| 509
Страничная адресация	||||
Вызывается, только если бит NE в регистре CR0 установлен в 1 при выполне-
нии любой команды FPU, кроме управляющих команд и WAIT/FWAIT, при усло-
вии, что в FPU произошло одно из исключений FPU (см. раздел 2.4.3).
INT llh - ошибка #АС «Ошибка выравнивания»
Вызывается, только если бит AM в регистре CR0 и флаг АС из EFLAGS уста-
новлены в 1, если CPL = 3 и произошло невыравненное обращение к памяти. (Вы-
равнивание должно быть по границе слова при обращении к слову, к границе
двойного слова, к двойному слову и т. д.)
Обработчик этого исключения получает код ошибки равный нулю.
INT 12h - останов #МС «Машинно-завцсимая ошибка»
Вызывается (начиная с Pentium) при обнаружении некоторых аппаратных
ошибок с помощью специальных машинно-зависимых регистров MCG *. Нали-
чие кода ошибки, так же как и способ вызова этого исключения, зависит от моде-
ли процессора.
INT 13h - IFh - зарезервировано Intel для будущих исключений
INT 20h - OFFh - выделены для использования программами
Обычно для отладочных целей многие программы, работающие с защищен-
ным режимом, устанавливают обработчики всех исключений, которые выдают
список регистров процессора и их содержимое, а также иногда участок кода,
вызвавший исключение. В качестве примера обработчика исключения типа
ошибки можно рассматривать программу, обрабатывающую #BR (см. раз-
дел 5.8.1).
10.6.	Страничная адресация
Линейный адрес, который формируется процессором из логического адреса,
соответствует адресу из линейного непрерывного пространства памяти. В обыч-
ном режиме в это пространство могут попадать области памяти, куда нежелатель-
но разрешать запись, - системные таблицы и процедуры, ПЗУ BIOS и т. д. Чтобы
этого избежать, система может позволять программам создавать только неболь-
шие сегменты, но тогда теряется привлекательная идея flat-памяти. Сегментация -
не единственный вариант организации памяти, который поддерживают процес-
соры Intel. Существует второй, совершенно независимый механизм - странич-
ная адресация (pagination).
При страничной адресации непрерывное пространство линейных адресов па-
мяти разбивается на страницы фиксированного размера (обычно 4 Кб (4096 или
1000h байт), но Pentium Pro может поддерживать и страницы по 4 Мб). При об-
ращении к памяти процессор физически обращается не по линейному адресу, а по
тому физическому адресу, с которого начинается данная страница. Описание каж-
дой страницы из линейного адресного пространства, включающее в себя ее
физический адрес и дополнительные атрибуты, хранится в одной из специальных
510 i !
|| Процессоры Intel в защищенном режиме
системных таблиц, как и в случае регментации, но при этом страничная адреса-
ция абсолютно невидима для программы.
Страничная адресация включается при установке бита PG регистра CR0, если
бит РЕ зафиксирован в 1 (попытка установить PG, оставаясь в реальном режиме;
приводит к исключению #GP(0)). Кроме того, в регистр CR3 предварительно
надо поместить физический адрес начала каталога страниц - Главной из таблиц,
описывающих страничную адресацию. Каталог страниц имеет размер 4096 байт
(ровно одна страница) и содержит 1024 4-байтных указателя на таблицы страниц.
Каждая таблица страниц тоже имеет размер 4096 байт и содержит указатели до
1024 4-килобайтных страниц. Если одна страница описывает 4 Кб, то полностью
заполненная таблица страниц описывает 4 Мб, а полный каталог полностью за-
полненных таблиц - 4 Гб, то есть все 32-битное линейное адресное пространство.
Когда процессор выполняет обращение к линейному адресу, он сначала исполь-
зует его биты 31 -22 как номер таблицы страниц в каталоге, затем биты 21-12 как
номер страницы в выбранной таблице, а затем биты 11-0 как смещение от физи-
ческого адреса начала страницы в памяти. Поскольку эта процедура занимает
много времени, в процессоре предусмотрен специальный кэш страниц - TLB (бу-
фер с ассоциативной выборкой), так что, если к странице обращались не очень
давно, ее физический адрес будет сразу определен.	'
Элементы каталога страниц и таблиц страниц имеют общий формат:
биты 31-12: биты 31-12 физического адреса (таблицы страниц или самой
страницы)
биты 11-9: доступны для использования операционной системой
бит 8: G - «глобальная страница» - страница не удаляется из буфера TLB при
переключении задач или перезагрузке регистра CR3 (только на Pentium
Pro, если установлен бит PGE регистра CR4)
бит 7: PS - размер страницы. 1 - для страницы размером 2 или 4 Мб, иначе - О
бит 6: D - «грязная страница» - устанавливается в 1 при записи в страницу;
всегда равен нулю для элементов каталога страниц
бит 5: А - бит доступа (устанавливается в 1 при любом обращении к таблице
страниц или отдельной странице)
бит 4: PCD - бит запрещения кэширования
бит 3: PWT бит разрешения сквозной записи
бит 2: U - страница/таблица доступна для программ с CPL = 3
бит 1: W - страница/таблица доступна для.записи
бит 0: Р - страница/таблица присутствует. Еслй этот бит - 0, остальные биты
элемента система может использовать по своему усмотрению, напри-
мер, чтобы хранить информацию о том, где физически находится отсут-
ствующая страница	/
Процессоры Pentium Pro (и старше) могут поддерживать расширения стра-
ничной адресации. Если установлен бит РАЕ, физический адреса оказывается не
32-битным (до 4 Гб), а 36-битным (до 64 Гб). Если установлен бит PSE регистра
I 511
Страничная адресация
CR4, включается поддержка расширенных страниц размером 4 Мб для РАЕ - О
и 2 Мб для РАЕ - 1. Такие страницы описываются не в таблицах страниц, а в ос-
новном каталоге. Intel рекомендует помещать ядро операционной системы и все,
что ему необходимо для работы, на одну 4-мегабайтную страницу, а для приложе-
ний пользоваться 4-килобайтными страницами. Расширенные страницы кэширу-
ются в отдельном TLB, так что, если определена всего одна расширенная страни-
ца, она будет оставаться в TLB все время.
Для расширенных страниц фермат элемента каталога совпадает с форматом
для обычной страницы (кроме того, что бит PS - 1), но в качестве адреса исполь-
зуются только биты 31-22 - они соответствуют битам 31-22 физического адреса
начала страницы (остальные биты адреса - нули).
Для расширенного физического адреса (РАЕ - 1) изменяется формат регистра
CR3 (см. раздел 10.1.3), размеры всех элементов таблиц становятся равными 8 бай-
там (причем используются только биты 0-3 байта 4), поэтому их число сокраща-
ется до 512 элементов в таблице и вводится новая таблица - таблица указателей
на каталоги страниц. Она состоит из четырех 8-байтных элементов, каждый из ко-
торых может указывать на отдельный каталог страниц. В этом случае биты 31-30
линейного адреса определяют используемый каталог страниц, биты 29-21 -
таблицу, биты 20-12 - страницу, а биты 11-0 - смещение от начала страницы в фи-
зическом пространстве (следовательно, если биты 29-21 выбрали расширенную
страницу, биты 20-0 соответствуют смещению в ней).
Основная цель страничной адресации - организация виртуальной памяти в ОС.
Система может использовать внешние устройства (обычно диск) для расширения
виртуального размера памяти. При этом, если к какой-то странице долгое время
нет обращений, система копирует ее на диск и помечает как отсутствующую
в таблице страниц. Затем, когда программа обращается по адресу в отсутствую-
щей странице, вызывается исключение #РЕ Обработчик исключения читает ад-
рес, приведший к ошибке из CR2, определяет, какой странице он соответствует,
загружает ее с диска, устанавливает бит присутствия, удаляет копию старой стра-
ницы из TLB командой INVLPG и возвращает управление (не забыв снять со
стека код ошибки). Команда, вызывавшая исключение типа ошибки, выполняет-
ся повторно.
Кроме того, система может периодически сбрасывать бит доступа и, если он не
установится за достаточно долгое время, копировать страницу на диск и объявлять
ее отсутствующей. Если при этом бит D равен нулю, в страницу не выполнялось
никаких записей (с того момента, как этот бит последний раз обнулили) и ее во-
обще можно не сохранять.
Второе не менее важное применение страничной адресации - безопасная реали-
зация flat-модели памяти. Операционная система может разрешить программам
обращаться к любому линейному адресу, но отображение линейного пространства
на физическое не будет взаимно однозначным. Скажем, если система использует
первые 4 Кб памяти, физическим адресом нулевой страницы будет не ноль, а 4096
и пользовательская программа даже не узнает, что обращается не к нулевому
|| Процессоры Intel в защищенном режиме
адресу. В этом случае, правда, и сама система не сможет воспользоваться первой
физической страницей без изменения таблицы страниц, но эта проблема решает-
ся при применении механизма многозадачности, о котором рассказано далее.
В следующем примере мы построим каталог и таблицу страниц (для первых
4 Мб), отображающие линейное пространство в физическое один в один, затем
изменим физический адрес страницы с линейным адресом OAlOOOh и попытаем-
ся выполнить обычный цикл закраски экрана в режиме 320x200x256, заполнив
видеопамять байтом с номером цвета, но у нас останется незакрашенным участок,
соответствующий перенесенной странице.
; pm3.asm
; Программа, демонстрирующая страничную адресацию.
; Переносит одну из страниц, составляющих видеопамять, и пытается закрасить экран.
Компиляция:
TASM;
tasm /т pm3.asm
tlink /х /3 pm3.obj
MASM:
ml /с pm3.asm
link pm3.obj ,, NUL,,,
WASM:	. .
wasm ртЗ.азт
wlink file pm3.obj form DOS
. 386p
RM_seg segment para public "CODE" use16
assume cs:RM_seg,ds:PM_seg,ss:stack_seg
start:
; Подготовить сегментные регистры.
push POP	PM_seg ds
; Проверить,	не находимся ли мы уже в РМ
mov	еах.сгО
test	al, 1
jz	no_V86
; Сообщить и	выйти.
mov	dx,offset v86_msg
err_exit:	
push	cs
pop	ds
mov	ah, 9
int	21h
mov	ah,4Ch
int	21h
; Убедиться,	что мы не под Windows.
no_V86:	
mov	ах,1600h
int	2Fh
Страничная адресация.
test	al, al
jz	no.windows
; Сообщить и выйти,
mov	dx,offset winjnsg	‘
jmp	short err_exit
; Сообщения об ошибках при старте.	,,
v86_msg db	"Процессор в режиме V86 - нельзя переключиться в РМ$"
winjnsg db	"Программа запущена под Windows - нельзя перейти в кольцо 0$"
; Итак, мы точно находимся в реальном режиме. ,
no_windows:
; Очистить экран и переключиться в нужный	видеорежим,
mov	ax,13h
int	10h
; Вычислить базы для всех дескрипторов,
хог	еах,еах
mov	ax,RM_seg
shl	еах,4
mov	word ptr GDT_16bitCS+2,ax
shr eax,16	1
mov	byte ptr GDT_16bitCS+4,	al
mov	ax,PM_seg
shl	eax,4
mov	word ptr GDT_32bitCS+2,	ax
shr	eax,16	’
mov	byte ptr GDT_32bitCS+4,al
; Вычислить линейный адрес GDT.
xor	еах,eax
mov - ax,PM_seg
shl	eax,4
push	eax
add	eax, offset	GDT
mov	dword ptr gdtr+2,eax
; Загрузить GDT.	..
Igdt	fword ptr	gdtr
; Открыть A20 - в этом примере мы будем пользоваться памятью выше 1 Мб.
mov	al,2
out	92h,al
; Отключить прерывания
cli
; и NMI.
in	al,70h
or	al,80h
out	7Oh,al
; Перейти в защищенный режим (пока без страничной адресации).
mov	eax.crO
or	al, 1
mov	crO,eax
17 Зак. 459
514 i
|| Процессоры Intel в защищённом режиме
Загрузить CS.
db	66h
db	OEAh
dd	offset PM_entry
dw	SEL_32bitCS
RM_return:
; Переключиться в реальный режим с отключением страничной адресации.
mov	еах.сгО
and	еах,7FFFFFFEh
mov	crO.eax
Сбросить очередь и	загрузить CS.
db	OEAh
dw	$+4
dw	RM_seg
Загрузить остальные	регистры.
mov ax,PM_seg
mov	ds,ax
fliov	es.ax
; Разрешить NMI.
in	al,70h
and	al,07FH
out	7Oh,al
; Разрешить другие прерывания,
sti
; Подождать нажатия клавиши.
mov	ah,1
int	21h
; Переключиться в текстовый режим
mov	ах,3
int	10h
; и завершить программу.
mov	ah,4Ch
int	21h
RM_seg ends
PM_seg segment para public "CODE" use32
assume cS:PM_seg
; Таблица глобальных дескрипторов.
GDT	label	byte	
	db	8 dup(O)	
GDT_flatDS	db	OFFh, OFFh, 0,0,0,10010010b,11001111b,0	
GDT_16bitCS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10011010b,0,0	
GDT_32bltCS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10011010b,11001111b,0	
gdt_size = $-GDT			!
gdtr	dw	gdt_size-1	; Ее лимит
	dd	?	; и адрес.
SEL.flatDS	equ	001000b	; Селектор 4-гигабайтного сегмента данных,'
SEL_16bitCS	equ	010000b	; Селектор сегмента кода RM_seg.
SEL_32bitCS	equ	011000b	; Селектор сегмента кода PM_seg.
Страничная адресация
; Точка входа в 32-битный защищенный режим.
PM.entry:
; Загрузить сегментные регистры, включая стек.
xor	eax,eax	
mov	ax,SEL.flatOS	
mov	ds, ax	
mov	es.ax	
Создать каталог страниц.		
mov	edi,00100000h	; Его физический адрес - 1 Мб.
mov	eax,00101007h	; Адрес таблицы 0 = 1 Мб + 4 Кб.
stosd		; Записать первый элемент каталога
mov	ecx,1023	; Остальные элементы каталога -
xor	eax, eax	; нули.
rep	stosd	-
; Заполнить таблицу страниц 0.
mov	eax,00000007h .	; 0 - адрес страницы 0.
mov	есх,1024	; Число страниц в таблице.
page.table:
stosd	; Записать элемент таблицы.
add	eax,00001000h	;	Добавить к адресу 4096 байт
loop	page.table	;	и повторить для всех элементов.
; Поместить адрес каталога страниц в CR3.
mov	eax,00100000h	;	Базовый адрес = 1 Мб.
mov сгЗ.еах
; Включить страничную адресацию.
mov	еах.сгО
or	eax,BOOOOOOOh
mov	сгО.еах
; А теперь изменить физический адрес страницы AlOOOh на A2000h.
mov	eax,000A2007h	<
mov	es:00101000h+0A1h*4,eax
; Если закомментировать предыдущие две команды, следующие четыре
; закрасят весь экран синим цветом, но из-за того, что мы переместили одну
; страницу, останется черный участок.
mov	есх,(320*200)/4	; Размер экрана в двойных словах.
mov	edi,OAOOOOh	; Линейный адрес начала видеопамяти
mov	eax, 01010101b	; Код синего цвета в VGA - 1.
j:ep	stosd
; Вернуться в реальный режим.
db	OEAh
dd	offset RM.returh
dw	SEL_16bitCS
PM.seg	ends
; Сегмент стека - используется как 16-битный,
stack.seg segment para stack "STACK"
stack_start	db	100h dup(?)
stack_seg	ends
end	start
516
III
Процессоры Intel в защищенном режиме
10.7.	Механизм защиты
Теперь рассмотрим механизм, который дал название режиму процессора, - меха-
низм защиты. Защита может действовать как на уровне сегментов, так и на уров-
не страниц, ограничивая доступ в зависимости от уровня привилегий (четыре
уровня привилегий для сегментов и два для страниц). Она предотвращает воз-
можность вносить изменения в области памяти, занятые операционной системой
или более привилегированной программой. Процессор проверяет привилегии не-
посредственно перед каждым обращением к памяти и, если происходит наруше-
ние защиты, вызывает исключение #GP.
Когда процессор находится в защищенном режиме, проверки привилегий выпол-
няются всегда и их нельзя отключить, но можно использовать во всех дескрипторах
и селекторах один и тот же максимальный уровень привилегий - нулевой, и созда-
стся видимость отсутствия защиты. Именно так мы поступали в вышеописанных
примерах - поля DPL и RPL инициализировались нулями. Для осуществления не-
заметной проверки прав на уровне страничной адресации надо установить биты U
и W во всех элементах таблиц страниц, что мы также выполняли в программе pm3.asm.
За механизм защиты отвечают следующие биты и поля:
□	в дескрипторах сегментов:
-	бит S (системный сегмент);
-	поле типа (тип сегмента, включая запреты на чтение/запись);
-	поле лимита сегмента;
-	поле DPL, определяющее привилегии сегмента или шлюза, указывает, по
крайней мере, какой уровень привилегий должна иметь программа, чтобы
обратиться к этому сегменту или шлюзу;
□	в селекторах сегментов:
-	поле RPL, определяющее запрашиваемые привилегии, позволяет програм-
мам, выполняющимся на высоких уровнях привилегий, обращаться к сег-
ментам, как будто их уровень привилегий ниже;
-	поле RPL селектора, загруженного в CS, называется CPL и является теку-
щим уровнем привилегий программы;
□	в элементах таблиц страниц:
-	бит U (определяет уровень привилегий страницы);
-	бит W’ (разрешает/запрешает запись).
Уровни привилегий в процессорах Intel:
□	0 - максимальный (для операционной системы);
□	1 и 2 - промежуточные (для вспомогательных программ);
□	3 - минимальный (для пользовательских приложений).
Перед обращением к памяти процессор выполняет несколько, типов цроверок,
использующих все указанные флаги и поля. Рассмотрим их по порядку.
10.7.1. Проверка лимитов
Поле лимита в дескрипторе сегмента запрещает доступ к памяти за пределами
сегмента. Если бит G дескриптора равен нулю, значения лимита могут быть от 0 до
Механизм защиты
517
OFFFFFh (1 Мб). Если бит G установлен - от OFFFh (4 Кб) до OFFFFFFFFh (4 Гб).
Для сегменте®, растущих вниз, лимит принимает значения от указанного плюс 1 до
OFFFFh для 16-битных сегменте® данных и до OFFFFFFFFh - для 32-битных. Эти
проверки отлавливают такие ошибки, как неправильные вычисления адресов.
Перед проверкой лимита в дескрипторе процессор выясняет лимит самой табли-
цы дескрипторов на тот случай» если указано слишком большое значение селектора.
Во всех случаях'исключение #GP вызывается с кодом ошибки, равным индек-
су селектора» посредством которого нарушается защита.
10.7.2. Проверка типа сегмента
1.	Загрузка селектора (и дескриптора) в регистр:
-	в CS можно загрузить только сегмент кода;
-	в DS, ES, FS.GS можно загрузить только селектор сегмента данных, сег-
мента кода, доступного для чтения, или нулевой селектор;
-	в SS можно загрузить только сегмент данных, доступный для записи;
-	в LDTR можно загрузить только сегмент LDT;
-	в TR можно загрузить только сегмент TSS.
2.	Обращение к памяти:
-	никакая команда не может писать в сегмент кода;
-	никакая команда не может писать в сегмент данных, защищенный от записи;
-	никакая команда не может читать из сегмента кода, защищенного от чтения;
нельзя обращаться к памяти, если селектор в сегментном регистре нулевой.
3.	Исполнение команды, использующей селектор в качестве операнда:
-	дальние CALL и JMP могут выполняться только в сегмент кода, шлюз вы-
зова, шлюз задачи или сегмент TSS;
-	команда LLDT может обращаться только к сегменту LDT;
-	команда LTR может обращаться только к сегменту TSS;
-	команда LAR может обращаться только к сегментам кода и данных, шлю-
зам вызова и задачи, LDT и TSS;
-	команда LSL может обращаться только к сегментам кода, данных, LDT и TSS;
-	элементами IDT могут быть только шлюзы прерываний, ловушек и задач.
4.	Некоторые внутренние операции:
-	при переключении задач целевой дескриптор может быть только TSS или
шлюзом задачи;
-	при передаче управления через шлюз сегмент, на который пийоз указыва-
ет, должен быть сегментом кода (или TSS для шлюза задачи);
-	при возвращении из вложенной задачи селектор в поле связи TSS дол-
жен быть селектором сегмента TSS.
10.7.3.	Проверка привилегий
Все неравенства здесь арифметические, то есть А > В означает, что уровень
привилегий А меньше, чем В:
□	при загрузке регистра DS, ES, FS или GS должно выполняться условие:
DPL > max(RPL.CPL);	'
518
II
Процессоры Intel в защищенном режиме
□	при загрузке регистров SS должно выполняться условие: DPI. - CPL “ RPL;
□	при дальних JMP, CALL, RET на неподчиненный сегмент кода должно вы-
полняться условие: DPL - CPL (RPL игнорируется); ,
□	при дальних JMP, CALL, RET на подчиненный сегмент кода должно выпол-
няться условие: CPL > DPL. При этом CPL не изменяется;
□	при дальнем CALL на шлюз вызова должны выполняться условия: CPL < DPL
шлюза, RPL < DPL шлюза, CPL > DPL сегмента;
□	при дальнем JMP на шлюз вызова должны выполняться условия: CPL < DPL
шлюза, RPL < DPL шлюза, CPL > DPL сегмента, если он подчиненный,
CPL = DPL сегмента, если он неподчиненный.
При вызове процедуры через шлюз на неподчиненный сегмент кода с другим
уровнем привилегий процессор выполняет переключение стека. В сегменте TSS
текущей задачи всегда хранятся значения SS:ESP для стеков уровней привиле-
гий 0, 1 й 2 (но не стек для уровня привилегий 3, потому что нельзя выполнять
передачу управления на уровень 3, кроме как при помощи команд RET/IRET).
При переключении стека в новый стек помещаются, до обратного адреса, пара-
метры (их число указано в дескрипторе шлюза вызова), флаги или код ошибки
(в случае INT), старые значения SS:ESP; которые команда RET/IRET использует
для обратного переключения. То, что надо выполнить возврат из процедуры, RET
определяет так: RPL селектора, оставленного в стеке, больше (менее привилеги-
рованный), чем CPL.	'
Даже если операционная система не поддерживает многозадачность, она дол-
жна оформить сегмент TSS с действительными SS:ESP для стеков всех уровней,-'"
если она собирается использовать уровни привилегий.
10.7.4.	Выполнение привилегированных команд
1.	Команды LGDT, LLDT, LTR, LIDT, MOV CRn, LMSW, CLTS, MOV DRn,
INVD, WBINVD, INVLPG, HLT, RDMSR, WRMSR, RDPMC, RDTSC,
SYSEXIT могут выполняться, только если CPL - 0 (хотя биты РСЕ и TSD
сегмента CR4 разрешают использование команд RDPMC и RDTSC с любо-
го уровня).
2.	Команды LLDT, SLDT, LTR, STR, LSL, LAR, VERR, VERW и ARPL можно
выполнять только в защищенном режиме - в реальном и V86 возникает ис-
ключение #UD.
3.	Команды CLI и STI выполняются, только если CPL < IOPL (IOPL - это двух-
битная область в регистре флагов). Если установлен бит PVI в регистре CR4,
эти команды выполняются с любым CPL, но управляют флагом VIF, а не IF.
4.	Команды IN, OUT, INSB, INSW, INSD, OUTSB, OUTSW, OUTSD выпол-
няются, только если CPL < IOPL и если бит в битовой карте ввода-вывода,
соответствующий данному порту; равен нулю. (Эта картабитовое поле
в сегменте TSS, каждый бит которого отвечает за один порт ввода-вывода.
Признаком ее конца служит слово, в котором все 16 бит установлены в 1.)
Управление задачами
10.7.5.	Защита на уровне страниц
1.	Обращение к странице памяти с битом U в атрибуте страницы или таблицы
страниц, равным нулю, приводит к исключению #PF, если CPL = 3.
2.	Попытка записи в страницу с битом W в атрибуте страницы или таблицы
страниц, равным нулю, с CPL - 3 приводит к исключению #РЁ
3.	Попытка записи в страницу с битом W в атрибуте страницы или таблицы
страниц, равным нулю, если бит WP в регистре CR0 равен 1, приводит к ис-
ключению #РЕ
10.8. Управление задачами
Следующий очень важный механизм, действующий только в защищенном ре-
жиме, - многозадачность. Задача - это элемент работы, которую процессор мо-
жет исполнять, запустить или отложить. Задачи используют для выполнения про-
грамм, процессов, обработчиков прерываний и исключений, ядра операционной
системы и пр. Любая программа, выполняющаяся в защищенном режиме, должна
осуществляться как задача (хотя мы пока игнорировали это требование). Процес-
сор предоставляет средства для сохранения состояния задачи, запуска задачи и пе-
редачи управления из одной задачи в другую.
Задача состоит из сегмента состояния задачи (TSS), сегмента кода, одного или
нескольких (для разных уровней привилегий) сегментов стека и одного или не-
скольких сегментов данных. Она определяется селектором своего сегмента TSS.
Когда задача выполняется, ее селектор TSS (вместе с дескриптором в скрытой
части) загружен в регистр TR процессора.
Запуск задачи осуществляется при помощи команды CALL или JMP на сег-
мент TSS или на шлюз задачи, а также при запуске обработчика прерывания или
исключения, который описан как шлюз задачи. При этом автоматически осуще-
ствляется переключение задач. Состояние текущей задачи записывается в ее TSS,
состояние вызываемой задачи считывается из ее TSS, и управление передается на
новые CS:EIP. Если задача не была запущена командой JMP, селектор сегмента
TSS старой задачи сохраняется в TSS новой и устанавливается флаг NT, так что
следующая команда IRET выполнит обратное переключение задач.
Задача не может вызываться/рекурсивно. В дескрипторе TSS-задачи, которая
была запущена, но не была завершена, тип изменяется на «занятый TSS» и пере-
ход на такой TSS невозможен.
Задача может иметь собственную таблицу дескрипторов (LDT) и полный ком-
плект собственных таблиц страниц, так как регистры LDTR и CR3 входят в со-
стояние Задачи.
10.8.1.	Сегмент состояния задачи
Сегмент состояния задачи (TSS) - это структура данных, в которой сохраня-
ется вся информация о задаче, если ее выполнение временно прерывается.
ЦП Процессоры Intel в защищенном режиме
TSS имеет следующую структуру:
+00h: 4 байта - селектор предыдущей задачи (старшее слово содержит нули -
здесь и для всех остальных селекторов)
+04h: 4 байта - ESP для CPL = О
+08h: 4 байта - SS для CPL = О
+0Ch: 4 байта - ESP для CPL ~ 1
+10h: 4 байта - SS для CPL = 1
+ 14h: 4 байта - ESP для CPL = 2
+18h: 4 байта - SS для CPL = 2
+1 Ch: 4 байта - CR3
+20h: 4 байта-ElР
+24h: 4 байта - EFLAGS
+28h: 4 байта - ЕАХ
+2Ch: 4 байта - ЕСХ
+30h: 4 байта - EDX
+34h: 4 байта-ЕВХ
+38h: 4 байта - ESP
+3Ch: 4 байта-EBP
+40h: 4 байта - ESI
+44h: 4 байта - EDI
+48h: 4 байта - ES
+4Ch: 4 байта - CS
+50h: 4 байта - SS
+54h: 4 байта - DS
+58h: 4 байта - FS
+5Ch: 4 байта - GS
+60h: 4 байта-LDTR ।
+64h: 2 байта - слово флагов задачи
бит 0 - флаг Т: вызывает #DB при переключении на задачу
остальные биты не определены и равны нулю
+66h; 2 байта - адрес битовой карты ввода-вывода. Это 16-битное смещение от
начала TSS, по которому начинается битовая карта разрешения
ввода-вывода (см. разделы 10.7.4 и 10.9.2) и заканчивается бито-
вая карта перенаправления прерываний (см. раздел 10.9.1) дан-
ной задачи.
TSS является полноценным сегментом и описывается сегментным дескрипто-
ром, формат которого мы рассматривали раньше (см. раздел 10.4.3). Кроме того,
лимит TSS не может быть меньше 67h - обращение к такому дескриптору приво-
дит к исключению #TS. Размер TSS может быть больше, если в него входят бито-
вые карты ввода-вывода и перенаправления прерываний и если операционная
система хранит в нем дополнительную информацию. Дескриптор TSS способен
находиться только в GDT - попытка загрузить его из LDT вызывает исключение
#GP. Для передачи управления задачам удобнее использовать дескрипторы шлю-
за задачи, которые можно помещать как в GDT, так и в LDT или IDT.
Управление задачами
10.8.2.	Переключение задач
Переключение задач осуществляется, если:
□	текущая задача выполняет дальний JMP или CALL на шлюз задачи или пря-
мо JiaTSS;
□	текущая задача выполняет IRET, если флаг NT равен 1;
□	происходит прерывание или исключение, в качестве обработчика которо-
го в IDT записан шлюз задачи.
При переключении процессор выполняет следующие действия:
1.	Для команд CALL и JMP проверяет привилегии (CPL текущей задачи и RPL
селектора новой задачи не могут быть больше, чем DPL шлюза или TSS, на
который передается управление).
2.	Проверяется дескриптор TSS (его бит присутствия и лимит).
3.	Проверяется, что новый TSS, старый TSS и все дескрипторы сегментов на-
ходятся в страницах, отмеченных как присутствующие.
4.	Сохраняется состояние задачи.
5.	Загружается регистр TR. Если на следующих шагах происходит исключе-
ние, его обработчику придется доделывать переключение задач, вместо того
чтобы повторять ошибочную команду.
6.	Тип новой задачи в дескрипторе изменяется на занятый, и флаг TS устанав-
ливается в CR0.
7.	Загружается состояние задачи из нового TSS: LDTR, CR3, EFLAGS, EIP, ре-
гистры общего назначения и сегментные регистры.
Если переключение задачи вызывается командами JUMP, CALL, прерывани-
ем или исключением, селектор TSS предыдущей задачи записывается в поле свя-
зи новой задачи и устанавливается флаг NT Если флаг NT установлен, команда
IRET выполняет обратное переключение задач.	v
При любом запуске задачи ее тип изменяется в дескрипторе на занятый. По-
пытка вызвать такую задачу приводит к #GP. Сделать задачу снова свободной
можно, только завершив ее командой IRET или переключившись на другую зада-
чу командой JMP.
На следующем примере покажем, как создавать задачи и переключаться меж-
ду ними.
; pm4.asm
; Пример программы, выполняющей переключение задач.
; Запускает две задачи, передающие управление друг другу 80 раз, задачи выводят
; на экран символы ASCII с'небольшой задержкой.
: Компиляция:
; TASM:
; tasm /т pm4.asm
; tlink /х /3 pm4.obj
; WASH:
; wasm pm4.asm
; wlink file pm4.obj form.DOS
Процессоры Intel в защищенном режиме
MASM:
ml /с pm4.asm
link pm4.obj,, NUL,,,
. 386p
RM_seg segment para public "CODE" use16
assume cs: RM_seg, ds: PM.seg, ss: stack.seg
start:
	; Подготовить сегментные регистры, push	PM.seg pop	ds ; Проверить, не находимся ли мы уже mov	еах.сгО test	al, 1 jz	no_V86 ; Сообщить и выйти, mov	dx,offset v86_msg err.exit: push	cs pop.	ds mov	ah, 9 int	21h mov	“ah, 4Ch int	21h		в PM.	
	; Убедиться, no_V86: '	mov int test jz ; Сообщить и mov jmp	что мы не под Windows. ах,1600h 2Fh al, al no.windows выйти. dx,offset win.msg short err.exit		
	; Сообщения c v86_msg win.msg	16 ошибках при старте, db	"Процессор db	"Программа	в режиме запущена	V86 - нельзя переключиться в РМ$" под Windows нельзя перейти в кольцо 0$"
; Итак, мы точно находимся в реальном режиме,
no.windows: '
;	Очистить экран,
mov	ах,3
int	10h
;	Вычислить	базы	для всех	дескрипторов сегментов данных.
хог	еах.еах
mov ax,RM_seg
shl	eax,4
mov	word ptr	GDT_16bitCS+2,ax
shr	eax,16
mov	byte ptr	GDT_16bitCS+4,al
mov	ax,PM_seg
shl	eax, 4
mov	word ptr G0T_32bitCS+2,ax
mov	word ptr GDT_32bitSS+2,ax
shr	eax,16
mov	byte ptr GDT_32bltCS+4,al
mov	byte ptr GDT_32bitSS+4,al
Вычислить линейный адрес GOT.	
xor	eax,eax
mov	ax,PM_seg
shl	eax, 4
push	eax
add	eax,offset GOT
mov	dword ptr gdtr+2,eax
; Загрузить GOT.
Igdt	fword ptr gdtr
; Вычислить линейные адреса сегментов TSS наших двух задач.
pop	eax
push	eax
add	eax,offset TSS_O
mov	word ptr GDT_TSS0+2,ax
shr	eax,16
mov	byte ptr GDT_TSS0+4,al
pop	eax
add	eax,offset TSS_1
mov	'word ptr GDT_TSS1+2,ax
shr	eax,16
mov	byte ptr GDT_TSS1+4,al
; Открыть А20.
mov	al,2
out	92h,al
\ Запретить прерывания.
cli		
Запретить NMI.		
in	al,70h	
or	al,80h	
out	70h,al	
Переключиться	в PM.	
mov	eax.crO	)
or	al, 1	
^mov	crO,eax	
Загрузить CS.		
	db	66h
	db	OEAh
	dd	offset PM_entry
	dw	SEL_32bitCS
RM_return:
; Переключиться в реальный режим RM.
mov eax.crO
524rzrjzrni
if Процессоры Intel в защищенном режиме
and	al,OFEh
mov	crO.eax
Сбросить очередь предвыборки и загрузить CS.
db	OEAh
dw	$+4 '
dw	RM_seg
; Настроить сегментные регистры для реального режима,
mov	ах,PM_seg
mov	ds.ax
mov	es.ax
mov	ax,stack_seg
mov	bx,stack_l
mov	ss.ax
mov ' sp, bx
; Разрешить NMI.
in	al,70h
• and	al,07FH
out	70h,al
; Разрешить прерывания,
sti
; Завершить программу,
mov	ah,4Ch
int	21h
RM_seg ends
PM_seg segment para public "CODE" use32
assume cs:PM_seg !
Таблица глобальных дескрипторов.
GDT	label	byte
	db	8 dup(O)
GDT_flatDS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10010010b,11001111b,0
GDT_16bitCS	db	OFFh, OFFh, 0, 0,0,10011010b, 0, 0
GDT_32bitCS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10011010b,11001111b,0
GDT_32bitSS	db	OFFh,OFFh,0,0,0,10010010b,11001111b,0
Сегмент TSS задачи 0 (32-битный свободный TSS).
GDT_TSSO	db	O67h,0,0,0,0,10001001b,01000000b,0
; Сегмент TSS	задачи 1	(32-битный свободный TSS).
GDT.TS81	db	067h,0,0,0,0,10001001b,01000000b,0
gdt_si26 - $-GDT
gdtr	dw	gdt_size-1	; Размер GOT
	dd/	?	; Адрес GDT.
; Используемые	селекторы.		
SEL.flatOS	equ	001000b	
SEL_16bitCS	equ	010000b	
SEL_32bitCS	equ	011000b	
SEL_32bitSS	equ	’100000b	
SELJSSO	equ	101000b	
sel’tssi	equ	110000b	
Управлениезадачами			
; Сегмент TSS_O будет инициализирован, как только мы выполним переключение ; из нашей основной задачи. Конечно, если бы мы собирались использовать ; несколько уровней привилегий, то нужно было бы инициализировать стеки. TSS-0	db	68h dup(O) ; Сегмент TSS_1. В него будет выполняться переключение, поэтому надо ; инициализировать все, что может потребоваться: TSS_1	dd	0,0,0,0,0,0,0,0	; Связь, стеки, dd	offset task_1 ,	; EIP. ; Регистры общего назначения, dd 	0,0,0,0,0,stack_l2,0,0,0B8140h	; (ESP и EDI) ; Сегментные регистры. dd SEL_flatDS,SEL_32bitCS,SEL_32bitSS,SEL_flatDS,0,0 dd	0	.	; LDTR, dd	0	; Адрес таблицы ; вывода.			CR3 ввода-
; Точка входа в 32-битный защищенный режим. PM_entry: ; Подготовить регистры, хог	еах.еах mov	ax,SEL_flatDS mov	ds, ах mov	es,ax mov	ax,SEL_32bitSS mov	ebx,stack_l mov	ss,ax mov	esp,ebx ; Загрузить TSS задачи 0 в регистр TR. mov	ax,SEL_TSSO  Itr	ax ; Только теперь наша программа выполнила все требования к переходу ; в защищенный режим.			
хог	еах.еах mov	edi,0B8000h task_O: mov	byte ptr ds:(edi],al ; Дальний переход на TSS задачи	1.. db	OEAh dd	0 dw	SELTSS1 add	edi,2 inc	al cmp	al, 80 jb	task_0 ; Дальний переход на процедуру выхода в реальный db	OEAh dd	.	offset RM_return dw	SEL_16bitCS		; DS:EDI - адрес начала экрана. ; Вывести символ AL на экран. ; DS:EDI - адрес следующего ;, символа. ; AL - код следующего символа. ; Если это 80, ; выйти из цикла. режим.	
526
Процессоры Intel в защищенном режиме
; Задача 1.
task_1:
mov
inc
add -
; Переключиться
byte ptr ds:[edi],al
al
ddi, 2
на задачу 0.
db
dd
dw
; Вывести символ на экран.
; Увеличить код символа.
; Увеличить адрес символа.
OEAh
0
SEL TSSO
; Сюда будет приходить управление, когда задача 0 начнет выполнять переход
; на задачу 1 во всех случаях, кроме первого.
mov	есх,02000000b	;	Небольшая пауза,	зависящая от скорости
loop	$	;	процессора,
jmp	task_1
PM_seg ends
stack_seg segment para stack "STACK"
' stack_start	db	100b	dup(?)	;	Стек	задачи	0.
stack_l = $-stack_start
stack_task2	db	lOOh	dup(?)	;	Стек	задачи	1.
stack_12 = $-stack_start
stack_seg	ends
end	start
Чтобы реализовать многозадачность в реальном времени на нашем примере,
достаточно создать обработчик прерывания системного таймера IRQO в виде от-
дельной (третьей) задачи и поместить в IDT шлюз этой задачи. Текст обработчи-
ка для нашего примера мог быть крайне простым:
task_3: ; Ьто отдельная задача - не нужно сохранять регистры!
mov	al,20h
out	20h,al
jmp	task_0
mov	al,20h
out	20h,al
jmp	task_1
jmp	tasKj
Но при вызове обработчика прерывания старая задача помечается как занятая
в GDT и повторный JMP на нее приведет к ошибке. Вызов задачи обработчика
прерывания, так же как и вызов задачи командой CALL, подразумевает, что она
завершится командой IRET. Именно команду IRET проще всего вызвать для пе-
редачи управления из такого обработчика - достаточно лишь подменить селек*.
тор вызвавшей нас задачи в поле связи и выполнить IRET.
task_3: ; При инициализации DS должен быть установлен на PM_seg.
mov	al,20h
out	20h,al
mov	word ptr TSS_3,SEL_TSSO
iret
mov	al,20h
out	20h,al
mov	word ptr	TSS_3,SEL_TSS1
iret
jmp	task_3
Единственное дополнительное изменение, которое нужно внести, инициали-
зировать дескриптор TSS задачи task_l как уже занятый, поскольку управление
на него будет передаваться командой IRET, что, впрочем, не вызывает никаких
проблем.
Помните, что во вложенных задачах команда IRET не означает конца програм-
мы - следующий вызов задачи всегда передаёт управление на очередную коман-
ду после IRET
10.9.	Режим виртуального 8086
Режим V86 - это задача, исполняющаяся в защищенном режиме, в которой
флаг VM регистра EFLAGS равен единице. Внутри задачи процессор ведет себя
так, как если бы он находился в реальном режиме, за исключением того, что пре-
рывания и исключения передаются обработчикам защищенного режима вне ее
(кроме случая, когда используется карта перенаправления прерываний).
Программы не могут изменить флаг VM. Его допускается указать, только за-
писав образ EFLAGS с установленным VM при создании TSS новой задачи и за-
тем переключившись на нее. Кроме этой задачи для нормальной реализации V86
требуется монитор режима (VMM) - модуль, который выполняется с CPL - 0
и обрабатывает прерывания, исключения и обращения к портам ввода-вывода из
задачи V86, осуществляя фактически эмуляцию всего компьютера.
Чтобы выполнять в системе сразу несколько У86-задач, применяется странич-
ная адресация. Каждая У86-задача использует ровно один мегабайт линейного ад-
ресного пространства, который можно отобразить на любую область физического.
Процессор переключается в V86 в трех ситуациях:
□	при переключении в задачу, TSS которой содержит установленный флаг VM;
□	при выполнении команды IRET, если NT - 0 и копия EFLAGS в стеке содер-
жит установленный флаг VM;
□	при выполнении команды IRET, если NT - 1 и копия EFLAGS В TSS содер-
жит установленный флаг VM. /
10.9.1.	Прерывания в V86
Если происходит прерывание или исключение в режиме V86, процессор ана-
лизирует биты IOPL регистра флагов, бит VME регистра CR4 (Pentium и выше)
и соответствующий бит из карты перенаправления прерываний данной задачи
(только если VME - 1).
Эта карта - 32-байтное поле, находящееся в регистре TSS данной задачи, на пер-
вый байт за концом которой указывает смещение в TSS по адресу +66h. Каждый
из 256 бит этого поля соответствует одному номеру прерывания. Если он уста-
новлен в 1, прерывание должно подготавливаться обработчиком из IDT в защи-
щенном режиме, если он 0 - то 16-битным обработчиком из реального режима.
ШЯНМММНвМ№ Процёссбры Ше1 в защищенном режиме ,
Если VME = 0, прерывание обрабатывается (через IDT) при условии, что
IOPL = 3, иначе вызывается исключение #GP.
Если бит VME = 1 и IOPL - 3, обработка прерывания определяется битом из
битовой карты перенаправления прерываний.
Если VME - 1, ЮРЕ < 3 и бит в битовой карте равен единице, вызывается
обработчик из IDT.
Если VME - 1, IOPL < 3 И бит в бйтовойкарте равен нулю, происходит следу-
ющее:
□	если VIF = 0 или если VIF = 1, но произошло исключение или NMI - вызы-
вается обработчик из реального режима;
□	если VIF = 1 и произошло аппаратное прерывание - вызывается обработчик
#GP из защищенного режима, который должен обработать прерывание,
установить флаг VIP в копий EFLAGS в стеке и вернуться в V86;
□	если VIP - 1 и VIF - 0 из-за выполненной в V86 команды CLI - вызывается
обработчик #GP из реального режима, который должен обнулить VIF и VIP
в копии EFLAGS в стеке.
Бит VIF - это флаг для облеГчёййй поддержки команд CLI И STI в задачах V86.
Если в регистре CR4 установлен бйТ'УМЕ, Команды CLI/STI изменяют значение
именно этого флага, оставляя IF нетронутым для того, чтобы операционная сис-
тема могла обрабатывать прерывания и управлять другими задачами.
При вызове обработчика, находящегося в защищенном режиме, йз реального
режима в стек нулевого уровня привилегий помещаются GS, FS, DS, ES, SS,
EFLAGS, CS, EIP и код ошибки для некоторых исключений в этом порядке, а фла-
ги VM, TF и IF обнуляются, если вызывается шлюз прерывания.
10.9.2.	Ввод-вывод в V86
В режиме V86 текущий уровень привидений, CPL, всегда равен трем. В со-
ответствии с правилами защиты выполнение команд CLI, STI, PUSHF, POPF,
INT и IRET приводит к исключению #GR если IOPL < 3. Однако команды IN,
OUT, INS, OUTS, чувствительные к IOPL в защищенном режиме, в V86 управ-
ляются битовой картой ввода-вывода, расположенной в TSS задачи. Если бит,
соответствующий порту, установлен в 1, обращение к нему из У86-задачи при-
водит к исключению #GP; если бит сброшен - команды работы с портами вво-
да-вывода выполняются.
Мы не будем рассматривать пример программы^ реализующей режим V86, из-
за его размеров. 'Прайй'ескй вйиз того; что необходимо для его создания (за-
ппппешшй режим, ббработЬ прерываний, страшная адресация и перекйочЙйе
задач), мы уже обсудили. "	< .у <
Глава 11. Программирование
иа ассемблере в среде UNIX
Операционная система MS DOS, получившая дальнейшее развитие в виде
Windows, долгое время была практически единственной ОС для персональных
компьютеров на базе процессоров Intel. Но с течением времени мощность процес-
соров выросла настолько, что Для них стало возможным работать под управлением
операционных систем класса UNIX, использовавшихся обычно на более мощных
компьютерах других компаний. В настоящее время существует свыше двадцати
операционных систем для Intel, представляющих те или иные диалекты UNIX.
Мы рассмотрим самые популярные из них:
□	Linux - бесплатно распространяемая операционная система, соединяющая
в себе особенности двух основных типов UNIX-систем (System V и BSD)
приблизительно в равной мере. В ней много отлйчий и отступлений от лю-
бых стандартов, принятых для UNIX, но они более эффективны;
□	FreeBSD - бесплатно распространяемая операционная система, представля-
ющая вариант BSD UNIX. Считается наиболее стабильной из UNIX-систем
для Intel;
□	Solaris/x86 - коммерческая операционная система компании Sun Micro-
systems, представляющая вариант System V UNIX, изначально созданная для
компьютеров Sun, существует в версии для Intel 80x86. Распространяется
бесплатно с образовательными целями.
Несмотря на то что при программировании для UNIX обычно употребляется
исключительно язык С, пользоваться ассемблером в этих системах можно, и даже
очень просто. Программы в UNIX выполняются в защищенном режиме с моде-
лью памяти flat и могут вызывать любые функции из библиотеки libc или других
библиотек точно так же, как это делают программы на С. Конечно, круг задач, для
которых имеет смысл использовать ассемблер в UNIX, ограничен. Если вы не за-
нимаетесь разработкой ядра операционной системы или, например, эмулятора
DOS, практически все можно сделать и на С, но иногда нужно создать что-то осо-
бенное. Написать процедуру, выполняющую что-то как можно быстрее (напри-
мер, воспроизведение звука из файла в формате MP3), или программу, использу-
ющую память более эффективно (хотя Зто часто можно повторить на С), или
программу, применяющую возможности нового процессора, поддержка которого
еще не добавлена в компилятор, оказывается очень просто (если вы знаете ассем-
блер для UNIX).
5301_LTIJJ
III
Ассемблер в среде UNIX
11.1.	Синтаксис AT&T
Проблема в том, что ассемблер для UNIX кардинально отличается от того, что
рассматривалось в этой книге до сих пор. В то время как основные ассемблере
для MS DOS и Windows используют синтаксис, предложенный компанией Intel
изобилующий неоднозначностями, часть которых решается за счет использова-
ния поясняющих операторов типа byte ptr, word ptr или dword ptr, а часть не ре-
шается вообще (все те случаи, когда приходится указывать код команды вруч-
ную), в UNIX с самого начала используется вариант универсального синтаксиса
AT&T, синтаксис SysV/386, который специально создавался с целью устранении
неоднозначностей в толковании команд. Вообще говоря, существует и ассемблер
для DOS/Windows, использующий АТ&Т-синтаксис, - это gas, входящий в набор
средств разработки DJGPP, а также ассемблер, использующий Intel-синтаксис
и способный создавать объектные файлы в формате ELF, применяемом в большин-
стве UNIX-систем, - это бесплатно распространяемый в Internet ассемблер NASM.
Мы будем рассматривать только ассемблеры, непосредственно входящие в состав
операционных систем, то есть те, которые вызываются стандартной командой as.
11.1.1.	Основные правила
Итак, в ассемблере AT&T в качестве допустимых символов текста программы
рассматриваются только латинские буквы, цифры и символы % (процент) $ (дол-
лар), * (звездочка) ,. (точка),, (запятая) и _ (подчеркивание). Помимо них суще-
ствуют символы начала комментария, отличающиеся для разных ассемблеров
и для комментария размером в целую строку или правую часть строки. Любые
другие символы, кроме кавычек, двоеточия, пробела и табуляции, если они не
часть комментария или не заключены в кавычки, считаются ошибочными.
Если последовательность допустимых символов строки не начинается со спе-
циального символа или цифры и не заканчивается двоеточием - это команда про-
цессора:
// Остановить процессор. '
hit
Когда последовательность допустимых символов начинается с символа % -
это название регистра процессора:
// Поместить в стек содержимое регистра ЕАХ.
pushl %еах
Если последовательность начинается с символа $ - это непосредственный опе-
ранд:
// Поместить в стек 0, число 10h и адрес переменной variable.
pushl $0
pushl $0x10
pushl Svarlable
В том случае, когда последовательность символов начинается с точки, - это
директива ассемблера:
Синтаксис AT&T	мВННННВНВВ
.align 2
Если последовательность символов, с которой начинается строка, заканчива-
ется двоеточием - это метка (внутренняя переменная ассемблера, значение кото-
рой соответствует адресу в указанной точке):
eternal_loop:	jmp eternal.loop
variable:	.byte 7
Метки, состоящие из одной цифры от 0: до 9:, используются как локальные -
обращение к метке If соответствует обращению к ближайшей из меток 1: вперед
по тексту программы; обращение к метке 4b соответствует обращению к ближай-
шей из меток 4:- назад по тексту программы.
Одни и те же метки могут использоваться без ограничений и в качестве цели
для команды перехода, и в качестве переменных.
Специальная метка. (точка) всегда равна текущему адресу (аналогично $ в ас-
семблерах для DOS/Windows).
Если число начинается с * - это абсолютный адрес (для команд jmp и call),
в противном случае - относительный.
Если метка начинается с символа * - выполняется косвенный переход.
11.1.2.	Запись команд
Названия команд, не принимающих операнды, совпадают с названиями, при-
нятыми в синтаксисе Intel:
пор
К названиям команд, которые имеют операнды, добавляются суффиксы, отра-
жающие размер операндов:
□	Ь - байт;
□	w- слово;
□	1 - двойное слово;
□	q - учетверенное слово;
□	s - 32-битное число с плавающей запятой;
□	1 - 64-битное число с плавающей запятой;
□	t - 80-битное число с плавающей запятой.
И mov byte ptr variable,0
movb $0,variable
// fild qword ptr variable
fildq variable
Команды, принимающие операнды разных размеров, требуют указания двух
суффиксов, сначала суффикса источника, а затем приемника:
И movsx	edx,al
movsbl %al,%edx
Команды преобразования типов имеют в AT&T названия из четырех букв - С,
размер источника, Т и размер приемника:
532J___j i I
Ассемблер в среде UNIX
// cbw
cbtw
// cwde 	'
cwtl
// cwd
/ cwtd
// cdq
cltd
Но многие ассемблеры понимают и принятые в Intel формы для этих четырех
команд.
Дальние команды передачи управления (jmp, call, ret) отличаются от ближних
префиксом 1:
// call far 0007:00000000
Icall $7,$0
// retf 10
Iret $10
Если команда имеет несколько операндов, операнд-источник всегда записыва-
ется первым, а приемник - последним, то есть в точности наоборот по сравнению
с Intel-синтаксисом:
// mov ах,bx
movw %bx,%ax
// imul eax,ecx, 16
imull $16,%ecx,%eax
У всех префиксов перед командой, для которой данный префикс предназна-
чен, есть имена, как у обычных команд. Имена префиксов замены сегмента - seges,
segds, segss, segfs, seggs; имена префиксов изменения разрядности адреса и операн-
да - addrl6 и datal6:
segfs
movl variable,%еах
rep
stosd
Кроме того, префикс замены сегмента будет включен автоматически, если ис-
пользуется оператор : в контексте операнда:
movl %fs:variable,%eax
11.1.3.	Адресация
Регистровый операнд всегда начинается t символа %:
// xor edx,edx
xorl %еах,%еах
Непосредственный операнд всегда начинается с символа $:
Операторы ассемблера	illИE9
7 mov edx,offset variable
movl $variable,%edx
Косвенная адресация использует немодифицированное имя переменной:
// push dword ptr variable
pushl variable
Более сложные способы адресации удобнее рассматривать как варианты мак-
симально сложного способа - по базе и индексированием, и сдвигом:
// mov еах,base_addr[ebx+edi*4] (наиболее общий случай)
movl base_addr(%ebx,%edi,4),%eax
// lea еах,[еах+еах*4]
leal (%еах,%еах,4),%еах
// mov ах,word ptr [bp-2]
movw -2(%ebp),%ax
// mov edx,dword ptr [edi*2]
movl (,%edi,2),%edx
11.2.	Операторы ассемблера
Ассемблеры для UNIX, как и для DOS, могут вычислять значения выражений
в момент компиляции, например:
// Поместить в ЕАХ число 320*200.
movl $320»$200,%еах
В этих выражениях встречаются следующие операторы.
11.2.1.	Префиксные, или унарные, операторы
-	(минус) - отрицательное число
-	(тильда) - «логическое НЕ»
11.2.2.	Инфиксные, или бинарные, операторы
Высшего приоритета:
*	- умножение;
/ - целочисленное деление;
% - остаток;
<	или « - сдвиг влево;
>	или » - сдвиг вправо.
Среднего приоритета:
| - побитовое «ИЛИ»;
& - побитовое «И»;
л - побитовое «исключающее ИЛИ»;
! - побитовое «ИЛИ-HE» (логическая импликация).
Низшего приоритета:
+ - сложение;
— вычитание.
534	I
Ассемблер в среде UNIX
11.3.	Директивы ассемблера
Все директивы ассемблера й UNIX всегда начинаются с символа . (точка). Из-
за большого количества операционных систем и ассемблеров для них возникли
многочисленные часто встречающиеся директивы. Рассмотрим наиболее полезные.
11.3.1.	Директивы определения данных
Эти директивы эквивалентны директивам db, dw, dd, df и т. п., применяющимся
в ассемблерах для DOS/Windows. Основное отличие здесь состоит в том, чтобы
дать имя переменной, значение которой определяется такой директивой; в ассем-
блерах для UNIX обязательно надо ставить полноценную метку, заканчиваю-
щуюся двоеточием.
Байты:
.byte выражение...
Слова:
.word выражение... или .hword выражение... или .short выражение...
Двойные слова:
.int выражение... или .long выражение...
Учетверенные слова (8-байтные переменные):
.quad выражение...
16-байтные переменные (окта-слова):
.octa выражение...
32-битные числа с плавающей запятой:
.float число... или .single число...
64-битные числа с плавающей запятой:
.double число...
80-битные числа с плавающей запятой:
.tfloat число...
Строки байтов:
.ascii строка...
Строки байтов с автоматически добавляемым нулевым’символом в конце:
.asciz строка... или .string строка
Блоки повторяющихся данных:
.skip размер, значение или .space размер, значение// Заполняет области
// памяти указанного
// размера байтами
//с заданным значением.
Директивы ассемблера
.fill повтор, размер, значение
//Заполняет область памяти значениями
// заданного размера (0-8 байт) указанное
// число раз. По умолчанию размер
// принимается равным 1, а значение - 0.
Неинициализированные переменные:
.Icomm символ, длина, выравнивание// Зарезервировать указанное число байтов
И для локального символа в секции .bss.
11.3.2.	Директивы управления символами
Присвоение значений символам:
.equ символ, выражение	// Присваивает символу значение выражения.
.equiv символ, выражение	// То же, что и .equ, но выдает сообщение
// об ошибке, если символ определен.
.set символ, выражение	// То же, что и .equ, но можно повторять
// несколько раз. Обычно, впрочем, удобнее
// написать просто «символ = выражение».
Управление внешними символами:
.globl символ или .global символ // Делает символ видимым для компоновщика,
// а значит, и для других модулей
// программы.
.extern символ	// Директива .extern обычно игнорируется -
/А все неопределенные символы считаются
// внешними.
.comm символ, длина, выравнивание // Директива эквивалентна .Icomm, но, если
// символ с таким именем определен при
// помощи .Icomm в другом модуле, будет
// использоваться внешний символ.
Описание отладочных символов:
.def символ	// Блок описания отладочного символа,
.endef
Мы не коснемся описания отладочных символов, так как их форматы сильно
различаются между разнообразными операционными системами и разными фор-
матами объектных файлов.
11.3.3.	Директивы определения секций
Текст программы делится на секции - кода, данных, неинициализированных
данных, отладочных символов и т. д. Секции также могут делиться на подсекции,
располагающиеся непосредственно друг за другом, но это редко используется.
.data подсекция
Следующие команды будут ассемблироваться в секцию данных. Если подсек-
ция не указана, данные ассемблируются в нулевую подсекцию.
536 г г г mi
Ассемблер в среде UNIX
.text подсекция
Следующие команды будут ассемблироваться в секцию кода.
.section имя, флаги, @тип или .section "имя", флаги
Общее определение новой секции:
□	флаги (для ELF):
-	w или #write - разрешена запись;
-	х или #execinstr - разрешено исполнение;
-	а или #аПос - разрешено динамическое выделение памяти (.bss);
□	тип (для ELF):
-	@progbits - содержит данные;
-	@nobits - не содержит данных (только занимает место).
11.3.4.	Директивы управления разрядностью
. code16
Следующие команды будут ассемблироваться как 16-битные.
.code32
Отменяет действие .code 16.
11.3.5.	Директивы управления программным указателем
.align выражение, выражение, выражение
Выполняет выравнивание программного указателя до границы, отмеченной
первым операндом. Второе выражение указывает, какими байтами заполнять про-
пускаемый участок (по умолчанию - ноль для секций данных и 90h для секций
кода). Третье выражение задает максимальное число байтов, которые может про-
пустить эта директива.
В отдельных системах первое выражение - не число, кратным которому дол-
жен стать указатель, а число битов в указателе, которые должны стать нулевыми.
.org новое значение, заполнение
Увеличивает программный указатель до нового значения в пределах текущей
секции. Пропускаемые байты заполняются указанными значениями (по умолча-
нию - нулями).
11.3.6.	Директивы управления листингом
Запретить листинг:
.nolist
Разрешить листинг:
.list
Конец страницы:
.eject
Директивы ассемблера	IИЦМИМ1^Й
Размер страницы (60 строк, 200 столбцов по умолчанию):
.psize строки, столбцы
Заголовок листинга:
.title текст
Подзаголовок:
.sbttl текст
11.3.7.	Директивы управления ассемблированием
Включить текст другого файла в программу:
.include файл
Ассемблировать блок, если выполняется условие или определен либо не опре-
делен символ:
.if выражение
.ifdef символ
.ifndef символ или .ifnotdef символ
. else
.endif
Выдать сообщение об ошибке:
.err
Немедленно прекратить ассемблирование:
. abort
11.3.8.	Блоки повторения
Повторить блок программы указанное число раз:
.rept число повторов
.endr
Повторить блок программы для всех указанных значений символа:
.iгр симол, значение...
. endr
Повторить блок программы столько раз, сколько байтов в строке, устанавли-
вая символ равным каждому байту по очереди:
.irpc символ, строка
. endr
Внутри блока повторения на символ можно ссылаться, начиная его с обратной
косой черты (то есть как \символ). Например, такой блок
.irp param,1,2,3
movl %st(O),%st(\param)
. endr
538
I !
Ассемблер в среде UNIX
как и такой
.irpc param,123
movl %st(O),%st(\param)
.endr
ассемблируется в:
movl	%st(0),%st(1)
movl	%st(O),%st(2)
movl	%st(0),%st(3)
11.3.9.	Макроопределения
Начало макроопределения:
.macro имя, аргументы
Конец макроопределения:
. endm
Преждевременный выход из макроопределения:
.exitm
Внутри макроопределения обращение к параметру выполняется аналогично
блокам повторения, начиная его с обратной косой черты.
Хотя стандартные директивы и включают в себя такие вещи, как блоки повто-
рений и макроопределения, их реализация достаточно упрощена, и при програм-
мировании для UNIX на ассемблере часто применяют дополнительные препроцес-
соры. Долгое время было принято использовать С-препроцессор или М4, и многие
ассемблеры даже могут вызывать их автоматически, но в рамках проекта GNU
был создан специальный препроцессор для ассемблера - gasp. Он включает раз-
личные расширения вариантов условного ассемблирования, построения циклов,
макроопределений, листингов, директив определения данных и т. д. Мы не будем
заниматься реализацией таких сложных программ, которым может потребовать-
ся gasp, даже не воспользуемся и половиной перечисленных директив, но о суще-
ствовании этого препроцессора следует помнить.
11.4.	Программирование с использованием libc
Все программы для UNIX, написанные на С, постоянно обращаются к различ-
ным функциям, находящимся в libc.so или других стандартных или нестандарт-
ных библиотеках. Программы и процедуры на ассемблере, естественно, могут де-
лать то же самое. Вызов библиотечной функции выполняется обычной командой
call, а передача параметров осуществляется в соответствии с С-конвенцией: пара-
метры помещают в стек справа налево и очищают стек после вызова функции.
Единственная сложность здесь состоит в том, что к началу имени вызываемой
функции в некоторых системах, например FreeBSD, приписывается символ под-
черкивания, в то время как в других (Linux и Solaris) имя не изменяется. Если
имена в системе модифицируются, то имена процедур, написанных на ассембле-
ре. включая main(), также должны быть изменены заранее.
Программирование с libc	1ИИННВВНВВ
Посмотрим на примере программы, выводящей традиционное сообщение
Hello world, как это делается.
// helloelf. s
П Минимальная программа, выводящая сообщение "Hello world".
// Для компиляции в формат ELF.
U
I/ Компиляция:
// as -о helloelf.о helloelf.s
// Компоновка:	...	< ; ,
// (пути к файлу crtl.o могут отличаться на других системах)
// Solaris с SunPro С
// Id -s -о helloelf.sol helloelf.о /opt/SUNWspro/SC4.2/lib/crt1.о -1c
// Solaris c GNU C
// Id -s -o helloelf.gso helloelf.о
// /opt/gnu/lib/gcc-lib/i586-cubbi-solaris2.5.1/2.7.2.3.f.1/crt1.о -1c
// Linux
// Id -s -m elf_i386 -o helloelf.Inx /usr/lib/crt1.o /usr/lib/crti.o
// -L/usr/lib/gcc-lib/i586-cubbi-linuxlibc1/2.7.2 helloelf.о -1c -Igcc
// /usr/lib/crtn.o
// или gcc -o helloelf.Inx helloelf.о
. text
// Код, находящийся в файлах crt«.o, передаст управление на процедуру main
// после настройки всех параметров.
.globl main
main:
// Поместить параметр (адрес строки message) в стек.
pushl $message
// Вызвать функцию puts (message).
call	puts
// Очистить стек от параметров.
popl	%ebx
// Завершить программу.
ret
. data
message:	...	..> .
.string "Hello world\0"
В случае c FreeBSD придется внести всего два изменения - добавить символ
подчеркивания в начало имен функций puts и main и заменить директиву .string
на ascii, так как версия ассемблера, обычно распространяемого с FreeBSD, .string
не понимает.
// hellocof.s	.
// Минимальная программа, выводящая сообщение "Hello world".
// Для компиляции в вариант формата COFF, используемый во FreeBSD 2.2.
// Компиляция для 'FreeBSD:
// as -о hellocof.o hellocof.s	,
И Id -s -о hellocof.bsd /usr/lib/crtO.о hellocof.o Лс
540	|	III	
	. text	
	.globl	jnain
„main:	pushl	Smessage
	call	„puts
	popl	%ebx
	ret	
	. data	
message:	.ascii	"Hello world\0"
Ассемблер в среде UNIX
Пользуясь этой техникой, можно создавать программы точно так же, как и на G
но выигрыш за счет того, что на ассемблере допускается соптимизировать програм-
му на несколько процентов лучше, чем это сделает компилятор с С (при максималь-
ной оптимизации), окажется небольшим по сравнению с потерей переносимости.
Кроме того, при написании любой сколько-нибудь значительной программы це-
ликом на ассемблере мы столкнемся с тем, что, как и в случае с Win32, нам при-
дется создавать собственные включаемые файлы с определениями констант
и структур, взятых из включаемых файлов для С. А поскольку эти ассемблеры не
умеют работать со структурами данных, необходимо описывать их средствами ис-
пользуемого препроцессора - срр или ш4.
Лучшее применение ассемблера для UNIX (кроме собственно разработки ядра
системы) все-таки остается за незначительными процедурами, требующими боль-
шой вычислительной мощности, - кодированием, архивированием, преобразова-
ниями типа Фурье, которые не очень сложны и при необходимости могут быть
легко переписаны заново на ассемблере для другого процессора или на С.
11.5.	Программирование без использования libc
Может оказаться, что программа вынуждена многократно вызывать те или
иные стандартные функции из libc в критическом участке, тормозящем выполне-
ние всей программы. В этом случае стоит обратить внимание на то, что многие
функции libc на самом деле всего лишь более удобный для языка С интерфейс
к системным вызовам, предоставляемым самим ядром операционной системы.
Такие операции, как ввод/вывод, вся работа с файловой системой, с процессами,
с TCP/IP и т. п., могут выполняться путем передачи управления ядру операцион-
ной системы напрямую.
Чтобы осуществить системный вызов, надо передать его номер и параметры
на точку входа ядра аналогично функции libc syscall(2). Номера системных вызо-
вов (находятся в файле /usr/include/sys/syscall.h) и способ обращения к точке
входа (дальний call по адресу 0007:00000000) стандартизированы SysV/386 ABL
но, например в Linux, используется другой механизм - прерывание 80h, следова-
тельно, получается, что обращение к ядру ОС напрямую делает программу при-
вязанной к конкретной системе. Часть указанных ограничений можно убрать»
используя соответствующие #define, но в общем случае выигрыш в скорости
Программирование без libc
оборачивается еще большей потерей переносимости, чем само применение ассем-
блера в UNIX.
Посмотрим, как реализуются системные вызовы в представленных примерах
// hellolnx.s
// Программа, выводящая сообщение "Hello world" на Linux без использования lit-c
//
// Компиляция:
// as -о hellolnx.o hellolnx.s
// Id -s -о hellolnx hellolnx.o
//
. text
.globl ._start
start:	"
// Системный вызов #4 "write", параметры' в Linux помещают слева направо,
// в регистры %еах, %ebx, %есх, %edx, %esi, %edi.
movl $4,%eax
xorl	%ebx,%ebx
incl	%ebx
// %ebx - 1 (идентификатор stdout)
movl	$message,%ecx...
movl	$message_l,%edx
// Передача управления в ядро системы - прерывание с номером 80h.
int	$0x80
// Системный вызов #1 "exit" (%еах = 1, %ebx - 0).
xorl	%eax,%eax
incl	%eax
xorl	%ebx,%ebx
int	$0x80
hit
. data
message:
.string "Hello world\012"
message_l = .-message
Linux является уникальным случаем по отношению к системным вызовам. В бо-
лее традиционных UNIX-системах - FreeBSD и Solaris - системные вызовы реали-
зованы согласно общему стандарту SysV/386, и различие в Программах заключает-
ся лишь в том, что ассемблер, поставляемый с FreeBSD, не поддерживает некоторые
команды и директивы.
// hellobsd.s	\ ,
// Программа, выводящая сообщение "Hello world" на,FreeBSD без использования libc.
//	г; .<	' <
// Компиляция:
// as -о hellobsd.o hellobsd.s
// Id -s -о hellobsd hellobsd.o
//
542 I it 1ТП
Ассемблер в среде UNIX
.text
.globl _start
_start:
// Системная функция 4 "write".
// В FreeBSD номер вызова помещают в %еах, а параметры - в стек
// справа налево плюс одно двойное слово.
	pushl	$message_l
// Параметр 4 -	длина	буфера.
	pushl	Smessage
// Параметр 3 -	адрес	буфера.
	pushl	$1
И Параметр 2 -	идентификатор устройства.	
	movl	$4,%eax
// Параметр 1 -	номер	функции в eax.
	pushl	%eax
// В стек надо	поместить любое двойное слово, но мы поместим номер вызова	
И для совместимости с		Solaris и другими строгими операционными системами.
// Icall $7,$0	- ассемблер для FreeBSD не поддерживает эту команду.	
	. byte	0x9а
	. long	0
	.word	7
// Восстановить	стек.	
	addl	$16,%esp
// Системный вызов 1 "exit".		
	xorl	%еах,%еах
	pushl	%еах
	incl	%еах
	pushl	%еах
// Icall $7,$0		
.byte ОхЭА
.long О
.word 7
hit
.data
message:
.ascii "Hello world\012"
message_l = .-message
И теперь то же самое в Solaris:,	-
Ц hellosol.s
И Программа, выводящая сообщение "Hello world" на Solaris/x86 без использования libc.
//
// Компиляция:
// as -о hellosol.о hellosol.s
И Id -s -о hellosol hellosol.о
//
. text
.globl _start
Переносимая программа для UNIX
_start:
// Комментарии - см. hellobsd.s.
pushl $message_l
pushl	$message
movl	$4,%eax
pushl	%eax
Icall	$7,$0
addl	$16,%esp
xorl	%eax,%eax
pushl	%eax
incl	%eax
pushl	%eax
Icall	$7, $0
hit
. data
message:
.string "Hello world\012"
message_l = .-message
Конечно, создавая данные программы, мы, нарушили спецификацию SysV/386
ABI несколько раз, но лишь потому, что не обращались ни к каким разделяемым
библиотекам, это прошло незамеченным. Требования к полноценной программе
сильно отличаются в различных операционных системах, и все они выполнены
с максимально возможной тщательностью в файлах crt*.o, которые мы подключа-
ли в примере с использованием библиотечных функций. Поэтому, если вы не зада-
етесь целью сделать программу абсолютно минимального размера, гораздо удобнее
назвать вашу процедуру main (или _main), добавляя crt*.o и -1с при компоновке.
11.6.	Переносимая программа для UNIX
Как вы могли заметить, отличия между программами на ассемблере для раз-
ных UNIX-систем сводятся к разнообразным способам вызова системных функ-
ций. Кроме того, следует заметить, что номера этих функций могут тоже отличать-
ся. Рассмотрим на примере простой программы - аналога системной команды
pwd, как эти различия можно учесть.
Мы начнем создавать программу pwd без использования системных библиотек.
В таком виде она может быть полезна как, например, часть мини-UNIX на одной
дискете. Как мы позднее убедимся, размер нашей версии pwd станет меньше такой
же программы на С (в 50-100 раз) без учета того, что любой программе на С до-
полнительно нужна библиотека libc.so, занимающая сотни килобайт.
Команда pwd должна всего лишь вывести на стандартный вывод полное имя
текущего каталога. Для этого можно воспользоваться различными алгоритмами:
1.	Системный вызов getcwd(), который присутствует в Linux 2.2 (номер 183)
и FreeBSD 3.0 (номер 326). Этой функции передается адрес буфера и его раз-
мер, а она записывает в буфер полное имя текущего каталога. Данный способ -
самый эффективный, и мы в первую очередь будем использовать именно его.
544
Ассемблер в среде UNIX
2.	Специальный файл /proc/self/cwd в Linux 2.2 является символической
ссылкой на текущий каталог того процесса, который проверяет ее.
3.	Некоторые интерпретаторы передают запускаемым программам значение те-
кущего каталога в переменной среды PWD. Такой способ - самый ненадежный,
потому что под другим shell нашу программу нельзя будет запустить.
4.	Классический алгоритм, в котором программа поэтапно исследует содержи-
мое вышележащего каталога (../, затем ../../ и т. д.) и находит запись, совпа-
дающую с предыдущим рассмотренным каталогом (./,../, и т. д.). Такой ал-
горитм мы будем использовать, если в системе не поддерживаются ни
системный вызов getcwd(), ни специальный файл /proc/self/cwd.
Поскольку имена большинства системных вызовов разнятся, разместим их в от-
дельном файле config.i, который будет включен в программу директивой .include:
// Способ обращения к системному вызову (установить
// SYSCALL_linux в 1, если используется int $0x80, и
// SYSCALL_unix = 1, если используется Icall $7,$0).
SYSCALL_linux =0
SYSCALL_unix = 1
// Максимальная длина пути (из limits.h).
МАХ.РАТН = 4096
// Стратегия для pwd:
// 1, если используется системный вызов getcwd(),
PWD.sys = 1
// 1, если используется файл /proc/self/cwd,
PW0_proc = 0
// 1, если используется обычный (переносимый) алгоритм,
PWD_posix = 0
// 1, если используется переменная среды PWD.
PW0_env = 0
// Номера используемых системных вызовов (из sys/syscalls.h):
// exit() - всегда 1.
SYSCALL_EXIT = 1
// write() - всегда 4.
SYSCALL_WRITE = 4
// open() - всегда 5.
SYSCALL_OPEN = 5
// close() - всегда 6.
SYSCALL_CL0SE = 6
// readlink() - 58 на FreeBSD, 85 на Linux.
SYSCALL_READLINK = 58
// readdir() - нет на FreeBSD, 89 на Linux.
SYSCALL_READDIR = 0
// getdentsO - нет на FreeBSD, 141 на Linux.
SYSCALL_GETDENTS = 0
// getdirentries() - 196 на FreeBSD, нет на Linux.
SYSCALL_GETDIRENTRIES =196
Переносимая программа для UNIX
// stat() - 188 на FreeBSD, 106 на Linux.
SYSCALL_STAT = 188
// lstat() - 190 на FreeBSD, 107 на Linux.
SYSCALL_LSTAT = 190
// fstat() - 189 на FreeBSD, 108 на Linux.
SYSCALL-FSTAT = 189
11 getcwd() - 326 на FreeBSD 3.0, 183 на Linux 2.2,
// нет на старых версиях.
SYSCALL_GETCWD = 326
// Размеры используемых структур.
// Размер struct di rent:
// 1024 на FreeBSD, 266 на Linux.
SIZE_DIRENT = 1024
// Смещение dirent.ino от начала структуры.
DIRENT_INO = 0
// Смещение dirent.len от начала структуры:
// 4 на FreeBSD, 8 на Linux.
DIRENT_LEN = 4
// Смещение dirent.паше от начала структуры:
// 8 на FreeBSD, 10 на Linux.
DIRENT_NAME = 8
// Размер структуры stat и смещения ее элементов:
// dev, ino и nlink..
SIZE.STAT = 64
ST_DEV = 0
ST_IN0 = 4
ST_NLINK = 10
Для всех пунктов этого файла можно написать сценарий с целью автоматичес-
кого конфигурирования, аналогичный GNU autoconfigure, при использовании ко-
торого модификация вручную будет не нужна. Этот сценарий, а также другие про-
стые программы на ассемблере для UNIX доступны в Internet по адресу: http://
www.lionking.org/~cubbi/serious/asmix.html.
Теперь, когда все возможные различия между версиями системы предусмотрены,
перейдем непосредственно к программе. Упрощая задачу, не станем обрабатывать со-
общения об ошибках, но код возврата в случае ошибки всегда будет ненулевым.
// Включение файла config.i.
.include "config.i"
// Начало программы.
.globl _start
.start:
.if PWD_posix
// Переносимая (и сложная) стратегия для pwd.
// В %ebp будет храниться указатель на первый символ части искомого пути,
// определенной к настоящему моменту.
18 Зак 459
546 j | | ITU
Ассемблер в среде UtylX
// Она заполняется справа налево - от текущего каталога к ,корневому,
movl	$pt_buffer+1024-1,%ebp
// Искомый путь инициализируется символом перевода строки,
movl	$0x0A,(%ebp)
// В %esi будет храниться указатель на путь вида
movl	$up_buffer,%esi
// инициализированный как ”.\0".
movw	$0х002Е,up_buffer
// Выполнить stat(’7"), чтобы определить inode и dev для корневого каталога
// (по ним мы позже установим, когда он будет достигнут).
. if SYSCALL_unix
pushl	$st_stat
pushl $root_path
movl	$SYSCALL_STAT,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long • 0
.word	7
addl	$12,%esp
.endif
.if SYSCALL_linux
movl	$st_stat, 9tecx
movl	$root_path,%ebx
movl	$SYSCALL_STAT,%eax
int	$0x80
.endif
testl	%eax,%eax
jnz	error_exit
// Сохранить dev и inode корневого каталога,
movl	st_stat+ST_DEV,%eax
movl	%eax,root_dev
movl	st_stat+ST_INO,%eax
movl	%eax,root_ino
11 Главный цикл - перемещение по каталогам.
main_posix_cycle:
// Вызвать lstat() для текущего каталога типа
// чтобы определить его inode и dev.	»
.if SYSCALL_unix
pushl	$st_stat
pushl	$up_buffer
movl	$SYSCALL_LSTAT,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$12,%esp
.endif
Переносимая программа для UNIX
.if SYSCALL_linux
movl	$st_stat,%ecx
movl	$up_buffer,%ebx
movl	$SYSCALL_LSTAT,%eax
int	$0x80
.endif
testl	%eax,%eax
jnz	error_exit
// Сохранить inode и dev каталога, который сейчас будет сканироваться,
movl	st_stat+ST_DEV, %еах
movl	%eax,dev
movl	st_stat+ST_INO,%ebx
movl	%ebx,ino
// Проверить, не совпадает ли этот каталог с корневым.
cmpi	%eax,root_dev
jne	posix_not_finished
cmpi	%ebx,root_ino
jne	posix_not_finished
// Если совпадает - вписать последний символ "/" на левом конце искомого пути
decl	%ebp
movb	$0x2F,(%ebp)
// и вывести его на экран.
jmp	posix_write
// Иначе -
posix_not_finished:
// добавить ”..\0" к up_buffer, чтобы перейти к вышележащему каталогу.
movw	$0х2Е2Е,(%esi)
incl	%esi
incl	%esi
movb	$0,(%esi)
// Открыть данный каталог только для чтения (O_RDONLY).
. if SYSCALL_unix
pushl	$0
pushl $up_buffer
movl	$SYSCALL_OPEN,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$12,%esp
.endif
. if SYSCALL_linux
movl	$0,%ecx
movl $up_buffer,%ebx
movl	$SYSCALL_OPEN,%eax
int	$0x80
.endif
548
II
Ассемблер в среде UNIX
testl %еах,%еах	,
jl	error_exit
movl	%eax,%edi
// Выполнить fstat над этим каталогом,
.if SYSCALL_unix
pushl	$st_stat
pushl	%eax
movl	$SYSCALL_FSTAT,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$12,%esp
.endif
.if SYSCALL_linux
movl $s.t_stat, %ecx
movl	%eax,%ebx
movl	$SYSCALL_FSTAT,%eax
int	$0x80
.endif
testl	%eax,%eax
jnz error_exit
// Если все в порядке, добавить для следующего каталога,
movb	$0x2F,(%esi)
incl	%esl
// Вложенный цикл: рассмотреть каждую запись в вышележащем
// каталоге и сравнить ее inode и dev с текущей,
xorl %ebx,%ebx
readdir_cycle:
// Вызов readdir() легче использовать, чем getdents().
.if SYSCALL_READDIR
.if SYSCALL_unix
pushl	$1
pushl	$dirent
pushl	%edi
movl	$SYSCALL_READDIR,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$16,%esp
.endif
. if SYSCALL_linux
movl	$1,%edx
movl $dirent,%ecx
movl	%edi,%ebx
movl	$SYSCALL_READDIR,%eax
int	$0x80
.endif
Переносимая программа для UNIX
/ В $ebx будет структура dirent, над которой мы работаем в настоящий момент,
movl	$dirent,%ebx
decl	%еах
;ne notfound
else
7 Если нет readdir(), но есть getdents и getdirentries, алгоритм усложняется, так
7 как они возвращают не одну структуру dirent, а столько, сколько поместится в буфер,
testl	%ebx,%ebx
jz	time_to_getdent
xorl	%eax,%eax
movw	DIRENT_LEN(%ebx),%ax
addl	%eax,%ebx
I/ Проверить, выйдет ли %ebx за пределы буфера после добавления LEN.
xorl	%еах,%еах
movw	DIRENT_LEN(%ebx),%ax
cmpl	dirent_filled,%eax
jge	time_to_getdent
movw	DIRENT_LEN(%ebx),%ax
testl	%eax,%eax
jnz	skip_getdent
time_to_getdent:
// Если выходит - пора делать getdentsO или getdirentries() -
// в зависимости от операционной системы,
.if SYSCALL_unix
.if SYSCALL_GETDENTS
pushl $SIZE_DIRENT
pushl Sdirent
pushl	%edi
movl	$SYSCALL_GETDENTS,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$16,%esp
.else
pushl	$basep
pushl	$SIZE_DIRENT
pushl	Sdirent
pushl	%edi
movl	$SYSCALL_GETDIRENTRIES,%eax
pushl	%eax
. byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$20,%esp
.endif
.endif
550 I I I ITT
Ассемблер в среде UNIX
.if SYSCALLJinux
movl
movl
movl
movl
int
.endif
movl
testl
je
movl
skip_getdent:
.endif
$SIZE_DIRENT, %edx
$dirent,%ecx
%edi,%ebx
$SYSCALL_GETDENTS,%eax
$0x80
%eax,dirent_filled
%eax,%eax
notfound
$dirent,%ebx
// Скопировать в сканируемом каталоге имя полученной записи
// в конец строки	./, не смещая указатель в %esi.
xorl	%ecx,%ecx
pushl	%esi
pushl	%edi
movl	%esi,%edi
movl	%ebx,%esi
addl	$OIRENT_NAME,%esi
movw	DIRENT_LEN(%ebx),%cx
incl	%ecx
rep	
movsb	
popl	%edi
popl	%esi
// Выполнить lstat() для	этой записи, чтобы получить ее inode и dev
pushl	%ebx
. if SYSCALL_unix
pushl	$st_stat
pushl	$up_buffer
movl	$SYSCALL_LSTAT,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$12,%esp
.endif
.if SYSCALL.linux
movl	$st_stat,%ecx
movl	$up_buffer,%ebx
movl	$SYSCALL_LSTAT,%eax
int	$0x80
.endif
popl	%ebx
testl	%eax,%eax
jnz	readdir_cycle
Переносимая программа для UNIX
ill 551
//	Если они не совпадают	с сохраненными inode и dev для
//	текущего сканируемого	каталога - продолжить.
	movl	dev,%eax
	cmpl	%eax,st_stat+ST_DEV
	jne	readdir_cycle
	movl	ino,%eax
	cmpl	%eax,st_stat+ST_INO
	jne	readdir_cycle
// Вернуть up_buffer в состояние ../../// • /. соответствующее вышележащему каталогу,
movl $0,(%esi)
// Добавить в создаваемый путь pwd (кроме случая, если это был самый первый каталог),
cmpb	$1,first
je	not_first
decl	%ebp
movb	$0x2F,(%ebp)
not_first:
movb	$0,first
// Сдвинуть указатель в %ebp на namlen байтов влево,
xorl	%edx,%edx
.if SYSCALL_READDIR
movw	DIRENT_LEN(%ebx),%dx
.else
pushl	%esi
xorl	%ecx,%ecx
movl	%ebx,%esi
addl	$DIRENT_NAME,%esi
seek_zero:
incl	%ecx
movb	(%esi,%ecx,1),%al
testb	%al,%al
jnz seek_zero
movl	%ecx,%edx
popl	%esi
.endif
subl	%edx,%ebp
// Скопировать имя найденного каталога в pwd, не сдвигая указатель,
xorl	%есх,%есх
pushl	%esi
pushl	%edi
movl	%ebp,%edi
movl	%ebx,%esi
addl	$DIRENT_NAME,%esi
.if SYSCALL-READDIR
movw	DIRENT_LEN(%ebx),%cx
. else
movl	%edx,%ecx
.endif
rep
552 j | III
III!
Ассемблер в среде UNIX
movsb
popl	%edi
popl	%esi
// Закрыть открытый каталог,
.if SYSCALL_unix
pushl	%edi
movl	$SYSCALL_CLOSE,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$8,%esp
.endif
.if SYSCALL_linux
movl	%edi,%ebx
movl	$SYSCALL_CLOSE,%eax
int	$0x80
.endif
// Продолжить главный цикл, пока не будет достигнут корневой каталог.
jmp main_posix_cycle
notfound:
jmp error_exit
posix_write:
// Вывести на экран найденный путь.
movl $pt_buffer+1024,%edx
subl	%ebp,%edx
movl	%ebp,%ecx
xorl	%ebx,%ebx
incl	%ebx
.if SYSCALL_unix
pushl	%edx
pushl	%ecx
pushl	%ebx
movl	$SYSCALL_WRITE,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
.long	0
.word	7
addl	$16,%esp
.endif
.if SYSCALL.linux
movl	$SYSCALL_WRITE,%eax
int	$0x80
.endif
,endif
// Конец стратегии PWD_posix.
// Просто распечатать значение переменной среды PWD (плохая стратегия).
. if PWD_env
cld
Переносимая программа для UNIX
popl	%ebx
movl	4(%esp,%ebx,4),%edi
// Теперь адрес списка переменных в %edi.
xorl	%еах,%еах
// Сканирование переменных в поисках той, начало которой совпадет с env_name.
env_scan_cycle:
cmpl $0,(%edi)
jz error_exit
movl	$env_name,%esi
movl	$env_name_l,%ecx
repe	
cmpsb	
jcxz	found_variable
xorl	%ecx,%ecx
decl	%ecx
repne	
scasb	
jmp	env_scan_cycle
// Теперь %edi - адрес значения переменной PwD. заканчивающийся нулем.
found_variable:
xorl	%edx,%edx
decl	%edx
// Найти его длину
loop_zero_scan:
incl	%edx
cmpb	$0,(%edi,%edx,1)
jne	loop_zero_scan
movb	$0x0A,(%edi,%edx,1)
incl	%edx
// и вывести на экран.
.if SYSCALL_unix
pushl %edx
pushl %edi
pushl $1
movl	$SYSCALL_WRITE, %eax
pushl %eax
.byte	0x9A
.long 0
.word	1
addl	$16,%esp
.endif
.if SYSCALL_linux
movl	%edi,%ecx
movl	$1,%ebx
movl	$SYSCALL_WRITE,%eax
int	$0x80
.endif
.endif
554| I Щ
Ассемблер в среде UNIX
// Стратегия ргос - выводится имя каталога, на который
// указывает символическая ссылка /proc/self/cwd.
.if PWD_proc
// Вызвать readlink("/proc/self/cwd").
movl	$255,%edx
movl	$linux_buffer,%ecx
movl	$linux_pwd,%ebx
movl	$SYSCALL_READLINK, %eax
// Эта стратегия осуществима только в Linux,
int	$0x80
.endif
// Стратегия с использованием системного вызова.
.if PWD_sys
// Вызвать getcwd().
.if SYSCALL_unix
pushl	$MAX_PATH
pushl $linux_buffer
movl	$SYSCALL_GETCWD,%eax
pushl	%eax
.byte	0x9A
 long	0
.word	7
addl	$12,%esp
.endif
. if SYSCALL_linux
movl	$MAX_PATH,%ecx
movl	$linux_buffer,%ebx
movl	$SYSCALL_GETCWD,%eax
int	$0x80
.endif
testl	%eax,%eax
js	error_exit
decl	%eax
// В случае c FreeBSD надо дополнительно определить длину возвращенной строки,
.if SYSCALL_unix
xorl	%еах,%еах
xorl	%есх,%есх
decl	%есх
movl repne scasb	$linux_buffer,%edi
subl	$linux_buffer,%edi
movl	%edi,%еах
incl	%еах
.endif .endif	
// Вывод на экран для	стратегий ргос и sys.
// Добавить символ новой строки в конце.	
Переносимая программа для UNIX ИИ
if PWD_proc | PWD_sys
movb	$0x0A, linux_buffer(%eax)
incl	%eax
// Вывести на экран linux_buffer.
.if SYSCALL.unix
pushl %eax
pushl $linux_buffer
pushl $1
movl $SYSCALL_WRITE,%eax
pushl %eax
.byte 0x9A
.long 0
.word 7
addl $16,%esp
. endif
.if SYSCALL.linux
movl	%eax,%edx
xorl	%ebx,%ebx
movl $linux_buffer,%ecx
incl	%ebx
movl	$SYSCALL_WRITE,%eax
int	$0x80
. endif
.endif
II ? 555
// Выход из программы без ошибок exit(0). exit:	
xorl	%ebx,%ebx
.if SYSCALL_unix pushl movl	%ebx $SYSCALL_EXIT,%eax
pushl . byte • long .word .endif .if SYSCALL_linux movl int .endif // Выход из программы	%eax 0x9A 0 7 $SYSCALL_EXIT,%eax $0x80 с ошибками.
.if '(-PWD_proc) exit_errno: exit.ENOENT: error_exit: .if SYSCALL_unix pushl movl	$1 $SYSCALL_EXIT,%eax
Ассемблер в среде UNIX
pushl %еах
.byte 0х9А
.long О
.word 7
.endif
.if SYSCALL_linux
xorl	%ebx,%ebx
incl	%ebx
movl	$SYSCALl_EXIT,%eax
int	$0x80
.endif
.endif
// Область данных.
. data
.if PWD_posix
// Текущий каталог для stat().
pwd_path:
.ascii ",\000"
// Корневой каталог для stat().
root_path:
.ascii "Д000"
// Флаг, нужный для того, чтобы не ставить "/" перед первым элементом пути,
first:
.byte 1
.endif
// Имя файла в /ргос для readlink().
. if PWD_proc
linux_pwd:
.ascii "/proc/self/cwd\000"
.endif
// Переменная среды для стратегии PWD.
.if PWD_env
env_name:
.ascii "PWD="
env_name_l = .-env_name
.endif
// Указатель для системного вызова getdirentries().
.if SYSCALL_GETDIRENTRIES
basep:
.long 0
.endif
. bss
// Буфер для stat().
.if PWD_posix
.Icomm st_stat,SIZE_STAT
.endif
Переносимая программа для UNIX
// Буфер для результата работы getcwd() и readlink().
.if PWD_proc | PWD_sys
.loom linuX-buffer, MAX_PATH
.endif
. if PWD_posix
// Буфер для вывода pwd.
.Icomm pt_buffer, 1024
// Буфер для сканируемого каталога (
.Icomm up_buffer,1024
.endif
// Различные переменные.
.if PWD_posix
.Icomm root_dev,4
.Icomm dev, 4
.Icomm root_ino,4
.Icomm ino, 4
.Icomm bpt,4
// Буфер для записи из каталога (dirent).
.Icomm dirent,SIZE_DIRENT
.if SYSCALL_GETDENTS | SYSCALL_GETDIRENTRIES
.Icomm dirent_filled, 4
.endif
.endif
Для компиляции этой программы на любой системе достаточно двух команд:
as -о pwd. о pwd. s
Id -о pwd pwd. о
Полученная версия pwd занимает:
□	на Linux 2.2 - 428 байт (системная версия - 19 332 байта);
□	на Linux 2.0 - 788 байт (системная версия - 18 440 байт);
□	на FreeBSD 3.1 - 484 байта (системная версия - 51 916 байт);
□	на FreeBSD 2.2 - 8192 байта (системная версия - 45 056 байт).
Если на FreeBSD 2.2 установлена поддержка запуска ELF-программ, можно
скомпилировать работающий на ней файл pwd длиной 940 байт, но в любом слу-
чае эти размеры впечатляют. Более того, для работы нашей версии pwd не требу-
ется никакая библиотека типа libc.so - это полностью самостоятельная статичес-
кая программа. Такие программы, написанные целиком на ассемблере, не только
отличаются сверхмалыми размерами (в 20-100 раз меньше аналогов на С), но
и работают быстрее, потому что обращаются напрямую к ядру системы.
BHMM НИННИН ИН   i
Заключение
Итак, прочитав эту книгу, вы познакомились с программированием на языке ас-
семблера во всей широте его проявлений - от создания простых программ И про-
цедур, вызываемых из приложений на других языках, до драйверов устройств
и операционных систем. Теперь должно быть очевидно, что ассемблер не только
не сдает свои позиции, но и не может их сдать - он неотъемлемо связан с компь-
ютером, и всюду, как только мы опускаемся с уровня абстракций языков высоко-
го уровня, рано или поздно встречаемся с ним. В то же время и абстракции,
и сложные управляющие структуры, и структуры данных реализуются на языке
ассемблера наиболее эффективно - не зря же Дональд Кнут, автор знаменитой
книги «Искусство программирования», использовал для иллюстрации перечис-
ленных структур и алгоритмов только ассемблер.
Ассемблер настолько многогранен, что нет никакой возможности описать в од-
ной книге все области программирования, в которых он может быть использойан.
Методы защиты от копирования и противодействия отладчикам, строение раз-
личных файловых систем, программирование на уровне портов ввода-вывода та-
ких устройств, как IDE- или SCSI-диски, и многое другое осталось в стороне,
и это иравильно, потому что мир ассемблера не заканчивается вместе с этой кни-
гой, а только начинается.
Приложение 1. Таблицы символов
1. Символы ASCII
Номера строк соответствуют первой цифре в шестнадцатеричном коде симво-
ла, номера столбцов - второй, так что, например, код большой латинской буквы
А - 41 h (см. рис. 18).
01	234	567 89ABCDEF
В	0	е	•	♦	4-	♦	•	fl	0	El	d	9	г	П	Ф
►	4	t	и	Я1	§			T	I			u	*	A	T
	t	о	it	$	z	&	»	(	)			J	-		/
0	1	Z	3	4	5	6	7	8	9	•		<	=	>	?
в	А	в	С	D	Е	F	G	H	I	J	X	L	M	N	0
р	Q	в	S	Т	и	и	U	X	4	z	[	\	]	A		
	а	ь	с	d	е	f	ff	h	i	J	k	1	n	n	о
р	ч	г	S	t	и	и	u	X	У	z	<	1 1		**	a
Рис. 18. Таблица символов ASCII
560 |
LLJ
Приложение 1
2. Управляющие символы ASCII
Таблица 23. Управляющие символы ASCII
Код	Имя	Ctrl-код	Назначение
0	NUL	Л@	Пусто (конец строки)
1	SOH	AA	Начало заголовка
2	STX	лВ	Начало текста
3	EOT	ЛС	Конец текста
4	ENQ	AD	Конец передачи
6	АСК	AF	Подтверждение
7	BEL	AG	Звонок
8	BS	ЛН	Шаг назад
9	НТ	"I	Г оризонтальная табуляция
0А	LF	"J	Перевод строки
ОВ	VT	лк	Вертикальная табуляция
ОС	FF	AL	Перевод страницы
0D	CR	ЛМ	Возврат каретки
ОЕ	SO	AN	Выдвинуть
OF	SI	ЛО	Сдвинуть
10	DLE	ЛР	Оставить канал данных
11	DC1/XON	AQ	Управление устройством-1
12	DC2	AR	Управление устройством-2
13	DC3/X0FF	AS	Управление устройством-3
14	DC4	ЛТ	Управление устройством-4
15	NAK	ли	Отрицательное подтверждение
16	SYN	AV	Синхронизация
17	ETB	AW	Конец блока передачи
18	CAN	ЛХ	Отмена
19	EM	лу	Конец носителя
1А	SUB	AZ	Замена
1В	ESC	ч	Escape
1С	FS	•\	Разделитель файлов
1D	GS	А1	Разделитель групп
1Е	RS	ЛА	Разделитель записей
1F	US	Л	Разделитель полей
20	SP		Пробел
7F	DEL	Л7	Удаление
Таблицы символов
111 1 I .__561
3. Кодировки второй половины ASCII
Кодировка по умолчанию для первых компьютеров - этот набор символов хра-
нится в постоянной памяти и используется BIOS (см. рис. 19)
Кодировка ср866 используется DOS-приложениями как основная кодировка
и компьютерной сетью Fidonet как транспортная кодировка (см. рис. 20).
О
1
2
3
4
5
6
7
0	1234	5	6 789ABCDEF
А	Б	В	г	А	Е	Ж	3	И	й	к	Л	М	Н	О	П
Р	С	Т	У	Ф	X	ц	ч	Ш	ГЦ	ъ	ы	ь	Э	Ю	Я
а	б	в	г	4	е	ж	3	и	й	к	Л	м	н	о	п
		Ц		-	=	41	-н	=1	J 1		Т1		J1	=J	“1
L	1		-	—	- -	h	-	Ik	1г	—	тг	L Г	=	JL 1Г	1
А	Т"	т	IL		1=	1Г	- -	= =	J	г			1	1	и
Р	с	т	У	Ф	X	ц	ч	ш	щ	ъ	ы	ь	э	ю	я
Ё	ё	е	е	I	1	У	У	О	-	•	у/	№	□		
Рис. 20. Кодировка IBM ср866
562 | j | | ТП
Приложение 1
Кодировка КО18-Г используется как транспортная в Internet и как основная
в большинстве бесплатно распространяемых операционных систем (см. рис. 21).
Кодировка ISO 8859-5 используется как основная в большинстве коммерчес-
ких UNIX-совместимых операционных систем (см. рис. 22).
0	1234	5	6 789ABCD EF
□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□
□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□	□
	Ё	Т>	г	€	s	I	I	J	Лэ	Н>	Ъ	к	-	У	ц
А	Б	в	г	Д	Е	Ж	3	И	Й	К	Л	м	н	О	п
Р	С	т	у	Ф	X	ц	ч	ш	Щ	Ъ	ы	ь	э	ю	я
а	б	в	г	А	е	ж	3	и	й	к	л	м	н	о	п
Р	с	т	У	Ф	X	ц	ч	ш	щ	ъ	ы	ь	э	ю	я
№	ё	ь	г	е	S	i	i	j		н>	h	к	§	У	ц
Рис. 22. Кодировка ISO 8859-5
Таблицы символов
III
563
Кодировка ср 1251 используется как основная в графических приложениях для
Microsoft Windows (см. рис. 23).
О 1	2	3 4	5	6	7	8	9 А В С D Е F
_ ' >	= ч :	г* г г “ч :	п
‘Тб	Г	• j	Г	>>	.. .	t	t	□	%о		<	Нэ	К	Ъ	•ц
h	С		<<	??	• '	—	—	□	тм	А>	>	н>	к	h	ц
	У	У	J	'а	г	1 1	§	Ё	©	е	«	“1			I
о	+		'•i ’•	г	У	т		ё	№	• €	»	]	S	S	1
А	Б	В	Г	Д	Е	ж	3	И	Й	К	Л	м	Н	О	П
Р	С	Т	У	Ф	X	ц	ч	Ш	щ	ъ	ы	ь	Э	Ю	Я
а	б	в	г	А	е	ж	3	и	й	к	Л	м	н	о	п
Р	с	т	У	ф	X	ц	ч	ш	Щ	ъ	ы	ь	э	ю	я
Рис. 23. Кодировка ср 1251
5641 I NJ
Приложение 1
4. Коды символов расширенного ASCII
Таблица 24. Расширенные ASCII-коды1
Клавиша	Код	Клавиша	Код	Клавиша	Код	Клавиша	Код	Клавиша	Код
F1	3Bh	Alt-R	13h	Shift-F11	87h	Alt-Tab	A5h	Alt-1	17h
F2	3Ch	Alt-S	1Fh	Shift-F12	88h	Ctrl-Tab	94h	Alt-J	24h
F3	3Dh	Alt-T	14h	Alt-0	81h	Alt-Del	A3h	Alt-К	25h
F4	3Eh	Alt-U	16h	Alt-1	82h	Alt-End	9Fh	Alt-L	26h
F5	3Fh	Alt-V	2Fh	Alt-2	83h	Alt-Home	97h	Ctrl-Right	74h
F6	40h	Alt-W	11h	Alt-3	84h	Alt-Ins	A2h	Ctrl-End	75h
F7	41h	Alt-X	2Dh	Alt-4	85h	Alt-PgUp	99h	Ctrl-Home	77h
F8	42h	Alt-Y	15h	Alt-5	86h	Alt-PgDn	A1h	Ctrl-PgDn	76h
F9	43h	Alt-Z	2Ch	Alt-6	87h	Alt-Enter	1Ch	Ctrl-PgUp	84h
F10	44h	Alt-\	2Bh	Alt-7	88h	Ctrl-F1	5Eh	Alt-Up	98h
F11	85h	Alt-,	33h	Alt-8	89h	Ctrl-F2	5Fh	Alt-Down	AOh
F12	86h	Alt-.	34h	Alt-9	8Ah	Ctrl-F3	60h	Alt-Left	9Bh
AH-F1	68h	Alt-/	35h	AltC	8Bh	Ctrl-F4	61h	Alt-Right	9Dh
AH-F2	69h	Alt-BS	OEh	Alt-=	8Ch	Ctrl-F5	62h	Alt-K/	A4h
Alt-F3	6Ah	Alt-[	1Ah	NUL	03h	Ctrl-F6	63h	Alt-K*	37h
Alt-F4	6Bh	Alt-]	1Bh	Shift-Tab	OFh	Ctrl-F7	64h	Alt-K-	4Ah
Alt-F5	6Ch	Alt-;	27П	Ins	52h	Ctrl-F8	65h	Alt-K+	4Eh
Alt-F6	6Dh	Alt-'	28h	Del	53h	Ctrl-F9	66h	Alt-Kenter	A6h
Att-F7	6Eh	Alt-'	29h	SysRq	72h	Ctrl-F10	67h	Ctrl-K/	95h
Alt-F8	6Fh	Shift-F1	54h	Down	50h	Ctrl-F11	89h	Ctrl-K*	96h
Alt-F9	70h	Shift-F2	55h	Left	4Bh	Ctrl-F12	8Ah	Ctrl-K-	8 Eh
Alt-FIO	71h	Shift-F3	56h	Right	4Dh	Alt-A	1Eh	Ctrl-K+	90h
Alt-F11	8Bh	Shift-F4	57h	Up	48h	Alt-B	30h	Ctrl-K8	8Dh
Alt-F12	8Ch	Shift-F5	58h	End	4Fh	Alt-C	2 Eh	Ctrl-K5	8Fh
Alt-M	32h	Shift-F6	59h	Home	47h	Alt-D	20h	Ctrl-K2	91h
Alt-N	31h	Shift-F7	5Ah	PgDn	51h	Alt-E	12h	Ctrl-KO	92h
Alt-0	18h	Shift-F8	5Bh	PgUp	49h	Alt-F	21h	Ctrl-K.	93h
Alt-P	19h	Shift-F9	5Ch	Ctrl-Left	73h	Alt-G	22h		
Alt-Q	10h	Shift-F1O	5Dh	Alt-Esc	01 h	Alt-H	23h		
1 Префикс «К» соответствует клавишам на цифровой клавиатуре.
Таблицы символов
5. Скан-коды клавиатуры
565
Таблица 25. Скан-коды'
Клавиша	Код	Клавиша	Код	Клавиша	Код	Клавиша	Код
Esc	01h	Enter	1Ch	К*	37h	Ins	52h
1 !	02h	Ctrl	1Dh	Alt	38h	Del	53h
2 @	03h	A	1Eh	SP	39h	SysRq	54h
3 #	04h	S	1Fh	Caps	3Ah	Macro	56h
4$	05h	D	20h	F1	3Bh	F11	57h
5%	06h	F	21h	F2	3Ch	F12	58h
6Л	07h	G	22h	F3	3Dh	PA1	5Ah
7&	08h	H	23h	F4	3Eh	F13/LWin	5Bh
8 *	09h	J	24h	F5	3Fh	F14/RWin	5Ch
9(	OAh	К	25h	F6	40h	F15/Menu	5Dh
0)	OBh	L	26h	F7	41h	F16	63h
	OCh		27h	F8	42h	F17	64h
= +	ODh	।..	28h	F9	43h	F18	65h
BS	OEh		29h	F10	44h	F19	66h
Tab	OFh	Lshift	2Ah	Num	45h	F20	67h
Q	lOh	\l	2Bh	Scroll	46h	F21	68h
W	11h	Z	2Ch	Home	47h	F22	69h
Е	12h	X	2Dh	-	48h	F23	6Ah
R	13h	c	3Eh	PgUp	49h	F24	6Bh
Т	14h	V	2Fh	K-	4Ah	EraseEOF	6Dh
Y	15h	в	30h		4Bh	Copy/Play	6Fh
и	16h	N	31h	K5	4Ch	CrSel	72h
I	17h	M	32h	®	4Dh	Delta	73h
0	18h	, <	33h	K+	4 Eh	ExSei	74h
Р	19h	. >	34h	End	4Fh	Clear	76h
[{	1Ah	/?	35h	I	50h		
] J	1Bh	RShift	36h	PgDn	51h		
1 Префикс «К» соответствует клавишам на цифровой клавиатуре.
566 I II 1ТП
Приложение 1
Таблица 26. Служебные скан-коды
Код	Функция	Код	Функция
OOh	Буфер клавиатуры переполнен	FAh	ACK
AAh	Самотестирование закончено	FCh	Ошибка самотестирования
EOh	Префикс для серых клавиш	FDh	Ошибка самотестирования
E1h	Префикс для клавиш без кода отпускания	FEh	RESEND
FOh	Префикс отпускания клавиши	FFh	Ошибка клавиатуры
EEh	Эхо		
Приложение 2. Команды Intel 80x86
В этом приложении приведены скорости выполнения всех команд процессоров
Intel от 8086 до Pentium II и машинные коды, которые им соответствуют.
1.	Общая информация о кодах команд
1.1.	Общий формат команды процессора Intel
Команда может содержать до шести полей:
1.	Префиксы - от нуля до четырех однобайтных префиксов.
2.	Код - один или два байта, определяющие команду.
3.	ModR/M - 1 байт (если он требуется), описывающий операнды:
биты 7-6: поле MOD - режим адресации;
биты 5-3: поле R/O - либо указывает регистр, либо является продолжени-
ем кода команды;
биты 2-0: поле R/M - либо указывает регистр, либо совместно с MOD -
режим адресации.
4.	SIB - 1 байт, если он требуется (расширение ModR/M для 32-битной адре-
сации):
биты 7-6: S - коэффициент масштабирования:
биты 5-3:1 - индексный регистр;
биты 2-0: В - регистр базы.
5.	Смещение - 0, 1, 2 или 4 байта.
6.	Непосредственный операнд - 0, 1,2 или 4 байта - будем использовать /ib
и /iw для указания этих операндов.
1.2.	Значения полей кода команды
В кодах некоторых команд мы будем встречать специальные биты и группы
битов, которые обозначим w, s, d, reg, sreg и cond:
□	w = 0, если команда работает с байтами;
□	w = 1, если команда работает со словами или двойными словами;
□	s = 0, если непосредственный операнд указан полностью;
□	s = 1, если непосредственный операнд - младший байт большего операнда
и должен рассматриваться как число со знаком;
□	d = 0, если код источника находится в поле R/О, а приемника - в R/M;
□	d = 1, если код источника находится в поле R/М, а приемника - в R/O.
Запись 10dw будет означать, что код команды - OOOlOOdw.
568	I
Приложение 2
Поле reg определяет используемый регистр и имеет длину 3 бита:
ООО - AL/AX/EAX/ST(0)/MM0/XMM0
001 - CL/CX/ECX/ST(1)/MM 1/XMMI
010 - DL/DX/EDX/ST(2)/MM2/XMM2
Oil - BL/BX/EBX/ST(3)/MM3/XMM3
100 - AH/SP/ESP/ST(4)/MM4/XMM4
101 - CH/BP/EBP/ST(5)/MM5/XMM5
110 - DH/SI/ESI/ST(6)/MM6/XMM6
111 - BH/DI/EDI/ST(7)/MM7/XMM7
Запись C8r будет означать HOOlreg.
Поле sreg определяет используемый сегментный регистр:
000 - ES
001 - CS
010 - SS
011-DS
100 - FS
101 - GS
Поле cond определяет условие для команд Jcc, CMOVcc, SETcc, FCMOVcc.
Его значения для разных команд:
0000 - О
0001 - NO
0010 - C/B/NAE
ООН - NC/NB/AE
0100 - E/Z
0101 - NE/NZ
0110-BE/NA
0111-NBE/A
1000 - S
1001 - NS
1010 - Р/РЕ
•1011-NP/PO
1100 - L/NGE
1101 -NL/GE
1110 - LE/NG
1111 - LNE/G
Запись типа 4сс будет означать OlOOcond.
1.3.	Значения поля ModRM
Поле R/O (биты 5-3) содержит либо дополнительные три бита кода команды,
либо код операнда, который может быть только регистром. Будем обозначать вто-
рой случай reg, а в первом записывать используемые биты.
Поля MOD (биты 7-6) и R/M (биты 3-0) определяют операнд, который мо-
жет быть как регистром, так и переменной в памяти:
Команды Intel 80x86
□	MOD =11, если используется регистровая адресация и R/М содержит код
регистра reg
□	MOD = 00, если используется адресация без смещения ([ВХ + SI] или
[EDX])
□	MOD = 01, если используется адресация с 8-битным смещением (vari-
able[BX+ SI])
□	MOD = 10, если используется адресация с 16- или 32-битным смещением
Значение поля R/М различно в 16- и 32-битных режимах.
R/М в 16-битном режиме:
000 - [ВХ + SI]
001 - [ВХ + DI]
010 - [ВР + SI]
Oil - [ВР+ DI]
100 - [SI]
101 - [DI]
110 - [ВР] (кроме MOD = 00 - в этом случае после ModR/M располагается
16-битное смещение, то есть используется прямая адресация)
111-[ВХ]
R/М в 32-битном режиме:
000 - [ЕАХ]
001 - [ЕСХ]
010 - [EDX]
011 - [ЕВХ]
100 - используется SIB
101 - [ЕВР] (кроме MOD = 00 - в этом случае используется SIB, после кото-
рого располагается 32-битное смещение)
110 - [ESI]
111 - [EDI]
 1.4. Значения поля SIB
Значение поля S:
00 - не используется
01 - умножение на 2
10 - умножение на 4
11 - умножение на 8
Значения полей I и В:
(I - регистр, используемый в качестве индекса, то есть умножающийся на S; В -
регистр базы, который не умножается)
000 - ЕАХ
001 - ЕСХ
010 - EDX
011-ЕВХ
57бт1гттп
100- для I - индекса нет j	'
для В - ESP
101 - для I - EBP
для В - ЕВР, только если MOD = 01 или 10; если MOD = 00 - базы нет
110-ESI
111-EDI
Поля ModR/M и SIB будут записываться как /г, если поле R/О содержит код
регистра, или /0 - /7, если поле R/О содержит дополнительные три бита кода
команды. В других случаях поля ModR/M и SIB отсутствуют только у команд без
операндов, поэтому они не будут обозначаться дополнительно.
2.	Общая информация о скоростях выполнения
Скорости выполнения команд для процессоров 8086 - Р5 даны в тактах (ког-
да говорят, что тактовая частота процессора 100 MHz, это означает, что за секун-
ду проходит 100 миллионов тактов).
Для процессоров Р5 (Pentium, Pentium ММХ) помимо Скорости указано, мо-
жет ли команда выполняться одновременно с другими, и если да, то в какомжон-
вейере (см. раздел 9.3.2):	v ;
□	UV - может выполняться одновременно, в любом конвейере;
□	PU - может выполняться одновременно, в U-конвейере;	С
□	PV - может выполняться одновременно, в V-конвейере;
□	FX - может выполняться одновременно с командой FXCH;
□	NP - не может выполняться одновременно (для ММХ - не может выпол-
няться одновременно с командой того же типа, который указан после буквы п).
Для процессоров Р6 (Pentium Pro, Pentium II) указано количество микроопе-
раций, на которые декодируется команда. Буквой С отмечены команды со слож-
ным строением (см. раздел 9.3.3).
Во всех случаях даны минимально возможные скорости - если шина данных
не заблокирована, операнды выровнены по границам двойных слов, операнды на-
ходятся в кэше данных, команды по адресу для перехода расположены в кэше
кода, переходы угаданы процессором правильно, в момент выполнения команды
не происходит заполнения кэша, страницы находятся в TLB (иначе для Р5 следу-
ет прибавить 13-28 тактов), в момент выполнения команды нет исключений, не
происходят AGI и т. д.
Операнды обозначаются следующим образом;
□	im - непосредственный операнд;
□	i8, i 16, i32 - непосредственный операнд указанного размера;
□	ас - ЕАХ, АХ, AL;
□	г - любой регистр общего назначения;
J г8 - АН, AL, ВН, BL, DH, DL, СН, CL;	йг-
J г16 - АХ, ВХ, СХ, DX, ВР, SP, SI, DI;	А •
Команды Intel 80x86
Т П Г 571
□	г32 - ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, EBP, ESP, ESI, EDI;
□	sr - сегментный регистр;
□	m - операнд в памяти;
□	mm - регистр ММХ;
□	xmm - регистр SSE;
□	sO - регистр ST(O);
□	si - регистр ST(i).
Для команд условных переходов приводятся два значения скорости выполне-
ния - если переход произошел и если нет.
Другие используемые сокращения:
□	РМ - защищенный режим;
□	RM - реальный режим;
□	VM - режим V86;
□	TS - переключение задачи;
□	CG - шлюз вызова;
□	TG - шлюз задачи;
□	/in - увеличение привилегий;
□	/out - уменьшение привилегий;
□	/NT - переход во вложенную задачу.
Время переключения задачи:
□	Pentium: TS - 85 при переключении в 32-битный и 16-битный TSS и 71 при
переключении в V86 TSS;
□	80486: TS - 199 при переключении в 32-битный и 16-битный TSS и 177 при
переключении в V86 TSS;
□	80386; TS - 307-314 при переключении в 32-битный и 16-битный TSS
и 224-231 при переключении в V86;
□	80286: TS = 280.
3.	Префиксы
Все префиксы выполняются за 1 такт и имеют размер 1 байт:
OFOh: LOCK
0F2h: REPNE/REPNZ
0F3h: REP/REPE/REPZ
2Eh: CS:
36h: SS:
3Eh: DS:
26h: ES:
64h: FS:
65h: GS:
66h: OS
67h: AS
572
HI
Приложение 2
4.	Команды процессоров Intel 8088 - Pentium III
Таблица 27. Команды
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
AAA	37	8	8	3	4	3	3 NP	1m
AAD 18	D5 ib	60	15	14	19	14	10 NP	3m
ААМ i8	D4 ib	83	19	16	17	15	18 NP	4m
AAS	3F	8	7	3	4	3	3NP	1m
ADC ac,im	14w im	4	4	3	2	1	1 PU	2m
ADC r,im	80sw/2 im	4	4	3	2	1	1 PU	' 2m
ADC m,im	80sw/2 im	23+ea	16	7	7	3	3 PU	4m
ADC r,r	10dw /r	3	3	2	2	1	1 PU	2m
ADC m,r	10dw /r	24‘+ea	10	7	7	3	3 PU	4m
ADC r,m	10dw /r	13+ea	10	7	6	2	2 PU	3m
ADD ac.im	04w im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
ADD r,im	80sw/0 im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
ADD m,im	80sw/0 im	23+ea	16	7	7	3	3 UV	4m
ADD r,r	OOdw /r	3	3	2	2	1	1 UV	1m
ADD m,r	OOdw /r	24+ea	10	7	7	3	3 UV	4m
ADD r,m	OOdw /r	13+ea	10	7	6	2	2 UV	2m
AND ac,im	24w im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
AND r,im	80sw/4 im	4	4	3	2	1	1 UV	Im
AND m,im	80sw /4 im	23+ea	16	7	7	3	3 UV	4m
AND r,r	20dw /r	3	3	2	2	1	1 UV	1m
AND m,r	20dw /r	24+ea	10	7	7	3	3 UV	4m
AND r,m	20dw /r	13+ea	10	7	6	2	2 UV	2m
ARPL r,r	63 /r			10	20	9	7 NP	C
ARPL m,r	63 /r			11	21	9	7 NP	C
BOUND r,m	62 /r		35	13	10	7	8 NP	C
BSFr16,r16	OF ВС /r				10+3n	6..42	6..34 NP	2m
BSF r32,r32	OF ВС /r				10+3n	6..42	6..42 NP	2m
BSF r16,m16	OF ВС /r				10+3n	6..43	6..35 NP	3m
BSF r32,m32	OF ВС /r				10+Зп	6..43	6..43 NP	3m
BSR r16,r16	OF BD /r				10+Зп	6..103	7..39 NP	2m
BSR r32,r32	OF BD /r				10+3n	7..104	7..71 NP	2m
BSR r16,m16	OF BD /r				10+Зп	6.. 103	7..40 NP	3m
BSR r32,m32	OF BD /r				10+Зп	7..104	7..72 NP	3m
BSWAP r32	OF C8r					1	1 NP	2m
ВТ r,r	OF АЗ /r				3	3	4 NP	1m
ВТ m,r	OF АЗ /r				12	8	9 NP	C
ВТ r,i8	OF BA /4 ib				3	3	4 NP	1m
ВТ m,i8	OF BA /4 ib				6	3	4 NP	2m
BTC r,r	OF BB /r				6	6	7 NP	1m
BTC m,r	OF BB /r				13	13	13 NP	C
BTC r,i8	OF BA /7 ib				6	6	7 NP	1m
Команды Intel 80x86
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
ВТС m,i8	OF BA /7 ib		•		8	8	8 NP	4m
BTR г,г	OF B3 /r				6	6	7 NP	1m
BTR гл,г	OF B3 /r				13	13	13 NP	C
BTR r,i8	OF BA /6 ib				6	6	7 NP	1m
BTR m,i8	OF BA /6 ib				8	8	8 NP	4m
BTS г,г	OF AB /r				6	6	7 NP	1m
BTS m,r	OF AB /r				13	13	13 NP	C
BTS r,i8	OF BA /5 ib				6	6	7 NP	1m
BTS m,i8	OF BA /5 ib				8	8	8 NP	4m
CALL near im	E8 im	23	14	7	7	3	1 PV	4m
CALL near r	FF /2	20	13	7	7	5	2 NP	C
CALL near m	FF/2	29+ea	19	11	10	5	2 NP	C
CALL far im (RM)	9A im	36	23	13	17	18	4 NP	c
CALL far im (PM)	9A im			26	34	20	4..13 NP	c
CALL im (CG)	9A im			41	52	35	22 NP	c
CALL im (CG/in)	9A im			82	86	69	44 NP	c
CALL im (TS)	9A im			177	TS	37+TS	21+TS NP	c
CALL,.im (TG)	9A im			177	TS	27+TS	22+TS NP	c
CALL far m (RM)	FF /3	53+ea	38	16	22	17	4 NP	c
CALL far m (PM)	FF /3			29	38	20	5..14 NP	c
CALL m CG	FF/3			44	56	35	22 NP	c
CALL m CG/in	FF/3			83	90	69	44 NP	c
CALL m TS	FF/3				TS	37+TS	21+TS NP	c
CALL m TG	FF/3				TS	37+TS	22+TS NP	c
CBW	98	2	2	2	3	3	3 NP	1m
CDQ	99				2	3	2NP	1m
CLC	F8	2	2	2	2	2	2 NP	1m
CLD	FC	2	2	2	2	2	2 NP	4m
CLI	FA	2	2	3	3	5	7 NP	C
CLTS	OF 06			2	5	7	10 NP	C
CMC	F5	2	2	2	2	2	2 NP	1m
CMOVcc r,r	OF 4cc /r							2m
CMOVcc r,m	OF 4cc /г							3m
CMP ac,im	3Cw im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
CMP r,im	80sw/7 im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
CMP m,im	80sw/7 im	14+ea	10	6	5	2	2 UV	2m
574 |
III
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087 ....	.80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
СМР г,г	38dw /r	3	3	2	2	1	1 UV	1m
CMP m,r	38dw /r	13+ea	10	7	5	2	2UV	2 m
CMP r,m	38dw /r	10+ea	10	6	6	2	2 UV	2m
CMPSB	A6	30	22	8	10	8	5 NP	C
REP* CMPSB	F2/3 A6	9+30n	5+22n	5+9n	5+9n	7+7n	9+4n NP	C
CMPSW/ CMPSD	A7	30	22	8	10	8	5 NP	c
REP* CMPSW/D	F2/3 A7	9+30n	5+22n	5+9n	5+9n	7+7n	9+4n NP	c
CMPXCHG r,r	OF BOw /r					6	5 NP	c
CMPXCHG m,r	OF BOw /r					7.,10	6 NP	>C
CMPXCHG8B m64	OF C7 /1						10 NP	c
CPUID	0FA2					14	13 NP	C
CWD	99	5	4	2	2	3	2 NP	1m
CWDE	98				'3,	 .3	3 NP	1m
DAA	27	4	4	3	-. 4	2	3 NP ,.	1m
DAS	2F	4	, 4	3	4	2	3NP	,1ni
DEC Г16/32	48r	3	3	2	2	• . 1	1 UV	1m
DEC r	FEw/1	3	3	2	2	1	1 UV	Im
DEC m	FEw/1	23+ea	15	7	6	.3	3 UV	4m
DIV r8	F6w /6	80..90	29	14	14	16	17 NP	3m
DIV r16	F6w /6	144..162	38	22	22	24	25 NP	4m
D(V r32	F6w /6				38	40	41 NP	4m
DIV m8	F6w /6	86..96+ea	35	17	17	,16	17 NP	4m
DIV m16	F6w /6	15O..168+ea	44	25	25	24	25 NP	4m
DIV m32	F6w /6				41	 40	41 NP	4m
EMMS	OF 77						NP	C
ENTER i16,0	C8 iw ib		15	11	Ю	14.	11 NP	c
ENTER 116,1	C8 iw ib		25	15	12	; 17	15 NP	C
ENTER i16,i8	C8 iw ib	(m=n-1)	22+16m	12+4m	15+4m	17+3n	15+2nNP	C
F2XM1	D9 FO	310-630		310..630	211>476	140..279	13..57 NP	c
FABS	D9 E1	10..17		10..17	22	3	1 EX	Im
FADD m32	D8/0	90..120+ea		90.. 120	24.,32	8..20,	3/1 FX	2m
FADD m64	DC/0	95..125+ea.		95..125	29.37	.8. .20	3/1 FX	2m
FADD sO,$i	D8 COr	70..100		70..100	23..34	8..20	3/1 FX	Im
FADD si,sO	DC COr	70..100		70.. 100	23..34	8..20	3/1 FX	Im
FADDP si,sO	DE COr	75.. 105 l:		75.. 105	23..31	8..20	3/1 FX	1 rri
FBLD m80	DF/4	290..310+ea		290..310	266..275	70..103	48-58 NP	IG,
Команды Intel 80x86
г
575
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
FBSTP т80	DF/6	520..540+ea		520..540	512..534	172..176	148..154 NP	C
FCHS	D9E0	10..17		10..17	24..25	6	1 FX	3m
FCLEX	9B DB E2	2..8		2..8	11	7	9NP	3m
FCMOVB sO.Si	DACOr							2m
FCMOVE sO.Si	DA C8r							2m
FCMOVB Е sO.si	DADOr							2m
FVMOVU sO.si	DA D8r							2m
FCMOVNB sO.si	DB COr							2m
FCMOVNE sO.si	DB C8r							2m
FCMOVNBE sO.si	D8 DOr							2m
FCMOVNU sO.si	DB D8r							2m
FCOM m32	D8 /2	60..70+ea		60..70	•26	4	4/1 FX	2m
FCOM m64	DC/2	65..75+ea		65..75	31	4	4/1 FX	2m
FCOM si	D8 DOr	40..50		40..50	24	4	4/1 FX	1m
FCOMP m32	D8/3	60..70+ea		60..70	26	4	4/1 FX	2m
FCOMP m64	DC/3	65..75+ea		65..75	31	4	4/1 FX	2m
FCOMP si	D8 D8r	42..52		42..52	26	4	4/1 FX	1m
FCOMPP	DE D9	45..55		45..55	26	5	4/1 FX	1m
FCOMI sO.si	DB FOr							1m
FCOMIP so.si	DFFOr							1m
FCOS	D9 FF				123..772	257..354	18.. 124 NP	C
FDECSTP	D9F6	6..12		6..12	22	3	1 NP	1m
FDIV m32	D8/6	215..225+ea		215..225	89	73	39 FX	2m
FDIV m64	DC/6	220..230+ea		220..230	94	73	39 FX	2m
FDIV sO.si	D8 FOr	193..203		193..203	88..91	73	39 FX	1m
FDIV si.sO	DC F8r	193..203		193..203	88..91	73	39 FX	1m
FDIVP si.sO	DE F8r	197..207		197..207	91	73	39 FX	1m
FDIVR m32	D8/7	216..226+ea		216..226	89	73	39 FX	2m
FDIVR m64	DC/7	221..231+ea		221..231	94	73	39 FX	2m
FDIVR sO.si	D8F8r	194..204		194..204	88..91	73	39 FX	1m
FDIVR si.sO	DC FOr	194..204		194..204	88..91	73	39 FX	1m
FDIVRP si.sO	DE FOr	198..208		198..208	91	73	39 FX	1m
FDISI	9B DB E1	2..8		FNOP				
FENI	9B DB EO	2..8		FNOP				
FFREE si	DDCOr	9..16		9..16	18	3	1 NP	1m
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
FIADD т32	DA/0	1O2..137+ea		102..137	71..85	20..35	7/4 NP	C
FIADD т64	DE/0	1O8..143+ea		108..143	57..72	19..32	7/4 NP	c
FICOM т16	DE/2	72..86+ea		72..86	71..75	16..20	8/4 NP	c
FICOM т32	DA/2	78..91+ea		78..91	56..63	15..17	8/4 NP	c
FICOMPm16	DE/3	74..88+ea		74..88	71..75	16..20	8/4 NP	c
FICOMP т32	DA/3	8O..93+ea		80..93	56..63	15..17	8/4 NP	c
FIDIVm16	DA /6	224..238+ea		224..238	136..140	85..89	42 NP	c
FIDIV т32	DE/6	23O..243+ea		230..243	120.. 127	84..86	42 NP	c
FIDIVR т16	DA/7	225..239+ea		225..239	135..141	85..89	42 NP	c
FIDIVR т32	DE/7	231..245+ea		231..245	121..128	84..86	42 NP	c
FILD т16	DF/0	46..54+ea		46..54	61..65	13..16	3/1 NP	4m
FILD т32	DB/0	52..60+ea		52..60	45..52	9..12	3/1 NP	4m
FILD т64	DF/5	6O..68+ea		60..68	56..67	10..18	3/1 NP	4m
FIMULm16	DA/1	124..138+ea		124..138	76..87	23..27	7/4 NP	C
FIMUL т32	DE/1	13O..144+ea		130..144	61..82	22..24	7/4 NP	C
FINCSTP	D9 F7	6..12		6..12	21	3	1 NP	1m
FINIT	9B DB E3	2..8		2..8	33	17	16 NP	C
FIST т16	DF/2	80..90+ea		80..90	82..95	29..34	6 NP	4m
FIST т32	DB /2	82..92+ea		82..92	79..93	28..34	6 NP	4m
FISTP т16	DF/3	82..92+ea		82..92	82..95	29..34	6 NP	4m
FISTP m32	DB/3	84..94+ea		84.. 94	79..93	28..34	6 NP	4m
FISTP m64	DF /7	94..105+ea		94.. 105	80..97	28..34	6NP	4m
FISUB m16	DE/4	1O2..137+ea		102..137	71..85	20..35	7/4 NP	C
FISUB m32	DA/4	1O8..143+ea		108..143	57..82	19..32	7/4 NP	C
FISUBR m16	DE /5	102..137+ea		102..137	71..85	20..35	7/4 NP	C
FISUBR m32	DA /5	1O8..143+ea		108..143	57..82	19..32	7/4 NP	C
FLD m32	D9/0	38..56+ea		38..56	20	4	1 FX	1m
FLD ГТ164	DD /0	40..60+ea		40..60	25	3	1 FX	1m
FLD m80	DB /5	53..65+ea		53..65	44	3	3 NP	4m
FLD si	D9 COr	17..22		17..22	14	4	1 FX	1m
FLD1	D9 E8	15..21		15..21	24	4	2 NP	2m
FLDL2T	D9 E9	16..22		16..22	40	8	5/3 NP	2m
FLDL2E	D9 EA	15..21		15..21	40	8	5/3 NP	2m
FLDPI	D9 EB	16..22		16..22	40	8	5/3 NP	2m
FLDLG2	D9 EC	18..24		18..24	41	8	5/3 NP	2m
FLDLN2	D9 ED	17..23		17..23	41	8	5/3 NP	2m
FLDZ	D9 EE	11..17		11..17	20	4	2 NP	1m
FLDCW ml6	D9/5	7..14+ea		7..14	19	4	7NP	3m
FLDENV 17114	D9/4	35..45+ea		35..45	71	44	37 NP	C
FLDENVm14 (PM)	D9/4				71	34	32..33 NP	C
Команды Intel 80x86
I 577
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
FMUL m32	D8 /1	11O..125+ea		110..125	27..35	11	3/1 FX	2m
FMUL т64	DC/1	154..168+ea		154..168	32..57	14	3/1 FX	2m
FMUL sO.si	D8 C8r	9O..145+ea		90.. 145	29..57	16	3/1 FX	1m
FMUL si.sO	DC C8r	9O..145+ea		90..145	29 57	16	3/1 FX	1m
FMULP si,sO	DE C8r	94..148+ea		94..148	29..57	16	3/1 FX	1m
FNCLEX	DB E2	2..8		2..8		-	9/9 NP	3m
FNDISI	DB E1	2..8		FNOP				
FNENI	DB EO	2..8		FNOP				
FNINIT	DB E3	2..8		2..8	33	17	12 NP	C i
FNOP	D9 DO	10..16		10..16	12	3	1 NP	1m .
FNSAVE m (RM)	DD/6	197..207+ea		197..207	375..376	154	127..151 NP	C
FNSAVE m (PM)	DD /6				375..376	143	124 NP	C
FNSETPM	DB E4			2..8	FNOP			
FNSTCW ml6	D9/7	12..18		12..18	15	3	2 NP	3m
FNSTENV m16	D9 /6	40..50+ea		40..50	103..104	56..67	48..50 NP	C
FSTSWm16	9B DD /7	12..18		12..18	15	3	2 NP	3m
FSTSW AX	9B DF EO			10..16	13	3	2 NP	3m
FPATAN	D9 F3	250..800		250..800	314..487	218..303	19..134 NP	C
FPREM	D9F8	15..190		15..190	74..155	70..138	16..64 NP	C
FPREM1	D9 F5				95..185	72..167	20..70 NP	C
FPTAN	D9 F2	30..540		30..540	191..497	200..273	17..173 NP	C
FRNDINT	D9 FC	16..50		16..50	66..80	21..30	9..20 NP	C
FRSTOR m (RM)	DD/4	197..207+ea		197..207	308	131	75..95 NP	C
FRSTOR m (PM)	DD/4				308	120	70 NP	C
FSAVE m (RM)	9B DD /6	197..207+ea		197..207	375..376	154	127..151 NP	C
FSAVE m (PM)	9B DD /6				375..376	143	124 NP	C
FSCALE	D9 FD	32..38		32..38	67..86	30..32	20..31 NP	C
FSETPM	9B DB E4			2..8	FNOP			
FSIN	D9 FE				122..771	257..354	16..126 NP	C
FSINCOS	D9 FB				194..809	292..365	17..137 NP	C
FSQRT	D9 FA	180..186		180..186	122..129	83..87	70 NP	1m
FST m32	D9 /2	84..90+ea		84..90	44	7	2 NP	2m
FST m64	DD /2	96..104+ea		96..104	45	8	2 NP	2m
FST si	DD DOr	15..22		15..22	11	3	1 NP	1m
19 Зак.459
578 j j | | И
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
FSTP т32	D9/3	86..92+ea		86..92	44	7	2 NP	2m
FSTP т64	DD/3	98..106+ea		98.. 106	45	8	2 NP	2m
FSTP т80	DB /7	52..58+ea		52..58	53	6	3 NP	C
FSTP si	DD D8r	17..24		17..24	12	3	1 NP	1m
FSTCWm16	9B D9 /7	12..18		12..18	15	3	2 NP	3m
FSTENV m	9B D9 /6	40..50+ea		40..50	103.. 104	56..67	48..50 NP	C
FSTSW ml6	9B DD/7	12..18		12..18	15	3	2 NP	3m
FSTSW AX	9B DF EO			10..16	13	3	2 NP	3m
FSUB m32	D8/4	90..120+ea		90.. 120	24..32	8..20	3/1 FX	2m
FSUB m64	DC/4	95..125+ea		95.. 125	28..36	8..20	3/1 FX	2m
FSUB sO,si	D8 EOr	70.. 100		70..100	26..37	8..20	3/1 FX	1m
FSUB si,sO	DC E8r	70..100		70..100	26..37	8..20	3/1 FX	1m
FSUBP si.sO	DE E8r	75.. 105		75..105	26..34	8..20	3/1 FX	1m
FSUBR m32	D8/5	90..120+ea		90.. 120	24..32	8..20	3/1 FX	2m
FSUBR m64	DC /5	95..125+ea		95..125	28..36	8..20	3/1 FX	2m
FSUBR sO,si	D8 E8r	70.. 100		70.. 100	26..37	8..20	3/1 FX	1m
FSUBR si,sO	DC EOr	70.. 100		70..100	26..37	8..20	3/1 FX	1m
FSUBRP. si.sO	DE EOr	75..105		75..105	26..34	8..20	3/1 FX	1m
FTST	D9 E4	38..48		38..48	28	4	4/1 FX	1m
FUCOM Si	DD EOr				24	4	4/1 FX	1m
FUCOMP si	DD E8r				26	4	4/1 FX	1m
FUCOMPP	DA E9				26	5	4/1 FX	2m
FUCOMI sO,si	DB E8r							1m
FUCOM IP sO,si	DF E8r							1m
FWAIT	9B	4		3	6	1..3	1..3 NP	2m
FXAM	D9 E5	12..23		12..23	30..38	8	21 NP	1m
FXCH si	D9 C8r	10..15		10..15	18	4	1 PV	1m
FXRSTOR m	OF AE /1							C
FXTRACT	D9 F4	27..55		27..55	79..76	16..20	13 NP	C
FXSAVEm	OF AE /0							C
FYL2X	D9 F1	900.. 1100		900.. 1100	120..538	196..329	22..111 NP	C
FYL2XP1	D9 F9	700..1000		700..1000	257..547	171..326	22..103 NP	c
HLT	F4	2	2	2	5	4	4 NP	c
IDIV r8	F6w /7	101..112	44..52	17	19	19	22 NP	3m
IDIV r16	F6w /7	165..184	53..61	25	27	27	30 NP	4m
IDIV r32	F6w/7				43	43	46 NP	4m
IDIV m8	F6w /7	1O7..118+ea	50..58	20	22	20	22 NP	4m
IDIV m16	F6w /7	171,.190+ea	59..67	28	30	28	30 NP	4m
Команды Intel 80x86
I 579
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
IDIV т32	F6w/7				46	44	46 NP	4m
IMUL г8	F6w/5	80..98	25..28	13	9..14	13..18	11 NP	1m
IMULr16	F6w/5	128..154	34..37	21	9..22	13..26	11 NP	3m
IMUL r32	F6w/5				9..38	13..42	10 NP	3m
IMUL т8	F6w/5	86..104+ea	32..34	16	12..17	13..18	11 NP	2m
IMULm16	F6w/5	134..160+ea	40..43	24	12..25	13..26	11 NP	4m
IMUL r32	F6w/5				12..41	13..42	10 NP	4m
IMUL г,г,i8	6B /r ib		22	21	9..14	13..18	10 NP	1m
IMUL r16,r16,H6	69 /r im		29	21	9..22	13..26	10 NP	1m
IMUL r32,r32,i32	69 /r im				9..38	13..42	10 NP	1m
IMULr,r,i8	6B /r ib		25	24	12..17	13..18	10 NP	2m
IMUL r16,m16,i16	69 /r im		32	24	12..25	13..26	10 NP	2m
IMUL r32,m32,i32	69 /r im				12..41	13..42	10 NP	2m
IMULH6, r16	OF AF /r				9..22	13..18	10 NP	1m
IMUL r32,r32	OF AF /r				9..38	13..42	10 NP	1m
IMULr16, m16	OF AF /r				12..25	13..18	10 NP	2m
IMUL r32, m32	OF AF /r				12..41	13..42	10 NP	2m
IN ac,i8 (RM)	E4w ib	14	10	5	12	14	7 NP	C
IN ac,i8 (CPLCIOPL)	E4w ib				6	9	4 NP	C
IN ac,i8 (CPLXOPL)	E4w ib				26	29	21 NP	C
IN ac,i8 (V86)	E4w ib				26	27	19 NP	C
IN ac.DX (RM)	ECw	12	8	5	13	14	7 NP	C
IN ac.DX (CPLCIOPL)	ECw				7	8	4 NP	C
IN ac.DX (CPL>|OPL)	ECw				27	28	21 NP	C
IN ac.DX (V86)	ECw				27	27	19 NP	C
INC r	FEw/0	3	3	2	2	1	1 UV	1m
INC Г16/32	40r	3	3	2	2	1	1 UV	1m
INC m	FEw/0	23+ea	15	7 '	6	3	3 UV	4m
INS* (RM)	6Cw		14	5	15	17	9 NP	C
580 j
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
INS* (CPKIOPL)	6Cw				9	10	6 NP	C
INS* (CPL>IOF’L)	6Cw				29	32	24 NP	C
INS* (V86)	6Cw				29	30	22 NP	C
INT 18 (RM)	CD ib	71	47	23	37	30	16 NP	3m
INT 18 (PM)	CD ib			40	59	44	31 NP	C
INT 18 (PM/in)	CD ib			78	99	71	48 NP	C
INT 18 (V86)	CD ib			78	119	82	60 NP	C
INT 18 (TG)	CD ib			167	TS	37+TS	23+TS NP	C
INT3 (RM)	CC	72	45	23	33	26	16 NP	C
INT3 (PM)	CC			40	59	44	30 NP	C
INT3 (PM/in)	CC			78	99	71	47 NP	C
INT3 (V86)	CC			78	119	82	59 NP	C
INT3 (TG)	CC			167	TS	37+TS	22+TS NP	C
INTO (OF=0)	CE	4	4	3	3	3	4 NP	C
INTO (RM)	CE	73	48	24	35	28	13 NP	C
INTO (PM)	CE				59	46	30 NP	C
INTO (PM/in)	CE				99	73	47 NP	C
INTO (V86)	CE				118	84	59 NP	c
INTO (TG)	CE				TS	29+TS	22+TS NP	c
INVD	OF 08					4	15 NP	c
INVLPG m	OF 01 /7					12	25 NP	c
IRET/IRETD (RM)	CF	44	28	17	22	15	7 NP	c
IRET/IRETD (PM)	CF			31	38	15	10..19 NP	c
IRET/IRETD (PM/out)	CF			55	82	36	27 NP	c
RET/IRETD (PM/NT)	CF			169	TS	32+TS	10+TS	c
Jcc i8 (не вып.)	70c ib	4	'4	3	3	1	1 PV	1m
Jcc i8 (вып.)	70c ib	16	13	7	7	3	1 PV	1m
Jcc im (не вып.)	OF 80c ib				3	1	1 PV	1m
Jcc im (вып.)	OF 80c ib				3	1	1 PV	1m
JCXZ 18 (не вып.)	E3 ib	6	5	4	5	5	5 NP	2m
JCXZ i8 (вып.)	E3 ib	18	16	8	9	8	6NP	2m
JMP near i8	EB ib	15	13	7	7	3	1 PV	1m
JMP near i 16/32	E9 ib	15	13	7	7	3	1 PV	1m
Команды Intel 80x86
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
JMP near г	FF /4	11	11	7	7	5	2 NP	2m
JMP near m	FF /4	18+ea	17	11	10	5	2 NP	2m
JMP far im (RM)	EA im	15	13	11	12	17	3 NP	C
JMP far im (PM)	EA im				27	19	23 NP	C
JMP far im (CG)	EA im			38	45	32	18 NP	C
JMP far im (TS)	EA im			175	TS	42+TS	19+TS NP	C
JMP far im (TG)	EA im			180	TS	43+TS	20+TS NP	C
JMP far m (RM)	FF/5	24+ea	26	15	12	13	4 NP	C
JMP far m (PM)	FF/5				31	18	23 NP	C
JMP far m (CG)	FF /5			41	49	31	18 NP	C
JMP far m (TS)	FF /5			178	5+TS	41+TS	19+TS NP	c
JMP far m (TG)	FF/5			183	5+TS	42+TS	20+TS NP	c
LARF	9F	4	2	2	2	3	2 NP	1m
LAR r,r	OF 02 /r			14	15	11	8 NP	c
LAR r,m	OF 02 /r			16	16	11	8 NP	c
LDS r,m (RM)	C5 /r	24+ea	18	7	7	6	4 NP	c
LDS r,m (PM)	C5 /r				22	12	4..13 NP	c
LEA r,m	8D/r	2+ea	6	3	2	1..2	1 UV	1m
LEAVE	C9		8	5	4	5	3 NP	3m
LES r,m (RM)	C4 /r	24+ea	18	7	7	6	4 NP	C
LES r,m (PM)	C4 /r				22	12	4..13 NP	c
LFS r,m (RM)	OF B4 /r				7	6	4 NP	c
LFS r,m (PM)	OF B4 /r				22	12	4..13 NP	c
LGDTm	OF 01 /2			11	11	11	6 NP	c
LGS r,m (RM)	OF B5 /r				7	6	4 NP	c
LGS r,m (PM)	OF B5 /r				22	12	4..13 NP	c
LIDTm	OF 01 /3			12	11	11	6 NP	c
LLDTr	OF 00 /2			17	20	11	9 NP	c
LLDTm	OF 00 /2			19	24	11	9 NP	c
LMSWr	OF 01 /6			3	10	13	8NP	c
LMSWm	OF 01 /6			6	13	13	8 NP	c
LOCK	FO	2	2	0	0	1	1 NP	c
582 I i I | И
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
LODSB/ LODSW/ LODSD	ACw	16	10	5	5	5	2 NP	2m
LOOP i8 (не вып.)	E2 ib	5	5	4	11	6	5 NP	4m
LOOP i8 (вып.)	E2 ib	17	15	8	11	7	6 NP	4m
LOOPE i8 (не вып.)	E1 ib	6	5	4	11	6	7 NP	4m
LOOPE i8 (вып.)	E1 ib	18	16	8	11	9	8 NP	4m
LOOPNE i8 (не вып.)	EO ib	5	5	4	11	6	7 NP	4m
LOOPNE i8 (вып.)	EO ib	19	16	8	11	9	8 NP	4m
LSL r,r	OF 03 /r			14	20 или 25	10	8 NP	C
LSL r,m	OF 03 /r			16	21 или 26	10	8 NP	C
LSS r,m (RM)	OF B2 /r				7	6	4 NP	C
LSS r,m (PM)	OF B2 /r				22	12	8..17 NP	C
LTRr	OF 00 /3			17	23	20	10 NP	C
LTR m	OF 00 /3			19	27	20	10 NP	C
MOV r,r	88dw /r	2	2	2	2	1	1 UV	1m
MOV m,ac	AOdw im	14	9	3	2	1	1 UV	2m
MOV m,r	88dw /r	13+ea	9	3	2	1	1 UV	2m
MOV ac,m	AOdw im	14	8	5	4	1	1 UV	1m
MOV r,m	88dw /r	12+ea	12	5	4	1	1 UV	1m
MOV m,im	C6w /0 im	14+ea	12..13	3	2	1	1 UV	2m
MOV r8,i8	BOr ib	4	3..4	2	2	1	1 UV	1m
MOV r16/32,И 6/32	B8r ib	4	3..4	2	2	1	1 UV	1m
MOV sr,r	8E/r	2	2	2	2	3	2..11 NP	4m
MOV sr,r (PM)	8E/r			17	18	9	2..11 NP	4m
MOV sr,m	8E/r	12+ea	9	5	5	3	3..12 NP	4m
MOV sr,m (PM)	8E /r			19	19	9	3..12 NP	4m
MOV r,sr	8C /r	2	2	2	2	3	1 NP	3m
MOV m,sr	8C/r	13+ea	11	3	2	3	1 NP	1m
MOV CRO.t	OF 22 /г				10	16	22 NP	C
MOV CR2,r	OF 22 /r				4	4	10 NP	C
Команды Intel 80x86
111
583
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
MOV CR3,r	OF 22 /r				5	4	21 NP	C
MOV CR4,r	OF 22 /r						14 NP	c
MOV r,CRx	OF 20 /r				6	4	4 NP	c
MOV DR0-3,r	OF 23 /r				22	11	11 NP	c
MOV DR4-5,r	OF 23 /r						12 NP	c
MOV DR6-7,r	OF 23 /r				16	11	11 NP	c
MOV r,DR0-3	OF 21 /r				22	10	2 NP	c
MOV r,DR4-5	OF 21 /r						12 NP	c
MOV r,DR6-7	OF 21 /r				22	10	11 NP	c
MOV TR6,r	OF 26 /6			12	4			
MOV TR7,r	OF 26/7			12	4			
MOV TR3,r	OF 26 /3				6			
MOV r,TR6	OF 24 /6			12	4			
MOV r,TR7	OF 24/7			12	4			
MOV r,TR3	OF 24 /3				3			
MOVD mm,rm32	OF 6E /r						PU	1m
MOVD r32,mm	OF 6E /r						PU	1m
MOVD m32,mm	OF 6E /r						PU	2m
MOVQ m64,mm	OF 7F /r						PU	2m
MOVQ mm,m64	OF 6F /r						PU	1m
MOVQ mm.mm	OF *F /r						PU	1m
MOVS*	A4w	18	5	7	7	4	4 NP	C
MOVSX r,r	OF BEw /r				3	3	3 NP	1m
MOVSX r,m	OF BEw /r				6	3	3 NP	1m
MOVZX r.r	OF B6w /r				3	3	3 NP	1m
MOVZX r,m	OF B6w /r				6	3	3 NP	1m
MUL r8	F6w/4	70..77	26..28	13	9..14	13..18	11 NP	1m
MUL r16	F6w/4	118..133	35..37	21	9..22	13..26	11 NP	3m
MUL r32	F6w /4				9..38	13..42	10 NP	3m
MUL m8	F6w/4	76..83+ea	32..34	16	12..17	13..18	11 NP	2m
MULm16	F6w/4	124..139+ea	41..43	24	12..25	13..26	11 NP	4m
MUL m32	F6w /4				12..41	13..42	10 NP	4m
NEG r	F6w/3	3	3	2	2	1	1 NP	1m
NEG m	F6w/3	24+ea	13	7	6	3	3 NP	4m
NOP	90	3	3	3	3	1	1 UV	1m
584 |
IS
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
NOT г	F6w /2	3	3	2	2	1	1 NP	1m
NOT m	F6w /2	24+ea	13	7	6	3	3 NP	4m
OR ac,im	OCw im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
OR r,im	80sw/1 im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
OR m,im	80sw /1 im	23+ea	16	7	7	3	3 UV	4m
OR r,r	08dw /r	3	3	2	2	1	1 UV	1m
OR m,r	08dw /r	24+ea	10	7	7	3	3 UV	4m
OR r,m	08dw /r	13+ea	10	7	6	2	2 UV	2m
OUT i8,ac (RM)	E6w ib	14	9	3	10	16	12 NP	C
OUT i8,ac (CPL7IOPL)	E6w ib				4	11	9 NP	C
OUT i8,ac (CPL< IOPL)	E6w ib				24	31	26 NP	C
OUT i8,ac (V86)	E6w ib				24	29	24 NP	C
OUT DX,ax (RM)	EEw	12	7	3	11	16	12 NP	C
OUT DX.ac (CPLCIOPL)	EEw				5	10	9 NP	C
OUT DX.ac (CPL>IOPL)	EEw				25	30	26 NP	C
OUT DX.ac (V86)	EEw				25	29	24 NP	C
OUTS* (RM)	6Ew		14	5	14	17	13 NP	C
OUTS* (CPKIOPL)	6Ew				8	10	10 NP	C
OUTS* (CPL>IOPL)	6Ew				28	32	27 NP	C
OUTS* (V86)	6Ew				28	30	25 NP	C
PACKSSWB mm,mm	OF 63 /r						UVNP1	1m
PACKSSWB mmtm64	OF 63 /r						PU NP1	2m
PACKSSDW mm,mm	OF 6B /r						UV NP1	1m
PACKSSDW mm,m84	OF 6B /r						PU NP1	2m
PACKUSWB mm,mm	OF 67 /r						UV NP1	1m
PACKUSWB mm,m64	OF 67 /r						PU NP1	2m
Команды Intel 80x86
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
PADDB mm,mm	OF FC /r						UV	1m
PADDB mm,m64	OF FC /r						. PU	2m
PADDW mm,mm	OF FD /r						UV	1m
PADDW mm,m64	OF FD /r						PU	2m
PADDD mm,mm	OF FE /r						UV	1m
PADDD mm,m64	OF FE /r						PU	2m
PADDSB mm.mm	OF EC /r						UV	1m
PADDSB mm,m64	OF EC /r						PU	2m
PADDSW mm,mm	OF ED /r						UV	1m
PADDSW mm,m64	OF ED /r						PU	2m
PADDUSB mm,mm	OF DC /r						UV	1m
PADDUSB mm,m64	OF DC /r						PU	2m
PADDUSW mm,mm	OF DD /r						UV	1m
PADDUSW mm,m64	OF DD /r						PU	2m
PAND mm.mm	OF DB /r						UV	1m
PAND mm,m64	OF DB /r						PU	2m
PANDN mm.mm	OF DF /r						UV	1m
PANDN mm,m64	OF DF /r						PU	2m
PCMPEQB mm,mm	OF 74 /r						UV	1m
PCMPEQB mm,m64	OF 74 /r						PU	2m
PCM PEQW mm,mm	OF 75 /r						UV	1m
586 I I |
III
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
PCMPEQW mm,m64	OF 75/г						PU	2m
PCMPEQD mm.mrn	OF 76 /r						UV	1m
PCMPEQD mm,m64	OF 76 /r						PU	2m
PCMPGTB mm,mm	OF 64 /r						UV	1m
PCMPGTB mm,m64	OF 64 /r						PU	2m
PCMPGTW mm,mm	OF 65 /r						UV	1m
PCMPGTW mm,m64	OF 65 /r						PU	2m
PCMPGTD mm,mm	OF 66 /r						UV	1m
PCMPGTD mm,m64	OF 66 /r						PU	2m
PMADDWD mm,mm	OF F5 /r						UVNP2	1m
PMADDWD mm,m64	OF F5 /r						PU NP2	2m
PMULHW mm,mm	OF E5 /г						UVNP2	1m
PMULHW mm,m64	OF E5 /r •						PU NP2	2m
PMULLW mm,mm	OF D5 /r						UVNP2	1m
PMULLW mm,m64	OF D5 /r						PU NP2	2m
POP r	58r	12	10	5	4	1	1 UV	2m
POP m	8F/0	25+ea	20	5	5	6	2 NP	,C
POP DS (RM)	1F	12	8	5	7	3	3 NP	C
POP DS (PM)	1F			20	21	9	3..12 NP	C
POP ES (RM)	7	12	8	5	7	3	3NP	C
POP ES (PM)	7			20	21	9	3..12 NP	C
POP SS (RM)	17	12	8	5	7	3	3 NP	C
POP SS (PM)	17			20	21	9	8..17NP	C
POP FS (RM)	0FA1	12	8	5	7	3	3 NP	C
POP FS (PM)	0FA1				21	9	3..12 NP	C
POP GS (RM)	OF A9	12	8	5	7	3	3 NP	C
POP GS (PM)	0FA9				21	9	3..12 NP	C
Команды Intel 80x86
£587
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
POPA/POPAD	61		51	19	24	9	5 NP	C
POPF/POPFD (RM)	9D	12	8	5	5	9	4NP	c
POPF/POPFD (РМ)	9D				5	6	14 NP	c
POR mm,mm	OF ЕВ /r						UV	1m
РОЯ mm,m64	OF ЕВ /r						PU	2m
PSLLW mm,mm	OF F1 /r						UV NP1	1m
PSLLW mm,m64	OF F1 /r						PU NP1	1m
PSLLW mm,i8	OF 71 /6 ib						UV NP1	2m
PSLLD mm,mm	OF F2 /r						UV NP1	1m
PSLLD mm,m64	OF F2 /r						PU NP1	1m
PSLLD mm,i8	OF 72 /6 ib						UV NP1	2m
PSLLQ ‘mm,mm	OF F3 /r						UV NP1	1m
PSLLQ mm,m64	OF F3 /r						PU NP1	1m
PSLLQ mm,i8	OF 73 /6 ib						UV NP1	2m
PSRAW mm,mm	OF E1 /r						UV NP1	1m
PSRAW mm,m64	OF E1 /r						PU NP1	1m
PSRAW mm,i8	OF 71 /4 ib						UV NP1	2m
PSRAD mm,mm	OF E2 /r						UV NP1	1m
PSRAD mm,m64	OF E2 /r						PU NP1	1m
PSRAD mm,i8	OF 72 /4 ib						UVNP1	2m
PSRLW mm,mm	OF D1 /r						UV NP1	1m
PSRLW mm,m64	OF D1 /r						PUNP1	1m
PSRLW mm,i8	OF 71 /2 ib						UV NP1	2m
PSRLD mm,mm	OF D2 /r						UV NP1	1m
PSRLD mm,m64	OF D2 /r						PU NP1	1m
58811 L J
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
PSRLD mm,i8	OF 72 /2 ib						UV NP1	2m
PSRLQ mm,mm	OF D3 /r						UV NP1	1m
PSRLQ mm,m64	OF D3 /r						PU NP1	1m
PSRLQ mm,i8	OF 73 /2 ib						UV NP1	2m
PSUBB mm,mm	OF F8 /r						UV	1m
PSUBB mm,m64	OF F8 /r						PU	2m
PSUBW mm,mm	OF F9 /r						UV	1m
PSUBW mm,m64	OF F9 /r						PU	2m
PSUBD mm,mm	OF FA/r						UV	1m
PSUBD mm,m64	OF FA /r						PU	2m'
PSUBSB mm.mm	OF E8 /r						UV	1m
PSUBSB mm,m64	OF E8 /r						PU	2m
PSUBSW mm,mm	OF E9 /Г						UV	1m
PSUBSW mm,m64	OF E9 /r						PU	2m
PSUBUSB mm,mm	OF D8 /r						UV	1m
PSUBUSB mm,m64	OF D8 /r						PU	2m
PSUBUSW mm,mm	OF D9 /г						UV	1m
PSUBUSW mm,m64	OF D9 /r						PU	2m
PUNPCKHBW mm,mm	OF 68 /r						UVNP1	1m
PUNPCKHBW mm,m64	OF 68 /r						PU NP1	2m
PUNPCKHWD mm,mm	OF 69 /r						UVNP1	1m
Команды Intel 80x86
HIM
j 589
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
PUNPCKHWD mm,m64	OF 69 /r						PU NP1	2m
PUNPCKHDQ mm,mm	OF 6A /r						UV NP1	1m
PUNPCKHDQ mm,m64	OF 6A /r						PU NP1	2m
PUNPCKLBW mm.mm	OF 60 /r						UV NP1	1m
PUNPCKLBW mm,m64	OF 60 /r						PU NP1	2m
PUNPCKLWD mm,mm	OF 61 /r						UV NP1	1m
PUNPCKLWD mm,m64	OF 61 /r						PU NP1	2m
PUNPCKLDQ mm,mm	OF 62 /r						UV NP1	1m
PUNPCKLDQ mm,m64	OF 62 /r	•i					PU NP1	2m
PUSH r	50r	15	10	3	2	1	1 UV	3m
PUSH m	FF /6	24+ea	16	5	5	4	2 NP	4m
PUSH i8	6A ib			3	2	1	1 NP	3m
PUSH 116/32	68 im			3	2	1	1 NP	3m
PUSH CS	0E	14	9	3	2	3	1 NP	4m
PUSH DS	1E	14	9	3	2	3	1 NP	4m
PUSH ES	6	14	9	3	2	3	1 NP	4m
PUSH SS	16	14	9	3	2	3	1 NP	4m
PUSH FS	OF AO				2	3	1 NP	4m
PUSH GS	OF A8				2	3	1 NP	4m
PUSHA/ PUSHAD	60		36	17	18	11	5 NP	C
PUSHF/ PUSHFD(RM)	9C	14	9	3	4	4	9 NP	C
PUSHF/ PUSHFD(PM)	9C			3	4	3	3 NP	C
PXOR mm,mm	OF EF /r						UV	1m
PXOR mm,m64	OF EF /r						PU	2m
RCL r,1	D0w/2	2	2	2	9	3	1 PU	2m
RCLm,1	DOw /2	23+ea	15	7	10	4	3 PU	4m
RCL r,CL	D2w/2	8+4n	5+n	5+n	9	8..30	7..24 NP	C
590 | I | | | | |
I
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
RCL m,CL	D2w/2	28+ea+4n	17+n	8+n	10	9..31	9..26NP	C
RCL r,i8	COw /2 ib		5+n	5+n	9	8..30	8..25 NP	c
RCL m,i8	COw /2 ib		17+n	8+n	10	9..31	10..27 NP	c
RCR r,1	D0w/3	2	2	2	9	3	1 PU	2m
RCRm,1	D0w/3	23+ea	15	7	10	4	3 PU	4m
RCR r,CL	D2w/3	8+4n	5+n	5+n	9	8..30	7..24 NP	C
RCR m,CL	D2w/3	28+ea+4n	17+n	8+n	10	9..31	9..26 NP	C
RCR r,i8	COw /3 ib		5+n	5+n	9	8..30	8..25 NP	C
RCR m,i8	COw /3 ib		17+n	8+n	10	9..31	10..27 NP	C
RDMSR	OF 3'2						20..24 NP	C
RDPMC	OF 33							C
RDTSC	OF 31						20..24 NP	C
RETN	C3	20	16	11	10	5	2 NP	4m
RETN i16	C2 iw	24	18	11	10	5/	3 NP	C
RETF (RM)	CB	34	22	15	18	13	4NP	4m
RETF (PM)	CB			25	3?	18	4..13 NP	C
RETF (PM/out)	.св •			55	62	33	23 NP	C
RETFi16 (RM)	CA iw	33	25	15	18	14	4NP	C
RETFi16(PM)	CA iw			25	32	17	4..13 NP	C
RETFI16 (PM/out)	CA iw			55	68	33	23 NP	C
R0Lr,1	D0w/0	2	2	2	3	3	1 PU	1m
R0Lm,1	DOw /0	23+ea	15	7	7	4	3PU	4m
ROL r,CL	D2w/0	8+4n	5+n	5+n	3	3	4 NP	1m
ROL m.CL	D2w/0	28+ea+4n	17+n	8+n	7	4	4 NP	4m
ROL r,i8	COw /0 ib		5+n	5+n	3	2	1 PU	1m
ROL m,i8	COw /0 ib		17+n	8+n	7	4	3 PU	4m
ROR r,1	D0w/1	2	2	2	3	3	1 PU	1m
ROR m,1	DOw/1	23+ea	15	7	7	4	3 PU	4m
ROR r,CL	D2w/1	8+4n	5+n	5+n	3	3	4NP	Tm
ROR m,CL	D2w/1	28+ea+4n	17+n	8+n	7	4	4 NP	4m
ROR r,i8	C0w/1 ib		5+n	5+n	3	2	1 PU	1m
ROR m,i8	C0w/1 ib		17+n	8+n	7	4	3 PU	4m
RSM	OFAA						83 NP	C
SAHF	9E	4	3	2	3	2	2NP	1m
SALr,1	DOw /4	2	2	2	3	3	1 PU	1m
SALm,1	DOw /4	23+ea	15	7	7	4	3PU	4m
SAL r,CL	D2w/4	8+4n	5+n	5+n	3	3	4 NP	Im
SAL m,CL	D2w/4	28+ea+4n	17+n	8+n	7	4	4 NP	4m
SAL r,i8	COw /4 ib		5+n	5+n	3	2	1 PU	1m
Команды Intel 80x86
I 591
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
SAL m,i8	COw /4 ib		17+n	8+n	7	4	3 PU	4m
SALC	D6	?	?	3	3	3	3 NP	?
SAR r,1	D0w/7	2	2	2	3	3	1 PU	1m
SAR m,1	D0w/7	23+ea	15	7	7	4	* 3 PU	,4m
SAR r,CL	D2w /7	8+4n	5+n	5+n	3	3*	4 NP	1m
SAR m,CL	D2w/7	28+ea+4n	17+n	8+n	7	4	4 NP	4m
SAR r,i8	COw /7 ib		5+n	5+n	3	2	1 PU	1m
SAR m,i8	COw /7 ib		17+n	8+n	7	4	3 PU	4m
SBB ac,im	1Cw im	4	4	3	2	1	1 PU	2m
SBB r,im	80sw/3 im	4	4	3	2	1	1 PU	2m
SBB m,im	80sw/3 im	23+ea	16	7	7	3	3 PU	4m
SBB r,r	18dw/r	3	3	2	2	1	1 PU	2m
SBB m,r	18dw /r	24+ea	10	7	7	3	3PU	4m
SBB r,m	18dw /r	13+ea	10	7	6	2	2 PU	3m
SCASB/ SCASW/ SCASD	AEw	18	15	7	7	6	4 NP	3m
REP* SCAS*	F2/3 AEw	9+15n	5+15n	5+8n	5+8n	7+5n	8+5П NP	C
SETcc r8 (вып.)	OF 9cc				4	4	1 NP	1m
SETcc r8 (не вып.)	OF 9cc				4	3	3 NP	3m
SETcc m8 (вып.)	OF 9cc				5	3	1 NP	1m
SETcc m8 (не вып.)	OF 9cc				5	4	3 NP	3m
SGDT m	OF 01 /0			11	9	10	4 NP	4m
SHLr,1	D0w/4	2	2	2	3	3	1 PU	1m
SHLm,1	D0w/4	23+ea	15	7	7	4	3 PU	4m
SHL r,CL	D2w /4	8+4n	5+n	5+n	-'З	3	4NP	1m
SHL m,CL	D2w/4	28+ea+4n	17+n	8+n	7	4	4 NP	4m
SHLr,i8	COw /4 ib		5+n	5+n	3	2	1 PU	1m
SHL m,i8	COw /4 ib		17+n	8+n	7	4	3 PU	4m
SHR r,1	D0w/5	2	2	2	3	3	1 PU	1m
SHR m,1	D0w/5	23+ea	15	7	7	4	3 PU	4m
SHR r,CL	D2w/5	8+4n	5+n	5+n	3	3	4NP	1m
SHR m,CL	D2w/5	28+ea+4n	17+n	8+n	7	4	4 NP	4m
SHR r,i8	COw /5 ib		5+n	5+n	3	2	1 PU	1m
SHR m,i8	COw /5 ib		17+n	8+n	7	4	3 PU	4m
SHLD r,r,im	0FA4				3	2	4 NP	2m
SHLD r,r,CL	OF A5				3	3	4 NP	2m
592
Mil
Приложение 2
Таблица 27. Команды (продолжение)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
SHLD m,r,im	OF A4				7	3	4 NP	4m
SHLD m,r,CL	0FA5				7	4	5 NP	4m
SHRD r,r,im	OF AC				3	2	4 NP	2m
SHRD r,r,CL	OF AD				3	3	4 NP	2m
SHRD m,r,im	OF AC				7	3	4 NP	4m
SHRD m,r,CL	OF AD				7	4	5 NP	4m
SIDTm	OF 01 /1			12	9	10	4 NP	C
SLDT r16	OF 00 /0			2	2	2	2 NP	4m
SLDT m16	OF 00 /0			3	2	3	2NP	C
SMSW r16	OF 01 /4			2	2	2	4 NP	4m
SMSWm16	OF 01 /4			3	3	3	4 NP	. C
STC	F9	2	2	2	2	2	2 NP	1m
STD	FD	2	2	2	2	2	2 NP	4m
STI	FB	2	2	2	3	5	7 NP	C
STOSB/ STOSW/ STOSD	AAw	11	10	3	4	5	3 NP	3m
REP STOS‘	F3 AAw	9+14n	6+9n	4+3n	5+5n	7+4n	3+n.NP	C
STR r16	OF 00 /1			2	2	2	2 NP	4m
STR m16	OF 00 /1			3	2	3	2 NP	C
SUB ac,im	2Cw im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
SUB r,im	80sw /5 im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
SUB m,im	80sw/5 im	23+ea	16	7	7	3	3 UV	4m
SUB r,r	28dw /r	’ 3	3	2	2	1	1 UV	1m
SUB m,r	28dw /r	24+ea	10	7	7	3	3 UV	4m
SUB r,m	28dw /r	13+ea	10	7	6	2	2 UV	2m
SYSENTER	OF 34							C
SYSEXIT	OF 35							C
TEST ac.im	A8w im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
TEST r,im	F6w /4 im	5	4	3	2	1	1 UV	1m
TEST m,im	F6w /4 im	11+ea	10	6	5	2	2 UV	2m
TEST r,r	84w /r	3	3	2	2	1	1 UV	1m
TEST m,r	84w /r	13+ea	10	6	5	2	2 UV	2m
TEST r.m	84w/r	13+ea	10	6	5	2	2 UV	2m
UD2	OF OB							C
VERR r16	OF 00 /4			14	10	11	7 NP	C
VERR m16	OF 00 /4			16	11	11	7 NP	C
VERW r16	OF 00 /4			14	15	11	7 NP	C
VERWm16	OF 00 /4			16	16	11	7 NP	C
WAIT	9B	4	6	3	6	1..3	1..3 NP	2m
Команды Intel 80x86
ILL I
I 593
Таблица 27. Команды (окончание)
Команда	Код	8087	80186	80286 80287	80386 80387	80486	P5	P6
WBINVD	OF 09					5	2000+ NP	c
WRMSR	OF 30						30..45 NP	c
XADD г,г	OF COw /r					3	3 NP	4m
XADD m.r	OF COw /r					4	4 NP	C
XCHG ас,г / г,ас	90r	3	3	3	3	3	2 NP	3m
XCHG г,г	86w /r	4	4	3	3	3	3 NP	3m
XCHG г,т/ т,г	86w /r	25+ea	17	5	5	5	3 NP	C
XLAT	D7	11	11	5	5	4	4 NP	2m
XOR ac,im	34w im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
XOR r,im	80sw/6 im	4	4	3	2	1	1 UV	1m
XOR m,im	80sw/6 im	23+ea	16	7	7	3	3 UV	4m
XOR r,r	30dw /r	3	3	2	2	1	1 UV	1m
XOR m,r	30dw /r	24+ea	10	7	7	3	3 UV	4m
XOR r,m	30dw /r	13+ea	10	7	6	2	2 UV	2m
Таблица 28. Коды команд расширения SSE
Команда	Код
MOVAPS xmm,xmm/m128	OF 28 /r
MOVAPS xmm/m128,xmm	OF 29 /r
MOVUPS xmm,xmm/m128	OF 10 /r
MOVUPS xmm,xmm/m128	OF 11 /r
MOVLPS xmm,m64	OF 12/r
MOVLPS m64.xmm	0F13/r
MOVHLPS xmm.xmm	OF 12/r
MOVHPS xmm,m64	OF 16/г
MOVLHPS xmm.xmm	OF 16/г
MOVHPS m64,xmm '	OF 17/r
MOVSS xmm,xmm/m32	F3 0F 10/r
MOVSS xmm/m32,xmm	F3 OF 11 /r
ADDPS xmm,xmm/m128	OF 58 /r
ADDSS xmm,xmm/m32	F3 OF 58 /r
SUBPS xmm,xmm/m128	OF 5C /r
SUBSS xmm,xmm/m128	F3 OF 5C /r
MULPS xmm,xmm/m128	OF 59 /r
MULSS xmm,xmm/m32	F3 OF 59 /r
DIVPS xmm,xmm/m128	OF 5E /r
DIVSS xmm,xmm/m32	F3 OF 5E /r
594

Приложение 2
Таблица 28. Коды команд расширения SSE (окончание)
Команда	Код
RSQRTPS xmm,xmm/m128	OF 52 /r
RSQRTSS xmm,xmm/m32	F3 OF 52 /r
SQRTPS xmm,xmm/m128	OF 51 /r
SQRTSS xmm,xmm/m32	F3 OF 51 /r
RCPPS xmm,xmm/m128	OF 53 /r
RCPSS xmm,xmm/m32	F3 OF 53 /r
MAXPS xmm,xmm/m128	OF 5F/r
MAXSS xmm,xmm/m32	F3 0F 5F /r
MAXPS xmm,xmm/m128	OF 5F /r
MAXSS xmm,xmm/m128	F3 OF 5F /r
MINPS xmm,xmm/m128	OF 5D /r
MINSS xmm,xmm/m128	F3 OF 5D /г
CMPPS xmm,xmm/m128,i8	OF C2 /r i
CMPSS xmm,xmm/m128,i8	F3 OF C2 /г i
COMISS xmm,xmm/m32	OF 2F/r
UCOMISS xmm,xmm/m32	OF 2E /r
CVTPI2PS xmm,mm/m64	0F2A/r
CVTSI2SS xmm,r/m32	F3 OF 2A /r
CVTPS2PI mm,xmm/m64	OF 2D /r
CVTSS2SI r32,xmm/m32	F3 OF 2D /r
CVTTPS2PI mm,xmm/m64	OF 2C /r
CVTTSS2SI r32,xmm/m32	F3 OF 2C /r
ANDPS xmm,xmm/m128	OF 54 /r
ANDNPS xmm,xmm/m128	OF 55 /r
ORPS xmm,xmm/m128	OF 56 /r
Используемые сокращения
ABI Application Binary Interface
AGI Address Generation Interlock
AMIS Alternative Multiplex Interrupt
Specification
API Application Program Interface
ASCII American Standard Code
for Information Interchange
AT&T American Telephone and Telegraph
BCD Binary Coded Decimal
BIOS Basic Input/Output System
BIT Binary Digit
BPB BIOS Parameter Block
BRM Big Real Mode
BSD Berkeley System Distribution
BSS Block, Started by Symbol
CMOS Complementary Metal Oxide
Semiconductor
COFF Common Object File Format
CPL	Current Privilege Level
CRT	Cathode Ray Tube
DAC Digital to Analog Converter
DDK Drivers Development Kit
DLL Dynamically Linked Library
DMA Direct Memory Access
DOS Disk Operating System
DPL Descriptor Privilege Level
Интерфейс для приложений
на низком уровне
Задержка для генерации адреса
Спецификация альтернативного
мультиплексорного прерывания
Интерфейс между приложением
и программой
Американский стандартный код
для обмена информацией
Американский телефон и телеграф
(компания, которой принадлежала
торговая марка UNIX)
Двоично-десятичный формат
Основная система ввода-вывода
Двоичная цифра
Блок параметров BIOS
(для блочных устройств)
Большой реальный режим
(то же, что и нереальный режим)
Один из основных видов
UNIX-систем
Участок программы, содержащий
неинициализированные данные
Комплементарные
металлооксидные пары
Общий формат объектных файлов
Текущий уровень привилегий
Электронно-лучевая трубка
Цифро-аналоговый преобразователь
Набор для создания драйверов
Динамическая библиотека
Прямой доступ к памяти
Дисковая операционная система
Уровень привилегий дескриптора
596 | I | j J
HU Assembler для DOS, Windows и UNIX
DPMI DOS Protected Mode Interface
DSP Digital Signal Processor
DTA Disk Transfer Area
ELF Executable and Linking Format
EMS Expanded Memory Specification
EPB Execution Program Block
FAT File Allocation Table
FCR FIFO Control Register
FIFO First In First Out
FM Frequency Modulation
FPU Floating Point Unit
GDT Global Descriptor Table
HCI Human Computer Interface
HMA High Memory Area
IBM International Business Machines
ICW Initialization Control Word
IDE Integrated Drive Electronics
IDT Interrupt Descriptor Table
IER Interrupt Enable Register
IOCTL Input/Output Control
IOPL Input/Output Privilege Level
IRQ Interrupt Request
ISP Interrupt Sharing Protocol
LCR Line Control Register
LDT Local Descriptor Table
LE Linear Executable
LFN Long File Name
LSR Line Status Register
Интерфейс для защищенного режима
в DOS
Процессор для оцифрованного звука
в звуковых картах
Область передачи дисковых данных
(в DOS)
Формат исполняемых
и компонуемых файлов
Спецификация доступа
к дополнительной памяти
Блок информации об исполняемой
программе
Таблица распределения файлов
Регистр управления FIFO
Первый вошел - первый вышел
(очередь)
Частотный синтез
Блок для работы с числами
с плавающей запятой
Глобальная таблица дескрипторов
Интерфейс между пользователем
и программой
Верхняя область памяти
(64 Кб после первого мегабайта)
Название компании
Управляющее слово инициализации
Один из интерфейсов для жестких
дисков
Таблица дескрипторов обработчиков
прерываний
Регистр разрешения прерываний
Управление вводом-выводом
Уровень привилегий ввода-вывода
Запрос на прерывание
(от внешнего устройства)
Протокол разделения прерываний
Регистр управления линией
Таблица локальных дескрипторов
Линейный исполняемый формат
Длинное имя файла
Регистр состояния линии
Используемые сокращения
III |	| 597
MASM Macro Assembler
MCR Modem Control Register
MMX Multimedia Extension
MSR Modem State Register
MSR Machine Specific Register
NE New Executable
NPX Numerical Processor Extension
OCW Operation Control Word
PE Portable Executable
POST Power On Self Test
PSP Program Segment Prefix
RBR Reciever Buffer Register
RFC Request For Comments
RFM Real Flat Mode
RTC Real Time Clock
RPL Requestor Privilege Level
RPN Reverse Polish Notation
SCSI Small Computer System Interface
SUN Stanford University Networks
SVGA SuperVGA
TASM Turbo Assembler
THR Transmitter Holding Register
TSR Terminate and Stay Resident
TSS Task State Segment
UMB Upper Memory Block
VBE VESA BIOS Extension
VCPI Virtual Control Program Interface
VESA Video Electronics Standard
Association
Ассемблер компании Microsoft
Регистр управления модемом
Расширение для работы
с мультимедийными приложениями
Регистр состояния модема
Машинно-специфичный регистр
Новый исполняемый формат
Расширение для работы с числами
с плавающей запятой
Управляющее слово
(для контроллера прерываний)
Переносимый исполняемый формат
Самотестирование при включении
Префикс программного сегмента
Регистр буфера приемника
Запрос для комментария
(форма публикации документов
в Internet, включая стандарты)
Реальный flat-режим
(то же, что и нереальный режим)
Часы реального времени
Запрашиваемый уровень привилегий
Обратная польская запись
(для арифметических выражений)
Один из интерфейсов для жестких
дисков
Название компании
Любой видеоадаптер, способный
на режимы, большие 13h
Ассемблер компании Borland
Регистр хранения передатчика
Завершиться и остаться резидентным
Сегмент состояния задачи
Блок верхней памяти
(между границами 640 Кб и 1 Мб)
Спецификация VESA
для расширения BIOS
Один из интерфейсов к защищенному
режиму для DOS
Ассоциация по стандартизации
видео в электронике
Assembler для DOS, Windows и UNIX
598 j | | | | | |
VGA	Video Graphics Array	Основной тип видеоадаптеров
VxD	Virtual X Device /	Виртуальное устройство X (общее название виртуальных драйверов в Windows 95)
WASM	Watcom Assembler	Ассемблер компании Watcom
XMS	Extended Memory Specification	Спецификация доступа к расширенной памяти
Глоссарий
А
Активационная запись (activation record) - область стека, заполняемая при вы-
зове процедуры.
Ассемблер (assembly language) - язык программирования низкого уровня.
Ассемблер (assembler) - компилятор с языка ассемблера.
Б
Байт (byte) - тип данных, имеющий размер 8 бит; минимальная адресуемая еди-
ница памяти.
Бит (bit) - минимальная единица измерения информации.
В
Всплывающая программа (popup program) - резидентная программа, активизи-
рующаяся по нажатию определенной «горячей» клавиши.
Г
Горячая клавиша (hotkey) - клавиша или комбинация клавиш, используемая не
для ввода символов, а для вызова программ и подобных необычных действий.
д
Двойное слово (double word) - тип данных, имеющий размер 32 бита.
Дескриптор (descriptor) - восьмибайтная структура, хранящаяся в одной из таб-
лиц GDT, LDT или IDT и описывающая сегмент или шлюз.
Директива (directive) - команда ассемблеру, которая не соответствует командам
процессора.
Драйвер (driver) - служебная программа, выполняющая функции посредника
между операционной системой и внешним устройством.
3
Задача (task) - программа, модуль или другой участок кода программы, который
можно запустить, выполнять, отложить и завершить.
Защищенный режим (protected mode) - режим процессора, в котором действуют
механизмы защиты, сегментная адресация с дескрипторами и селекторами и стра-
ничная адресация.
И
Идентификатор (handle или identifier) - число (если handle) или переменная дру-
гого типа, используемая для идентификации того или иного ресурса.
600
Illi
Assembler для DOS, Windows и UNIX
Исключение (exception) - событие, при котором выполнение программы прекра-
щается и управление передается обработчику исключения.
К
Код (code) - исполняемая часть программы (обычная программа состоит из кода,
данных и стека).
Компилятор (compiler) - программа, преобразующая текст, написанный на по-
нятном человеку языке программирования, в исполняемый файл.
Конвейер (pipe) - последовательность блоков процессора, которая задействует-
ся при выполнении команды.
Конвенция (convention) - договоренность о передаче параметров между проце-
дурами.
Конечный автомат (finite state machine) - программа, которая может переклю-
чаться между различными состояниями и выполнять в разных состояниях раз-
ные действия.
Кэш (cache) - быстрая память, использующаяся для буферизации обращений к ос-
новной памяти.
Л
Лимит (limit) - поле дескриптора (равно размеру сегмента минус 1).
Линейный адрес (linear address) - адрес, получаемый сложением смещения
и базы сегмента.
Ловушка (trap) - исключение, происходящее после вызвавшей его команды.
М
Метка (label) - идентификатор, связанный с адресом в программе.
н
Нить (thread) - процесс, данные и код которого совпадают с данными и кодом
других процессов.
Нереальный режим (unreal mode) - реальный режим с границами сегментов по 4 Гб.
О
Операнд (operand) - параметр, передаваемый команде процессора.
Описатель носителя (media descriptor) - байт, используемый DOS для иденти-
фикации типа носителя (обычно не используется).
Останов (abort) - исключение, происходящее асинхронно.
Отложенное вычисление (lazy evaluation) - вычисление, которое выполняется,
только если реально требуется его результат.
Очередь предвыборки (prefetch queue) - буфер, из которого команды передают-
ся на расшифровку и выполнение.
Ошибка (fault) - исключение, происходящее перед вызвавшей его командой.
Глоссарий
Illi I I 601
П
Пиксел (pixel) - минимальный элемент растрового изображения.
Повторная входимость (reentrancy) - возможность запуска процедуры из обра-
ботчика прерывания, прервавшего выполнение этой же процедуры.
Подчиненный сегмент (conforming segment) - сегмент, на который можно пере-
давать управление программам с более низким уровнем привилегий.
Прерывание (interrupt) - сигнал от внешнего устройства, приводящий к преры-
ванию выполнения текущей программы и передаче управления специальной про-
грамме-обработчику (см. ловушка).
Р
Разворачивание циклов (loop unrolling) - превращение циклов, выполняющих-
ся известное число раз, в линейный участок кода.
Реальный режим (real mode) - режим, в котором процессор ведет себя идентично
8086 - адресация не выше одного мегабайта памяти, размер всех сегментов огра-
ничен и равен 64 Кб, только 16-битный режим.
Резидентная программа (resident program) - программа, остающаяся в памяти
после возврата управления в DOS.
С
Сегмент (segment) - элемент сегментной адресации в памяти или участок про-
граммы для DOS/Windows.
Секция (section) - участок программы для UNIX.
Селектор (selector) - число, хранящееся в сегментном регистре.
Скан-код (scan-code) - любой код, посылаемый клавиатурой.
Слово (word) - тип данных, имеющий размер 16 бит.
Смещение (offset) - относительный адрес, отсчитываемый от начала сегмента.
Стековый кадр (stack frame) - область стека, занимаемая параметрами процеду-
ры, активационной записью и локальными переменными или только локальны-
ми переменными.
Страничная адресация (pagination) - механизм адресации, в котором линейное
адресное пространство разделяется на страницы, которые могут располагаться
в разных областях памяти или вообще отсутствовать.
т
Таблица переходов (jumptable) - массив адресов процедур для косвенного пере-
хода на процедуру с известным номером.
ш
Шлюз (gate) - структура данных, позволяющая осуществлять передачу управле-
ния между разными уровнями привилегий в защищенном режиме.
Алфавитный указатель
Адресация
косвенная 25
с масштабированием 26
непосредственная 25
по базе
с индексированием 27
со сдвигом 26
по смещению 25
полная форма 27
прямая 25
регистровая 24
Активационные записи 219
дисплей 223
стековый кадр 222
Алгоритмы
вывода на экран
шестнадцатеричного числа 142
генераторов случайных чисел 238
генерации пламени 406
неупакованного BCD в ASCII 201
преобразования
цифры в ASCII-код 39
шестнадцатеричного числа
в десятичное 201
рисования
круга 164
прямой линии 169
сортировки 242
Ассемблер
директивы 106
макроопределения 121
метки 106
модели памяти 112
операторы 120
преимущества и недостатки 11
процедуры 115
псевдокоманды 108
сегменты 110
структура программ 106
условное ассемблирование 118
Атрибут символа 136
Б
Байт 15
Байты состояния клавиатуры 149
Бит 15
Блоки
информации VBE 158
параметров PSP 202
параметров запускаемого файла 204
Блоки повторений 123
в UNIX 537
Буфер клавиатуры 150
расширение при помощи драйвера 377
В
Ввод
из стандартного устройства ввода 141
с клавиатуры 148
с помощью мыши 166
Видеопамять
в SVGA-режимах 156
в графических режимах 154
в текстовом режиме 139
Видеорежимы
SVGA 156
VGA 151
Виртуальная память 511
Виртуальные прерывания (в V86) 527
Вложенные процедуры 222
Время выполнения микроопераций 473
Вывод
в стандартное устройство вывода 131
на экран
в VGA-режимах 151
в текстовом режиме 134, 139
Вычисления
с плавающей запятой 233
с повышенной точностью 225
с фиксированной запятой 228
Г
Генераторы случайных чисел 238
вычитаниями 239
конгруэнтные 238
Ш1
603
Алфавитный указатель
Д
Дата и время 172
Дескрипторы 491
сегмента данных или кода 389
Джойстик 371
Диалоги 431
Динамик 335
Динамические библиотеки 451
Директивы ассемблера
в DOS/Windows 106
в UNIX 534
Директории. 192
Драйверы 374
VxD 457
блочные 384
символьные 375
3
Завершение программы 205
Задача 519
Защита памяти 516
Защита страниц 519
Защищенный режим 488
адресация 388
модель памяти 490
селекторы 388
средствами DPMI 394
средствами VCPI 391
Звук
без программирования DMA 355
с программированием DMA 361
Звуковые платы 339
И
Идентификация процессора 60
Инициализация контроллера прерываний 369
Интерфейс
DPMI
вызов прерываний 397
обработчики прерываний 398
операции над дескрипторами 395
передача управления между
режимами 396
управление памятью 405
VCPI 391
Исключения 245
FPU 67
SSE 105
в реальном режиме 249
код ошибки 506
список и функции 506
Исполняемые файлы 127
COFF (в UNIX) 540
СОМ (в DOS) 128
DLL (в Windows 95/NT) 451
ELF 536
EXE (в DOS) 130
РЕ (в Windows 95/NT) 413
SYS (в DOS) 374
VxD (в Windows 95) 457
К
Кластер 385
Кодировки 561
Коды команд 567
Командные параметры 208
Команды
ААА 40
AAD 41
ААМ 40
AAS 40
ADC 34
ADD 34
ADDPS 94
ADDSS 94
AND 41
ANDNPS 99
ANDPS 99
ARPL 484
BOUND 52
BSF 46
BSR 46
BSWAP 30
ВТ 45
BTC 46
BTR 46
BTS 46
CALL 50
CBW 32
CDQ 32
CLC 57
CLD 58
CLI 59
CLTS 484
CMC 57
CMOVcc 28
CMP 37
CMPPS 97
CMPS 55
CMPSS 98
CMPXCHG 38
CMPXVHG8B 38
CPUID 60
COMISS 98
CVT* 98
604 j
III LI
Assembler для DOS, Windows и UNIX
CWD 32	FNSAVE 81
CWDE 32	FNSTCW 79
DAA 38	FNSTENV 80
DAS 39	FNSTSW 82
DEC 37	FPATAN 77
DIV 36	FPREM 73
DIVPS 95	FPREM 1 73
DIVSS 95	FPTAN 77
EMMS 90	FRNDINT 73
ENTER 52	FRSTOR 81
F2XM1 77	FSAVE 81
FABS 73	FSCALE 73
FADDP 70	ESIN 76
FBLD 69	FSINCOS 76
FBSTP 69	FSQRT 74
FCHS 73	FST 69
FCLEX 79	FSTCW 79
FCMOVcc 70	FSTENV 80
FCOM 74	FSTP 69
FCOMI, 75	FSTSW 82
FCOMIP 75	FSUB 71
FCOMP 74	FSUBP 71
FCOMPP 74	FSUBR 71
FCOS 76	FSUBRP 71
FDECSTP 79	FTST 75
FDIV 72	FUCOM 74
FDIVP 72	FUCOMI 75
FDIVR 72	FUCOMIP 75
FD1VRP 72	FUCOMP 74
FFREE 79	FUCOMPP 74
FIADD 70	FWAIT 82
FICOM 75 FICOMP 75 FIDIV 72 FIDIVR 72	FXAM 75 FXCH 70 FXRSTOR 81, 103 FXSAVE 81, 103 EXTRACT 74
FILD 69	FYL2X 78
FIMUL 71	FYL2XP1 78
FINCSTP 78	HIT 486
FINIT 79	IDIV 36
FIST 69	IMUL 35
FISTP 69	IN 32
FISUB 71	INC 37
FISUBR 71	INS 56
FLD 68	INT 51
FLD* 78	INT3 52
FLDCW 80	INTO 52
FLDENV 81	INVD 485
FMUL 71 .	INVLPG 485
FMULP 71	IRET 51
FNCLEX 79	Jcc 48
FNINIT 79	JCXZ 49
FNOP 82	JECXZ 49
Алфавитный указатель
НИ1
605
JMP 47	OR 41
LAHF 58	ORPS 100
LAR 484	OUT 32
LDMXCSR 103	OUTS 57
LDS 59	PACK* 84
LEA 34	PADD* 85
LEAVE 53	PAND 88
LES 59	PANDN 88
LFS 59	PAVGB 100
LGDT 482	PAVGW 100
LGS 59	PCMP* 88
LIDT 483	PEXTRW 100
LLDT 482	PINSRW 100
LMSW 483	PMADDWD 87
LOCK 60	PMAXSW 101
LODS 56	PMAXUB 101
LOOP 49	PMINSW 101
LOOPE 50	PMINUB 101
LOOPNE 50	PMOVMSKB 101
LOOPNZ 50	PMUL* 87
LOOPZ 50	PMULHUW 101
LSL 485	POP 31
LSS 59	POR 88
LTR 482	POPA 31
MASKMOVQ 104	POPF 58
MAXPS 96	PREFETCH* 104
MAXSS 96	PSADBW 102
MINPS 97	PSLL* 89
MINSS 97	PSRA* 89
MOLPS 95	PSRL* 89
MOLSS 95	PSUB* 86
MOV 28,483	PUNPCK* 84
MOVAPS 93	PUSH 30
MOVD 83	PUSHA 31
MOVHLPS 93	PUSHF 58
MOVHPS 93	PXOR 89
MOVLHPS 93	RCL 44
MOVLPS 93	RCPPS 96
MOVMSKPS 94	RCPSS 96
MOVNTPS 104	RCR 44
MOVNTQ 104	RDMSR 486
MOVQ 84	RDPMC 487
MOVS 54	RDTSC 486
MOVSS 94	REP 54
MOVSX 33	REPE 54
MOVUPS 93	REPNE 54
MOVZX 33	REPNZ 54
MUL 36	REPZ 54
MULPS 95	RET 51
MULSS 95	RETF 51
NEG 37	RETN 51
NOP 59	ROL 44
NOT 42	ROR 44
606 i I Illi
Assembler для DOS, Windows и UNIX
11 .
RSM 486
RSQRTPS 96
RSQRTSS 96
SAHF 58
SAL 43
SALC 59
SAR 43
SBB 35
SCAS 55
SETcc 46
SGDT 482
SHL 43
SHLD 44
SHR 43
SHRD 44
SHUFPS 102
SHUFW 102
SIDT 483
SLDT 482
SMSW 484
SQRTPS 95
SQRTSS 95
STC 57
STD 58
STI 59
STMXCSR 103
STOS 56
STR 483
SUB 35
SUBPS 94
SUBSS 94
SYSENTER 487
SYSEXIT 487
TEST 42
UCOMISS 98
UD2 60
UNPCKHPS 102
UNPCKLPS 102
VERR 485
VERW 485
WAIT 82
WBINVD 485
WRMSR 486
XADD 35
XCHG 30
XLAT 33
XOR 42
XORPS 100
идентификация процессора 60
расширение AMD 3D 90
Компиляция '
в COFF-формат 540
в СОМ-файл 128
в DLL 452
в ELF-формат 539
вЕХЕ-файл 131
в UNIX 541
драйверы для DOS 374
графического приложения 415
с ресурсами 427
консольного приложения 416
с использованием расширителей DOS 404
Конвейеры исполнения команд 471
Конвенции передачи параметров
С-конвенция 461
PASCAL-конвенция 460
смешанные 463
Конечные автоматы 214
Консольные приложения 416
Контроллер
DMA 359
прерываний 366
Л
Линейный кадровый буфер (LFB) 155
Линия А20 493
Логические операции 18
м
Макроопределения 121
в UNIX 538
Микрооперации 473
Младший байт 16
Младший бит 15
Многозадачность 526
в DOS 298
Модели памяти 112
Модемы 179
Мышь 166
н
Насыщение 83
Нереальный режим 497
Нитевая многозадачность 298
О
Обратная польская нотация 234
Окружение DOS 208
Операнды 24’
Операторы 120
в АТ&Т-ассемблерах 533
Операционные системы
DOS 127
Linux, FreeBSD, Solaris 529
Windows 95/NT 413
Оптимизация
программ
высокоуровневая 465
на среднем уровне 465
низкоуровневая 468 '
циклов 466
ЕJI J_________1607
Алфавитный указатель
Организация
задержек 174
памяти
модели памяти 1 1 2
порядок байтов 16
сегменты 22
стек 22
Отладочные регистры 480
п
Палитра VGA 328
Память
XMS 197
выделение 194
определение максимального блока 194
освобождение 194
Передача параметров
в блоке параметров 220
в глобальных переменных 218
в потоке кода 220
в регистрах 218
в стеке 218
в языках высокого уровня 460
отложенным вычислением 218
по возвращаемому значению 217
по значению 216
по имени 217
по результату 217
по ссылке 216
Переключение
банков 155
задач 521
Переменные среды 208
Повторная входимость
в BIOS 255
в DOS 254
Полурезидентные программы 292
Порты
VGADAC 328
VGA-контроллер CRT 320
VGA-синхронизатор 324
клавиатура 305
параллельный 181,315
последовательный 179,309
Предсказание переходов 475
Прерывания 245
в DPMI 397
в защищенном режиме 499
инициализация контроллера 369
обработчики прерываний 246
от внешних устройств 249
разрешение и запрещение 59
Префикс программного сегмента (PSP) 202
Префиксы
LOCK 60
REP 54
REPE 54
REPNE 54
REPNZ 54
REPZ 54
другие префиксы 571
Привилегированные кома-д=. 5'8
Процедуры 216
Процессоры
Pentium Pro и Pentium li -1?2
Pentium и Pentium ММХ 471
Псевдокоманды определения дс--ых 1 СЕ
в UNIX 534
Р
Расширения страничной адресации 510
Расширенные ASCII-коды 565
Расширители DOS 403
Реальный режим 20
Регистры
CRx 478
DRx 480
MSR 481
общего назначения 20
данных
FPU 65
ММХ 82
сегментные 22
слова состояния FPU 66
слова управления FPU 66
управления памятью 477
флаги CPU 23
Режимы X 325
Режимы процессора
RFM/BFM 497
V86 527 
защищенный 488
нереальный 497
реальный 20
Резидентные программы 256
выгрузка из памяти 276
без PSP 259
мультиплексорное прерывание 263
пассивные и активные 256
повторная входимость 253
полурезидентные программы 292
спецификация AMIS 263
С
Сегмент состояния задачи 519
Сегментная адресация
в защищенном режиме 490
Сегменты 110
608]_._l J I
Assembler для DOS, Windows и UNIX
Сектор 384
Секции 535
Селекторы 388, 491
Символы ASCII 18, 559
Система счисления
двоичная 14
шестнадцатеричная 16
Системные функции
libc 538
UNIX 540
Win32 414
Системный таймер
на уровне BIOS 171
на уровне портов ввода-вывода 331
Скан-коды 148
Скорость выполнения команд 570
Слово 16
Сообщения (в Windows) 422
Сортировки
быстрая 242
пузырьковая 242
выбором 244
Старший байт 16
Старший бит 15
Статические ссылки 222
Стековый кадр 222
Страничная адресация 509
защита при страничной адресации 519
расширения Pentium Pro 510
Т
Таблица переходов 213
Таймер
на уровне BIOS 171
на уровне портов ввода-вывода 331
Типы данных
ASCII-символы 18
ММХ 83
упакованные байты 83
упакованные двойные слова 83
упакованные слова 83
учетверенное слово 83
байт 15
бит 15
вещественные числа
длинное 64
короткое 64
расширенное 64
специальные случаи 64
двоично-десятичные числа 38
двойное слово 16
Управление задачами 519
Управляющие регистры 478
Управляющие символы ASCII 561
Уровень вложенности 222
Условные переходы 212
Устройства
видеоадаптеры VGA 316
джойстик 371
динамик 335
запись в устройство 186
звуковые платы 339
клавиатура 305
контроллеры
DMA 359
прерываний 366
системный таймер 331
Ф
Файлы
запись 186
идентификатор 183
открытие 183
поиск 188
поиск с длинным именем 189
создание 183
удаление 187
Флаги
системные 476
флаги состояния FPU 66
центрального процессора 23
Функции
в ассемблере 216
системные
libc 538
Win32 414
в UNIX 540
Циклы
FOR 215
LOOP/ENDLOOP 215
REPEAT/UNTIL 215
WHILE 215
Ч
Часы реального времени
на уровне BIOS 171
на уровне портов ввода-вывода 336
Числа
с фиксированной запятой 228
с плавающей запятой 233