Лабораторная работа № 6 «Изучение работы обработчика аппаратных прерываний»
Цель: Изучение работы обработчика аппаратных прерываний.
Оборудование: ПК, ассемблер.
Краткие теоретические сведения
Обработчики прерываний являются важнейшей составной частью многих программных продуктов. В прикладных программах приходится обрабатывать, главным образом, внешние и программные прерывания. Общие принципы обслуживания тех и других прерываний одинаковы, однако условия функционирования обработчиков аппаратных прерываний имеют значительную специфику, связанную главным образом с тем, что прерывания от аппаратуры приходят в произвольные моменты времени и могут прервать текущую программу в любой ее точке. Обработчик прерывания должен быть написан таким образом, чтобы его выполнение ни в какой степени не отразилось на правильном функционировании текущей (прерываемой) программы.
Обработчик прерываний может входить в состав программы в виде процедуры, или просто являться частью программы, начинающейся с некоторой метки (входной точки обработчика) и завершающейся командой выхода из прерывания iret.
Программа, начиная свою работу, прежде всего должна выполнить инициализирующие действия по установке обработчика прерываний. В простейшем случае эти действия заключаются в занесении в соответствующий вектор полного адреса (сегмента и смещения) обработчика. Часто инициализация обработчика, помимо установки вектора, предполагает и другие действия: сохранение исходного содержимого вектора прерывания, размаскирование соответствующего уровня прерываний в контроллере прерываний, посылка в устройство команды разрешения прерываний и т. д.
|
|
|
Установив обработчик, программа может приступить к дальнейшей работе. В случае прихода прерывания, процессор сохраняет в стеке флаги и текущий адрес программы, извлекает из вектора адрес обработчика и передает управление на его входную точку. Все время, пока выполняется программа обработчика, основная программа, естественно, стоит. Завершающая обработчик команда iret извлекает из стека сохраненные там данные и возвращает управление в прерванную программу, которая может продолжить свою работу. Последующие прерывания обслуживаются точно так же.
Рассмотрим структуру программы с обработкой аппаратных прерываний. Наиболее удобным аппаратным прерыванием, которое можно использовать в исследовательских целях, является прерывание от системного таймера, которое генерируется 18.2 раза в секунду и служит источником сигналов для хода системных часов, отсчитывающих время, истекшее после включения машины. Замена системного обработчика на прикладной не приводит к каким-либо неприятностям, кроме, возможно, остановки на некоторое время системных часов.
|
|
|
В приведенном примере обработчик прерываний расположен в конце программы, после главной процедуры main, хотя взаимное расположение процедур не имеет ни малейшего значения. Не имеет также значения, выделен ли обработчик в отдельную процедуру или просто начинается с метки.
Для того, чтобы прикладной обработчик получал управление в результате прерываний, его адрес следует поместить в соответствующий вектор прерывания. При этом исходное содержимое вектора будет затерто, и если прерывания будут поступать и после завершения программы, возникнет весьма неприятная ситуация, когда управление будет передаваться по адресу, по которому в памяти может располагаться что угодно. Поэтому стандартной методикой является сохранение в памяти исходного содержимого вектора и восстановление этого содержимого перед завершением программы.
Для чтения и заполнения вектора прерываний можно использовать специально предусмотренные для этого функции DOS. Для чтения вектора используется функция с номером 35h. В регистр AL помещается номер вектора. Функция возвращает исходное содержимое вектора в паре регистров ES:BX (в ES сегментный адрес, а в ВХ смещение). Для хранения исходного содержимого вектора в сегменте данных предусмотрена переменая old_08.
|
|
|
Сохранив исходный вектор, можно установить в нем адрес нашего обработчика. Для установки вектора в DOS предусмотрена функция 25h. Она требует указания номера устанавливаемого вектора в регистре AL, a его полного адреса — в паре регистров DS:DX. Занести в регистр DX смещение нашего обработчика new_08 не составляет труда, это делается командой
mov DX,offset new_08.
Однако регистр DS у нас занят — в нем хранится сегментный адрес сегмента данных. Придется на какое-то время сохранить этот адрес, для чего удобнее всего воспользоваться стеком. Содержимое CS отправляется в стек и тут же извлекается оттуда в регистр DS командами:
push CS
pop DS
После возврата из DOS надо не забыть восстановить исходное содержимое DS, сохраненное в стеке. Инициализация обработчика прерываний закончена. Начиная с этого момента, каждый сигнал таймера будет приводить к прерыванию продолжающейся основной программы и передаче управления на процедуру nevv_08.
Перед завершением программы необходимо поместить в вектор 8 адрес исходного, системного обработчика, который был сохранен в old_08. Перед вызовом функции 25h установки вектора в регистры DS:DX надо занести содержимое этой переменной. Эту операцию можно выполнить одной командой Ids, если указать в качестве ее первого операнда регистр DX, а в качестве второго — адрес old_08.
|
|
|
Последнее, что нам осталось рассмотреть — это стандартные действия по завершению самого обработчика прерываний. Выше уже говорилось, что последней командой обработчика должна быть команда iret, возвращающая управление в прерванную программу. Однако перед ней необходимо выполнить еще одно обязательное действие — послать в контроллер прерываний команду конца прерываний. Дело в том, что контроллер прерываний, передав в процессор сигнал прерывания INT, блокирует внутри себя линии прерываний, начиная с той, которая вызвала данное прерывание, и до последней в порядке возрастания номеров IRQ. Таким образом, прерывание, пришедшее, например, по линии IRQ 6 (гибкий диск) заблокирует дальнейшую обработку прерываний по линиям 6 и 7, а прерывание от таймера (IRQ 0) блокирует вообще все прерывания. Любой обработчик аппаратного прерывания обязан перед своим завершением снять блокировку в контроллере прерываний, иначе вся система прерываний выйдет из строя. Снятие блокировки осуществляется посылкой команды с кодом 20h в один из двух портов, закрепленных за контроллером прерываний. Для ведущего контроллера эта команда посылается в порт 20h, для ведомого — порт A0h.
Ход работы
1. Наберите в любом текстовом редакторе текст программы из таблицы 6.1. и сохраните ее с расширением .ASM.
2. Откомпилируйте программу.
3. Запустите программу. Пронаблюдайте ее работу.
4. Ответьте на вопросы к лабораторной работе.
5. Сделайте вывод по проделанной работе.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 467; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!