Методическое пособие для выполнения лабораторных работ и КР (1075934), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Программа фактически сама себяпрерывает. При аппаратных прерываниях срабатывают специальные схемы контроля компьютера и сигнал прерывания поступает через специальное устройство (КП – контроллерпрерываний) в центральный процессор (CPU) после чего работающая программа прерывается. Кстати это может быть любая программа, прерывания которой разрешены. Аппаратные прерывания могут возникать от любых устройств, которые могут связываться с процессором (клавиатура, мышь, диски и т.п.).
Устройства с помощью прерываний сообщаютпроцессору о своем состоянии, выполнении действий и исправности/неисправности.Прерывания подразделяются также на маскируемые и немаскируемые прерывания.Если прерывание может быть временно запрещено, то оно относится к группе маскируемых прерываний. Программные прерывания подразделяются на группы: прерывания DOSи прерывания BIOS.
Такая классификация зависит от места расположения процедур обработки прерываний. Прерывания могут внутренними и внешними, в зависимости от способа инициирования прерывания (в данном компьютере или извне). Внешние прерываниянемаскируютсяПри инициировании программных прерываний в программе выполняется специальная машинная команда:INT <номер прерывания>,где <номер прерывания> - число в пределах от 0 до 255 (один байт). Данный номеропределяет адрес процедуры обработки прерывания в векторе прерываний (см. выше).Аппаратные прерывания инициируются устройствами, подключенными к компьютеру, для этого они подключены к специальной микросхеме – контроллеру прерыванийКП. Эта микросхема в свою очередь подключена к центральному процессору и позволяетпо специальным линиям передать: сигнал прерываний и специальный номер прерывания.В курсовой работе по дисциплине СП Вам необходимо разобраться с механизмоминициации и обработке аппаратных и программных прерываний и написать собственныепроцедуры обработки прерываний в виде резидентных модулей (часть 1).732010 год 2 курс 4-й семестр Большаков С.А.“Системное программирование”18.6.
Обработка прерываний в процессоре (программных иаппаратных)На рисунке, расположенном ниже представлена обобщенная и укрупненная схемаобработки программных и аппаратных прерываний. Данная схема должна быть доработаны в рамках курсовой работы по СП для каждого конкретного варианта задания студента.Вашиустройства исхемыконтроляIRQ 0IRQ 1IFIRQ 0Вашиустройства исхемыконтроляОбобщенная схема взаимодействия резидентнойпрограммы с аппаратуройКлавиатураВедомыйконтроллерпрерыванийIRQ 2IRQ 7IRQ 7ВедущийконтроллерпрерыванийINT09hЦентральныйпроцессор(CPU)CS:IPFlagsIRQ 15FlagsCS:IPНовый обработчикпрерывания 09hNEW_09hpushfCALL OLD......IRETВекторпрерыванийНовый обработчикпрерывания 2FhNEW_2FhОперативная память...Адрес New_09h...JMP OLD......Адрес New_2Fh...CS:IPСистемный обработчикпрерывания 09h(аппаратноепрерывание отклавиатуры)OLD_09hIRETРезидентна частьДругие обработчикипрерываний для Вашегозадания(CALL или JMP?)Системный обработчикпрерывания 2Fh(мультиплексноепрерывание)…IRETНаша программа –часть инициализацииFlagsCS:IPINT 2FhПрерванная программаCS:IPFlagsСледующая командапосле аппаратногопрерыванияСледующая командапосле вызовапрограммногопрерывания (послеINT)??Для индивидуализации данной схемы под конкретный вариант нужноучесть и доработать следующие детали:1.
Учесть другие устройства, используемые в TSR, инициирующиепрерывания,2. Добавить/исключить новые прерывания, используемые в TSR,3. Согласовать способы вызова системных(старых) обработчиков в новыхобработчиках (механизмы CALL и JMP).4. Учесть изменения в векторе прерывания.Вопросы для письменного зачета и сдачи КР по данной схеме:1. Поясните по шагам обработку Вашего аппаратного прерывания,2. Поясните по шагам обработку Вашего программного прерывания,3. Как выгружается TSR? Как загружается TSR?4.
Как заменяются и восстанавливаются адреса в векторе прерываний (ВП)?5. Как выполняется основная функция резидентной программы?6. Как программа и CPU работает со стеком?На данном рисунке дополнительно выделены: перечень возможных изменений дляиндивидуализации задания по конкретному варианту и перечень основных вопросов задаваемых при защите курсовой работы по дисциплине СП по данной схеме (данная схемадолжна быть разработана в виде одного из трех листов курсовой работы).Поясним кратко последовательность действий при обработке аппаратных и программных прерываний.Аппаратные прерывания (в нашем случае обработка прерывания от клавиатуры –номер – 09Н):− Нажата любая клавиша на клавиатуре.− Инициируется прерывание (IRQ1) и сигнал поступает в контроллер прерыванияПримечание 1. Для обработки 16-ти прерываний в цепочку, на нашей схеме, соединены 2 контроллера прерываний (КП), каждый из которых способен обработатьтолько по 8 сигналов прерываний.− Из контроллера прерываний в центральный процессор (CPU) поступает сигнал INT и номер прерывания 09Н.− По номеру прерывания процессор выбирает адрес обработчика прерыванияиз вектора прерывания, в нашем случае этот сдвиг в ВП равен 36 (9*4).2010 год 2 курс 4-й семестр Большаков С.А.“Системное программирование”74− Процессор запоминает в стеке регистр флагов ( Flags) и дальний адрес возврата в прерванную программу ( CS:IP).− На основе адреса обработчика устанавливаются новые CS:IP, что фактическиприводит к вызову новой процедуры обработчика прерываний.− Новый обработчик прерываний выполняет необходимые (по варианту задания) действия.− В новом обработчике необходимо запомнить в стеке регистры общего назначения, которые используются в его программе.− При необходимости может быть вызван старый обработчик прерываний пометоду CALL или методу JMP.
При использовании вызова старого обработчика с возвратом нужно в стек поместить регистр флагов (команда PUSHF)для того, чтобы корректно работала команда IRET в этом обработчике. Вызов с возвратом может быть выполнен в начале нового обработчика, при егоокончании или в середине. При вызове с командой JMP выполняется безусловный переход и в стек ничего не заносится. Перед вызовом по методу JMPнудно восстановить все запомненные регистры общего назначения.− Восстанавливаются регистры общего назначения в новом обработчике.− Выполняется возврат в прерванную программу командой IRET, которая изстека выбирает регистр флагов и дальний адрес возврата CS:IP.− Продолжает работать прерванная программа.Программные прерывания (в нашем случае обработка прерывания запускаетсякомандой INT 2FH):− Выполняется команда INT 2FH в части инициализации резидентной программы.− Процессор, выполняя эту команду, определяет адрес нового обработчикапрерывания (2F16 = 4710 , смещение 47*4 = 188).
Получаем дальний адрес нового обработчика.− Запоминается в стеке регистр флагов и текущие значения CS:IP в качестветочки возврата в прерванную программу.− На основе адреса обработчика устанавливаются новые CS:IP, что фактическиприводит к вызову новой процедуры обработчика прерываний.− Новый обработчик прерываний выполняет необходимые (по варианту задания) действия.− В новом обработчике необходимо запомнить в стеке регистры общего назначения, которые используются в его программе.− Восстанавливаются регистры общего назначения в новом обработчике.− При необходимости может быть вызван старый обработчик прерываний пометоду CALL или методу JMP. При использовании вызова старого обработчика с возвратом нужно в стек поместить регистр флагов (команда PUSHF)для того, чтобы корректно работала команда IRET в этом обработчике.
Вызов с возвратом может быть выполнен в начале нового обработчика, при егоокончании или в середине. При вызове с командой JMP выполняется безусловный переход и в стек ничего не заносится. Перед вызовом по методу JMPнудно восстановить все запомненные регистры общего назначения.− Выполняется возврат в прерванную программу из старого обработчика прерывания командой IRET, которая из стека выбирает регистр флагов и дальний адрес возврата CS:IP.− Продолжает работать прерванная программа в части инициализации..2010 год 2 курс 4-й семестр Большаков С.А.“Системное программирование”75В курсовой работе студенты должны приспособить данную схему для своего варианта и описать последовательность обработки прерываний в документации (Техническоеописание).18.7.
Установка резидентаВ конце части инициализации резидентной программы необходимо указать операционной системе, что часть программы останется резидентной (Часть 1), то есть выполнить установку резидента.Для установки резидента используется специальное прерывание DOS (Terminateand Stay Resident - TSR):031H – 21H.Или BIOS прерывание027НЭти варианты отличаются способом задания размера памяти резидента ("обрезания") и отдельными свойствами – см.
более подробно в справочниках DOS:1- способ( ОП >64kb и старшие версии ДОС):MOV DX , <размер резидента в параграфах>MOV AX, 3100HINT 21H2-способ:MOV DX , <адрес конца резидента от PSP>INT 27HДля правильной установки необходимо рассчитать в программе рассчитать егоразмер.18.8. Расчет размера резидентаДля случая с прерыванием 031H – 21H нужно определить в параграфах размер оставляемой памяти. Он определяется для программы:ORG 100hBEGIN: ……INIT:Так:MOV DX, (INIT – BEGIN + 10fh)/16Размер вычисляется как разница начала части инициализации (INIT), которая будетудалена (Часть 2) и адреса точки входа в программу (BEGIN).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
