El Universo Digital Ibm Pc at y Ps2

EL UNIVERSO DIGITAL

DEL IBM PC, AT Y PS/2 Edición 4.0

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(4ª edición)

Limitación de garantía: Pese a que todos los programas e ideas incluidas en el libro han sido probados, el autor y el editor no se responsabilizan de los daños que su funcionamiento pueda ocasionar bajo ninguna circunstancia ni están obligados a corregir el contenido del libro.

Marcas registradas: IBM PCjr, PC, XT, AT, PS/2, OS/2 y Microchannel son marcas registradas de International Business Machines. MS-DOS, WINDOWS, Microsoft C y Microsoft Macro Assembler son marcas registradas de Microsoft Corporation. DR-DOS es marca registrada de Digital Research Inc. QEMM y Desqview son marcas registradas de Qarterdeck Corporation. UNIX es marca registrada de AT&T Bell Laboratories. Intel es marca registrada de Intel Corporation. Motorola es marca registrada de Motorola Inc. Turbo Assembler, Turbo C, Turbo Debugger y Borland C++ son marcas registradas de Borland International Inc.

EL UNIVERSO DIGITAL DEL IBM PC, AT Y PS/2 Ciriaco García de Celis Edición 4.0

Ediciones Grupo Universitario de Informática (Valladolid)

EL UNIVERSO DIGITAL DEL IBM PC, AT Y PS/2 - v4.0 Ciriaco García de Celis. Grupo Universitario de Informática, 1992-1997.

Publica: Asociación Grupo Universitario de informática, 1992-1997. Apartado de correos 6062, Valladolid. Internet: http://www.gui.uva.es Autor: Ciriaco García de Celis (http://www.gui.uva.es/~ciri) Registro de propiedad Intelectual nº 1121; Madrid, 1993. Versión electrónica en Internet: http://www.gui.uva.es/udigital Imprimió, durante la etapa impresa: Servicio de Reprografía de la Universidad de Valladolid. Casa del Estudiante, avda. Real de Burgos s/n. [Actualmente no se edita impreso; absténganse de contactar con ellos]. Tirada, durante la etapa impresa: Más de 1200 ejemplares. Licencia de uso y distribución: Ver página 11.

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ÍNDICE

ÍNDICE PRÓLOGO DE LA EDICIÓN 4.0 ELECTRÓNICA....................................................................... PRÓLOGO DE LA TERCERA EDICIÓN (1994).......................................................................... 1 - INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 1.1 - Números binarios, octales y hexadecimales ................................................................. 1.2 - Cambio de base ............................................................................................................. 1.3 - Estructura elemental de la memoria .............................................................................. 1.4 - Operaciones aritméticas sencillas en binario ................................................................ 1.5 - Complemento a dos ....................................................................................................... 1.6 - Agrupaciones de bytes .................................................................................................. 1.7 - Representación de datos en memoria........................................................................... 1.8 - Operaciones lógicas en binario ..................................................................................... 2 - ARQUITECTURA E HISTORIA DE LOS MICROORDENADORES........................................... 2.1 - Arquitectura Von Neuman.............................................................................................. 2.2 - El microprocesador ........................................................................................................ 2.3 - Breve historia del ordenador personal y el DOS ............................................................ 3 - MICROPROCESADORES 8086/88, 286, 386, 486 y Pentium .................................................. 3.1 - Características generales .............................................................................................. 3.2 - Registros del 8086 y del 286 ......................................................................................... 3.3 - Registros del 386 y procesadores superiores ............................................................... 3.4 - Modos de direccionamiento ........................................................................................... 3.5 - La pila ............................................................................................................................. 3.6 - Un programa de ejemplo ............................................................................................... 4 - JUEGO DE INSTRUCCIONES 80x86 ......................................................................................... 4.1 - Descripción completa de las instrucciones.................................................................... 4.1.1 - De carga de registros y direcciones ............................................................... 4.1.2 - De manipulación del registro de estado ......................................................... 4.1.3 - De manejo de la pila ....................................................................................... 4.1.4 - De transferencia de control............................................................................. 4.1.5 - De entrada/salida............................................................................................ 4.1.6 - Aritméticas ...................................................................................................... Suma............................................................................................................. Resta............................................................................................................. Multiplicación................................................................................................. División.......................................................................................................... Conversiones ................................................................................................ 4.1.7 - Manipulación de cadenas............................................................................... 4.1.8 - Operaciones lógicas a nivel de bit.................................................................. 4.1.9 - De control del procesador............................................................................... 4.1.10 - De rotación y desplazamiento ...................................................................... 4.2 - Resumen alfabético de las instrucciones y banderines. Índice..................................... 4.3 - Instrucciones específicas del 286, 386 y 486 en modo real ......................................... 4.3.1 - Diferencias en el comportamiento global respecto al 8086 ........................... 4.3.2 - Instrucciones específicas del 286................................................................... 4.3.3 - Instrucciones propias del 386 y 486............................................................... 4.3.4 - Detección de un sistema AT o superior ......................................................... 4.3.5 - Evaluación exacta del microprocesador instalado ......................................... 4.3.6 - Modo plano (flat) del 386 y superiores ...........................................................

11 17 21 21 22 22 23 23 23 23 24 25 25 26 27 31 31 33 36 36 38 39 41 41 41 43 45 46 49 49 49 51 53 54 55 55 58 59 60 63 64 64 65 66 68 68 70

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EL UNIVERSO DIGITAL DEL IBM PC, AT Y PS/2

5 - EL LENGUAJE ENSAMBLADOR DEL 80x86............................................................................ 71 5.1 - Sintaxis de una línea en ensamblador........................................................................... 71 5.2 - Constantes y operadores............................................................................................... 72 5.2.1 - Constantes...................................................................................................... 72 5.2.2 - Operadores aritméticos .................................................................................. 72 5.2.3 - Operadores lógicos......................................................................................... 73 5.2.4 - Operadores relacionales................................................................................. 73 5.2.5 - Operadores de retorno de valores.................................................................. 73 5.2.6 - Operadores de atributos ................................................................................. 73 5.3 - Principales directivas ..................................................................................................... 75 5.3.1 - De definición de datos .................................................................................... 75 5.3.2 - De definición de símbolos............................................................................... 75 5.3.3 - De control del ensamblador............................................................................ 76 5.3.4 - De definición de segmentos y procedimientos............................................... 76 5.3.5 - De referencias externas.................................................................................. 78 5.3.6 - De definición de bloques ................................................................................ 78 5.3.7 - Condicionales ................................................................................................. 80 5.3.8 - De listado ........................................................................................................ 80 5.4 - Macros............................................................................................................................ 81 5.4.1 - Definición y borrado de las macros ................................................................ 81 5.4.2 - Ejemplo de una macro sencilla....................................................................... 82 5.4.3 - Parámetros formales y parámetros actuales.................................................. 82 5.4.4 - Etiquetas dentro de macros. Variables locales. ............................................. 83 5.4.5 - Operadores de macros ................................................................................... 84 5.4.6 - Directivas útiles para macros.......................................................................... 85 5.4.7 - Macros avanzadas con número variable de parámetros ............................... 87 5.5 - Programación modular y paso de parámetros .............................................................. 88 6 - EL ENSAMBLADOR EN ENTORNO DOS.................................................................................. 91 6.1 - Tipos de programas ejecutables bajo DOS................................................................... 91 6.2 - Ejemplo de programa de tipo COM ............................................................................... 91 6.3 - Ejemplo de programa de tipo EXE ................................................................................ 92 6.4 - Proceso de ensamblaje ................................................................................................. 94 6.5 - La utilidad DEBUG/SYMDEB ........................................................................................ 96 6.6 - Las funciones del DOS y de la BIOS............................................................................. 99 7 - ARQUITECTURA DEL PC, AT y PS/2 BAJO DOS .................................................................... 103 7.1 - Las interrupciones.......................................................................................................... 103 7.2 - La memoria. Los puertos de entrada y salida. .............................................................. 105 7.3 - La pantalla en modo texto.............................................................................................. 105 7.4 - La pantalla en modo gráfico........................................................................................... 106 7.4.1 - Modos gráficos................................................................................................ 106 7.4.2 - Detección de la tarjeta gráfica instalada ........................................................ 108 7.4.3 - Introducción al estándar gráfico VGA............................................................. 108 7.4.4 - Ejemplo de gráficos empleando la BIOS........................................................ 114 7.4.5 - Ejemplo de gráficos a nivel hardware............................................................. 115 7.4.6 - El estándar gráfico VESA ............................................................................... 116 7.5 - El teclado........................................................................................................................ 119 7.5.1 - Bajo nivel......................................................................................................... 119 7.5.2 - Nivel intermedio .............................................................................................. 122 7.5.3 - Alto nivel.......................................................................................................... 125 7.6 - Los discos ...................................................................................................................... 125 7.6.1 - Estructura física .............................................................................................. 125 7.6.2 - Cabeza 0. Pista 0. Sector 1. ........................................................................... 126 7.6.3 - La FAT ............................................................................................................ 127 7.6.4 - El directorio raíz .............................................................................................. 129 7.6.5 - Los subdirectorios........................................................................................... 130

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7.6.6 - El BPB y el DPB.............................................................................................. 131 7.6.7 - La BIOS y los disquetes ................................................................................. 131 7.6.8 - Disquetes floptical 3½ de 20 Mb .................................................................... 132 7.6.9 - Ejemplo de acceso al disco a alto nivel.......................................................... 132 7.6.10 - Ejemplo de acceso al disco a bajo nivel....................................................... 133 7.7 - El PSP ............................................................................................................................ 137 7.8 - El proceso de arranque del PC...................................................................................... 139 7.9 - Formato de las extensiones ROM ................................................................................. 139 7.10 - Formato físico de los ficheros EXE.............................................................................. 140 8 - LA GESTIÓN DE MEMORIA DEL DOS ...................................................................................... 143 8.1 - Tipos de memoria en un PC .......................................................................................... 143 8.2 - Bloques de memoria ...................................................................................................... 145 8.2.1 - El bloque de memoria del programa .............................................................. 145 8.2.2 - El bloque del entorno...................................................................................... 145 8.2.3 - Los bloques de control de memoria (MCB's) ................................................. 146 8.2.4 - La cadena de los bloques de memoria .......................................................... 146 8.2.5 - Relación entre bloque de programa y de entorno.......................................... 147 8.2.6 - Tipos de bloques de memoria ........................................................................ 147 8.2.7 - Liberar el espacio de entorno en programas residentes................................ 148 8.2.8 - Peculiaridades del MS-DOS 4.0 y 5.0............................................................ 148 8.2.9 - Cómo recorrer los bloques de memoria. Ejemplo.......................................... 149 8.3 - Memorias extendida y superior XMS............................................................................. 152 8.4 - Memoria expandida EMS............................................................................................... 153 9 - SUBPROCESOS, RECUBRIMIENTOS Y FILTROS................................................................... 157 9.1 - Llamada a subprocesos y recubrimientos u overlays ................................................... 157 9.2 - Construcción de filtros.................................................................................................... 159 10 - PROGRAMAS RESIDENTES .................................................................................................... 161 10.1 - Principios básicos ........................................................................................................ 161 10.2 - Un ejemplo sencillo ...................................................................................................... 162 10.3 - Localización de un programa residente....................................................................... 163 10.3.1 - Método de los vectores de interrupción ....................................................... 163 10.3.2 - Método de la cadena de bloque de memoria............................................... 163 10.3.3 - Método de la interrupción Multiplex.............................................................. 164 10.4 - Expulsión de un programa residente de la memoria................................................... 164 10.5 - Gestión avanzada de la interrupción Multiplex............................................................ 165 10.5.1 - El convenio BMB Compuscience ................................................................. 165 10.5.2 - El convenio CiriSOFT ................................................................................... 165 10.5.3 - La propuesta AMIS ....................................................................................... 170 10.5.4 - Comparación entre métodos ........................................................................ 172 10.6 - Métodos especiales para economizar memoria.......................................................... 172 10.7 - Programas autoinstalables en memoria superior........................................................ 173 10.8 - Programas residentes en memoria extendida con DR-DOS 6.0 ................................ 174 10.9 - Ejemplo de programa residente que utiliza la BIOS.................................................... 176 10.10 - Uso sin límites de servicios del DOS en programas residentes ............................... 184 10.10.1 - Una primera aproximación ......................................................................... 185 10.10.2 - Pasos a realizar para usar el DOS............................................................. 186 10.10.3 - Resumiendo, ¡no es tan difícil! ................................................................... 187 10.10.4 - Un método alternativo: el SDA ................................................................... 188 10.10.5 - Métodos menos ortodoxos ......................................................................... 189 10.11 - Ejemplo de programa residente que utiliza el DOS .................................................. 189 10.12 - Programas residentes invocables en modos gráficos............................................... 197 10.13 - Programas residentes en entorno WINDOWS 3....................................................... 199 11 - CONTROLADORES DE DISPOSITIVO..................................................................................... 203 11.1 - Introducción.................................................................................................................. 203

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11.2 - Encabezamiento y palabra de atributos ...................................................................... 203 11.3 - Rutinas de estrategia e interrupción ............................................................................ 205 11.4 - Ordenes a soportar por el controlador de dispositivo.................................................. 205 11.5 - La cadena de controladores de dispositivo instalados................................................ 210 11.6 - Ejemplo de controlador de dispositivo de caracteres.................................................. 212 11.7 - Ejemplo de controlador de dispositivo de bloques ...................................................... 214 11.7.1 - Disco virtual TURBODSK: Características................................................... 214 11.7.2 - Ensamblando TURBODSK........................................................................... 216 11.7.3 - Análisis detallado del listado de TURBODSK .............................................. 216 11.8 - Los controladores de dispositivo y el DOS.................................................................. 244 12 - EL HARDWARE DE APOYO AL MICROPROCESADOR........................................................ 245 12.1 - La arquitectura del ordenador compatible ................................................................... 245 12.2 - El interfaz de periféricos 8255 ..................................................................................... 247 12.2.1 - Descripción del integrado ............................................................................. 247 12.2.2 - El 8255 en el PC ........................................................................................... 248 12.2.3 - Un método para averiguar la configuración del PC/XT................................ 248 12.3 - El temporizador 8253 u 8254....................................................................................... 249 12.3.1 - Descripción del integrado ............................................................................. 249 12.3.2 - El 8254 en el ordenador ............................................................................... 255 12.3.3 - Temporización .............................................................................................. 256 12.3.4 - Síntesis de sonido ........................................................................................ 258 12.4 - El controlador de interrupciones 8259......................................................................... 261 12.4.1 - Cómo y por qué de las interrupciones.......................................................... 261 12.4.2 - Descripción del integrado 8259 .................................................................... 261 12.4.3 - El 8259 dentro del ordenador ....................................................................... 267 12.4.4 - Ejemplo: cambio de la base de las interrupciones....................................... 269 12.5 - El chip DMA 8237 ........................................................................................................ 270 12.5.1 - El acceso directo a memoria ........................................................................ 270 12.5.2 - Descripción del integrado 8237 .................................................................... 270 12.5.3 - El 8237 en el ordenador ............................................................................... 279 12.5.4 - Ralentizar un equipo AT con el DMA ........................................................... 281 12.5.5 - Acerca de las páginas de DMA .................................................................... 283 12.6 - El controlador de disquetes NEC 765 ......................................................................... 284 12.6.1 - La tecnología de grabación en disco............................................................ 284 12.6.2 - Descripción del FDC (Floppy Disk Controller) 765 ...................................... 286 12.6.3 - El 765 dentro del ordenador ......................................................................... 294 12.6.4 - Densidades de disco y formatos estándar ................................................... 294 12.6.5 - Acceso a disco con DMA.............................................................................. 297 12.6.6 - Lectura y escritura de sectores de disco sin DMA ....................................... 305 12.6.7 - Programación avanzada del controlador de disquetes: 2M 3.0................... 309 12.6.7.1 - Formato de la primera pista .......................................................... 311 12.6.7.2 - Puntualizaciones sobre el formato de máxima capacidad ........... 315 12.6.7.3 - Descripción de funcionamiento del soporte residente .................. 316 12.6.7.4 - Descripción del programa de formateo (2MF) para 2M................ 330 12.6.7.5 - Un programa para medir el rendimiento de los disquetes............ 338 12.6.7.6 - La versión para PC/XT de 2M: 2MX ............................................. 340 12.6.7.7 - La opción BIOS de 2M: 2M-ABIOS y 2M-XBIOS ......................... 341 12.6.7.8 - La utilidad 2MDOS ........................................................................ 341 12.6.7.9 - Cómo superar los 2.000.000 de bytes en 3½: 2MGUI ................. 342 12.6.7.10 - Uso de 2M 3.0 en OS/2 2.1......................................................... 345 12.7 - El disco duro del AT (IDE, MFM, Bus Local) ............................................................... 346 12.7.1 - El interface .................................................................................................... 346 12.7.2 - Programación de la controladora ................................................................. 346 12.7.3 - Ejemplo práctico de programación............................................................... 349 12.8 - El controlador del teclado: 8042 .................................................................................. 351

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12.8.1 - El 8042 .......................................................................................................... 351 12.8.2 - El teclado del AT........................................................................................... 352 12.8.3 - Comunicación CPU ─¾ teclado ................................................................... 352 12.8.4 - Comunicación teclado ─¾ CPU ................................................................... 355 12.9 - El puerto serie: UART 8250 ......................................................................................... 356 12.9.1 - Descripción del integrado ............................................................................. 356 12.9.2 - El 8250 en el ordenador ............................................................................... 363 12.9.3 - Ejemplo: autodiagnóstico del 8250 .............................................................. 364 12.10 - El puerto de la impresora........................................................................................... 365 12.10.1 - Los registros del puerto paralelo ................................................................ 365 12.10.2 - Envío de caracteres.................................................................................... 365 12.10.3 - Cable NULL-MODEM para conectar dos ordenadores ............................. 366 12.11 - El ratón ....................................................................................................................... 367 12.12 - El reloj de tiempo real del AT: Motorola MC146818.................................................. 368 12.12.1 - Descripción del integrado ........................................................................... 368 12.12.2 - El MC146818 dentro del ordenador ........................................................... 370 12.12.3 - Un método para averiguar la configuración del AT y PS/2 ........................ 371 13 - EL ENSAMBLADOR Y EL LENGUAJE C ................................................................................ 373 13.1 - Uso del Turbo C y Borland C a bajo nivel ................................................................... 373 13.1.1 - Acceso a los puertos de E/S ........................................................................ 373 13.1.2 - Acceso a la memoria .................................................................................... 373 13.1.3 - Control de interrupciones.............................................................................. 374 13.1.4 - Llamada a interrupciones ............................................................................. 374 13.1.5 - Cambio de vectores de interrupción............................................................. 374 13.1.6 - Programas residentes................................................................................... 375 13.1.7 - Variables globales predefinidas interesantes............................................... 375 13.1.8 - Inserción de código en línea......................................................................... 375 13.1.9 - Las palabras clave interrupt y asm............................................................... 375 13.2 - Interfaz C (Borland/Microsoft) - Ensamblador ............................................................. 376 13.2.1 - Modelos de memoria .................................................................................... 376 13.2.2 - Integración de módulos en ensamblador ..................................................... 376 APÉNDICES: I II III IV V VI VII VIII IX X XI

Mapa de memoria ...................................................................................................... 381 Tabla de interrupciones del sistema .......................................................................... 383 Tabla de variables de la BIOS ................................................................................... 385 Puertos de E/S ........................................................................................................... 389 Códigos de rastreo del teclado .................................................................................. 391 Tamaños y tiempos de ejecución de las instrucciones ............................................. 393 Señales del slot de expansión ISA ............................................................................ 399 Funciones del sistema, la BIOS y el DOS aludidas en este libro.............................. 401 Especificaciones XMS y EMS: Todas sus funciones ................................................ 423 Juego de caracteres ASCII extendido ....................................................................... 427 Bibliografía ................................................................................................................. 429

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PRÓLOGO DE LA EDICIÓN 4.0 ELECTRÓNICA

PRÓLOGO DE LA EDICIÓN 4.0 ELECTRÓNICA* (*) http://www.gui.uva.es/udigital

Nota:Pudiendo haber discrepancias entre sucesivas ediciones de estas normas, la versión de referencia válida e inapelable será la ubicada en todo momento en la red, en la dirección electrónica arriba indicada o cualquier otra que pudiera sucederla.

Licencia de uso y distribución para particulares. La edición 4.0 (4ª edición) de El Universo Digital del IBM PC, AT y PS/2 es un libro electrónico/impreso de dominio público; de libre uso, difusión, copia y distribución entre particulares, en cualquier soporte. Quienes decidan utilizarlo deberán registrarse por vía electrónica una sola vez, por razones de ética (http://www.gui.uva.es/udigital). También es posible hacerlo enviando una carta o postal ordinaria (mejor en un sobre) al autor, con cualquier texto, a la siguiente dirección: Ciriaco García de Celis Apartado 6105 47080 Valladolid España Indicando claramente que el motivo es registrar el Universo Digital. Los que hayan comprado la versión impresa en persona no necesitan registrarse, aunque lo recibiría con agrado, incluso si ha pasado bastante tiempo (pero si lo compraron por correo no deben registrarse: conservo su pedido). Me gustaría conocer en alguna medida la difusión de la obra, en especial a partir de este momento, lo que hasta ahora me resultaba algo más sencillo. Por supuesto, los datos o direcciones indicadas por los usuarios nunca serán divulgados por mí. Licencia de uso para empresas, asociaciones y organizaciones.

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Se aplican exactamente las mismas condiciones que para usuarios particulares, con la excepción de que se recomienda un único registro electrónico o una sola carta o postal en representación de todos los posibles usuarios de la entidad. Licencia de distribución para empresas, asociaciones y organizaciones. Editando revistas (no libros) la distribución está permitida en cualquier formato digital (HTML, PostScript, WordPerfect, texto, o cualesquiera otros) tanto en fragmentos como toda la obra completa. Siendo el formato una revista impresa sólo se permiten fragmentos que no totalicen más del 75% de la obra en los sucesivos números publicados. Es necesario citar la procedencia. La distribución por empresas que cobren una cierta cantidad por el soporte es libre. Mi única sugerencia es que la empresa me envíe una copia del soporte (CD, etc.) en que se publique, por cortesía. Tratándose de empresas editoriales u otras cualesquiera que planeen incluirlo, entero o por fragmentos, en el soporte impreso, electrónico u online de algún libro que vayan a publicar, deberían contactar primero conmigo para negociar una nueva versión (que en todo caso no implicaría la desaparición de ésta en su estatus actual). Modificaciones. La realización de cambios (añadidos, eliminación de contenidos o reemplazamiento de los mismos) es competencia exclusiva del autor, que centraliza la generación de nuevas versiones actualizadas. Quien realizara alguna modificación sin consentimiento habría de destinar la obra resultante para uso personal e intransferible. Orígenes de El Universo Digital. El Universo Digital no nació tras una decisión premeditada. Su objetivo inicial fue dotar de un manual de apoyo al Curso de Lenguaje Ensamblador, que ofrece todos los años la asociación Grupo Universitario de Informática de la Universidad de Valladolid, en el marco de unos Cursos de Introducción a la Informática -para los alumnos y personal en general de la Universidad- que abarcan un espectro mucho más amplio que el de la programación de los ordenadores. La primera versión ocupaba 116 páginas, cuando su denominación era aún la de Curso de Ensamblador. Sin embargo, en una época en la que era difícil encontrar información, y buena bibliografía especializada, el autor siguió recopilando material interesante y añadiéndolo al curso. Una buena parte de dicho material y del añadido después ha sido además de cosecha propia. La primera edición de El Universo Digital, editada no mucho tiempo después del manual del curso, rebasó ligeramente las 300 páginas. Posteriormente se incrementaría aún algo más, hasta las 420 de la 3ª edición que ha mantenido durante la mayor parte del tiempo.

El DOS en la actualidad. Actualmente, y desde hace algún tiempo, la programación en DOS ya no es importante, y mucho menos al nivel que desarrolla este libro, y ello pese a que incluso Windows 95 corre aún en


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alguna parte sobre DOS, comportamiento que irá reduciéndose hasta la eliminación en próximas versiones. El futuro de la programación, sin embargo, no es sólo para los programadores de alto nivel. En alguna manera, los propios usuarios pueden y podrán cada vez en mayor medida hacer sus propios programas incluso sin darse cuenta. Sin embargo, siempre hay alguien que tiene que construir los sistemas operativos, y sobre todo, los controladores para dar soporte a los dispositivos en los diversos sistemas operativos. Por no mencionar las aplicaciones especializadas, desde máquinas industriales al microprocesador de las sondas espaciales (que, evidentemente, no corre bajo Windows). Es para los programadores de sistemas, y para aquellos que necesitan o quieren saber cómo funciona el PC por dentro, como ejemplo práctico de arquitectura interna de un ordenador, para los que va destinado este libro. Que podrán practicar en un entorno cómodo para este tipo de programación, como es el DOS (que deja todo el control de la máquina a cada tarea). Aunque algunos contenidos muy relacionados con el DOS siguen presentes en esta obra, el lector habrá de tener en cuenta si es pertinente profundizar en ellos o no, en la época que vivimos. Mis contactos con editoriales. Mi objetivo inicial no fue publicarlo, aunque hace dos o tres años sí me lo planteé un poco en serio. Las ventajas de una edición oficial sería su no engorrosa distribución (uno de los motivos por los que siempre ha costado poco es porque nuestra Asociación y el propio autor ha puesto su mano de obra gratis), así como su mayor difusión. Puesto en contacto con cuatro prestigiosas editoriales; las que han respondido han valorado muy positivamente la obra, sin embargo la han rechazado aduciendo otros motivos («sobrecarga del programa editorial», solapamiento en contenidos con «obras publicadas o en fase de publicación», o simplemente «falta de interés comercial»). Una de ellas aún no ha respondido. Los inconvenientes de su publicación por una editorial serían el importante aumento de precio, y mi renuncia a los derechos de distribución (en particular, nuestra Asociación tendría que comprar en la librería los ejemplares para nuestros cursos). Sin embargo, la ventaja de la publicación para facilitar la difusión popular es obvia, máxime si lo hace una editorial importante (si no, no aparecería en todas las estanterías, la publicidad la harían los lectores lentamente, como ya se venía haciendo, y la distribución sería incluso más limitada pese al recurso a los baratos servicios de reprografía por parte de los usuarios). El Universo Digital en Internet. Mi decisión final ya la había acariciado con anterioridad. Algo había que hacer, pues la distribución gratuita del libro llevaba mucho tiempo. Uno de los motivos que han terminado empujándome a esta decisión, ha sido la considerable cantidad de pedidos que hemos recibido desde países de hispanoamérica. Se trata de ciudadanos que conocen el índice del libro a través del Web y lo piden, sobre todo desde México. Sin embargo, sólo en la primera ocasión lo he enviado (a Perú); los motivos son, desgraciadamente, la práctica imposibilidad de comerciar a pequeña escala con esos países (no existe el envío contrarreembolso, por ejemplo); las enormes demoras del envío por superficie (el coste del envío aéreo supera el del propio libro) y las

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complicadas gestiones de pago e injustas comisiones bancarias (aunque las pague el usuario final); finalmente habría que añadir incluso mi temor inconsciente a un aumento incontrolado de la demanda, cuando ya había demasiado trabajo que hacer para atender la de origen nacional (en mi memoria estaba lo que ocurrió cuando empezaron a aparecer mensajes y comenzaron a recibirse pedidos por FidoNET). Pido desde aquí disculpas a todos los que lo han solicitado desde fuera de España, mayores además si no he contestado el E-Mail por no haber tomado aún una decisión al respecto. El Universo Digital de dominio público en formato electrónico, podrá ser accedido desde cualquier lugar del mundo, y en cualquier CD de los kioscos. El inconveniente es que no todos tienen igual acceso a estas redes y medios, aunque ese inconveniente disminuirá exponencialmente con el tiempo (con el mismo exponente con que crezca la red). Fin de la distribución impresa. Naturalmente, una vez que he renunciado a mis derechos sobre el libro, donándolo al dominio público, ya no estoy obligado a venderlo impreso (medida tomada únicamente para mantener el copyright). Realmente, no tenemos tiempo ni medios para atender la demanda actual: aunque es una medida dura de imponer, lamento renunciar a realizar más envíos de ejemplares impresos. Renuncio con ello a facilitar su difusión a los lectores menos introducidos en las redes telemáticas, pero beneficio a otros muchos, que además podrán seguir usando la versión manuscrita utilizando una impresora. Por otro lado, haber facturado sólo aproximadamente el coste de impresión y distribución, me permiten tomar esa decisión sin temer el enfado de quienes lo habían comprado. El coste de impresión de los últimos números en la reprografía oficial de la Universidad (rechazamos opciones más baratas de menor calidad), encuadernación y disquete era de 1900 pts. El libro (realmente, apuntes técnicos fotocopiados) se vendía a 2100 pts más gastos de envío. Ese margen de beneficios era más bien de maniobra, ya que por ejemplo, en los ejemplares que no llegaban a su destino, el coste del envío y la devolución lo pagábamos nosotros. Cada envío llevaba una media de 20 minutos de tiempo total de mano de obra, contabilizando la preparación de los libros (transporte físico, disquete, gestión del pedido...), y la mayoría eran de una sola unidad (pese a que se penalizaba su envío con 100 pts adicionales). El precio de los más de 1200 Universos Digitales vendidos ha tenido un crecimiento nominal cero en los cinco años de difusión impresa. Obtención de ejemplares impresos. Aunque en general no se harán más envíos, la única excepción corresponderá a los pedidos realizados desde bibliotecas (universitarias o no universitarias), que tal vez no tengan la impresora adecuada o tiempo para reproducirlo, lo que perjudicaría a un amplio conjunto potencial de usuarios. No se harán envíos a otras organizaciones, ni a librerías o a particulares. Subrayamos que El Universo Digital impreso tiene el carácter legal de apuntes técnicos impresos y no de libro. Los pedidos de ejemplares impresos serán admitidos sólo desde España. Habrán de realizarse exclusivamente por carta impresa, que deberá estar compulsada por el sello y en su caso papel oficial de la biblioteca que hace el pedido, además de debidamente firmada por quien corresponda. Es conveniente que figure el teléfono de la biblioteca o en su defecto de la conserjería del centro. Además del nombre completo, dirección y NIF. Nos reservamos el derecho de rechazar aquellos pedidos que no cumplan alguno de estos requisitos, o los de sospechosa procedencia. La dirección es: Grupo


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Universitario de Informática. Apartado 6062. 47080 Valladolid. El precio por ejemplar será el que figure en la factura que realizará el propio servicio de reprografía (unas 2000 pts/unidad); sumando al final el coste exacto del envío y los disquetes. Agradecimientos. Agradezco desde aquí al servicio de Reprografía de la Universidad, ubicado en la Casa del Estudiante, el esmero puesto durante tanto tiempo en la reproducción y encuadernación de cada número durante la etapa impresa. Cualquier pequeño problema de calidad se ha debido siempre a los fallos inevitables que en ocasiones presenta toda máquina, por buena que sea. Mis agradecimientos también a las diversas instituciones de la Universidad de Valladolid, que han recibido en ocasión la presión de la demanda a través de incorrectas llamadas telefónicas solicitando el libro, no siendo ellos los encargados de su distribución; también al Grupo Universitario de Informática, por su colaboración a todos los niveles. No puedo decir lo mismo de los funcionarios de Correos: aunque algunos son amables, en general, el funcionamiento de esa institución es el que cabía esperar de un monopolio no sometido a la libre competencia en envíos postales ordinarios (y que, por tanto, no tiene la obligación de tratar bien a sus clientes, porque también volverán mañana). El trato que reciben los clientes no se diferencia mucho del de los paquetes, y estos son muy expresivos en ocasiones al llegar al destino. Por otro lado, la cantidad de papeles que hay que rellenar en cada envío, y algunas normas de la empresa (como el plomo adherido a los paquetes postales) no se han simplificado desde finales del siglo XIX. Tampoco es comprensible que sólo Argentaria sea aún la única entidad financiera con el privilegio de gestionar las denominadas Cuentas Corrientes Postales. Además de que el servicio de correos es caro en la realidad (esto es, cuando se incluye lo que pagamos en impuestos para cubrir las pérdidas de la compañía) se mantiene el viejo vicio de indexar las tarifas anuales (aumento del 8% en 1997, cuando hay un 2% de inflación nacional). Sin embargo, he de reconocer que la fiabilidad de Correos (entendida en cuanto a paquetes que llegan a su destino o en su defecto vuelven por motivo de dirección incorrecta) es próxima al 100%: los envíos no suelen perderse, al menos los de los reembolsos. En puntualidad, aunque hay extremos de gran aleatoriedad (desde paquetes que llegan en tres días a un pueblo perdido en la otra punta del país, a los que tardan quince en ir de Valladolid a Madrid) el tiempo promedio podría aproximarse, aunque por debajo, a lo que afirma la empresa. Ciriaco García de Celis Valladolid, Noviembre de 1997

PRÓLOGO DE LA TERCERA EDICIÓN (1994)

Ha pasado un año desde la publicación de la primera edición de esta obra. Desde entonces, ha continuado la expansión de los interfaces gráficos de usuario y los sistemas operativos avanzados para PC. Sin embargo, pese a que la programación continúa alejándose cada vez más del bajo nivel de las máquinas, los programadores de sistemas en el entorno del PC siguen existiendo y son muchos más que los que trabajan para las empresas punteras en el desarrollo de los sistemas operativos. Los ordenadores compatibles poseen numerosas aplicaciones en el campo industrial, para las que es conveniente un conocimiento elevado del funcionamiento interno del ordenador en general y del MS-DOS en particular. Para aquellas personas que necesitan comprender el funcionamiento de un ordenador, las máquinas compatibles constituyen una interesante oportunidad y punto de partida. Este libro pretende cubrir una importante laguna en la bibliografía disponible actualmente sobre la programación a nivel de sistemas de los ordenadores compatibles. Respecto a la primera edición, se han incrementado los contenidos en una proporción equivalente al 20% de lo que ya existía, corrigiéndose además algunos errores. Aunque el libro comience con una introducción a la aritmética binaria que pueda indicar todo lo contrario, se presupone que el lector tiene unos mínimos conocimientos de informática, al menos un dominio básico del sistema operativo MS-DOS, siendo más que recomendable conocer algún lenguaje de programación. Seguidamente se explica el lenguaje ensamblador de la serie 80x86 de Intel separando claramente las instrucciones de los diversos procesadores, aunque dejando de lado algunas instrucciones del 286 y 386 que se salen del entorno MS-DOS. También se describe la sintaxis del lenguaje ensamblador; sin embargo, aunque este último aspecto está extensamente documentado, los lectores que no conozcan el lenguaje ensamblador de ningún microprocesador habrán de trabajar considerablemente leyendo multitud de listados hasta adquirir la soltura necesaria y, sobre todo, creando los suyos propios. Aunque sería conveniente describir el lenguaje C, íntimo aliado del ensamblador en la programación de sistemas, ello se deja por razones de espacio para otras publicaciones. El libro describe con profundidad la arquitectura de los ordenadores compatibles, de manera especial en lo referente a la organización interna de la memoria (actualizada hasta el MS-DOS 6.0 y el DR-DOS 6.0), los discos y el teclado. El apartado de los gráficos se repasa sólo superficialmente, ya que por sí solo necesitaría de un buen libro más grueso que este. Se dan pistas sobre la manera de conmutar los modos de vídeo sin alterar el contenido de la pantalla, aspecto que resulta de especial

PRÓLOGO DE LA TERCERA EDICIÓN (1994)

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interés para los programas residentes. Las memorias extendida XMS y expandida EMS son descritas con cierto detenimiento, dada su presencia en todos los ordenadores modernos y su importancia. Existen apéndices que describen todas las funciones del DOS, de la BIOS y del sistema usadas en las rutinas y programas desarrollados, así como la totalidad de las funciones XMS y EMS. Sin embargo, no están ni muchísimo menos todas las interrupciones necesarias, por lo que se insta al lector a conseguir el impresionante fichero de dominio público INTERRUPT.LST, complemento ideal de este libro (ver bibliografía). Los programas residentes reciben un tratamiento especialmente profundo: desde los métodos más eficientes para que detecten su propia presencia en memoria, a las técnicas más avanzadas para economizar memoria, pasando por el uso de funciones del DOS de manera concurrente al programa principal, así como técnicas de empleo de memoria extendida y superior para conseguir programas que usen 0 Kb dentro de los primeros 640 Kb de la máquina y todo ello sin olvidar la convivencia con los actuales entornos operativos, como Windows, y la posibilidad de ser activados desde pantallas gráficas. Este libro también trata los controladores de dispositivo o device drivers, desde los dos posibles enfoques de su uso: bien sea la creación de controladores de dispositivo de caracteres, bien la de nuevas unidades de disco añadidas a las del sistema; en ambos casos se incluyen ejemplos reales de controladores completos y comprobados, en particular el ejemplo de disco virtual: un completo ejemplo de controlador redimensionable que soporta memoria convencional, XMS y EMS. Existe un capítulo muy próximo al hardware en el que se describen a fondo y sin omisiones todos los chips del ordenador, para permitir al programador de sistemas un control completo del equipo. Para asimilar este capítulo hace falta cierta formación previa en los sistemas digitales; sin embargo, los ejemplos que siguen a la información técnica aclaran las explicaciones previas y pueden ser aprovechados de manera inmediata incluso sin entender todo lo anterior. Los chips de apoyo al microprocesador son descritos de manera total: primero, no relacionados con el PC sino como tales circuitos; después integrándolos en el ordenador y documentando profusamente su uso, con ejemplos probados. Se consideran el interfaz de periféricos 8255 (útil para averiguar la configuración de los PC/XT), el temporizador 8253/8254 (para temporización y síntesis de sonido), el controlador de interrupciones 8259, el controlador de DMA 8237 (para acceso a disco), el controlador de disquetes 765 (acceso directo a los sectores), la controladora de disco duro de los AT (IDE, MFM ó Bus Local); el controlador del teclado del AT (8042); el UART 8250 (empleado en las comunicaciones serie) y el reloj de tiempo real MC146818 (configuración de AT y programación de alarmas y temporizaciones). Los ejemplos en este capítulo experimentan una importante potenciación respecto a la edición anterior; en particular, en lo relacionado con el controlador de disquetes se puede considerar que la información vertida es prácticamente casi toda la existente, existiendo pautas suficientes para que el lector cree sus propios programas copiones, protecciones de disco, formatos de alta capacidad, etc. Existen también capítulos que describen el funcionamiento y programación de la impresora; sin entrar en aspectos particulares relativos a los modelos de las diversas marcas, sí se suministra información común a todas. También se comenta en un capítulo el funcionamiento al más bajo nivel del ratón, aspecto que habitualmente no suele ser considerado. Dada la importancia del lenguaje C en la programación en general y en la programación de sistemas en particular, tanto en la actualidad como durante los próximos años, se incluye un capítulo que describe la manera de comunicar el ensamblador con el lenguaje C, con objeto de superar las limitaciones de este lenguaje en los puntos críticos de la programación de sistemas. Este capítulo

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requiere un dominio elemental del lenguaje C por parte del lector, aunque probablemente sólo sea útil para aquellos que lo conocen más o menos. Resumiendo, el libro pretende reunir en una sola obra la mayoría de la información necesaria para el programador de sistemas, exponiendo toda la información y no sólo lo imprescindible, sin olvidos ni omisiones; también se pretende explicar las técnicas más avanzadas de creación de programas residentes. Este afán de información completa es el responsable del título del libro. Todos los listados de ejemplo se suponen de dominio público y las rutinas pueden ser incluidas por los lectores libremente en sus propios programas, aunque en el caso de los programas completos debe citarse la procedencia y dejar bien claro en las versiones modificadas quién las ha alterado. En todo caso, pese a que todas las rutinas y programas han sido probados debidamente en un 8088, un 286, un 386 o un 486 -bajo varios sistemas operativos y con diferentes configuraciones del hardware- el autor del libro no se responsabiliza de su correcto funcionamiento en todas las circunstancias.

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INTRODUCCIÓN

Capítulo I: INTRODUCCIÓN

1.1. - NUMEROS BINARIOS, OCTALES Y HEXADECIMALES. El sistema de numeración utilizado habitualmente es la base 10; es decir, consta de 10 dígitos (0-9) que podemos colocar en grupos, ordenados de izquierda a derecha y de mayor a menor. Cada posición tiene un valor o peso de 10n donde n representa el lugar contado por la derecha: 1357 = 1 x 103 + 3 x 102 + 5 x 101 + 7 x 100 Explícitamente, se indica la base de numeración como 135710. En un ordenador el sistema de numeración es binario -en base 2, utilizando el 0 y el 1- hecho propiciado por ser precisamente dos los estados estables en los dispositivos digitales que componen una computadora. Análogamente a la base 10, cada posición tiene un valor de 2n donde n es la posición contando desde la derecha y empezando por 0: 1012 = 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 Además, por su importancia y utilidad, es necesario conocer otros sistemas de numeración como pueden ser el octal (base 8) y el hexadecimal (base 16). En este último tenemos, además de los números del 0 al 9, letras -normalmente en mayúsculas- de la A a la F. Llegar a un número en estos sistemas desde base 2 es realmente sencillo si agrupamos las cifras binarias de 3 en 3 (octal) o de 4 en 4 (hexadecimal): Base 2 a base 8: 101 0112 = 538 Base 2 a base 16: 0010 10112 = 2B16 A la inversa, basta convertir cada dígito octal o hexadecimal en binario: Base 8 a base 2: 248 = 010 1002 Base 16 a base 2: 2416 = 0010 01002 De ahora en adelante, se utilizarán una serie de sufijos para determinar el sistema de numeración empleado: ╔══════════╤══════════╤══════════════╗ ║ Sufijo │ Base │ Ejemplos ║ ╟──────────┼──────────┼──────────────╢ ║ b │ 2 │ 01101010b ║ ║ o,q │ 8 │ 175o ║ ║ d │ 10 │ 789d ║ ║ h │ 16 │ 6A5h ║ ╚══════════╧══════════╧══════════════╝

En caso de que no aparezca el sufijo, el número se considera decimal; es decir, en base 10.

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1.2. - CAMBIO DE BASE. Pese a que las conversiones entre base 2 y base 8 y 16 son prácticamente directas, existe un sistema general para realizar el cambio de una base a otra. El paso de cualquier base a base 10 lo vimos antes: 2

1

0

6A5h = 6 x 16 + 10 x 16 + 5 x 16

Inversamente, si queremos pasar de base 10 a cualquier otra habrá que realizar sucesivas divisiones por la base y tomar los restos: 1234 114 2

│ 16 └───────── 77 │ 16 └───────── 4 13

1234d = 4D2h

donde 4 es el último cociente (menor que la base) y los restantes dígitos son los restos en orden inverso. 1.3. - ESTRUCTURA ELEMENTAL DE LA MEMORIA. 1.3.1. - BIT. Toda la memoria del ordenador se compone de dispositivos electrónicos que pueden adoptar únicamente dos estados, que representamos matemáticamente por 0 y 1. Cualquiera de estas unidades de información se denomina BIT, contracción de «binary digit» en inglés. 1.3.2. - BYTE. Cada grupo de 8 bits se conoce como byte u octeto. Es la unidad de almacenamiento en memoria, la cual está constituida por un elevado número de posiciones que almacenan bytes. La cantidad de memoria de que dispone un sistema se mide en Kilobytes (1 Kb = 1024 bytes), en Megabytes (1 Mb = 1024 Kb), Gigabytes (1 Gb = 1024 Mb), Terabytes (1 Tb = 1024 Gb) o Petabytes (1 Pb = 1024 Tb). Los bits en un byte se numeran de derecha a izquierda y de 0 a 7, correspondiendo con los exponentes de las potencias de 2 que reflejan el valor de cada posición. Un byte nos permite, por tanto, representar 256 estados (de 0 a 255) según la combinación de bits que tomemos. 1.3.3. - NIBBLE. Cada grupo de cuatro bits de un byte constituye un nibble, de forma que los dos nibbles de un byte se llaman nibble superior (el compuesto por los bits 4 a 7) e inferior (el compuesto por los bits 0 a 3). El nibble tiene gran utilidad debido a que cada uno almacena un dígito hexadecimal: ╔═════════╤═════════╤═════════╦═════════╤═════════╤═════════╗ ║ Binario │ Hex. │ Decimal ║ Binario │ Hex. │ Decimal ║ ╟─────────┼─────────┼─────────╫─────────┼─────────┼─────────╢ ║ 0000 │ 0 │ 0 ║ 1000 │ 8 │ 8 ║ ║ 0001 │ 1 │ 1 ║ 1001 │ 9 │ 9 ║ ║ 0010 │ 2 │ 2 ║ 1010 │ A │ 10 ║ ║ 0011 │ 3 │ 3 ║ 1011 │ B │ 11 ║ ║ 0100 │ 4 │ 4 ║ 1100 │ C │ 12 ║ ║ 0101 │ 5 │ 5 ║ 1101 │ D │ 13 ║

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INTRODUCCIÓN

║ 0110 │ 6 │ 6 ║ 1110 │ E │ 14 ║ ║ 0111 │ 7 │ 7 ║ 1111 │ F │ 15 ║ ╚═════════╧═════════╧═════════╩═════════╧═════════╧═════════╝

1.4. - OPERACIONES ARITMÉTICAS SENCILLAS EN BINARIO. Para sumar números, tanto en base 2 como hexadecimal, se sigue el mismo proceso que en base 10:

1010 1010b + 0011 1100b ────────────── 1110 0110b

Podemos observar que la suma se desarrolla de la forma tradicional; es decir: sumamos normalmente, salvo en el caso de 1 + 1 = 102 , en cuyo caso tenemos un acarreo de 1 (lo que nos llevamos).

1.5. - COMPLEMENTO A DOS. En general, se define como valor negativo de un número el que necesitamos sumarlo para obtener 00h, por ejemplo: FFh + 01h ────── 100h

Como en un byte solo tenemos dos nibbles, es decir, dos dígitos hexadecimales, el resultado es 0 (observar cómo el 1 más significativo subrayado es ignorado). Luego FFh=-1. Normalmente, el bit 7 se considera como de signo y, si está activo (a 1) el número es negativo.

Por esta razón, el número 80h, cuyo complemento a dos es él mismo, se considera negativo (-128) y el número 00h, positivo. En general, para hallar el complemento a dos de un número cualquiera basta con calcular primero su complemento a uno, que consiste en cambiar los unos por ceros y los ceros por unos en su notación binaria; a continuación se le suma una unidad para calcular el complemento a dos. Con una calculadora, la n operación es más sencilla: el complemento a dos de un número A de n bits es 2 -A. Otro factor a considerar es cuando se pasa de operar con un número de cierto tamaño (ej., 8 bits) a otro mayor (pongamos de 16 bits). Si el número es positivo, la parte que se añade por la izquierda son bits a 0. Sin embargo, si era negativo (bit más significativo activo) la parte que se añade por la izquierda son bits a 1. Este fenómeno, en cuya demostración matemática no entraremos, se puede resumir en que el bit más significativo se copia en todos los añadidos: es lo que se denomina la extensión del signo: los dos siguientes números son realmente el mismo número (el -310): 11012 (4 bits) y 111111012 (8 bits). 1.6. - AGRUPACIONES DE BYTES. ╔═══════════════════════╤════════════════════════════════════╗ ║ Tipo │ Definición ║ ╟───────────────────────┼────────────────────────────────────╢ ║ Palabra │ 2 bytes contiguos ║ ║ Doble palabra │ 2 palabras contiguas (4 bytes) ║ ║ Cuádruple palabra │ 4 palabras contiguas (8 bytes) ║ ║ Párrafo │ 16 bytes ║ ║ Página │ 256 bytes, 16 Kb, etc. ║ ║ Segmento │ 64 Kbytes ║ ╚═══════════════════════╧════════════════════════════════════╝

1.7. - REPRESENTACIÓN DE LOS DATOS EN MEMORIA. 1.7.1. - NUMEROS BINARIOS: máximo número representable:

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╔═══════════╤═══════════════════════════════╗ ║ Tipo │ Sin signo ║ ╟───────────┼───────────────────────────────╢ ║ 1 byte │ 255 ║ ║ 2 bytes │ 65.535 ║ ║ 4 bytes │ 4.294.967.295 ║ ║ 8 bytes │ 18.446.744.073.709.551.615 ║ ╚═══════════╧═══════════════════════════════╝ ╔════════════╤═════════════════════════════╤═══════════════════════════════╗ ║ Tipo │ Positivo │ Negativo ║ ╟────────────┼─────────────────────────────┼───────────────────────────────╢ ║ 1 byte │ 127 │ -128 ║ ║ 2 bytes │ 32.767 │ -32.768 ║ ║ 4 bytes │ 2.147.483.647 │ -2.147.483.648 ║ ║ 8 bytes │ 9.223.372.036.854.775.807 │ -9.223.372.036.854.775.808 ║ ╚════════════╧═════════════════════════════╧═══════════════════════════════╝

Los números binarios de más de un byte se almacenan en la memoria en los procesadores de Intel en orden inverso: 01234567h se almacenaría: 67h, 45h, 23h, 01h. 1.7.2. - NUMEROS BINARIOS CODIFICADOS EN DECIMAL (BCD). Consiste en emplear cuatro bits para codificar los dígitos del 0 al 9 (desperdiciando las seis combinaciones que van de la 1010 a la 1111). La ventaja es la simplicidad de conversión a/de base 10, que resulta inmediata. Los números BCD pueden almacenarse desempaquetados, en cuyo caso cada byte contiene un dígito BCD (Binary-Coded Decimal); o empaquetados, almacenando dos dígitos por byte (para construir los números que van del 00 al 99). La notación BCD ocupa cuatro bits -un nibble- por cifra, de forma que en el formato desempaquetado el nibble superior siempre es 0. 1.7.3. - NUMEROS EN PUNTO FLOTANTE. Son grupos de bytes en los que una parte se emplea para guardar las cifras del número (mantisa) y otra para indicar la posición del punto flotante (exponente), de modo equivalente a la notación científica. Esto permite trabajar con números de muy elevado tamaño -según el exponente- y con una mayor o menor precisión en función de los bits empleados para codificar la mantisa. 1.7.4. - CÓDIGO ASCII. El código A.S.C.I.I. (American Standard Code for Information Interchange) es un convenio adoptado para asignar a cada carácter un valor numérico; su origen está en los comienzos de la Informática tomando como muestra algunos códigos de la transmisión de información de radioteletipo. Se trata de un código de 7 bits con capacidad para 128 símbolos que incluyen todos los caracteres alfanuméricos del inglés, con símbolos de puntuación y algunos caracteres de control de la transmisión. Con posterioridad, con la aparición de los microordenadores y la gran expansión entre ellos de los IBM-PC y compatibles, la ampliación del código ASCII realizada por esta marca a 8 bits, con capacidad para 128 símbolos adicionales, experimenta un considerable auge, siendo en la actualidad muy utilizada y recibiendo la denominación oficial de página de códigos 437 (EEUU). Se puede consultar al final de este libro. Es habitualmente la única página soportada por las BIOS de los PC. Para ciertas nacionalidades se han diseñado otras páginas específicas que requieren de un software externo. En las lenguas del estado español y en las de la mayoría de los demás países de la UE, esta tabla cubre todas las necesidades del idioma. 1.8. - OPERACIONES LÓGICAS EN BINARIO.

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INTRODUCCIÓN

Se realizan a nivel de bit y pueden ser de uno o dos operandos: ╔═════╤═════════╗ ║ x │ NOT (x) ║ ╟─────┼─────────╢ ║ 0 │ 1 ║ ║ 1 │ 0 ║ ╚═════╧═════════╝

╔════════════╤══════════════╤═════════════╤════════════╗ ║ x y │ x AND y │ x OR y │ x XOR y ║ ╟────────────┼──────────────┼─────────────┼────────────╢ ║ 0 0 │ 0 │ 0 │ 0 ║ ║ 0 1 │ 0 │ 1 │ 1 ║ ║ 1 0 │ 0 │ 1 │ 1 ║ ║ 1 1 │ 1 │ 1 │ 0 ║ ╚════════════╧══════════════╧═════════════╧════════════╝

ARQUITECTURA E HISTORIA DE LOS MICROORDENADORES

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Capítulo II: ARQUITECTURA E HISTORIA DE LOS MICROORDENADORES

El ensamblador es un lenguaje de programación que, por la traducción directa de los mnemónicos a instrucciones maquina, permite realizar aplicaciones rápidas, solucionando situaciones en las que los tiempos de ejecución constituye el factor principal para que el proceso discurra con la suficiente fluidez. Esta situación, que indudablemente sí influye sobre la elección del lenguaje de programación a utilizar en el desarrollo de una determinada rutina, y dada la aparición de nuevos compiladores de lenguajes de alto nivel que optimizan el código generado a niveles muy próximos a los que un buen programador es capaz de realizar en ensamblador, no es la única razón para su utilización. Es sobradamente conocido que los actuales sistemas operativos son programados en su mayor parte en lenguajes de alto nivel, especialmente C, pero siempre hay una parte en la que el ensamblador se hace casi insustituible bajo DOS y es la programación de los drivers para los controladores de dispositivos, relacionados con las tareas de más bajo nivel de una máquina, fundamentalmente las operaciones de entrada/salida en las que es preciso actuar directamente sobre los demás chips que acompañan al microprocesador. Por ello y porque las instrucciones del lenguaje ensamblador están íntimamente ligadas a la máquina, vamos a realizar primero un somero repaso a la arquitectura interna de un microordenador. 2.1. - ARQUITECTURA VON NEWMAN. Centrándonos en los ordenadores sobre los que vamos a trabajar desarrollaré a grandes rasgos la arquitectura Von Newman que, si bien no es la primera en aparecer, sí que lo hizo prácticamente desde el comienzo de los ordenadores y se sigue desarrollando actualmente. Claro es que está siendo desplazada por otra que permiten una mayor velocidad de proceso, la RISC. En los primeros tiempos de los ordenadores, con sistemas de numeración decimal, una electrónica sumamente complicada muy susceptible a fallos y un sistema de programación cableado o mediante fichas, Von Newman propuso dos conceptos básicos que revolucionarían la incipiente informática: a)

La utilización del sistema de numeración binario. Simplificaba enormemente los problemas que la implementación electrónica de las operaciones y funciones lógicas planteaban, a la vez proporcionaba una mayor inmunidad a los fallos (electrónica digital).

b)

Almacenamiento de la secuencia de instrucciones de que consta el programa en una memoria interna, fácilmente accesible, junto con los datos que referencia. De este forma la velocidad de proceso experimenta un considerable incremento; recordemos que anteriormente una instrucción o un dato estaban codificados en una ficha en el mejor de los casos.

Tomando como modelo las máquinas que aparecieron incorporando las anteriores características, el ordenador se puede considerar compuesto por las siguientes partes: - La Unidad Central de Proceso, U.C.P., más conocida por sus siglas en inglés (CPU). - La Memoria Interna, MI. - Unidad de Entrada y Salida, E/S. - Memoria masiva Externa, ME. Realicemos a continuación una descripción de lo que se entiende por cada una de estas partes y cómo

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están relacionadas entre si: - La Unidad Central de Proceso (CPU) viene a ser el cerebro del ordenador y tiene por misión efectuar las operaciones aritmético-lógicas y controlar las transferencias de información a realizar. - La Memoria Interna (MI) contiene el conjunto de instrucciones que ejecuta la CPU en el transcurso de un programa. Es también donde se almacenan temporalmente las variables del mismo, todos los datos que se precisan y todos los resultados que devuelve. - Unidades de entrada y salida (E/S) o Input/Output (I/O): son las encargadas de la comunicación de la máquina con el exterior, proporcionando al operador una forma de introducir al ordenador tanto los programas como los datos y obtener los resultados. Como es de suponer, estas tres partes principales de que consta el ordenador deben estar íntimamente conectadas; aparece en este momento el concepto de bus: el bus es un conjunto de líneas que enlazan los distintos componentes del ordenador, por ellas se realiza la transferencia de datos entre todos sus elementos. Se distinguen tres tipos de bus: - De control: forman parte de él las líneas que seleccionan desde dónde y hacia dónde va dirigida la información, también las que marcan la secuencia de los pasos a seguir para dicha transferencia. - De datos: por él, de forma bidireccional, fluyen los datos entre las distintas partes del ordenador. - De direcciones: como vimos, la memoria está dividida en pequeñas unidades de almacenamiento que contienen las instrucciones del programa y los datos. El bus de direcciones consta de un conjunto de líneas que permite seleccionar de qué posición de la memoria se quiere leer su contenido. También direcciona los puertos de E/S. La forma de operar del ordenador en su conjunto es direccionar una posición de la memoria en busca de una instrucción mediante el bus de direcciones, llevar la instrucción a la unidad central de proceso -CPU- por medio del bus de datos, marcando la secuencia de la transferencia el bus de control. En la CPU la instrucción se decodifica, interpretando qué operandos necesita: si son de memoria, es necesario llevarles a la CPU; una vez que la operación es realizada, si es preciso se devuelve el resultado a la memoria. 2.2. - EL MICROPROCESADOR. Un salto importante en la evolución de los ordenadores lo introdujo el microprocesador: se trata de una unidad central de proceso contenida totalmente en un circuito integrado. Comenzaba así la gran carrera en busca de lo más rápido, más pequeño; rápidamente el mundo del ordenador empezó a ser accesible a pequeñas empresas e incluso a nivel doméstico: es el boom de los microordenadores personales. Aunque cuando entremos en la descripción de los microprocesadores objeto de nuestro estudio lo ampliaremos, haré un pequeño comentario de las partes del microprocesador: - Unidad aritmético-lógica: Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta, y a veces producto y división) y lógicas (and, or, not, etc.). - Decodificador de instrucciones: Allí se interpretan las instrucciones que van llegando y que componen el programa. - Bloque de registros: Los registros son celdas de memoria en donde queda almacenado un dato temporalmente. Existe un registro especial llamado de indicadores, estado o flags, que refleja el estado operativo del microprocesador. - Bloque de control de buses internos y externos: supervisa todo el proceso de transferencias de información dentro del microprocesador y fuera de él. 2.3. - BREVE HISTORIA DEL ORDENADOR PERSONAL Y EL DOS.


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La trepidante evolución del mundo informático podría provocar que algún recién llegado a este libro no sepa exactamente qué diferencia a un ordenador "AT" del viejo "XT" inicial de IBM. Algunos términos manejados en este libro podrían ser desconocidos para los lectores más jóvenes. Por ello, haremos una pequeña introducción sobre la evolución de los ordenadores personales, abarcando toda la historia (ya que no es muy larga).

La premonición. En 1973, el centro de investigación de Xerox en Palo Alto desarrolló un equipo informático con el aspecto externo de un PC personal actual. Además de pantalla y teclado, disponía de un artefacto similar al ratón; en general, este aparato (denominado Alto) introdujo, mucho antes de que otros los reinventaran, algunos de los conceptos universalmente aceptados hoy en día. Sin embargo, la tecnología del momento no permitió alcanzar todas las intenciones. Alguna innovación, como la pantalla vertical, de formato similar a una hoja de papel (que desearían algunos actuales internautas para los navegadores) aún no ha sido adoptada: nuestros PC's siguen pareciendo televisores con teclas, y los procesadores de textos no muestran legiblemente una hoja en vertical completa incluso en monitores de 20 pulgadas.

El microprocesador. El desarrollo del primer microprocesador por Intel en 1971, el 4004 (de 4 bits), supuso el primer paso hacia el logro de un PC personal, al reducir drásticamente la circuitería adicional necesaria. Sucesores de este procesador fueron el 8008 y el 8080, de 8 bits. Ed Roberts construyó en 1975 el Altair 8800 basándose en el 8080; aunque esta máquina no tenía teclado ni pantalla (sólo interruptores y luces), era una arquitectura abierta (conocida por todo el mundo) y cuyas tarjetas se conectaban a la placa principal a través de 100 terminales, que más tarde terminarían convirtiéndose en el bus estándar S-100 de la industria. El Apple-I apareció en 1976, basado en el microprocesador de 8 bits 6502, en aquel entonces un recién aparecido aunque casi 10 veces más barato que el 8080 de Intel. Fue sucedido en 1977 por el Apple-II. No olvidemos los rudimentos de la época: el Apple-II tenía un límite máximo de 48 Kbytes de memoria. En el mismo año, Commodore sacó su PET con 8 Kbytes. Se utilizaban cintas de casete como almacenamiento, aunque comenzaron a aparecer las unidades de disquete de 5¼. Durante finales de los 70 aparecieron muchos otros ordenadores, fruto de la explosión inicial del microprocesador.

Los micros de los 80. En 1980, Sir Clive Sinclair lanzó el ZX-80, seguido muy poco después del ZX-81. Estaban basados en un microprocesador sucesor del 8085 de Intel: el Z80 (desarrollado por la empresa Zilog, creada por un ex-ingeniero de Intel). Commodore irrumpió con sus VIC-20 y, posteriormente, el Commodore 64, basados aún en el 6502 y, este último, con mejores posibilidades gráficas y unos 64 Kb de memoria. Su competidor fue el ZX-Spectrum de Sinclair, también basado en el Z80, con un chip propio para gestión de gráficos y otras tareas, la ULA, que permitió rebajar su coste y multiplicó su difusión por europa, y en particular por España. Sin embargo, todos los ordenadores domésticos de la época, como se dieron en llamar, estaban basados en procesadores de 8 bits y tenían el límite de 64 Kb de memoria. Los intentos de rebasar este límite manteniendo aún esos chips por parte de la plataforma MSX (supuesto estándar mundial con la misma suerte que ha corrido el Esperanto) o los CPC de Amstrad, de poco sirvieron.

El IBM PC. Y es que IBM también fabricó su propio ordenador personal con vocación profesional: el 12 de agosto de 1981 presentó el IBM PC. Estaba basado en el microprocesador 8088, de 16 bits, cuyas instrucciones serán las que usemos en este libro, ya que todos los procesadores posteriores son básicamente (en MS-DOS) versiones mucho más rápidas del mismo. El equipamiento de serie consistía en 16 Kbytes de memoria ampliables a 64 en la placa base (y a 256 añadiendo tarjetas); el almacenamiento externo se hacía en cintas de casete, aunque

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pronto aparecieron las unidades de disco de 5¼ pulgadas y simple cara (160/180 Kb por disco) o doble cara (320/360 Kb). En 1983 apareció el IBM PC-XT, que traía como novedad un disco duro de 10 Mbytes. Un año más tarde aparecería el IBM PC-AT, introduciendo el microprocesador 286, así como ranuras de expansión de 16 bits (el bus ISA de 16 bits) en contraposición con las de 8 bits del PC y el XT (bus ISA de 8 bits), además incorporaba un disco duro de 20 Mbytes y disquetes de 5¼ pero con 1.2 Mbytes. En general, todos los equipos con procesador 286 o superior pueden catalogarse dentro de la categoría AT; el término XT hace referencia al 8088/8086 y similares. Finalmente, por PC (a secas) se entiende cualquiera de ambos; aunque si se hace distinción entre un PC y un AT en la misma frase, por PC se sobreentiende un XT, menos potente. El término PC ya digo, no obstante, es hoy en día mucho más general, referenciando habitualmente a cualquier ordenador personal. Alrededor del PC se estaba construyendo un imperio de software más importante que el propio hardware: estamos hablando del sistema operativo PC-DOS. Cuando aparecieron máquinas compatibles con el PC de IBM, tenían que respetar la compatibilidad con ese sistema, lo que fue sencillo (ya que Microsoft, le gustara o no a IBM, desarrolló el MS-DOS, compatible con el PC-DOS pero que no requería la BIOS del ordenador original, cuyo copyright era de IBM). Incluso, el desarrollo de los microprocesadores posteriores ha estado totalmente condicionado por el MS-DOS. [Por cierto, la jugada del PC-DOS/MS-DOS se repetiría en alguna manera pocos años después con el OS/2-Windows]. A partir de 1986, IBM fue paulatinamente dejando de tener la batuta del mercado del PC. La razón es que la propia IBM tenía que respetar la compatibilidad con lo anterior, y en ese terreno no tenía más facilidades para innovar que la competencia. El primer problema vino con la aparición de los procesadores 386: los demás fabricantes se adelantaron a IBM y lanzaron máquinas con ranuras de expansión aún de 16 bits, que no permitían obtener todo el rendimiento. IBM desarrolló demasiado tarde, en 1987, la arquitectura Microchannel, con bus de 32 bits pero cerrada e incompatible con tarjetas anteriores (aunque se desarrollaron nuevas tarjetas, eran caras) y la incluyó en su gama de ordenadores PS/2 (alguno de cuyos modelos era aún realmente ISA). La insolente respuesta de la competencia fue la arquitectura EISA, también de 32 bits pero compatible con la ISA anterior. Otro ejemplo: si IBM gobernó los estándares gráficos hasta la VGA, a partir de ahí sucedió un fenómeno similar y los demás fabricantes se adelantaron a finales de los 80 con mejores tarjetas y más baratas; sin embargo, se perdió la ventaja de la normalización (no hay dos tarjetas superiores a la VGA que funcionen igual). EISA también era caro, así que los fabricantes orientales, cruzada ya la barrera de los años 90, desarrollaron con la norma VESA las placas con bus local (VESA Local Bus); básicamente es una prolongación de las patillas de la CPU a las ranuras de expansión, lo que permite tarjetas rápidas de 32 bits pero muy conflictivas entre sí. Esta arquitectura de bus se popularizó mucho con los procesadores 486. Sin embargo, al final el estándar que se ha impuesto ha sido el propuesto por el propio fabricante de las CPU: Intel, con su bus PCI, que con el Pentium se ha convertido finalmente en el único estándar de bus de 32 bits. Estas máquinas aún admiten no obstante las viejas tarjetas ISA, suficientes para algunas aplicaciones de baja velocidad (modems,... etc).

La evolución del MS-DOS. Una manera sencilla de comprender la evolución de los PC es observar la evolución de las sucesivas versiones del DOS y los sistemas que le han sucedido. En 1979, Seatle Computer necesitaba apoyar de alguna manera a sus incipientes placas basadas en el 8086. Como Digital Research estaba tardando demasiado en convertir el CP/M-80 a CP/M-86, desarrolló su propio sistema: el QDOS 0.1, que fue presentado en 1980. Antes de finales de año apareció QDOS 0.3. Bill Gates, dueño de Microsoft, de momento sólo poseía una versión de lenguaje BASIC para 8086 no orientada a ningún sistema operativo particular, que le gustó a algún directivo de IBM. Bill Gates ya había


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hecho la primera demostración mundial de BASIC corriendo en un 8086 en las placas de Seatle Computer (en julio de 1979) y había firmado un contrato de distribución no exclusiva para el QDOS 0.3 a finales de 1980. En abril de 1981 aparecieron las primeras versiones de CP/M-86 de Digital, a la vez que QDOS se renombraba a 86-DOS 1.0 aunque en principio parecía tener menos futuro que el CP/M. En Julio, sin embargo, Microsoft adquiría todos los derechos del 86-DOS. Digital Research no ocupa actualmente el lugar de Microsoft porque en 1981 era una compañía demasiado importante como para cerrar un acuerdo con IBM sin imponer sus condiciones para cederle los derechos del sistema operativo CP/M. Así que IBM optó por Bill Gates, que acababa de adquirir un sistema operativo, el 86-DOS, que pasó a denominarse PC-DOS 1.0. Las versiones de PC-DOS no dependientes de la ROM BIOS de IBM se denominarían MS-DOS, término que ha terminado siendo más popular. A continuación se expone la evolución hasta la versión 5.0; las versiones siguientes no añaden ninguna característica interna nueva destacable (aunque a nivel de interfaz con el usuario y utilidades incluidas haya más cambios). El MS-DOS 7.0 sobre el que corre Windows 95 sí tiene bastantes retoques internos, pero no es frecuente su uso aislado o independiente de Windows 95. Aunque PC-DOS y MS-DOS siembre han caminado paralelos, hay una única excepción: la versión 7.0 (no confundir MS-DOS 7.0 con PC-DOS 7.0: este último es, realmente, el equivalente al MS-DOS 5.0 ó 6.2). Agosto de 1981.Presentación del MS-DOS 1.0 original. Marzo de 1982.MS-DOS 1.25, añadiendo soporte para disquetes de doble cara. Las funciones del DOS (en INT 21h) sólo llegaban hasta la 1Fh (¡la 30h no estaba implementada!). Marzo de 1983.MS-DOS 2.0 introducido con el XT: reescritura del núcleo en C; mejoras en el sistema de ficheros (FAT, subdirectorios,...); separación de los controladores de dispositivo del sistema. Mayo de 1983.MS-DOS 2.01: soporte de juegos de caracteres internacionales. Octubre de 1983.MS-DOS 2.11: eliminación de errores. Agosto de 1984.MS-DOS 3.0: Añade soporte para disquetes de 1.2M y discos duros de 20 Mb. No sería necesaria una nueva versión del DOS para cada nuevo formato de disco si el controlador integrado para A:, B: y C: lo hubieran hecho flexible algún día. Marzo de 1985. MS-DOS 3.1: Soporte para redes locales. Diciembre de 1985.MS-DOS 3.2: Soporte para disquetes de 720K (3½-DD). Abril de 1987.MS-DOS 3.3: Soporte para disquetes de 1.44M (3½-HD). Permite particiones secundarias en los discos duros. Soporte internacional: páginas de códigos. Julio de 1988.MS-DOS 4.0: Soporte para discos duros de más de 32 Mb (cambio radical interno que forzó la reescritura de muchos programas de utilidad) hasta 2 Gb. Controlador de memoria EMM386. Precipitada salida al mercado. Noviembre de 1988.MS-DOS 4.01: Corrige las erratas de la 4.0. Junio de 1991.MS-DOS 5.0: Soporte para memoria superior. La competencia de Digital Research, que irrumpe en el mundo del DOS una década más tarde (con DR-DOS), obliga a Microsoft a incluir ayuda online y a ocuparse un poco más de los usuarios. Digital Research trabajó arduamente para lograr una compatibilidad total con MS-DOS, y finalmente consiguió lanzar al mercado su sistema DR-DOS. Las versiones 5.0 y 6.0 de este sistema, así como el

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Novell DOS 7.0 (cuando cedió los derechos a Novell) se pueden considerar prácticamente 100% compatibles. El efecto del DR-DOS fue positivo, al forzar a Microsoft a mejorar la interacción del sistema operativo con los usuarios (documentación en línea, programas de utilidad, ciertos detalles...); por poner un ejemplo, hasta el MS-DOS 6.2 ha sido necesario intercambiar tres veces el disquete origen y el destino durante la copia de un disquete normal de 1.44M. En cierto modo, la prepotencia de Microsoft con el MS-DOS a principios de los noventa era similar a la de Digital Research a principios de los 80 con el CP/M.

El futuro. El resto de la historia de los sistemas operativos de PC ya la conoce el lector, a menos que no esté informado de la actualidad. Caminamos hacia la integración de los diversos Windows en uno sólo, que esperemos que algún día sea suficientemente abierto para que le surjan competidores. Si en el futuro hubiera un sólo sistema operativo soportado por Microsoft, no vamos por buen camino. En ese caso, sería de agradecer que algún juez les obligara a publicar una especificación completa de las funciones y protocolos del sistema, con objeto de que algún organismo de normalización internacional las recogiera sin ambigüedades para permitir la libre competencia de otros fabricantes. El DOS y el Windows actuales no son ningún invento maravilloso de Microsoft. Por poner un ejemplo, el MS-DOS 1.0 carecía de función para identificar la versión del sistema. Exactamente lo mismo le ha sucedido a las primeras versiones de Windows (hay varios chequeos distintos para detectarlas, según el modo de funcionamiento y la versión): el MS-DOS no lo escribió inicialmente Microsoft, pero Windows sí, y salta a la vista que sus programadores, para cometer semejante despiste, se sentaron delante del teclado antes de hacer un análisis de la aplicación a desarrollar, igual que lo hubiera hecho alguien que hubiera aprendido a programar con unos fascículos comprados en el kiosco. Con tanto analista en el paro... No olvidemos que el DOS y Windows son el fruto de toda la sociedad utilizando el mismo tipo de ordenadores y necesitando la compatibilidad con lo anterior a cualquier precio. La prueba evidente son los procesadores de Intel, construidos desde hace tiempo para dar servicio al sistema operativo del PC. Somos prisioneros, usuarios obligados de Microsoft. Naturalmente, no tengo nada contra Microsoft, pero opino que el poder adquirido durante una década, gracias a la exclusiva de los derechos sobre un sistema operativo sin ayuda en la línea de comandos, o de un Windows cerrado íntimamente ligado al DOS (de quien sólo Microsoft tiene el código fuente) no legitima a ninguna empresa a tener tanto poder. No lo olvidemos: el MS-DOS ha dado un vuelco hacia la amigabilidad con el usuario cuando Digital Research ha aparecido con el DR-DOS. Del mismo modo que Windows seguirá lento o colgándose mientras Unix no tenga más aplicaciones comerciales. Si hay alguien que puede competir con Windows es Unix. Y en Unix no dependemos de ningún fabricante concreto, ni de hardware ni de software. Probablemente, la insuficiente normalización actual la corregiría pronto el propio mercado. ¿Tiene usted Linux instalado en casa y lo utiliza al menos para conectarse a Internet por Infovía, o quizá le gustaría hacerlo algún día?. ¿O por el contrario es de los que piensan que Bill Gates es un genio?. Si se queda con la segunda opción, es que ve mucho la tele, aunque evidentemente tiene razón: y cuantos más como usted, más genio que será... ;-)

MICROPROCESADORES 8086/88, 286, 386 Y 486

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Capítulo III: Microprocesadores 8086/88, 286, 386, 486 y Pentium.

3.1. - CARACTERÍSTICAS GENERALES. Los microprocesadores Intel 8086 y 8088 se desarrollan a partir de un procesador anterior, el 8080, que, en sus diversas encarnaciones -incluyendo el Zilog Z-80- ha sido la CPU de 8 bits de mayor éxito. Poseen una arquitectura interna de 16 bits y pueden trabajar con operandos de 8 y 16 bits; una capacidad de direccionamiento de 20 bits (hasta 1 Mb) y comparten el mismo juego de instrucciones. La filosofía de diseño de la familia del 8086 se basa en la compatibilidad y la creación de sistemas informáticos integrados, por lo que disponen de diversos coprocesadores como el 8089 de E/S y el 8087, coprocesador matemático de coma flotante. De acuerdo a esta filosofía y para permitir la compatibilidad con los anteriores sistemas de 8 bits, el 8088 se diseñó con un bus de datos de 8 bits, lo cual le hace más lento que su hermano el 8086, pues éste es capaz de cargar una palabra ubicada en una dirección par en un solo ciclo de memoria mientras el 8088 debe realizar dos ciclos leyendo cada vez un byte. Disponen de 92 tipos de instrucciones, que pueden ejecutar con hasta 7 modos de direccionamiento. Tienen una capacidad de direccionamiento en puertos de entrada y salida de hasta 64K (65536 puertos), por lo que las máquinas construidas entorno a estos microprocesadores no suelen emplear la entrada/salida por mapa de memoria, como veremos. Entre esas instrucciones, las más rápidas se ejecutan en 2 ciclos teóricos de reloj y unos 9 reales (se trata del movimiento de datos entre registros internos) y las más lentas en 206 (división entera con signo del acumulador por una palabra extraída de la memoria). Las frecuencias internas de reloj típicas son 4.77 MHz en la versión 8086; 8 MHz en la versión 8086-2 y 10 MHz en la 8086-1. Recuérdese que un MHz son un millón de ciclos de reloj, por lo que un PC estándar a 4,77 MHz puede ejecutar de 20.000 a unos 0,5 millones de instrucciones por segundo, según la complejidad de las mismas (un 486 a 50 MHz, incluso sin memoria caché externa es capaz de ejecutar entre 1,8 y 30 millones de estas instrucciones por segundo). El microprocesador Intel 80286 se caracteriza por poseer dos modos de funcionamiento completamente diferenciados: el modo real en el que se encuentra nada más ser conectado a la corriente y el modo protegido en el que adquiere capacidad de proceso multitarea y almacenamiento en memoria virtual. El proceso multitarea consiste en realizar varios procesos de manera aparentemente simultánea, con la ayuda del sistema operativo para conmutar automáticamente de uno a otro optimizando el uso de la CPU, ya que mientras un proceso está esperando a que un periférico complete una operación, se puede atender otro proceso diferente. La memoria virtual permite al ordenador usar más memoria de la que realmente tiene, almacenando parte de ella en disco: de esta manera, los programas creen tener a su disposición más memoria de la que realmente existe; cuando acceden a una parte de la memoria lógica que no existe físicamente, se produce una interrupción y el sistema operativo se encarga de acceder al disco y traerla. Cuando la CPU está en modo protegido, los programas de usuario tienen un acceso limitado al juego de instrucciones; sólo el proceso supervisor -normalmente el sistema operativo- está capacitado para realizar ciertas tareas. Esto es así para evitar que los programas de usuario puedan campar a sus anchas y entrar en conflictos unos con otros, en materia de recursos como memoria o periféricos. Además, de esta manera, aunque un error software provoque el cuelgue de un proceso, los demás pueden seguir funcionando normalmente, y el sistema operativo podría abortar el proceso colgado. Por desgracia, con el DOS el 286 no está en modo

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protegido y el cuelgue de un solo proceso -bien el programa principal o una rutina operada por interrupcionessignifica la caída inmediata de todo el sistema. El 8086 no posee ningún mecanismo para apoyar la multitarea ni la memoria virtual desde el procesador, por lo que es difícil diseñar un sistema multitarea para el mismo y casi imposible conseguir que sea realmente operativo. Obviamente, el 286 en modo protegido pierde absolutamente toda la compatibilidad con los procesadores anteriores. Por ello, en este libro sólo trataremos el modo real, único disponible bajo DOS, aunque veremos alguna instrucción extra que también se puede emplear en modo real. Las características generales del 286 son: tiene un bus de datos de 16 bits, un bus de direcciones de 24 bits (16 Mb); posee 25 instrucciones más que el 8086 y admite 8 modos de direccionamiento. En modo virtual permite direccionar hasta 1 Gigabyte. Las frecuencias de trabajo típicas son de 12 y 16 MHz, aunque existen versiones a 20 y 25 MHz. Aquí, la instrucción más lenta es la misma que en el caso del 8086, solo que emplea 29 ciclos de reloj en lugar de 206. Un 286 de categoría media (16 MHz) podría ejecutar más de medio millón de instrucciones de estas en un segundo, casi 15 veces más que un 8086 medio a 8 MHz. Sin embargo, transfiriendo datos entre registros la diferencia de un procesador a otro se reduce notablemente, aunque el 286 es más rápido y no sólo gracias a los MHz adicionales. Versiones mejoradas de los Intel 8086 y 8088 se encuentran también en los procesadores NEC-V30 y NEC-V20 respectivamente. Ambos son compatibles Hardware y Software, con la ventaja de que el procesado de instrucciones está optimizado, llegando a superar casi en tres veces la velocidad de los originales en algunas instrucciones aritméticas. También poseen una cola de prebúsqueda mayor (cuando el microprocesador está ejecutando una instrucción, si no hace uso de los buses externos, carga en una cola FIFO de unos pocos bytes las posiciones posteriores a la que está procesando, de esta forma una vez que concluye la instrucción en curso ya tiene internamente la que le sigue). Además, los NEC V20 y V30 disponen de las mismas instrucciones adicionales del 286 en modo real, al igual que el 80186 y el 80188. Por su parte, el 386 dispone de una arquitectura de registros de 32 bits, con un bus de direcciones también de 32 bits (direcciona hasta 4 Gigabytes = 4096 Mb) y más modos posibles de funcionamiento: el modo real (compatible 8086), el modo protegido (relativamente compatible con el del 286), un modo protegido propio que permite -¡por fin!- romper la barrera de los tradicionales segmentos y el modo «virtual 86», en el que puede emular el funcionamiento simultáneo de varios 8086. Una vez más, todos los modos son incompatibles entre sí y requieren de un sistema operativo específico: si se puede perdonar al fabricante la pérdida de compatibilidad del modo avanzados del 286 frente al 8086, debido a la lógica evolución tecnológica, no se puede decir lo mismo del 386 respecto al 286: no hubiera sido necesario añadir un nuevo modo protegido si hubiera sido mejor construido el del 286 apenas un par de años atrás. Normalmente, los 386 suelen operar en modo real (debido al DOS) por lo que no se aprovechan las posibilidades multitarea ni de gestión de memoria. Por otra parte, aunque se pueden emplear los registros de 32 bits en modo real, ello no suele hacerse -para mantener la compatibilidad con procesadores anteriores- con lo que de entrada se está tirando a la basura un 50% de la capacidad de proceso del chip, aunque por fortuna estos procesadores suelen trabajar a frecuencias de 16/20 MHz (obsoletas) y normalmente de 33 y hasta 40 MHz. El 386sx es una variante del 386 a nivel de hardware, aunque es compatible en software. Básicamente, es un 386 con un bus de datos de sólo 16 bits -más lento, al tener que dar dos pasadas para un dato de 32 bits-. De hecho, podría haber sido diseñado perfectamente para mantener una compatibilidad hardware con el 286, aunque el fabricante lo evitó probablemente por razones comerciales. El 486 se diferencia del 386 en la integración en un solo chip del coprocesador 387. También se ha mejorado la velocidad de operación: la versión de 25 MHz dobla en términos reales a un 386 a 25 MHz equipado con el mismo tamaño de memoria caché. La versión 486sx no se diferencia en el tamaño del bus, también de 32 bits, sino en la ausencia del 387 (que puede ser añadido externamente). También existen versiones de 486 con buses de 16 bits, el primer fabricante de estos chips, denominados 486SLC, ha sido Cyrix. Una tendencia iniciada por el 486 fue la de duplicar la velocidad del reloj interno (pongamos por caso de 33 a 66 MHz) aunque en las comunicaciones con los buses exteriores se respeten los 33 MHz. Ello agiliza la ejecución de las instrucciones más largas: bajo DOS, el rendimiento general del sistema se puede considerar

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prácticamente el doble. Son los chips DX2 (también hay una variante a 50 MHz: 25 x 2). La culminación de esta tecnología viene de la mano de los DX4 a 75/100 MHz (25/33 x 3). El Pentium, último procesador de Intel en el momento de escribirse estas líneas, se diferencia respecto al 486 en el bus de datos (ahora de 64 bits, lo que agiliza los accesos a memoria) y en un elevadísimo nivel de optimización y segmentación que le permite, empleando compiladores optimizados, simultanear en muchos casos la ejecución de dos instrucciones consecutivas. Posee dos cachés internas, tiene capacidad para predecir el destino de los saltos y la unidad de coma flotante experimenta elevadas mejoras. Sin embargo, bajo DOS, un Pentium básico sólo es unas 2 veces más rápido que un 486 a la misma frecuencia de reloj. Comenzó en 60/90 MHz hasta los 166/200/233 MHz de las últimas versiones (Pentium Pro y MMX), que junto a diversos clones de otros fabricantes, mejoran aún más el rendimiento. Todos los equipos Pentium emplean las técnicas DX, ya que las placas base típicas corren a 60 MHz. Para hacerse una idea, por unas 200000 pts de 1997 un equipo Pentium MMX a 233 MHz es cerca de 2000 veces más rápido en aritmética entera que el IBM PC original de inicios de la década de los 80; en coma flotante la diferencia aumenta incluso algunos órdenes más de magnitud. Y a una fracción del coste (un millón de pts de aquel entonces que equivale a unos 2,5 millones de hoy en día). Aunque no hay que olvidar la revolución del resto de los componentes: 100 veces más memoria (central y de vídeo), 200 veces más grande el disco duro... y que un disco duro moderno transfiere datos 10 veces más deprisa que la memoria de aquel IBM PC original. Por desgracia, el software no ha mejorado el rendimiento, ni remotamente, en esa proporción: es la factura pasada por las técnicas de programación cada vez a un nivel más alto (aunque nadie discute sus ventajas). Una característica de los microprocesadores a partir del 386 es la disponibilidad de memorias caché de alta velocidad de acceso -muy pocos nanosegundos- que almacenan una pequeña porción de la memoria principal. Cuando la CPU accede a una posición de memoria, cierta circuitería de control se encarga de ir depositando el contenido de esa posición y el de las posiciones inmediatamente consecutivas en la memoria caché. Cuando sea necesario acceder a la instrucción siguiente del programa, ésta ya se encuentra en la caché y el acceso es muy rápido. Lo ideal sería que toda la memoria del equipo fuera caché, pero esto no es todavía posible actualmente. Una caché de tamaño razonable puede doblar la velocidad efectiva de proceso de la CPU. El 8088 carecía de memoria caché, pero sí estaba equipado con una unidad de lectura adelantada de instrucciones con una cola de prebúsqueda de 4 bytes: de esta manera, se agilizaba ya un tanto la velocidad de proceso al poder ejecutar una instrucción al mismo tiempo que iba leyendo la siguiente. 3.2. - REGISTROS DEL 8086 Y DEL 286. Estos procesadores disponen de 14 registros de 16 bits (el 286 alguno más, pero no se suele emplear bajo DOS). La misión de estos registros es almacenar las posiciones de memoria que van a experimentar repetidas manipulaciones, ya que los accesos a memoria son mucho más lentos que los accesos a los registros. Además, hay ciertas operaciones que sólo se pueden realizar sobre los registros. No todos los registros sirven para almacenar datos, algunos están especializados en apuntar a las direcciones de memoria. La mecánica básica de funcionamiento de un programa consiste en cargar los registros con datos de la memoria o de un puerto de E/S, procesar los datos y devolver el resultado a la memoria o a otro puerto de E/S. Obviamente, si un dato sólo va a experimentar un cambio, es preferible realizar la operación directamente sobre la memoria, si ello es posible. A continuación se describen los registros del 8086. ┌────────────┐ │ AX │ ├────────────┤ │ BX │ ├────────────┤ │ CX │ ├────────────┤ │ DX │ └────────────┘

┌────────────┐ │ SP │ ├────────────┤ │ BP │ ├────────────┤ │ SI │ ├────────────┤ │ DI │ └────────────┘

Registros de

┌────────────┐ │ CS │ ├────────────┤ │ DS │ ├────────────┤ │ SS │ ├────────────┤ │ ES │ └────────────┘

Registros punteros de

┌────────────┐ │ IP │ ├────────────┤ │ flags │ └────────────┘ Registro puntero de instrucciones y flags

Registros de

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datos

pila e índices

segmento

- Registros de datos: AX, BX, CX, DX: pueden utilizarse bien como registros de 16 bits o como dos registros separados de 8 bits (byte superior e inferior) cambiando la X por H o L según queramos referirnos a la parte alta o baja respectivamente. Por ejemplo, AX se descompone en AH (parte alta) y AL (parte baja). Evidentemente, ¡cualquier cambio sobre AH o AL altera AX!: valga como ejemplo que al incrementar AH se le están añadiendo 256 unidades a AX. AX = Acumulador. Es el registro principal, es utilizado en las instrucciones de multiplicación y división y en algunas instrucciones aritméticas especializadas, así como en ciertas operaciones de carácter específico como entrada, salida y traducción. Obsérvese que el 8086 es suficientemente potente para realizar las operaciones lógicas, la suma y la resta sobre cualquier registro de datos, no necesariamente el acumulador. BX = Base. Se usa como registro base para referenciar direcciones de memoria con direccionamiento indirecto, manteniendo la dirección de la base o comienzo de tablas o matrices. De esta manera, no es preciso indicar una posición de memoria fija, sino la número BX (así, haciendo avanzar de unidad en unidad a BX, por ejemplo, se puede ir accediendo a un gran bloque de memoria en un bucle). CX = Contador. Se utiliza comúnmente como contador en bucles y operaciones repetitivas de manejo de cadenas. En las instrucciones de desplazamiento y rotación se utiliza como contador de 8 bits. DX = Datos. Usado en conjunción con AX en las operaciones de multiplicación y división que involucran o generan datos de 32 bits. En las de entrada y salida se emplea para especificar la dirección del puerto E/S. - Registros de segmento: Definen áreas de 64 Kb dentro del espacio de direcciones de 1 Mb del 8086. Estas áreas pueden solaparse total o parcialmente. No es posible acceder a una posición de memoria no definida por algún segmento: si es preciso, habrá de moverse alguno. CS = Registro de segmento de código (code segment). Contiene la dirección del segmento con las instrucciones del programa. Los programas de más de 64 Kb requieren cambiar CS periódicamente. DS = Registro de segmento de datos (data segment). Segmento del área de datos del programa. SS = Registro de segmento de pila (stack segment). Segmento de pila. ES = Registro de segmento extra (extra segment). Segmento de ampliación para zona de datos. Es extraordinariamente útil actuando en conjunción con DS: con ambos se puede definir dos zonas de 64 Kb, tan alejadas como se desee en el espacio de direcciones, entre las que se pueden intercambiar datos.


31

- Registros punteros de pila: SP = Puntero de pila (stack pointer). Apunta a la cabeza de la pila. Utilizado en las instrucciones de manejo de la pila. BP = Puntero base (base pointer). Es un puntero de base, que apunta a una zona dentro de la pila dedicada al almacenamiento de datos (variables locales y parámetros de las funciones en los programas compilados). - Registros índices: SI = Índice fuente (source index). Utilizado como registro de índice en ciertos modos de direccionamiento indirecto, también se emplea para guardar un valor de desplazamiento en operaciones de cadenas. DI = Índice destino (destination index). Se usa en determinados modos de direccionamiento indirecto y para almacenar un desplazamiento en operaciones con cadenas. - Puntero de instrucciones o contador de programa: IP = Puntero de instrucción (instruction pointer). Marca el desplazamiento de la instrucción en curso dentro del segmento de código. Es automáticamente modificado con la lectura de una instrucción. - Registro de estado o de indicadores (flags). Es un registro de 16 bits de los cuales 9 son utilizados para indicar diversas situaciones durante la ejecución de un programa. Los bits 0, 2, 4, 6, 7 y 11 son indicadores de condición, que reflejan los resultados de operaciones del programa; los bits del 8 al 10 son indicadores de control y el resto no se utilizan. Estos indicadores pueden ser comprobados por las instrucciones de salto condicional, lo que permite variar el flujo secuencial del programa según el resultado de las operaciones. ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐ │15 │14 │13 │12 │11 │10 │ 9 │ 8 │ 7 │ 6 │ 5 │ 4 │ 3 │ 2 │ 1 │ 0 │ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ │ │ │ │OF │DF │IF │TF │SF │ZF │ │AF │ │PF │ │CF │ └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘ CF (Carry Flag) Indicador de acarreo. Su valor más habitual es lo que nos llevamos en una suma o resta. OF (Overflow Flag)Indicador de desbordamiento. Indica que el resultado de una operación no cabe en el tamaño del operando destino. ZF (Zero Flag) Indicador de resultado 0 o comparación igual. SF (Sign Flag) Indicador de resultado o comparación negativa. PF (Parity Flag) Indicador de paridad. Se activa tras algunas operaciones aritmético-lógicas para indicar que el número de bits a uno resultante es par. AF (Auxiliary Flag)Para ajuste en operaciones BCD. DF (Direction Flag)Indicador de dirección. Manipulando bloques de memoria, indica el sentido de avance (ascendente/descendente). IF (Interrupt Flag)Indicador de interrupciones: puesto a 1 están permitidas. TF (Trap Flag) Indicador de atrape (ejecución paso a paso). 3.3. - REGISTROS DEL 386 Y PROCESADORES SUPERIORES.

31


Los 386 y superiores disponen de muchos más registros de los que vamos a ver ahora. Sin embargo, bajo el sistema operativo DOS sólo se suelen emplear los que veremos, que constituyen básicamente una extensión a 32 bits de los registros originales del 8086. ┌──────┬──────┐

┌──────┐

┌──────┐

┌──────┐

│

│

│

│

│

AX

│

└──────┴──────┘

SP

│

└──────┘

CS

│

└──────┘

IP

│

└──────┘

EAX ┌──────┬──────┐

┌──────┬──────┐

┌──────┐

┌──────┐

│

│

│

│

│ flags│

└──────┘

└──────┘

│

BX

│

│

BP

│

└──────┴──────┘

└──────┴──────┘

EBX

EBP

DS

┌──────┬──────┐

┌──────┬──────┐

┌──────┐

┌──────┐

│

│

│

│

│

CX

│

│

SI

│

└──────┴──────┘

└──────┴──────┘

ECX

ESI

ES

│

└──────┘

FS

│

└──────┘

┌──────┬──────┐

┌──────┬──────┐

┌──────┐

┌──────┐

│

│

│

│

│

DX

│

│

DI

│

└──────┴──────┘

└──────┴──────┘

EDX

EDI

SS

│

└──────┘

Se amplía el tamaño de los registros de datos (que pueden ser accedidos en fragmentos de 8, 16 ó 32 bits) y se añaden dos nuevos registros de segmento multipropósito (FS y GS). Algunos de los registros aquí mostrados son realmente de 32 bits (como EIP en vez de IP), pero bajo sistema operativo DOS no pueden ser empleados de manera directa, por lo que no les consideraremos.

GS

│

└──────┘

3.4. - MODOS DE DIRECCIONAMIENTO. Son los distintos modos de acceder a los datos en memoria por parte del procesador. Antes de ver los modos de direccionamiento, echaremos un vistazo a la sintaxis general de las instrucciones, ya que pondremos alguna en los ejemplos: INSTRUCCIÓN DESTINO, FUENTE

Donde destino indica dónde se deja el resultado de la operación en la que pueden participar (según casos) FUENTE e incluso el propio DESTINO. Hay instrucciones, sin embargo, que sólo tienen un operando, como la siguiente, e incluso ninguno: INSTRUCCIÓN DESTINO

Como ejemplos, aunque no hemos visto aún las instrucciones utilizaremos un par de ellas: la de copia o movimiento de datos (MOV) y la de suma (ADD). 3.4.1. - ORGANIZACIÓN DE DIRECCIONES: SEGMENTACIÓN. Como ya sabemos, los microprocesadores 8086 y compatibles poseen registros de un tamaño máximo de 16 bits que direccionarían hasta 64K; en cambio, la dirección se compone de 20 bits con capacidad para 1Mb, hay por tanto que recurrir a algún artificio para direccionar toda la memoria. Dicho artificio consiste en la segmentación: se trata de dividir la memoria en grupos de 64K. Cada grupo se asocia con un registro de segmento; el desplazamiento (offset) dentro de ese segmento lo proporciona otro registro de 16 bits. La dirección absoluta se calcula multiplicando por 16 el valor del registro de segmento y sumando el offset, obteniéndose una dirección efectiva de 20 bits. Esto equivale a concebir el mecanismo de generación de la dirección absoluta, como si se tratase de que los registros de segmento tuvieran 4 bits a 0 (imaginarios) a la derecha antes de sumarles el desplazamiento: dirección = segmento * 16 + offset

31


En la práctica, una dirección se indica con la notación SEGMENTO:OFFSET; además, una misma dirección puede expresarse de más de una manera: por ejemplo, 3D00h:0300h es equivalente a 3D30:0000h. Es importante resaltar que no se puede acceder a más de 64 Kb en un segmento de datos. Por ello, en los procesadores 386 y superiores no se deben emplear registros de 32 bit para generar direcciones (bajo DOS), aunque para los cálculos pueden ser interesantes (no obstante, sí sería posible configurar estos procesadores para poder direccionar más memoria bajo DOS con los registros de 32 bits, aunque no resulta por lo general práctico). 3.4.2. - MODOS DE DIRECCIONAMIENTO. - Direccionamiento inmediato: El operando es una constante situada detrás del código de la instrucción. Sin embargo, como registro destino no se puede indicar uno de segmento (habrá que utilizar uno de datos como paso intermedio). ADD AX,0fffh El número hexadecimal 0fffh es la constante numérica que en el direccionamiento inmediato se le sumará al registro AX. Al trabajar con ensambladores, se pueden definir símbolos constantes (ojo, no variables) y es más intuitivo: dato

EQU 0fffh MOV AX,dato

; símbolo constante

Si se referencia a la dirección de memoria de una variable de la siguiente forma, también se trata de un caso de direccionamiento inmediato: dato

DW 0fffh MOV AX,OFFSET dato

; ahora es una variable ; AX = «dirección de memoria» de

dato

Porque hay que tener en cuenta que cuando traduzcamos a números el símbolo podría quedar: 17F3:0A11

DW FFF MOV AX,0A11

- Direccionamiento de registro: Los operandos, necesariamente de igual tamaño, están contenidos en los registros indicados en la instrucción: MOV DX,AX MOV AH,AL - Direccionamiento directo o absoluto: El operando está situado en la dirección indicada en la instrucción, relativa al segmento que se trate: MOV AX,[57D1h] MOV AX,ES:[429Ch] Esta sintaxis (quitando la 'h' de hexadecimal) sería la que admite el programa DEBUG (realmente habría que poner, en el segundo caso, ES: en una línea y el MOV en otra). Al trabajar con ensambladores, las variables en memoria se pueden referenciar con etiquetas simbólicas: MOV AX,dato MOV AX,ES:dato dato

DW

1234h

; variable del programa

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En el primer ejemplo se transfiere a AX el valor contenido en la dirección apuntada por la etiqueta dato sobre el segmento de datos (DS) que se asume por defecto; en el segundo ejemplo se indica de forma explícita el segmento tratándose del segmento ES. La dirección efectiva se calcula de la forma ya vista con anterioridad: Registro de segmento * 16 + desplazamiento_de_dato (este desplazamiento depende de la posición al ensamblar el programa). - Direccionamiento indirecto: El operando se encuentra en una dirección señalada por un registro de segmento*16 más un registro base (BX/BP) o índice (SI/DI). (Nota: BP actúa por defecto con SS). MOV AX,[BP] MOV ES:[DI],AX

; AX = [SS*16+BP] ; [ES*16+DI] = AX

- Indirecto con índice o indexado: El operando se encuentra en una dirección determinada por la suma de un registro de segmento*16, un registro de índice, SI o DI y un desplazamiento de 8 ó 16 bits. Ejemplos: MOV AX,[DI+DESP] ó ADD [SI+DESP],BX ó

MOV AX,desp[DI] ADD desp[SI],BX

- Indirecto con base e índice o indexado a base: El operando se encuentra en una dirección especificada por la suma de un registro de segmento*16, uno de base, uno de índice y opcionalmente un desplazamiento de 8 ó 16 bits: MOV AX,ES:[BX+DI+DESP] ó MOV CS:[BX+SI+DESP],CX ó

MOV AX,ES:desp[BX][DI] MOV CS:desp[BX][SI],CX

Combinaciones de registros de segmento y desplazamiento. Como se ve en los modos de direccionamiento, hay casos en los que se indica explícitamente el registro de segmento a usar para acceder a los datos. Existen unos segmentos asociados por defecto a los registros de desplazamiento (IP, SP, BP, BX, DI, SI); sólo es necesario declarar el segmento cuando no coincide con el asignado por defecto. En ese caso, el ensamblador genera un byte adicional (a modo de prefijo) para indicar cuál es el segmento referenciado. La siguiente tabla relaciona las posibles combinaciones de los registros de segmento y los de desplazamiento:

IP SP BP BX SI DI

CS SS DS ES ╔═══════════════╦═══════════════╦═══════════════╦═══════════════╗ ║ Sí ║ No ║ No ║ No ║ ╠═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╣ ║ No ║ Sí ║ No ║ No ║ ╠═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╣ ║ con prefijo ║ por defecto ║ con prefijo ║ con prefijo ║ ╠═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╣ ║ con prefijo ║ con prefijo ║ por defecto ║ con prefijo ║ ╠═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╣ ║ con prefijo ║ con prefijo ║ por defecto ║ con prefijo ║ ╠═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╬═══════════════╣ ║ con prefijo ║ con prefijo ║ por defecto ║ con prefijo(1)║ ╚═══════════════╩═══════════════╩═══════════════╩═══════════════╝ (1) También por defecto en el manejo de cadenas.

Los 386 y superiores admiten otros modos de direccionamiento más sofisticados, que se verán en el próximo capítulo, después de conocer todas las instrucciones del 8086. Por ahora, con todos estos modos se

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puede considerar que hay más que suficiente. De hecho, algunos se utilizan en muy contadas ocasiones. 3.5. - LA PILA. La pila es un bloque de memoria de estructura LIFO (Last Input First Output: último en entrar, primero en salir) que se direcciona mediante desplazamientos desde el registro SS (segmento de pila). Las posiciones individuales dentro de la pila se calculan sumando al contenido del segmento de pila SS un desplazamiento contenido en el registro puntero de pila SP. Todos los datos que se almacenan en la pila son de longitud palabra, y cada vez que se introduce algo en ella por medio de las instrucciones de manejo de pila (PUSH y POP), el puntero se decrementa en dos; es decir, la pila avanza hacia direcciones decrecientes. El registro BP suele utilizarse normalmente para apuntar a una cierta posición de la pila y acceder indexadamente a sus elementos generalmente en el caso de variables- sin necesidad de desapilarlos para consultarlos. La pila es utilizada frecuentemente al principio de una subrutina para preservar los registros que no se desean modificar; al final de la subrutina basta con recuperarlos en orden inverso al que fueron depositados. En estas operaciones conviene tener cuidado, ya que la pila en los 8086 es común al procesador y al usuario, por lo que se almacenan en ella también las direcciones de retorno de las subrutinas. Esta última es, de hecho, la más importante de sus funciones. La estructura de pila permite que unas subrutinas llamen a otras que a su vez pueden llamar a otras y así sucesivamente: en la pila se almacenan las direcciones de retorno, que serán las de la siguiente instrucción que provocó la llamada a la subrutina. Así, al retornar de la subrutina se extrae de la pila la dirección a donde volver. Los compiladores de los lenguajes de alto nivel la emplean también para pasar los parámetros de los procedimientos y para generar en ella las variables automáticas -variables locales que existen durante la ejecución del subprograma y se destruyen inmediatamente después-. Por ello, una norma básica es que se debe desapilar siempre todo lo apilado para evitar una pérdida de control inmediata del ordenador. Ejemplo de operación sobre la pila (todos los datos son arbitrarios): Memoria ├───────────┤ │

66h

SS:SP

│

│

├───────────┤ │

91h

│

Memoria ├───────────┤

<-- 14C0:D022

66h

SS:SP

│

Memoria ├───────────┤ │

66h

│

├───────────┤

├───────────┤

│

│

91h

│

91h

│

├───────────┤

├───────────┤

├───────────┤

│

│

│

F3h

│

12h

│

├───────────┤

├───────────┤

│

│

21h

│

├───────────┤

34h

│

12h

SS:SP

<-- 14C0:D022

│

├───────────┤ <-- 14C0:D020

├───────────┤

│

34h

│

├───────────┤

Situación inicial

después de PUSH AX

después de POP BX

AX = 1234h

AX = 1234h

AX = 1234h

BX = 9D33h

BX = 9D33h

BX = 1234h

3.6. - UN PROGRAMA DE EJEMPLO. Aunque las instrucciones del procesador no serán vistas hasta el próximo capítulo, con objeto de ayudar a la imaginación del lector elaboraremos un primer programa de ejemplo en lenguaje ensamblador. La utilidad de este programa es dejar patente que lo único que entiende el 8086 son números, aunque nosotros nos referiremos a ellos con unos símbolos que faciliten entenderlos. También es interesante este ejemplo para afianzar el concepto de registro de segmento. En este programa sólo vamos a emplear las instrucciones MOV, ya conocida, y alguna otra más como la instrucción INC (incrementar), DEC (disminuir una unidad) y JNZ (saltar si el resultado no es cero). Suponemos que el programa está ubicado a partir de la dirección de memoria 14D3:7A10 (arbitrariamente

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elegida) y que lo que pretendemos hacer con él es limpiar la pantalla. Como el ordenador es un PC con monitor en color, la pantalla de texto comienza en B800:0000 (no es más que una zona de memoria). Por cada carácter que hay en dicha pantalla, comenzando arriba a la izquierda, a partir de la dirección B800:0000 tenemos dos bytes: el primero, con el código ASCII del carácter y el segundo con el color. Lo que vamos a hacer es rellenar los 2000 caracteres (80 columnas x 25 líneas) con espacios en blanco (código ASCII 32, ó 20h en hexadecimal), sin modificar el color que hubiera antes. Esto es, se trata de poner el valor 32 en la dirección B800:0000, la B800:0002, la B800:0004... y así sucesivamente. El programa quedaría en memoria de esta manera: La primera columna indica la dirección de memoria donde está el programa que se ejecuta (CS=14D3h e IP=7A10h al principio). La segunda columna constituye el código máquina que interpreta el 8086. Algunas instrucciones ocupan un byte de memoria, otras dos ó tres (las hay de más). La tercera columna contiene el nombre de las instrucciones, algo mucho más legible para los humanos que los números: 14D3:7A10

B9 D0 07

MOV

CX,7D0H

; CX = 7D0h (2000 decimal = 7D0 hexadecimal)

14D3:7A13

B8 00 B8

MOV

AX,0B800h

; segmento de la memoria de pantalla

14D3:7A16

8E D8

MOV

DS,AX

; apuntar segmento de datos a la misma

14D3:7A18

BB 00 00

MOV

BX,0

; apuntar al primer carácter ASCII de la pantalla

14D3:7A1B 14D3:7A1E

C6 07 20 43

MOV INC

BYTE PTR [BX],32 BX

; se pone BYTE PTR para indicar que 32 es de 8 bits ; BX=BX+1 -¾ apuntar al byte de color

14D3:7A1F

43

INC

BX

; BX=BX+1 -¾ apuntar al siguiente carácter ASCII

14D3:7A20

49

DEC

CX

; CX=CX-1 -¾ queda un carácter menos

14D3:7A21

75 F8

JNZ

-8

; si CX no es 0, saltar 8 bytes atrás (a 14D3:7A1B)

Como se puede ver, la segunda instrucción (bytes de código máquina 0B8h, 0 y 0B8h colocados en posiciones consecutivas) está colocada a partir del desplazamiento 7A13h, ya que la anterior que ocupaba 3 bytes comenzaba en 7A10h. En el ejemplo cargamos el valor 0B800h en DS apoyándonos en AX como intermediario. El motivo es que los registros de segmento no admiten el direccionamiento inmediato. A medida que se van haciendo programas, el ensamblador da mensajes de error cuando se encuentra con estos fallos y permite ir aprendiendo con facilidad las normas, que tampoco son demasiadas. La instrucción MOV BYTE PTR [BX],32 equivale a decir: «poner en la dirección de memoria apuntada por BX (DS:[BX] para ser más exactos) el byte de valor 32». El valor 0F8h del código máquina de la última instrucción es el complemento a dos (número negativo) del valor 8. Normalmente, casi nunca habrá que ensamblar a mano consultando unas tablas, como hemos hecho en este ejemplo. Sin embargo, la mejor manera de aprender ensamblador es no olvidando la estrecha relación de cada línea de programa con la CPU y la memoria.

41

JUEGO DE INSTRUCCIONES 80x86

Capítulo IV: JUEGO DE INSTRUCCIONES 80x86

4.1. - DESCRIPCIÓN COMPLETA DE LAS INSTRUCCIONES. Nota: en el efecto de las instrucciones sobre el registro de estado se utilizará la siguiente notación: - bit no modificado ? desconocido o indefinido x modificado según el resultado de la operación 1 puesto siempre a 1 0 puesto siempre a 0 4.1.1. - INSTRUCCIONES DE CARGA DE REGISTROS Y DIRECCIONES. MOV (transferencia) Sintaxis: MOV dest, origen. Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere datos de longitud byte o palabra del operando origen al operando destino. Pueden ser operando origen y operando destino cualquier registro o posición de memoria direccionada de las formas ya vistas, con la única condición de que origen y destino tengan la misma dimensión. Existen ciertas limitaciones, como que los registros de segmento no admiten el direccionamiento inmediato: es incorrecto MOV DS,4000h; pero no lo es por ejemplo MOV DS,AX o MOV DS,VARIABLE. No es posible, así mismo, utilizar CS como destino (es incorrecto hacer MOV CS,AX aunque pueda admitirlo algún ensamblador). Al hacer MOV hacia un registro de segmento, las interrupciones quedan inhibidas hasta después de ejecutarse la siguiente instrucción (8086/88 de 1983 y procesadores posteriores). Ejemplos:

mov mov mov

ds,ax bx,es:[si] si,offset dato

En el último ejemplo, no se coloca en SI el valor de la variable «dato» sino su dirección de memoria o desplazamiento respecto al segmento de datos. En otras palabras, SI es un puntero a «dato» pero no es «dato». En el próximo capítulo se verá cómo se declaran las variables. XCHG (intercambiar) Sintaxis: XCHG destino, origen Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Intercambia el contenido de los operandos origen y destino. No pueden utilizarse registros de

41


segmentos como operandos. Ejemplo:

xchg xchg

bl,ch mem_pal,bx

XLAT (traducción) Sintaxis: XLAT tabla Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Se utiliza para traducir un byte del registro AL a un byte tomado de la tabla de traducción. Los datos se toman desde una dirección de la tabla correspondiente a BX + AL, donde bx es un puntero a el comienzo de la tabla y AL es un índice. Indicar «tabla» al lado de xlat es sólo una redundancia opcional. Ejemplo:

mov mov xlat

bx,offset tabla al,4

LEA (carga dirección efectiva) Sintaxis: LEA destino, origen Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere el desplazamiento del operando fuente al operando destino. Otras instrucciones pueden a continuación utilizar el registro como desplazamiento para acceder a los datos que constituyen el objetivo. El operando destino no puede ser un registro de segmento. En general, esta instrucción es equivalente a «MOV destino,OFFSET fuente» y de hecho los buenos ensambladores (TASM) la codifican como MOV para economizar un byte de memoria. Sin embargo, LEA es en algunos casos más potente que MOV al permitir indicar registros de índice y desplazamiento para calcular el offset: lea

dx,datos[si]

En el ejemplo de arriba, el valor depositado en DX es el offset de la etiqueta «datos» más el registro SI. Esa sola instrucción es equivalente a estas dos: mov add

dx,offset datos dx,si

LDS (carga un puntero utilizando DS) Sintaxis: LDS destino, origen Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Traslada un puntero de 32 bits (dirección completa de memoria compuesta por segmento y

41


desplazamiento), al destino indicado y a DS. A partir de la dirección indicada por el operando origen, el procesador toma 4 bytes de la memoria: con los dos primeros forma una palabra que deposita en «destino» y, con los otros dos, otra en DS. Ejemplo:

punt

dd lds

12345678h si,punt

Como resultado de esta instrucción, en DS:SI se hace referencia a la posición de memoria 1234h:5678h; 'dd' sirve para definir una variable larga de 4 bytes (denominada «punt» en el ejemplo) y será explicado en el capítulo siguiente. LES (carga un puntero utilizando ES) Sintaxis: LES destino, origen Esta instrucción es análoga a LDS, pero utilizando ES en lugar de DS. LAHF (carga AH con los indicadores) Sintaxis: LAHF Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Carga los bits 7, 6, 4, 2 y 0 del registro AH con el contenido de los indicadores SF, ZF, AF, PF Y CF respectivamente. El contenido de los demás bits queda sin definir. SAHF (copia AH en los indicadores) Sintaxis: SAHF Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Transfiere el contenido de los bits 7, 6, 4, 2 y 0 a los indicadores SF, ZF, AF, PF y CF respectivamente. 4.1.2. - INSTRUCCIONES DE MANIPULACIÓN DEL REGISTRO DE ESTADO. CLC (baja el indicador de acarreo) Sintaxis: CLC Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

Borra el indicador de acarreo (CF) sin afectar a ninguno otro. CLD (baja el indicador de dirección) Sintaxis: CLD

PF -

CF 0

41


Indicadores:

OF -

DF 0

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Pone a 0 el indicador de dirección DF, por lo que los registros SI y/o DI se autoincrementan en las operaciones de cadenas, sin afectar al resto de los indicadores. Es NECESARIO colocarlo antes de las instrucciones de manejo de cadenas si no se conoce con seguridad el valor de DF. Véase STD. CLI (baja indicador de interrupción) Sintaxis: CLI Indicadores:

OF -

DF -

IF 0

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Borra el indicador de activación de interrupciones IF, lo que desactiva las interrupciones enmascarables. Es muy conveniente hacer esto antes de modificar la pareja SS:SP en los 8086/88 anteriores a 1983 (véase comentario en la instrucción MOV), o antes de cambiar un vector de interrupción sin el apoyo del DOS. Generalmente las interrupciones sólo se inhiben por breves instantes en momentos críticos. Véase también STI. CMC (complementa el indicador de acarreo) Sintaxis: CMC Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF x

PF -

CF 1

Complementa el indicador de acarreo CF invirtiendo su estado. STC (pone a uno el indicador de acarreo) Sintaxis: STC Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

Pone a 1 el indicador de acarreo CF sin afectar a ningún otro indicador. STD (pone a uno el indicador de dirección) Sintaxis: STD Indicadores:

OF -

DF 1

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Pone a 1 el indicador de dirección DF, por lo que los registros SI y/o DI se autodecrementan en las operaciones de cadenas, sin afectar al resto de los indicadores. Es NECESARIO colocarlo antes de las instrucciones de manejo de cadenas si no se conoce con seguridad el estado de DF. Véase también CLD.

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STI (pone a uno el indicador de interrupción) Sintaxis: STI Indicadores:

OF -

DF -

IF 1

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Pone a 1 la bandera de desactivación de interrupciones IF y activa las interrupciones enmascarables. Una interrupción pendiente no es reconocida, sin embargo, hasta después de ejecutar la instrucción que sigue a STI. Véase también CLI. 4.1.3. - INSTRUCCIONES DE MANEJO DE LA PILA. POP (extraer de la pila) Sintaxis: POP destino Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere el elemento palabra que se encuentra en lo alto de la pila (apuntado por SP) al operando destino que a de ser tipo palabra, e incrementa en dos el registro SP. La instrucción POP CS, poco útil, no funciona correctamente en los 286 y superiores. Ejemplos:

pop pop

ax pepe

PUSH (introduce en la pila) Sintaxis: PUSH origen Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Decrementa el puntero de pila (SP) en 2 y luego transfiere la palabra especificada en el operando origen a la cima de la pila. El registro CS aquí sí se puede especificar como origen, al contrario de lo que afirman algunas publicaciones. Ejemplo:

push

cs

POPF (extrae los indicadores de la pila) Sintaxis: POPF Indicadores:

OF x

DF x

IF x

TF x

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Traslada al registro de los indicadores la palabra almacenada en la cima de la pila; a continuación el puntero de pila SP se incrementa en dos.

41


PUSHF (introduce los indicadores en la pila) Sintaxis: PUSHF Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Decrementa en dos el puntero de pila y traslada a la cima de la pila el contenido de los indicadores. 4.1.4. - INSTRUCCIONES DE TRANSFERENCIA DE CONTROL. Incondicional CALL (llamada a subrutina) Sintaxis: CALL destino Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere el control del programa a un procedimiento, salvando previamente en la pila la dirección de la instrucción siguiente, para poder volver a ella una vez ejecutado el procedimiento. El procedimiento puede estar en el mismo segmento (tipo NEAR) o en otro segmento (tipo FAR). A su vez la llamada puede ser directa a una etiqueta (especificando el tipo de llamada NEAR -por defecto- o FAR) o indirecta, indicando la dirección donde se encuentra el puntero. Según la llamada sea cercana o lejana, se almacena en la pila una dirección de retorno de 16 bits o dos palabras de 16 bits indicando en este último caso tanto el offset (IP) como el segmento (CS) a donde volver. Ejemplos: dir

call

proc1

dd call

0f000e987h dword ptr dir

En el segundo ejemplo, la variable dir almacena la dirección a donde saltar. De esta última manera -conociendo su dirección- puede llamarse también a un vector de interrupción, guardando previamente los flags en la pila (PUSHF), porque la rutina de interrupción retornará (con IRET en vez de con RETF) sacándolos. JMP (salto) Sintaxis: JMP dirección o JMP SHORT dirección Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere el control incondicionalmente a la dirección indicada en el operando. La bifurcación puede ser también directa o indirecta como anteriormente vimos, pero además puede ser corta (tipo SHORT) con un desplazamiento comprendido entre -128 y 127; o larga, con un desplazamiento de dos bytes con signo. Si se hace un JMP SHORT y no llega el salto (porque está demasiado alejada esa etiqueta) el ensamblador dará error. Los buenos ensambladores (como TASM) cuando dan dos pasadas colocan allí donde es posible un salto corto, para

41


economizar memoria, sin que el programador tenga que ocuparse de poner «short». Si el salto de dos bytes, que permite desplazamientos de 64 Kb en la memoria sigue siendo insuficiente, se puede indicar con «far» que es largo (salto a otro segmento). Ejemplos:

jmp jmp

etiqueta far ptr etiqueta

RET / RETF (retorno de subrutina) Sintaxis: RET [valor] o RETF [valor] Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Retorna de un procedimiento extrayendo de la pila la dirección de la siguiente dirección. Se extraerá el registro de segmento y el desplazamiento en un procedimiento de tipo FAR (dos palabras) y solo el desplazamiento en un procedimiento NEAR (una palabra). si esta instrucción es colocada dentro de un bloque PROC-ENDP (como se verá en el siguiente capítulo) el ensamblador sabe el tipo de retorno que debe hacer, según el procedimiento sea NEAR o FAR. En cualquier caso, se puede forzar que el retorno sea de tipo FAR con la instrucción RETF. «Valor», si es indicado permite sumar una cantidad «valor» en bytes a SP antes de retornar, lo que es frecuente en el código generado por los compiladores para retornar de una función con parámetros. También se puede retornar de una interrupción con RETF 2, para que devuelva el registro de estado sin restaurarlo de la pila. Condicional Las siguientes instrucciones son de transferencia condicional de control a la instrucción que se encuentra en la posición IP+desplazamiento (desplazamiento comprendido entre -128 y +127) si se cumple la condición. Algunas condiciones se pueden denotar de varias maneras. Todos los saltos son cortos y si no alcanza hay que apañárselas como sea. En negrita se realzan las condiciones más empleadas. Donde interviene SF se consideran con signo los operandos implicados en la última comparación u operación aritmetico-lógica, y se indican en la tabla como '±' (-128 a +127 ó -32768 a +32767); en los demás casos, indicados como '+', se consideran sin signo (0 a 255 ó 0 a 65535): JA/JNBE Salto si mayor (above), si no menor o igual (not below or equal), si CF=0 y ZF=0. JAE/JNB Salto si mayor o igual (above or equal), si no menor (not below), si CF=0. JB/JNAE/JC Salto si menor (below), si no superior ni igual (not above or equal), si acarreo, si CF=1. JBE/JNA Salto si menor o igual (not below or equal), si no mayor (not above), si CF=1 ó ZF=1. JCXZ Salto si CX=0. JE/JZ Salto si igual (equal), si cero (zero), si ZF=1. JG/JNLE Salto si mayor (greater), si no menor ni igual (not less or equal), si ZF=0 y SF=0. JGE/JNL Salto si mayor o igual (greater or equal), si no menor (not less), si SF=0. JL/JNGE Salto si menor (less), si no mayor ni igual (not greater or equal), si SF<>OF. JLE/JNG Salto si menor o igual (less or equal), si no mayor (not greater), si ZF=0 y SF<>OF. JNC Salto si no acarreo, si CF=0. JNE/JNZSalto si no igual, si no cero, si ZF=0. JNO Salto si no desbordamiento, si OF=0. JNP/JPO Salto si no paridad, si paridad impar, si PF=0. JNS Salto si no signo, si positivo, si SF=0. JO Salto si desbordamiento, si OF=1. JP/JPE Salto si paridad, si paridad par, si PF=1. JS Salto si signo, si SF=1.

Gestión de bucle LOOP (bucle)

+ + + +

± ± ± ±

41


Sintaxis: LOOP desplazamiento Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Decrementa el registro contador CX; si CX es cero, ejecuta la siguiente instrucción, en caso contrario transfiere el control a la dirección resultante de sumar a IP + desplazamiento. El desplazamiento debe estar comprendido entre -128 y +127. Ejemplo: mov bucle: ....... ....... loop

cx,10 bucle

Con las mismas características que la instrucción anterior: LOOPE/LOOPZ Bucle si igual, si cero. Z=1 y CX<>0 LOOPNE/LOOPNZ Bucle si no igual, si no cero. Z=0 y CX<>0 Interrupciones INT (interrupción) Sintaxis: INT n (0 <= n <= 255) Indicadores:

OF -

DF -

IF 0

TF 0

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Inicializa un procedimiento de interrupción de un tipo indicado en la instrucción. En la pila se introduce al llamar a una interrupción la dirección de retorno formada por los registros CS e IP y el estado de los indicadores. INT 3 es un caso especial de INT, al ensamblarla el ensamblador genera un sólo byte en vez de los dos habituales; esta interrupción se utiliza para poner puntos de ruptura en los programas. Véase también IRET y el apartado 1 del capítulo VII. Ejemplo:

int

21h

INTO (interrupción por desbordamiento) Sintaxis: INTO Indicadores:

OF -

DF -

IF 0

TF 0

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Genera una interrupción de tipo 4 (INT 4) si existe desbordamiento (OF=1). De lo contrario se continúa con la instrucción siguiente. IRET (retorno de interrupción) Sintaxis: IRET Indicadores:

OF

DF

IF

TF

SF

ZF

AF

PF

CF

41


x

x

x

x

x

x

x

x

x

Devuelve el control a la dirección de retorno salvada en la pila por una interrupción previa y restaura los indicadores que también se introdujeron en la pila. En total, se sacan las 3 palabras que fueron colocadas en la pila cuando se produjo la interrupción. Véase también INT. 4.1.5. - INSTRUCCIONES DE ENTRADA SALIDA (E/S). IN (entrada) Sintaxis: IN acumulador, puerto. Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere datos desde el puerto indicado hasta el registro AL o AX, dependiendo de la longitud byte o palabra respectivamente. El puerto puede especificarse mediante una constante (0 a 255) o a través del valor contenido en DX (0 a 65535). Ejemplo:

in in

ax,0fh al,dx

OUT (salida) Sintaxis: OUT puerto, acumulador Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere un byte o palabra del registro AL o AX a un puerto de salida. El puerto puede especificarse con un valor fijo entre 0 y 255 ó a través del valor contenido en el registro DX (de 0 a 65535). Ejemplo:

out out

12h,ax dx,al

4.1.6. - INSTRUCCIONES ARITMÉTICAS. *** SUMA *** AAA (ajuste ASCII para la suma) Sintaxis: AAA Indicadores:

OF ?

DF -

IF -

TF -

SF ?

ZF ?

AF x

PF ?

CF x

Convierte el contenido del registro AL en un número BCD no empaquetado. Si los cuatro bits menos significativos de AL son mayores que 9 ó si el indicador AF está a 1, se suma 6 a AL, 1 a AH, AF se pone a 1, CF se iguala a AF y AL pone sus cuatro bits más significativos a 0. Ejemplo:

add

al,bl

41


aaa En el ejemplo, tras la suma de dos números BCD no empaquetados colocados en AL y BL, el resultado (por medio de AAA) sigue siendo un número BCD no empaquetado. ADC (suma con acarreo) Sintaxis: ADC destino, origen Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Suma los operandos origen, destino y el valor del indicador de acarreo (0 ó 1) y el resultado lo almacena en el operando destino. Se utiliza normalmente para sumar números grandes, de más de 16 bits, en varios pasos, considerando lo que nos llevamos (el acarreo) de la suma anterior. Ejemplo:

adc

ax,bx

ADD (suma) Sintaxis: ADD destino, origen Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Suma los operandos origen y destino almacenando el resultado en el operando destino. Se activa el acarreo si se desborda el registro destino durante la suma. Ejemplos:

add add

ax,bx cl,dh

DAA (ajuste decimal para la suma) Sintaxis: DAA Indicadores:

OF ?

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Convierte el contenido del registro AL en un par de valores BCD: si los cuatro bits menos significativos de AL son un número mayor que 9, el indicador AF se pone a 1 y se suma 6 a AL. De igual forma, si los cuatro bits más significativos de AL tras la operación anterior son un número mayor que 9, el indicador CF se pone a 1 y se suma 60h a AL. Ejemplo:

add daa

al,cl

En el ejemplo anterior, si AL y CL contenían dos números BCD empaquetados, DAA hace que el resultado de la suma (en AL) siga siendo también un BCD empaquetado. INC (incrementar)

41


Sintaxis: INC destino Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF -

Incrementa el operando destino. El operando destino puede ser byte o palabra. Obsérvese que esta instrucción no modifica el bit de acarreo (CF) y no es posible detectar un desbordamiento por este procedimiento (utilícese ZF). Ejemplos:

inc inc inc inc

al es:[di] ss:[bp+4] word ptr cs:[bx+di+7]

*** RESTA *** AAS (ajuste ASCII para la resta) Sintaxis: AAS Indicadores:

OF ?

DF -

IF -

TF -

SF ?

ZF ?

AF x

PF ?

CF x

Convierte el resultado de la sustracción de dos operandos BCD no empaquetados para que siga siendo un número BCD no empaquetado. Si el nibble inferior de AL tiene un valor mayor que 9, de AL se resta 6, se decrementa AH, AF se pone a 1 y CF se iguala a AF. El resultado se guarda en AL con los bits de 4 a 7 puestos a 0. Ejemplo:

sub aas

al,bl

En el ejemplo, tras la resta de dos números BCD no empaquetados colocados en AL y BL, el resultado (por medio de AAS) sigue siendo un número BCD no empaquetado. CMP (comparación) Sintaxis: CMP destino, origen Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Resta origen de destino sin retornar ningún resultado. Los operandos quedan inalterados, paro los indicadores pueden ser consultados mediante instrucciones de bifurcación condicional. Los operandos pueden ser de tipo byte o palabra pero ambos de la misma dimensión. Ejemplo:

cmp cmp

bx, mem_pal ch,cl

DAS (ajuste decimal para la resta) Sintaxis: DAS Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

41


Corrige el resultado en AL de la resta de dos números BCD empaquetados, convirtiéndolo también en un valor BCD empaquetado. Si el nibble inferior tiene un valor mayor que 9 o AF es 1, a AL se le resta 6, AF se pone a 1. Si el nibble mas significativo es mayor que 9 ó CF está a 1, entonces se resta 60h a AL y se activa después CF. Ejemplo:

sub das

al,bl

En el ejemplo anterior, si AL y BL contenían dos números BCD empaquetados, DAS hace que el resultado de la resta (en AL) siga siendo también un BCD empaquetado. DEC (decrementar) Sintaxis: DEC destino Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF -

Resta una unidad del operando destino. El operando puede ser byte o palabra. Obsérvese que esta instrucción no modifica el bit de acarreo (CF) y no es posible detectar un desbordamiento por este procedimiento (utilícese ZF). Ejemplo:

dec dec

ax mem_byte

NEG (negación) Sintaxis: NEG destino Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Calcula el valor negativo en complemento a dos del operando y devuelve el resultado en el mismo operando. Ejemplo:

neg

al

SBB (resta con acarreo) Sintaxis: SBB destino, origen Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Resta el operando origen del operando destino y el resultado lo almacena en el operando destino. Si está a 1 el indicador de acarreo además resta una unidad más. Los operandos pueden ser de tipo byte o palabra. Se utiliza normalmente para restar números grandes, de más de 16 bits, en varios pasos, considerando lo que nos llevamos (el acarreo) de la resta anterior. Ejemplo:

sbb sbb

ax,ax ch,dh

41


SUB (resta) Sintaxis: SUB destino, origen Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Resta el operando destino al operando origen, colocando el resultado en el operando destino. Los operandos pueden tener o no signo, siendo necesario que sean del mismo tipo, byte o palabra. Ejemplos:

sub sub

al,bl dx,dx

*** MULTIPLICACION *** AAM (ajuste ASCII para la multiplicación) Sintaxis: AAM Indicadores:

OF ?

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF ?

Corrige el resultado en AX del producto de dos números BCD no empaquetados, convirtiéndolo en un valor BCD también no empaquetado. En AH sitúa el cociente de AL/10 quedando en AL el resto de dicha operación. Ejemplo:

mul aam

bl

En el ejemplo, tras el producto de dos números BCD no empaquetados colocados en AL y BL, el resultado (por medio de AAA) sigue siendo, en AX, un número BCD no empaquetado. IMUL (multiplicación entera con signo) Sintaxis: IMUL origen (origen no puede ser operando inmediato en 8086, sí en 286) Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF ?

ZF ?

AF ?

PF ?

CF x

Multiplica un operando origen con signo de longitud byte o palabra por AL o AX respectivamente. Si «origen» es un byte el resultado se guarda en AH (byte más significativo) y en AL (menos significativo), si «origen» es una palabra el resultado es devuelto en DX (parte alta) y AX (parte baja). Si las mitades más significativas son distintas de cero, independientemente del signo, CF y OF son activados. Ejemplo:

MUL (multiplicación sin signo)

imul imul

bx ch

41


Sintaxis: MUL origen (origen no puede ser operando inmediato) Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF ?

ZF ?

AF ?

PF ?

CF x

Multiplica el contenido sin signo del acumulador por el operando origen. Si el operando destino es un byte el acumulador es AL guardando el resultado en AH y AL, si el contenido de AH es distinto de 0 activa los indicadores CF y OF. Cuando el operando origen es de longitud palabra el acumulador es AX quedando el resultado sobre DX y AX, si el valor de DX es distinto de cero los indicadores CF y OF se activan. Ejemplo:

mul mul mul

byte ptr ds:[di] dx cl

*** DIVISION *** AAD (ajuste ASCII para la división) Sintaxis: AAD Indicadores:

OF ?

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF ?

Convierte dos números BCD no empaquetados contenidos en AH y AL en un dividendo de un byte que queda almacenado en AL. Tras la operación AH queda a cero. Esta instrucción es necesaria ANTES de la operación de dividir, al contrario que AAM. Ejemplo:

aad div

bl

En el ejemplo, tras convertir los dos números BCD no empaquetados (en AX) en un dividendo válido, la instrucción de dividir genera un resultado correcto. DIV (división sin signo) Sintaxis: DIV origen (origen no puede ser operando inmediato) Indicadores:

OF ?

DF -

IF -

TF -

SF ?

ZF ?

AF ?

PF ?

CF ?

Divide, sin considerar el signo, un número contenido en el acumulador y su extensión (AH, AL si el operando es de tipo byte o DX, AX si el operando es palabra) entre el operando fuente. El cociente se guarda en AL o AX y el resto en AH o DX según el operando sea byte o palabra respectivamente. DX o AH deben ser cero antes de la operación. Cuando el cociente es mayor que el resultado máximo que puede almacenar, cociente y resto quedan indefinidos produciéndose una interrupción 0. En caso de que las partes más significativas del cociente tengan un valor distinto de cero se activan los indicadores CF y OF. Ejemplo:

IDIV (división entera)

div div

bl mem_pal

41


Sintaxis: IDIV origen (origen no puede ser operando inmediato) Indicadores:

OF ?

DF -

IF -

TF -

SF ?

ZF ?

AF ?

PF ?

CF ?

Divide, considerando el signo, un número contenido en el acumulador y su extensión entre el operando fuente. El cociente se almacena en AL o AX según el operando sea byte o palabra y de igual manera el resto en AH o DX. DX o AH deben ser cero antes de la operación. Cuando el cociente es positivo y superior al valor máximo que puede almacenarse (7fh ó 7fffh), o cuando el cociente es negativo e inferior al valor mínimo que puede almacenarse (81h u 8001h) entonces cociente y resto quedan indefinidos, generándose una interrupción 0, lo que también sucede si el divisor es 0. Ejemplo:

idiv idiv

bl bx

*** CONVERSIONES*** CBW (conversión de byte en palabra) Sintaxis: CBW Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Copia el bit 7 del registro AL en todos los bits del registro AH, es decir, expande el signo de AL a AX como paso previo a una operación de 16 bits. CWD (conversión de palabra a doble palabra) Sintaxis: CWD Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Expande el signo del registro AX sobre el registro DX, copiando el bit más significativo de AH en todo DX. 4.1.7. - INSTRUCCIONES DE MANIPULACIÓN DE CADENAS. CMPS/CMPSB/CMPSW (compara cadenas) Sintaxis:

Indicadores:

CMPS cadena_destino, cadena_origen CMPSB (bytes) CMPSW (palabras) OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Compara dos cadenas restando al origen el destino. Ninguno de los operandos se alteran, pero los indicadores resultan afectados. La cadena origen se direcciona con registro SI sobre el

41


segmento de datos DS y la cadena destino se direcciona con el registro DI sobre el segmento extra ES. Los registros DI y SI se autoincrementan o autodecrementan según el valor del indicador DF (véanse CLD y STD) en una o dos unidades, dependiendo de si se trabaja con bytes o con palabras. «Cadena origen» y «cadena destino» son dos operandos redundantes que sólo indican el tipo del dato (byte o palabra) a comparar, es más cómodo colocar CMPSB o CMPSW para indicar bytes/palabras. Si se indica un registro de segmento, éste sustituirá en la cadena origen al DS ordinario. Ejemplo: lea si,origen lea di,destino cmpsb LODS/LODSB/LODSW (cargar cadena) Sintaxis:

LODS cadena_origen LODSB (bytes) LODSW (palabras)

Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Copia en AL o AX una cadena de longitud byte o palabra direccionada sobre el segmento de datos (DS) con el registro SI. Tras la transferencia, SI se incrementa o decrementa según el indicador DF (véanse CLD y STD) en una o dos unidades, según se estén manejando bytes o palabras. «Cadena_origen» es un operando redundante que sólo indica el tipo del dato (byte o palabra) a cargar, es más cómodo colocar LODSB o LODSW para indicar bytes/palabras. Ejemplo:

cld lea lodsb

si,origen

MOVS/MOVSB/MOVSW (mover cadena) Sintaxis:

MOVS cadena_destino, cadena_origen MOVSB (bytes) MOVSW (palabras)

Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere un byte o una palabra de la cadena origen direccionada por DS:SI a la cadena destino direccionada por ES:DI, incrementando o decrementando a continuación los registros SI y DI según el valor de DF (véanse CLD y STD) en una o dos unidades, dependiendo de si se trabaja con bytes o con palabras. «Cadena origen» y «cadena destino» son dos operandos redundantes que sólo indican el tipo del dato (byte o palabra) a comparar, es más cómodo colocar MOVSB o MOVSW para indicar bytes/palabras. Si se indica un registro de segmento, éste sustituirá en la cadena origen al DS ordinario. Ejemplo:

lea si,origen lea di,destino movsw

41


SCAS/SCASB/SCASW (explorar cadena) Sintaxis:

SCAS cadena_destino SCASB (bytes) SCASW (palabras)

Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF x

PF x

CF x

Resta de AX o AL una cadena destino direccionada por el registro DI sobre el segmento extra. Ninguno de los valores es alterado pero los indicadores se ven afectados. DI se incrementa o decrementa según el valor de DF (véanse CLD y STD) en una o dos unidades -según se esté trabajando con bytes o palabras- para apuntar al siguiente elemento de la cadena. «Cadena_destino» es un operando redundante que sólo indica el tipo del dato (byte o palabra), es más cómodo colocar SCASB o SCASW para indicar bytes/palabras. Ejemplo:

lea mov scasb

di,destino al,50

STOS/STOSB/STOSW (almacena cadena) Sintaxis:

STOS cadena_destino STOSB (bytes) STOSW (palabras)

Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Transfiere el operando origen almacenado en AX o AL, al destino direccionado por el registro DI sobre el segmento extra. Tras la operación, DI se incrementa o decrementa según el indicador DF (véanse CLD y STD) para apuntar al siguiente elemento de la cadena. «Cadena_destino» es un operando redundante que sólo indica el tipo del dato (byte o palabra) a cargar, es más cómodo colocar STOSB o STOSW para indicar bytes/palabras. Ejemplo:

lea mov stosw

di,destino ax,1991

REP/REPE/REPZ/REPNE/REPNZ (repetir) REP repetir operación de cadena REPE/REPZ repetir operación de cadena si igual/si cero REPNE/REPNZ repetir operación de cadena si no igual (si no 0) Estas instrucciones se pueden colocar como prefijo de otra instrucción de manejo de cadenas, con objeto de que la misma se repita un número determinado de veces incondicionalmente o hasta que se verifique alguna condición. El número de veces se indica en CX. Por sentido común sólo deben utilizarse las siguientes combinaciones: Prefijo ----------REP REPE/REPZ

Función ------------------------------Repetir CX veces Repetir CX veces mientras ZF=1

Instrucciones ---------------MOVS, STOS CMPS, SCAS

41


REPNE/REPNZ

Repetir CX veces mientras ZF=0

CMPS, SCAS

Ejemplos: 1) Buscar el byte 69 entre las 200 primeras posiciones de «tabla» (se supone «tabla» en el segmento ES): LEA

DI,tabla

MOV

CX,200

MOV

AL,69

CLD REPNE

SCASB

JE

encontrado

2) Rellenar de ceros 5000 bytes de una tabla colocada en «datos» (se supone «datos» en el segmento ES): LEA

DI,datos

MOV

AX,0

MOV

CX,2500

CLD REP

STOSW

3) Copiar la memoria de pantalla de texto (adaptador de color) de un PC en un buffer (se supone «buffer» en el segmento ES): MOV

CX,0B800h

; segmento de pantalla

MOV

DS,CX

; en DS

LEA

DI,buffer

; destino en ES:DI

MOV

SI,0

; copiar desde DS:0

MOV

CX,2000 ; 2000 palabras

CLD REP

; hacia adelante MOVSW

; copiar CX palabras

4.1.8. - INSTRUCCIONES DE OPERACIONES LÓGICAS A NIVEL DE BIT. AND (y lógico) Sintaxis: AND destino, origen Indicadores:

OF 0

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF 0

Realiza una operación de Y lógico entre el operando origen y destino quedando el resultado en el destino. Son válidos operandos byte o palabra, pero ambos del mismo tipo. Ejemplos:

and and

ax,bx bl,byte ptr es:[si+10h]

NOT (no lógico) Sintaxis: NOT destino Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

41


Realiza el complemento a uno del operando destino, invirtiendo cada uno de sus bits. Los indicadores no resultan afectados. Ejemplo:

not

ax

OR (O lógico) Sintaxis: OR destino, origen Indicadores:

OF 0

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF 0

Realiza una operación O lógico a nivel de bits entre los dos operandos, almacenándose después el resultado en el operando destino. Ejemplo:

or

ax,bx

TEST (comparación lógica) Sintaxis: TEST destino, origen Indicadores:

OF 0

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF 0

Realiza una operación Y lógica entre los dos operandos pero sin almacenar el resultado. Los indicadores son afectados con la operación. Ejemplo:

test

al,bh

XOR (O exclusivo) Sintaxis: XOR destino, origen Indicadores:

OF 0

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF 0

Operación OR exclusivo a nivel de bits entre los operandos origen y destino almacenándose el resultado en este último. Ejemplo:

xor

di,ax

4.1.9. - INSTRUCCIONES DE CONTROL DEL PROCESADOR. NOP (operación nula) Sintaxis: NOP Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Realiza una operación nula, es decir, el microprocesador decodifica la instrucción y pasa a la siguiente. Realmente se trata de la instrucción XCHG AX,AX.

41


ESC (salida a un coprocesador) Sintaxis: ESC código_operación, origen Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Se utiliza en combinación con procesadores externos, tales como los coprocesadores de coma flotante o de E/S, y abre al dispositivo externo el acceso a las direcciones y operandos requeridos. Al mnemónico ESC le siguen los códigos de operación apropiados para el coprocesador así como la instrucción y la dirección del operando necesario. Ejemplo:

esc

21,ax

HLT (parada hasta interrupción o reset) Sintaxis: HLT Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

El procesador se detiene hasta que se restaura el sistema o se recibe una interrupción. Como en los PC se producen normalmente 18,2 interrupciones de tipo 8 por segundo (del temporizador) algunos programadores utilizan HLT para hacer pausas y bucles de retardo. Sin embargo, el método no es preciso y puede fallar con ciertos controladores de memoria. LOCK (bloquea los buses) Sintaxis: LOCK Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Es una instrucción que se utiliza en aplicaciones de recursos compartidos para asegurar que no accede simultáneamente a la memoria más de un procesador. Cuando una instrucción va precedida por LOCK, el procesador bloquea inmediatamente el bus, introduciendo una señal por la patilla LOCK. WAIT (espera) Sintaxis: WAIT Indicadores:

OF -

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF -

Provoca la espera del procesador hasta que se detecta una señal en la patilla TEST. Ocurre, por ejemplo, cuando el copro ha terminado una operación e indica su finalización. Suele preceder a ESC para sincronizar las acciones del procesador y coprocesador. 4.1.10. - INSTRUCCIONES DE ROTACIÓN Y DESPLAZAMIENTO.

41


RCL (rotación a la izquierda con acarreo) Sintaxis: RCL destino, contador Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF x

Rotar a la izquierda los bits del operando destino junto con el indicador de acarreo CF el número de bits especificado en el segundo operando. Si el número de bits a desplazar es 1, se puede especificar directamente, en caso contrario el valor debe cargarse en CL y especificar CL como segundo operando. No es conveniente que CL sea mayor de 7, en bytes; ó 15, en palabras. ┌─────────────────────────────────┐ ┌─┴──┐ ┌───────────────────────À─┐ │ CF │½─────┤ alto ½── bajo │ RCL └────┘ └─────────────────────────┘

Ejemplos:

rcl rcl rcl

ax,1 al,cl di,1

RCR (rotación a la derecha con acarreo) Sintaxis: RCR destino, contador Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF x

Rotar a la derecha los bits del operando destino junto con el indicador de acarreo CF el número de bits especificado en el segundo operando. Si el número de bits es 1 se puede especificar directamente; en caso contrario su valor debe cargarse en CL y especificar CL como segundo operando: ┌─────────────────────────────────┐ ┌─À───────────────────────┐ ┌──┴─┐ │ alto ──¾ bajo ├─────¾│ CF │ RCR └─────────────────────────┘ └────┘

Ejemplos:

rcr rcr

bx,cl bx,1

ROL (rotación a la izquierda) Sintaxis: ROL destino, contador Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF x

Rota a la izquierda los bits del operando destino el número de bits especificado en el segundo operando, que puede ser 1 ó CL previamente cargado con el valor del número de veces. ┌─────────────────────┐ ┌────┐ ┌─┴─────────────────────À─┐ │ CF │½─────┤ alto ½── bajo │ ROL └────┘ └─────────────────────────┘

41


Ejemplos:

rol rol

dx,cl ah,1

ROR (rotación a la derecha) Sintaxis: ROR destino, contador Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF -

ZF -

AF -

PF -

CF x

Rota a la derecha los bits del operando destino el número de bits especificado en el segundo operando. Si el número de bits es 1 se puede poner directamente, en caso contrario debe ponerse a través de CL. ┌─────────────────────┐ ┌─À─────────────────────┴─┐ ┌────┐ │ alto ──¾ bajo ├─────¾│ CF │ ROR └─────────────────────────┘ └────┘

Ejemplos:

ror ror

cl,1 ax,cl

SAL/SHL (desplazamiento aritmético a la izquierda) Sintaxis: SAL/SHL destino, contador Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF x

Desplaza a la izquierda los bits del operando el número de bits especificado en el segundo operando que debe ser CL si es mayor que 1 los bits desplazados. ┌────┐ ┌─────────────────────────┐ │ CF │½─────┤ alto ½── bajo │ ½── 0 └────┘ └─────────────────────────┘ Ejemplos:

shl sal

SAL/SHL

dx,1 bx,cl

SAR (desplazamiento aritmético a la derecha) Sintaxis: SAR destino, contador Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF x

Desplaza a la derecha los bits del operando destino el número de bits especificado en el segundo operando. Los bits de la izquierda se rellenan con el bit de signo del primer operando. Si el número de bits a desplazar es 1 se puede especificar directamente, si es mayor se especifica a través de CL. ┌────┐ │ ┌─À───────────────────────┐

┌────┐

41


└──┤ alto ──¾ bajo ├─────¾│ CF │ SAR └─────────────────────────┘ └────┘

Ejemplos:

sar sar

ax,cl bp,1

SHR (desplazamiento lógico a la derecha) Sintaxis: SHR destino, contador Indicadores:

OF x

DF -

IF -

TF -

SF x

ZF x

AF ?

PF x

CF x

Desplaza a la derecha los bits del operando destino el número de los bits especificados en el segundo operando. Los bits de la izquierda se llena con cero. Si el número de bits a desplazar es 1 se puede especificar directamente en el caso en que no ocurra se pone el valor en CL: ┌─────────────────────────┐ ┌────┐ 0 ──¾ │ alto ──¾ bajo ├─────¾│ CF │ SHR └─────────────────────────┘ └────┘

Ejemplos:

shr shr

ax,cl cl,1

41


4.2. - RESUMEN ALFABÉTICO DE LAS INSTRUCCIONES Y BANDERINES. ÍNDICE. Nota: en el efecto de las instrucciones sobre el registro de estado se utilizará la siguiente notación: - bit no modificado ? desconocido o indefinido x modificado según el resultado de la operación 1 puesto siempre a 1 0 puesto siempre a 0 Instrucción ────────────────

Sintaxis ─────────────────────

AAA AAD AAM AAS ADC dst,fnt ADD dst,fnt AND dst,fnt CALL dsp CBW CLC CLD CLI CMC CMP dst,fnt CMPS/CMPSB CMPSW cdst,cfnt CWD DAA DAS DEC dst DIV fnt ESC opcode,fnt HLT IDIV fnt IMUL fnt IN acum,port INC dst INT interrup INTO IRET Jcc (JA, JBE...) JMP JCXZ dsp LAHF LDS dst,fnt LEA dst,fnt LES dst,fnt LOCK LODS/LODSB/ LODSW cfnt LOOP LOOPcc (LOOPE...) MOV dst,fnt MOVS/MOVSB/ MOVSW cdst,cfnt MUL fnt NEG dst

AAA AAD AAM AAS ADC ADD AND CALL CBW CLC CLD CLI CMC CMP

dst,fnt dst,fnt dst,fnt dsp

dst,fnt

CMPS CWD DAA DAS DEC DIV ESC HLT IDIV IMUL IN INC INT INTO IRET Jcc JMP JCXZ LAHF LDS LEA LES LOCK

cdst,cfnt

LODS LOOP LOOPcc MOV MOVS MUL NEG

Efecto sobre los flags ────────────────────────── OF DF IF TF SF ZF AF PF CF ? - - - ? ? x ? x ? - - - x x ? x ? ? - - - x x ? x ? ? - - - ? ? x ? x x - - - x x x x x x - - - x x x x x 0 - - - x x ? x 0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0 - 0 - - - - - - - - 0 - - - - - - - - - - - - - x x - - - x x x x x

pág. ──── 49 54 53 51 50 50 58 46 55 43 43 44 44 51

x ? x ? ? x x x -

x -

0 0 x -

0 0 x -

x x x x ? ? ? x x -

x x x x ? ? ? x x -

x x x x ? ? ? x x -

x x x x ? ? ? x x -

x x x ? ? x x -

55 55 50 51 52 54 59 59 54 53 49 50 48 48 48 47 46 47 43 42 42 43 60

mem dsp dsp dst,fnt

-

-

-

-

-

-

-

-

-

56 47 48 41

cdst,cfnt fnt fnt

x x

-

-

-

? x

? x

? x

? x

x x

56 53 52

dst dst opcode,fnt fnt fnt acum,port dst interrup

dsp dsp dsp dst,fnt dst,fnt dst,fnt

41


NOP NOT dst OR dst,fnt OUT port,acum POP dst POPF PUSH dst PUSHF

NOP NOT OR OUT POP POPF PUSH PUSHF

Instrucción ────────────────

Sintaxis ─────────────────────

RCL dst,cnt RCR dst,cnt REP/REPE/REPZ/ REPNE/REPNZ RET [val] RETF [val] ROL dst,cnt ROR dst,cnt SAHF SAL/SHL dst,cnt SAR dst,cnt SBB dst,fnt SCAS/SCASB/ SCASW cdst SHR dst,cnt STC STD STI STOS/STOSB/ STOSW cdst SUB dst,fnt TEST dst,fnt WAIT XCHG dst,fnt XLAT tfnt XOR dst,fnt

RCL RCR REP RET RETF ROL ROR SAHF SAL SAR SBB

dst dst,fnt port,acum dst dst

dst,cnt dst,cnt

[val] [val] dst,cnt dst,cnt dst,cnt dst,cnt dst,fnt

0 x -

x -

x -

x -

x x -

x x -

? x -

x x -

0 x -

Efecto sobre los flags ────────────────────────── OF DF IF TF SF ZF AF PF CF x - - - - - - - x x - - - - - - - x

59 58 58 49 45 45 45 45 pág. ──── 60 61

x x x x x

-

-

-

x x x x

x x x x

x ? ? x

x x x x

x x x x x x

57 47 47 61 61 43 62 62 52

SCAS SHR STC STD STI

cdst dst,cnt

x x -

1 -

1

-

x x -

x x -

x ? -

x x -

x x 1 -

56 62 44 44 45

STOS SUB TEST WAIT XCHG XLAT XOR

cdst dst,fnt dst,fnt

x 0 0

-

-

-

x x x

x x x

x ? ?

x x x

x 0 0

57 52 59 60 41 42 59

dst,fnt tfnt dst,fnt

4.3. - INSTRUCCIONES ESPECIFICAS DEL 286, 386 y 486 EN MODO REAL. 4.3.1. - DIFERENCIAS EN EL COMPORTAMIENTO GLOBAL RESPECTO AL 8086. - Excepciones de división: Las excepciones INT 0, debidas a una división por cero o a un cociente excesivamente grande, provocan que en la pila se almacene el valor de CS:IP para la siguiente instrucción en el 8086. En el 286 y superiores se almacena el CS:IP de la propia instrucción que causa la excepción. - Códigos de operación indefinidos. En el 286 y superiores se produce una excepción 6 (INT 6) o, si es una instrucción con sentido para estos procesadores, se ejecuta. El 8086 se estrella. - Valor de PUSH SP. El valor que introduce en la pila en el 286 y superiores es el de SP antes del PUSH; en el 8086 es el de SP después del PUSH (dos unidades menos). - Desplazamientos y rotaciones.

41


El valor de desplazamiento en las operaciones de manipulación de bits del 8086 es una constante de 8 bits (indicada en CL); en el 286 y superiores se toma módulo 32 (sólo se consideran los 5 bits menos significativos). - Prefijos redundantes. Las instrucciones tienen una longitud ilimitada en el 8086; en el 286 y superiores no pueden exceder de 15 bytes. Por tanto, los prefijos redundantes pueden producir excepciones de código de operación no válido. - Accesos al límite del segmento. Un acceso de 16 bits en el offset 0FFFFh en el 8086 provoca un acceso a los bytes ubicados en las posiciones 0FFFFh y 0 (se da la vuelta alrededor del segmento). En el 286 y superiores, se produce una excepción de violación de límites. En el 386 y superiores se produce también en accesos de 32 bits en las posiciones 0FFFDh a la 0FFFFh. Esto se cumple tanto para accesos a datos en memoria como a instrucciones del programa en esos puntos críticos. - LOCK. Esta instrucción no está limitada de ninguna manera en el 8086 y en el 286. En el 386 y superiores su uso está restringido a determinadas instrucciones. - Ejecución paso a paso. La prioridad de la excepción paso a paso en el 286 y superiores es más alta que la de una interrupción externa; por tanto, las interrupciones externas no pueden ser traceadas. - Registro de FLAGS. Difiere algo en los bits 12 al 15 en todos los procesadores; el 386 dispone además de un registro de flags de 32 bits. - Interrupción NMI. Desde el 286 y superiores, una NMI no puede interrumpir una rutina de tratamiento NMI. - Error del coprocesador. En el 286 y superiores se utiliza el vector 16; en el 8086 cualquier vector. - Prefijos de las instrucciones del coprocesador. Al producirse una excepción de error de coprocesador, en el 8086 se almacena un CS:IP que no incluye prefijos -si los había-, al contrario que en el 286 y superiores. - Límite del primer megabyte. En el 8086 la memoria es circular; al final del primer megabyte se vuelve a comenzar por las posiciones más bajas de la memoria. En el 286 y superiores, se accede a la memoria extendida (un artificio hardware en los PC lo impide al forzar A20 a estado bajo, pero puede ser solventado). - Instrucciones de cadena repetitivas. El CS:IP grabado en el 8086 no incluye el prefijo, si existe; en el 286 y superiores sí. 4.3.2. - INSTRUCCIONES ESPECIFICAS DEL 286. A continuación se describen las instrucciones adicionales que incorporan los 286 en modo real, que también pueden ser consideradas cuando trabajamos con los microprocesadores compatibles V20 y V30, así como con los procesadores superiores al 286. Las instrucciones del modo protegido se dirigen especialmente a la multiprogramación y el tiempo compartido, siendo específicas de la conmutación de procesos y tratamiento de la memoria virtual y no pueden emplearse directamente bajo DOS. BOUND r16, mem16: Comprueba si el registro de 16 bits indicado como primer operando está dentro de los

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límites de una matriz. Los límites de la matriz los definen dos palabras consecutivas en la memoria apuntadas por mem16. Si está fuera de los límites, se produce una interrupción 5 en la que el IP apilado queda apuntando a la instrucción BOUND (¡no se incrementa!). ENTER crea una estructura de pila para un procedimiento de alto nivel. Las instrucciones PUSH permiten meter valores inmediatos a la pila: es válido hacer PUSH 40h. IMUL puede multiplicar cualquier registro de 16 bits por una constante inmediata, devolviendo un resultado palabra (CF=1 si no cabe en 16 bits); por ejemplo, es válido IMUL CX,25. También se admiten tres operandos: IMUL r1, r2, imm. En este caso, se multiplica r2 por el valor inmediato (8/16 bits) y el resultado se almacena en r1. Tanto r1 como r2 han de ser de 16 bits. LEAVE abandona los procedimientos de alto nivel (equivale a MOV SP,BP / POP BP). PUSHA/POPA: Introduce en la pila y en este orden los registros AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI y DI -o los saca en orden inverso-. Ideal en el manejo de interrupciones y muy usada en las BIOS de 286 y 386. OUTS (salida de cadenas) e INS (entrada de cadenas) repetitivas (equivalente a MOVS y LODS). RCR/RCL, ROR/ROL, SAL/SAR y SHL/SHR admiten una constante de rotación distinta de 1. 4.3.3. - INSTRUCCIONES PROPIAS DEL 386 Y 486. Además de todas las posibilidades adicionales del 286, el 386 y el 486 permiten utilizar cualquier registro de 32 bits de propósito general en todos los modos de funcionamiento, incluido el modo real, tales como EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP. Sin embargo no deben intentarse direccionamientos por encima de los 64K. En otras palabras, se pueden utilizar para acelerar las operaciones pero no para acceder a más memoria. Por ejemplo, si EBX > 0FFFFh, la instrucción MOV AX,[EBX] tendría un resultado impredecible. Además, estos procesadores cuentan con dos segmentos más: además de DS, ES, CS y SS se pueden emplear también FS y GS. Aviso: parece ser que en algunos 386 fallan ocasionalmente las instrucciones de multiplicar de 32 bits. Nota:No es del todo cierto que el 386 y el 486 no permitan acceder a más de 64 Kb en modo real: en la sección 4.3.6 hay un ejemplo de ello. Los modos de direccionamiento aumentan notablemente su flexibilidad en el 386 y superiores. Con los registros de 16 bits sólo están disponibles los modos tradicionales. En cambio, con los de 32 se puede utilizar en el direccionamiento indirecto cualquier registro: es válida, por ejemplo, una instrucción del tipo MOV AX,[ECX] o MOV EDX,[EAX]. Los desplazamientos en el direccionamiento indexado con registros de 32 bits pueden ser de 8 y también de 32 bits. Cuando dos registros deben sumarse para calcular la dirección efectiva, el segundo puede estar multiplicado por 2, 4 u 8; por ejemplo, es válida la instrucción MOV AL,[EDX+EAX*8]. Por supuesto, bajo DOS hay que asegurarse siempre que el resultado de todas las operaciones que determinan la dirección efectiva no excede de 0FFFFh (0FFFEh si se accede a palabras y 0FFFCh en accesos a dobles palabras en memoria). BOUND r32, mem32: Se admiten ahora operandos de 32 bits. BSF/BSR: Exploración de bits hacia adelante y atrás, respectivamente. La sintaxis es: BSF reg, reg BSR reg, reg

ó ó

BSF reg, [memoria] BSR reg, [memoria]

Donde reg puede ser de 16 ó 32 bits. Se comienza a explorar por el bit 0 (BSF) o por el más significativo (BSR) del segundo operando: si no aparece ningún bit activo (a 1) el indicador ZF se

41


activa; en caso contrario se almacena en el primer operando la posición relativa de ese bit: MOV AX,8 BSF BX,AX JZ ax_es_0 ; no se saltará, además BX = 3 BT/BTC/BTR/BTS: Operaciones sobre bits: comprobación, comprobación y complementación, comprobación y puesta a 0, comprobación y puesta a 1. Sintaxis (ejemplo sobre BT): BT reg, reg

ó BT reg, imm8

Donde reg puede ser de 16 ó 32 bits, el operando inmediato es necesariamente de 8. Estas instrucciones copian el número de bit del primer operando que indique el segundo operando (entre 0 y 31) en el acarreo. A continuación no le hacen nada a ese bit (BT), lo complementan (BTC), lo borran (BTR) o lo activan (BTS). Ejemplo: MOV AX,16 BTC AX,4

; resultado: CF = 1 y AX = 0

CDQ: Similar a CWD, extiende el signo de EAX a EDX:EAX. CMPSD: Similar a CMPSW pero empleando ESI, EDI, ECX y comparando datos de 32 bits. Se puede emplear bajo DOS siempre que ESI y EDI (utilizando REP también ECX) no excedan de 0FFFFh. CWDE: Extiende el signo de AX a EAX. IMUL: Ahora se admite un direccionamiento a memoria en el 2º operando: IMUL CX,[dato] INSD: Similar a INSW pero empleando ESI, EDI, ECX y leyendo datos de 32 bits. Se puede emplear bajo DOS siempre que ESI y EDI (utilizando REP también ECX) no excedan de 0FFFFh. Jcc: Los saltos condicionales ahora pueden ser de ¡32 bits!. Mucho cuidado con la directiva .386 en los programas en que se desee mantener la compatibilidad con procesadores anteriores. JECXZ se utiliza en vez de JCXZ (mismo código de operación). LODSD: Similar a LODSW pero empleando ESI, EDI y ECX y cargando datos de 32 bits en EAX. Se puede emplear bajo DOS siempre que ESI y EDI (utilizando REP también ECX) no excedan de 0FFFFh. LSS, LFS, LGS: similar a LDS o LES pero con esos registros de segmento. MOV CRx,reg / MOV DRx,reg y los recíprocos: acceso a registros de control y depuración. MOVSD: Similar a MOVSW pero empleando ESI, EDI, ECX y moviendo datos de 32 bits. Se puede emplear bajo DOS para acelerar las transferencias siempre que ESI y EDI (utilizando REP también ECX) no excedan de 0FFFFh. Operando sobre la memoria de vídeo sólo se obtiene ventaja si la tarjeta es realmente de 32 bits. MOVSX / MOVZX: carga con extensión de signo o cero. Toma el segundo operando, le extiende adecuadamente el signo (o le pone a cero la parte alta) hasta que sea tan grande como el primer operando y luego lo carga en el primer operando. Si el primer operando es de 16 bits, el segundo sólo puede ser de 8; si el primero es de 32 bits el segundo puede ser de 8 ó 16. El primer operando debe ser un registro, el segundo puede ser un registro u operando en memoria (nunca inmediato): MOV EAX,0FFFFFFFFh MOV AX,7FFFh ; resultado: EAX = 0FFFF7FFFh

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MOVSX EAX,AX

; resultado: EAX = 000007FFFh

OUTSD: Similar a OUTSW pero empleando ESI, EDI, ECX y enviando datos de 32 bits. Se puede emplear bajo DOS siempre que ESI y EDI (usando REP también ECX) no rebasen 0FFFFh. Prefijos FS: y GS: en los accesos a memoria, referenciando a esos segmentos. PUSHAD / POPAD: Similares a PUSHA y POPA pero con los registro de 32 bits. La instrucción POPAD falla en la mayoría de los 386, incluidos los de AMD. Para solventar el fallo (que consiste en que EAX no se restaura correctamente) basta colocar un NOP inmediatamente detrás de POPAD. PUSHFD/POPFD introducen y sacan de la pila los flags de 32 bits. SCASD: Similar a SCASW pero empleando ESI, EDI, ECX y buscando datos de 32 bits. Se puede emplear bajo DOS siempre que ESI y EDI (usando REP también ECX) no rebasen 0FFFFh. SETcc reg8 ó mem8: Si se cumple la condición cc, se pone a 1 el byte de memoria o registro de 8 bits indicado (si no, a 0). Por ejemplo, con el acarreo activo, SETC AL pone a 1 el registro AL. SHLD / SHRD: Desplazamiento de doble precisión a la izquierda/derecha. La sintaxis es (ejemplo sobre SHLD): SHLD regmem16, reg16, imm8 ó SHLD regmem16, reg16, CL SHLD regmem32, reg32, imm8 ó SHLD regmem32, reg32, CL Donde regmem es un registro u operando en memoria, indistintamente, del tamaño indicado. En el caso de SHLD, se desplaza el primer operando a la izquierda tanto como indique el tercer operando (contador). Una vez desplazado, los bits menos significativos se rellenan con los más significativos del segundo operando, que no resulta alterado. SHRD es análogo pero al revés. MOV AX,1234h MOV BX,5678h SHLD AX,BX,4

; resultado: AX=2345h, BX=5678h

STOSD: Similar a STOSW pero empleando ESI, EDI, ECX y almacenando EAX. Se puede emplear bajo DOS siempre que ESI y EDI (utilizando REP también ECX) no excedan de 0FFFFh. 4.3.4. - DETECCIÓN DE UN SISTEMA AT O SUPERIOR. Hay casos en los que es necesario determinar si una máquina es AT o superior: no ya de cara a emplear instrucciones propias del 286 en modo real (también disponibles en los V20/V30 y 80188/80186) sino debido a la necesidad de acceder a ciertos chips (por ejemplo, el segundo controlador de interrupciones) que de antemano se sabe que sólo equipan máquinas AT o superiores. Es importante por tanto determinar la presencia de un AT, de cara a evitar ciertas instrucciones que podrían bloquear un PC o XT. No se debe en estos casos comprobar los bytes de la ROM que identifican el equipo: a veces no son correctos y, además, la evolución futura que tengan es impredecible. Lo ideal es verificar directamente si está instalado un 286 o superior. PUSHF POP AND PUSH POPF PUSHF POP AND CMP JE JMP

AX ; AX = flags AH,0Fh ; borrar nibble más significativo AX ; intentar poner a 0 los 4 bits más significativos de los flags AX AH,0F0h ; seguirán valiendo 1 excepto en un 80286 o superior AH,0F0h no_es_AT si_es_AT ; es 286 o superior

41


4.3.5. - EVALUACIÓN EXACTA DEL MICROPROCESADOR INSTALADO. Sobra decir que las instrucciones avanzadas deben ser utilizadas con la previa comprobación del tipo de procesador, aunque sólo sea para decir al usuario que se compre una máquina más potente antes de abortar la ejecución del programa. Para averiguar el procesador de un ordenador puede emplearse el siguiente programa de utilidad, basado en el procedimiento procesador? que devuelve en AX un código numérico entro 0 y 8 distinguiendo entre los 9 procesadores más difíciles de identificar de los ordenadores compatibles. Nota: el 486 no tiene que tener coprocesador necesariamente (el 486sx carece de él). Algunas versiones de procesador 486 y todos los procesadores posteriores soportan la instrucción CPUID que permite identificar la CPU. Basta comprobar un bit del registro de estado para saber si está soportada y, en ese caso, poder emplear dicha instrucción. De este modo, resulta trivial detectar el Pentium o cualquier procesador posterior que aparezca. Esta instrucción está documentada, por ejemplo en alguno de los ficheros que acompañan al Interrupt List. Para los propósitos de este libro no es preciso en general detectar más allá del 386. Es normal que el lector recién iniciado en el ensamblador no entienda absolutamente nada de este programa, ya que hasta los siguientes capítulos no será explicada la sintaxis del lenguaje. En ese caso, puede saltarse este ejemplo y continuar en el capítulo siguiente, máxime si no tiene previsto trabajar con otras instrucciones que no sean las del 8086. Por último, recordar que las instrucciones específicas del 286 en modo real también están disponibles en los V20/V30 de NEC y la serie 80188/80186 de Intel.

; ********************************************************************

CALL

print

; *

*

CMP

CX,AX

(c) Septiembre 1992 CiriSOFT

*

JNE

no_es_este

(c) Grupo Universitario de Informática - Valladolid

*

LEA

DX,apuntador_txt

*

CALL

print

; *

CPU v2.2

; * ; * ; * ; *

LEA

DX,separador_txt

*

CALL

print

*

CMP

CX,7

Este programa determina el tipo de microprocesador del equipo * y devuelve un código ERRORLEVEL indicándolo:

; *

no_es_este:

; ¿procesador del equipo?

; sí lo es: indicarlo

; número de CPUs tratadas-1

; *

0-8088, 1-8086, 2-NEC V20, 3-NEC V30,

*

JBE

otro_proc

; *

4-80188, 5-80186, 6-286, 7-386, 8-486

*

LEA

DX,texto_fin

*

CALL

print

*

MOV

AH,4Ch

; retornar código errorlevel AL

*

INT

21h

; fin de programa

; * ; *

Aviso: Utilizar TASM 2.0 o compatible exclusivamente.

; *

; últimos caracteres

; ********************************************************************

procesador? cpu

; devolver el tipo de microprocesador en AX

PUSHF

ASSUME CS:cpu, DS:cpu

PUSH

DS

PUSH

ES

PUSH

CX

PUSH

DX

PUSH

DI

PUSH

SI

MOV

AX,CS

MOV

.386

ORG

100h

inicio:

otro_proc:

PROC

SEGMENT

LEA

DX,texto_ini

; texto de saludo

MOV

AH,9

DS,AX

; durante la rutina se guardará

INT

21h

; imprimirlo

MOV

ES,AX

; el tipo de procesador en DL:

CALL

procesador?

; tipo de procesador en AX

MOV

DL,6

; supuesto un 286 (DL=6) ...

PUSH

AX

; guardarlo para el final

PUSHF

LEA

BX,cpus_indice-2

; tabla de nombres-2

POP

AX

; AX = flags

MOV

CX,0FFFFh

; número de iteración-1

AND

AX,0FFFh

; borrar nibble más significativo

INC

CX

PUSH

AX

ADD

BX,2

MOV

DX,[BX]

; nombre del primer procesador

POPF

; intentar poner a 0 los 4 bits más

PUSHF

; significativos de los flags

41


NOP

POP

AX

AND

AX,0F000h

; seguirán valiendo 1 excepto en

CMP

AX,0F000h

; un 80286 o superior

JE

ni286ni_super

PUSHF

INC

AX

OR

AX,7000h

PUSH

AX

; cola de lectura adelantada.

tipo_bus_dest: STI

; intentar activar bit 12, 13 ó 14

cpu_hallada:

JCXZ

cpu_hallada

; el bus ya era supuesto de 8 bits

INC

DL

; resulta que es de 16

MOV

AL,DL

XOR

AH,AH

POPF

POP

SI

PUSHF

POP

DI

POP

DX

POP

AX

AND

AX,7000h

; 286 pone bits 12, 13 y 14 a cero

POP

CX

JZ

cpu_hallada

; es un 286 (DL=6)

POP

ES

INC

DL

; es un 386 (DL=7) ... de momento

POP

DS

PUSH

DX

CLI

POPF RET

; AX = CPU: 0/1-8088/86, 2/3-NEC V20/V30

procesador?

ENDP

;

print

PROC

; momento crítico

MOV

EDX,ESP

; preservar ESP en EDX

AND

ESP,0FFFFh

; borrar parte alta de ESP

AND

ESP,0FFFCh

; forzar ESP a múltiplo de 4

PUSHFD

; guardar flags en pila (32 bits)

POP

EAX

; recuperar flags en EAX

MOV

ECX,EAX

XOR

EAX,40000h

PUSH

EAX

POPFD

; 8088/80188/V20) porque está en la

tipo_bus_byte: STI

; es 286 o superior

POP

; en un 8086/80186/V30 (y no en un CX

; conmutar bit 18

; intentar cambiar este bit

PUSHFD

PUSH

AX

PUSH

BX

PUSH

CX

MOV

AH,9

INT

21h

POP

CX

4/5-80188/186, 6-286, 7-386, 8-486

POP

EAX

; ECX conserva el bit inicial

POP

BX

XOR

EAX,ECX

; bit 18 de EAX a 1 si cambió

POP

AX

SHR

EAX,12h

; mover bit 18 a bit 0

RET

AND

EAX,1

; dejar sólo ese bit

print

ENDP

PUSH

ECX ; restaurar bit 18 de los flags

cpus_indice

DW

i88,i86,v20,v30,i188,i186,i286,i386,i486

; restaurar ESP

i88

DB

"Intel 8088 $"

; permitir interrupciones de nuevo

i86

DB

"Intel 8086 $"

; recuperar tipo de CPU en DL

v20

DB

" NEC

V20

$"

v30

DB

" NEC

V30

$"

POPFD MOV

ESP,EDX

STI POP

DX

CMP

AX,0

JE

cpu_hallada

; es 386: DL=7 (bit 18 no cambió)

i188

DB

"Intel 80188$"

INC

DL

; es 486: DL=8 (bit 18 cambió)

i186

DB

"Intel 80186$"

JMP

cpu_hallada

i286

DB

"Intel 80286$"

i386

DB

"Intel 80386$"

i486

DB

"Intel 80486$"

apuntador_txt

DB

" <───$"

texto_ini

LABEL BYTE

ni286ni_super: MOV

DL,4

; supuesto un 80188 ...

MOV

AX,0FFFFh

MOV

CL,33

SHL

AX,CL

JNZ

tipo_bus_proc ; ... lo es, calcular bus (188/186)

MOV

DL,2

MOV

CX,0FFFFh

; (80188/80186 toman

CL mod 32)

; no lo es, supuesto un V20 ...

STI DB

0F3h,26h,0ACh ; opcode de REPZ

JCXZ

tipo_bus_proc ; ... lo es, calcular bus (V20/V30)

XOR

DL,DL

tipo_bus_proc: STD

LODSB ES:

"(c) Septiembre 1992 Ciriaco García de Celis."

DB

13,10,"

DB

"equipo es compatible:",10

separador_txt

DB

13,10,9,9,9,"$"

texto_fin

DB

13,10,"$"

cpu

ENDS

MOV

AL,BYTE PTR DS:tipo_bus_byte ; opcode de STI

MOV

CX,3

END

CLI ; transferir tres bytes

CLD NOP

; el INC CX (1 byte) será machacado

NOP

; con STOSB pero aún se ejecutará

inicio

"

El microprocesador de este "

; transferencias hacia arriba DI,tipo_bus_dest

STOSB

13,10,"CPU Test v2.2

DB

; ya sólo puede ser un 8088/8086

LEA

REP

DB

41


4.3.6. - MODO PLANO (FLAT) DEL 386 Y SUPERIORES. Como ya se comentó, no es estrictamente cierto que no se pueda rebasar el límite de 64 Kb en los segmentos en modo real. El problema es que al encender el ordenador, el 386 tiene definidos por defecto dichos límites de 64 Kb. Sin embargo, se puede pasar un momento a modo protegido, ampliar el límite y volver a modo real. Entonces se consigue el llamado modo flat o plano. No solo es factible de este modo saltar la restricción de 64 Kb, sino que además se puede acceder directamente, desde el modo real, a toda la memoria por encima del primer megabyte. El problema es que pasar a modo protegido no es sencillo cuando la máquina ya está en modo protegido emulando al modo real (el conocido como modo virtual 86). Por tanto, el siguiente programa de ejemplo no funciona si está cargado un controlador de memoria expandida (EMM386, QEMM) o dentro de Windows 3.x. Arrancando sin controlador de memoria (excepto HIMEM) no habrá problema alguno. El programa de ejemplo se limita a llenar la pantalla de texto (empleando ahora la dirección absoluta 0B8000h a través de EBX) de letras 'A'. Otra restricción de este programa de ejemplo es que no activa la línea A20 de direcciones; dicho de otro modo, el bit 21º (de los 32 bits de la dirección de memoria) suele estar forzado a 0 por defecto al arrancar. Para acceder a la memoria de vídeo esto no es problema, pero por encima del primer megabyte podría haber problemas según a qué dirección se pretenda acceder. De todos modos, sería relativamente sencillo habilitar la línea A20 directamente o a través de una función del controlador XMS. Naturalmente, se sale de los objetivos de este libro describir el modo protegido o explicar los pasos que realiza esta rutina de demostración. Consúltese al efecto la bibliografía recomendada del apéndice. ; ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐ ; │ Rutina para activar el modo flat del 386 y superiores (acceso

│

; │ a 4 Gb en modo real).

│

PUSH

DS

; │

│

PUSH

ES

│

PUSH

EAX

│

PUSH

BX

; └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘

PUSH

CX

MOV

CX,SS

XOR

EAX,EAX

MOV

AX,CS

SEGMENT USE16

SHL

EAX,4

; dirección lineal de segmento CS

ASSUME CS:segmento, DS:segmento

ADD

EAX,OFFSET gdt

; desplazamiento de GDT

MOV

CS:[gd2],EAX

; guardar dirección lineal de GDT

LGDT

CS:[gdtr]

; cargar tabla global de descriptores

MOV

EAX,CR0

; │

TASM

; │

TLINK flat386 /t /32

flat386 /m5

.386p

segmento

; sólo para 386 o superior

PROC

CLI

ORG

100h

CALL

flat386

XOR

AX,AX

OR

AL,1

; bit de modo protegido

MOV

DS,AX

MOV

CR0,EAX

; pasar a modo protegido

MOV

EBX,0B8000h

JMP

SHORT $+2

; borrar cola de prebúsqueda

MOV

CX,2000

MOV

BX,gcodl

; índice de descriptor en BX

MOV

BYTE PTR [EBX],'A'

MOV

DS,BX

; cargar registro de segmento DS

INC

EBX

MOV

ES,BX

; ES

MOV

BYTE PTR [EBX],15

MOV

SS,BX

; SS

INC

EBX

MOV

FS,BX

; FS

LOOP

llena_pant

MOV

GS,BX

; GS

INT

20h

AND

AL,11111110b

prueba:

llena_pant:

flat386

; activar modo flat

; dirección de vídeo absoluta

; fin de programa

MOV

CR0,EAX

; volver a modo real

; ------------ Esta rutina pasa momentáneamente a modo protegido de

JMP

SHORT $+2

; borrar cola de prebúsqueda

;

manera directa (necesita la CPU en modo real). No se

MOV

SS,CX

;

activa la línea A20

STI

;

o a través de algún servicio XMS

;

las áreas de memoria extendida afectadas).

(necesario hacerlo directamente antes de acceder a

POP

CX

POP

BX

41


POP

EAX

POP

ES

POP

DS

RET

gdtr

LABEL QWORD

gd1

DW

gdtl-1

gd2

DD

?

gdt

DB

0,0,0,0,0,0,0,0

gcod

DB

0ffh,0ffh,0,0,0,9fh,0cfh,0

gcodl

EQU

$-OFFSET gdt

gdat

DB

0ffh,0ffh,0,0,0,93h,0cfh,0

gdtl

EQU

$-OFFSET gdt

flat386

ENDP

segmento

ENDS END

prueba

; datos para cargar en GDTR

; GDT

EL LENGUAJE ENSAMBLADOR DEL 80x86

71

Capítulo V: EL LENGUAJE ENSAMBLADOR DEL 80x86

Hasta ahora hemos visto los mnemónicos de las instrucciones que pasadas a su correspondiente código binario ya puede entender el microprocesador. Si bien se realiza un gran avance al introducir los mnemónicos respecto a programar directamente en lenguaje maquina -es decir, con números en binario o hexadecimal- aún resultaría tedioso tener que realizar los cálculos de los desplazamientos en los saltos a otras partes del programa en las transferencias de control, reservar espacio de memoria dentro de un programa para almacenar datos, etc... Para facilitar estas operaciones se utilizan las directivas que indican al ensamblador qué debe hacer con las instrucciones y los datos. Los programas de ejemplo de este libro y la sintaxis de ensamblador tratada son las del MASM de Microsoft y el ensamblador de IBM. No obstante, todos los programas han sido desarrollados con el Turbo Assembler 2.0 de Borland (TASM), compatible con el clásico MASM 5.0 de Microsoft pero más potente y al mismo tiempo mucho más rápido y flexible. TASM genera además un código más reducido y optimizado. Por otra parte, MASM 5.0 no permite cambiar (aunque sí la 6.0) dentro de un segmento el modo del procesador: esto conlleva el riesgo de ejecutar indeseadamente instrucciones de 32 bits al no poder acotar exactamente las líneas donde se desea emplearlas, algo vital para mantener la compatibilidad con procesadores anteriores. También es propenso a generar errores de fase y otros similares al tratar con listados un poco grandes. Respecto a MASM 6.0, el autor de este libro encontró que en ocasiones calcula incorrectamente el valor de algunos símbolos y etiquetas, aunque es probable que la versión 6.1 (aparecida sospechosa e inusualmente muy poco tiempo después) haya corregido dichos fallos, intolerables en un ensamblador. Por otro lado, las posibilidades adicionales de TASM no han sido empleadas por lo general. Muchos programas han sido ensamblados una vez con MASM, para asegurar que éste puede ensamblarlos. Conviene decir aquí que este capítulo es especialmente arduo para aquellos que no conocen el lenguaje ensamblador de ninguna máquina. La razón es que la información está organizada a modo de referencia, por lo que con frecuencia se utilizan unos elementos -para explicar otros- que aún no han sido definidos. Ello por otra parte resulta inevitable también en algunos libros más básicos, debido a la complejidad de la sintaxis del lenguaje ensamblador ideada por el fabricante (que no la del microprocesador). Por ello, es un buen consejo actuar a dos pasadas, al igual que el propio ensamblador en ocasiones: leer todo una vez primero -aunque no se entienda del todo- y volverlo a leer después más despacio. 5.1. - SINTAXIS DE UNA LÍNEA EN ENSAMBLADOR. Un programa fuente en ensamblador contiene dos tipos de sentencias: las instrucciones y las directivas. Las instrucciones se aplican en tiempo de ejecución, pero las directivas sólo son utilizadas durante el ensamblaje. El formato de una sentencia de instrucción es el siguiente: [etiqueta] nombre_instrucción [operandos] [comentario] Los corchetes, como es normal al explicar instrucciones en informática, indican que lo especificado entre ellos es opcional, dependiendo de la situación que se trate. Campo de etiqueta. Es el nombre simbólico de la primera posición de una instrucción, puntero o dato. Consta de hasta 31 caracteres que pueden ser las letras de la A a la Z, los números del 0 al 9 y algunos caracteres especiales como «@», «_», «.» y «$». Reglas:

71


- Si se utiliza el punto «.» éste debe colocarse como primer carácter de la etiqueta. - El primer carácter no puede ser un dígito. - No se pueden utilizar los nombres de instrucciones o registros como nombres de etiquetas. las etiquetas son de tipo NEAR cuando el campo de etiqueta finaliza con dos puntos (:); esto es, se considera cercana: quiere esto decir que cuando realizamos una llamada sobre dicha etiqueta el ensamblador considera que está dentro del mismo segmento de código (llamadas intrasegmento) y el procesador sólo carga el puntero de instrucciones IP. Téngase en cuenta que hablamos de instrucciones; las etiquetas empleadas antes de las directivas, como las directivas de definición de datos por ejemplo, no llevan los dos puntos y sin embargo son cercanas. Las etiquetas son de tipo FAR si el campo de etiqueta no termina con los dos puntos: en estas etiquetas la instrucción a la que apunta no se encuentra en el mismo segmento de código sino en otro. Cuando es referenciada en una transferencia de control se carga el puntero de instrucciones IP y el segmento de código CS (llamadas intersegmento). Campo de nombre. Contiene el mnemónico de las instrucciones vistas en el capítulo anterior, o bien una directiva de las que veremos más adelante. Campo de operandos. Indica cuales son los datos implicados en la operación. Puede haber 0, 1 ó 2; en el caso de que sean dos al 1º se le llama destino y al 2º -separado por una coma- fuente. mov ax, es:[di] ──¾

ax es:[di]

destino origen

Campo de comentarios. Cuando en una línea hay un punto y coma (;) todo lo que sigue en la línea es un comentario que realiza aclaraciones sobre lo que se está haciendo en ese programa, resulta de gran utilidad de cara a realizar futuras modificaciones al mismo. 5.2. - CONSTANTES Y OPERADORES. Las sentencias fuente -tanto instrucciones como directivas- pueden contener constantes y operadores. 5.2.1. - CONSTANTES. Pueden ser binarias (ej. 10010b), decimales (ej. 34d), hexadecimales (ej. 0E0h) u octales (ej. 21o ó 21q); también las hay de cadena (ej. 'pepe', "juan") e incluso con comillas dentro de comillas de distinto tipo (como 'hola,"amigo"'). En las hexadecimales, si el primer dígito no es numérico hay que poner un 0. Sólo se puede poner el signo (-) en las decimales (en las demás, calcúlese el complemento a dos). Por defecto, las numéricas están en base 10 si no se indica lo contrario con una directiva (poco recomendable como se verá). 5.2.2. - OPERADORES ARITMÉTICOS. Pueden emplearse libremente (+), (-), (*) y (/) -en este último caso la división es siempre entera-. Es válida, por ejemplo, la siguiente línea en ensamblador (que se apoya en la directiva DW, que se verá más adelante, para reservar memoria para una palabra de 16 bits): dato

DW

12*(numero+65)/7

También se admiten los operadores MOD (resto de la división) y SHL/SHR (desplazar a la izquierda/derecha cierto número de bits). Obviamente, el ensamblador no codifica las instrucciones de desplazamiento (al aplicarse sobre datos constantes el resultado se calcula en tiempo de ensamblaje): dato

DW

(12 SHR 2) + 5

71


5.2.3. - OPERADORES LÓGICOS. Pueden ser el AND, OR, XOR y NOT. Realizan las operaciones lógicas en las expresiones. Ej.: MOV

BL,(255 AND 128) XOR 128

; BL = 0

5.2.4. - OPERADORES RELACIONALES. Devuelven condiciones de cierto (0FFFFh ó 0FFh) o falso (0) evaluando una expresión. Pueden ser: EQ (igual), NE (no igual), LT (menor que), GT (mayor que), LE (menor o igual que), GE (mayor o igual que). Ejemplo: dato

EQU MOV MOV

100 AL,dato GE 10 AH,dato EQ 99

; «dato» vale 100 ; AL = 0FFh (cierto) ; AH = 0 (falso)

5.2.5. - OPERADORES DE RETORNO DE VALORES. Operador SEG: devuelve el valor del segmento de la variable o etiqueta, sólo se puede emplear en programas de tipo EXE: MOV

AX,SEG tabla_datos

Operador OFFSET: devuelve el desplazamiento de la variable o etiqueta en su segmento: MOV

AX,OFFSET variable

Si se desea obtener el offset de una variable respecto al grupo (directiva GROUP) de segmentos en que está definida y no respecto al segmento concreto en que está definida: MOV

AX,OFFSET nombre_grupo:variable

MOV

AX,OFFSET DS:variable

también es válido: Operador .TYPE: devuelve el modo de la expresión indicada en un byte. El bit 0 indica modo «relativo al código» y el 1 modo «relativo a datos», si ambos bits están inactivos significa modo absoluto. El bit 5 indica si la expresión es local (0 si está definida externamente o indefinida); el bit 7 indica si la expresión contiene una referencia externa. El TASM utiliza también el bit 3 para indicar algo que desconozco. Este operador es útil sobre todo en las macros para determinar el tipo de los parámetros: info

.TYPE

variable

Operador TYPE: devuelve el tamaño (bytes) de la variable indicada. No válido en variables DUP: kilos

DW MOV

76 AX,TYPE kilos

; AX = 2

Tratándose de etiquetas -en lugar de variables- indica si es lejana o FAR (0FFFEh) o cercana o NEAR (0FFFFh). Operadores SIZE y LENGTH: devuelven el tamaño (en bytes) o el nº de elementos, respectivamente, de la variable indicada (definida obligatoriamente con DUP): matriz

DW MOV MOV

100 DUP (12345) AX,SIZE matriz BX,LENGTH matriz

; AX = 200 ; BX = 100

Operadores MASK y WIDTH: informan de los campos de un registro de bits (véase RECORD).

71


5.2.6. - OPERADORES DE ATRIBUTOS. Operador PTR: redefine el atributo de tipo (BYTE, WORD, DWORD, QWORD, TBYTE) o el de distancia (NEAR o FAR) de un operando de memoria. Por ejemplo, si se tiene una tabla definida de la siguiente manera: tabla

DW

10 DUP (0)

; 10 palabras a 0

Para colocar en AL el primer byte de la misma, la instrucción MOV AL,tabla es incorrecta, ya que tabla (una cadena 10 palabras) no cabe en el registro AL. Lo que desea el programador debe indicárselo en este caso explícitamente al ensamblador de la siguiente manera: MOV

AL,BYTE PTR tabla

Trabajando con varios segmentos, PTR puede redefinir una etiqueta NEAR de uno de ellos para convertirla en FAR desde el otro, con objeto de poder llamarla. Operadores CS:, DS:, ES: y SS: el ensamblador genera un prefijo de un byte que indica al microprocesador el segmento que debe emplear para acceder a los datos en memoria. Por defecto, se supone DS para los registros BX, DI o SI (o sin registros de base o índice) y SS para SP y BP. Si al acceder a un dato éste no se encuentra en el segmento por defecto, el ensamblador añadirá el byte adicional de manera automática. Sin embargo, el programador puede forzar también esta circunstancia: MOV

AL,ES:variable

En el ejemplo, variable se supone ubicada en el segmento extra. Cuando se referencia una dirección fija hay que indicar el segmento, ya que el ensamblador no conoce en qué segmento está la variable, es uno de los pocos casos en que debe indicarse. Por ejemplo, la siguiente línea dará un error al ensamblar: MOV

AL,[0]

Para solucionarlo hay que indicar en qué segmento está el dato (incluso aunque éste sea DS): MOV

AL,DS:[0]

En este último ejemplo el ensamblador no generará el byte adicional ya que las instrucciones MOV operan por defecto sobre DS (como casi todas), pero ha sido necesario indicar DS para que el ensamblador nos entienda. Sin embargo, en el siguiente ejemplo no es necesario, ya que midato está declarado en el segmento de datos y el ensamblador lo sabe: MOV

AL,midato

Por lo general no es muy frecuente la necesidad de indicar explícitamente el segmento: al acceder a una variable el ensamblador mira en qué segmento está declarada (véase la directiva SEGMENT) y según como estén asignados los ASSUME, pondrá o no el prefijo adecuado según sea conveniente. Es responsabilidad exclusiva del programador inicializar los registros de segmento al principio de los procedimientos para que el ASSUME no se quede en tinta mojada... sí se emplean con bastante frecuencia, sin embargo, los prefijos CS en las rutinas que gestionan interrupciones (ya que CS es el único registro de segmento que apunta en principio a las mismas, hasta que se cargue DS u otro). Operador SHORT: indica que la etiqueta referenciada, de tipo NEAR, puede alcanzarse con un salto corto (128 a +127 posiciones) desde la actual situación del contador de programa. El ensamblador TASM, si se solicitan dos pasadas, coloca automáticamente instrucciones SHORT allí donde es posible, para economizar memoria (el MASM no). Operador '$': indica la posición del contador de posiciones («Location Counter») utilizado por el ensamblador dentro del segmento para llevar la cuenta de por dónde se llega ensamblando. Muy útil:

71


frase longitud

DB EQU

"simpático" $-OFFSET frase

En el ejemplo, longitud tomará el valor 9. Operadores HIGH y LOW: devuelven la parte alta o baja, respectivamente (8 bits) de la expresión: dato

EQU MOV MOV

1025 AL,LOW dato AH,HIGH dato

; AL = 1 ; AH = 4

5.3. - PRINCIPALES DIRECTIVAS. La sintaxis de una sentencia directiva es muy similar a la de una sentencia de instrucción: [nombre] nombre_directiva [operandos] [comentario] Sólo es obligatorio el campo «nombre_directiva»; los campos han de estar separados por al menos un espacio en blanco. La sintaxis de «nombre» es análoga a la de la «etiqueta» de las líneas de instrucciones, aunque nunca se pone el sufijo «:». El campo de comentario cumple también las mismas normas. A continuación se explican las directivas empleadas en los programas ejemplo de este libro y alguna más, aunque falta alguna que otra y las explicadas no lo están en todos los casos con profundidad. 5.3.1. - DIRECTIVAS DE DEFINICIÓN DE DATOS. DB (definir byte), DW (definir palabra), DD (definir doble palabra), DQ (definir cuádruple palabra), DT (definir 10 bytes): sirven para declarar las variables, asignándolas un valor inicial: anno mes numerazo texto

DW DB DD DB

1991 12 12345678h "Hola",13,10

Se pueden definir números reales de simple precisión (4 bytes) con DD, de doble precisión (8 bytes) con DQ y «reales temporales» (10 bytes) con DT; todos ellos con el formato empleado por el coprocesador. Para que el ensamblador interprete el número como real ha de llevar el punto decimal: temperatura DD espanoles91 DQ

29.72 38.9E6

Con el operando DUP pueden definirse estructuras repetitivas. Por ejemplo, para asignar 100 bytes a cero y 25 palabras de contenido indefinido (no importa lo que el ensamblador asigne): ceros basura

DB DW

100 DUP (0) 25 DUP (?)

Se admiten también los anidamientos. El siguiente ejemplo crea una tabla de bytes donde se repite 50 veces la secuencia 1,2,3,7,7: tabla

DB

50 DUP (1, 2, 3, 2 DUP (7))

5.3.2. - DIRECTIVAS DE DEFINICIÓN DE SÍMBOLOS. EQU (EQUivalence): Asigna el valor de una expresión a un nombre simbólico fijo: olimpiadas

EQU

1992

71


Donde olimpiadas ya no podrá cambiar de valor en todo el programa. Se trata de un operador muy flexible. Es válido hacer: edad

EQU MOV

[BX+DI+8] AX,edad

= (signo '='): asigna el valor de la expresión a un nombre simbólico variable: Análogo al anterior pero con posibilidad de cambiar en el futuro. Muy usada en macros (sobre todo con REPT). num = 19 num = pepe + 1 dato = [BX+3] dato = ES:[BP+1]

5.3.3. - DIRECTIVAS DE CONTROL DEL ENSAMBLADOR. ORG (ORiGin): pone el contador de posiciones del ensamblador, que indica el offset donde se deposita la instrucción o dato, donde se indique. En los programas COM (que se cargan en memoria con un OFFSET 100h) es necesario colocar al principio un ORG 100h, y un ORG 0 en los controladores de dispositivo (aunque si se omite se asume de hecho un ORG 0). END [expresión]: indica el final del fichero fuente. Si se incluye, expresión indica el punto donde arranca el programa. Puede omitirse en los programas EXE si éstos constan de un sólo módulo. En los COM es preciso indicarla y, además, la expresión -realmente una etiqueta- debe estar inmediatamente después del ORG 100h. .286, .386 Y .8087 obligan al ensamblador a reconocer instrucciones específicas del 286, el 386 y del 8087. También debe ponerse el «.» inicial. Con .8086 se fuerza a que de nuevo sólo se reconozcan instrucciones del 8086 (modo por defecto). La directiva .386 puede ser colocada dentro de un segmento (entre las directivas SEGMENT/ENDS) con el ensamblador TASM, lo que permite emplear instrucciones de 386 con segmentos de 16 bits; alternativamente se puede ubicar fuera de los segmentos (obligatorio en MASM) y definir éstos explícitamente como de 16 bits con USE16. EVEN: fuerza el contador de posiciones a una posición par, intercalando un byte con la instrucción NOP si es preciso. En buses de 16 ó más bits (8086 y superiores, no en 8088) es dos veces más rápido el acceso a palabras en posición par: EVEN dato_rapido DW

0

.RADIX n: cambia la base de numeración por defecto. Bastante desaconsejable dada la notación elegida para indicar las bases por parte de IBM/Microsoft (si se cambia la base por defecto a 16, ¡los números no pueden acabar en 'd' ya que se confundirían con el sufijo de decimal!: lo ideal sería emplear un prefijo y no un sufijo, que a menudo obliga además a iniciar los números por 0 para distinguirlos de las etiquetas). 5.3.4. - DIRECTIVAS DE DEFINICIÓN DE SEGMENTOS Y PROCEDIMIENTOS. SEGMENT-ENDS: SEGMENT indica el comienzo de un segmento (código, datos, pila, etc.) y ENDS su final. El programa más simple, de tipo COM, necesita la declaración de un segmento (común para datos, código y pila). Junto a SEGMENT puede aparecer, opcionalmente, el tipo de alineamiento, la combinación, el uso y la clase: nombre SEGMENT [alineamiento] [combinación] [uso] ['clase'] . . . . nombre ENDS

71


Se pueden definir unos segmentos dentro de otros (el ensamblador los ubicará unos tras otros). El alineamiento puede ser BYTE (ninguno), WORD (el segmento comienza en posición par), DWORD (comienza en posición múltiplo de 4), PARA (comienza en una dirección múltiplo de 16, opción por defecto) y PAGE (comienza en dirección múltiplo de 256). La combinación puede ser: - (No indicada): los segmentos se colocan unos tras otros físicamente, pero son lógicamente independientes: cada uno tiene su propia base y sus propios offsets relativos. - PUBLIC: usado especialmente cuando se trabaja con segmentos definidos en varios ficheros que se ensamblan por separado o se compilan con otros lenguajes, por ello debe declararse un nombre entre comillas simples -'clase'- para ayudar al linkador. Todos los segmentos PUBLIC de igual nombre y clase tienen una base común y son colocados adyacentemente unos tras otros, siendo el offset relativo al primer segmento cargado. - COMMON: similar, aunque ahora los segmentos de igual nombre y clase se solapan. Por ello, las variables declaradas han de serlo en el mismo orden y tamaño. - AT: asocia un segmento a una posición de memoria fija, no para ensamblar sino para declarar variables (inicializadas siempre con '?') de cara a acceder con comodidad a zonas de ROM, vectores de interrupción, etc. Ejemplo: vars_bios p_serie0 vars_bios

SEGMENT AT 40h DW ? ENDS

De esta manera, la dirección del primer puerto serie puede obtenerse de esta manera (por ejemplo): MOV MOV MOV

AX,variables_bios ES,AX AX,ES:p_serie0

; segmento ; inicializar ES

- STACK: segmento de pila, debe existir uno en los programas de tipo EXE; además el Linkador de Borland (TLINK 4.0) exige obligatoriamente que la clase de éste sea también 'STACK', con el LINK de Microsoft no siempre es necesario indicar la clase del segmento de pila. Similar, por lo demás, a PUBLIC. - MEMORY: segmento que el linkador ubicará al final de todos los demás, lo que permitiría saber dónde acaba el programa. Si se definen varios segmentos de este tipo el ensamblador acepta el primero y trata a los demás como COMMON. Téngase en cuenta que el linkador no soporta esta característica, por lo que emplear MEMORY es equivalente a todos los efectos a utilizar COMMON. Olvídate de MEMORY. El uso indica si el segmento es de 16 bits o de 32; al emplear la directiva .386 se asumen por defecto segmentos de 32 bits por lo que es necesario declarar USE16 para conseguir que los segmentos sean interpretados como de 16 bits por el linkador, lo que permite emplear algunas instrucciones del 386 en el modo real del microprocesador y bajo el sistema operativo DOS. Por último, 'clase' es un nombre opcional que empleará el linkador para encadenar los módulos, siendo conveniente nombrar la clase del segmento de pila con 'STACK'. ASSUME (Suponer): Indica al ensamblador el registro de segmento que se va a utilizar para direccionar cada segmento dentro del módulo. Esta instrucción va normalmente inmediatamente después del SEGMENT. El programa más sencillo necesita que se «suponga» CS como mínimo para el segmento de código, de lo contrario el ensamblador empezará a protestar un montón al no saber que registro de segmento asociar al código generado. También conviene hacer un assume del registro de segmento DS hacia el segmento de datos, incluso en el caso de que éste sea el mismo que el de código: si no, el ensamblador colocará un byte de prefijo adicional en todos los accesos a memoria para forzar que éstos sean sobre CS. Se puede indicar ASSUME NOTHING para cancelar un ASSUME anterior. También se puede indicar el nombre de un grupo o emplear «SEG variable» o «SEG etiqueta» en vez de

71


nombre_segmento: ASSUME reg_segmento:nombre_segmento[,...] PROC-ENDP permite dar nombre a una subrutina, marcando con claridad su inicio y su fin. Aunque es redundante, es muy recomendable para estructurar los programas. cls cls

PROC ... ENDP

El atributo FAR que aparece en ocasiones junto a PROC indica que es un procedimiento lejano y las instrucciones RET en su interior se ensamblan como RETF (los CALL hacia él serán, además, de 32 bits). Observar que la etiqueta nunca termina con dos puntos. 5.3.5. - DIRECTIVAS DE REFERENCIAS EXTERNAS. PUBLIC: permite hacer visibles al exterior (otros ficheros objeto resultantes de otros listados en ensamblador u otro lenguaje) los símbolos -variables y procedimientos- indicados. Necesario para programación modular e interfaces con lenguajes de alto nivel. Por ejemplo:

proc1 proc1 var_x

PUBLIC proc1, var_x PROC FAR ⋅⋅⋅ ENDP DW 0

Declara la variable var_x y el procedimiento proc1 como accesibles desde el exterior por medio de la directiva EXTRN. EXTRN: Permite acceder a símbolos definidos en otro fichero objeto (resultante de otro ensamblaje o de una compilación de un lenguaje de alto nivel); es necesario también indicar el tipo del dato o procedimiento (BYTE, WORD o DWORD; NEAR o FAR; se emplea además ABS para las constantes numéricas): EXTRN proc1:FAR, var_x:WORD

En el ejemplo se accede a los símbolos externos proc1 y var_x (ver ejemplos de PUBLIC) y a continuación sería posible hacer un CALL proc1 o un MOV CX,var_x. Si la directiva EXTRN se coloca dentro de un segmento, se supone el símbolo dentro del mismo. Si el símbolo está en otro segmento, debe colocarse EXTRN fuera de todos los segmentos indicando explícitamente el prefijo del registro de segmento (o bien hacer el ASSUME apropiado) al referenciarlo. Evidentemente, al final, al linkar habrá que enlazar este módulo con el que define los elementos externos. INCLUDE nombre_fichero: Añade al fichero fuente en proceso de ensamblaje el fichero indicado, en el punto en que aparece el INCLUDE. Es exactamente lo mismo que mezclar ambos ficheros con un editor de texto. Ahorra trabajo en fragmentos de código que se repiten en varios programas (como quizá una librería de macros). No se recomiendan INCLUDE's anidados. 5.3.6. - DIRECTIVAS DE DEFINICIÓN DE BLOQUES. NAME nombre_modulo_objeto: indica el nombre del módulo objeto. Si no se incluye NAME, se tomará de la directiva TITLE o, en su defecto, del nombre del propio fichero fuente. GROUP segmento1, segmento2,... permite agrupar dos o más segmentos lógicos en uno sólo de no más de 64 Kb totales (ojo: el ensamblador no comprueba este extremo, aunque sí el enlazador). Ejemplo: superseg

GROUP datos, codigo, pila

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codigo codigo

SEGMENT ⋅⋅⋅ ENDS

datos dato datos

SEGMENT DW 1234 ENDS

pila

SEGMENT STACK 'STACK' DB 128 DUP (?) ENDS

pila

Cuando se accede a un dato definido en algún segmento de un grupo y se emplea el operador OFFSET es preciso indicar el nombre del grupo como prefijo, de lo contrario el ensamblador no generará el desplazamiento correcto ¡ni emitirá errores!: MOV MOV

AX,dato AX,supersegmento:dato

; ¡incorrecto! ; correcto

La ventaja de agrupar segmentos es poder crear programas COM y SYS que contengan varios segmentos. En todo caso, téngase en cuenta aún en ese caso que no pueden emplearse todas las características de la programación con segmentos (por ejemplo, no se puede utilizar la directiva SEG ni debe existir segmento de pila). LABEL: Permite referenciar un símbolo con otro nombre, siendo factible redefinir el tipo. La sintaxis es: nombre LABEL tipo (tipo = BYTE, WORD, DWORD, NEAR o FAR). Ejemplo: palabra byte_bajo byte_alto

LABEL DB DB

WORD 0 0

En el ejemplo, con MOV AX,palabra se accederá a ambos bytes a la vez (el empleo de MOV AX,byte_bajo daría error: no se puede cargar un sólo byte en un registro de 16 bits y el ensamblador no supone que realmente pretendíamos tomar dos bytes consecutivos de la memoria). STRUC - ENDS: permite definir registros al estilo de los lenguajes de alto nivel, para acceder de una manera más elegante a los campos de una información con cierta estructura. Estos campos pueden componerse de cualquiera de los tipos de datos simples (DB, DW, DD, DQ, DT) y pueden ser modificables o no en función de si son simples o múltiples, respectivamente: alumno mote edadaltura peso otros telefono alumno

STRUC DB '0123456789' DB 20,175 DB 0 DB 10 DUP(0) DD ? ENDS

; ; ; ; ;

modificable no modificable modificable no modificable modificable

La anterior definición de estructura no lleva implícita la reserva de memoria necesaria, la cual ha de hacerse expresamente utilizando los ángulos '<' y '>': felipe

alumno <'Gordinflas',,101,,251244>

En el ejemplo se definen los campos modificables (los únicos definibles) dejando sin definir (comas consecutivas) los no modificables, creándose la estructura 'felipe' que ocupa 27 bytes. Las cadenas de caracteres son rellenadas con espacios en blanco al final si no alcanzan el tamaño máximo de la

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declaración. El TASM es más flexible y permite definir también el primer elemento de los campos múltiples sin dar error. Tras crear la estructura, es posible acceder a sus elementos utilizando un (.) para separar el nombre del campo: MOV LEA MOV

AX,OFFSET felipe.telefono BX,felipe CL,[BX].peso ; equivale a [BX+12]

RECORD: similar a STRUC pero operando con campos de bits. Permite definir una estructura determinada de byte o palabra para operar con comodidad. Sintaxis: nombre

RECORD nombre_de_campo:tamaño[=valor],...

Donde nombre permitirá referenciar la estructura en el futuro, nombre_de_campo identifica los distintos campos, a los que se asigna un tamaño (en bits) y opcionalmente un valor por defecto. registro

RECORD a:2=3, b:4=5, c:1

La estructura registro totaliza 7 bits, por lo que ocupa un byte. Está dividida en tres campos que ocupan los 7 bits menos significativos del byte: el campo A ocupa los bits 6 y 5, el B los bits 1 al 4 y el C el bit 0: 6 5 4 3 2 1 0 ┌────┬────────┬──┐ │ 1 1│ 0 1 0 1│ ?│ └────┴────────┴──┘

La reserva de memoria se realiza, por ejemplo, de la siguiente manera: reg1

registro <2,,1>

Quedando reg1 con el valor binario 1001011 (el campo B permanece inalterado y el A y C toman los valores indicados). Ejemplos de operaciones soportadas: MOV

AL, A

MOV MOV

AL, MASK A AL, WIDTH A

; AL = 5 (desplazamiento del bit ; menos significativo de A) ; AL = 01100000b (máscara de A) ; AL = 2 (anchura de A)

5.3.7. - DIRECTIVAS CONDICIONALES. Se emplean para que el ensamblador evalúe unas condiciones y, según ellas, ensamble o no ciertas zonas de código. Es frecuente, por ejemplo, de cara a generar código para varios ordenadores: pueden existir ciertos símbolos definidos que indiquen en un momento dado si hay que ensamblar ciertas zonas del listado o no de manera condicional, según la máquina. En los fragmentos en ensamblador del código que generan los compiladores también aparecen con frecuencia (para actuar de manera diferente, por ejemplo, según el modelo de memoria). Es interesante también la posibilidad de definir un símbolo que indique que el programa está en fase de pruebas y ensamblar código adicional en ese caso con objeto de depurarlo. Sintaxis: IFxxx ... ELSE ... ENDIF IF

[símbolo/exp./arg.] ; xxx es la condición

expresion

; el ELSE es opcional

(expresión distinta de cero)

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IFE expresión IF1 IF2 IFDEF símbolo IFNDEF símbolo IFB

(expresión igual a cero) (pasada 1 del ensamblador) (pasada 2 del ensamblador) (símbolo definido o declarado como externo) (símbolo ni definido ni declarado como externo) (argumento en blanco en macros -incluir '<' y '>'-

IFNB

(lo contrario, también es obligado poner '<' y

IFIDN IFDIF

, ,

(arg1 idéntico a arg2, requiere '<' y '>') (arg1 distinto de arg2, requiere '<' y '>')

) '>')

5.3.8. - DIRECTIVAS DE LISTADO. PAGE num_lineas, num_columnas: Formatea el listado de salida; por defecto son 66 líneas por página (modificable entre 10 y 255) y 80 columnas (seleccionable de 60 a 132). PAGE salta de página e incrementa su número. «PAGE +» indica capítulo nuevo (y se incrementa el número). TITLE título: indica el título que aparece en la 1ª línea de cada página (máximo 60 caracteres). SUBTTL subtítulo: Ídem con el subtítulo (máx. 60 caracteres). .LALL: Listar las macros y sus expansiones. .SALL: No listar las macros ni sus expansiones. .XALL: Listar sólo las macros que generan código objeto. .XCREF: Suprimir listado de referencias cruzadas (listado alfabético de símbolos junto al nº de línea en que son definidos y referenciados, de cara a facilitar la depuración). .CREF: Restaurar listado de referencias cruzadas. .XLIST: Suprimir el listado ensamblador desde ese punto. .LIST: Restaurar de nuevo la salida de listado ensamblador. COMMENT delimitador comentario delimitador: Define un comentario que puede incluso ocupar varias líneas, el delimitador (primer carácter no blanco ni tabulador que sigue al COMMENT) indica el inicio e indicará más tarde el final del comentario. ¡No olvidar cerrar el comentario!. %OUT mensaje: escribe en la consola el mensaje indicado durante la fase de ensamblaje y al llegar a ese punto del listado, excepto cuando el listado es por pantalla y no en fichero. .LFCOND: Listar los bloques de código asociados a una condición falsa (IF). .SFCOND: suprimir dicho listado. .TFCOND: Invertir el modo vigente de listado de los bloques asociados a una condición falsa. 5.4. - MACROS. Cuando un conjunto de instrucciones en ensamblador aparecen frecuentemente repetidas a lo largo de un listado, es conveniente agruparlas bajo un nombre simbólico que las sustituirá en aquellos puntos donde

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aparezcan. Esta es la misión de las macros; por el hecho de soportarlas el ensamblador eleva su categoría a la de macroensamblador, al ser las macros una herramienta muy cotizada por los programadores. No conviene confundir las macros con subrutinas: es estas últimas, el conjunto de instrucciones aparece una sola vez en todo el programa y luego se invoca con CALL. Sin embargo, cada vez que se referencia a una macro, el código que ésta representa se expande en el programa definitivo, duplicándose tantas veces como se use la macro. Por ello, aquellas tareas que puedan ser realizadas con subrutinas siempre será más conveniente realizarlas con las mismas, con objeto de economizar memoria. Es cierto que las macros son algo más rápidas que las subrutinas (se ahorra un CALL y un RET) pero la diferencia es tan mínima que en la práctica es despreciable en el 99,99% de los casos. Por ello, es absurdo e irracional realizar ciertas tareas con macros que pueden ser desarrolladas mucho más eficientemente con subrutinas: es una pena que en muchos manuales de ensamblador aún se hable de macros para realizar operaciones sobre cadenas de caracteres, que generarían programas gigantescos con menos de un 1% de velocidad adicional. 5.4.1. - DEFINICIÓN Y BORRADO DE LAS MACROS. La macro se define por medio de la directiva MACRO. Es necesario definir la macro antes de utilizarla. Una macro puede llamar a otra. Con frecuencia, las macros se colocan juntas en un fichero independiente y luego se mezclan en el programa principal con la directiva INCLUDE: IF1 INCLUDE fichero.ext ENDIF

La sentencia IF1 asegura que el ensamblador lea el fichero fuente de las macros sólo en la primera pasada, para acelerar el ensamblaje y evitar que aparezcan en el listado (generado en la segunda fase). Conviene hacer hincapié en que la definición de la macro no consume memoria, por lo que en la práctica es indiferente declarar cientos que ninguna macro: nombre_simbólico MACRO [parámetros] ... ... ; instrucciones de la macro ENDM

El nombre simbólico es el que permitirá en adelante hacer referencia a la macro, y se construye casi con las mismas reglas que los nombres de las variables y demás símbolos. La macro puede contener parámetros de manera opcional. A continuación vienen las instrucciones que engloba y, finalmente, la directiva ENDM señala el final de la macro. No se debe repetir el nombre simbólico junto a la directiva ENDM, ello provocaría un error un tanto curioso y extraño por parte del ensamblador (algo así como «Fin del fichero fuente inesperado, falta directiva END»), al menos con MASM 5.0 y TASM 2.0. En realidad, y a diferencia de lo que sucede con los demás símbolos, el nombre de una macro puede coincidir con el de una instrucción máquina o una directiva del ensamblador: a partir de ese momento, la instrucción o directiva machacada pierde su significado original. El ensamblador dará además un aviso de advertencia si se emplea una instrucción o directiva como nombre de macro, aunque tolerará la operación. Normalmente se las asignará nombres normales, como a las variables. Sin embargo, si alguna vez se redefiniera una instrucción máquina o directiva, para restaurar el significado original del símbolo, la macro puede ser borrada -o simplemente porque ya no va a ser usada a partir de cierto punto del listado, y así ya no consumirá espacio en las tablas de macros que mantiene en memoria el ensamblador al ensamblar-. No es necesario borrar las macros antes de redefinirlas. Para borrarlas, la sintaxis es la siguiente: PURGE nombre_simbólico[,nombre_simbólico,...] 5.4.2. - EJEMPLO DE UNA MACRO SENCILLA. Desde el 286 existe una instrucción muy cómoda que introduce en la pila 8 registros, y otra que los saca

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(PUSHA y POPA). Quien esté acostumbrado a emplearlas, puede crear unas macros que simulen estas instrucciones en los 8086: SUPERPUSH

MACRO PUSH PUSH PUSH PUSH PUSH PUSH PUSH PUSH ENDM

AX CX DX BX SP BP SI DI

La creación de SUPERPOP es análoga, sacando los registros en orden inverso. El orden elegido no es por capricho y se corresponde con el de la instrucción PUSHA original, para compatibilizar. A partir de la definición de esta macro, tenemos a nuestra disposición una nueva instrucción máquina (SUPERPUSH) que puede ser usada con libertad dentro de los programas. 5.4.3. - PARÁMETROS FORMALES Y PARÁMETROS ACTUALES. Para quien no haya tenido relación previa con algún lenguaje estructurado de alto nivel, haré un breve comentario acerca de lo que son los parámetros formales y actuales en una macro, similar aquí a los procedimientos de los lenguajes de alto nivel. Cuando se llama a una macro se le pueden pasar opcionalmente un cierto número de parámetros de cierto tipo. Estos parámetros se denominan parámetros actuales. En la definición de la macro, dichos parámetros aparecen asociados a ciertos nombres arbitrarios, cuya única misión es permitir distinguir unos parámetros de otros e indicar en qué orden son entregados: son los parámetros formales. Cuando el ensamblador expanda la macro al ensamblar, los parámetros formales serán sustituidos por sus correspondientes parámetros actuales. Considerar el siguiente ejemplo: SUMAR

MACRO a,b,total PUSH AX MOV AX,a ADD AX,b MOV total,AX POP AX ENDM .... SUMAR positivos, negativos, total

En el ejemplo, «a», «b» y «total» son los parámetros formales y «positivos», «negativos» y «total» son los parámetros actuales. Tanto «a» como «b» pueden ser variables, etiquetas, etc. en otro punto del programa; sin embargo, dentro de la macro, se comportan de manera independiente. El parámetro formal «total» ha coincidido en el ejemplo y por casualidad con su correspondiente actual. El código que genera el ensamblador al expandir la macro será el siguiente: PUSH MOV ADD MOV POP

AX AX,positivos AX,negativos total,AX AX

Las instrucciones PUSH y POP sirven para no alterar el valor de AX y conseguir que la macro se comporte como una caja negra; no es necesario que esto sea así pero es una buena costumbre de programación para evitar que los programas hagan cosas raras. En general, las macros de este tipo no deberían alterar los

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registros y, si los cambian, hay que tener muy claro cuáles. Si se indican más parámetros de los que una macro necesita, se ignorarán los restantes. En cambio, si faltan, el MASM asumirá que son nulos (0) y dará un mensaje de advertencia, el TASM es algo más rígido y podría dar un error. En general, se trata de situaciones atípicas que deben ser evitadas. También puede darse el caso de que no sea posible expandir la macro. En el ejemplo, no hubiera sido posible ejecutar SUMAR AX,BX,DL porque DL es de 8 bits y la instrucción MOV DL,AX sería ilegal. 5.4.4. - ETIQUETAS DENTRO DE MACROS. VARIABLES LOCALES. Son necesarias normalmente para los saltos condicionales que contengan las macros más complejas. Si se pone una etiqueta a donde saltar, la macro sólo podría ser empleada una vez en todo el programa para evitar que dicha etiqueta aparezca duplicada. La solución está en emplear la directiva LOCAL que ha de ir colocada justo después de la directiva MACRO: MINIMO

ya_esta:

MACRO LOCAL MOV CMP JB MOV MOV ENDM

dato1, dato2, ya_esta AX,dato1 AX,dato2 ya_esta AX,dato2 resultado,AX

resultado

; ¿es dato1 el menor? ; sí ; no, es dato2

En el ejemplo, al invocar la macro dos veces el ensamblador no generará la etiqueta «ya_esta» sino las etiquetas ??0000, ??0001, ... y así sucesivamente. La directiva LOCAL no sólo es útil para los saltos condicionales en las macros, también permite declarar variables internas a los mismos. Se puede indicar un número casi indefinido de etiquetas con la directiva LOCAL, separándolas por comas. 5.4.5. - OPERADORES DE MACROS. Operador ;; Indica que lo que viene a continuación es un comentario que no debe aparecer al expansionar la macro. Cuando al ensamblar se genera un listado del programa, las macros suelen aparecer expandidas en los puntos en que se invocan; sin embargo sólo aparecerán los comentarios normales que comiencen por (;). Los comentarios relacionados con el funcionamiento interno de la macro deberían ir con (;;), los relativos al uso y sintaxis de la misma con (;). Esto es además conveniente porque durante el ensamblaje son mantenidos en memoria los comentarios de macros (no los del resto del programa) que comienzan por (;), y no conviene desperdiciar memoria... Operador & Utilizado para concatenar texto o símbolos. Es necesario para lograr que el ensamblador sustituya un parámetro dentro de una cadena de caracteres o como parte de un símbolo: SALUDO

MACRO MOV etiqueta&c: CALL ENDM

c AL,"&c" imprimir

Al ejecutar SALUDO A se producirá la siguiente expansión:

etiquetaA:

MOV CALL

AL,"A" imprimir

Si no se hubiera colocado el & se hubiera expandido como MOV AL,"c"

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Cuando se utilizan estructuras repetitivas REPT, IRP o IRPC (que se verán más adelante) existe un problema adicional al intentar crear etiquetas, ya que el ensamblador se come un & al hacer la primera sustitución, generando la misma etiqueta a menos que se duplique el operador &: MEMORIA x&i

MACRO IRP DB ENDM ENDM

x i, <1, 2> i

Si se invoca MEMORIA ET se produce el error de "etiqueta ETi repetida", que se puede salvar añadiendo tantos '&' como niveles de anidamiento halla en las estructuras repetitivas empleadas, como se ejemplifica a continuación: MEMORIA x&&i

MACRO IRP DB ENDM ENDM

x i, <1, 2> i

Lo que con MEMORIA ET generará correctamente las líneas: ET1 ET2

DB 1 DB 2

Operador ! o <> Empleado para indicar que el carácter que viene a continuación debe ser interpretado literalmente y no como un símbolo. Por ello, !; es equivalente a <;>. Operador % Convierte la expresión que le sigue -generalmente un símbolo- a un número; la expresión debe ser una constante (no relocalizable). Sólo se emplea en los argumentos de macros. Dada la macro siguiente: PSUM

MACRO %OUT ENDM

mensaje, suma * mensaje, suma *

(Evidentemente, el % que precede a OUT forma parte de la directiva y no se trata del % operador que estamos tratando) Supuesta la existencia de estos símbolos: SIM1 SIM2

EQU EQU

120 500

Invocando la macro con las siguientes condiciones: PSUM

< SIM1 + SIM2 = >, (SIM1+SIM2)

Se produce la siguiente expansión: %OUT * SIM1 + SIM2 = (SIM1+SIM2) *

Sin embargo, invocando la macro de la siguiente manera (con %): PSUM < SIM1 + SIM2 = >, %(SIM1+SIM2)

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Se produce la expansión deseada: %OUT * SIM1 + SIM2 = 620 *

5.4.6. - DIRECTIVAS ÚTILES PARA MACROS. Estas directivas pueden ser empleadas también sin las macros, aumentando la comodidad de la programación, aunque abundan especialmente dentro de las macros. REPT veces ... ENDM (Repeat) Permite repetir cierto número de veces una secuencia de instrucciones. El bloque de instrucciones se delimita con ENDM (no confundirlo con el final de una macro). Por ejemplo: REPT OUT ENDM

2 DX,AL

Esta secuencia se transformará, al ensamblar, en lo siguiente: OUT OUT

DX,AL DX,AL

Empleando símbolos definidos con (=) y apoyándose además en las macros se puede llegar a crear pseudo-instrucciones muy potentes: SUCESION

MACRO n num = 0 REPT n DB num num = num + 1 ENDM ENDM

; fin de REPT ; fin de macro

La sentencia SUCESION 3 provocará la siguiente expansión: DB DB DB

0 1 2

IRP simbolo_control, ... ENDM (Indefinite repeat) Es relativamente similar a la instrucción FOR de los lenguajes de alto nivel. Los ángulos (<) y (>) son obligatorios. El símbolo de control va tomando sucesivamente los valores (no necesariamente numéricos) arg1, arg2, ... y recorre en cada pasada todo el bloque de instrucciones hasta alcanzar el ENDM (no confundirlo con fin de macro) sustituyendo simbolo_control por esos valores en todos los lugares en que aparece: IRP DB ENDM

i, <1,2,3> 0, i, i*i

Al expansionarse, este conjunto de instrucciones se convierte en lo siguiente: DB DB

0, 1, 1 0, 2, 4

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DB

0, 3, 9

Nota:Todo lo encerrado entre los ángulos se considera un único parámetro. Un (;) dentro de los ángulos no se interpreta como el inicio de un comentario sino como un elemento más. Por otra parte, al emplear macros anidadas, deben indicarse tantos símbolos angulares '<' y '>' consecutivos como niveles de anidamiento existan. Lógicamente, dentro de una macro también resulta bastante útil la estructura IRP: TETRAOUT

MACRO PUSH PUSH MOV IRP MOV OUT ENDM POP POP ENDM

p1, p2, p3, p4, valor AX DX AL,valor cn, DX, cn DX, AL ; fin de IRP DX AX ; fin de macro

Al ejecutar TETRAOUT 318h, 1C9h, 2D1h, 1A4h, 17 se obtendrá: PUSH PUSH MOV MOV OUT MOV OUT MOV OUT MOV OUT POP POP

AX DX AL, 17 DX, 318h DX, AL DX, 1C9h DX, AL DX, 2D1h DX, AL DX, 1A4h DX,AL DX AX

Cuando se pasan listas como parámetros hay que encerrarlas entre '<' y '>' al llamar, para no confundirlas con elementos independientes. Por ejemplo, supuesta la macro INCD: INCD

MACRO IRP INC ENDM DEC ENDM

lista, p i, i ; fin de IRP p ; fin de macro

Se comprende la necesidad de utilizar los ángulos: INCD AX, BX, CX, DX se expandirá: INC DEC

AX BX ; CX y DX se ignoran (4 parámetros)

INCD , DX se expandirá: INC INC

AX BX

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INC DEC

CX DX

; (2 parámetros)

IRPC simbolo_control, ... ENDM (Indefinite repeat character) Esta directiva es similar a la anterior, con una salvedad: los elementos situados entre los ángulos (<) y (>) -ahora opcionales, por cierto- son caracteres ASCII y no van separados por comas: IRPC DB ENDM

i, <813> i

El bloque anterior generará al expandirse: DB DB DB

8 1 3

Ejemplo de utilización dentro de una macro (en combinación con el operador &): INICIALIZA

MACRO IRPC DB ENDM ENDM

a, b, c, d iter, <&a&b&c&d> iter ; fin de IRPC ; fin de macro

Al ejecutar INICIALIZA 7, 1, 4, 0 se produce la siguiente expansión: DB DB DB DB

7 1 4 0

EXITM Sirve para abortar la ejecución de un bloque MACRO, REPT, IRP ó IRPC. Normalmente se utiliza apoyándose en una directiva condicional (IF...ELSE...ENDIF). Al salir del bloque, se pasa al nivel inmediatamente superior (que puede ser otro bloque de estos). Como ejemplo, la siguiente macro reserva n bytes de memoria a cero hasta un máximo de 100, colocando un byte 255 al final del bloque reservado: MALLOC

MACRO n maximo=100 REPT n IF maximo EQ 0 ; ¿ya van 100? EXITM ; abandonar REPT ENDIF maximo = maximo - 1 DB 0 ; reservar byte ENDM DB 255 ; byte de fin de bloque ENDM

5.4.7. - MACROS AVANZADAS CON NUMERO VARIABLE DE PARÁMETROS. Como se vio al estudiar la directiva IF, existe la posibilidad de chequear condicionalmente la presencia de un parámetro por medio de IFNB, o su ausencia con IFB. Uniendo esto a la potencia de IRP es posible crear macros extraordinariamente versátiles. Como ejemplo, valga la siguiente macro, destinada a introducir en la pila un número variable de parámetros (hasta 10): es especialmente útil en los programas que gestionan

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interrupciones: XPUSH

MACRO R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10 IRP reg, IFNB PUSH reg ENDIF ENDM ; fin de IRP ENDM ; fin de XPUSH

Por ejemplo, la instrucción: XPUSH

AX,BX,DS,ES,VAR1

PUSH PUSH PUSH PUSH PUSH

AX AX DS ES VAR1

Se expandirá en:

El ejemplo anterior es ilustrativo del mecanismo de comprobación de presencia de parámetros. Sin embargo, este ejemplo puede ser optimizado notablemente empleando una lista como único parámetro: XPUSH

MACRO lista IRP i, PUSH i ENDM ENDM

XPOP

MACRO lista IRP i, POP i ENDM ENDM

La ventaja es el número indefinido de parámetros soportados (no sólo 10). Un ejemplo de uso puede ser el siguiente: XPUSH XPOP

PUSH PUSH PUSH POP POP POP

AX BX CX CX BX AX

Que al expandirse queda:

5.5. - PROGRAMACIÓN MODULAR Y PASO DE PARÁMETROS. Aunque lo que viene a continuación no es indispensable para programar en ensamblador, sí es conveniente leerlo en 2 ó 3 minutos para observar ciertas reglas muy sencillas que ayudarán a hacer programas seguros y eficientes. Sin embargo, personalmente considero que cada uno es muy libre de hacer lo que desee; por otra parte, en muchos casos no se pueden cumplir los principios de la programación elegante especialmente en ensamblador- por lo que detesto aquellos profesionales de la informática que se entrometen con la manera de programar de sus colegas o alumnos, obligándolos a hacer las cosas a su gusto. La programación modular consiste en dividir los problemas más complejos en módulos separados con unas ciertas interdependencias, lo que reduce el tiempo de programación y aumenta la fiabilidad del código. Se

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pueden implementar en ensamblador con las directivas PROC y ENDP que, aunque no generan código son bastante útiles para dejar bien claro dónde empieza y acaba un módulo. Reglas para la buena programación: - Dividir los problemas en módulos pequeños relacionados sólo por un conjunto de parámetros de entrada y salida. - Una sola entrada y salida en cada módulo: un módulo sólo debe llamar al inicio de otro (con CALL) y éste debe retornar al final con un único RET, no debiendo existir más puntos de salida y no siendo recomendable alterar la dirección de retorno. - Excepto en los puntos en que la velocidad o la memoria son críticas (la experiencia demuestra que son menos del 1%) debe codificarse el programa con claridad, si es preciso perdiendo eficiencia. Ese 1% documentarlo profusamente como se haría para que lo lea otra persona. - Los módulos han de ser «cajas negras» y no deben modificar el entorno exterior. Esto significa que no deben actuar sobre variables globales ni modificar los registros (excepto aquellos registros y variables en que devuelven los resultados, lo que debe documentarse claramente al principio del módulo). Tampoco deben depender de ejecuciones anteriores, salvo excepciones en que la propia claridad del programa obligue a lo contrario (por ejemplo, los generadores de números aleatorios pueden depender de la llamada anterior). Para el paso de parámetros entre módulos existen varios métodos que se exponen a continuación. Los parámetros pueden pasarse además de dos maneras: directamente por valor, o bien indirectamente por referencia o dirección. En el primer caso se envía el valor del parámetro y en el segundo la dirección inicial de memoria a partir de la que está almacenado. El tipo de los parámetros habrá de estar debidamente documentado al principio de los módulos. - Paso de parámetros en los registros: Los módulos utilizan ciertos registros muy concretos para comunicarse. Todos los demás registros han de permanecer inalterados, por lo cual, si son empleados internamente, han de ser preservados al principio del módulo y restaurados al final. Este es el método empleado por el DOS y la BIOS en la mayoría de las ocasiones para comunicarse con quien los llama. Los registros serán preservados preferiblemente en la pila (con PUSH) y recuperados de la misma (con POP en orden inverso); de esta manera, los módulos son reentrantes y pueden ser llamados de manera múltiple soportando, entre otras características, la recursividad (sin embargo, se requerirá también que las variables locales se generen sobre la pila). - Paso de parámetros a través de un área común: se utiliza una zona de memoria para la comunicación. Este tipo de módulos no son reentrantes y hasta que no acaben de procesar una llamada no se les debe llamar de nuevo en medio de la faena. - Paso de parámetros por la pila. En este método, los parámetros son apilados antes de llamar al módulo que los va a recoger. Este debe conocer el número y tamaño de los mismos, para equilibrar el puntero de pila al final antes de retornar (método de los compiladores de lenguaje Pascal) o en caso contrario el programa que llama deberá encargarse de esta operación (lenguaje C). La ventaja del paso de parámetros por la pila es el prácticamente ilimitado número de parámetros admitido, de cómodo acceso, y que los módulos siguen siendo reentrantes. Un ejemplo puede ser el siguiente: dato

LABEL

DWORD

datoL

DW

?

datoH

DW

?

⋅⋅⋅ PUSH

datoL

PUSH

datoH

CALL

moduloA

; llamada

ADD

SP,4

; equilibrar pila

⋅⋅⋅

; apilar parámetros

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moduloA

PROC

NEAR

PUSH

BP

MOV

BP,SP

MOV

DX,[BP+4]

; parte alta del dato

MOV

AX,[BP+6]

; parte baja del dato

⋅⋅⋅ POP

BP

RET moduloA

ENDP

En el ejemplo, tenemos la variable dato de 32 bits dividida en dos partes de 16. Dicha variable es colocada en la pila empezando por la parte menos significativa. A continuación se llama a MODULOA, el cual comienza por preservar BP (lo usará posteriormente) para respetar la norma de caja negra. Se carga BP con SP debido a que el 8086 no permite el direccionamiento indexado sobre SP. Como la instrucción CALL se dirige a una dirección cercana (NEAR), en la pila se almacena sólo el registro IP. Por tanto, en [BP+0] está el BP del programa que llama, en [BP+2] el registro IP del programa que llama y en [BP+4] y [BP+6] la variable enviada, que es el caso más complejo (variables de 32 bits). Dicha variable es cargada en DX:AX antes de proceder a usarla (también deberían apilarse AX y DX para conservar la estructura de caja negra). Al final, se retorna con RET y el programa principal equilibra la pila aumentando SP en 4 unidades para compensar el apilamiento previo de dos palabras antes de llamar. Si MODULOA fuera un procedimiento lejano (FAR) la variable estaría en [BP+6] y [BP+8], debido a que al llamar al módulo se habría guardado también en la pila el CS del programa que llama. El lenguaje Pascal hubiera retornado con RET 4, haciendo innecesario que el programa que llama equilibre la pila. Sin embargo, el método del lenguaje C expuesto es más eficiente porque no requiere que el módulo llamado conozca el número de parámetros que se le envían: éste puede ser variable (de hecho, el C apila los parámetros antes de llamar en orden inverso, empezando por el último: de esta manera se accede correctamente a los primeros N parámetros que se necesiten).

EL ENSAMBLADOR EN ENTORNO DOS

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Capítulo VI: EL ENSAMBLADOR EN ENTORNO DOS

6.1. - TIPOS DE PROGRAMAS EJECUTABLES BAJO DOS. Antes de que el COMMAND.COM pase el control al programa que se pretende ejecutar, se crea un bloque de 256 bytes llamado PSP (Program Segment Prefix), cuya descripción detallada se verá en el próximo capítulo. En él aparecen datos tales como la dirección de retorno al dos cuando finalice el programa, la dirección de retorno en caso de Ctrl-Break y en caso de errores críticos. Además de la cantidad de memoria disponible y los posibles parámetros suministrados del programa. Cuando el programa toma el control, DS y ES apuntan al PSP. Tipos de programas: En los de tipo COM: - CS apunta al PSP e IP=100h (el programa empieza tras el PSP). - SS apunta al PSP y SP toma la dirección más alta dentro del segmento del PSP. En los de tipo EXE: - CS e IP toman los valores del punto de arranque del programa (directiva END etiqueta). - SS apunta al segmento de pila y SP = tamaño de la pila definida. Si el programa es COM podemos terminarlo con la interrupción 20h (INT 20h), o simplemente con un RET si la pila no está desequilibrada (apunta a un INT 20h que hay en la posición 0 del PSP); otra manera de acabar es por medio de la función 4Ch del sistema (disponible desde el DOS 2.0) que acaba cualquier programa sin problemas y sin ningún tipo de requerimientos adicionales, tanto COM como EXE. Los programas de tipo COM se cargan en memoria tal y como están en disco, entregándoseles el control. Los de tipo EXE, que pueden llegar a manejar múltiples segmentos de código de hasta 64 Kb, se almacenan en disco «semiensamblados». En realidad, al ser cargados en memoria, el DOS tiene que realizar la última fase de montaje, calculando las direcciones de memoria absolutas. Por ello, estos programas tienen un formato especial en disco, generado por los ensambladores y compiladores, y su imagen en memoria no se corresponde realmente con lo que está grabado en el disco, aunque esto al usuario no le importe. Por ello, no se extrañe el lector de haber visto alguna vez ficheros EXE de más de 640 Kb: evidentemente, no se cargan enteros en memoria aunque lo parezca. Los programas COM no hacen referencias a datos o direcciones separados más de 64 Kb, por lo que todos los saltos y desplazamientos son relativos a los registros de segmento (no se cambia CS ni DS) con lo que no es necesaria la fase de «montaje». No obstante, un programa COM puede hacer lo que le de la gana con los registros de segmento y acceder a más de 64 Kb de memoria, por cuenta y riesgo del programador. En general, la programación en ensamblador está hoy en día relegada a pequeños programas residentes, controladores de dispositivos o rutinas de apoyo a programas hechos en otros lenguajes, por lo que no es estrictamente necesario trabajar con programas EXE realizados en ensamblador. Salvo excepciones, la mayoría de los programas desarrollados en este libro serán de tipo COM ya que los EXE ocuparían algo más, aunque el ensamblador da algo más de comodidad al programador en los mismos. 6.2. - EJEMPLO DE PROGRAMA DE TIPO COM. El siguiente ejemplo escribe una cadena en pantalla llamando a uno de los servicios estándar de impresión del DOS (función 9 de INT 21h): ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

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│ │ │ cr EQU 13 ; constante de retorno de carro ├─┐ │ lf EQU 10 ; constante de salto de línea │ │ │ │ │ │ programa SEGMENT ; segmento común a CS, DS, ES, SS. │ │ │ │ │ │ ASSUME CS:programa, DS:programa │ │ │ │ │ │ ORG 100h ; programa de tipo COM │ │ │ │ │ │ inicio: LEA DX,texto ; dirección de texto a imprimir │ │ │ MOV AH,9 ; función de impresión │ │ │ INT 21h ; llamar al DOS │ │ │ INT 20h ; volver al sistema operativo │ │ │ │ │ │ texto DB cr,lf,"Grupo Universitario de Informática.",cr,lf,"$" │ │ │ │ │ │ programa ENDS ; fin del segmento │ │ │ │ │ │ END inicio ; fin del programa y punto de inicio │ │ │ │ │ └─┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ Programa tipo COM │ └───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Olvidándonos de los comentarios que comienzan por «;», en las primeras lineas las directivas EQU definen dos constantes para el preprocesador del compilador: cr=13 y lf=10. El programa, de tipo COM, consta de un único segmento. La directiva ASSUME indica que, por defecto, las instrucciones máquina se ensamblarán para el registro CS en este segmento (lo más lógico, por otra parte); también conviene asumir el registro DS, de lo contrario, si hubiera que acceder a una variable, el ensamblador añadiría el prefijo del segmento CS a la instrucción al no estar seguro de que DS apunta a los datos, consumiendo más memoria. Se pueden añadir los demás registros de segmento en el ASSUME, aunque es redundante. El ORG 100h es obligatorio en programas COM, ya que estos programas serán cargados en memoria en la posición CS:100h. Al final, la dirección del texto a imprimir se coloca en DS:DX (CS=DS=ES=SS en un programa COM recién ejecutado) y se llama al DOS. El carácter '$' delimita la cadena a imprimir, lo cual es una herencia del CP/M (sería más interesante que fuera el 0 el delimitador) por razones históricas. Se acaba el programa con INT 20h. El punto de arranque es indicado con la directiva END, aunque en realidad en los programas COM el punto indicado (en el ejemplo, «inicio») debe estar forzosamente al principio del programa. Obsérvese que no se genera código hasta llegar a la línea «inicio:», todo lo anterior son directivas. 6.3. - EJEMPLO DE PROGRAMA DE TIPO EXE. Los programas EXE (listado en la página siguiente) requieren algo más de elaboración. En primer lugar, es necesario definir una pila y reservar espacio para la misma. Al contrario que los programas COM (cuya pila se sitúa al final del segmento compartido también con el código y los datos) esta característica obliga a definir un tamaño prudente en función de las necesidades del programa. Téngase en cuenta que en la pila se almacenan las direcciones de retorno de las subrutinas y al llamar a una función de la BIOS la pila es usada con intensidad. En general, con medio kilobyte basta para programas tan sencillos como el del ejemplo, e incluso para otros mucho más complejos. El límite máximo está en 64 Kb. El segmento de pila se nombra siempre STACK y con el TLINK de Borland es necesario indicar también la clase 'STACK'. Como se ve, son definidos por separado el segmento de código, pila y datos, lo que también ayuda a estructurar más el programa. El segmento de código se define como procedimiento FAR, entre otras razones para que el ensamblador ensamble el RET del final (con el que se vuelve al DOS) como un RETF. La directiva ASSUME asocia cada registro de segmento con su correspondiente segmento. Como puede observarse al principio del programa, es necesario preparar «a mano» la dirección de retorno al sistema. El PUSH DS del


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principio coloca el segmento del PSP en la pila; el XOR AX,AX coloca un cero en AX (esta instrucción gasta un byte menos que MOV AX,0) y el PUSH AX mete ese 0 en la pila. Con ello, al volver al DOS con RET (RETF en realidad) el control pasará a DS:0, esto es, a la primera instrucción del PSP (INT 20h). Aunque pueda parecer un tanto lioso, es un juego de niños y estas tres instrucciones consecutivas (PUSH DS / XOR AX,AX / PUSH AX) son la manera de empezar de cientos de programas EXE, que después acaban con RET. En general, a partir del DOS 2.0 es más aconsejable terminar el programa con la función 4Ch del DOS, que no requiere que CS apunte al PSP ni precisa de preparación alguna en la pila y además permite retornar un código de ERRORLEVEL en AL: en los programas futuros esto se hará con bastante frecuencia. También debe observarse cómo se inicializa DS, ya que en los programas EXE por defecto no apunta a los datos. Ahora puede preguntarse el lector, por curiosidad, ¿qué valdrá «datos»?: datos tiene un valor relativo asignado por el ensamblador; cuando el programa sea cargado en memoria, en el proceso de montaje y en función de cuál sea la primera posición de memoria libre, se le asignará un valor determinado por el montador del sistema operativo. ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ cr EQU 13 ├─┐ │ lf EQU 10 │ │ │ │ │ │ ; Segmento de datos │ │ │ │ │ │ datos SEGMENT │ │ │ texto DB cr,lf,"Texto a imprimir",cr,lf,"$" │ │ │ datos ENDS │ │ │ │ │ │ ; Segmento de pila │ │ │ │ │ │ pila SEGMENT STACK 'STACK' ; poner STACK es obligatorio │ │ │ DB 128 dup ('pila') ; reservados 512 bytes │ │ │ pila ENDS │ │ │ │ │ │ ; Segmento de código │ │ │ │ │ │ codigo SEGMENT │ │ │ ejemplo PROC FAR │ │ │ ASSUME CS:codigo, DS:datos, SS:pila │ │ │ │ │ │ ; poner dirección de retorno al DOS en la pila: │ │ │ │ │ │ PUSH DS ; segmento del PSP │ │ │ XOR AX,AX ; AX = 0 │ │ │ PUSH AX ; desplazamiento 0 al PSP │ │ │ │ │ │ ; direccionar segmento de datos con DS │ │ │ │ │ │ MOV AX,datos ; AX = dirección del segmento de datos │ │ │ MOV DS,AX ; inicializar DS │ │ │ │ │ │ ; escribir texto │ │ │ │ │ │ LEA DX,texto ; DS:DX = dirección del texto │ │ │ MOV AH,9 │ │ │ INT 21h │ │ │ │ │ │ ; volver al DOS │ │ │ │ │ │ RET ; en realidad, RETF (PROC FAR) │ │

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│ │ │ │ ejemplo ENDP │ │ │ │ │ │ codigo ENDS ; fin del código │ │ │ END ejemplo ; punto de arranque del programa │ │ │ │ │ └─┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ Programa EXE │ └───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

6.4. - PROCESO DE ENSAMBLAJE. 6.4.1. - TASM/MASM. Es el programa que convierte nuestro listado fuente en código objeto, es decir, lenguaje máquina en el que sólo faltan las referencias a rutinas externas. Permite la obtención de listados de código y de referencias cruzadas (símbolos, etiquetas, variables). En general, bastará con hacer TASM nombre_programa (se supone la extensión .ASM por defecto). El fichero final tiene extensión OBJ. En general, la sintaxis del TASM y MASM es más o menos equivalente: en el primero se obtiene ayuda con /H y en el segundo con /HELP. Con TASM, cuando se va a obtener la versión definitiva del programa, o si éste es corto -o el ordenador rápido- merece la pena utilizar el parámetro /m3, con objeto de que de dos/tres pasadas y optimize más el código. Por su lado, MASM presenta estadísticas adicionales si se indica /v y se puede cambiar con /Btamaño el nº de Kb de memoria que destina al fichero fuente, entre 1 y 63. La sintaxis es (tanto para TASM como MASM): TASM fichero_fuente, fichero_listado, fichero_referencias_cruzadas Se puede omitir el fichero de listado y el de referencias cruzadas. Cuando se emplea MASM 6.X, para ensamblar los listados de este libro hay que indicar la opción /Zm para mantener la compatibilidad con las versiones anteriores del ensamblador, siendo además obligatorio indicar la extensión; como se genera directamente el fichero EXE hay que indicar /c si se desea evitar esto (si no se quiere que linke). La sintaxis quedaría: ML /Zm fihero_fuente.asm A continuación se listan los parámetros comunes a TASM 2.0 (y posterior) y MASM 4.0/5.0 (NO la 6.X): /a y /s Seleccionan un orden alfabético o secuencial de los segmentos. /cGenera un listado de referencias cruzadas en un fichero de extensión CRF listo para ser procesado por CREF (MASM) añadiendo además números de línea al listado, o bien incluye el listado de referencias cruzadas directamente dentro del listado del programa (caso de TASM). Las referencias cruzadas son un listado de todos los símbolos del programa, indicando los números de línea del mismo en que son definidos y referenciados. /DDe la manera /Dsímbolo[=valor] permite crear el símbolo indicado, cuya presencia puede comprobarse en el programa con una directiva IF (es útil para definir externamente un símbolo que indique que el programa está en fase de depuración, de cara a ensamblar cierto código adicional). Aunque /d (en minúsculas) es un obsoleto parámetro de MASM para obtener un listado de la primera pasada del ensamblador, MASM 4.0 es capaz de darse cuenta de que se pretende definir un símbolo con /d a menos que se indique solo /d. /e Emula las instrucciones de punto flotante del 80x87, apoyándose en una librería al efecto. /IrutaPermite indicar el directorio donde el ensamblador debe de buscar los ficheros indicados en el programa fuente con INCLUDE. /l[a] Con /l se genera un listado de ensamblaje y con /la un listado expandido. /mCon /m se indica el nivel de preservación del sentido de mayúsculas y minúsculas en los símbolos: /ml hace que se consideres diferentes mayúsculas de minúsculas en todos los símbolos, /mx sólo con los símbolos globales y /mu hace que se mayusculicen todos los símbolos globales. Al ensamblar módulos para usar desde lenguaje C hay que indicar por lo menos /mx. En MASM 6.X se emplea /Cx en lugar de /mx, /Cp en lugar de /ml y /Cu en vez de /mu. /n Suprime las tablas de símbolos en el listado. /pVerifica que el código generado para el modo protegido es correcto (al emplear la directiva para generar instrucciones de modo protegido). /t Suprime los mensajes si el ensamblaje es correcto. /w Indica el nivel de advertencias: /w0 ninguna, /w1 sólo las serias y /w2 sólo consejos.


/X /z /Zi /Zd

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Lista las condiciones falsas (ensamblaje condicional). Visualiza la línea del error y no sólo el número de la misma. Genera información simbólica para los depuradores de código. Incluye sólo la información del número de línea.

6.4.2. - TLINK/LINK. El montador o linkador permite combinar varios módulos objeto, realizando las conexiones entre ellos y, finalmente, los convierte en módulo ejecutable de tipo EXE (empleando el ML de MASM 6.X se obtiene directamente el fichero EXE ya que invoca automáticamente al linkador). El linkador permite el uso de librerías de funciones y rutinas. TLINK, a diferencia de LINK, permite generar un fichero de tipo COM directamente de un OBJ si se indica el parámetro /t, lo que agiliza aún más el proceso. Puede obtenerse ayuda ejecutándolo sin parámetros. Los parámetros de TLINK son sensibles a mayúsculas y minúsculas, por lo que /T no es lo mismo que /t. Con LINK se obtiene ayuda indicando /HELP. Aunque los parámetros de uno y otro son bastante distintos, la sintaxis genérica de ambos es: TLINK fich_obj(s), fich_exe, fich_map, fich_libreria, fich_def Los ficheros no necesarios se pueden omitir (o indicar NUL): para linkar el fichero prog1.obj y el prog2.obj con la librería math.lib generando PROG1.EXE basta con ejecutar TLINK prog1+prog2,,,math. Alternativamente se puede indicar TLINK @fichero para que tome los parámetros del fichero de texto FICHERO, en el caso de que estos sean demasiados y sea incómodo teclearlos cada vez que se linka. Los ficheros de texto de extensión MAP contienen información útil para el programador sobre la distribución de memoria de los segmentos. 6.4.3. - EXE2BIN. Los ficheros EXE generados por TLINK o LINK no son copia exacta de lo que aparece en la memoria, sino que el DOS -tras cargarlos- debe realizar una última operación de «montaje». Un programa COM en memoria es una copia del fichero del disco, es algo más corto y más sencillo de desensamblar. Al contrario de lo que algunos opinaron en su día, el tiempo ha demostrado que nunca llegarían a ser directamente compatibles con los actuales entornos multitarea. EXE2BIN permite transformar un fichero EXE en COM siempre que el módulo ocupe menos de 64K y que esté ensamblado con ORG 100h. Si no se indicó el parámetro /t en TLINK, será necesario este programa (al igual que cuando se utiliza LINK). Cuando se crean programas SYS (que se diferencian de los COM básicamente en que no tienen ORG 100h) no se puede ejecutar TLINK /t, por lo que es necesaria la ayuda de EXE2BIN para convertir el programa EXE en SYS. Sintaxis: EXE2BIN fich.exe (a veces hay que indicar EXE2BIN fich.exe fich.com) Si el programa no contiene ORG 100h, EXE2BIN genera un fichero binario puro de extensión BIN. Si además existen referencias absolutas a segmentos, EXE2BIN preguntará el segmento en que va a correr (algunas versiones permiten indicarlo de la manera /Ssegmento): esto permite generar código para ser ejecutado en un segmento determinado de la memoria (como pueda ser una memoria EPROM o ROM). 6.4.4. - TLIB/LIB. El gestor de librerías permite reunir módulos objeto en un único fichero para poder tomar de él las rutinas que se necesiten en cada caso. En este libro no se desarrollan programas tan complejos que justifiquen su utilización. En cualquier caso, la sintaxis es la siguiente: TLIB fichero_libreria comandos, fichero_listado Si no se indican comandos se obtiene simplemente información del contenido de la librería en el fichero

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de listado (que puede ser CON para listado por pantalla). Los comandos son de la forma nombre_de_módulo y pueden ser los siguientes:

+ * -+ -*

añade el módulo objeto indicado a la librería borra el módulo indicado de la librería saca el módulo de la librería sin borrarlo (extrae fichero OBJ) alternativamente +-, reemplaza el módulo existente en la librería alternativamente *-, extrae el módulo de la librería y lo borra de

ella

Por ejemplo, para añadir el módulo QUICK.OBJ, borrar el SLOW.OBJ y reemplazar el SORT.OBJ por una nueva versión en LIBRERIA.LIB se ejecutaría: TLIB libreria +quick-slow-+sort Si la lista es muy larga se puede incluir en un fichero y ejecutar TLIB @fichero para que la lea del mismo (si no cabe en una línea del fichero, puede escribirse & al final antes de pasar a la siguiente). 6.4.5. TCREF/CREF. Esta utilidad genera listados en orden alfabético de los símbolos, como ayuda a la depuración. Con el MASM la opción /c crea un fichero de referencias cruzadas de extensión CRF (respondiendo afirmativamente cuando pregunta por el mismo o indicándolo explícitamente en la línea de comandos); la opción /c de TASM lo incluye en el listado, aunque si se indica el nombre del fichero de referencias cruzadas genera un fichero de extensión XRF. CREF y TCREF interpretan respectivamente los ficheros CRF y XRF generando un fichero de texto con extensión REF que contiene el listado de referencias cruzadas. Ej.: TASM fichero,,,fichero TCREF fichero

Las referencias cruzadas son un listado de todos los símbolos del programa, indicando los números de línea del mismo en que son referenciados (la línea en que son definidos se marca con #); estos números de línea son relativos al listado de ensamblaje del programa (y no al fichero fuente). Es útil para depurar programas grandes y complejos. 6.4.6. - MAKE. Esta utilidad se apoya en unos ficheros especiales, al estilo de los BAT del DOS, de cara a automatizar el proceso de ensamblaje. Sólo es recomendable para programas grandes, divididos en módulos, en los que MAKE chequea la fecha y hora para ensamblar sólo las partes que hayan sido modificadas. 6.5. - LA UTILIDAD DEBUG/SYMDEB. La utilidad DEBUG incluída en los sistemas MS-DOS, es una herramienta para depuración de programas muy interesante que permite desensamblar los módulos y, además, ejecutar programas paso a paso, viendo las modificaciones que sufren los registros y banderas. Se trata de un programa menos complejo, cómodo y potente que depuradores de código como Turbo Debugger (de Borland) o Codeview (Microsoft), pero en algunos casos es más útil. Veremos ahora los principales comandos del DEBUG, los cuales también son admitidos en su mayoría por Codeview, por lo que el tiempo invertido en aprenderlos será útil no sólo para conocer el clásico y mítico DEBUG. Antes de empezar con ellos, conviene hacer referencia al programa SYMDEB que acompaña al MASM de Microsoft: se trata de un DEBUG mejorado, con ayuda, más rápido e inteligente (indica el tipo de función del sistema cuando al tracear un programa éste llama al DOS) y, en la práctica, es 99% compatible. También


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admite las instrucciones adicionales del 286 y los NEC V20/V30. Su diferencia principal es que al abandonarlo para volver al DOS restaura los vectores de interrupción, lo que puede no ser deseable en algunos casos muy concretos. Además, desde la versión 4.0 se admite el parámetro /S (con SYMDEB /S nomfich.ext) lo que permite conmutar entre la pantalla de depuración y la de ejecución pulsando la tecla '\'. Sintaxis general:DEBUG [programa.ext [parámetros] ] Los programas pueden ser de tipo EXE o COM; en el caso de los primeros se les cargará ya montados y con los registros inicializados, listos para su ejecución. Evidentemente, los programas COM también se cargan con los registros inicializados y el correspondiente PSP preparado, así como con IP=100h. Los parámetros opcionales no son los de el DEBUG o SYMDEB sino los que normalmente se suministrarían al programa a depurar. También se pueden cargar otros ficheros de cualquier extensión o simplemente entrar en el programa sin cargar ningún fichero. Al entrar, aparecerá el prompt particular del DEBUG: un guión (-). Entonces se pueden teclear órdenes que constarán generalmente de una sola letra. La mayoría de las mismas admiten parámetros, que normalmente irán separados por comas. Estos parámetos pueden ser números hexadecimales de hasta dos o cuatro dígitos, registros y, además: - Cadenas de caracteres: Encerradas entre comillas simples o dobles. El texto puede a su vez encerrar fragmentos entrecomillados, empleando comillas distintas a las más exteriores. Ejemplo: "Cadena de caracteres", "Otra 'cadena' más", 'Curso de "8086"' Con SYMDEB debe tenerse cuidado de no colocar el nombre de un registro de segmento en mayúsculas y seguido de dos puntos, ya que no se interpretará correctamente: "ESTO ES: ESTA CADENA SERA MAL TRADUCIDA." La cadena 'ES:' no será bien traducida a sus correspondientes valores ASCII. Con DEBUG este problema no existe. - Direcciones: Pueden expresarse con sus correspondientes valores numéricos o bien apoyándose en algún registro de segmento, aunque el offset siempre será numérico: 1E93:AD21, CS:100, ES:19AC El depurador SYMDEB es mucho más flexible y permite también emplear registros de propósito general en el offset. Sería válida la dirección DS:BX+AX+104. - Rangos: Son dos direcciones separadas por una coma; o bien una dirección, la letra 'L' y un valor numérico que indica el número de bytes a partir de la dirección. - Listas: Son secuencias de bytes y/o cadenas separadas por comas: AC, "Texto de ejemplo", 0D, 0A, '$' El DEBUG del MS-DOS 5.0 y el SYMDEB poseen una ayuda invocable con el comando ?, en la que se resumen las principales órdenes. A continuación se listan las más interesantes: Q (Quit): permite abandonar el programa y volver al DOS. D [ [numbytes]] (dump): visualiza el contenido de la memoria. SYMDEB permite además visualizarla en palabras (DW), dobles palabras (DD), coma flotante ... A [] (assemble): permite ensamblar a partir de CS:IP si no se indica una dirección concreta. Se admiten las directivas DB y DW del ensamblador. Las instrucciones que requieran indicar un registro de segmento, con DEBUG hay que ponerlas en una sola línea. Por ejemplo:

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XLAT MOV CS:

CS: ; mal ensamblado con DEBUG (no así con SYMDEB) WORD PTR ES:[100],1234 ; error en DEBUG (sí vale con SYMDEB) ; bien emsamblado con ambos

ES: MOV

WORD PTR [100],1234

XLAT ; y esto también

Los saltos inter-segmento deben especificarse como FAR (ej., CALL FAR [100]) a no ser que sea evidente que lo son (ej. CALL 1234:5678). E [] (enter): permite consultar y modificar la memoria, byte a byte. Por ejemplo, con E 230 1,2,3 se introducirían los bytes 1, 2 y 3 a partir de DS:230. Si no se indica , se visualizará la memoria byte a byte, pudiéndose modificar los bytes deseados, avanzar al siguiente (barra espaciadora) o retroceder al anterior (signo -). Para acabar se pulsa RETURN. U [ []] (unassemble): desensambla la memoria. Como ejemplos válidos: U ES:100, U E000:1940 ... si se indica rango, DEBUG desensamblará ese número de bytes y SYMDEB ese número de líneas. Por defecto se emplea CS: como registro de segmento. R [] (register): permite visualizar y modificar el valor de los registros. Por ejemplo, si se ejecuta la orden 'rip', se solicitará un nuevo valor para IP; con RF se muestran los flags y se permite modificar alguno: ┌──────────────────┬──────────┬────────────┐ │

Flag

│

Activo

│

Borrado

│

├──────────────────┼──────────┼────────────┤ │ Desbordamiento

│ OV

│ NV

│ Dirección

│ DN (↓)

│ UP (↑)

│ │

│ Interrupción

│ EI

│ DI

│

│ Signo

│ NG (<0)

│ PL (>0)

│

│ Cero

│ ZR (=0)

│ NZ (!=0)

│

│ NA

│

│ Acarreo auxiliar │ AC │ Paridad

│ PE (par) │ PO (impar) │

│ Acarreo

│ CY

│ NC

│

└──────────────────┴──────────┴────────────┘

G [= [,,...]] (go): ejecuta código desde CS:IP (a menos que se indique una dirección concreta). Si se trabaja sobre memoria ROM no debe indicarse la segunda dirección. Para que el flujo del programa se detenga en la 2ª dirección o posteriores debe pasar necesariamente por ella(s). Se puede indicar hasta 10 direcciones donde debe detenerse. T [] (trace): ejecuta una instrucción del programa (a partir de CS:IP) mostrando a continuación el estado de los registros y la siguiente instrucción. Ejecutar T10 equivaldría a ejecutar 16 veces el comando T. Si la instrucción es CALL o INT, se ejecutará como tal introduciéndose en la subrutina o servidor de interrupciones correspondiente (SYMDEB no entra en los INT 21h). P [] (proceed): similar al comando T, pero al encontrarse un CALL o INT lo ejecuta de golpe sin entrar en su interior (ojo, ¡esto último falla al tracear sobre memoria ROM!). N (name): se asigna un nombre al programa que está siendo creado o modificado. Se puede indicar la trayectoria de directorios. L [] (load): carga el fichero de nombre indicado con el comando N. Si es ejecutable lo prepara adecuadamente para su inmediata ejecución. En BX:CX queda depositado el tamaño del fichero (BX=0 para ficheros de menos de 64 Kb). Por defecto, la dirección es CS:100h. L (load): carga sectores de la unidad 0, 1, ... (A, B,


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...) a memoria. Se trata de sectores lógicos del DOS y no los sectores físicos de la BIOS. Las versiones antiguas de SYMDEB dan errores en particiones de más de 32 Mb. W [] (write): graba el contenido de una zona de memoria a disco. Si no se indica la dirección, se graba desde CS:100h hasta CS:100h+número_bytes; el número de bytes se indica en BX:CX (no es una dirección segmentada sino un valor de 32 bits). Si se trata de un EXE no se permitirá grabarlo (para modificarlos, hay que renombrarles para cambiarles la extensión, aunque de esta manera no serán montados al cargarlos). W (write): graba sectores de la memoria a disco en la unidad 0, 1, ... (A, B, ...). Se trata de sectores lógicos del DOS y no los sectores físicos de la BIOS. Las versiones antiguas de SYMDEB dan errores en particiones de disco duro de más de 32 Mb. S (search): busca una cadena de bytes por la memoria. Para buscar la cadena "PEPE" terminada por cero en un área de 512 bytes desde DS:100 se haría: S 100 L 200 "PEPE",0 (por defecto se busca en DS:). No se encontraría sin embargo "pepe" (en minúsculas). F (fill): llena la zona de memoria especificada con repeticiones de la lista de bytes indicada. Por ejemplo, para rellenar códigos 0AAh 100h bytes a partir de 9800h:0 se ejecutaría F 9800:0 L 100 AA; en vez de AA se podría haber indicado una lista de bytes o cadenas de caracteres. C (compare): compara dos zonas de memoria mostrando las diferencias. Por ejemplo, para comparar 5 bytes de DS:100 y DS:200 se hace: C 100 L 5 200. M (move): Más que mover, copia una zona de memoria en otra de manera inteligente (controlando los posibles solapamientos de los bloques). I (input): visualiza la lectura del puerto de E/S indicado. O (output): envia un valor a un puerto de E/S. H (hexaritmetic): muestra la suma y resta de valor1 y valor2, ambos operandos de un máximo de 16 bits (si hay desbordamiento se trunca el resultado, que tampoco excede los 16 bits). También existen comandos en DEBUG para acceder a la memoria expandida: XS (obtener el estado de la memoria expandida), XA npag (localizar npag páginas), XD handle (desalojar el handle indicado) y XM pagina_logica pagina_fisica handle (mapear páginas). Con SYMDEB pueden además colocarse, con suma facilidad, puntos de ruptura (breakpoints); con DEBUG se pueden implementar con la orden G (indicando más de una dirección hasta un máximo de 10, donde debe detenerse el programa si pasa por ellas) aunque es más incómodo. En SYMDEB se pueden definir con BP dirección, borrarse con BC num_breakpoint, habilitarse con BP num_breakpoint (necesario antes de emplearlos), deshabilitarse con BD num_breakpoint y listar los definidos con BL. Además, SYMDEB puede visualizar datos en coma flotante de 32, 64 y 80 bits con el comando D (DS, DL y DT). SYMDEB es realmente un depurador simbólico (SYMbolic DEBugger) que permite mostrar información adicional y depurar con mayor comodidad los programas que han sido ensamblados con información de depuración. Una posibilidad interesante de DEBUG y SYMDEB es que admiten el redireccionamiento del sistema operativo. Ello permite, por ejemplo, crear ficheros ASCII con órdenes y después suministrárselas al programa, como en el siguiente ejemplo: DEBUG < ORDENES.TXT. La última orden de este fichero deberá ser Q (quit), de lo contrario no se devolvería el control al DOS ni se podría parar el programa (la entrada por defecto -el teclado- no actúa). También es versátil la posibilidad de redireccionar la salida. Por ejemplo, tras DEBUG > SALIDA.TXT, se puede teclear un comando para desensamblar (U) y otro para salir (Q): en el disco aparecerá

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el fichero con los datos del desensamblaje (se teclea a ciegas, lógicamente, porque la salida por pantalla ha sido redireccionada al fichero). Por supuesto, también es posible redireccionar entrada y salida a un tiempo: DEBUG < ORDENES.TXT > SALIDA. 6.6 - LAS FUNCIONES DEL DOS Y DE LA BIOS. El código de la BIOS, almacenado en las memorias ROM del ordenador, constituye la primera capa de software de los ordenadores compatibles. La BIOS accede directamente al hardware, liberando a los programas de usario de las tareas más complejas. Parte del código de la BIOS es actualizado durante el arranque del ordenador, con los ficheros que incluye el sistema operativo. El sistema operativo o DOS propiamente dicho se instala después: el DOS no realiza ningún acceso directo al hardware, en su lugar se apoya en la BIOS, constituyendo una segunda capa de software. El DOS pone a disposición de los programas de usuario unas funciones muy evolucionadas para acceder a los discos y a los recursos del ordenador. Por encima del DOS se suele colocar habitualmente al COMMAND.COM, aunque realmente el COMMAND no constituye capa alguna de software: es un simple programa de utilidad, como cualquier otro, ejecutado sobre el DOS y que además no pone ninguna función a disposición del sistema (al menos, documentada), su única misión es cargar otros programas. FUNCIONES DE LA BIOS Las funciones de la BIOS se invocan, desde los programas de usuario, ejecutando una interrupción software con un cierto valor inicial en los registros. La BIOS emplea un cierto rango de interrupciones, cada una encargada de una tarea específica: INT 10h:Servicios de Vídeo (texto y gráficos). INT 11h:Informe sobre la configuración del equipo. INT 12h:Informe sobre el tamaño de la memoria convencional. INT 13h:Servicios de disco (muy elementales: pistas, sectores, etc.). INT 14h:Comunicaciones en serie. INT 15h:Funciones casette (PC) y servicios especiales del sistema (AT). INT 16h:Servicios de teclado. INT 17h:Servicios de impresora. INT 18h:Llamar a la ROM del BASIC (sólo máquinas IBM). INT 19h:Reinicialización del sistema. INT 1Ah:Servicios horarios. INT 1Fh:Apunta a la tabla de los caracteres ASCII 128-255 (8x8 puntos). La mayoría de las interrupciones se invocan solicitando una función determinada (que se indica en el registro AH al llamar) y se limitan a devolver un resultado en ciertos registros, realizando la tarea solicitada. En general, sólo resultan modificados los registros que devuelven algo, aunque BP es corrompido en los servicios de vídeo de las máquinas más obsoletas. FUNCIONES DEL DOS El DOS emplea varias interrupciones, al igual que la BIOS; sin embargo, cuando se habla de funciones del DOS, todo el mundo sobreentiende que se trata de llamar a la INT 21h, la interrupción más importante con diferencia. INT 20h:Terminar programa (tal vez en desuso). INT 21h:Servicios del DOS. INT 22h:Control de finalización de programas. INT 23h:Tratamiento de Ctrl-C. INT 24h:Tratamiento de errores críticos. INT 25h:Lectura absoluta de disco (sectores lógicos).

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INT 26h:Escritura absoluta en disco (sectores lógicos). INT 27h:Terminar dejando residente el programa (en desuso). INT 28h:Idle (ejecutada cuando el ordenador está inactivo). INT 29h:Impresión rápida en pantalla (no tanto). INT 2Ah:Red local MS NET. INT 2Bh-2Dh:Uso interno del DOS. INT 2Eh:Procesos Batch. INT 2Fh:Interrupción Multiplex. INT 30h-31h:Compatibilidad CP/M-80. INT 32h:Reservada.

Las funciones del DOS se invocan llamando a la INT 21h e indicando en el registro AH el número de función a ejecutar. Sólo modifican los registros en que devuelven los resultados, devolviendo normalmente el acarreo activo cuando se produce un error (con un código de error en el acumulador). Muchas funciones de los lenguajes de programación frecuentemente se limitan a llamar al DOS. Todos los valores mostrados a continuación son hexadecimales; el de la izquierda es el número de función (lo que hay que cargar en AH antes de llamar); algunas funciones del DOS se dividen a su vez en subfunciones, seleccionables mediante AL (segundo valor numérico, en los casos en que aparece). Las funciones marcadas con U> fueron históricamente indocumentadas, aunque Microsoft desclasificó casi todas ellas a partir del MS-DOS 5.0 (en muchas secciones de este libro, escritas con anterioridad, se las referencia aún como indocumentadas). Se indica también la versión del DOS a partir de la que están disponibles. En general, se debe intentar emplear siempre las funciones que requieran la menor versión posible del DOS; sin embargo, no es necesario buscar la compatibilidad con el DOS 1.0: esta versión no soporta subdirectorios, y el sistema de ficheros se basa en el horroroso método FCB. Los FCB ya no están soportados siquiera en la ventana de compatibilidad DOS de OS/2, siendo recomendable ignorar su existencia y trabajar con los handles, al estilo del UNIX, que consisten en unos números que identifican a los ficheros cuando son abiertos. Existen 5 handles predefinidos permanentemente abiertos: 0 (entrada estándar -teclado-), 1 (salida estándar -pantalla-), 2 (salida de error estándar -también pantalla-), 3 (entrada/salida por puerto serie) y 4 (salida por impresora): la pantalla, el teclado, etc. pueden ser manejados como simples ficheros. Las funciones precedidas de un asterisco son empleadas o mencionadas en este libro, y pueden consultarse en el apéndice al efecto al final del mismo. ENTRADA/SALIDA DE CARACTERES AH AL Versión

Nombre original

Traducción

══ ══ ═══════

═══════════════

══════════

01 -- DOS 1+ - READ CHARACTER FROM STANDARD INPUT, WITH ECHO ............. LEER CARACTER DE LA ENTRADA ESTANDAR, CON IMPRESION *02 -- DOS 1+ - WRITE CHARACTER TO STANDARD OUTPUT .................................... ESCRIBIR CARACTER EN LA SALIDA ESTANDAR 03 -- DOS 1+ - READ CHARACTER FROM STDAUX ..................................................... LEER CARACTER DEL PUERTO SERIE 04 -- DOS 1+ - WRITE CHARACTER TO STDAUX ................................................ ESCRIBIR CARACTER EN EL PUERTO SERIE 05 -- DOS 1+ - WRITE CHARACTER TO PRINTER .................................................. ESCRIBIR CARACTER EN LA IMPRESORA 06 -- DOS 1+ - DIRECT CONSOLE OUTPUT ................................................................ SALIDA DIRECTA A CONSOLA 06 -- DOS 1+ - DIRECT CONSOLE INPUT .............................................................. ENTRADA DIRECTA POR CONSOLA 07 -- DOS 1+ - DIRECT CHARACTER INPUT, WITHOUT ECHO ............................... LECTURA DIRECTA DE CARACTER, SIN IMPRESION 08 -- DOS 1+ - CHARACTER INPUT WITHOUT ECHO ............................................. LECTURA DE CARACTERES, SIN IMPRESION *09 -- DOS 1+ - WRITE STRING TO STANDARD OUTPUT ......................................... ESCRIBIR CADENA EN LA SALIDA ESTANDAR *0A -- DOS 1+ - BUFFERED INPUT ............................................................... ENTRADA DESDE TECLADO POR BUFFER 0B -- DOS 1+ - GET STDIN STATUS ........................................................ OBTENER ESTADO DE LA ENTRADA ESTANDAR 0C -- DOS 1+ - FLUSH BUFFER AND READ STANDARD INPUT ............................. LIMPIAR BUFFER Y LEER DE LA ENTRADA ESTANDAR

GESTION DE FICHEROS

0F -- DOS 1+ - OPEN FILE USING FCB ......................................................... APERTURA DE FICHERO EMPLEANDO FCB 10 -- DOS 1+ - CLOSE FILE USING FCB ............................................................. CERRAR FICHERO EMPLEANDO FCB

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11 -- DOS 1+ - FIND FIRST MATCHING FILE USING FCB ........................................ BUSCAR PRIMER FICHERO EMPLEANDO FCB 12 -- DOS 1+ - FIND NEXT MATCHING FILE USING FCB ........................................ BUSCAR PROXIMO FICHERO EMPLEANDO FCB 13 -- DOS 1+ - DELETE FILE USING FCB ............................................................ BORRAR FICHERO EMPLEANDO FCB 16 -- DOS 1+ - CREATE OR TRUNCATE FILE USING FCB ......................................... CREAR/TRUNCAR FICHERO EMPLEANDO FCB 17 -- DOS 1+ - RENAME FILE USING FCB ......................................................... RENOMBRAR FICHERO EMPLEANDO FCB 23 -- DOS 1+ - GET FILE SIZE FOR FCB ................................................. OBTENER TAMAÑO DE FICHERO EMPLEANDO FCB 29 -- DOS 1+ - PARSE FILENAME INTO FCB .......................................... EXPANDIR EL NOMBRE DEL FICHERO EMPLEANDO FCB *3C -- DOS 2+ - "CREAT" - CREATE OR TRUNCATE FILE ...................................... CREAR/TRUNCAR FICHERO EMPLEANDO HANDLE *3D -- DOS 2+ - "OPEN" - OPEN EXISTING FILE .......................................... ABRIR FICHERO EXISTENTE EMPLEANDO HANDLE *3E -- DOS 2+ - "CLOSE" - CLOSE FILE ................................................ CERRAR FICHERO EXISTENTE EMPLEANDO HANDLE 41 -- DOS 2+ - "UNLINK" - DELETE FILE ........................................................ BORRAR FICHERO EMPLEANDO HANDLE 43 00 DOS 2+ - GET FILE ATTRIBUTES ............................................ OBTENER ATRIBUTOS DEL FICHERO EMPLEANDO HANDLE 43 01 DOS 2+ - "CHMOD" - SET FILE ATTRIBUTES ................................ MODIFICAR ATRIBUTOS DEL FICHERO EMPLEANDO HANDLE 45 -- DOS 2+ - "DUP" - DUPLICATE FILE HANDLE .............................................................. DUPLICAR EL HANDLE 46 -- DOS 2+ - "DUP2", "FORCEDUP" - FORCE DUPLICATE FILE HANDLE ...................................... REDIRECCIONAR EL HANDLE 4E -- DOS 2+ - "FINDFIRST" - FIND FIRST MATCHING FILE ................................. BUSCAR PRIMER FICHERO EMPLEANDO HANDLE 4F -- DOS 2+ - "FINDNEXT" - FIND NEXT MATCHING FILE .................................. BUSCAR PROXIMO FICHERO EMPLEANDO HANDLE 56 -- DOS 2+ - "RENAME" - RENAME FILE ..................................................... RENOMBRAR FICHERO EMPLEANDO HANDLE 57 00 DOS 2+ - GET FILE'S DATE AND TIME .................................... OBTENER FECHA Y HORA DEL FICHERO EMPLEANDO HANDLE 57 01 DOS 2+ - SET FILE'S DATE AND TIME ................................. ESTABLECER FECHA Y HORA DEL FICHERO EMPLEANDO HANDLE 5A -- DOS 3+ - CREATE TEMPORARY FILE ................................................. CREAR FICHERO TEMPORAL EMPLEANDO HANDLE 5B -- DOS 3+ - CREATE NEW FILE ................................ CREAR NUEVO FICHERO SIN MACHACARLO SI EXISTIA EMPLEANDO HANDLE 67 -- DOS 3.3+ - SET HANDLE COUNT ................................. ESTABLECER MAXIMO NUMERO DE HANDLES PARA LA TAREA EN CURSO 68 -- DOS 3.3+ - "FFLUSH" - COMMIT FILE ...................................................... VOLCAR BUFFERS INTERNOS A DISCO

OPERACIONES SOBRE FICHEROS

14 -- DOS 1+ - SEQUENTIAL READ FROM FCB FILE ..................................... LECTURA SECUENCIAL DE FICHERO EMPLEANDO FCB 15 -- DOS 1+ - SEQUENTIAL WRITE TO FCB FILE .................................... ESCRITURA SECUENCIAL EN FICHERO EMPLEANDO FCB *1A -- DOS 1+ - SET DISK TRANSFER AREA ADDRESS .................................... ESTABLECER EL AREA DE TRANSFERENCIA A DISCO 21 -- DOS 1+ - READ RANDOM RECORD FROM FCB FILE .................................. LECTURA ALEATORIA DE REGISTRO EMPLEANDO FCB 22 -- DOS 1+ - WRITE RANDOM RECORD TO FCB FILE ................................. ESCRITURA ALEATORIA DE REGISTRO EMPLEANDO FCB 24 -- DOS 1+ - SET RANDOM RECORD NUMBER FOR FCB ............................ PASAR DE E/S SECUENCIAL A ALEATORIA EMPLEANDO FCB 27 -- DOS 1+ - RANDOM BLOCK READ FROM FCB FILE ..................................... LECTURA ALEATORIA DE BLOQUE EMPLEANDO FCB 28 -- DOS 1+ - RANDOM BLOCK WRITE TO FCB FILE .................................... ESCRITURA ALEATORIA DE BLOQUE EMPLEANDO FCB *2F -- DOS 2+ - GET DISK TRANSFER AREA ADDRESS ......................... OBTENER LA DIRECCION DEL AREA DE TRANSFERENCIA A DISCO *3F -- DOS 2+ - "READ" - READ FROM FILE OR DEVICE ......................................... LEER DE UN FICHERO EMPLEANDO HANDLE *40 -- DOS 2+ - "WRITE" - WRITE TO FILE OR DEVICE ..................................... ESCRIBIR EN UN FICHERO EMPLEANDO HANDLE 42 -- DOS 2+ - "LSEEK" - SET CURRENT FILE POSITION .................. MOVER EL PUNTERO RELATIVO EN EL FICHERO EMPLEANDO HANDLE 5C -- DOS 3+ - "FLOCK" - RECORD LOCKING ............................ BLOQUEAR/DESBLOQUER UNA ZONA DEL FICHERO EMPLEANDO HANDLE

OPERACIONES CON DIRECTORIOS

39 -- DOS 2+ - "MKDIR" - CREATE SUBDIRECTORY ............................................................. CREAR SUBDIRECTORIO 3A -- DOS 2+ - "RMDIR" - REMOVE SUBDIRECTORY ............................................................ BORRAR SUBDIRECTORIO 3B -- DOS 2+ - "CHDIR" - SET CURRENT DIRECTORY .................................................. CAMBIAR EL DIRECTORIO ACTIVO 47 -- DOS 2+ - "CWD" - GET CURRENT DIRECTORY .................................................... OBTENER EL DIRECTORIO ACTUAL

MANEJO DE DISCO

0D -- DOS 1+ - DISK RESET ............................................................................. REINICIALIZAR EL DISCO 0E -- DOS 1+ - SELECT DEFAULT DRIVE ............................................................ ESTABLECER UNIDAD POR DEFECTO 19 -- DOS 1+ - GET CURRENT DEFAULT DRIVE ................................................ OBTENER LA UNIDAD ACTUAL POR DEFECTO 1B -- DOS 1+ - GET ALLOCATION INFORMATION FOR DEFAULT DRIVE ........... OBTENER INFORMACION DE ESPACIO EN EL DISCO POR DEFECTO 1C -- DOS 1+ - GET ALLOCATION INFORMATION FOR SPECIFIC DRIVE ............. OBTENER INFORMACION DE ESPACIO EN EL DISCO INDICADO 2E -- DOS 1+ - SET VERIFY FLAG ........................................................ ESTABLECER EL BANDERIN DE VERIFICACION

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*36 -- DOS 2+ - GET FREE DISK SPACE ......................................................... OBTENER EL ESPACIO LIBRE EN DISCO 54 -- DOS 2+ - GET VERIFY FLAG ........................................................... OBTENER EL BANDERIN DE VERIFICACION

CONTROL DE PROCESOS

00 -- DOS 1+ - TERMINATE PROGRAM ........................................................................... TERMINAR PROGRAMA 26 -- DOS 1+ - CREATE NEW PROGRAM SEGMENT PREFIX ................................................................... CREAR PSP *31 -- DOS 2+ - TERMINATE AND STAY RESIDENT ................................................... TERMINAR Y PERMANECER RESIDENTE *4B -- DOS 2+ - "EXEC" - LOAD AND/OR EXECUTE PROGRAM ............................................. CARGAR Y/O EJECUTAR PROGRAMA *4C -- DOS 2+ - "EXIT" - TERMINATE WITH RETURN CODE ................................... TERMINAR PROGRAMA CON CODIGO DE RETORNO 4D -- DOS 2+ - GET RETURN CODE ..................................................................... OBTENER CODIGO DE RETORNO *50 -- DOS 2+ internal - SET CURRENT PROCESS ID (SET PSP ADDRESS) ......................... ESTABLECER DIRECCION DEL PSP ACTUAL *51 -- DOS 2+ internal - GET CURRENT PROCESS ID (GET PSP ADDRESS) ............................ OBTENER DIRECCION DEL PSP ACTUAL *62 -- DOS 3+ - GET CURRENT PSP ADDRESS ...................................................... OBTENER DIRECCION DEL PSP ACTUAL

GESTION DE MEMORIA

*48 -- DOS 2+ - ALLOCATE MEMORY ............................................................................... ASIGNAR MEMORIA *49 -- DOS 2+ - FREE MEMORY ................................................................................... LIBERAR MEMORIA *4A -- DOS 2+ - RESIZE MEMORY BLOCK ...................................... MODIFICAR EL TAMAÑO DE UN BLOQUE DE MEMORIA ASIGNADA *58 -- DOS 3+ - GET OR SET MEMORY ALLOCATION STRATEGY ............... OBTENER/ESTABLECER LA ESTRATEGIA DE ASIGNACION DE MEMORIA *58 -- DOS 5.0 - GET OR SET UMB LINK STATE .................... OBTENER/ESTABLECER EL ESTADO DE CONEXION DE LA MEMORIA SUPERIOR

CONTROL DE FECHA Y HORA

*2A -- DOS 1+ - GET SYSTEM DATE .................................................................. OBTENER LA FECHA DEL SISTEMA 2B -- DOS 1+ - SET SYSTEM DATE ............................................................... ESTABLECER LA FECHA DEL SISTEMA *2C -- DOS 1+ - GET SYSTEM TIME ................................................................... OBTENER LA HORA DEL SISTEMA 2D -- DOS 1+ - SET SYSTEM TIME ................................................................ ESTABLECER LA HORA DEL SISTEMA

FUNCIONES MISCELANEAS

18 -- DOS 1+ - NULL FUNCTION FOR CP/M COMPATIBILITY .................................... FUNCION NULA PARA COMPATIBILIDAD CP/M 1D -- DOS 1+ - NULL FUNCTION FOR CP/M COMPATIBILITY .................................... FUNCION NULA PARA COMPATIBILIDAD CP/M 1E -- DOS 1+ - NULL FUNCTION FOR CP/M COMPATIBILITY .................................... FUNCION NULA PARA COMPATIBILIDAD CP/M 1F -- DOS 1+ - GET DRIVE PARAMETER BLOCK FOR DEFAULT DRIVE ........................... OBTENER EL DPB DE LA UNIDAD POR DEFECTO 20 -- DOS 1+ - NULL FUNCTION FOR CP/M COMPATIBILITY .................................... FUNCION NULA PARA COMPATIBILIDAD CP/M *25 -- DOS 1+ - SET INTERRUPT VECTOR ........................................................ ESTABLECER VECTOR DE INTERRUPCION *30 -- DOS 2+ - GET DOS VERSION ....................................................................... OBTENER VERSION DEL DOS 32 -- DOS 2+ - GET DOS DRIVE PARAMETER BLOCK FOR SPECIFIC DRIVE ......................... OBTENER EL DPB DE LA UNIDAD INDICADA 33 -- DOS 2+ - EXTENDED BREAK CHECKING ......................................... CONTROLAR EL NIVEL DE DETECCION DE CTRL-BREAK 33 02 DOS 3.x+ internal - GET AND SET EXTENDED CONTROL-BREAK CHECKING STATE ....... INDICAR/OBTENER NIVEL DETECCION CTRL-BREAK 33 05 DOS 4+ - GET BOOT DRIVE .................................................................. DETERMINAR UNIDAD DE ARRANQUE 33 06 DOS 5.0 - GET TRUE VERSION NUMBER ......................................................... OBTENER VERSION REAL DEL DOS *34 -- DOS 2+ - GET ADDRESS OF INDOS FLAG ....................................................... OBTENER LA DIRECCION DE INDOS *35 -- DOS 2+ - GET INTERRUPT VECTOR ........................................ OBTENER LA DIRECCION DE UN VECTOR DE INTERRUPCION 37 00 DOS 2+ - "SWITCHAR" - GET SWITCH CHARACTER ................................. OBTENER EL CARACTER INDICADOR DE PARAMETROS 37 01 DOS 2+ - "SWITCHAR" - SET SWITCH CHARACTER .............................. ESTABLECER EL CARACTER INDICADOR DE PARAMETROS 37 -- DOS 2.x and 3.3+ only - "AVAILDEV" - SPECIFY \DEV\ PREFIX USE ....................... CONTROLAR EL USO DEL PREFIJO \DEV\ *38 -- DOS 2+ - GET COUNTRY-SPECIFIC INFORMATION ......................................... OBTENER INFORMACION RELATIVA AL PAIS 38 -- DOS 3+ - SET COUNTRY CODE ................................................................ ESTABLECER EL CODIGO DEL PAIS 44 00 DOS 2+ - IOCTL - GET DEVICE INFORMATION ............................... CONTROL E/S: OBTENER INFORMACION DEL DISPOSITIVO 44 01 DOS 2+ - IOCTL - SET DEVICE INFORMATION ............................ CONTROL E/S: ESTABLECER INFORMACION DEL DISPOSITIVO 44 02 DOS 2+ - IOCTL - READ FROM CHARACTER DEVICE CONTROL CHANNEL ............ CONTROL E/S: LEER DE CANAL CONTROL DISP. CARAC. 44 03 DOS 2+ - IOCTL - WRITE TO CHARACTER DEVICE CONTROL CHANNEL ......... CONTROL E/S: ESCRIBIR EN CANAL CONTROL DISP. CARAC.

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44 04 DOS 2+ - IOCTL - READ FROM BLOCK DEVICE CONTROL CHANNEL ................ CONTROL E/S: LEER DE CANAL CONTROL DISP. BLOQUE 44 05 DOS 2+ - IOCTL - WRITE TO BLOCK DEVICE CONTROL CHANNEL ............. CONTROL E/S: ESCRIBIR EN CANAL CONTROL DISP. BLOQUE 44 06 DOS 2+ - IOCTL - GET INPUT STATUS ............................................ CONTROL E/S: OBTENER ESTADO DE LA ENTRADA 44 07 DOS 2+ - IOCTL - GET OUTPUT STATUS ............................................ CONTROL E/S: OBTENER ESTADO DE LA SALIDA 44 08 DOS 3.0+ - IOCTL - CHECK IF BLOCK DEVICE REMOVABLE ........... CONTROL E/S: COMPROBAR SI EL DISP. DE BLOQUE ES REMOVIBLE 44 09 DOS 3.1+ - IOCTL - CHECK IF BLOCK DEVICE REMOTE ................. CONTROL E/S: COMPROBAR SI EL DISP. DE BLOQUE ES REMOTO 44 0A DOS 3.1+ - IOCTL - CHECK IF HANDLE IS REMOTE ............................. CONTROL E/S: COMPROBAR SI UN HANDLE ES REMOTO 44 0B DOS 3.1+ - IOCTL - SET SHARING RETRY COUNT ........... CONTROL E/S: DEFINIR NUMERO DE REINTENTOS EN MODO DE COMPARTICION 44 0C DOS 3.2+ - IOCTL - GENERIC CHARACTER DEVICE REQUEST ................ CONTROL E/S GENERAL PARA DISPOSITIVOS DE CARACTERES 44 0D DOS 3.2+ - IOCTL - GENERIC BLOCK DEVICE REQUEST ........................ CONTROL E/S GENERAL PARA DISPOSITIVOS DE BLOQUE 44 0E DOS 3.2+ - IOCTL - GET LOGICAL DRIVE MAP ........................................ OBTENER ASIGNACION DE UNIDADES LOGICAS 44 0F DOS 3.2+ - IOCTL - SET LOGICAL DRIVE MAP ........................................ DEFINIR ASIGNACION DE UNIDADES LOGICAS *52 -- U> DOS 2+ internal - "SYSVARS" - GET LIST OF LISTS ........................ OBTENER EL LISTADO DE LAS LISTAS DEL SISTEMA 53 -- DOS 2+ internal - TRANSLATE BIOS PARAMETER BLOCK TO DRIVE PARAM BLOCK ............................... TRADUCIR BPB A DPB 55 -- DOS 2+ internal - CREATE CHILD PSP ...................................................................... CREAR PSP HIJO *59 -- DOS 3+ - GET EXTENDED ERROR INFORMATION ....................................... OBTENER INFORMACION EXTENDIDA DE ERRORES *5D 06 U> DOS 3.0+ internal - GET ADDRESS OF DOS SWAPPABLE DATA AREA ........ OBTENER DIRECCION DEL AREA INTERCAMBIABLE DEL DOS *5D 0A DOS 3.1+ - SET EXTENDED ERROR INFORMATION .................................. ESTABLECER INFORMACION EXTENDIDA DE ERRORES *5D 0B U> DOS 4.x only internal - GET DOS SWAPPABLE DATA AREAS .......................... OBTENER AREAS INTERCAMBIABLES DEL DOS 60 -- DOS 3.0+ - CANONICALIZE FILENAME OR PATH ........... EXPANDIR NOMBRE DE FICHERO A ESPECIFICACION COMPLETA DE DIRECTORIOS 61 -- DOS 3+ - UNUSED ........................................................................................... NO USADA AUN 64 -- DOS 3.2+ internal - SET DEVICE DRIVER LOOKAHEAD FLAG .......... ESTABLECER BANDERIN DE LECTURA ADELANTADA DE DISPOSITIVO 65 -- DOS 3.3+ - GET EXTENDED COUNTRY INFORMATION ..................................... OBTENER INFORMACION EXTENDIDA DEL PAIS 65 23 U> DOS 4+ internal - DETERMINE IF CHARACTER REPRESENTS YES/NO RESPONS ........... DETERMINAR SI UNA LETRA INDICA SI O NO 65 -- U> DOS 4+ internal - COUNTRY-DEPENDENT FILENAME CAPITALIZATION .......... MAYUSCULIZACION DE NOMBRE DEPENDIENTE DEL PAIS 66 01 DOS 3.3+ - GET GLOBAL CODE PAGE TABLE .............................................. OBTENER LA PAGINA DE CODIGOS GLOBAL 66 02 DOS 3.3+ - SET GLOBAL CODE PAGE TABLE ........................................... ESTABLECER LA PAGINA DE CODIGOS GLOBAL 69 -- U> DOS 4+ internal - GET/SET DISK SERIAL NUMBER ...................... OBTENER/ESTABLECER EL NUMERO DE SERIE DE UN DISCO 6B -- U> DOS 5.0 - NULL FUNCTION ................................................................................ FUNCION NULA 6C 00 DOS 4+ - EXTENDED OPEN/CREATE ................................. APERTURA/CREACION DE FICHEROS EXTENDIDA EMPLEANDO HANDLE

ARQUITECTURA DEL PC, AT Y PS/2 BAJO DOS

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Capítulo VII: ARQUITECTURA DEL PC, AT Y PS/2 BAJO DOS

7.1. - LAS INTERRUPCIONES Son señales enviadas a la CPU para que termine la ejecución de la instrucción en curso y atienda una petición determinada, continuando más tarde con lo que estaba haciendo. Cada interrupción lleva asociado un número que identifica el tipo de servicio a realizar. A partir de dicho número se calcula la dirección de la rutina que lo atiende y cuando se retorna se continúa con la instrucción siguiente a la que se estaba ejecutando cuando se produjo la interrupción. La forma de calcular la dirección de la rutina es multiplicar por cuatro el valor de la interrupción para obtener un desplazamiento y, sobre el segmento 0, con dicho desplazamiento, se leen dos palabras: la primera es el desplazamiento y la segunda el segmento de la rutina deseada. Por tanto, en el primer kilobyte de memoria física del sistema, existe espacio suficiente para los 256 vectores de interrupción disponibles. Hay tres tipos básicos de interrupciones: - Interrupciones internas o excepciones: Las genera la propia CPU cuando se produce una situación anormal o cuando llega el caso. Por desgracia, IBM se saltó olímpicamente la especificación de Intel que reserva las interrupciones 0-31 para el procesador. INT 0: error de división, generada automáticamente cuando el cociente no cabe en el registro o el divisor es cero. Sólo puede ser generada mediante DIV o IDIV. Hay una sutil diferencia de comportamiento ante esta interrupción según el tipo de procesador: el 8088/8086 y los NEC V20 y V30 almacenan en la pila, como cabría esperar, la dirección de la instrucción que sigue a la que causó la excepción. Sin embargo, el 286 y superiores almacenan la dirección del DIV o IDIV que causa la excepción. INT 1: paso a paso, se produce tras cada instrucción cuando el procesador está en modo traza (utilizada en depuración de programas). INT 2: interrupción no enmascarable, tiene prioridad absoluta y se produce incluso aunque estén inhibidas las interrupciones (con CLI) para indicar un hecho muy urgente (fallo en la alimentación o error de paridad en la memoria). INT 3: utilizada para poner puntos de ruptura en la depuración de programas, debido a que es una instrucción de un solo byte muy cómoda de utilizar. INT 4: desbordamiento, se dispara cuando se ejecuta un INTO y había desbordamiento. INT 5: rango excedido en la instrucción BOUND (sólo 286 y superiores). Ha sido incorrectamente empleada por IBM para volcar la pantalla por impresora. INT 6: código de operación inválido (sólo a partir del 286). Se produce al ejecutar una instrucción indefinida, en la pila se almacena el CS:IP de la instrucción ilegal. INT 7: dispositivo no disponible (sólo a partir del 286).

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- Interrupciones hardware: Son las generadas por la circuitería del ordenador en respuesta a algún evento. Las más importantes son: INT 8: Se produce con una frecuencia periódica determinada por el canal 0 del chip temporizador 8253/8254 (en la práctica, unas 18,2 veces por segundo). Como desde esta interrupción se invoca a su vez a INT 1Ch -porque así lo dispuso IBM-, es posible ligar un proceso a INT 1Ch para que se ejecute periódicamente. INT 9: generada al pulsar o soltar una tecla. INT 0Ah, 0Bh, 0Ch, 0Dh, 0Eh, 0Fh: Puertos serie, impresora y controladores de disquete. INT 70h, 71h, 72h, 73h, 74h, 75h, 76h, 77h: Generadas en los AT y máquinas superiores por el segundo chip controlador de interrupciones. - Interrupciones software: Producidas por el propio programa (instrucción INT) para invocar ciertas subrutinas. La BIOS y el DOS utilizan algunas interrupciones a las que se puede llamar con determinados valores en los registros para que realicen ciertos servicios. También existe alguna que otra interrupción que se limita simplemente a apuntar a modo de puntero a una tabla de datos. Los vectores de interrupción pueden ser desviados hacia un programa propio que, además, podría quedar residente en memoria. Si se reprograma por completo una interrupción y ésta es de tipo hardware, hay que realizar una serie de tareas adicionales, como enviar una señal fin de interrupción hardware al chip controlador de interrupciones. Si se trata además de la interrupción del teclado del PC o XT, hay que enviar una señal de reconocimiento al mismo ... en resumen: conviene documentarse debidamente antes de intentar hacer nada. Todos estos problemas se evitan si la nueva rutina que controla la interrupción llama al principio (o al final) al anterior gestor de la misma, que es lo más normal, como se verá más adelante. Para cambiar un vector de interrupción existen cuatro métodos: 1) «El elegante»: es además el más cómodo y compatible. De hecho, algunos programas de DOS funcionan también bajo OS/2 si han sido diseñados con esta técnica. Basta con llamar al servicio 25h del DOS (INT 21h) y decirle qué interrupción hay que desviar y a dónde: MOV

AH,25h

; servicio para cambiar vector

MOV

AL,vector

; entre 0 y 255

LEA

DX,rutina

; DS:DX nueva rutina de gestión

INT

21h

; llamar al DOS

2) El «psé»: es menos seguro y compatible (ningún programa que emplea esta técnica corre en OS/2) y consiste en hacer casi lo que hace el DOS pero sin llamarle. Es además mucho más incómodo y largo, pero muy usado por programadores despistados: MOV

BL,vector*4

; vector a cambiar en BL

MOV

BH,0

; ahora en BX

MOV

AX,0

PUSH

DS

; preservar DS

MOV

DS,AX

; apuntar al segmento 0000

LEA

DX,rutina

CLI MOV

[BX],DX

MOV

[BX+2],CS

STI POP

; CS:DX nueva rutina de gestión ; evitar posible interrupción ; cambiar vector (offset) ; cambiar vector (segmento) ; permitir interrupciones

DS

; restaurar DS

3) El «método correcto» es similar al «psé», consiste en cambiar el vector «de un tirón» (cambiar a la vez


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segmento y offset con un REP MOVS) con objeto de evitar una posible interrupción no enmascarable que se pueda producir en ese momento crítico en que ya se ha cambiado el offset pero todavía no el segmento (CLI no inhibe la interrupción no enmascarable). Este sistema es todavía algo más engorroso, pero es el mejor y es el que utiliza el DOS en el método (1). 4) El «método incorrecto» es muy usado por los malos programadores. Es similar al «psé» sólo que sin inhibir las interrupciones mientras se cambia el vector, con el riesgo de que se produzca una interrupción cuando se ha cambiado sólo medio vector. Los peores programadores lo emplean sobre todo para cambiar INT 8 ó INT 1Ch, que se producen con una cadencia de 18,2 veces por segundo. 7.2. - LA MEMORIA. LOS PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA. Dentro del megabyte que puede direccionar un 8086, los primeros 1024 bytes están ocupados por la tabla de vectores de interrupción. A continuación existen 256 bytes de datos de la BIOS y otros tantos para el BASIC y el DOS. De 600h a 9FFFFh está la memoria del usuario (casi 640 Kb). En A0000h comienza el área de expansión de memoria de pantalla (EGA y VGA). En B0000h comienzan otros 64 Kb de los adaptadores de texto MDA y gráficos (CGA). De C0000h a EFFFFh aparecen las extensiones de la ROM (añadidas por las tarjetas gráficas, discos duros, etc.) y en F0000h suele estar colocada la BIOS del sistema (a veces tan sólo 8 Kb a partir de FE000h). Los modernos sistemas operativos (DR-DOS y MS-DOS 5.0 y posteriores) permiten colocar RAM en huecos «vacíos» por encima de los 640 Kb en las máquinas 386 (y algún 286 con cierto juego especial de chips). Esta zona de memoria sirve para cargar programas residentes. De hecho, el propio sistema operativo se sitúa (en 286 y superiores) en los primeros 64 Kb de la memoria extendida (HMA) que pueden ser direccionados desde el DOS, dejando más memoria libre al usuario dentro de los primeros 640 Kb. Para más información, puede consultarse el apéndice I y el capítulo 8. Los puertos de entrada y salida (E/S) permiten a la CPU comunicarse con los periféricos. Los 80x86 utilizan los buses de direcciones y datos ordinarios para acceder a los periféricos, pero habilitando una línea que distinga el acceso a los mismos de un acceso convencional a la memoria (si no existieran los puertos de entrada y salida, los periféricos deberían interceptar el acceso a la memoria y estar colocados en algún área de la misma). Para acceder a los puertos E/S se emplean las instrucciones IN y OUT. Véase el apéndice IV. 7.3.- LA PANTALLA EN MODO TEXTO. Cuando la pantalla está en modo de texto, si está activo un adaptador de vídeo monocromo, ocupa 4 Kb a partir del segmento 0B000h. Con un adaptador de color, son 16 Kb a partir del segmento 0B800h. Un método para averiguar el tipo de adaptador de vídeo es consultar a la BIOS el modo de vídeo activo: será 7 para un adaptador monocromo (tanto MDA como la EGA y VGA si el usuario las configura así) y un valor entre 0 y 4 para un adaptador de color. Los modos 0 y 1 son de 40 columnas y el 2 y 3 de 80. Los modos 0 y 2 son de «color suprimido», aunque en muchos monitores salen también en color (y no en tonos de gris). Cada carácter en la pantalla (empezando por arriba a la izquierda) ocupa dos bytes consecutivos: en el primero se almacena el código ASCII del carácter a visualizar y en el segundo los atributos de color. Obviamente, en un modo de 80x25 se utilizan 4000 bytes (los 96 restantes hasta los 4096 de los 4 Kb se desprecian). En los adaptadores de color, como hay 16 Kb de memoria para texto, se pueden definir entre 4 páginas de texto (80 columnas) y 8 (40 columnas). La página activa puede consultarse también llamando a la BIOS, con objeto de conocer el segmento real donde empieza la pantalla (B800 más un cierto offset). En el 97,5% de los casos sólo se emplea la página 0, lo que no quiere decir que los buenos programas deban asumirla como la única posible. La BIOS utiliza la interrupción 10h para comunicarse con el sistema operativo y los programas de usuario. El byte de atributos permite definir el color de fondo de los caracteres (0-7) con los bits 4-6, el de la tinta (0-15) con los bits 0-3 y el parpadeo con el bit 7. La función de este último bit puede ser redefinida para indicar el brillo de los caracteres de fondo (existiendo entonces también 16 colores de fondo), aunque en CGA es preciso para ello un acceso directo al hardware. En el adaptador monocromo, y para la tinta, el color 0 es el negro; el 1 es «subrayado normal», del 1 al 7 son colores «normales»; el 8 es negro, el 9 es «subrayado

103


brillante» y del 10 al 15 son «brillantes». Para el papel todos los colores son negros menos el 7 (blanco), no obstante para escribir en vídeo inverso es necesario no sólo papel 7 sino además tinta 0 (al menos, en los auténticos adaptadores monocromos). El bit 7 siempre provoca parpadeo en este adaptador. En el adaptador de color no se pueden subrayar caracteres con los códigos de color (aunque sí en la EGA y VGA empleando otros métodos). Tabla de colores: 0 - Negro 4 - Rojo 8 - Gris 12 - Rojo claro 1 - Azul 5 - Magenta 9 - Azul claro 13 - Magenta claro 2 - Verde 6 - Marrón 10 - Verde claro 14 - Amarillo 3 - Cian 7 - Blanco 11 - Cian claro 15 - Blanco brillante

Conviene tener cuidado con la tinta azul (1 y 9) ya que, en estos colores, los adaptadores monocromos subrayan -lo que puede ser un efecto indeseable-. Cuando se llama al DOS para imprimir, éste invoca a su vez a la BIOS, por lo que la escritura puede ser acelerada llamando directamente a este último, que además permite escribir en color. De todas maneras, lo mejor en programas de calidad es escribir directamente sobre la memoria de pantalla para obtener una velocidad máxima, aunque con ciertas precauciones -para convivir mejor con entornos pseudo-multitarea y CGA's con nieve-. Las pantallas de 132 columnas no son estándar y varían de unas tarjetas gráficas a otras, por lo que no las trataremos. Lo que sí se puede hacer -con cualquier EGA y VGA- es llamar a la BIOS para que cargue el juego de caracteres 8x8, lo que provoca un aumento del número de líneas a 43 (EGA) o 50 (VGA), así como un lógico aumento de la memoria de vídeo requerida (que como siempre, empieza en 0B800h). En las variables de la BIOS (apéndice III) los bytes 49h-66h están destinados a controlar la pantalla; su consulta puede ser interesante, como demostrará este ejemplo: el siguiente programa comprueba el tipo de pantalla, para determinar su segmento, llamando a la BIOS (véase el apéndice de las funciones del DOS y de la BIOS). Si no es una pantalla de texto estándar no realiza nada; en caso contrario la recorre y convierte todos sus caracteres a mayúsculas, sin alterar el color: mays

SEGMENT

SHR

AX,1

; desplazamiento / 2

ASSUME CS:mays, DS:mays

SHR

AX,1


SHR

AX,1


SHR

AX,1

; desplazamiento / 16 (párrafos)

ADD

BX,AX

; segmento de vídeo efectivo

MOV

DS,BX

; DS = segmento de pantalla

XOR

BX,BX

; BX = 0 (primer carácter)

CMP

BYTE PTR [BX],'a'; ¿código ASCII menor que 'a'?

ORG

100h

; programa .COM ordinario

inicio: MOV

AH,15

; función para obtener modo de vídeo

INT

10h

; llamar a la BIOS

MOV

BX,0B000h

; segmento de pantalla monocroma

MOV

CX,2000

; tamaño (caracteres) de la pantalla

CMP

AL,7

; ¿es realmente modo monocromo?

JE

datos_ok

; en efecto

JB

no_minuscula

MOV

BX,0B800h

; segmento de pantalla de color

CMP

BYTE PTR [BX],'z'; ¿código ASCII mayor de 'z'?

CMP

AL,3

; ¿es modo de texto de 80 columnas?

JA

no_minuscula

JE

pant_color

; en efecto

AND

BYTE PTR [BX],0DFh ; poner en mayúsculas

CMP

AL,2

; ¿es modo de texto de 80 columnas?

ADD

BX,2

; apuntar siguiente carácter

JE

pant_color

; en efecto

LOOP

otra_letra

; repetir con los CX caracteres

MOV

CX,1000

; tamaño (caract.) pantalla 40 col.

CMP

AL,1

; ¿es modo texto de 40 columnas?

MOV

AL,0

; fin programa (errorlevel=0)

JBE

pant_color

; así es

MOV

AH,4Ch

MOV

AL,1

; pantalla gráfica o desconocida:

INT

21h

JMP

final

; fin de programa (errorlevel=1)

MOV

AX,40h

; considerar página activa<>0

MOV

DS,AX

; DS = 40h (variables de la BIOS)

MOV

AX,DS:[4Eh] ; desplazamiento de la página activa

datos_ok:

otra_letra:

no_minuscula:

final:

mays pant_color:

7.4 - LA PANTALLA EN MODO GRÁFICO.

ENDS END

inicio

; luego no puede ser minúscula

; luego no puede ser minúscula

103


7.4.1. - MODOS GRÁFICOS. Dada la inmensidad de estándares gráficos existentes para los ordenadores compatibles, que sucedieron al primer adaptador que sólo soportaba texto (MDA), y que de hecho llenan varias estanterías en las librerías, sólo se tratará de una manera general el tema. Se considerarán los estándares más comunes, con algunos ejemplos de programación de la pantalla gráfica CGA con la BIOS y programando la VGA directamente para obtener la velocidad y potencia del ensamblador. Las tarjetas gráficas tradicionales administran normalmente entre 16 Kb y 1 Mb de memoria de vídeo, en el segmento 0B800h las CGA/Hércules y en 0A000h las VGA. En los modos de vídeo que precisan más de 64 Kb se recurre a técnicas especiales, tales como planos de bits para los diferentes colores, o bien dividir la pantalla en pequeños fragmentos que se seleccionan en un puerto E/S. Las tarjetas EGA y posteriores vienen acompañadas de una extensión ROM que parchea la BIOS normal del sistema para añadir soporte al nuevo sistema de vídeo. A continuación se listan los principales modos gráficos disponibles en MDA, CGA, EGA y VGA, así como en las SuperVGA Paradise, Trident y Genoa. No se consideran las peculiaridades del PCJr. Modo ──── 04h 05h 05h 06h 0Dh 0Eh 0Fh 10h 10h 11h 12h 13h 27h 29h 2Dh 2Eh 2Fh 30h 37h 58h 59h 5Bh 5Bh 5Ch 5Ch 5Dh 5Eh 5Eh 5Eh 5Fh 5Fh 5Fh 61h 62h 6Ah 7Ch 7Dh

Texto ───── 40x25 40x25 40x25 80x25 40x25 80x25 80x25 80x25 80x25 80x30 80x30 40x25

100x75 100x75 100x75 80x25 80x30 80x25

80x30

96x64

Resolución ────────── 320x200 320x200 320x200 640x200 320x200 640x200 640x350 640x350 640x350 640x480 640x480 320x200

Colores ─────── 4 4 grises 4 2 16 16 2 4 16 2 16/256k 256/256k

720x512 800x600 640x350 640x480 720x512 800x600 1024x768 800x600 800x600 800x600 640x350 640x400 640x480 640x480 640x400 800x600 800x600 640x480 1024x768 1024x768 768x1024 1024x768 800x600 512x512 512x512

16 16 256/256k 256/256k 256 256/256k 16 16/256k 2 16/256k 256 256 256 256 256 256 256 256 16/256k 16 16/256k 256 16 16 256

Segmento ──────── B800 B800 B800 B800 A000 A000 A000 A000 A000 A000 A000 A000

A000 A000 A000 A000 A000 A000 A000 A000 A000 A000

A000 A000

Tarjeta ───────────────────── CGA, EGA, MCGA, VGA CGA, EGA CGA, VGA CGA, EGA, MCGA, VGA EGA, VGA EGA, VGA EGA, VGA EGA con 64K EGA con 256K, VGA VGA, MCGA VGA VGA, MCGA Genoa Genoa Genoa Genoa Genoa Genoa Genoa Paradise VGA Paradise VGA Trident TVGA Genoa 6400 Trident TVGA Genoa 6400 Trident TVGA Paradise VGA Trident 8900 Genoa 6400 Paradise VGA Trident TVGA Genoa 6400 Trident TVGA Trident TVGA Genoa 6400 Genoa Genoa

8800, 8900 8800 8800 (512K)

(512K) 8800 (512K) 8800 (512K) 8900

Las tarjetas gráficas son muy distintas entre sí a nivel de hardware, por la manera en que gestionan la

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memoria de vídeo. Las tarjetas SuperVGA complican aún más el panorama. En general, un programa que desee aprovechar al máximo el ordenador deberá apoyarse en drivers o subprogramas específicos, uno para cada tarjeta de vídeo del mercado. Esto es así porque aunque la BIOS del sistema (o el de la tarjeta) soporta una serie de funciones estándar para trabajar con gráficos, existen bastantes problemas. En primer lugar, su ineficiente diseño lo hace extremadamente lento para casi cualquier aplicación seria. Bastaría con que las funciones que implementa la BIOS (pintar y leer puntos de la pantalla) fueran rápidas, ¡sólo eso!, para lo que tan sólo hace falta una rutina específica para cada modo de pantalla, que la BIOS debería habilitar nada más cambiar de modo; casi todas las demás operaciones realizadas sobre la pantalla se apoyan en esas dos y ello no requeriría software adicional para mantener la compatibilidad entre tarjetas. Sin embargo, los programas comerciales no tienen más remedio que incluir sus propias rutinas rápidas para trazar puntos y líneas en drivers apropiados (y de paso añaden alguna función más compleja). Además, y por desgracia, no existe NI UNA SOLA función oficial en la BIOS que informe a los programas que se ejecutan de cosas tan elementales como los modos gráficos disponibles (con sus colores, resolución, etc.); esto no sólo es problemático en las tarjetas gráficas: la anarquía y ausencia de funciones de información también se repite con los discos, el teclado, ... aunque los programadores ya estamos acostumbrados a realizar la labor del detective para averiguar la información que los programas necesitan. Sin embargo, con los gráficos no podemos y nos vemos obligados a preguntar al usuario qué tarjeta tiene, de cuántos colores y resolución, en qué modo... y lo que es peor: la inexistencia de funciones de información se agrava con el hecho de que las VGA de los demás fabricantes hayan asignado de cualquier manera los números de modo. De esta manera, por ejemplo, una tarjeta Paradise en el modo 5Fh tiene de 640x400 puntos con 256 colores, mientras que una Trident tiene, en ese mismo modo, 1024x768 con 16 colores. En lo único que coinciden todas las tarjetas es en los primeros modos de pantalla, definidos inicialmente por IBM. Muchas SuperVGA tienen funciones que informan de sus modos, colores y resoluciones, lo que sucede es que en esto no se han podido poner de acuerdo los fabricantes y la función de la BIOS de la VGA a la que hay que invocar para obtener información, ¡difiere de unas tarjetas a otras!. Afortunadamente, existe un estándar industrial en tarjetas SuperVGA, el estándar VESA, que aunque ha llegado demasiado tarde, múltiples VGA lo soportan y a las que no, se les puede añadir soporte con un pequeño driver residente. Hablaremos de él más tarde. No conviene seguir adelante sin mencionar antes la tarjeta gráfica Hércules. Se trata de una tarjeta que apareció en el mercado muy poco después que la CGA de IBM, con el doble de resolución y manteniendo la calidad MDA en modo texto. Esta tarjeta no está soportada por la BIOS (manufacturada por IBM) y los fabricantes de SuperVGA tampoco se han molestado en soportarla por software, aunque sí por hardware. Está muy extendida en las máquinas antiguas, pero hoy en día no se utiliza y su programación obliga a acceder a los puertos de entrada y salida de manera directa al más bajo nivel. 7.4.2.- DETECCIÓN DE LA TARJETA GRÁFICA INSTALADA. El siguiente procedimiento es uno de tantos para evaluar la tarjeta gráfica instalada en el ordenador. Devuelve un valor en BL que es el mismo que retorna la INT 10h al llamarla con AX=1A00h (ver funciones de la BIOS en los apéndices): 0 ó 1 para indicar que no hay gráficos; 2 si hay CGA; 3, 4 ó 5 si existe una EGA; 6 si detecta una PGA; 7 u 8 si hay VGA o superior y 10, 11 ó 12 si existe MCGA. Retorna 255 si la tarjeta es desconocida (muy raro). La rutina funciona en todos los ordenadores, con o sin tarjetas gráficas instaladas y del tipo que sean. tipo_tarjeta

PROC PUSH MOV INT CMP JE MOV MOV MOV MOV INT CMP

DS AX,1A00h 10h AL,1Ah tarjeta_ok AX,40h DS,AX BL,10h AH,12h 10h BL,10h

; solicitar información VGA a la BIOS ; BL = tipo de tarjeta ; función soportada (hay VGA)

; solicitar información EGA a la BIOS

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no_ega:

tarjeta_ok: tipo_tarjeta

JE MOV TEST JNZ MOV OR JZ INC JMP MOV CMP JE DEC POP RET ENDP

no_ega ; de momento, no es EGA BL,1 ; supuesto MDA BYTE PTR DS:[87h],8 ; estado del control de vídeo tarjeta_ok ; es MDA BL,4 ; supuesto EGA color BH,BH tarjeta_ok ; así es BL ; es EGA mono tarjeta_ok BL,2 ; supuesto CGA WORD PTR DS:[63h],3D4h ; base del CRT tarjeta_ok ; así es BL ; es MDA DS

7.4.3. - INTRODUCCIÓN AL ESTÁNDAR GRÁFICO VGA. La tarjeta VGA es el estándar actual en ordenadores personales, siendo el sistema de vídeo mínimo que incluye la máquina más asequible. En este apartado estudiaremos la forma básica de programar sus modos gráficos, haciendo un especial hincapié en el tema menos claramente explicado por lo general: el color. Se ignorarán por completo las tarjetas CGA y Hércules, aunque sí se indicará qué parte de lo expuesto se puede aplicar también a la EGA. Tampoco se considerará la MCGA, un híbrido entre EGA y VGA que solo equipa a los PS/2-30 de IBM, bastante incompatible además con la EGA y la VGA. La VGA soporta todos los modos gráficos estándar de las tarjetas anteriores, resumidos en la figura 7.4.3.1, si bien los correspondientes a la CGA (320x200 en 4 colores y 640x200 monocromo) son inservibles para prácticamente cualquier aplicación gráfica actual. ┌────────────┬────────────────┬──────────┬──────────┬───────────────┬───────────┐ │ Modo (hex) │

Resolución

│ Colores

│ Segmento │

Organización │ Adaptador │

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

4 y 5

│

320 x 200

│

4

│

B800

│

entrelazado

│

CGA

│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

6

│

640 x 200

│

2

│

B800

│

entrelazado

│

CGA

│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

0Dh

│

320 x 200

│

16

│

A000

│ planos de bit │

EGA

│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

0Eh

│

640 x 200

│

16

│

A000


EGA

│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

0Fh

│

640 x 350

│

2

│

A000


EGA

│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

10h

│

640 x 350

│

4

│

A000


EGA

│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

10h

│

640 x 350

│

16

│

A000

La organización de la memoria (entrelazado, planos de bit o lineal) es la manera en que se direcciona la memoria de vídeo por parte de la CPU. Por ejemplo, en el modo 6, cada pixel de la pantalla está asociado a un bit (8 pixels por byte) a partir de la dirección B800:0000; sin embargo, cuando se recorren 80 bytes en la memoria (640 bits o pixels, primera línea

│ planos de bit │ EGA (128K)│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

11h

│

640 x 480

│

2

│

A000

│

lineal

│

VGA/MCGA │

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

12h

│

640 x 480

│

16

│

A000


VGA

│

├────────────┼────────────────┼──────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤ │

13h

│

320 x 200

│

256

│

A000

│

lineal

│

VGA/MCGA │

└────────────┴────────────────┴──────────┴──────────┴───────────────┴───────────┘ FIGURA 7.4.3.1:

MODOS GRÁFICOS DE VIDEO

completa) no se pasa a la segunda línea de la pantalla sino unas cuantas más abajo, en una arquitectura relativamente compleja debida a las limitaciones del hardware de la CGA. Esto ha sido superado en las siguientes tarjetas, en las que las líneas están consecutivas de manera lógica en una organización lineal, si bien

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el límite de 64 Kb de memoria que puede direccionar en un segmento el 8086 ha obligado al truco de los planos de bit. Para establecer el modo de vídeo se puede emplear una función del lenguaje de programación que se trate o bien llamar directamente a la BIOS, si no se desea emplear la librería gráfica del compilador: la función 0 (AH=0) de servicios de vídeo de la BIOS (INT 10h) establece el modo de vídeo solicitado en AL. En Turbo C sería, por ejemplo: #include main() { struct REGPACK r; r.r_ax=0x0012;

/* AH = 00, AL=12h */

intr (0x10, &r);

/* ejecutar INT 10h */

}

7.4.3.1 - EL HARDWARE DE LA VGA. El chip VGA consta de varios módulos internos, que definen conjuntos de registros direccionables en el espacio E/S del 80x86. En la EGA eran de sólo escritura, aunque en la VGA pueden ser tanto escritos como leídos. Por un lado está el secuenciador, encargado de la temporización necesaria para el acceso a la memoria de vídeo. Por otro lado tenemos el controlador de gráficos, encargado del tráfico de información entre la CPU, la memoria de vídeo y el controlador de atributos; consta de 9 registros cuya programación es necesaria para trazar puntos a gran velocidad en los modos de 16 colores. El controlador de atributos gestiona la paleta de 16 colores y el color del borde. Por último, el DAC o Digital to Analog Converter se encarga en la VGA (no dispone de él la EGA) de gestionar los 262.144 colores que se pueden visualizar en pantalla. La parte del león son los ¡768 registros! de 6 bits que almacenan la intensidad en las componentes roja, verde y azul de cada color, de los 256 que como mucho puede haber simultáneamente en la pantalla (256*3=768). 7.4.3.2 - EL COLOR. La CGA puede generar 16 colores diferentes, utilizando un solo bit por componente de color más un cuarto que indica la intensidad. Sin embargo, la EGA emplea dos bits por cada una de las tres componentes de color, con lo que obtiene 26=64 colores diferentes. Para asociar estos 64 colores a los no más de 16 que puede haber en un momento determinado en la pantalla, se emplean los 16 registros de paleta del controlador de atributos: En cada uno de estos registros, de 6 bits significativos, se definen los 16 colores posibles. La BIOS de la EGA y la VGA carga los registros de paleta adecuadamente para emular los mismos colores de la CGA. Así, por ejemplo, en los modos de texto el color 0 es el negro y el 15 el blanco brillante, si bien se puede alterar esta asignación. Un cambio en un registro de paleta afecta instantáneamente a todo el área de pantalla pintado de ese color. El valor binario almacenado en los registros de paleta tiene el formato xxrgbRGB, siendo rgb los bits asociados a las componentes roja, verde y azul de baja intensidad, y RGB sus homólogos en alta intensidad. Así, el valor 010010b se corresponde con el verde más brillante. Modos de 16 colores en VGA. En la VGA el tema del color en los modos de pantalla de 16 colores (tanto gráficos como de texto) se complica algo más, debido a la presencia del DAC: una matriz de 256 elementos que constan cada uno de 3 registros de 6 bits. Cada uno de los registros de paleta apunta a un elemento del DAC, que es quien realmente contiene el color; lo que sucede es que los registros del DAC son programados por la BIOS para emular los 64 colores de la EGA. Existen dos maneras diferentes de indexar en el DAC los registros de paleta, de manera que se puede dividir el DAC en 16 bloques de 16 elementos o bien en 4 bloques de 64 elementos: en un momento dado, sólo uno de los bloques (denominado página de color del DAC) está activo. Esto significa que se pueden crear 16 ó 4 subpaletas, pudiéndose activar una u otra libremente con una función de la BIOS de la VGA. Por defecto, la BIOS establece 4 páginas de 64 elementos en el DAC, de manera que valores en el rango 0-63 en los 16 registros de paleta referencien a posiciones distintas en el DAC (al área 0-63, al 64-127, al 128-191 ó al 192255): por defecto, la BIOS emplea los elementos 0..63 del DAC que programa para emular los 64 colores de la EGA. Sin embargo, puede resultar más interesante disponer de 16 subpaletas de 16 elementos para conseguir

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determinados efectos gráficos: en este caso no tiene sentido que los registros de paleta almacenen valores fuera del rango 0-15 (de hecho, solo se consideran los 4 bits menos significativos de los mismos). La figura 7.4.3.2 expresa gráficamente la manera en que se genera el color. Se pueden definir, por ejemplo, las 16 subpaletas en tonos ascendentes de azul y, cambiando la página o subpaleta activa a cierta velocidad se puede hacer que la imagen se encienda y apague rítmica y suavemente. Por supuesto, también se pueden obtener efectos similares alterando directamente los registros del DAC, aunque es mucho más lento que conmutar entre varias paletas ya definidas. Conviene resaltar que el color del borde de la pantalla se define en la EGA y en la VGA en una especie de registro que sigue a los 16 registros de paleta: en la VGA no interviene el DAC en la generación del color del borde, del que solo existen por consiguiente 64 tonos (si bien el borde suele estar en color negro y su tamaño reducido y variable lo hace inservible para nada). Los pixels en los modos gráficos de 16 colores pueden parpadear, si bien es una técnica poco empleada: para ello, basta con cambiar un bit de un registro del controlador de atributos, aunque existe una función de la BIOS que realiza dicha tarea (llamar a la INT 10h con AX=1003h y BX=1 para activar el parpadeo -situación por defecto en los modos de texto- ó BX=0 para desactivarlo). ┌────────────────────┐ │

│

├────────────────────┤ │

│

├────────────────────┤ │

│

├────────────────────┤ │

│

┐

│

│

├─ 64..127

│

┌── valor 0..63 ─────¾ elemento del DAC ───┤

│¾ página (0..3)

│

│

│

├─ 128..191

│

├────────────────────┤

│

│

│ (0 por defecto)

└─ 192..255

┘

┌─ 0..15

┐

│ ─────────────┤

│

├────────────────────┤

│

│

│

│

en pantalla (0..15) ────────┘

┌─ 0..63

├────────────────────┤

┌───¾│

color

CASO 4 X 64

│

├────────────────────┤

seleccionable

└── valor 0..15 ─────¾ elemento del DAC ───┼─ 16..31

│

├─ 32..47

│

:

│¾ página (0..15)

:

│

├────────────────────┤

├─ 224..239

│

│

└─ 240..255

┘

│

│

├────────────────────┤ │

│

│

CASO 16 x 16

seleccionable

├────────────────────┤ │

│

Elementos del DAC

├────────────────────┤ │

│

├────────────────────┤ │

│

├────────────────────┤ │

│

├────────────────────┤ │

│

├────────────────────┤ │

FIGURA 7.4.3.2: OBTENCIÓN DEL COLOR EN LOS MODOS DE 16 COLORES (VGA)

│

└────────────────────┘ 16

Registros de paleta

El truco del mono. Los monitores monocromos VGA solo admiten 64 tonos y se limitan siempre a presentar la componente verde del DAC. Lo que sucede es que la BIOS ajusta la intensidad de la señal verde para emular la presencia de las otras dos. En concreto, suma el 30% del valor rojo, el 59% del verde y el 11% del azul y el resultado lo fuerza al rango 0-63, lo cual simula aproximadamente la intensidad que percibiría el ojo humano con los colores reales. Si se accediera directamente al hardware sin ayuda de la BIOS, lo cual no es nuestro

103


caso, este sería un aspecto a considerar. Por último, decir que en el modo de 4 colores y 350 líneas, solo se emplean los registros de paleta 0, 1, 4 y 5, si bien lo normal aquí es esperar que existan 16 colores (caso de la VGA, o incluso de la EGA con 128K). Modo de 256 colores. En el modo 13h de 320x200 con 256 colores, la generación del color se aparta de lo estudiado hasta ahora para los demás modos gráficos y los de texto, ya que solo interviene el DAC: el byte de memoria de vídeo asociado a cada punto de la pantalla apunta directamente a un elemento del DAC. Por tanto, los registros de paleta del controlador de atributos no se emplean en este modo, siendo más sencillo el proceso de generación del color. Cómo definir la paleta y los registros del DAC. A la hora de cambiar la paleta es conveniente emplear funciones de la BIOS o del lenguaje de programación, ya que un acceso directo al hardware sin más precauciones puede provocar interferencias con algunas tarjetas VGA. Conviene también emplear las funciones que cambian de una sola vez un conjunto de registros del DAC, ya que hacerlo uno por uno es demasiado lento. Otra ventaja de emplear la BIOS es que ésta hace automáticamente las conversiones necesarias para lograr la mejor visualización posible en pantallas monocromas. En algunos casos, las paletas que define por defecto la BIOS al establecer el modo de pantalla son apropiadas. Sin embargo, puede ser útil cambiarlas para lograr un degradado atractivo en los modos de 16 colores y casi obligatorio en el modo de 256 colores, dada la absurda paleta propuesta por la BIOS. Para definir un color en el DAC, basta con un poco de imaginación: si las tres componentes están a cero, saldrá el negro; si están a 63 (valor máximo) saldrá un blanco brillante; si se ponen la roja y la azul en 32 y la verde en 0, saldrá un morado de oscuridad mediana. Se puede realizar un bucle y llenar los primeros 64 elementos del DAC con valores crecientes en una componente de color, poniendo a 0 las demás: de esa manera, se genera una paleta óptima para hacer degradados (escalas de intensidad) de un color puro. FIGURA 7.4.3.3: /* DEFINIR NUEVA PALETA */

/********************************************************************* * EJEMPLO DE CAMBIO DE LA PALETA DE 16 COLORES (EGA/VGA) LLAMANDO AL * * BIOS PARA ELEGIR LOS COLORES DESEADOS, ENTRE LOS 64 POSIBLES DE LA *

paleta[0]=0;

/* __rgbRGB = 0

--> negro

* EGA (POR DEFECTO EMULADOS POR EL DAC DE LA VGA).

paleta[1]=4;

/* __000100 = 4

--> componente roja normal */

paleta[2]=4*8;

/* __100000 = 32 --> componente roja oscura */

paleta[3]=4*8+4;

/* __100100 = 36 --> ambas: rojo brillante

*

*********************************************************************/

*/

void main()

r.r_es=FP_SEG(paleta); r.r_dx=FP_OFF(paleta);

{

r.r_ax=0x1002; intr (0x10, &r); struct REGPACK r; getch();

int gdrv, gmodo, coderr, i, x, color, pixel; char paleta[17];

/* ESTABLECER MODO EGA/VGA 640x350 - 16 COLORES */

detectgraph (&gdrv, &gmodo); coderr=graphresult(); if (((gdrv!=EGA) && (gdrv!=VGA)) || (coderr!=grOk)) { printf("\nNecesaria tarjeta EGA o VGA.\n"); exit(1); } gmodo=EGAHI; initgraph(&gdrv, &gmodo, ""); coderr=graphresult(); if (coderr!=grOk) { printf("Error gráfico: %s.\n", grapherrormsg(coderr)); exit(1);}

/* DIBUJAR BANDAS VERTICALES DE EJEMPLO */

for (x=color=0; color<16; color++) for (pixel=0; pixel
*/

for (i=4; i<17; i++) paleta[i]=0; /* resto colores y borde negros

#include #include

*/

}

closegraph();

/* establecer paleta y borde */

103


Para establecer la paleta se puede llamar a la BIOS (INT 10h) con AX=1002h y ES:DX apuntando a un buffer de 17 bytes: uno para cada registro de paleta más otro final para el color del borde de la pantalla. El Turbo C permite cambiar la paleta con instrucciones de alto nivel; sin embargo, quienes no deseen aprender las particularidades de cada compilador, siempre pueden recurrir a la BIOS, que cambiando la paleta es bastante solvente. Echemos un vistazo al ejemplo de la figura 7.4.3.3 (para ejecutar este programa hay que tener en cuenta que el fichero EGAVGA.BGI del compilador ha de estar en el directorio de trabajo). Al principio se trazan unas bandas verticales con la función line() que serán coloreadas con los 16 colores por defecto, aunque cambiarán instantáneamente al modificar la paleta. Al definir la paleta, los 4 primeros registros son asignados con los 4 posibles tonos de rojo, más bien 3 (el primero es el negro absoluto): rojo, rojo oscuro y rojo brillante. Todos los demás registros y el borde de la pantalla son puestos a 0 (negro) por lo que en la pantalla quedan visibles sólo las tres bandas verticales citadas. El cambio de la paleta es instantáneo, lo que permite hacer efectos especiales. En la VGA, recuérdese que los valores de la paleta son simples punteros al DAC y no los colores reales. Lo que sucede es que los registros del DAC son inicializados al cambiar el modo de pantalla de tal manera que emulan los colores que se obtendría en una EGA... a menos que se cambien los valores de dichos registros. Para ello, nada mejor que llamar de nuevo a la INT 10h con AX=1012h, indicando en BX el primer elemento del DAC a cambiar (típicamente 0) y en CX el número de elementos a modificar (a menudo los 256 posibles). También se pasa en ES:DX la dirección de la tabla de 768 bytes que contiene la información: 3 bytes consecutivos para cada elemento del DAC (rojo, verde y azul) aunque solo son significativos los 6 bits de menor orden de cada byte. Existe también otra función bastante interesante, invocable con AX=1013h y que consta de dos subservicios: el primero se selecciona poniendo un 0 en BL, e indicando en BH si se desean 4 páginas de 64 elementos en el DAC (BH=0) ó 16 páginas de 16 elementos (BH=1). El segundo servicio se indica llamando con BL=1, y permite seleccionar la página del DAC activa en BH (0-3 ó 0-15, según cómo esté estructurado). Obviamente, esta función no está disponible en el modo 13h de 256 colores, en el que no interviene la paleta (sólo el DAC y entero, no a trocitos). La figura 7.4.3.4 contiene un nuevo gmodo=VGAHI; initgraph(&gdrv, &gmodo, ""); coderr=graphresult(); if (coderr!=grOk)

FIGURA 7.4.3.4: /********************************************************************* *

{

printf("Error

gráfico:

%s.\n",

grapherrormsg(coderr));

exit(1);}

EJEMPLO DE CAMBIO DE LA PALETA DE 16 COLORES Y REPROGRAMACION DEL *

* DAC DE LA VGA POR EL BIOS PARA ELEGIR LOS 16 COLORES ENTRE 262.144 * *********************************************************************/

/* DIBUJAR BANDAS VERTICALES DE EJEMPLO */

#include

for (x=color=0; color<16; color++)

#include

for (pixel=0; pixel
void main()

}

{ struct REGPACK r;

/* SELECCIONAR 16 BLOQUES DE 16 ELEMENTOS EN EL DAC */

int gdrv, gmodo, coderr, pagina, i, x, color, pixel; char paleta[17], dac[256][3];

r.r_ax=0x1013; r.r_bx=0x0100; intr (0x10, &r);

/* ESTABLECER MODO VGA 640x480 - 16 COLORES */

/* PAGINA 2: LA PALETA SE APOYARA EN ELEMENTOS 32..47 DEL DAC */

detectgraph (&gdrv, &gmodo); coderr=graphresult();

pagina=2; r.r_ax=0x1013; r.r_bx=(pagina<<8) | 1; intr (0x10, &r);

if ((gdrv!=VGA) || (coderr!=grOk)) { printf("\nNecesaria tarjeta VGA.\n"); exit(1); }

/* APUNTAR REGISTROS DE PALETA A ELEMENTOS CONSECUTIVOS DEL DAC */

103


programa completo de demostración, desarrollado a partir del anterior, que requiere ya un auténtico adaptador VGA. Lo primero que se hace es seleccionar el modo de 16 páginas en el DAC, estableciendo la página 2 como activa (exclusivamente por antojo mio). Ello significa que se emplearán los elementos 32..47 del DAC (la página 0 apuntaría a los elementos 0..15, la 1 hubieran sido los elementos 16..31 y así sucesivamente). Los registros de paleta, simples índices en el DAC, toman los valores 0,1,...,15 (excepto el 17º byte, color del borde, puesto a 0 para seleccionar el negro). A continuación, basta programar los registros 32..47 del DAC con los colores deseados, entre los 262.144 posibles. Como cada componente puede variar entre 0 y 63, elegimos 16 valores espaciados proporcionalmente (0, 4, 8,..., 60) y los asignamos a las componentes roja y verde (rojo+verde=amarillo), apareciendo en la pantalla una escala de 16 amarillos (el primero, negro absoluto) de intensidad creciente. Si bien 16 colores son pocos, son suficientes para representar con relativa precisión algunas imágenes, especialmente en las que predomina un color determinado (los ficheros gráficos se ven normalmente tan mal en los modos de 16 colores debido a que respetan la paleta de la EGA, en la VGA sería otra historia).

for (i=0; i<16; i++) paleta[i]=i; paleta[16]=0;

/* color del borde */

r.r_es=FP_SEG(paleta); r.r_dx=FP_OFF(paleta); r.r_ax=0x1002; intr (0x10, &r);


/* LLENAR ELEMENTOS 32..47 DEL DAC DE AMARILLOS CRECIENTES */

for (i=32; i<48; i++) { dac[i][0]=i*4;

/* valores crecientes 0..60 de rojo */

dac[i][1]=i*4;

/* valores crecientes 0..60 de verde */

dac[i][2]=0;

/* sin componente azul */

}

r.r_bx=32; r.r_cx=16;

/* primer elemento del DAC */ /* número de elementos a definir */

r.r_es=FP_SEG(dac[32]); r.r_dx=FP_OFF(dac[32]); r.r_ax=0x1012; intr (0x10, &r);

/* programar elementos del DAC */

getch(); closegraph(); }

Por supuesto, existen más funciones que éstas, entre ellas las que permiten cambiar sólo un registro de paleta o un elemento del DAC (y no un bloque); sin embargo, son más lentas cuando se va a cambiar un conjunto de registros. En cualquier caso, el lector puede consultarlas en el fichero INTERRUP.LST si lo desea. También existen en la VGA las funciones inversas (obtener paletas y registros del DAC). El acceso por medio de la BIOS para cambiar la paleta es a menudo más cómodo que emplear funciones del lenguaje de programación y garantiza en ocasiones un mayor nivel de independencia respecto a la evolución futura del hardware (aunque si la librería gráfica llama a la BIOS...). Sin embargo, para otras aplicaciones, es mejor no usar la BIOS. Por ejemplo, el programa de la figura 7.4.3.5 accede directamente a los registros de la VGA para modificar la paleta en dos bucles, en el primero disminuyendo la luminosidad de la pantalla (hasta dejarla negra) y en el segundo restaurándola de nuevo. Este efecto cinematográfico hubiera sido imposible a través de la BIOS por razones de velocidad: el acceso directo al hardware, con precauciones (en este caso, esperar el retrazado vertical para evitar interferencias) es a veces inevitable. El programa de ejemplo funciona también en monitores monocromos, aunque en la práctica sólo actúe en ellos sobre la componente verde. El lector deberá consultar bibliografía especializada para realizar este tipo de programación. 7.4.3.3 - DIRECCIONAMIENTO DE PIXELS. Para pintar pixels en la pantalla y para consultar su color, existen funciones de la BIOS de uso no recomendado. La razón estriba en el mal diseño de la BIOS inicial de IBM, no mejorado tampoco por las VGA clónicas. El problema es que las BIOS emplean 4, 5 y hasta 10 veces más tiempo del necesario para FIGURA 7.4.3.5:

#include

/********************************************************************* *

EFECTO «CINEMATOGRAFICO» DE DESVANECIMIENTO Y POSTERIOR

*

void main()

*

REAPARICION DE LA PANTALLA CON ACCESO DIRECTO AL HARDWARE VGA.

*

{

*********************************************************************/

unsigned char dac[256][3];


register i, j;

for (i=0; i<256; i++) {

/* anotar la paleta activa */

disable(); outportb (0x3C7, i); dac [i][0] = inportb (0x3C9);

/* R */

dac [i][1] = inportb (0x3C9);

/* G */

dac [i][2] = inportb (0x3C9);

/* B */

enable(); } /* claridad descendente desde el 64/64-avo al 0/64-avo de intensidad */ for (i=64; i>=0; i--) { while (!((inportb(0x3DA) & 8)==8)); /* esperar retrazo vertical */ while (!((inportb(0x3DA) & 8)==0)); /* esperar su fin */ for (j=0; j<256; j++) { disable(); outportb (0x3C8, j); outportb (0x3C9, dac[j][0]*i >> 6); outportb (0x3C9, dac[j][1]*i >> 6); outportb (0x3C9, dac[j][2]*i >> 6); enable(); } }

103

trazar los puntos. La causa de este problema no reside en que empleen rutinas multipropósito para todos los modos, ya que existen básicamente sólo tres tipos de arquitectura de pantalla (modos CGA, 16 colores y 256 colores). El fallo reside, simplemente, en que han sido desarrollados sin pensar en la velocidad. Por ejemplo, la BIOS emplea el algoritmo más lento posible que existe para trazar puntos en los modos de 16 colores. Lo más conveniente es utilizar los recursos del lenguaje de programación o, mejor aún, acceder directamente a la memoria de pantalla con subrutinas en ensamblador. Este es el procedimiento seguido por la mayoría de las aplicaciones comerciales. Sin embargo, la BIOS tiene la ventaja de que permite normalizar el acceso a la pantalla. Así, un programa puede fácilmente trazar un punto en el modo 1024x768x256 de una SuperVGA (y nunca mejor dicho, porque como sean muchos más de uno...). Para trazar un punto se coloca en CX la coordenada X, en DX la coordenada Y, en AL el color, en BH la página y en AH el valor 0Ch. A continuación se llama,

/* claridad ascendente desde el 0/64-avo al 64/64-avo de intensidad */ for (i=0; i<=64; i++) { while (!((inportb(0x3DA) & 8)==8)); /* esperar retrazo vertical */ while (!((inportb(0x3DA) & 8)==0)); /* esperar su fin */ for (j=0; j<256; j++) { disable(); outportb (0x3C8, j); outportb (0x3C9, dac[j][0]*i >> 6); outportb (0x3C9, dac[j][1]*i >> 6); outportb (0x3C9, dac[j][2]*i >> 6); enable(); } } }

como es costumbre, a la INT 10h. Para consultar el color de un punto en la pantalla, se cargan CX y DX con sus coordenadas y BH con la página, haciendo AH=0Dh antes de llamar a la INT 10h, la cual devuelve el color del pixel en AL. La página será normalmente la 0, aunque en los modos de vídeo que soportan varias páginas ésta se puede seleccionar con la función 5 de la INT 10h. La existencia de varias páginas de vídeo se produce cuando en el segmento de 64 Kb de la arriba a abajo, a partir del segmento A000. Cada punto memoria de vídeo se puede almacenar más de una está asociado a un byte, cuyo valor (0-255) referencia imagen completa (caso por ejemplo del modo directamente a un elemento del DAC. En la figura 640x350x16): existen entonces varias páginas (2, 4, 7.4.3.6 hay un nuevo listado de ejemplo, en este caso etc.) que se reparten el segmento a partes iguales. Se sin emplear la librería gráfica del Turbo C. El programa puede en estas circunstancias visualizar una página se limita a activar este modo cualquiera mientras se trabaja en las otras, que mientras tanto permanecen ocultas a los ojos del usuario. Modo 13h de 256 colores. Este modo, de organización lineal, no presenta complicación alguna: los pixels se suceden en la memoria de vídeo de izquierda a derecha y de

103


FIGURA 7.4.3.6: /******************************************************************** * *

EJEMPLO DE USO DEL MODO DE 320x200 CON 256 COLORES

* *

SIN

EMPLEAR

LA

LIBRERIA

GRAFICA

DEL

COMPILADOR.

* ********************************************************************* /

#include

void main() { struct REGPACK r; char dac[256][3], far *vram; register x, y; int i,ii;

/* ESTABLECER MODO DE PANTALLA */

r.r_ax=0x13; intr (0x10, &r); vram=MK_FP(0xA000, 0);

/* LLENAR LA PANTALLA CON LINEAS HORIZONTALES DE COLOR 0..199 */

for (y=0; y<200; y++) for (x=0; x<320; x++) *vram++=y;

/* DEFINIR PALETA EN EL DAC */

for (i=0; i<100; i++) { dac[i][0]=0; dac[i][1]=0;

/* definir azules */

dac[i][2]=i >> 1; }

for (i=100; i<200; i++) { ii=200-i; dac[i][0]=ii >> 1; dac[i][1]=ii >> 2;

/* definir naranjas */

dac[i][2]=0; }

r.r_ax=0x1012; r.r_bx=0; r.r_cx=200; r.r_es=FP_SEG(dac); r.r_dx=FP_OFF(dac); intr (0x10, &r);

getch(); r.r_ax=3; intr (0x10, &r); }

de pantalla pintando las 200 líneas con los valores 0..199. A continuación define los elementos 0..199 del DAC de la siguiente manera: los primeros 100 en tonos ascendentes de azul, y los siguientes 100 elementos en tonos descendentes de naranja, lo que divide automáticamente la pantalla en dos zonas con la estructura citada. Conseguir el naranja no es complicado: basta sumar rojo con amarillo; como el amarillo es a su vez rojo más verde, el naranja se obtiene sumando dos cantidades de rojo por cada una de verde. Los elementos 200..255 del DAC, no empleados en este ejemplo, podrían ser definidos con otros colores para dibujar alguna otra cosa. Modos de 16 colores. Para direccionar puntos en los modos de 16 colores, en los que actúan interrelacionados los registros de paleta y el DAC de la manera descrita con anterioridad, es necesario un acceso directo al hardware por

103


cuestiones de velocidad. Los lectores que no vayan a emplear las funciones del lenguaje de programación deberán consultar bibliografía especializada en gráficos. Y nada más. La única diferencia de la VGA respecto a la EGA, de hecho, se debe a su peculiar manera de gestionar el color, así como a la inclusión del modo de 320x200 con 256 colores (el modo de 640x480 es idéntico en funcionamiento al de 640x350 de la EGA, solo cambia la altura de la pantalla). Existe también la posibilidad de colocar la VGA en dos modos de 256 colores alternativos al 13h y basados en el mismo; en uno se alcanzan 320x240 puntos y en el otro 320x400. La bibliografía especializada en gráficos explica los pasos a realizar para conseguir esto, factible en la totalidad de las tarjetas VGA del mercado. Sin embargo, estos modos requieren un cambio en el modo de direccionamiento de los pixels, que pasa a ser más complejo -aunque más potente para algunas aplicaciones-. 7.4.4. - EJEMPLO DE GRÁFICOS EMPLEANDO LA BIOS. Este programa ejemplo accede a la pantalla empleando las funciones de la BIOS para trazar puntos (ver apéndice sobre funciones de la BIOS). Utiliza el modo CGA de 640x200 puntos, aunque se puede configurar para cualquier otro modo. El programa dibuja una conocida red en las cuatro esquinas de la pantalla, trazando líneas. El algoritmo empleado es el de Bresseham con cálculo incremental de puntos (aunque al estar separada la rutina que traza el punto esta característica no se aprovecha, pero es fácil de implementar si en vez de llamar a la BIOS para pintar se emplea una rutina propia mezclada con la que traza la recta). La velocidad del algoritmo es muy elevada, sobre todo con las líneas largas, máxime teniendo en cuenta que se trata posiblemente de una de sus implementaciones más optimizada (sólo usa una variable y mantiene todos los demás valores en los 7 registros de datos de la CPU, sin emplear demasiado la pila y duplicando código cuando es preciso en los puntos críticos). No entraré en explicaciones matemáticas del método, del que hay pautas en su listado. Existen versiones de este método que consideran de manera especial las líneas verticales y horizontales para pintarlas de manera más rápida, aunque yo personalmente prefiero rutinas independientes para esas tareas con objeto de no ralentizar el trazado de rectas normales. ; ********************************************************************

SUB

SI,BP

; *

*

CALL

recta

*

MOV

CX,BP

*

MOV

DX,0

; ********************************************************************

MOV

SI,0

MOV

DI,max_y-1

SUB

DI,BX

; *

RED.ASM

-

Demostración de gráfica en CGA utilizando BIOS

; *

modo

EQU

6

max_x

EQU

640

CALL

recta

max_y

EQU

200

MOV

CX,max_x-1

max_color

EQU

2

SUB

CX,BP

MOV

SI,max_x-1

SEGMENT

CALL

recta

ASSUME CS:red, DS:red

ADD

BX,6

ADD

BP,14

CMP

BX,max_y

JB

otras_cuatro

MOV

AH,0

red

ORG

; modo de vídeo

100h

inicio:

otras_cuatro:

; segunda

; tercera

; cuarta

MOV

AX,modo

INT

10h

; modo de pantalla

INT

16h

MOV

AL,max_color-1

; color visible

MOV

AX,3

MOV

BX,0

; contador para eje Y

INT

10h

; volver a modo texto

MOV

BP,0

; contador para eje X

INT

20h

; fin de programa

MOV

CX,0

MOV

DX,BX

MOV

SI,BP

PUSH

AX

; de (CX,DX) a (SI,DI) color AL

MOV

DI,max_y-1

PUSH

BX

CALL

recta

PUSH

CX

MOV

CX,max_x-1

PUSH

DX

MOV

SI,max_x-1

PUSH

SI

recta

; primera recta

; esperar pulsación de tecla

PROC

103

absx2x1:

absy2y1:


PUSH

DI

DEC

AX

PUSH

BP

JNZ

penmay1

MOV

color,AL

POP

BP

MOV

AX,SI

POP

DI

SUB

AX,CX

POP

SI

JNC

absx2x1

POP

DX

NEG

AX

POP

CX

XCHG

CX,SI

POP

BX

XCHG

DX,DI

POP

AX

MOV

BX,DI

SUB

BX,DX

MOV

BP,1

JNC

absy2y1

NEG

BP

NEG

BX

CMP

AX,BX

; BX = ABS(Y2-Y1) = «dy»

JA

noswap

; ABS(pendiente) menor de 1

XCHG

AX,BX

SHL

BX,1

MOV

SI,BX

SUB

SI,AX

MOV SUB SUB

DI,AX

fin:

; AX = X2-X1

RET

; AX = ABS(X2-X1) = «dx»

; BP = 1

= «yincr» si

; BP = -1

Y2>Y1

= «yincr» si

Y2<=Y1

color

DB

recta

ENDP

punto

PROC BX

PUSH

CX

PUSH

DX

PUSH

BP

PUSH

SI

PUSH

DI

MOV

AH,0Ch

XOR

BX,BX

DI,BX

INT

10h

DI,AX

POP

DI

POP

SI

POP

BP

POP

DX

; BX = «dy» * 2

; SI = «dy» * 2 - «dx» = «d»

; DI = «dy»*2-«dx»*2 = «incr2»

POPF

penmen1:

noincy:

penmay1:

noincx:

0

PUSH

PUSHF

noswap:

JBE

penmay1

; pendiente mayor de 1

PUSH

AX

POP

CX

MOV

AL,color

POP

BX

CALL

punto

POP

AX

INC

CX

; «x»++

AND

SI,SI

; (SI>0) ?

JS

noincy

ADD

SI,DI

; «d» > 0 : «d» = «d» + «incr2»

ADD

DX,BP

; «y» = «y» + «yincr»

DEC

AX

; «dx»--

JNZ

penmen1

JMP

fin

ADD

SI,BX

DEC

AX

JNZ

penmen1

JMP

fin

PUSH

AX

MOV

AL,color

CALL

punto

POP

AX

ADD

DX,BP

; «y» = «y» + «yincr»

AND

SI,SI

; (SI>0) ?

JS

noincx

ADD

SI,DI

; «d» > 0 : «d» = «d» + «incr2»

INC

CX

; «x»++

DEC

AX

; «dx»--

JNZ

penmay1

JMP

fin

ADD

SI,BX

«d» > 0 ?

; preservar registros (salvo AX)

; trazar punto usando BIOS

RET

; en (CX, DX) = («x», «y»)

->

; «dx»--

punto

ENDP

red

ENDS END

inicio

; «d» < 0 : «d» = «d» + «incr1»

; en (CX, DX) = («x», «y»)

->

«d» > 0 ?

; «d» = «d» + «incr1»

Quizá el lector opine que RED.ASM no es tan rápido. Y tiene razón: la culpa es de la BIOS, que

103


consume un alto porcentaje del tiempo de proceso. Sustituyendo la rutina «punto» por una rutina de trazado de puntos propia, como la que se lista a continuación, la velocidad puede llegar a quintuplicarse en un hipotético RED2.ASM que la invocara. ; en (CX, DX) de color AL (CGA 640x200)

SHL

DX,1

; sólo se corrompe AX

SHL

DX,1

; DX = («cy» / 2) * 64

BX

ADD

BX,DX

; BX = BX + («cy» / 2) * 80

PUSH

CX

MOV

CL,AH

; recuperar parte baja de «cx»

PUSH

DX

AND

CL,7

; dejar nº de bit a pintar (0..7)

MOV

BX,0B800h ; segmento de pantalla CGA

XOR

CL,7

; invertir orden de numeración

MOV

DS,BX

MOV

AH,1

; bit a borrar de la pantalla en AH

MOV

AH,CL

; preservar parte baja de «cx»

SHL

AX,CL

; AH = bit a borrar, AL = bit a pintar

XCHG

BX,CX

; BX = «cx»

NOT

AH

MOV

CL,3

AND

[BX],AH

; borrar punto anterior

SHR

BX,CL

; BX = «cx» / 8

OR

[BX],AL

; ubicar nuevo punto (1/0)

SHR

DX,1

; DX = int («cy» / 2)

POP

DX

JNC

no_add

POP

CX

ADD

BX,8192

; BX = «cx» / 8 + («cy» MOD 2) * 8192

POP

BX

INC

CL

; CL = 4

POP

DS

SHL

DX,CL

; DX = («cy» / 2) * 16

RET

ADD

BX,DX

; BX = BX + («cy» / 2) * 16

punto640x200_C PROC

no_add:

PUSH

DS

PUSH

punto640x200_C ENDP

Para estudiar el funcionamiento de la pantalla CGA el lector puede hacer un programa que recorra la memoria de vídeo para comprender la manera en que está organizada, un tanto peculiar pero no demasiado complicada. Sin embargo, con EGA y VGA no es tan sencillo realizar operaciones sobre la pantalla debido a la presencia de planos de bit; salvo contadas excepciones como la del siguiente apartado. 7.4.5. - EJEMPLO DE GRÁFICOS ACCEDIENDO AL HARDWARE. El siguiente programa de ejemplo accede directamente al segmento de vídeo de la VGA (0A000h) para trazar los puntos. Dibuja un vistoso ovillo basado en circunferencias con centro ubicado en una circunferencia base imaginaria, aprovechando los 256 colores de la VGA estándar en el modo 320x200. Como la paleta establecida por defecto es poco interesante, se define previamente una paleta con apoyo directo en el hardware (el método empleado es sencillo pero no recomendable, provoca nieve con algunas tarjetas). Se emplea el color verde, único visualizable en monitores monocromos (aunque cambiando la paleta con las funciones de la BIOS no hubiera sido necesario). La VGA en modo 13h asocia cada punto de pantalla a un byte, por lo que la pantalla es una matriz de 64000 bytes en el segmento 0A000h. Recordar que la fórmula para calcular el desplazamiento para un punto (cx,cy) es 320*cy+cx. Si se sustituye la rutina «punto», que traza el punto, por otra que lo haga llamando a la BIOS, en una VGA Paradise (BIOS de 14/7/88) se emplean 4 segundos y 8 centésimas en generar la imagen, mientras que tal y como está el programa lo dibuja en 40,4 centésimas (10,1 veces más rápido); todos estos datos cronometrados con precisión sobre un 386-25 sin memoria caché teniendo instalada la opción de «SHADOW ROM» (la lenta ROM copiada en RAM, incluida la BIOS de la VGA, por tanto no compite con desventaja). El algoritmo empleado para trazar la circunferencia es de J. Michener, quien se basó a su vez en otro de J. Bresseham desarrollado para plotter. La versión que incluyo genera circunferencias en pantallas de relación de aspecto 1:1, en otras (ej., de 640 x 200) produciría elipses. No entraré en su demostración matemática, que nada tiene que ver con el ensamblador; baste decir que la rutina se basa exclusivamente en la aritmética entera calculando un solo octante de la circunferencia (los demás los obtiene por simetría). ; ********************************************************************

modo

EQU

13h

; *

*

max_x

EQU

320

; *

OVILLO.ASM - Demostración de gráfica en VGA utilizando hardware *

max_y

EQU

200

; *

*

max_color

EQU

256

oviseg

SEGMENT

; ********************************************************************

; modo de vídeo

103


ASSUME CS:oviseg, DS:oviseg

otro_reg:

circunferencia

INC

AL

100h

ADD

CX,SI

MOV

AX,modo

ADD

CX,SI

INT

10h

CALL

circunferencia

CALL

paleta_verde

INC

AL

MOV

CX,max_x

SUB

CX,SI

SHR

CX,1

ADD

DX,DI

MOV

DX,max_y

ADD

CX,DI

SHR

DX,1

ADD

DX,SI

MOV

BX,DX

CALL

circunferencia

SHR

BX,1

; BX = ma_y / 4

INC

AL

CALL

ovillo

; en (CX, DX) de radio BX

SUB

CX,DI

MOV

AH,0

SUB

CX,DI

INT

16h

CALL

circunferencia

MOV

AX,3

INC

AL

INT

10h

; volver a modo texto

SUB

DX,SI

INT

20h

; fin de programa

SUB

DX,SI

CALL

circunferencia

INC

AL

; CX = max_x / 2

; DX = max_y / 2

; esperar pulsación de tecla

PROC MOV

CX,256

ADD

CX,DI

MOV

DX,3C8h

ADD

CX,DI

MOV

AL,CL

CALL

circunferencia

OUT

DX,AL

INC

AL

INC

DX

SUB

CX,DI

XOR

AL,AL

ADD

DX,SI

OUT

DX,AL

CMP

BP,0

MOV

AL,CL

JG

ovillo_decx

REPT

max_x/320

ADD

BP,DI

SHR

AL,1

ADD

BP,DI

ADD

BP,DI

ADD

BP,DI

ADD

BP,6

JMP

ovillo_incy

; los 256 registros

; registro a programar

; componente roja

ENDM OUT

DX,AL

XOR

AL,AL

OUT

DX,AL

DEC

DX

LOOP

otro_reg

; componente verde

; componente azul

RET paleta_verde

ENDP

ovillo

PROC

ovillo_acaba:

DX,DI

CALL ORG inicio:

paleta_verde

SUB

; circunferencia de circunferencias

MOV

BP,BX

MOV

AL,0

; en (CX, DX) con radio BX y color AL

MOV

SI,BX

XOR

DI,DI

SHL

BP,1

SUB

BP,3

NEG

BP

CMP

DI,SI

JG

ovillo_ok

ADD

CX,SI

ADD

DX,DI

CALL

circunferencia

INC

AL

SUB

CX,SI

SUB

CX,SI

CALL

circunferencia

INC

AL

SUB

DX,DI

; BP = 3 - 2 * BX

; ovillo completado

; en (x+SI, y+DI)

; en (x-SI, y+DI)

; en (x-SI, y-DI)

; en (x+SI, y-DI)

; en (x+DI, y+SI)

; en (x-DI, y+SI)

; en (x-DI, y-SI)

; en (x+DI, y-SI)

; CX = x, DX = y

103


ovillo_decx:

ovillo_incy:

DEC

SI

ADD

BX,DI

PUSH

AX

ADD

BX,DI

MOV

AX,DI

ADD

BX,6

SUB

AX,SI

JMP

circunf_incy

SHL

AX,1

DEC

SI

SHL

AX,1

PUSH

AX

ADD

BP,AX

MOV

AX,DI

POP

AX

SUB

AX,SI

ADD

BP,10

SHL

AX,1

INC

DI

SHL

AX,1

JMP

ovillo_acaba

ADD

BX,AX

circunf_decx:

ovillo_ok:

RET

POP

AX

ovillo

ENDP

ADD

BX,10

INC

DI

JMP

circunf_acaba

POP

DI

circunf_incy: circunferencia PROC

; en (CX,DX) con radio BX y color AL circunf_ok:

PUSH

BX

PUSH

CX

POP

SI

PUSH

DX

POP

DX

PUSH

SI

POP

CX

PUSH

DI

POP

BX

MOV

SI,BX

RET

XOR

DI,DI

SHL

BX,1

SUB

BX,3

NEG

BX

circunf_acaba: CMP

circunferencia ENDP

punto ; BX = 3 - 2 * BX

DI,SI

PROC

; trazar punto en 320x200 con 256 col.

PUSH

DS

PUSH

CX

; en (CX, DX) con color AL

JG

circunf_ok

PUSH

DX

ADD

CX,SI

XCHG

DH,DL

; DX = «cy» * 256

ADD

DX,DI

ADD

CX,DX

; CX = «cy» * 256 + «cx»

CALL

punto

SHR

DX,1

SUB

CX,SI

SHR

DX,1

; DX = «cy» * 64

SUB

CX,SI

ADD

CX,DX

; CX = «cy» * 320 + «cx»

CALL

punto

MOV

DX,0A000h

SUB

DX,DI

MOV

DS,DX

; segmento VGA

SUB

DX,DI

XCHG

BX,CX

; preservar BX en CX, BX = offset

CALL

punto

MOV

[BX],AL

; pintar el punto

ADD

CX,SI

XCHG

BX,CX

; restaurar BX

ADD

CX,SI

POP

DX

; restaurar demás registros

CALL

punto

POP

CX

SUB

CX,SI

POP

DS

ADD

DX,DI

RET

ADD

CX,DI

ADD

DX,SI

CALL

punto

SUB

CX,DI

SUB

CX,DI

CALL

punto

SUB

DX,SI

SUB

DX,SI

CALL

punto

ADD

CX,DI

ADD

CX,DI

CALL

punto

SUB

CX,DI

ADD

DX,SI

CMP

BX,0

JG

circunf_decx

ADD

BX,DI

ADD

BX,DI

; circunferencia completada

; en (x+SI, y+DI)

; en (x-SI, y+DI)

; en (x-SI, y-DI)

; en (x+SI, y-DI)

; en (x+DI, y+SI)

punto

ENDP

oviseg

ENDS END

; en (x-DI, y+SI)

; en (x-DI, y-SI)

; en (x+DI, y-SI)

; CX = x, DX = y

inicio

103


7.4.6. - EL ESTÁNDAR GRÁFICO VESA. Debido a la anarquía reinante en el mundo de las tarjetas gráficas, en 1989 se reunieron un grupo importante de fabricantes (ATI, Genoa, Intel, Paradise, etc) para intentar crear una norma común. El resultado de la misma fue el estándar VESA. Este estándar define una interface software común a todas las BIOS para permitir a los programadores adaptarse con facilidad a las diversas tarjetas sin tener en cuenta sus diferencias de hardware. Actualmente, las principales tarjetas soportan la norma VESA. Las más antiguas pueden también soportarla gracias a pequeños programas residentes que el usuario puede instalar opcionalmente. Para desarrollar una aplicación profesional, es una buena norma soportar algún modo estándar de la VGA y, para obtener más prestaciones, algún modo VESA para los usuarios que estén equipados con dicho soporte. Intentar acceder directamente al hardware o a las funciones BIOS propias de cada tarjeta del mercado por separado, salvo para aplicaciones muy concretas, es ciertamente poco menos que imposible. Modos gráficos. El estándar VESA soporta multitud de modos gráficos, numerados a partir de 100h, si bien algunos de los más avanzados (con 32000 o 16 millones de colores) sólo están soportados por las versiones más recientes de la norma. Entre 100h y 107h se definen los modos más comunes de 16 y 256 colores de todas las SuperVGA, aunque el modo 6Ah también es VESA (800x600x16) al estar soportado por múltiples tarjetas. Una de las grandes ventajas del estándar VESA es la enorme información que pone a disposición del programador. Es posible conocer todos los modos y qué características de resolución, colores y arquitectura tienen. Además, hay funciones adicionales muy útiles para guardar y recuperar el estado de la tarjeta, de especial utilidad para programas residentes: así, estos pueden fácilmente conmutar a modo texto (con la precaución de preservar antes los 4 primeros Kbytes de la RAM de vídeo empleados para definir los caracteres) y volver al modo gráfico original dejando la pantalla en el estado inicial. El programa de ejemplo. En el apéndice donde se resumen las funciones del DOS y la BIOS aparecen también las funciones VESA de vídeo. Estas funciones se invocan vía INT 10h, con AX tomando valores por lo general desde 4F00h hasta 4F08h. Para realizar programas que utilicen la norma, el lector deberá consultar dicha información. Sin embargo, se expone aquí un sencillo programa de demostración que recoge prácticamente todos los pasos necesarios para trabajar con un modo VESA. El primer paso consiste en detectar la presencia de soporte VESA en el sistema, tarea que realiza la función testvesa(). La función getbest256() se limita a buscar el modo de mayor resolución de 256 colores soportado por la tarjeta gráfica de ese equipo, barriendo sistemáticamente todos los modos de pantalla desde el "mejor" hasta el "peor". Para comprobar la existencia de un determinado modo gráfico, existe_modo() invoca también a la BIOS VESA. La función setmode() establece un modo gráfico VESA, devolviendo además dos informaciones interesantes: la dirección de memoria de la rutina de conmutación de bancos (ya veremos para qué sirve) y el segmento de memoria de vídeo, que será normalmente 0A000h. Finalmente, getinfo() devuelve información sobre cualquier modo gráfico. En principio, los modos utilizados por este programa de demostración son conocidos. Sin embargo, la lista de modos de vídeo puede ser mayor en algunas tarjetas, sobre todo en el futuro. Por tanto, un esquema alternativo podría consistir no en buscar ciertos modos concretos sino en ir recorriendo todos y elegir el que cumpla ciertas características de resolución o colores, entre todos los disponibles. De toda la información que devuelve getinfo() es particularmente interesante el número de bancos que necesita ese modo de vídeo. Hay que tener en cuenta que todos los modos de 256 colores de más de 320x200 ocupan más de 64 Kb de memoria. De esta manera, por ejemplo, una imagen de 640x480 con 256 colores utiliza unos 256 Kb de RAM, dividida en 4 bancos. En un momento dado, sólo uno de los 4 bancos puede estar

103


direccionado en el segmento de memoria de vídeo. Para elegir el banco activo (más bien, el inicio de la ventana lógica sobre el total de la memoria de vídeo, aunque nuestro ejemplo es una simplificación) existe una función de la BIOS VESA o, mejor aún: podemos llamar directamente a una subrutina que realiza rápidamente esa tarea (sin tener que utilizar interrupciones) cuya dirección nos devolvió setmode(). De esta manera, el interface VESA evita que tengamos que hacer accesos directos al hardware. La rutina setbank() se limita a cargar el registro DX con el banco necesario antes de ejecutar el CALL. De todas maneras, esta modalidad de llamada no tiene por qué estar soportada por todas las BIOS VESA (en cuyo caso devuelven una dirección 0000:0000 para el CALL) aunque la inmensa mayoría, por fortuna, lo soportan. El único cometido de este programa de demostración es buscar el mejor modo de 256 colores, entre los normales de las SuperVGA, activarlo e ir recorriendo todos los bancos que componen la memoria de vídeo (excepto el último, que podría estar incompleto) para llenar la pantalla con bytes de valor 55h y 0AAh. Finalmente, antes de terminar, se imprime la resolución y cantidad de memoria consumida por ese modo.

/*********************************************************************

video_seg,

*

*

far *pantalla,

*

i, modo, max_x, max_y, vram, bancos, banco, limite;

*

ESTANDAR GRAFICO VESA: EJEMPLO DE USO DEL MEJOR MODO DE 256

*

COLORES EN CUALQUIER SUPERVGA.

*

/* dirección del segmento de vídeo */

* * if (!testvesa()) {

*********************************************************************/

printf ("\nNecesario soporte VESA para este programa.\n"); exit (1); }

#include #include #include

modo = getbest256();

#include

setmode (modo, &ConmutaBanco, &video_seg);

#include

getinfo (modo, &max_x, &max_y, &vram, &bancos);

for (banco=0; banco
0x100

#define M640x480x256

0x101


0x103


0x105

setbank (ConmutaBanco, banco);

/* modos VESA normales de 256c */

/* direccionar banco */

pantalla=MK_FP(video_seg, 0);

/* normalmente 0xA000:0 */

if (banco!=bancos-1) limite=32768;

#define M1280x1024x256 0x107

/* todo el segmento de 64 Kb */

else limite=(vram-banco*64)*512;

/* palabras último banco */

unsigned testvesa (void),

/* Detectar soporte VESA */

for (i=0; i<=limite; i++) *pantalla++=0x55AA;

existe_modo (unsigned),

/* Comprobar si un modo es soportado */

}

getbest256 (void);

/* Obtener mejor modo de 256c */

/* pintar */

setbank (ConmutaBanco, 0);

void setbank (long, unsigned),

/* Conmutar banco de memoria */

setmode (unsigned, long *,

/* Establecer modo VESA */

printf ("Modo de %dx%dx256 con %d Kb\n\n", max_x, max_y, vram); }

unsigned *), getinfo (unsigned,

/* Obtener información del modo */ /* COMPROBAR QUE EXISTE SOPORTE VESA */

unsigned *, unsigned *, unsigned *, unsigned *);

unsigned testvesa(void) { /* DEMOSTRACION */

struct REGPACK r; char far *mem; unsigned vesa;

void main() {

mem = farmalloc (256L);

struct REGPACK r;

r.r_es = FP_SEG (mem);

long ConmutaBanco; unsigned

/* dirección FAR del conmutador de banco */

r.r_di = FP_OFF (mem);

r.r_ax = 0x4F00; intr (0x10, &r); mem[4]=0; if (strcmp (mem, "VESA")==0) vesa=1; else vesa=0;

103


farfree (mem);

/* BUSCAR EL MODO DE 256 COLORES DE MAYOR RESOLUCION */

return (vesa); }

unsigned getbest256 (void) { if (existe_modo (M1280x1024x256)) return (M1280x1024x256); if (existe_modo (M1024x768x256)) return (M1024x768x256); if (existe_modo (M800x600x256)) return (M800x600x256); if (existe_modo (M640x480x256)) return (M640x480x256); if (existe_modo (M640x400x256)) return (M640x400x256); return (0); }

/* COMPROBAR LA EXISTENCIA DE UN MODO GRAFICO */

unsigned existe_modo (unsigned modo) { struct REGPACK r; unsigned far *mem, far *array;

mem = farmalloc (256L); r.r_es = FP_SEG (mem);


r.r_ax=0x4F00; intr (0x10, &r); array = MK_FP (mem[8], mem[7]); farfree (mem);

while ((*array!=0xFFFF) && (*array!=modo)) array++; return (*array==modo); }

/* ESTABLECER UN MODO GRAFICO VESA Y DEVOLVER LA DIRECCION DE */ /* LA RUTINA DE CONMUTACION DE BANCOS Y EL SEGMENTO DE VIDEO

void setmode (unsigned modo, long *conmutar, unsigned *videoseg) { struct REGPACK r; long far *mem;



r.r_ax = 0x4F01; r.r_cx = modo; intr (0x10, &r); *conmutar = *(mem+3); *videoseg = *(mem+2); farfree (mem); r.r_ax=0x4F02; r.r_bx=modo; intr (0x10, &r); }

/* OBTENER INFORMACION SOBRE UN MODO GRAFICO VESA */

void getinfo (unsigned modo, unsigned *max_x, unsigned *max_y, unsigned *vram, unsigned *bancos) { struct REGPACK r; unsigned far *mem;



*/


r.r_ax = 0x4F01; r.r_cx = modo; intr (0x10, &r);

*max_x = mem[9]; *max_y = mem[10]; *vram = (unsigned) ( (long) mem[8] * mem[10] / 1024L); farfree (mem); *bancos = *vram / 64; if (*vram % 64) (*bancos)++; }

/* CONMUTAR DE BANCO CON LA MAXIMA VELOCIDAD */

void setbank (long direccion, unsigned banco) { asm { mov

ax,4f02h

mov

dx,banco

mov

bx,0

call dword ptr direccion } }

103

103


7.5. - EL TECLADO. En este apartado se estudiará a fondo el funcionamiento del teclado en los ordenadores compatibles, a tres niveles: bajo, intermedio y alto. En el capítulo 12 se documenta el funcionamiento del hardware del teclado, interesante para ciertas aplicaciones concretas, aunque para la mayor parte de las labores de programación no es necesario llegar a tanto. 7.5.1. - BAJO NIVEL. Funcionamiento general del teclado. Al pulsar una tecla se genera una interrupción 9 (IRQ 1) y el código de rastreo que identifica la tecla pulsada puede leerse en el puerto de E/S 60h, tanto en XT como en AT (se corresponde en los AT con el registro de salida del 8042); si se suelta la tecla se produce otra interrupción y se genera el mismo código de rastreo+128 (bit 7 activo). Por ejemplo, si se pulsa la 'A' se generará una INT 9 y aparecerá en el puerto del teclado (60h) el byte 1Eh, al soltar la 'A' se generará otra INT 9 y se podrá leer el byte 9Eh del puerto del teclado (véase la tabla del apéndice V, donde se listan los códigos de rastreo del teclado). Bajo el sistema DOS, el teclado del AT es idéntico al del XT en los códigos de rastreo y comportamiento, debido a la traducción que efectúa el 8042 en el primero. No obstante, el teclado del AT posee unos comandos adicionales para controlar los LEDs. En otros sistemas operativos (normalmente UNIX) el teclado del AT es programado para trabajar en modo AT y pierde la compatibilidad con el del XT (los códigos de rastreo son distintos y al soltar una tecla se producen dos interrupciones) pero bajo DOS esto no sucede en ningún caso y la compatibilidad es casi del 100%. Las teclas expandidas -las que han sido añadidas al teclado estándar de 83/84 teclas- tienen un comportamiento especial, ya que pueden generar hasta 4 interrupciones consecutivas (con un intervalo de unos 1,5 milisegundos, ó 3 ms en los códigos dobles que convierte en uno el 8042) con objeto de emular, aunque bastante mal, ciertas combinaciones de las teclas no expandidas; en general es bastante deficiente la emulación por hardware y el controlador del teclado (KEYB) tiene que tratarlas de manera especial en la práctica. Así, por ejemplo, cuando está inactivo NUM LOCK y se pulsa el cursor derecho expandido, se generan dos interrupciones consecutivas: en la primera aparece un valor 0E0h en el puerto del teclado que indica que es una tecla expandida; en la segunda interrupción aparece el valor 4Dh: el mismo que hubiera aparecido pulsando el '6' del teclado numérico. Sin embargo, si NUM LOCK está activo, en un teclado normal de 83 teclas hay que pulsar el '6' del teclado numérico junto con shift para que el cursor avance. Esto se simula en el teclado expandido por medio de 4 interrupciones: En las dos primeras puede aparecer la secuencia 0E0h-2Ah ó bien 0E0h-36h (2Ah y 36h son los códigos de las teclas shift normales): con esto se simula que está pulsado shift aunque ello no sea realmente cierto (las BIOS más antiguas ignoran la mayoría de los bytes mayores de 128, entre ellos el 0E0h); después aparecen otras dos interrupciones con los valores 0E0h-4Dh (con objeto de simular que se pulsa el '6' del teclado numérico): como el estado NUM LOCK está activo y en teoría se ha pulsado shift y el 6 del teclado numérico, el cursor avanza a la derecha; al soltar la tecla aparecerá la secuencia de interrupciones 0E0h-CDh-0E0h-0AAh, o en su defecto la secuencia equivalente 0E0h-CDh-0E0h-0B6h. En general, estos códigos shift fantasma dan problemas cuando las teclas de SHIFT adquieren otro significado diferente que el de conmutar el estado NUM LOCK, lo que sucede en casi todos los editores de texto de los modernos compiladores. Por ello, la BIOS o el KEYB tratan de manera especial las teclas expandidas; en los ordenadores más antiguos (con BIOS -o al menos su tecnología- anterior a Noviembre de 1985), si no se carga el KEYB, el teclado expandido funcionará mal, incluso en Estados Unidos -aunque las teclas estén bien colocadas-. Cuando se lee un valor 0E0h en una interrupción de teclado, el KEYB o la BIOS activan el bit 1 (el que vale 2) de la posición de memoria 0040h:0096h; en la siguiente interrupción ese bit se borra y ya se sabe que el código leído es el de una tecla expandida. El bit 0 de esa misma posición de memoria indica si se leyó un byte 0E1h en lugar de 0E0h (la tecla expandida «pause» o «pausa» es un caso especial -por fortuna, el único- y genera un prefijo 0E1h en vez del 0E0h habitual; de hecho, esta tecla no genera códigos al ser soltada, pero al pulsarla aparece la secuencia E1-1D-45-E1-9D-C5). El buffer del teclado.

103


Cuando se pulsa una tecla normal, la rutina que gestiona INT 9 deposita en un buffer dos bytes con su código ASCII y el código de rastreo, para cuando el programa principal decida explorar el teclado -lo hará siempre consultando el buffer-. Si el código ASCII depositado es cero ó 0E0h, se trata de una tecla especial (ALT-x, cursor, etc.) y el segundo byte indica cuál (son los denominados códigos secundarios). El código ASCII 0E0h sólo es generado en los teclados expandidos por las teclas expandidas (marcadas como 'Ex' en la tabla de códigos de rastreo del apéndice V), aunque las funciones estándar de la BIOS y del DOS que informan del teclado lo convierten en cero para compatibilizar con teclados no expandidos. Así mismo, el código ASCII 0F0h está reservado para indicar las combinaciones de ALT-tecla que no fueron consideradas inicialmente en el software de soporte de los teclados no expandidos, pero sí actualmente (de esta manera, las rutinas de la BIOS saben si deben informar de estas teclas o no según se esté empleando una función avanzada u obsoleta, para compatibilizar). En todo caso, las secuencias introducidas por medio de ALT-teclado_numérico llevan asociado un código de rastreo 0, por lo que el usuario puede generar los caracteres ASCII 0E0h y 0F0h sin que se confundan con combinaciones especiales; además, según IBM, si el código ASCII 0 va acompañado de un código de rastreo 3 los programas deberían interpretarlo como un auténtico código ASCII 0 (esta secuencia se obtiene con Ctrl-2) lo que permite recuperar ese código perdido en indicar combinaciones especiales. Es importante señalar que aunque el buffer (organizado como cola circular) normalmente está situado entre 0040h:001Eh y 0040h:003Eh, ello no siempre es así; realmente el offset del inicio y el fin del buffer respecto al segmento 0040h lo determinan las variables (tamaño palabra) situadas en 0040h:0080h y 0040h:0082h en todos los ordenadores posteriores a 1981. Por ello, la inmensa mayoría de las pequeñas utilidades de las revistas y los ejemplos de los libros son, por desgracia, incorrectos: la manera correcta de colocar un valor en el buffer -para simular, por ejemplo, la pulsación de una tecla- o extraerlo del mismo es comprobando adecuadamente los desbordamientos de los punteros teniendo en cuenta las variables mencionadas. El puntero al inicio del buffer es una variable tamaño palabra almacenada en la posición 0040h:001Ah y el fin otra ubicada en 0040h:001Ch. El siguiente ejemplo introduce un carácter de código ASCII AL y código de rastreo AH (es cómodo y válido hacer AH=0) en el buffer del teclado:

no_desb:

fin_rutina:

MOV MOV CLI MOV MOV ADD CMP JB MOV CMP JE MOV MOV CMP STI

BX,40h DS,BX BX,DS:[1Ch] CX,BX CX,2 CX,DS:[82h] no_desb CX,DS:[80h] CX,DS:[1Ah] fin_rutina DS:[BX],AX DS:[1Ch],CX SP,0

; meter carácter AX en el buffer del teclado ; evitar conflictos con interrupciones ; puntero a la cola del buffer ; apuntar CX al siguiente dato ; más allá del fin del buffer ; ; ; ; ; ;

inicio de la cola circular puntero al inicio del buffer ZF = 1 --> buffer lleno introducir carácter ASCII (AL) en el buffer actualizar puntero al final del buffer ZF=0 (SP siempre <> 0) --> buffer no lleno

El valor 0 para el código de rastreo es usado para introducir también algunos caracteres especiales, como las vocales acentuadas, etc., aunque por lo general no es demasiado importante su valor (de hecho, los programas suelen comprobar preferentemente el código ASCII; de lo contrario, en un teclado español y otro francés, ¡la tecla Z tendría distinto código!). No estaría de más en este ejemplo comprobar si las variables 40h:80h y 40h:82h son distintas de cero por si el ordenador es demasiado antiguo, medida de seguridad que de hecho toma el KEYB del DR-DOS (en estas máquinas además no es conveniente ampliar el tamaño del buffer cambiándolo de sitio, por ejemplo; lo normal es que esté entre 40h:1Eh y 40h:3Eh). En el apéndice V se listan los códigos secundarios: son el segundo byte (el más significativo) de la palabra depositada en el buffer del teclado por la BIOS o el KEYB. Gestión de la interrupción del teclado.

103


He aquí un ejemplo de una subrutina que intercepta la interrupción del teclado apoyándose en el controlador habitual y limitándose a detectar las teclas pulsadas, espiando lo que sucede pero sin alterar la operación normal del teclado: nueva_int9:

STI PUSH IN PUSHF CALL ⋅ ⋅ ⋅ POP IRET

; ; ; código ; CS:anterior_int9 ; ; AX ; ;

AX AL,60h

permitir interrupción periódica preservar registros modificados de la tecla pulsada preparar la pila para IRET llamar a la INT 9 original hacer algo con esa tecla restaurar registros modificados volver al programa principal

Evidentemente, es necesario preservar y restaurar todos los registros modificados, como en cualquier otra interrupción hardware, dado que puede producirse en el momento más insospechado y no debe afectar a la marcha del programa principal, anterior_int9 es una variable de 32 bits que contiene la dirección de la interrupción del teclado antes de instalar la nueva rutina. Es necesario hacer PUSHF antes de llamar porque la subrutina invocada va a retornar con IRET y no con RETF. En general, el duo PUSHF/CALL es una manera alternativa de simular una instrucción INT. Si se implementa totalmente el control de una tecla en una rutina que gestione INT 9 -sin llamar al principio o al final al anterior gestor-, en los XT hay que enviar una señal de reconocimiento al teclado poniendo a 1 y después a 0 el bit 7 del puerto de E/S 61h (en AT no es necesario, aunque tampoco resulta perjudicial hurgar en ese bit en las máquinas fabricadas hasta ahora); es importante no enviar más de una señal de reconocimiento, algo innecesario por otra parte, de cara a evitar anomalías importantes en el teclado de los XT. Además, tanto en XT como AT hay que enviar en este caso una señal de fin de interrupción hardware (EOI) al 8259 (con un simple MOV AL,20h; OUT 20h,AL) al igual que cuando se gestiona cualquier otra interrupción hardware. El ejemplo anterior quedaría como sigue: nueva_int9:

fin:

STI PUSH IN CMP JNE PUSH IN OR OUT AND OUT POP ⋅ ⋅ ⋅ MOV OUT POP IRET POP JMP

AX AL,60h ; código de la tecla pulsada AL,tecla ; ¿es nuestra tecla? fin ; no AX ; vamos a «manchar» AX AL,61h AL,10000000b 61h,AL AL,01111111b 61h,AL ; señal de reconocimiento enviada AX ; AL = tecla pulsada ; gestionarla AL,20h 20h,AL ; EOI al 8259 AX ; AX del programa principal ; volver al programa principal AX ; AX del programa principal CS:anterior_int9 ; saltar al gestor previo de INT 9

Como se puede observar, esta rutina gestiona una tecla y las demás se las deja al KEYB o la BIOS. Sólo en el caso de que la gestione él es preciso enviar una señal de reconocimiento y un EOI al 8259. En caso contrario, se salta al controlador previo a esta rutina con un JMP largo (segmento:offset); ahora no es preciso el PUSHF, como en el caso del CALL, por razones obvias. La instrucción STI del principio habilita las interrupciones, siempre inhibidas al principio de una interrupción -valga la redundancia-, lo que es conveniente para permitir que se produzcan más interrupciones -por ejemplo, la del temporizador, que lleva nada menos que la hora interna del ordenador-. En el ejemplo, el EOI es enviado justo antes de terminar de gestionar esa tecla; ello significa que mientras se la procesa, las interrupciones hardware de menor prioridad -todas, menos el


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temporizador- están inhibidas por mucho que se haga STI; el programador ha de decidir pues si es preciso enviar antes o no el EOI (véase la documentación sobre el controlador de interrupciones 8259 de los capítulos posteriores), aunque si la rutina es corta no habrá demasiada prisa. Es habitual en los controladores de teclado de AT (tanto la BIOS como el KEYB del MS-DOS) deshabilitar el teclado mientras se procesa la tecla recién leída, habilitándolo de nuevo al final, por medio de los comandos 0ADh y 0AEh enviados al 8042. Sin embargo, la mayoría de las utilidades residentes no toman estas precauciones tan sofisticadas (de hecho, el KEYB del DR-DOS tampoco). Lógicamente sólo se pueden enviar comandos al 8042 cuando el registro de entrada del mismo está vacío, lo que puede verificarse chequeando el bit 1 del registro de estado: no es conveniente realizar un bucle infinito que dejaría colgado el ordenador de fallar el 8042, de ahí que sea recomendable un bucle que repita sólo durante un cierto tiempo; en el ejemplo se utiliza la temporización del refresco de la memoria dinámica de los AT para no emplear más de 15 ms esperando al 8042. Además las interrupciones han de estar inhibidas en el momento crítico en que dura el envío del comando, aunque cuidando de que sea durante el menor tiempo posible: nueva_int9:

STI PUSH CALL MOV OUT CALL IN STI ... CALL MOV OUT POP IRET

; breve ventana para interrupciones AX espera AL,0ADh 60h,AL ; inhibir teclado espera AL,60h ; ¿tecla? ; permitir rápidamente interrupciones ; procesar tecla y enviar EOI al 8259 espera AL,0AEh 60h,AL ; desinhibir teclado AX ; no merece la pena hacer STI

espera:

PUSH PUSH MOV CLI IN AND CMP JZ MOV IN TEST LOOPNZ POP POP RET

AX CX CX,995 ; constante para 15 ms

testref:

AL,61h AL,10h ; método válido solo en AT AL,AH testref AH,AL AL,64h ; registro de estado del 8042 AL,2 ; ¿buffer de entrada lleno? testref ; así es CX AX

7.5.2. - NIVEL INTERMEDIO. Consulta de SHIFT, CTRL, ALT, etc (marcas de teclado). Estas teclas pueden ser pulsadas para modificar el resultado de la pulsación de otras. IBM no ha definido combinaciones con ellas (excepto CTRL-ALT, que sirve para reinicializar el sistema si se pulsa en conjunción con DEL) por lo que los programas residentes suelen precisamente emplear combinaciones de dos o más teclas de estas para activarse sin eliminar prestaciones al teclado; por defecto, si se pulsan dos o más teclas de estas la BIOS o el KEYB asignan prioridades y consideran sólo una de ellas: ALT es la tecla de mayor prioridad, seguida de CTRL y de SHIFT. Por otra parte, cabe destacar el hecho de que CTRL, ALT y SHIFT (al

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igual que Num Lock, Caps Lock, Scroll Lock e Ins) no poseen la característica de autorepetición de las demás teclas debido a la gestión que realiza la BIOS o el KEYB. - Teclado no expandido. Llamando con AH=2 a la INT 16h (función 2 de la BIOS para el teclado), se devuelve en AL un byte con información sobre las teclas de control (SHIFT, CTRL, etc.) que es el mismo byte almacenado en 0040h:0017h (véase en el apéndice III el área de datos de la BIOS y las funciones de la BIOS para teclado). En 0040h:0018h, existe otro byte de información adicional, aunque no hay función BIOS para consultarlo en los teclados no expandidos, por lo que a menudo es necesario leerlo directamente. Por lo general es mejor emplear las funciones BIOS, si existen, que consultar directamente un bit, por razones de compatibilidad. Evidentemente, todas las funciones para teclados no expandidos pueden usarse también con los expandidos. - Teclado expandido. A partir de 0040h:0096h hay otros bytes con información adicional y específica sobre el teclado del AT y los teclados expandidos: parte de esta información, así como de la de 0040:0018h, puede ser consultada en los teclados expandidos con la función 12h de la BIOS del teclado expandido, que devuelve en AX una palabra: en AL de nuevo el byte de 0040h:0017h y en AH otro byte mezcla de diversas posiciones de memoria con información útil (consultar funciones de la BIOS para teclado). Los bits de 40h:96h sólo son fiables si está instalado el KEYB del MS-DOS o 99% compatible; por ejemplo, el KEYB del DR-DOS 5.0/6.0 (excepto en modo KEYB US) no gestiona correctamente el bit de AltGr, aunque sí los demás bits. Antes de usar esta función conviene asegurarse de que está soportada por la BIOS o el KEYB instalado. Lectura de teclas ordinarias. Con la función 0 de la INT 16h (AH=0 al llamar) se lee una tecla del buffer del teclado, esperando su pulsación si es preciso, y se devuelve en AX (AH código de rastreo y AL código ASCII); con la función 1 (AH=1 al llamar a INT 16h) se devuelve también en AX el carácter del buffer pero sin sacarlo (habrá que llamar de nuevo con AH=0), aunque en este caso no se espera a que se pulse una tecla (si el buffer estaba vacío se retorna con ZF=1 en el registro de estado). En los equipos con soporte para teclado expandido existen además las funciones 10h y 11h (correspondientes a la 0 y 1) que permiten detectar alguna tecla más (como F11 y F12) y diferenciar entre las expandidas y las que no lo son al no convertir los códigos 0E0h en 0, así como la función 5 (introducir caracteres en el buffer). Combinaciones especiales de teclas. - BREAK: se obtiene pulsando CTRL-PAUSE en los teclados expandidos (CTRL-SCROLL LOCK en los no expandidos). El controlador del teclado introduce una palabra a cero en el buffer e invoca la interrupción 1Bh. Los programas pueden interceptar esta interrupción para realizar ciertas tareas críticas antes de terminar su ejecución (ciertas rutinas del DOS, básicamente las de impresión por pantalla, detectan BREAK y abortan el programa en curso). - PAUSE: se obtiene con dicha tecla o bien con CTRL-NUM LOCK (teclados no expandidos); provoca que el ordenador se detenga hasta que se pulse una tecla no modificadora (ni SHIFT, ni ALT, etc.), tecla que será ignorada pero servirá para abandonar la pausa. La pausa es interna a la rutina de control del teclado. - PTR SCR (SHIFT con el (*) del teclado numérico en teclados no expandidos): vuelca la pantalla por impresora al ejecutar una INT 5. - SYS REQ: al pulsarla genera una INT 15h (AX=8500h) y al soltarla otra INT 15h (AX=8501h). - CTRL-ALT-DEL: el controlador del teclado coloca la palabra 1234h en 0040h:0072h (para evitar el chequeo


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de la memoria) y salta a la dirección 0FFFFh:0 reinicializando el ordenador. - ALT-teclado_numérico: manteniendo pulsada ALT se puede teclear en el teclado numérico un valor numérico en decimal; al soltar ALT el código ASCII que representa se introducirá en el buffer. El controlador del teclado almacena en 40h:19h el número en proceso de formación: cada vez que llega un nuevo dígito multiplica el contenido anterior por 10 y se lo suma. Al soltar ALT, se hace 40h:19h=0. Detección de soporte para teclado expandido. Normalmente no será necesario distinguir entre un teclado expandido o estándar, aunque en algunos casos habrá que tener en cuenta la posible pulsación de una tecla expandida y su código 0E0h asociado. En todo caso, el bit 4 de 0040h:0096h indica si el teclado es expandido; sin embargo es suicida fiarse de esto y es más seguro chequear por otros medios la presencia de funciones de la BIOS para teclado expandido antes de usarlas. En teoría, las BIOS de AT del 15 de noviembre de 1985 en adelante soportan las funciones 5, 10h y 11h; los de XT a partir del 10 de enero de 1986 soportan la 10h y la 11h. Sin embargo, en la práctica todas ellas normalmente están disponibles también en cualquier máquina más antigua si tiene instalado un KEYB eficiente, venga equipada o no con teclado expandido. Por ello, lo ideal es chequear la presencia de estas funciones por otros procedimientos. Por ejemplo: llamar a la función 12h con AL=0. Por desgracia, si la función no está implementada no devuelve el acarreo activo para indicar el error. Pero hay un truco: si el resultado sigue siendo AX=1200h, las funciones de teclado expandido no están soportadas. Esto se debe a que al no estar implementada la función, nadie ha cambiado el valor de AX: además, en caso de estar implementada no podría devolver 1200h porque ello significaría una contradicción entre AH y AL. MOV INT CMP JE JMP

AX,1200h 16h ; invocar función teclado expandido AX,1200h no_expandido ; función no soportada si_expandido ; función soportada

Posibilidades avanzadas. La rutina de la BIOS del AT (y de los KEYB) que lee el buffer del teclado, cuando no hay teclas y tiene que esperar por las mismas ejecuta de manera regular la función 90h (AH=90h) de la interrupción 15h indicando una espera de teclado al llamar (AL=2). De esta manera, un hipotético avanzado sistema operativo podría aprovechar ese tiempo muerto para algo más útil. Así mismo, cuando un carácter acaba de ser introducido en el buffer del teclado, se ejecuta la función 91h para indicar que ya ha finalizado la entrada y hay caracteres disponibles. En general, estas características no son útiles en el entorno DOS y, por otra parte, han sido deficientemente normalizadas. Por ejemplo, al acentuar incorrectamente se generan dos caracteres (además del familiar pitido): el KEYB del MS-DOS sólo ejecuta una llamada a la INT 15h con la función 91h (pese a haber introducido dos caracteres en el buffer) y el de DR-DOS hace las dos llamadas... Lo que sí puede resultar más interesante es la función de intercepción de código del teclado: las BIOS de AT no demasiado antiguas y el programa KEYB, tras leer el código de rastreo en AL, activan el acarreo y ejecutan inmediatamente la función 4Fh de la INT 15h para permitir que alguien se de por enterado de la tecla y opcionalmente aproveche para manipular AL y simular que se ha pulsado otra tecla: ese alguien puede devolver además el acarreo borrado para indicar al KEYB que no continúe procesando esa tecla y que la ignore (en caso contrario se procedería a interpretarla normalmente). Para verificar si esta función está disponible en la BIOS basta con ejecutar la función 0C0h de la INT 15h que devuelve un puntero en ES:BX y comprobar que el bit 4 de la posición direccionada por ES:[BX+5] está activo. Alternativamente, puede verificarse la presencia del programa KEYB, lo que también permite emplear esta función en los PC/XT, aunque es más arriesgado. Para detectar la presencia del KEYB del MS-DOS en memoria basta con llamar a la interrupción 2Fh con AX=0AD80h y comprobar que devuelve AL=0FFh (esta función devuelve la versión del KEYB en BX y un puntero a un área de datos en ES:DI). [DR-DOS usa AX=0AD00h]. Consideraciones finales.

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Conviene señalar que los teclados de AT pueden generar interrupciones aunque no se pulsen teclas, normalmente para devolver una señal de reconocimiento cuando alguien les ha enviado algo -por ejemplo, la BIOS puede enviar un comando para cambiar los led's-; por ello, en el momento más insospechado puede producirse una INT 9 con el código de rastreo 0FAh, y la secuencia de interrupciones generada por las teclas que tienen asociado un led en los AT, debido a los códigos 0FAh, no es exactamente idéntica a la de los XT, aunque se trata de un detalle poco relevante -incluso para quienes pretendan hacer algo especial con estas teclas. También es conveniente indicar que en los AT se puede leer puerto del teclado, para averiguar la última tecla pulsada o soltada, en casi cualquier momento -por ejemplo, periódicamente desde la interrupción del temporizador-. De todas formas, esta práctica tiene efectos secundarios debidos al mal diseño del software del sistema de los AT (tales como teclas shift que se enganchan, como si se quedaran pulsadas, numeritos que aparecen al pulsar los cursores expandidos, etc.). Además, en los XT sólo se obtendrá una lectura correcta inmediatamente después de producirse la interrupción del teclado y antes de enviar la correspondiente señal de reconocimiento al mismo -por tanto, no desde una interrupción periódica-. Todo esto desaconseja la lectura del puerto del teclado desde cualquier otro sitio que no sea INT 9, salvo contadas excepciones. Por último indicar que en los AT se puede modificar el estado de CAPS LOCK, NUM LOCK o SCROLL LOCK por el simple procedimiento de alterar el bit correspondiente en 40h:17h; dicho cambio se verá reflejado en los led's cuando el usuario pulse una tecla o el programa lea el teclado con cualquier función -en la práctica, de manera casi instantánea-. Sin embargo, para aplicar esta técnica es aconsejable verificar que se trata de un AT porque en los PC/XT el led -si existe- no se actualiza y pasa a indicar una información incorrecta. Realmente, en los XT, el control de los led lo lleva la propia circuitería del teclado de manera independiente al ordenador. 7.5.3. - ALTO NIVEL. El acceso al teclado a alto nivel puede realizarse a través de las funciones 1, 6, 7, 8 y 0Ah del DOS, considerándolo como dispositivo de entrada estándar. Algunas de estas funciones, si devuelven un 0, se trata de una tecla especial y la siguiente lectura devuelve el código secundario. El DOS utiliza las funciones BIOS. 7.6. - LOS DISCOS. 7.6.1. - ESTRUCTURA FISICA. Los discos son el principal medio de almacenamiento externo de los ordenadores compatibles. Pueden ser unidades de disco flexible, removibles, o discos duros -fijos-. Constan básicamente de una superficie magnética circular dividida en pistas concéntricas, cada una de las cuales se subdivide a su vez en cierto número de sectores de tamaño fijo. Como normalmente se emplean ambas caras de la superficie, la unidad más elemental posee en la actualidad dos cabezas de lectura/escritura, una para cada lado del disco. Los tres parámetros comunes a todos los discos son, por tanto: el número de cabezas, el de pistas y el de sectores. El término cilindro i hace referencia a la totalidad de las pistas i de todas las caras. Bajo DOS, los sectores tienen un tamaño de 512 bytes (tanto en discos duros como en disquetes) que es difícil cambiar (aunque no imposible). Los sectores se numeran a partir de 1, mientras que las pistas y las caras lo hacen desde 0. El DOS convierte esta estructura física de tres parámetros a otra: el número de sector lógico, que se numera a partir de 0 (los sectores físicos les denominaremos a partir de ahora sectores BIOS para distinguirlos de los sectores lógicos del DOS). Para un disco de SECTPISTA sectores BIOS por pista y NUMCAB cabezas, los sectores lógicos se relacionan con la estructura física por la siguiente fórmula: Sector lógico = (sector_BIOS - 1) + cara * SECTPISTA + cilindro * SECTPISTA * NUMCAB - X1

Es decir, el DOS recorre el disco empezando la pista 0 (la exterior, la más alejada del centro) y por la cara o cabezal 0, recorriendo todos los sectores; luego avanza una cara y recorre de nuevo todos los sectores; después pasa al siguiente cilindro... y repite de nuevo el proceso. De esta manera, varios cabezales podrían hipotéticamente- leer bloques de información consecutivos simultáneamente. En los disquetes, X1=0, pero en

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los discos duros se resta un cierto factor de compensación X1, ya que éstos pueden estar divididos en varias particiones y la que usa el DOS puede no estar al principio del mismo. En general, un disco duro dividido en varias particiones de tipo DOS determina varias unidades lógicas de disco, cada una de las cuales dispone de un conjunto de sectores lógicos numerados a partir de 0 y un factor de compensación propio para la fórmula. Las siguientes fórmulas transforman sectores DOS en sus correspondientes BIOS: Sector_BIOS = (sector MOD SECTPISTA) + 1 Cara = (sector / SECTPISTA) MOD

NUMCAB

Cilindro = sector / (SECTPISTA * NUMCAB) + X2

Como la partición del DOS no suele empezar en el cilindro 0 (reservado en gran parte para la tabla de particiones) sino más bien en el 1 ó en otro posterior (cuando hay más particiones antes que la del DOS) será necesario añadir un cierto valor adicional de compensación X2 a la última fórmula para calcular el cilindro efectivo; esto es así porque en la práctica las particiones suelen empezar y acabar ocupando cilindros enteros y exactos (aunque en realidad, y dada la arquitectura de la tabla de partición, podrían empezar y acabar no sólo en un determinado cilindro sino también en cierto sector y cara del disco, pero no es frecuente). X1 y X2 se obtienen consultando e interpretando la tabla de particiones o el sector de arranque. 7.6.2. - CABEZA 0. PISTA 0. SECTOR 1. El primer sector físico de todos los discos contiene información especial (el sector_BIOS 1 del cilindro 0 y cabezal 0). Tanto en disquetes como en discos duros, contiene un pequeño programa que se encarga de poner en marcha el ordenador: es el sector de arranque de los disquetes, o bien el código de la tabla de particiones de los discos duros. En este último caso, ese programa realiza una tarea muy sencilla: consulta la tabla de particiones ubicada en ese mismo sector, determina cuál es la partición activa y dónde empieza y acaba; a continuación carga el sector lógico 0 de esa partición (sector de arranque) y lo ejecuta. En los disquetes no existe este paso intermedio: el sector físico 0 del disquete, en terminos absolutos, es ya el sector de arranque y no el de partición. Esto es así porque los disquetes contienen poca información y son baratos, no siendo preciso particionarlos para compartirlos con varios sistemas operativos. El programa ubicado en el sector de arranque busca el fichero oculto del sistema IBMBIO.COM o IO.SYS, lo carga y le entrega el control. El programa contenido en este fichero cargará a su vez IBMDOS.COM o MSDOS.SYS, el cual a su vez cargará finalmente el intérprete de comandos (normalmente, COMMAND.COM). Formato de la tabla de partición de los discos duros: ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

Esta tabla comienza en un offset 1BEh del sector (al principio está el código ejecutable); cada partición de las 4 posibles ocupa 16 bytes; al final de las cuatro está la marca 0AA55h, ubicada en el offset 1FEh, que indica que la tabla es válida. Los 16 bytes que la forman se interpretan como indica el cuadro de la derecha:

│ byte 0: 0 para partición inactiva, 80h en la de arranque.

│

│ byte 1: cabeza donde comienza la partición.

│

│ byte 2: bits 0 al 5: sector de inicio de la partición; 6, 7: parte alta del │ │

│

número de cilindro.

│ byte 3: parte baja del número de cilindro de inicio de la partición.

│

│ byte 4: tipo de partición, las más comunes son 0: No usada; 1: DOS-12 (FAT

│

│

12 bits); 4: DOS-16 (FAT 16 bits); 5: DOS Extendida; 6:BIGDOS (más

│

│

de 32Mb); 7: OS/2 HPFS ó WinNT NTFS; 0Ah: OS/2 Boot Manager;

0Bh:

│

│

32-bit FAT Win95 (0Ch con LBA);

(como 06 y 05 pero con

│

│

LBA);

81h Linux; 82h Linux swap; 83h: Linux native; 0A5h: FreeBSD

│

│

o BSD/386; 0F2h: partición secundaria (no estudiada en este libro). │

0Eh y 0Fh

│ byte 5: cabeza donde termina la partición.

│

│ byte 6: bits 0 al 5: sector de fin de la partición; 6, 7: parte alta del

│

│

│

número de cilindro.

│ byte 7: parte baja del número de cilindro de fin de la partición.

│

│ bytes 8 al 11: Doble palabra que indica el sector relativo (en todo el

│

│

│

disco) en que comienza la partición, expresado en sectores.

│ bytes 12 al 15: Doble palabra con el tamaño de esa partición en sectores.

│

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Formato de la TABLA DE PARTICIÓN Habitualmente, las particiones suelen empezar en el segundo cabezal del cilindro 0, con lo que toda la

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primera pista física del disco duro está vacía. Lugar ideal para virus, algunos fabricantes han utilizado esta interesante característica para mejorar el arranque, colocando una falsa tabla de partición que muestre un menú en pantalla y cargue después la partición de verdad, permitiendo también más de 4 particiones. Sin embargo, estas maniobras suelen reducir la compatibilidad. Existen también código de particiones sofisticado que permite seleccionar una de las 4 particiones manteniendo pulsada una tecla en el arranque, sin tener que andar ejecutando FDISK para seleccionar la partición activa... ¡lo que se puede hacer con 400 bytes de código!. Realmente, la arquitectura global de las particiones de un equipo (en particular si tiene más de 4, una mezcla de sistemas operativos y/o varios discos duros), puede llegar a ser compleja: practíquese con un buen editor de disco para aprender más (ej. el DISKEDIT de las Norton Utilities o las PC-Tools). Las particiones extendidas llevan su propio sector de partición adicional, en el que no hay código de programa sino, en su lugar, una lista de dispositivos. Hay dos entradas por cada dispositivo: la primera indica el tipo (1-FAT12, 4-FAT16); la segunda entrada apunta al siguiente dispositivo (caso de existir) o es 0 (no hay más dispositivos). El DOS 4.0 y posteriores eliminaron la limitación de los 32 Mb en las particiones y el software actual, ya actualizado, no da problemas con los discos de más de 32 Mb. Por ello, en discos de más de 32 ó 40 Mb lo normal es instalar DOS 4.0 ó superior. Formato del sector de arranque: En el sector de arranque, además del sencillo programa de puesta en marcha del sistema, hay cierta información útil acerca de las características del disco o partición. Los primeros 3 bytes no son significativos: contienen el código de operación de una instrucción JMP que salta a donde realmente comienza el código, aunque conviene que dicha instrucción de salto esté al principio del sector de arranque para que algunos sistemas validen dicho sector (es válido un salto corto seguido de NOP o un salto completo de 3 bytes). A partir del cuarto (offset 3) se puede encontrar la información válida. En el sector de arranque del disquete está contenido el BPB (Bios Parameter Block) que analizaremos más tarde. ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

offset

│

offset 11 (1 palabra):

Bytes por sector, ej. 512.

│

│

offset 13 (1 byte):

Sectores por cluster (ej. 2)

│

│


Sectores reservados al principio (1 en diquettes)

│

│

offset 16 (1 byte):

Número de copias de la FAT (2 normalmente)

│

│


Número de entradas al directorio raíz (112 en discos de 360 Kb)

│

│


Número total de sectores del disco (0 en discos de más de 32 Mb)

│

│

offset 21 (1 byte):

Byte de tipo de disco (véase tabla más adelante)

│

│


Número de sectores ocupados por cada FAT

│

│


Número de sectores por pista

│

│


Número de cabezas (2 en disquetes de doble cara)

│

│

offset 28 (2 palabras):

Número de sectores especiales reservados. Nota: sólo se debe considerar la primera mitad de │

3 (8 bytes):

Identificación del sistema (ej., "IBM

│

3.3")

│

esta doble palabra en versiones del sistema 3.30 o anteriores (no hay problemas con DR-DOS, │

│

que en todas sus versiones, hasta la 6.0 incluida, es un DOS 3.31).

│

depende de la posición relativa que ocupe la partición dentro del disco duro (será 0 en los │

│

disquetes),

│

un número de sector de la BIOS.

│

Número total de sectores del disco en discos de más de 32 Mb (esta información sólo debe

│

│

obtenerse de aquí si la palabra ubicada en el offset 19 es cero).

│

│ offset 36 (1 byte):

Número de unidad física (a partir del DOS 4.0).

│


Reservado.

│


valor 29h desde DOS 4.0 (marca de validación que indica que los bytes ubicados desde el

│

│

offset 36 al offset 61 están definidos).

│

│ offset 39 (2 palabras):

Número de serie del disco (a partir de DOS 4.0).

│ offset 43 (11 bytes):

Título del disco (desde DOS 4.0); por defecto se inicializa con "NO NAME

│

el DOS 4.0 como el 5.0 y 6.X siguen empleando además las tradicionales etiquetas de volumen.│


Sistema de ficheros (a partir de DOS 4.0): puede ser "FAT12

│

offset 32 (2 palabras):

El valor de este campo │

este valor ha de sumarse al del número de sector del DOS antes de traducirlo a │

│

" o

"FAT16

", aunque tanto │

".

│

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Formato del SECTOR DE ARRANQUE

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El byte del tipo de disco (offset 21) intenta identificar el tipo de disco, aunque no lo consigue en muchos casos dada la ilógica utilización que se ha hecho de él. La recomendación es hacer lo que viene haciendo el DOS desde la 3.30: no hacer caso de lo que dice este byte para identificar los discos. La única excepción tal vez sea el valor 0F8h que identifica a los dispositivos no removibles:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 0FEh - discos de 5¼-160 Kb (1 cara, 8 sectores/pista, 40 pistas)

│

│ 0FFh - discos de 5¼-320 Kb (2 caras, 8 sectores/pista, 40 pistas)

│

│ 0FCh - discos de 5¼-180 Kb (1 cara, 9 sectores/pista, 40 pistas)

│

│ 0FDh - discos de 5¼-360 Kb (2 caras, 9 sectores/pista, 40 pistas)

│

│ 0F9h - discos de 5¼-1,2 Mb (2 caras, 15 sectores/pista, 80 pistas)

│

│ 0F9h - discos de 3½-720 Kb (2 caras, 9 sectores/pista, 80 pistas)

│

│ 0F8h - discos duros y algunos virtuales

│

│ 0F0h - discos de 3½-1,44 Mb (2 caras, 18 sectores/pista, 80 pistas) │ │ 0F0h - discos de 3½-2,88 Mb (2 caras, 36 sectores/pista, 80 pistas) │ │ 0F0h - restantes formatos de disco

│

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Tipos de Discos 7.6.3. - LA FAT. Después del sector de arranque, aparecen en el disco una serie de sectores que constituyen la Tabla de Localización de Ficheros (File Alocation Table o FAT). Consiste en una especie de mapa que indica qué zonas del disco están libres, cuáles ocupadas, dónde están los sectores defectuosos, etc. Normalmente hay dos copias consecutivas de la FAT (véase el offset 16 del sector de arranque), ya que es el área más importante del disco de la que dependen todos los demás datos almacenados en él. No deja de resultar extraño que ambas copias de la FAT estén físicamente consecutivas en el disco: si accidentalmente se estropeara una de ellas (por ejemplo, rayando con un bolígrafo el disco) lo más normal es que la otra también resultara dañada. En general, muchos programas de chequeo de disco no se molestan en verificar si ambas FAT son idénticas (empezando por algunas versiones de CHKDSK). Por otra parte, hubiera sido mejor elección haberla colocado en el centro del disco: dada la frecuencia de los accesos a la misma, de cara a localizar los diferentes fragmentos de los ficheros, ello mejoraría notablemente el tiempo de acceso medio. Aunque cierto es que los cachés de disco y los buffers del config.sys pueden hacer casi milagros... a costa de memoria. Antes de seguir adelante, conviene hacer un pequeño paréntesis y explicar el concepto de cluster: un cluster es la unidad mínima de información a la que accede el DOS, desde el punto de vista lógico. Normalmente consta de varios sectores (ver offset 13 del sector de arranque): dos en un disquete de 360 Kb, uno en un disquete de alta densidad, y entre 4 y 16 -normalmente- en un disco duro. El disco queda dividido, por tanto, en un cierto número de clusters. La FAT es realmente un mapa que contiene 12 ó 16 bits -como veremos- por cada cluster, indicando su estado: cluster libre: valor 0 cluster defectuoso: valores 0FF7h (ó 0FFF7h). cluster no utilizable: valores 0FF5 al 0FF6h (ó 0FFF5 al 0FFF6h). último cluster del fichero: valor 0FF8 al 0FFFh (ó 0FFF8h al 0FFFFh). otro valor: puntero al siguiente cluster del fichero.

Los ficheros en disco no siempre ocupan posiciones contiguas: normalmente están más o menos fragmentados debido a que se aprovechan los huecos dejados por otros ficheros borrados, de ahí el auge de los programas que compactan los discos con objeto de acelerar el acceso a los datos. Por tanto, cada fichero consta de un cluster inicial indicado en la entrada del directorio -como se verá- que inicia una cadena tan larga como la longitud del mismo (expresada en clusters), existiendo normalmente un valor 0FFFh ó 0FFFFh en el último cluster para señalar el final (del 0FF8h al 0FFEh y del 0FFF8h al 0FFFEh no se emplean). Consultando la FAT se puede determinar la ubicación de los fragmentos en que están físicamente divididos los ficheros en los discos,

103


así como qué zonas están aún disponibles y cuáles son defectuosas en el mismo. Los cluster se numeran a partir de 2, ya que las dos primeras entradas en la FAT están reservadas para el sistema. Los clusters hacen referencia exclusiva a la zona de datos: el área que va detrás del sector de arranque, la FAT y el directorio. Por ello, en un disquete de 360 Kb, con clusters de 1 Kb y 354 Kb libres para datos, hay 354 clusters (numerados de 2 a 355) y los 6 Kb misteriosos que faltan son el sector de arranque, las dos FAT y -como veremos después- el directorio raíz. Puede ser válida, por ejemplo, la siguiente FAT de 12 bits habiendo un fichero A que ocupe los clusters 2, 3, 5 y 6: Elemento de la FAT 0

Valor FFD

Interpretación El disco es de tipo 0FDh (despreciar restantes

FFF 003 005 FF7 006 FFF 013 ...

Entrada no utilizada El siguiente cluster del fichero A es El siguiente cluster del fichero A es Cluster defectuoso El siguiente cluster del fichero A es Este es el último cluster del fichero El siguiente cluster del fichero B es

bits) 1 2 3 4 5 6 7 ...

el 3 el 5 el 6 A el 013

Como se ve, el primer byte de la primera entrada a la FAT es inicializado con el mismo valor que el byte de tipo de disco del sector de arranque. Los restantes bits de las dos primeras entradas suelen estar todos a 1. Para determinar el número de clusters del disco, ha de restarse del número total de sectores la cifra correspondiente al número de sectores reservados (normalmente 1 en los disquetes, correspondiente al sector de arranque), los que ocupa la FAT y los empleados por el directorio raíz (que se verá más adelante); a continuación se divide ese número de sectores de datos resultante por el número de sectores por cluster. El hecho de emplear FAT's de 12 bits es debido a que con menos bits (ej., un byte) sólo podría haber unos 250 clusters en el disco. En un disco de 1,2 Mb ello significaría que la unidad mínima de información sería 1200/250 = 5 Kb: el fichero más pequeño (de 1 byte) ocuparía ¡5 Kb!. Empleando FAT's de 16 bits se podrían hacer clusters incluso de tamaño menor que el sector (menos de 512 bytes), aprovechando más el espacio del disco. Sin embargo, ello haría que la propia FAT ocupase demasiado espacio en el disco. Por ello, en los disquetes se emplean FAT's de 12 bits (1 byte y medio): para un programa en código máquina ello no ralentiza los cálculos (aunque al ser humano no se le de muy bien trabajar con medios bytes). En la práctica, se toman palabras de 16 bits y se desprecian los 4 bits más significativos en los clusters pares y los 4 menos significativos en los impares. A continuación se listan dos rutinas que permiten acceder a una FAT de 12 bits previamente cargada en memoria, con objeto de consultar o modificar alguna entrada. Evidentemente, después habrá que volver a grabar la FAT en disco, tantas veces como copias de la misma existan en éste. Las rutinas necesitan que la FAT esté completamente cargada en memoria, lo cual no es un requerimiento demasiado costoso, habida cuenta de que no puede ocupar más de 4085 * 1,5 = 6128 bytes. POPF

; ************ Escribir un elemento en una FAT de 12 bits

JC

poke_fat_imp

;

DS:BX = FAT completamente cargada en memoria

AND

AX,1111000000000000b

;

DX

JMP

poke_fat_ok

AND

AX,0000000000001111b

PUSH

CX

; Entrada: AX

= posición de dicho elemento

= nuevo valor de dicho elemento poke_fat_imp:

poke_fat

PROC

; preservar la otra entrada

; preservar la otra entrada

PUSH

AX

MOV

CL,4

PUSH

BX

SHL

DX,CL

PUSH

DX

POP

CX

ADD

BX,AX

; BX = BX + cluster

OR

AX,DX

; «mezclar»

SHR

AX,1

; AX = cluster / 2

MOV

[BX],AX

; nuevo valor en la FAT

; CF = 1 si impar

POP

DX

PUSHF

; preservar registros

poke_fat_ok:

ADD

BX,AX

; BX = BX + cluster * 1,5

POP

BX

MOV

AX,[BX]

; AX = palabra con dato 12 bits

POP

AX

; colocarlo: 4 bits a la izda

103


RET poke_fat

; retorno sin alterar registros

; ************ Leer un elemento de una FAT de 12 bits

ENDP

; Entrada: AX

peek_fat

= posición de dicho elemento

;

DS:BX = FAT completamente cargada en memoria

; Salida:

DX

= valor de dicho elemento

PROC PUSH

AX

PUSH

BX

ADD

BX,AX

; BX = BX + cluster

SHR

AX,1

; AX = cluster / 2

PUSHF


; CF = 0 si par

ADD

BX,AX

MOV

DX,[BX]

; BX = BX + cluster * 1,5

POPF

peek_fat_par:

JNC

peek_fat_par

PUSH

CX

MOV

CL,4

SHR

DX,CL

POP

CX

AND

DH,00001111b

POP

BX

POP

AX

RET peek_fat

; DX=DX/16: si DX=xyz0, DX=0xyz

; borrar posible dígito izdo

; retornar sólo DX modificado

ENDP

Tal vez, en futuros disquetes de elevada capacidad sea necesario pasar a una FAT de 16 bits, aparecida con el DOS 3.0, que es la usada por todos los discos duros excepto el de 10 Mb del XT original de IBM. Con una FAT de 12 bits el nº de cluster más alto posible es 4085, que se corresponde con un disco de 4084 clusters (numerados de 2 a 4085). En principio, no existe ninguna manera sencilla de averiguar el tipo de FAT de un disco, ya que el fabricante olvidó incluir un byte de identificación al efecto. La documentación publicada es contradictoria en las diversas fuentes que he consultado, y en todas es por desgracia incorrecta (unos dicen que la FAT 16 comienza a partir de 4078 clusters, otros que a partir de 4086, otros confunden el número de clusters con el número más alto de cluster...). Sin embargo, todas las versiones del DOS comprobadas (MS-DOS 3.1, 3.3, 4.0, 5.0 y DR-DOS 5.0 y 6.0) operan con una FAT de 16 bits en discos de 4085 clusters (inclusive) en adelante; esto es, a partir de 4086 como número de cluster más alto. Esto puede verificarse fácilmente creando discos virtuales con 4084/4085 clusters, copiando algunos ficheros y mirando la FAT con algún programa de utilidad (a simple vista se distingue si las entradas son de 12 ó 16 bits). Por desgracia, salvo en MS-DOS 3.3 y en DR-DOS 6.0, los comandos CHKDSK del sistema consideran erróneamente que los discos de 4085, 4086 y 4087 clusters ¡poseen una FAT de 12 bits!, lo cual resulta además completamente absurdo, dado que 4087 (0FF7h) es la marca de cluster defectuoso en una FAT de 12 bits y ¡en ningún caso podría ser un número de cluster cualquiera!. Sin embargo, pese a este problema de CHKDSK, los discos con más de 4084 clusters han de ser diseñados con una FAT de 16 bit, ya que es mucho más grave tener problemas con el DOS que con CHKDSK. Otra solución es procurar no crear discos de ese número crítico de clusters, o confiar que el usuario no ejecute el casi olvidado CHKDSK sobre ellos. Por fortuna, los discos normales no están por ahora en la frontera crítica entre la FAT de 12 y la de 16 bits, aunque con los discos virtuales sí se pueden crear unidades con esos tamaños críticos: la casi totalidad de los discos virtuales del mercado tienen problemas en estos casos. En algunos discos duros se puede determinar también el tipo de FAT consultando la tabla de particiones, aunque no es el método más conveniente. Debe tener en cuenta el lector que manipular una FAT sin conocer su tipo supone destrozar la información almacenada en el disco. Sin embargo, tampoco hay que tener tanto miedo: lo que sí puede resultar peligroso es llegar al extremo de preguntar al usuario el tipo de FAT... Ahora puede surgir la pregunta: si la FAT mantiene una cadena que indica cómo está distribuido un fichero en el disco, ¿dónde se almacena el inicio de esa cadena, esto es, la primera entrada en la FAT del fichero?. 7.6.4.- EL DIRECTORIO RAÍZ.

103


Inmediatamente después de la FAT y su(s) réplica(s) de seguridad viene el directorio raíz. Detrás de éste ya vienen los clusters conteniendo la información del disco propiamente dicha. El directorio consta de 32 bytes por cada fichero/subdirectorio (los subdirectorios no son más que un tipo especial de fichero). En los discos de 360 Kb, por ejemplo, el directorio se extiende a lo largo de 7 sectores (3584 bytes = 112 entradas como máximo). El tamaño y ubicación del directorio pueden obtenerse del sector de arranque, como se vio al principio. La información almacenada en los 32 bytes es la siguiente: ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │ offset 0 (8 bytes):

Nombre del fichero

│ │ bit 0: activo si el fichero es de sólo lectura

│


Extensión del nombre del fichero

│ │ bit 1: activo si el fichero es oculto

│


Byte de atributos

│ │ bit 2: activo si el fichero es de sistema

│ offset 12 (10 bytes): Reservado (PASSWORD cifrada DR-DOS) │ │ bit 3: activo si esa entrada de directorio es │ offset 22 (2 bytes):

Hora*2048 + minutos*32 + segundos/2 │ │


(año-1980)*512 + mes*32 + día

│ │ │

la etiqueta de volumen

│ │ bit 4: activo si es un subdirectorio

│


Primera entrada en la FAT

│ │ bit 5: bit de archivo usado por BACKUP y RESTORE │


Tamaño del fichero en bytes

│ │ bits 6,7: no utilizados

│

└───────────────────────────────────────────────────────────┘ └──────────────────────────────────────────────────┘ ENTRADA DE DIRECTORIO

BYTE DE ATRIBUTOS

En el byte de atributos, varios bits pueden estar activos a un tiempo. El atributo de sistema no tiene un significado en particular, es una reliquia heredada del CP/M (los ficheros ocultos del sistema lo tienen activo). En un mismo disco sólo puede haber una entrada con el bit 3 activo; además, en este caso se interpretan el nombre y la extensión como un único conjunto de 11 caracteres. Las entradas de tipo subdirectorio (bit 4 del byte de atributos activo) tienen un valor cero en el campo de tamaño (offset 28): el tamaño de un fichero subdirectorio está determinado por el número de entradas que ocupa en la FAT (en la práctica, esto sucede con cualquier otro fichero, aunque si no es de directorio en el offset 28 esta información se indica con precisión de bytes). El nombre del fichero puede comenzar por 0E5h, lo que indica que el fichero que estuvo ahí ha sido borrado. Si empieza por 2Eh (código ASCII del punto (.)) ó por 2Eh, 2Eh (dos puntos consecutivos) se trata de una entrada que referencia a un fichero subdirectorio. 7.6.5. - LOS SUBDIRECTORIOS. Como hemos visto, un subdirectorio en principio puede ser una simple entrada del directorio raíz. El subdirectorio, físicamente, es a su vez un fichero un tanto especial: contiene datos binarios ... que son nada más y nada menos que otras entradas de directorio para otros ficheros, de 32 bytes como siempre. Dentro de cada subdirectorio hay al menos dos entradas especiales: un fichero con un nombre punto (.) que referencia al propio subdirectorio -que así puede autolocalizarse- y otro con doble punto (..) que referencia al directorio padre -del que cuelga- siendo posible, gracias a ello, retroceder cuanto se desee por el árbol de directorios sin necesidad de que todos los caminos partan del raíz. Si la primera entrada en la FAT del fichero (..) es un 0, quiere decir que ese subdirectorio cuelga del raíz, de lo contrario apuntará al primer cluster del fichero subdirectorio padre. El tamaño de un fichero subdirectorio es ilimitado -sin exceder, evidentemente, la capacidad del disco-. Por ello, en un subdirectorio puede haber una gran cantidad de ficheros (muchos más de 112 ó 500) sin problemas. Cada fichero que se crea en un subdirectorio aumenta el tamaño del fichero subdirectorio en 32 bytes. Por ello, en un disco de 360 Kb (354 Kb libres) se puede crear un subdirectorio y en él se pueden introducir, en caso extremo, 11326 ficheros (más el (.) y el (..)) de tamaño cero que paradójicamente llenarían el disco (recordar que cada entrada al directorio ocupa 32 bytes). Normalmente nadie suele cometer esos excesos. Si en un subdirectorio había demasiados ficheros y se borra una buena parte de los mismos, el tamaño del fichero subdirectorio debería reducirse, pero en la práctica el DOS no se ocupa de estas pequeñeces, habida cuenta de que los ficheros subdirectorio son unos pequeños islotes en el gran océano disco (los usuarios más tacaños siempre pueden optar por crear un nuevo subdirectorio y mover todos los ficheros a él, borrando el anterior para recuperar el espacio libre).

103


Considerando el nombre completo de un fichero, con toda la trayectoria de directorios, el proceso a seguir para localizarlo en el disco es ir recorriendo los ficheros subdirectorio de uno en uno, hasta llegar al fichero subdirectorio donde está registrado el fichero y, en la posición correspondiente, obtener su punto de entrada en la FAT. Dicho sea de paso, tal vez sea una pena que el disco no conste de un único «fichero raíz» privilegiado de directorio, que podríamos denominar «subdirectorio raíz». Ello permitiría también un número ilimitado de entradas (en vez de 112, 224, etc.) y sería más lógico que una ristra de sectores. Sin embargo, esta peculiar circunstancia también aparece en otros sistemas operativos, como el UNIX. Sus motivos tendrá. 7.6.6. - EL BPB Y DPB. El BPB (Bios Parameter Block) es una estructura de datos que contiene información relativa a la unidad de disco. El BPB es una pieza vital en los controladores de dispositivo de bloques, como veremos en un futuro capítulo, por lo que a continuación se expone su contenido (idéntico a una parte del sector 0): ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

offset

0

DW bytes_por_sector

│

│

offset

2

DB sectores_por_cluster

│

│

offset

3

DW sectores_reservados_al_comienzo_del_disco

│

│

offset

5

DB número_de_FATs

│

│

offset

6

DW número_de_entradas_en_el_directorio_raíz

│

8

│

offset

│

offset 10

DB byte_descriptor_de_medio

DW número_total_de_sectores (0 con nº de sector de 32 bits) │ │

│

offset 11

DW numero_de_sectores_por_FAT

│

│

-- A partir del DOS 3.0:

│

│

offset 13

│

DW sectores_por_pista

│

offset 15

DW número_de_cabezas

│

│

offset 17

DD número_de_sectores_ocultos

│

│

-- A partir del DOS 4.0 (más bien DOS 3.31)

│

│

offset 21

DD número_de_sectores (unidades con direccionamiento de

│

offset 25

DB 6 DUP (?)

│ │

sector de 32 bits) (6 bytes no documentados)

El DOS convierte internamente el BPB en DPB (Drive Parameter Block), una estructura similar con más información útil. Para obtener el DPB de una unidad determinada, puede utilizarse la función 32h del DOS, Get Drive Parameter Block (indocumentada); la cadena de DPBs del DOS puede recorrerse a partir del primer DPB (obtenido con la función 52h del DOS, Get List of Lists, también indocumentada).

│ │

│

offset 31

DW número_de_cilindros

│

│

offset 33

DB tipo_de_dispositivo

│

│

offset 34

DW atributos_del_dispositivo

│

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

7.6.7. - LA BIOS Y LOS DISQUETES. Resulta interesante conocer el comportamiento de la BIOS en relación a los disquetes, ya que las aplicaciones desarrolladas bajo DOS de una u otra manera habrán de cooperar con la BIOS por razones de compatibilidad (o al menos respetar ciertas especificaciones). El funcionamiento del disquete se controla a través de funciones de la INT 13h, aunque esta interrupción por lo general acaba llamando a la INT 40h que es quien realmente gestiona el disco en las BIOS modernas de AT. Las funciones soportadas por esta interrupción son: reset del sistema de disco (reset del controlador de disquetes, envío del comando specify y recalibramiento del cabezal), consulta del estado del disco (obtener resultado de la última operación), lectura, escritura y verificación de sectores, formateo de pistas, obtención de información del disco y las disqueteras, detección del cambio de disco, establecimiento del tipo de soporte para formateo... algunas de estas últimas funciones no están disponibles en las máquinas PC/XT. La BIOS se apoya en varias variables ubicadas en el segmento 40h de la memoria. Estas variables son las siguientes (para más información, consultar el apéndice al final del libro): Byte 40h:3EhEstado de recalibramiento del disquete. Esta variable indica varias cosas: si se ha producido una interrupción de disquete, o si es preciso recalibrar alguna disquetera debido a un reset anterior. Byte 40h:3FhEstado de los motores. En esta variable se indica, además del estado de los motores de las 4 posibles disqueteras (si están encendidos o no), la última unidad que fue seleccionada y la operación en curso sobre la misma. Byte 40h:40hCuenta para la detención del motor. Este byte es decrementado por la interrupción periódica del temporizador; cuando llega a 0

103


todos los motores de las disqueteras (realmente, el único que estaba girando) son detenidos. Dejar el motor girando unos segundos tras la última operación evita tener que esperar a que el motor acelere antes de la siguiente (si esta llega poco después). Byte 40h:41hEstado de la última operación: se actualiza tras cada acceso al disco, indicando los errores producidos (0 = ninguno). Bytes 40h:42hA partir de esta dirección, 7 bytes almacenan el resultado de la última operación de disquete o disco duro. Se trata de los 7 bytes que devuelve el NEC765 tras los principales comandos. Byte 40h:8BhControl del soporte (AT). Esta variable almacena, entre otros, la última velocidad de transferencia seleccionada. Byte 40h:8FhInformación del controlador de disquete (AT). Se indica si la unidad soporta 80 cilindros (pues sí, la verdad) y si soporta varias velocidades de transferencia. Byte 40h:90hEstado del soporte en la unidad A. Se indica la velocidad de transferencia a emplear en el disquete introducido en esta unidad, si precisa o no saltos dobles del cabezal (caso de los disquetes de 40 cilindros en unidades de 80), y el resultado de los intentos de la BIOS (la velocidad puede ser correcta o no, según se haya logrado determinar el tipo de soporte). Byte 40h:91hLo mismo que el byte anterior, pero para la unidad B. Byte 40h:92hEstado del soporte en la unidad A al inicio de la operación. Byte 40h:93hEstado del soporte en la unidad B al inicio de la operación. Byte 40h:94hNúmero de cilindro en curso en la unidad A. Byte 40h:95hNúmero de cilindro en curso en la unidad B.

Además de estas variables, la BIOS utiliza también una tabla de parámetros apuntada por la INT 1Eh. Los valores para programar ciertas características del FDC según el tipo de disco pueden variar, aunque algunos son comunes. Esta tabla determina las principales características de operación del disco. Dicha tabla está inicialmente en la ROM, en la posición 0F000h:0EFC7h de todas las BIOS compatibles (prácticamente el 100%), aunque el DOS suele desviarla a la RAM para poder actualizarla. El formato de la misma es: byte 0:Se corresponde con el byte 1 del comando 'Specify' del 765, que indica el step rate (el tiempo de acceso cilindrocilindro, a menudo es 0Dh = 3 ó 6 ms) y el head unload time (normalmente, 0Fh = 240 ó 480 ms). byte 1:Es el byte 2 del comando 'Specify': los bits 7..1 indican el head load time (normalmente 01h = 2 ó 4 ms) y el bit 0 suele estar a 0 para indicar modo DMA. byte 2:Tics de reloj (pulsos de la interrupción 8) que transcurren tras el acceso hasta que se para el motor. byte 3:Bytes por sector (0=128, 1=256, 2=512, 3=1024).

byte 4:Sectores por pista. byte 5:Longitud del GAP entre sectores (normalmente 2Ah en unidades de 5¼ y 1Bh en las de 3½). byte 6:Longitud de sector (ignorado si el byte 3 no es 0). byte 7:Longitud del GAP 3 al formatear (80 en 5¼ y 3½-DD, 84 en 5¼-HD y 108 en 3½-HD). byte 8:Byte de relleno al formatear (normalmente 0F6h). byte 9:Tiempo de estabilización del cabezal en ms. byte 10:Tiempo de aceleración del motor (en unidades de 1/8 de segundo).

El tiempo de estabilización del cabezal es el tiempo que hay que esperar tras mover el cabezal al cilindro adecuado, hasta que éste se asiente, con objeto de garantizar el éxito de las operaciones futuras; esta breve pausa es establecida en 25 milisegundos en la BIOS del PC original, aunque otras BIOS y el propio DOS suelen bajarlo a 15. Del mismo modo, el tiempo de aceleración del motor (byte 10) es el tiempo que se espera a que el motor adquiera la velocidad de rotación correcta, nada más ponerlo en marcha. En cualquier caso, es norma general intentar tres veces el acceso a disco (con resets de por medio) hasta considerar que un error es real. En general, pese a estos valores usuales, la flexibilidad del sistema de disco es extraordinaria y suele responder favorablemente con unos altísimos niveles de tolerancia en las temporizaciones. Una excepción quizá la constituye el valor de GAP empleado al formatear, al ser un parámetro demasiado importante. 7.6.8. - DISQUETES FLOPTICAL 3½ DE 20 MB. Las unidades que soportan estos disquetes, que también admiten los de 720K y 1.44M (aunque a menudo no los de 2.88M) trabajan con controladoras SCSI e incorporan una BIOS propia para dar soporte a estos dispositivos. El secreto de estos disquetes está en el posicionamiento óptico del cabezal, lo que permite elevar notablemente el número de pistas. Por ejemplo, las unidades de 20 Mb parecen estar equipadas con 753 cilindros y 27 sectores/pista. Aunque en el sector de arranque indica que posee 251 cilindros y 6 cabezales, el sentido común nos permite deducir que esto no puede ser así. Lo de los 27 sectores por pista parece indicar que la velocidad de transferencia de estos disquetes es exactamente un 50% mayor que la de los convencionales de 1.44M (750 Kbit/seg frente a 500 Kbit/seg). El FORMAT del DOS 5.0 y posteriores puede formatear los disquetes floptical, pero lo hace a bajo

103


nivel, con lo que tarda cerca de 30-45 minutos en inicializarlos. Como ya vienen formateados de fábrica, en realidad basta con añadirles un sector de arranque e inicializar la FAT y el directorio raíz. También se puede verificar la superficie magnética para detectar posibles sectores defectuosos. Los programas de utilidad que acompañan estas unidades realizan todas estas tareas en unos 4 minutos. El tipo de FAT asignado puede ser seleccionado por el usuario (12 ó 16 bits), así como otros parámetros técnicos (tamaño de clusters, etc.). Las tarjetas controladoras suelen permitir un cierto grado de flexibilidad, de cara a seleccionar la letra de unidad que se desea asignar al floptical. Configurándolo como A: se puede incluso arrancar desde un disquete de éstos. 7.6.9. - EJEMPLO DE ACCESO AL DISCO A ALTO NIVEL. Se puede acceder a varios niveles, siendo mejor el más alto por razones de compatibilidad: 1) Programando directamente el controlador de disquetes/disco duro para acceder a sectores físicos. 2) Llamando a la BIOS para leer cierto sector, de cierta cara y cierto cilindro. 3) Llamando al DOS para leer un sector lógico determinado en la unidad que se le indique. 4) Llamando al DOS para acceder a un fichero por su nombre y ruta. El método (1) es apropiado para realizar formateos especiales en sistemas de protección anticopia; el (2) es útil para acceder a otras particiones de otros sistemas operativos o a disquetes formateados por otros sistemas operativos; las opciones (3) y (4) son las más cómodas e interesantes. En general, en la medida de lo posible es conveniente no bajar del nivel (3); de lo contrario se pierde la posibilidad de acceder a ciertas unidades (por ejemplo, un disco virtual no existe en absoluto para la BIOS). A continuación se muestra un programa de ejemplo que solicita el nombre de un fichero y lo visualiza por pantalla, cargándolo por fragmentos y apoyándose en las funciones del DOS que se comentan en el apéndice que resume las funciones del sistema operativo. Paradójicamente, el acceso se realiza a alto nivel pese a tratarse de un programa en ensamblador. Como se puede observar, al final del programa se definen dos buffers de datos de 80 y 2048 bytes. Si no se desea que estos buffers alarguen el tamaño del programa ejecutable, pueden definirse de la siguiente manera: fichnomEQU buffer

$ EQU

$+80

Sin embargo, si se procede de esta última manera convendría asegurarse primero de que existen 2128 bytes de memoria libres tras el código del programa, ya que de esta manera el DOS no realiza la comprobación por nosotros (se limita a cargar cualquier programa que quepa en memoria). De todas maneras, normalmente suele haber más de 2128 bytes libres de memoria tras cargar cualquier programa... Conviene hacer notar que si en lugar de DUP (0) se coloca DUP (?), el linkador de Borland (TLINK 3.0), al contrario que el LINK de Microsoft, TAMPOCO reserva espacio efectivo para esas variables. Esto sólo sucede, lógicamente, cuando el DUP (?) está al final del programa y no hay nada más a continuación -ni más código ni datos que no sean DUP (?)-. ; ********************************************************************

MOV

AH,9

; función de impresión

; *

*

INT

21h

; llamar al DOS

*

LEA

DX,fichnom

; dirección para el «input»

*

MOV

BYTE PTR [fichnom],60

; ********************************************************************

MOV

AH,10

; función de entrada de teclado

; *

MIRA.ASM

-

Utilidad para visualizar ficheros de texto.

; *

mira

; no más de 60 caracteres

INT

21h

; llamar al DOS

SEGMENT

MOV

BL,[fichnom+1]

; longitud efectiva tecleada

ASSUME CS:mira, DS:mira

MOV

BH,0

; en BX

ADD

BX,OFFSET fichnom ; apuntar al final

ORG

100h

; programa de tipo .COM

MOV

BYTE PTR [BX+2],0 ; poner un cero al final

LEA

DX,input_txt

; mensaje

LEA

DX,fichnom+2

inicio: ; offset a cadena ASCIIZ nombre

103

trocito:


MOV

AL,0

; modo de lectura

MOV

CX,AX

; bytes leídos realmente

MOV

AH,3Dh

; función para abrir fichero

JCXZ

cerrar

; no hay nada que imprimir

INT

21h

; llamar al DOS

PUSH

AX

; preservarlos

JC

error

; CF=1 --> error

LEA

BX,buffer

; imprimir buffer ...

MOV

handle,AX

; código de acceso al fichero

MOV

DL,[BX]

; carácter a carácter

MOV

AH,2

; ir llamando al servicio 2 del

imprime:

MOV

BX,handle


INT

21h

; DOS para imprimir en pantalla

MOV

CX,2048

; número de bytes a leer

INC

BX

; siguiente carácter

LEA

DX,buffer

; dirección del buffer

LOOP

imprime

; acabar caracteres

MOV

AH,3Fh

; función para leer del fichero

POP

AX

; recuperar nº de bytes leídos

INT

21h

; llamar al DOS

CMP

AX,2048

; ¿leidos 2048 bytes?

JC

error

; CF=1 --> error

JE

trocito

; sí, leer otro trocito más

MOV

BX,handle


MOV

AH,3Eh

; cerrar fichero

INT

21h

; llamar al DOS

JC

error

; CF = 1 --> error

INT

20h

; fin del programa

LEA

DX,fallo_txt

; mensaje de error

MOV

AH,9


INT

21h

; llamar al DOS

CMP

handle,0

; ¿fichero abierto?

JNE

cerrar

; sí: cerrarlo

INT

20h

; fin del programa

cerrar:

error:

; ------------ datos y variables

handle

DW

0

input_txt

DB

13,10,"Nombre del fichero: $"

fallo_txt

DB

13,10,"*** Error ***",13,10,10,"$"

fichnom

DB

80 DUP (0)

buffer

DB

2048 DUP (0) ;

mira

ENDS END

; handle de control del fichero

; buffer para leer desde el teclado "

"

"

"

el disco

inicio

7.6.10. - EJEMPLO DE ACCESO AL DISCO A BAJO NIVEL. El programa de ejemplo desarrollado requiere un adaptador VGA ya que utiliza el modo de 640 por 480 con 16 colores para obtener una representación gráfica de alta calidad del contenido del disco, en lugar de la tradicional y pobre representación habitual en modo texto. Además, se reprograman los registros de paleta y el DAC de la VGA para elegir colores más atractivos. El funcionamiento del programa se basa en acceder a la FAT y crear una imagen gráfica de la misma. Para ello, calcula cuantos puntos de pantalla debe trazar por cada cluster de disco (utiliza una ventana de 636x326 = 207336 puntos). Aunque este número no es entero, por razones de eficiencia se trabaja con fracciones para evitar el empleo de coma flotante. Muchas veces el ensamblador no es suficiente para asegurar la velocidad: la primera versión del programa tardaba 18 segundos en dibujar un mapa en un 386-25, con una rutina escrita en su mayor parte en ensamblador. Tras mejorar el algoritmo y optimizar el código en la zona crítica donde se trazan los puntos, se redujo a menos de 0,66 segundos el tiempo necesario (¡314000 puntos por segundo a 25 MHz!). Para leer los sectores del disco no se utiliza la función absread() del Borland C 2.0, ya que posee una errata por la que falla con unidades de más de 32767 clusters. En su lugar, una rutina en ensamblador se encarga de llamar a la interrupción 25h teniendo cuidado con el tipo de disco (particiones de más de 32 Mb o de menos de esa cantidad). La FAT se lee en una matriz, ya que no ocupa más de 128 Kb en el peor de los casos. Se lee de tres veces para evitar que en un sólo acceso a disco, vía INT 25h, se rebasen los 64 Kb permitidos si la FAT ocupa más de 64 Kb (el puntero al buffer apunta al inicio del segmento al ser de tipo HUGE). A continuación, se interpreta la FAT (según sea de 12 ó 16 bits) y se crea otra matriz de tamaño equivalente al número de clusters del disco. Esta última matriz -

103


que indica los clusters libres, ocupados y defectuosos- es la que se volcará en pantalla adecuadamente. El programa también imprime información general sobre el disco, utilizando la función de impresión de la BIOS. Se imprime todo lo necesario antes de dibujar ya que para trazar los puntos es preciso programar el adaptador de vídeo de una manera diferente a la que emplea la BIOS (por razones de velocidad): después de ejecutar prepara_punto(), la BIOS no es capaz de escribir en pantalla. La inclusión de ensamblador en los programas en C se verá con detalle en un capítulo posterior. /********************************************************************

int

existe_vga(), info_disco(), leesect(), HablaSp();

int

sp, unidad, tamcluster, sectfat,

/ /*

tsect, scr_ok=0, modo, cb, pag, cur_x, cur_y;

*/ /*

DMAP

2.1

-

Utilidad

de

información

gráfica

de

discos.

unsigned long numsect, inifat, tamfat;

*/

unsigned numclusters, clusters_datos, clusters_malos;

/*

unsigned char huge *boot, huge *fat, huge *bitfat, far *scrbuf;

*/ /*

(c) Julio 1994 Ciriaco García de Celis.

*/

void main(int argc, char **argv)

/*

{ sp=HablaSp();

*/ /*

/* determinar idioma del país */

Compilar con Borland C++ en modelo large con cb=0;

*/ /*

la

opción

«Jump

optimization»

if (!strcmp(strupr(argv[argc-1]),"/I")) cb++;

desactivada.

/* parámetro /I */

*/ /*

sp^=cb;

*/

if (argc>cb+1) unidad=(*argv[1] | 0x20)-'a';

/********************************************************************

else

/

unidad=getdisk();

#include

preservar_pantalla (&scrbuf,&modo,&pag,&cur_x,&cur_y,&scr_ok,&cb);

#include

if (!existe_vga()) salida_error (1);

#include

if ((boot=farmalloc(2048L))==NULL) salida_error (2);

#include

if (leesect(unidad, 1, 0L, boot)!=0) salida_error (3);

#include

if (!info_disco (boot, &numsect, &numclusters, &tamcluster, &inifat, §fat, &tamfat, &tsect)) salida_error(5); if ((fat=farmalloc(tamfat))==NULL) salida_error (2);

#define C_PACIENCIA

78

/* colores */

#define C_PACIENCIAM

9

#define C_NEGRO

0

/* VGA negro */

aviso_espera();

#define C_CABECERA

1

/* VGA oro */

carga_fat (fat, inifat, sectfat, tsect);

#define C_TITULOS

2

/* VGA rojo */

genera_bitfat (fat, bitfat, numclusters);

#define C_INFO

3

/* VGA naranja */

#define C_LEYENDA

4

/* VGA azul claro */

#define C_MARCO

5

/* VGA amarillo */

init_video();

#define C_OCUPADA

6

/* VGA verde oscuro */

prepara_paleta();

#define C_LIBRE

7

/* VGA verde claro */

informe_disco (unidad, boot, numsect,

#define C_ERRONEA

8

/* VGA verde muy oscuro */

if ((bitfat=farmalloc((long)numclusters))==NULL) salida_error (2);

analiza_fat

(bitfat,

numclusters,

&clusters_datos,

&clusters_malos);

clusters_datos, clusters_malos); leyendas (numclusters, clusters_datos, clusters_malos); prepara_punto();

#define MODO

0x12

#define MIN_X

2

/* modo de vídeo */

#define MAX_X

637

#define MIN_Y

152

pinta_fat (bitfat, numclusters);

#define MAX_Y

477

if (!getch()) getch();

marco(); while (kbhit()) getch();

/* ventana de dibujo de FAT */

restaurar_pantalla (scrbuf,modo,pag,cur_x,cur_y,scr_ok,cb); } void preservar_pantalla(), restaurar_pantalla(), init_video(), aviso_espera(), carga_fat(), escribir(), salida_error(), dec2str(), porc2str(), genera_bitfat(), analiza_fat(),

void preservar_pantalla(char far **scrbuf, int *modo, int *pag, int

informe_disco(), leyendas(), marco(), pinta_fat(), prepara_punto(), punto(), prepara_paleta();

*colorbits)

*cx,

int

*cy,

int

*scr_ok,

int

103


{ *scr_ok=0;

/* supuesto que no va a ser posible */

*modo=peekb(0x40, 0x49);

void prepara_paleta()

if (((*modo<=3)||(*modo==7))&&((*scrbuf=farmalloc(4096L))!=NULL)) {

{

*scr_ok=1;

struct REGPACK r;

if (*modo==7)

char i, paleta[17]; static unsigned char dac[][3] = {

movedata(0xb000,0,FP_SEG(*scrbuf),FP_OFF(*scrbuf),4096);

/* R

G

B */

0,

0},

/* VGA negro */

{63, 42,

0},

/* VGA oro */

*pag=peekb(0x40,0x62);

{63, 16,

0},

/* VGA rojo */

*cx=peekb(0x40,0x50+(*pag)*2); *cy=peekb(0x40,0x51+(*pag)*2);

{63, 32,

0},

/* VGA naranja */

*colorbits=peek(0x40, 0x10) & 0x30;

{ 0, 40, 63},

/* VGA azul claro */

}

{63, 63,

0},

/* VGA amarillo */

{ 0, 48,

0},

/* VGA verde oscuro */

{ 0, 63,

0},

/* VGA verde claro */

{ 0, 28,

0}

/* VGA verde muy oscuro */

else

{ 0,

movedata(0xb800,peek(0x40,0x4e), FP_SEG(*scrbuf),FP_OFF(*scrbuf),4096);

}

};

void restaurar_pantalla(char far *scrbuf, int modo, int pag, int cx, int cy, int scr_ok, int colorbits)

r.r_ax=0x1013; r.r_bx=0x0100;

{ struct REGPACK r;

intr (0x10, &r);

/* DAC: 16 bloques de 16 elementos */

poke (0x40, 0x10, peek(0x40, 0x10) & 0xFFCF | colorbits);

r.r_ax=0x1013; r.r_bx=1;

if (scr_ok) {

intr (0x10, &r);

/* página 0: paleta en elementos 0..15 del DAC */

if (modo!=peekb(0x40,0x6c)) { r.r_ax=modo; intr (0x10, &r); } r.r_ax=0x500+pag; intr (0x10, &r);

/* restaura página activa

*/

for (i=0; i<16; i++) paleta[i]=i;

/* índices correctos */

paleta[16]=0;

/* borde negro */

if (modo==7) r.r_es=FP_SEG(paleta); r.r_dx=FP_OFF(paleta);

movedata(FP_SEG(scrbuf),FP_OFF(scrbuf),0xb000,0,4096);

r.r_ax=0x1002; intr (0x10, &r);

else


movedata(FP_SEG(scrbuf),FP_OFF(scrbuf), r.r_bx=0;

/* primer elemento del DAC */

r.r_ax=0x200; r.r_bx=pag<<8; r.r_dx=cy<<8+cx; intr (0x10, &r);

r.r_cx=9;

/* número de elementos a definir */

farfree(scrbuf);

r.r_es=FP_SEG(dac); r.r_dx=FP_OFF(dac);

0xb800,peek(0x40,0x4e),4096);

r.r_ax=0x1012; intr (0x10, &r);

}

/* programar elementos del DAC */

}

else { r.r_ax=modo; intr (0x10, &r); } /* imposible reponer pantalla */

void aviso_espera()

}

{ int cx;

int existe_vga()

if (modo>1) cx=25; else cx=4;

/* devolver condición cierta si hay VGA */

escribir (cx, 12, C_PACIENCIA,"╔══════════════════════════════╗");

{

escribir (cx, 13, C_PACIENCIA,

struct REGPACK r;

sp?"║ ANALIZANDO AREAS DEL SISTEMA ║": "║

r.r_ax=0x1A00; intr (0x10, &r);

PROCESSING SYSTEM AREAS

║");

escribir (cx+32, 13, C_PACIENCIAM, "█");

return ((r.r_ax & 0xFF)==0x1A);

escribir (cx, 14, C_PACIENCIA,"╚══════════════════════════════╝");

}

escribir (cx+32, 14, C_PACIENCIAM, "█"); escribir void init_video()

(cx+1,15,C_PACIENCIAM,"████████████████████████████████");

{

} struct REGPACK r;

/* forzar modo color */

void carga_fat (unsigned char huge *fat, long inifat, int sectfat, int tsect)

poke (0x40, 0x10, peek (0x40, 0x10) & 0xFFCF | 0x20); /* establecer modo 640x480x16 */ r.r_ax=MODO; intr (0x10, &r); }

{ int parte1, parte2, parte3;

103


nclus = nsect / boot[0x0D];

parte1=(sectfat+2)/3;

if (nclus>65535L) salida_error (4);

parte2=(sectfat-parte1)/2; parte3=sectfat-parte1-parte2;

*numclusters = nclus;

/* la FAT se carga de tres veces */

*tamcluster = (*tamsect) * boot[0x0D];

if (parte1)

*bytesfat=(long) (*sectfat) * (*tamsect);

if (leesect(unidad, parte1, inifat, fat)!=0) salida_error (3);

return (1);

if (parte2)

/* retorno correcto */

}

if (leesect(unidad, parte2, inifat+parte1, }

fat + (unsigned long) parte1 * tsect)!=0) salida_error (3); if (parte3) if (leesect(unidad, parte3, inifat+parte1+parte2, fat + (unsigned long) (parte1+parte2) * tsect)!=0) salida_error (3);

void salida_error(int error) {

}

restaurar_pantalla (scrbuf,modo,pag,cur_x,cur_y,scr_ok,cb); switch (error) { case 1: printf (sp?"\n

void escribir (int cx, int cy, int color, unsigned char *cadena)

"\n

{

Este programa requiere adaptador VGA.\n": This program requires VGA adaptor.\n");

break;

struct REGPACK r; unsigned char *p, pagina;

case 2: printf (sp?"\n

Memoria insuficiente.\n":

"\n

Insufficient memory.\n");

unsigned char far *cursor_x; break;

case 3: printf (sp?"\n

pagina = peekb(0x40, 0x62); r.r_ax=0x200; r.r_bx = (pagina << 8); r.r_dx=0xFF00;

de red.\n":

intr (0x10, &r);

drive.\n");

Unidad incorrecta, no preparada, HPFS o

"\n /* eliminar cursor de la pantalla */

Incorrect, not ready, HPFS or network

break; case 4: printf (sp?"\n

cursor_x = MK_FP (0x40, 0x50 + (pagina <<1) );

"\n

poke (0x40, 0x50 + (pagina << 1), (cy << 8) + cx);

Sólo soportados sistemas FAT12/FAT16.\n":

Only supported FAT12/FAT16 filesystems.\n");

break; case 5: printf (sp?"\n

p=cadena;

Sector de arranque dañado, imposible

informar.\n":

while (*p) {

"\n

r.r_ax=0x900 | *p; r.r_bx = (pagina << 8) | color; r.r_cx=1;

Boot record damaged, impossible to analyze

drive.\n");

intr (0x10, &r);

break;

(*cursor_x)++; }

p++;

exit (error);

} }

}

void dec2str (char *cadena, unsigned long num, int longitud)

int info_disco (unsigned char *boot, unsigned long *numsect,

{

unsigned *numclusters, int *tamcluster, unsigned long *inifat, int *sectfat,

unsigned long div;

unsigned long *bytesfat, int *tamsect)

int i, coma;

{ switch (longitud) {

unsigned long nclus, nsect; *tamsect = boot[0x0B] | ((int) boot[0x0C] << 8);

case 13: coma=1; div=1000000000L; break;

*numsect = boot[0x13] | ((unsigned long) boot[0x14] << 8);

case

if (!*numsect) *numsect=(long) boot[0x20] | (long) boot[0x21]<<8

}

6: coma=2; div=10000L; break;

for (i=0; i
| (long) boot[0x22]<<16 | (long) boot[0x23]<<24;

if (i==coma) { cadena[i]='.'; coma+=4; i++;

*sectfat=boot[0x16] | (int) boot[0x17] << 8;

}

*inifat=boot[0x0E] | (int) boot[0x0F] << 8;

cadena[i]=num/div+'0'; num%=div; if

((*tamsect<32)

||

(numsect==0)

||

(boot[0x0D]==0)

}

||

cadena[i]=0;

(*sectfat==0)) return (0);

while (((*cadena=='0') || (*cadena=='.')) && (*(cadena+1)))

/* retorno con error */

*cadena++=' ';

else { }

nsect=*numsect - (*inifat) - (*sectfat) * boot[0x10] (boot[0x11] *tamsect;

|

(int)

boot[0x12]

<<

8)

*

32

/

103


else

void porc2str (char *cadena, int num)

if (elemento == C_ERRONEA) (*clusters_malos)++;

{

*clusters_datos=numclusters-libres-(*clusters_malos);

cadena[0]=num/10000 | '0'; num%=10000; cadena[1]=num/1000

| '0'; num%=1000;

cadena[2]=num/100

| '0'; num%=100;

}

if (sp) cadena[3]=','; else cadena[3]='.'; cadena[4]=num/10

void informe_disco (int unidad, unsigned char *boot,

| '0';

unsigned long numsect, unsigned datos, unsigned malos)

if (cadena[0]=='0') { {

cadena[0]=' '; if (cadena[1]=='0') cadena[1]=' ';

char id[17], c;

}

int tamsect, sectpista, numcaras, sectfat, sectcluster, i;

} tamsect = boot[0x0B] | (int) boot[0x0C] << 8; sectpista = boot[0x18] | (int) boot[0x19] << 8; void genera_bitfat (unsigned char huge *fat, unsigned char huge *bitfat, unsigned numclusters)

numcaras = boot[0x1A] | (int) boot[0x1B] << 8; sectfat = boot[0x16] | (int) boot[0x17] << 8; sectcluster = boot[0x0D];

{ unsigned int fat16=0, elemento, pos;

escribir (0, 0, C_CABECERA, sp?

unsigned i;

"─────────

DMAP

2.1

if (numclusters>4084) fat16++;

unidad A: ─────────":

for (i=2; i
report ─────────");

"───────── DMAP 2.1

(c)

Julio

1994

CiriSOFT

────────

Informe

(c) July 1994 CiriSOFT ─────────── Drive A:

if (fat16) { elemento = fat[(long)i<<1] | (fat [((long)i<<1)|1] << 8);

id[0]=(char) unidad + 'A'; id[1]=0;

if (!elemento)

escribir (sp?68:61, 0, C_CABECERA, id);

bitfat[i-2]=C_LIBRE;

/* cluster libre */ escribir (0, 1, C_TITULOS, sp?"ID sistema:

else

bitfat[i-2]=C_ERRONEA;

":"System ID:

/* cluster defectuoso */

escribir (15, 1, C_INFO, id); escribir (0, 2, C_TITULOS, sp?"Byte de Medio: ":"Media byte:

else bitfat[i-2]=C_OCUPADA;

");

for (i=3; i<11; i++) id[i-3]=boot[i]; id[8]=0;

if (elemento == 0xFFF7)

/* cluster ocupado */

");

c=boot[0x15] >> 4 | '0'; if (c>'9') c+=7; id[0]=c; c=boot[0x15] & 0x0F | '0'; if (c>'9') c+=7; id[1]=c; id[2]=0;

}

escribir (19, 2, C_INFO, id);

else /* FAT12 */ { pos = (i*3L) >> 1;

escribir (0, 3, C_TITULOS, "Bytes/sector:

if (i & 1)

dec2str (id, tamsect, 6);

elemento = (fat[pos] >> 4) | (fat[pos+1L] << 4);

");

escribir (15, 3, C_INFO, id); escribir (0, 4, C_TITULOS, sp?"Cilindros:

else elemento = fat[pos] | ((fat[pos+1L] & 0x0F) << 8);

");


if (!elemento) bitfat[i-2]=C_LIBRE;

":"Cylinders:

dec2str (id, (numsect/sectpista/numcaras*256+255) >> 8, 6);

/* cluster libre */

escribir (0, 5, C_TITULOS, sp?"Caras:

":"Sides:

");

":"Tracks:

");

dec2str (id, numcaras, 6);

else


if (elemento == 0xFF7) bitfat[i-2]=C_ERRONEA;

/* cluster defectuoso */

bitfat[i-2]=C_OCUPADA;

escribir (0, 6, C_TITULOS, sp?"Pistas: dec2str (id, numsect/sectpista, 6);

else /* cluster ocupado */

escribir (15, 6, C_INFO, id); escribir

}

(26,

1,

C_TITULOS,

sp?"Sectores/pista:":"Sectors/track:

");

}

dec2str (id, sectpista, 6); escribir (43, 1, C_INFO, id); void analiza_fat (unsigned char huge *bitfat, unsigned numclusters, unsigned *clusters_datos, unsigned *clusters_malos)

escribir

(26,

2,

C_TITULOS,

sp?"Sectores/cluster:":"Sectors/cluster: "); dec2str (id, sectcluster, 6);

{ unsigned i, elemento, libres=0;


for (i=0; i
(26,

3,

C_TITULOS,

"); dec2str (id, sectfat, 6); escribir (43, 3, C_INFO, id);

sp?"Sectores/FAT:

":"Sectors/FAT:

103


escribir

(26,

4,

C_TITULOS,

sp?"Número

de

FATs:":"Number

escribir (55, 8, C_LEYENDA, sp?"Area defectuosa (":"Damaged area

of

(");

FATs:"); dec2str (id, boot[0x10], 6);

porc=malos*10000L/numclusters+5;


(26,

5,

C_TITULOS,

sp?"Sectores

porc2str (cad, porc); escribir (sp?72:69, 8, C_LEYENDA, cad);

reserv.:":"Reserved }

sectors:"); dec2str (id, boot[0x0E] | (int) boot[0x0F] << 8, 6); escribir (43, 5, C_INFO, id); escribir

(26,

6,

C_TITULOS,

sp?"Entradas

en

raiz:":"Root

dir

void marco() {

entries:");

int x, y;

dec2str (id, boot[0x11] | (int) boot[0x12] << 8, 6); escribir (43, 6, C_INFO, id); escribir (52, 1, C_TITULOS, sp?"Sectores:

for (y=MIN_Y; y<=MAX_Y; y++) {

":"Sectors:

");

punto (MIN_X-2, y, C_MARCO); punto (MIN_X-1, y, C_MARCO);

dec2str (id, numsect, 13);

punto (MAX_X+1, y, C_MARCO); punto (MAX_X+2, y, C_MARCO); }

escribir (67, 1, C_INFO, id); escribir (52, 2, C_TITULOS, "Clusters:

for (x=MIN_X-2; x<=MAX_X+2; x++) {

");

numsect = numsect - (boot[0x0E] | (int) boot[0x0F] << 8) -

punto (x, MIN_Y-2, C_MARCO); punto (x, MIN_Y-1, C_MARCO);

(sectfat) * boot[0x10] -

punto (x, MAX_Y+2, C_MARCO); punto (x, MAX_Y+1, C_MARCO); }

(boot[0x11] | (int) boot[0x12] << 8) * 32 / tamsect; }

dec2str (id, numsect/sectcluster, 13); escribir (67, 2, C_INFO, id); escribir (52, 3, C_TITULOS, "Total bytes:");

void pinta_fat (unsigned char huge *bitfat, unsigned numclusters)

dec2str (id, (long)numclusters*tamsect*sectcluster, 13);

{

escribir (67, 3, C_INFO, id); escribir (52, 4, C_TITULOS, sp?"Bytes libres:":"Bytes free:

");

unsigned long factor; unsigned x, y,

dec2str (id, (((long)numsect/sectcluster-datos-malos)

ant_pixel_l=0, ant_pixel_h=0, coord_x=2, coord_y=MIN_Y*80;

*tamsect*sectcluster), 13); escribir (67, 4, C_INFO, id); escribir

(52,

5,

C_TITULOS,

sp?"Bytes

ocupados:":"Bytes

used:

factor=(long) (MAX_X-MIN_X+1)*(MAX_Y-MIN_Y+1); factor=factor*16384L/numclusters;

"); dec2str (id, (long)datos*sectcluster*tamsect, 13); escribir (67, 5, C_INFO, id);

asm { push

ax; push bx; push cx; push dx; push si; push di; push es;

mov

cx,numclusters

dec2str (id, (long)malos*sectcluster*tamsect, 13);

les

bx,bitfat


mov

si,bx }

escribir (52, 6, C_TITULOS, sp?"Bytes erróneos:":"Bytes damaged: ");

strcpy (id, "────────────────");

/* SI --> posición del primer cluster */

proc_fat: asm { mov

for (i=0; i<5; i++)

al,es:[bx] }

cuenta: asm {

escribir (i<<4, 7, C_CABECERA, id); }

inc

bx

cmp

al,es:[bx]

loope cuenta void leyendas (unsigned numclusters, unsigned datos, unsigned malos)

mov

{

sub int porc;

di,bx di,si

/* DI --> número de cluster hasta donde avanzar

*/ push

si

mov

ax,word ptr factor

escribir (sp?2:4, 8, C_OCUPADA, "██");

mul

di

escribir (sp?5:7, 8, C_LEYENDA, sp?"Area ocupada (":"Used area (");

mov

si,ax

mov

ax,di

porc=datos*10000L/numclusters+5;

mov

di,dx


mul

char *cad="100,0%)";

escribir (28, 8, C_LIBRE, "██");

word ptr [factor+2]

/* DX:AX segundo producto parcial

*/ add

ax,di

adc

dx,0

porc=(numclusters-datos-malos)*10000L/numclusters+5;

shl

si,1


rcl

ax,1

escribir (52, 8, C_ERRONEA, "██");

rcl

dx,1

escribir (31, 8, C_LEYENDA, sp?"Area libre (":"Free area (");

/* DI:SI producto parcial */

/* DX:AX:SI producto */

103


shl

si,1

rcl

ax,1

rcl

dx,1

dec_msb: asm {

/* DX:AX = DX:AX:SI / 16384 = pixel

*/

pop

si

sub

si,1

push

si

mov

si,dx

mov

si,80

mov

di,ax

jnc

incy

sub

di,ant_pixel_l

pop

si

sbb

si,ant_pixel_h

pop

bx

mov

ax,bp

/* SI:DI = nº de pixels a pintar

*/ mov

ant_pixel_l,ax

pop

bp

mov

ant_pixel_h,dx

pop

ds

push

bx; push cx; push ds; push bp;

mov

coord_x,bx

mov

ch,es:[bx-1]

mov

coord_y,ax

mov

bx,coord_x

pop

cx

mov

bp,coord_y

pop

bx

mov

dx,3CEh

pop

si

mov

ax,0A000h

jcxz

fin_proc

mov

ds,ax

jmp

proc_fat }

mov

al,8

mov

cl,bl

and

cl,7

mov

ah,80h

shr

ah,cl

push

bx

mov

cl,3

shr

bx,cl

add

bx,bp

push

si

push

ax; push dx

mov

si,80

mov

dx,3CEh

out

dx,ax }

mov

ax,205h

out

dx,ax

fin_proc: asm { /*

BX = cx,

BP = cy*80

pop

*/

es; pop di; pop si; pop dx; pop cx; pop bx; pop ax;

} } /*

AH = bit a pintar en su sitio

*/

void prepara_punto() { /*

BX = cy*80+cx/8

asm {

*/

pinta_mas: asm {

/*

preparar la VGA para punto()

*/

/*

registro de modo (5): escr. 2 lect. 0

/*

cambiar AH para hacer OR/XOR/AND

mov

cl,[bx]

/* acceso en lectura */

mov

ax,3

mov

[bx],ch

/* pintar punto */

out

dx,ax

sub

di,1

pop

dx; pop ax

jc

dec_msb }

*/

}

/* evitar salto la mayoría de las veces */ }

incy: asm { add

bx,si

add

bp,si

cmp

bp,(MAX_Y+1)*80

void punto (int coord_x, int coord_y, int color)

jb

pinta_mas

{

ror

ah,1

out

dx,ax

push

ds

pop

si

push

ax; push bx; push cx; push dx;

pop

bx

mov

cx,coord_x

inc

bx

mov

dx,coord_y

push

bx

xchg

bx,cx

push

si

mov

cx,0A000h

mov

si,80

mov

ds,cx

mov

bp,MIN_Y*80

mov

cl,4

mov

cl,3

shl

dx,cl

shr

bx,cl

mov

ax,dx

add

bx,bp

shl

ax,1

push

ax

shl

mov

ah,1

add

int

16h

mov

al,bl

pop

ax

dec

cl

jz

pinta_mas

shr

pop

si; pop bx; pop bp; pop ds; pop cx; pop bx; pop si;

add

jmp

fin_proc }

and

al,7

/* siguiente pixel en el eje X */

/*

BX = cy*80+cx/8

*/

/* tecla pulsada */

asm {

/* rutina rápida sólo para modos de 640x???x16 */

/*

BX = cx, DX = cy

*/

/*

DX = cy * 16

*/

ax,1

/*

CX = cy * 64

*/

dx,ax

/*

DX = cy * 80

*/

bx,cl

/*

CL = 3

bx,dx

/*

BX = cy * 80 + cx / 8

*/ */

*/

103


push

mov

cl,al

mov

ah,80h

shr

ah,cl

/*

AH = bit a pintar en su sitio

mov

dx,3CEh

/*

registro de direcciones

mov

al,8

out

dx,ax

mov

al,[bx]

mov

ax,color

mov

[bx],al

pop

dx; pop cx; pop bx; pop ax;

pop

ds

*/

*/

/* acceso en lectura */

} }

int leesect(int unidad, int nsect, unsigned long psect, void *buffer) { struct fatinfo fatdisco; static anterior_unidad=0xFFFF, tipo_disco; unsigned buffer_s, buffer_o, psectl, psecth, flags;

if (unidad!=anterior_unidad)

/* ahorrar tiempo si mismo disco */

{ getfat(unidad+1, &fatdisco); if (((unsigned)fatdisco.fi_nclus * (unsigned long)fatdisco.fi_sclus) > 0xFFFFL) tipo_disco=1;

/* unidad de más de 65535 sectores */

else tipo_disco=0;

/* unidad de menos de 65536 sectores */

anterior_unidad=unidad; }

buffer_o=FP_OFF(buffer); buffer_s=FP_SEG(buffer); psectl=psect & 0xFFFF; psecth=psect >> 16;

if (tipo_disco)

/* unidades con más de 65535 sectores */

asm { push

ax; push bx; push cx; push dx; push

push

bp; push ds;

si; push di;

push

buffer_s

/* segmento del buffer */

push

buffer_o

/* offset */

push

nsect

/* número de sectores */

push

psecth

/* sector inicial (parte alta) */

push

psectl

/* (parte baja) */

mov

ax,unidad

/* unidad */

mov

bx,sp

mov

dx,ss

mov

ds,dx

/* DS:BX = SS:SP */

mov

cx,0ffffh

/* sectores de 32 bits */

int

25h

/* acceso al disco */

pop

flags

/* resultado de la operación */

add

sp,12

/* equilibrar pila */

pop

ds; pop bp;

pop

di; pop si; pop dx; pop cx; pop bx; pop ax

pushf

} else

/* unidades con menos de 65536 sectores */

asm { push

ax; push bx; push cx; push dx; push

si; push di;

bp; push ds;

103


mov

ax,unidad

/* unidad */

mov

dx,psectl

/* sector inicial */

mov

cx,nsect

/* número de sectores */

mov

bx,buffer_o

/* offset del buffer */

mov

ds,buffer_s

/* segmento */

int

25h

/* acceso al disco */

pop

flags

/* resultado de la operación */

add

sp,2

/* equilibrar pila */

pop

ds; pop bp;

pop

di; pop si; pop dx; pop cx; pop bx; pop ax

pushf

} return (flags & 1); }

int HablaSp()

/* devolver 1 si mensajes en castellano */

{ union REGS r; struct SREGS s; char info[64]; int i, idioma, spl[]={54, 591, 57, 506, 56, 593, 503, 34, 63, 502, 504, 212, 52, 505, 507, 595, 51, 80, 508, 598, 58, 3, 0};

idioma=0;

/* supuesto el inglés */

if (_osmajor>=3) { r.x.ax=0x3800; s.ds=FP_SEG(info); r.x.dx=FP_OFF(info); intdosx (&r, &r, &s); i=0; while (spl[i++]) if (spl[i-1]==r.x.bx) idioma=1; } return (idioma); }

7.7. - EL PSP. Como se vio en el capítulo anterior, antes de que el COMMAND.COM pase el control al programa que se pretende ejecutar, se crea un bloque de 256 bytes llamado PSP (Program Segment Prefix), cuya descripción detallada se da a continuación. La dirección del PSP en los programas COM viene determinada por la de cualquier registro de segmento (CS=DS=ES=SS) nada más comenzar la ejecución del mismo. Sin embargo, en los programas de tipo EXE sólo viene determinada por DS y ES. En cualquier caso, existe una función del DOS para obtener la dirección del PSP, cuyo uso recomienda el fabricante del sistema en aras de una mayor compatibilidad con futuras versiones del sistema operativo. La función es la 62h y está disponible a partir del DOS 3.0. En la siguiente información, los campos del PSP que ocupen un byte o una palabra han de interpretarse como tal; los que ocupen 4 bytes deben interpretarse en la forma segmento:offset. En negrita se resaltan los campos más importantes. - offsets 0 al 1: palabra 20CDh, correspondiente a la instrucción INT 20h. En CP/M se podía terminar un programa ejecutando un salto a la posición 0. En MS-DOS, un programa COM ¡también!. - offsets 2 al 3: una palabra con la dirección de memoria (segmento) del último párrafo disponible en el sistema. Teniendo en cuenta dónde acaba la memoria y el punto en que está cargado nuestro programa, no es difícil saber la memoria que queda libre. Supuesto ES apuntando al PSP:

103


MOV

AX,ES:[2]

; párrafo más alto disponible

MOV

CX,ES

; segmento del PSP

SUB

AX,CX

; AX = párrafos libres

MOV

CX,16

MUL

CX

; DX:AX bytes libres

- offset 4: no utilizado. - offsets 5 al 9: salto al despachador de funciones del DOS (en CP/M se ejecutaba un CALL 5, el MS-DOS ¡también lo permite!). No es recomendable llamar al DOS de esta manera. Los PSP creados por la función 4Bh en algunas versiones del DOS no tienen correctamente inicializado este campo. - offsets 0Ah al 0Dh: contenido previo del vector de terminación (INT 22h). - offsets 0Eh al 11h: contenido previo del vector de Ctrl-Break (INT 23h). - offsets 12h al 15h: contenido previo del vector de manipulación de errores críticos (INT 24h). - offsets 16h al 17h: segmento del PSP padre. - offsets 18h al 2Bh: tabla de trabajo del sistema con los ficheros (Job File Table o JFT) : un byte por handle (a 0FFh si cerrado; los primeros son los dispositivos CON, NUL, ... y siempre están abiertos). Sólo hasta 20 ficheros (si no, véase offset 32h). - offsets 2Ch al 2Dh: desde el DOS 2.0, una palabra que apunta al segmento del espacio de entorno, donde se puede encontrar el valor de variables de entorno tan interesantes como PATH, COMSPEC,... y hasta el nombre del propio programa que se está ejecutando en ese momento y el directorio de donde se cargó (no siempre es el actual; el programa pudo cargarse, apoyándose en el PATH, en cualquier otro directorio diferente del directorio en curso). Véase el capítulo 8 para más información de las variables de entorno. - offsets 2Eh al 31h: desde el DOS 2.0, valor de SS:SP en la entrada a la última INT 21h invocada. - offsets 32h al 33h: desde el DOS 3.0, número de entradas en la JFT (por defecto, 20). - offsets 34h al 37h: desde el DOS 3.0, puntero al JFT (por defecto, PSP:18h). Desde el DOS 3.0 puede haber más de 20 ficheros abiertos a la vez gracias a este campo, que puede ser movido de sitio. Sin embargo, es sólo a partir del DOS 3.3 cuando en un PSP hijo (por ejemplo, creado con la función EXEC) se copia la información de más que de los 20 primeros ficheros, si hay más de 20. Se puede saber si un fichero es remoto (en la MS-net) comprobando si el byte de la JFT está comprendido entre 80h-0FEh, aunque es mejor siempre acceder antes a las funciones del DOS. - offsets 38h al 3Bh: desde el DOS 3.0, puntero al PSP previo (por defecto, 0FFFFh:0FFFFh en las versiones del DOS 3.x); es utilizado por SHARE en el DOS 3.3. - offsets 3Ch al 3Fh: no usados hasta ahora. - offsets 40h al 41h: desde el DOS 5.0, versión del sistema a devolver cuando se invoca la función 30h. - offsets 42h al 47h: no usados hasta ahora. - offset 48h: desde Windows 3, el bit 0 está activo si la aplicación es no-Windows. - offsets 49h al 4Fh: no usados hasta ahora. - offsets 50h al 52h: código de INT 21h/RETF. No recomendado hacer CALL PSP:5Ch para llamar al DOS.

103


- offsets 53h al 5Bh: no usados hasta ahora. - offsets 5Ch al 7Bh: apuntan a los dos FCB's (File Control Blocks) usados antaño para acceder a los ficheros (uno en 5Ch y el otro en 6Ch). Es una reliquia en desuso, y además este área no se inicializa si el programa es cargado en memoria superior con el comando LOADHIGH del MS-DOS 5.0 y posteriores, por lo que no conviene usarlo ni siquiera para captar parámetros, al menos en programas residentes -susceptibles de ser instalados con LOADHIGH-. Si se utiliza el primer FCB se sobreescribe además el segundo. - offsets 7Ch al 7Fh: no usados hasta ahora. - offsets 80h al 0FFh: es la zona donde aparecen los parámetros suministrados al programa. El primer byte indica la longitud de los parámetros, después vienen los mismos y al final un retorno de carro (ASCII 13) que es un tanto redundante -a fin de cuentas, ya se sabe la longitud de los parámetros-. Ese retorno de carro, sin embargo, no «se cuenta» en el byte que indica la longitud. Téngase en cuenta que no son mayusculizados automáticamente (están tal y como los tecleó el usuario), y además los parámetros pueden estar separados por uno o más espacios en blanco o tabuladores (ASCII 9). En general, comprobar los valores que recibe el PSP cuando se carga un programa es una tarea que se realiza de manera sencilla con el programa DEBUG/SYMDEB. Para ello basta una orden tal como "DEBUG PROGRAMA.COM HOLA /T": al entrar en el DEBUG (o SYMDEB) basta con hacer «D 0» para examinar el PSP de PROGRAMA. Para ver los parámetros (HOLA /T en el ejemplo) se haría «D 80». 7.8. - EL PROCESO DE ARRANQUE DEL PC. Al conectar el PC éste comienza a ejecutar código en los 16 últimos bytes de la memoria (dirección 0FFFF0h en PC/XT, 0FFFFF0h en 286 y 0FFFFFFF0h en 386 y superiores). En esa posición de memoria, en la que hay ROM, existe un salto a donde realmente comienza el código de la BIOS. Este salto suele ser de tipo largo (segmento:offset) con objeto de cargar en CS un valor que referencie al primer mega de memoria, donde también está direccionada la ROM (todos los microprocesadores arrancan en modo real). El programa de la ROM inicialmente se limita a chequear los registros de la CPU, primero el de estado y luego los demás (en caso de fallo, se detiene el sistema). A continuación, se inicializan los principales chips (interrupciones, DMA, temporizador...); se detecta la configuración del sistema, accediendo directamente a los puertos de E/S y también consultando los switches de configuración de la placa base (PC/XT) o la CMOS (AT); se establecen los vectores de interrupción y se chequea la memoria RAM si el contenido de la dirección 40h:72h es distinto de 1234h (el contenido de la memoria es aleatorio inicialmente). Por último, se entrega el control sucesivamente a las posibles memorias ROM adicionales que existan (la de la VGA, el disco duro en XT, etc.) con objeto de que desvíen los vectores que necesiten. Al final del todo, se intenta acceder a la primera unidad de disquetes: si no hay disquete, se procede igualmente con el primer disco duro (en los PC de IBM, si no hay disco duro ni disquete se ejecuta la ROM BASIC). Se carga el primer sector en la dirección 0:7C00h y se entrega el control a la misma. Ese sector cargado será el sector de arranque del disquete o la tabla de partición del disco duro (el código que contiene se encargará de cargar el sector de arranque del propio disco duro, según la partición activa). El programa del sector de arranque busca el fichero del sistema IO.SYS (o IBMBIO.COM en PC-DOS) y lo carga, entregándole el control (programa SYSINIT) o mostrando un mensaje de error si no lo encuentra. Las versiones más modernas del DOS no requieren que IO.SYS ó IBMBIO.COM comience en el primer cluster de datos del disco, aunque sí que se encuentre en el directorio raíz. Puede que también se cargue al principio el fichero MSDOS.SYS (o IBMDOS.COM) o bien puede que el encargado de cargar dicho fichero sea el propio IO.SYS o IBMBIO.COM. El nombre de los ficheros del sistema depende de si éste es PC-DOS (o DR-DOS) o MS-DOS. Teniendo en cuenta que el MS-DOS y el PC-DOS son prácticamente idénticos desde la versión 2.0 (PC-DOS funciona en máquinas no IBM), la existencia de las dos versiones se explica sólo por razones comerciales. El fichero IO.SYS o IBMBIO.COM en teoría debería ser entregado por el vendedor del ordenador: este fichero provee soporte a las diferencias específicas que existen en el hardware de las diferentes máquinas. Sin embargo, como todos los PC compatibles son casi idénticos a nivel hardware (salvo algunas de las primeras máquinas que intentaron imitar al PC) en la práctica es el fabricante del DOS (Microsoft o Digital Research)

103


quien entrega dicho fichero. Ese fichero es como una capa que se interpone entre la BIOS del PC y el código del sistema operativo contenido en MSDOS.SYS o IBMDOS.COM. Este último fichero es el encargado de inicializar los vectores 20h-2Fh y completar las tablas de datos internas del sistema. También se interpreta el CONFIG.SYS para instalar los controladores de dispositivo que den soporte a las características peculiares de la configuración del ordenador. Finalmente, se carga el intérprete de mandatos: por defecto es COMMAND.COM aunque no hay razón para que ello tenga que ser así necesariamente (pruebe el lector a poner en CONFIG.SYS la orden SHELL C:\DOS\QBASIC.EXE; aunque si se abandona QBASIC algunas versiones modernas del DOS son aún capaces de cargar el COMMAND por sus propios medios, después del error pertinente, en vez de bloquear el ordenador). En las versiones más recientes del DOS, el sistema puede residir en memoria superior o en el HMA: en ese caso, el proceso de arranque se complica ya que es necesario localizar el DOS en esa zona después de cargar los controladores de memoria. 7.9. - FORMATO DE LAS EXTENSIONES ROM. Las memorias ROM que incorporan diversas tarjetas (de vídeo, controladoras de disco duro, de red) pueden estar ubicadas en cualquier punto del área 0C0000h-0FFFFFh. La ROM BIOS del ordenador se encarga de ir recorriéndolas y entregándolas el control durante la inicialización, con objeto de permitirlas desviar vectores de interrupción y ejecutar otras tareas propias de su inicialización. La BIOS recorre este área en incrementos de 2 Kb buscando la signatura 55h, 0AAh: estos dos bytes consecutivos tienen que aparecer al principio para considerar que ahí hay una ROM. El tercer byte, que va detrás de éstos, indica el tamaño de esa extensión ROM en bloques de 512 bytes. Por razones de seguridad, se realiza una suma de comprobación de toda la extensión ROM y si el resultado es 0 se considera una auténtica ROM válida. En ese caso, se entrega el control (con un CALL entre segmentos) al cuarto byte de la extensión ROM. Ahí habrá de estar ubicado el código de la extensión ROM (habitualmente un salto a donde realmente comienza). Al final del todo, el código de la extensión ROM debe devolver de nuevo el control a la BIOS del sistema, por medio de un retorno lejano (RETF). El código almacenado en estas extensiones ROM puede contener accesos directos al hardware y llamadas a la ROM BIOS del sistema. Sin embargo, conviene recordar que el DOS no ha sido cargado aún y no se pueden emplear sus funciones. La ventaja de las extensiones ROM es que aumentan las prestaciones del sistema antes de cargar el DOS. El inconveniente es que en otros sistemas operativos (UNIX, etc.) que emplean el modo protegido, estas memorias ROM en general no son accesibles. En la actualidad, con la disponibilidad de memoria superior bajo DOS, resulta más conveniente que las extensiones de hardware vengan acompañadas de drivers para DOS, WINDOWS, OS/2,... que no con una ROM, mucho más difícil de actualizar. Un ejemplo de memoria ROM podría ser: bios

fin_bios

DB DB JMP ... ... ...

55h, 0AAh 32 inicio

; 16 Kb de ROM

; la suma de todos los bytes = 0

Los primeros ordenadores de IBM incorporaban una memoria ROM con el BASIC. El COMMAND de aquellas versiones del DOS (desconozco si el actual también) era capaz de ejecutar comandos internos definidos en estas ROM, al igual que un CLS o un DIR, vamos. El formato era, por ejemplo: bios_basic

DB DB JMP DB DB JMP DB

55h, 0AAh 64 inicio 5 "BASIC" basic 6

; 32 Kb de ROM-BASIC ; longitud del siguiente comando ; salto al comienzo del BASIC ; longitud del siguiente comando

103


basic fin_bios

DB JMP DB ... ... ...

"BASICA" basic 0

; salto al comienzo (el mismo del BASIC) ; no más comandos

; la suma de todos los bytes = 0

Si esto le parece una tontería al lector, es que no ha visto lo que vamos a ver ahora. Resulta que también se pueden almacenar programas en BASIC (el código fuente, aunque tokenizado) en las BIOS. ¡Sí, un listado en ROM!: mortgagebas

fin_bios

DB DB RETF DB ... ...

55h, 0AAh 48

; ; ; ; ;

0AAh, 55h

24 Kb de contabilidad nada que hacer esto es un listado BASIC aquí, el programa la suma de todos los bytes = 0

7.10. - FORMATO FÍSICO DE LOS FICHEROS EXE. Los ficheros EXE poseen una estructura en el disco distinta de su imagen en memoria, al contrario que los COM. Es conveniente conocer esta estructura para ciertas tareas, como por ejemplo la creación de antivirus y también la de virus-, que requiere modificar un fichero ejecutable ya ensamblado o compilado. Analizaremos como ejemplo de programa EXE el del capítulo 6, que reúne las principales características necesarias para nuestro estudio. Se comentarán los principales bytes que componen el fichero ejecutable en el disco (1088 en total). A continuación se lista un volcado del fichero ejecutable a estudiar. Todos los datos están en hexadecimal (parte central) y ASCII (derecha); la columna de la izquierda es el offset del primer byte de la línea. Donde hay puntos suspensivos, se repite la línea de arriba tantas veces como sea preciso: 0000 0010 0020 0030 0040 0050

4D 00 6A 00 02 00

01F0 0200 0210 0220 0230 0240

00 0D 69 1E CB 70

0430

70

5A 40 02 00 72 00 00 00 00 00 00 00 . 00 00 0A 54 72 0D 33 C0 00 00 69 6C . 69 6C

00 00 00 00 00 00 . 00 65 0A 50 00 61 . 61

03 00 00 00 00 00 . 00 78 24 B8 00 70 . 70

00 00 00 00 00 00 . 00 74 00 00 00 69 . 69

01 02 00 00 00 00 . 00 6F 00 00 00 6C . 6C

00-20 00-3E 00-00 00-00 00-00 00-00 . . 00-00 20-61 00-00 8E-D8 00-00 61-70 . . 61-70

00 00 00 00 00 00 . 00 20 00 BA 00 69 . 69

00 00 00 00 00 00 . 00 69 00 00 00 6C . 6C

00 00 00 00 00 00 . 00 6D 00 00 00 61 . 61

FF 01 00 00 00 00 . 00 70 00 B4 00 70 . 70

FF 00 00 00 00 00 . 00 72 00 09 00 69 . 69

04 FB 00 05 00 00 . 00 69 00 CD 00 6C . 6C

00 MZ@..... ....... 30 ........>.....{0 00 jr.............. 00 ................ 00 ................ 00 ................ . . . . 00 ................ 6D ..Texto a imprim 00 ir..$........... 21 [email protected]:..4.M! 00 K............... 61 pilapilapilapila . . . . 61 pilapilapilapila

Los ficheros EXE constan de una cabecera, seguida de los segmentos de código, datos y pila; esta cabecera se carga en un buffer auxiliar y no formará parte de la imagen definitiva del programa en memoria. A continuación se explica el contenido de los bytes de la cabecera: Offset 0 (2 bytes): Valores fijos 4Dh y 5Ah (en ASCII, 'MZ') ó 5Ah y 4Dh ('ZM'); esta información indica que el fichero es realmente de tipo EXE y no lleva esa extensión por antojo de nadie. Offset 2 (2 palabras): Tamaño del fichero en el disco. La palabra más significativa (offset 4) da el número total de sectores que ocupa: 3 en este caso (3 * 512 = 1536). El tercer sector no está totalmente lleno, pero para eso está la palabra menos significativa (offset 2) que indica que el último sector sólo tiene ocupados los primeros 40h bytes. Por tanto, el tamaño efectivo del fichero es de 1024 + 64 = 1088


103

bytes, lo que se corresponde con la realidad. Offset 6 (1 palabra): Número de reubicaciones a realizar. Indica cuántas veces se hace referencia a un segmento absoluto: el montador del sistema operativo tendrá que relocalizar en memoria todas las referencias a segmentos absolutos según en qué dirección se cargue el programa para su ejecución. En el ejemplo sólo hay 1 (correspondiente a la instrucción MOV AX,datos). Offset 8 (1 palabra): Tamaño de esta cabecera del fichero EXE. La cabecera que estamos analizando y que precede al código y datos del programa será más o menos larga en función del tamaño de la tabla de reubicaciones, como luego veremos. En el ejemplo son 200h (=512) bytes, el tamaño mínimo, habida cuenta que sólo hay una reubicación (de hecho, aún cabrían muchas más). Offset 0Ah (1 palabra): Mínima cantidad de memoria requerida por el programa, en párrafos, en adición tamaño del mismo. En el ejemplo es 0 (el programa se conforma con lo que ocupa en disco).

al

Offset 0Ch (1 palabra): Máxima cantidad de memoria requerida (párrafos). Si es 0, el programa se cargará lo más alto posible en la memoria (opción /H del LINK de Microsoft); si es 0FFFFh, como en el ejemplo, el programa se cargará lo más abajo posible en la memoria -lo más normal-. Offset 0Eh (2 palabras): Valores para inicializar SS (offset 0Eh) y SP (offset 10h). Evidentemente, el valor para SS está aún sin reubicar (habrá de sumársele el segmento en que se cargue el programa). En el ejemplo, el SS relativo es 4 y SP = 200h (=512 bytes de tamaño de pila definido). Offset 12h (1 palabra): Suma de comprobación: son en teoría los 16 bits de menos peso de la negación de la suma de todas las palabras del fichero. El DOS debe hacer poco caso, porque TLINK no se molesta ni en inicializarlo (El LINK de Microsoft sí). Olvidar este campo. Offset 14h (2 palabras): Valores para inicializar CS (offset 16h) e IP (offset 14h). El valor para CS está aún sin reubicar y habrá de sumársele el segmento definitivo en que se cargue el programa. En el ejemplo, el valor relativo de CS es 2, siendo IP = 0. Offset 18h (1 palabra): Inicio de la tabla de reubicación, expresado como offset. En el ejemplo es 3Eh, lo que indica que la tabla comienza en el offset 3Eh. Cada entrada en la tabla ocupa 4 bytes. La única entrada de que consta este programa tiene el valor 0002:0005 = 25h, lo que indica que en el offset 200h+25h (225h) hay una palabra a reubicar -se suma 200h que es el tamaño de la cabecera-. En efecto, en el offset 225h hay una palabra a cero, a la que habrá de sumársele el segmento donde sea cargado el programa. Esta palabra a cero es el operando de la instrucción MOV AX,datos (el código de operación de MOV AX,n es 0B8h). Offset 1Ah (1 palabra): Número de overlay (0 en el ejemplo, es un programa principal). Offset 1Ch al 3Dh: Valores desconocidos (dependientes de la versión de LINK o TLINK).

LA GESTIÓN DE MEMORIA DEL DOS

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Capítulo VIII: LA GESTIÓN DE MEMORIA DEL DOS

8.1. - TIPOS DE MEMORIA EN UN PC. Daremos un breve repaso a los tipos de memoria asociados a los ordenadores compatibles en la actualidad. Conviene también echar un vistazo al apéndice I, donde se describe de manera más esquemática, para completar la explicación. 8.1.1. - Memoria convencional. Es la memoria RAM comprendida entre los 0 y los 640 Kb; es la memoria utilizada por el DOS para los programas de usuario. Los 384 Kb restantes hasta completar el megabyte se reservan para otros usos, como memoria para gráficos, BIOS, etc. En muchas máquinas, un buen fragmento de esta memoria está ocupado por el sistema operativo y los programas residentes, quedando normalmente no más de 560 Kb a disposición del usuario. 8.1.2. - Memoria superior. Este término, de reciente aparición, designa el área comprendida entre los 640 y los 1024 Kb de memoria del sistema. Entre 1989 y 1990 aparecieron programas capaces de gestionar este área para aprovechar los huecos de la misma que no son utilizados por la BIOS ni las tarjetas gráficas. La memoria superior no se toma de la memoria instalada en el equipo, sino que está en ciertos chips aparte relacionados con la BIOS, los gráficos, etc. Por ello, un AT con 1 Mb de RAM normalmente posee 640 Kb de memoria convencional y 384 Kb de memoria extendida. Los segmentos A0000 y B0000 están reservados para gráficos, aunque rara vez se utilizan simultáneamente. El segmento C0000 contiene la ROM del disco duro en XT (en AT el disco duro lo gestiona la propio BIOS del sistema) y/o BIOS de tarjetas gráficas. El segmento D0000 es empleado normalmente para el marco de página de la memoria expandida. El segmento E0000 suele estar libre y el F0000 almacena la BIOS del equipo. Los modernos sistemas operativos DOS permiten (en los equipos 386 ó 386sx y superiores) colocar memoria física extendida en el espacio de direcciones de la memoria superior; con ello es factible rellenar los huecos vacíos y aprovecharlos para cargar programas residentes. Ciertos equipos 286 también soportan esta memoria, gracias a unos chips de apoyo, pero no es frecuente. 8.1.3. - Memoria de vídeo. El primer adaptador de vídeo de IBM era sólo para texto y empleaba 4 Kb. Después han ido apareciendo la CGA (16 Kb), EGA (64-256 Kb), VGA (256 Kb) y SVGA (hasta 2 Mb). Como sólo hay 128 Kb reservados para gráficos en el espacio de direcciones del 8086, las tarjetas más avanzadas tienen paginada su memoria y con una serie de puertos de E/S se indica qué fragmento del total de la memoria de vídeo está siendo direccionado (en la VGA, sólo 64 Kb en A0000). 8.1.4. - Memoria expandida. Surgió en los PC/XT como respuesta a la necesidad de romper el límite de los 640 Kb, y se trata de un sistema de paginación. Consiste en añadir chips de memoria en una tarjeta de expansión, así como una cierta circuitería que permita colocar un fragmento de esa memoria extra en lo que se denomina marco de página de memoria expandida, que normalmente es el segmento D0000 del espacio de direcciones del 8086 (64 Kb). Este marco de página está dividido en 4 bloques de 16 Kb. Allí se pueden colocar bloques de 16 Kb extraídos de esos chips adicionales por medio de comandos de E/S enviados a la tarjeta de expansión. Para que los

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programas no tengan que hacer accesos a los puertos y para hacer más cómodo el trabajo, surgió la especificación LIM-EMS (Lotus-Intel-Microsoft Expanded Memory System) que consiste básicamente en un driver instalable desde el config.sys que pone a disposición de los programas un amplio abanico de funciones invocables por medio de la interrupción 67h. La memoria expandida está dividida en páginas lógicas de 16 Kb que pueden ser colocadas en las normalmente 4 páginas físicas del marco de página. Los microprocesadores 386 (incluido obviamente el SX) permiten además convertir la memoria extendida en expandida, gracias a sus mecanismos de gestión de memoria: en estas máquinas la memoria expandida es emulada por EMM386 o algún gestor similar. 8.1.5. - Memoria extendida. Es la memoria ubicada por encima del primer mega en los procesadores 286 y superiores. Sólo se puede acceder a la mayoría de esta memoria en modo protegido, por lo que su uso queda relegado a programas complejos o diversos drivers que la aprovechen (discos virtuales, cachés de disco duro, etc.). Hace ya bastante tiempo se diseñó una especificación para que los programas que utilicen la memoria extendida puedan convivir sin conflictos: se trata del controlador XMS. Este controlador implementa una serie de funciones normalizadas que además facilitan la utilización de la memoria extendida, optimizando las transferencias de bloques en los 386 y superiores (utiliza automáticamente palabras de 32 bits para acelerar el acceso). La especificación XMS viene en el programa HIMEM.SYS, HIDOS.SYS y en algunas versiones del EMM386. El controlador XMS también añade funciones normalizadas para acceder a la memoria superior. 8.1.6. - Memoria caché. Desde el punto de vista del software, es memoria (convencional, expandida o extendida) empleada por un controlador de dispositivo (driver) para almacenar las partes del disco de más frecuente uso, con objeto de acelerar el acceso a la información. A nivel hardware, la memoria caché es una pequeña RAM ultrarrápida que acompaña a los microprocesadores más avanzados; los programas no tienen que ocuparse de la misma. También incorporan memorias caché algunos controladores de disco duro, aunque se trata básicamente de memoria normal y corriente para acelerar los accesos. 8.1.7. - Memoria shadow RAM. Los chips de ROM no han evolucionado tanto como las memorias RAM; por ello es frecuente que un 486 a 66 MHz tenga una BIOS de sólo 8 bits a 8 Mhz. A partir de los procesadores 386 (también 386sx) y superiores, existen unos mecanismos de gestión de memoria virtual que permiten colocar RAM en el espacio lógico de direcciones de la ROM. Con ello, es factible copiar la ROM en RAM y acelerar sensiblemente el rendimiento del sistema, especialmente con los programas que se apoyan en la BIOS. También los chipset de la placa base pueden añadir soporte para esta característica. La shadow RAM normalmente son 384 Kb que reemplazan cualquier fragmento de ROM ubicado entre los 640-1024Kb de RAM durante el proceso de arranque (boot) del sistema. En ocasiones, el usuario puede optar entre 384 Kb de shadow ó 384 Kb más de memoria extendida en el programa SETUP de su ordenador. 8.1.8. - Memoria CMOS RAM. Son 64 bytes de memoria (128 en algunas máquinas) ubicados en el chip del reloj de tiempo real de la placa base de los equipos AT y superiores. A esta memoria se accede por dos puertos de E/S y en ella se almacena la configuración y fecha y hora del sistema, que permanecen tras apagar el ordenador (gracias a las pilas). Evidentemente no se puede ejecutar código sobre la RAM CMOS (Ni pueden esconderse virus, al contrario de lo que algunos mal informados opinan. Otra cosa es que utilicen algún byte de la CMOS para controlar su funcionamiento). 8.1.9. - Memoria alta o HMA. Se trata de los primeros 64 Kb de la memoria extendida (colocados entre los 1024 y los 1088 Kb). Normalmente, cuando se intentaba acceder fuera del primer megabyte (por ejemplo, con un puntero del tipo


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FFFF:1000 = 100FF0) un artificio de hardware lo impedía, convirtiendo esa dirección en la 0:0FF0 por el simple procedimiento de poner a cero la línea A20 de direcciones del microprocesador en los 286 y superiores. Ese artificio de hardware lo protagoniza el chip controlador del teclado (8042) ya que la línea A20 pasa por sus manos. Si se le insta a que conecte los dos extremos (enviando un simple comando al controlador del teclado) a partir de ese momento es el microprocesador quien controla la línea A20 y, por tanto, en el ejemplo anterior se hubiera accedido efectivamente a la memoria extendida. Los nuevos sistemas operativos DOS habilitan la línea A20 y, gracias a ello, están disponibles otros 64 Kb adicionales. Para ser exactos, como el rango va desde FFFF:0010 hasta FFFF:FFFF se puede acceder a un total de 65520 bytes (64 Kb menos 16 bytes) de memoria. Téngase en cuenta que las direcciones FFFF:0000 a la FFFF:000F están dentro del primer megabyte. En el HMA se cargan actualmente el DR-DOS 5.0/6.0 y el MS-DOS 5.0 y posteriores; evidentemente siempre que el equipo, además de ser un AT, disponga como mínimo de 64 Kb de memoria extendida. En ciertos equipos poco compatibles es difícil habilitar la línea A20, por lo que el HIMEM.SYS de Microsoft dispone de un parámetro que se puede variar probando docenas de veces hasta conseguirlo, si hay suerte (además, hay BIOS muy intervencionistas que dificultan el control de A20). 8.2. - BLOQUES DE MEMORIA. Vamos ahora a conocer con profundidad la manera en que el sistema operativo DOS gestiona la memoria; un tema poco tratado, ya que esta información no está oficialmente documentada por Microsoft. Los bloques de memoria en el DOS son agrupaciones de bytes siempre múltiplos enteros de 16 bytes: en realidad son agrupaciones de párrafos. La memoria de un PC -siempre bajo DOS- está, por tanto, dividida en grupos de párrafos. Por tanto, una palabra de 16 bits permite almacenar la dirección del párrafo de cualquier posición de memoria dentro del megabyte direccionable por el 8086. Todo bloque de memoria tiene asociado un propietario, que bien puede ser el DOS o un programa residente que haya solicitado al DOS el control de dicho bloque. Cuando se ejecuta un programa, el sistema crea dos bloques para el mismo: el bloque de memoria del programa y el bloque de memoria del entorno. 8.2.1. - El bloque de memoria del programa. Cuando se ejecuta un programa, el DOS busca el mayor bloque de memoria disponible (convencional o superior, según sea el caso) y se lo asigna -y no el bloque más cercano a la dirección 0, como algunos afirman-. Este área recibe el nombre de bloque de programa o segmento de programa. La dirección del primer párrafo del mismo es de suma importancia y se denomina PID (Process ID, identificador de proceso). En los primeros 256 bytes de este área el DOS crea el PSP ya conocido -256 bytes- formado por varios campos de información relacionada con el programa. Tras el PSP viene el código del programa ejecutable. Para los objetivos de este capítulo basta con conocer dos campos del PSP: el primero está en su offset 0 y son dos bytes (por tanto, los primeros dos bytes del PSP) que contienen la palabra 20CDh (ó 27CDh en algunos casos). Esto se corresponde con el código de operación de la instrucción ensamblador INT 20h (o INT 27h); esto es así por razones históricas heredadas del CP/M. Por ello, cuando un programa finaliza, puede hacerlo con un salto al inicio del PSP (un JMP 0 en los programas COM) donde se ejecuta el INT 20h, aunque normalmente el programador ejecuta directamente el INT 20h que es más seguro. El otro campo del PSP que nos interesa es el offset 2Ch: en él hay una palabra que indica el párrafo donde comienza el bloque de entorno asociado al programa. 8.2.2. - El bloque del entorno. El espacio de entorno del COMMAND.COM es el bloque de entorno del COMMAND.COM (que podemos considerar como un programa residente). Es una zona de memoria donde se almacenan las variables de entorno definidas con el mandato SET del sistema, así como con algunos comandos como PATH, PROMPT, etc. Por ejemplo, la orden PATH C:\DOS es análoga a SET PATH=C:\DOS. Las variables de entorno pueden consultarse con SET (sin parámetros). las variables de entorno sirven para crear información que puedan usar múltiples programas, aunque se usan poco en la realidad. Cuando un programa es cargado, además del bloque de memoria del programa se crea el bloque del entorno. Se trata de una vulgar copia del espacio de entorno del COMMAND.COM; de esta manera, el programa en ejecución tiene acceso a las variables de entorno del

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sistema aunque no las puede modificar (estaría modificando una mera copia). Las variables de entorno se almacenan en formato ASCIIZ ordinario (esto es, terminadas por un byte a cero) y tienen una sintaxis del tipo VARIABLE=SU VALOR. Tras la última de las variables hay otro byte más a cero para indicar el final. Después de esto, y sólo a partir del DOS 3.0, viene una palabra que indica el número de cadenas ASCIIZ especiales que vienen a continuación: normalmente 1, que contiene una información muy útil: la especificación completa del nombre del programa que está siendo ejecutado -incluida la unidad y ruta de directorios- lo que permite a los programas saber su propio nombre y desde qué directorio están siendo ejecutados y, por tanto, dónde deben abrir sus ficheros (por educación no es conveniente hacerlo en el directorio raíz o en el actual). En el espacio de entorno del COMMAND, este añadido del DOS 3.0 y posteriores parece no estar definido. 8.2.3. - Los bloques de control de memoria (MCB's). Todos los bloques de memoria (tanto programa como entorno) vienen precedidos por una cabecera de un párrafo (16 bytes) que almacena información relativa al mismo. Esta cabecera recibe el nombre técnico de MCB (Memory Control Block) y tiene la siguiente estructura: offset 0 1 3 5 8 15 ┌───────┬─────────────┬────────┬─────┬─────────────────────────────┐ │ byte │ PID │ │ │ Nombre del propietario │ │ de │ propietario │ Tamaño │ ... │ (sólo en bloque de programa │ │ marca │ │ │ │ y MS-DOS ≥4.0 ó DRDOS ≥5.0) │ └───────┴─────────────┴────────┴─────┴─────────────────────────────┘

En el offset 0 se sitúa el byte de marca (4Dh si no es el último MCB de la cadena de MCB's en memoria, 5Ah si es el último), en el offset 1 hay una palabra que indica el PID del programa propietario del bloque, en el offset 3 otra palabra indica el tamaño (como siempre, párrafos) del bloque, sin incluir este párrafo del MCB. Los bytes que van del 5 al 7 están reservados. Entre el 8 y el 15 se sitúa el nombre del programa propietario, aunque esta información sólo existe en los bloques de programa y con MS-DOS 4.0 ó posterior (también en DR-DOS 5.0/6.0, aunque este operativo es aparentemente un DOS 3.31). El nombre acaba con un cero si tiene menos de 8 caracteres (en DR-DOS 5.0 acaba siempre con un cero, truncándose el 8º carácter si lo había; esta errata ha sido corregida en DR-DOS 6.0). 8.2.4. - La cadena de los bloques de memoria. Cuando un programa finaliza su ejecución, normalmente el DOS libera su bloque de memoria y de entorno. Sin embargo, los programas residentes permanecen con el bloque de memoria y de entorno en la RAM del sistema, hasta que se les desinstale o se reinicialice el equipo. Los buenos programas residentes suelen liberar el bloque de memoria del entorno antes de terminar, con objeto de economizar una memoria que normalmente no usan (entre otras razones porque tiene un tamaño variable e impredecible). Como mínimo existen dos programas residentes en todo momento: el núcleo (kernel) del sistema operativo y el COMMAND.COM, aunque los usuarios suelen añadir el KEYB y, en muchos casos, el PRINT, APPEND, GRAPHICS, GRAFTABL, NLSFUNC, SHARE, etc. Como todos los bloques de memoria están ubicados unos tras otros, y además se conoce el tamaño de los mismos, es factible hacer un programita que recorra la cadena de bloques de memoria hasta que se encuentre uno cuyo byte de marca valga 5Ah (último MCB), pudiéndose identificar los programas residentes cargados y la memoria que emplean. La dirección del primer MCB era al principio un secreto de Microsoft, aunque hoy casi todo el mundo sabe que las siguientes líneas: MOV AH,52h INT 21h MOV AX,ES:[BX-2]

devuelven en AX la dirección del primer MCB de la cadena, utilizando la función indocumentada 52h del sistema operativo.


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8.2.5. - Relación entre bloque de programa y de entorno. El siguiente esquema aclarará la relación existente entre el bloque de programa y el de entorno. Los valores numéricos que figuran son arbitrarios (pero correctos). ┌────────────────────┐ Bloque del entorno │ │ │ ╔═══════╤═══════╤════════╤═════════════════════════════════════╗ │ 1DB7 ║ Marca │ PID │ Tamaño │ (reservados) ║ │ ║ 4Dh │ 316F │ 000B │ ║ │ ╠═══════╧═══════╪════╤═══╧═══════════╤════╤═══════════════╤════╣ ┌─│─¾ 1DB8 ║ variable 1 │ 00 │ variable 2 │ 00 │ variable 3 │ 00 ║ │ │ ╟───────────────┴────┴───────────────┴────┼───────────────┼────╢ │ │ ║ ... (más variables terminadas en 0) ... │última variable│ 00 ║ │ │ ╟────┬──────┬─────────────────────────────┴───────────────┼────╢ │ │ ║ 00 │ 0001 │ C:\UTIL\VARIOS\PROGRAMA.EXE │ 00 ║ │ │ ╚════╧══════╧═════════════════════════════════════════════╧════╝ │ │ │ │ │ │ ┌──────────────────┐ Bloque del programa │ │ │ │ │ │ │ ╔═══════╤═══════╤════════╤══════════════╤══════════════════════╗ │ │ │ 316E ║ Marca │ PID │ Tamaño │ (reservados) │ (nombre propietario) ║ │ │ │ ║ 4Dh │ 316Fh │ 1C70 │ │ P R O G R A M A ║ │ │ │ ╠═══════╧════╤══╧════════╧══════╤═══════╧══════╤═══════════════╣ │ │ │ 316F ║ (offset 0) │ │ (offset 2Ch) │ ║ │ └─┴────¾ ║ 20CDh │ ... │ 1DB8 │ ... ║ │ ╟────────────┴──────────────────┴──────────────┴───────────────╢ │ │ └─────────────────────────────────────────────────┘

8.2.6. - Tipos de bloques de memoria. Básicamente existen cinco tipos de bloques de memoria: bloques de programa, de entorno, del sistema, bloques de datos y bloques libres. Los dos primeros ya han sido ampliamente explicados. Los bloques del sistema se corresponden con el kernel o núcleo del sistema operativo o los dispositivos instalables; normalmente tienen su PID como 0008. En los nuevos sistemas operativos y en las máquinas donde la cadena de bloques de memoria puede avanzar por encima de los 640 Kb, las zonas correspondientes a RAM de vídeo y extensiones BIOS suelen tener un PID 0007 en DR-DOS (que indica área excluida) ó 0008 (MS-DOS 5.0) y son consideradas como bloques de memoria ordinarios, aunque sólo sea para saltarlos de alguna manera. Los bloques libres tienen un PID 0000. El PID 0006 (sólo aparece en DR-DOS) indica que se trata de un bloque de memoria superior XMS. Los bloques de datos aparecen en raras ocasiones, debido al uso de las funciones del sistema operativo para localizar bloques de memoria. Cuando un programa se ejecuta, tiene asignada la mayor parte de la memoria para sí, pero es perfectamente factible que solicite al DOS una reducción de la memoria asignada (función 4Ah) y, con los Kb que haya liberado, puede volver a llamar al DOS para crear bloques de memoria (función 48h) o destruirlos (con la función 49h). A la hora de recorrer la cadena de bloques de memoria, si se sigue el siguiente orden de evaluación el resultado será siempre correcto: en primer lugar, si aparece un PID 0000 significa que es un bloque libre. Si el PID no apunta a un PSP (no apunta a un área que empieza por 20CDh ó 27CDh) se trata entonces de un bloque del sistema. Si el PID apunta al MCB+1, se trata de un bloque del programa (recuérdese que el MCB lo precede inmediatamente). Si el PID apunta a un PSP en cuyo offset 2Ch una palabra apunta al MCB+1, se trata del bloque del entorno de ese PSP. Si no es ninguno de estos últimos bloques, por eliminación ha de ser un bloque de datos.

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8.2.7. - Liberar el espacio de entorno en programas residentes. Resulta triste ver como algunos sofisticados programas residentes llegan incluso a autorrelocalizarse en memoria machacando parte del PSP con objeto de economizar algunos bytes; después un alto porcentaje de los mismos se olvida de liberar el espacio de entorno, que para nada utilizan y que suele ocupar incluso más memoria que todo el PSP. La manera de liberar el espacio de entorno antes de que un programa quede residente es la siguiente (necesario DOS 3.0 como mínimo si se obtiene la dirección del PSP utilizando la función 62h): MOV INT MOV MOV MOV INT

AH,62h 21 ES,BX ES,ES:[2Ch] AH,49h 21h

; obtener dirección del PSP en BX ; dirección del espacio de entorno ; función para liberar bloque ; bloque destruido

Alternativamente, se puede liberar directamente el bloque de memoria del entorno poniendo directamente un 0 en su PID, aunque es menos elegante. Si ES apunta al PSP: MOV DEC MOV MOV

AX,ES:[2Ch] AX ES,AX WORD PTR ES:[1],0

; dirección del espacio de entorno ; apuntar a su MCB ; liberar bloque (PID=0)

8.2.8. - Peculiaridades del MS-DOS 4.0 y posteriores. La información siguiente explica las particularidades de los bloques de memoria con MS-DOS 4.0 y posteriores; no es válida para DR-DOS aunque algunos aspectos concretos puedan ser comunes. Desde el MSDOS 3.1, el primer bloque de memoria es un segmento de datos del sistema, que contiene los drivers instalados desde el CONFIG.SYS. A partir del DOS 4.0, este bloque de memoria está dividido en subbloques, cada uno de ellos precedidos de un bloque de control de memoria con el siguiente formato: offset

0:

Byte, indica el tipo de subsegmento: "D" - controlador de dispositivo "E" - extensión de controlador de dispositivo "I" - IFS (Installable File System) driver "F" - FILES= (área de almacenamiento de estas estructuras, si FILES>5) "X" - FCBS= (área de almacenamiento de estas estructuras) "C" - BUFFERS= /X (área de buffers en memoria expandida) "B" - BUFFERS= (área de buffers) "L" - LASTDRIVE= (área de almacenamiento de las CDS) "S" - STACKS= (zona de código y datos de las pilas del sistema) "T" - INSTALL= (área transitoria de este mandato) offset 1: Palabra, indica dónde comienza el subsegmento (normalmente a continuación) offset 3: Palabra, indica el tamaño del subsegmento (en párrafos) offset 8: 8 bytes: en los tipos "D" e "I", nombre del fichero que cargó el driver. Por tanto, desde el DOS 4.0, una vez localizado el primer MCB, puede despreciarse y tomar el que viene inmediatamente a continuación (párrafo siguiente) para recorrer los subsegmentos conectados. En el DOS 5.0 y siguientes, los bloques propiedad del sistema tienen el nombre "SC" (System Code, código del sistema o áreas de memoria superior excluidas) o bien "SD" (System Data, con controladores de dispositivo, etc.). Desde la versión 5.0 del DOS, estos bloques "SD" contienen subbloques con las mismas características que los del DOS 4.0.


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Adicionalmente, el DOS 5.0 introdujo los bloques denominados UMB que recorren la memoria superior, en las diferentes áreas en que puede estar fragmentada. Acceder a estos bloques de control de memoria es bastante complicado: el segmento donde empiezan está almacenado en el offset 1Fh de la tabla de información sobre buffers de disco, cuya dirección inicial a su vez se obtiene en el puntero largo que devuelve en ES:BX+12h la función indocumentada Get List of Lists (52h): normalmente el resultado es el segmento 9FFFh. En general, es más sencillo ignorar la memoria superior como una entidad independiente y recorrer toda la memoria sin más. Sin embargo, para poder acceder a los bloques de memoria superior éstos han de estar ligados a los de la memoria convencional: para conectarlos, si no lo están, puede emplearse la función, tradicionalmente indocumentada (aunque recientemente ha dejado de serlo) Get or Set Memory Allocation Strategy (58h) del DOS: es conveniente preservarla antes y volver a restaurar esta información después de alterarla. En cualquier caso, el formato de los bloques de control UMB es el siguiente: offset 0: Byte con valor 5Ah para el último bloque y 4Dh en otro caso. offset 1: Palabra con el PID. offset 3: Palabra con el tamaño del bloque en párrafos. offset 8: 8 Bytes: "UMB" si es el primer bloque UMB y "SM" si es el último. 8.2.9. - Cómo recorrer los bloques de memoria. La organización de la memoria varía según la versión del sistema operativo instalada. En líneas generales, todo lo comentado hasta ahora -excepto lo del apartado anteriores válido para cualquier versión del DOS. Sin embargo, en las máquinas que tienen memoria superior, las cosas pueden cambiar un poco en esta zona de memoria: si tienen instalado algún gestor de memoria extraño, este área puede estar desconectada por completo de los primeros 640 Kb. Con DR-DOS el usuario puede utilizar el comando MEMMAX para habilitar o inhibir el acceso a la memoria superior; desde el MS-DOS 5.0 existen funciones específicas del sistema para estas tareas. El programa de ejemplo listado más abajo recorre toda la memoria sin adentrarse en las particularidades de ningún sistema operativo. Tan sólo se toma la molestia de intentar detectar si existe memoria superior y, en ese caso, mostrar también su contenido. Este algoritmo puede no enseñar todo lo que podría enseñar gracias a las últimas versiones del DOS, pero sí gran parte, y funciona en todas las versiones. Para comprobar si existe memoria superior utiliza una técnica muy sencilla: al alcanzar el último bloque de memoria, se comprueba si el siguiente empezaría en el segmento 9FFFh en vez del A000h como cabría esperar en una máquina de 640Kb (sólo suelen tener memoria superior las máquinas que al menos tienen 640 Kb). Si esto es así no se considera que el bloque sea el último y se prosigue con el siguiente, saltando la barrera de los 640 Kb. En este caso, obviamente, los 16 bytes que faltan para completar los 640 Kb de memoria son precisamente un MCB. Esta técnica funciona sólo a partir del MS-DOS 5.0; en DR-DOS 6.0, si la memoria superior está inhibida con MEMMAX -U, no funciona (DR-DOS 6.0 se encarga de machacar el último MCB de la memoria convencional y no deja ni rastro) aunque sí con MEMMAX +U. También se imprime el nombre de los programas, aunque en DOS 3.30 y versiones anteriores salga basura. Además, el PID de tipo 6 se interpreta como un bloque de memoria superior XMS -que se estudiará en el siguiente apartado de este mismo capítulo- bajo DR-DOS 6.0, imprimiéndose también el nombre. La primera acción de MAPAMEM al ser ejecutado es rebajar la memoria que tiene asignada hasta el mínimo necesario; por ello en el resultado figura ocupando sólo 1440 bytes y teniendo tras de sí un gran bloque libre. Es conveniente que los programas rebajen al principio la memoria asignada con objeto de facilitar el trabajo bajo ciertos entornos pseudo-multitarea soportados por el DOS; de hecho, es norma común en el código generado por los compiladores realizar esta operación al principio. Sin embargo, no todo el mundo se preocupa de ello y, a fin de cuentas, tampoco es tan importante. Un ejemplo de la salida que puede producir este programa es el siguiente, tomado de una máquina con memoria superior y bajo los dos sistemas operativos más comunes (aunque en los ejemplos los espacios de entorno han coincidido junto al bloque de programa, ello no siempre sucede así). Las diferentes ocupaciones de memoria de los programas en ambos sistemas operativos se deben frecuentemente a que se trata de versiones distintas:

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DR-DOS 6.0

MS-DOS 5.0

MAPAMEM 2.2

MAPAMEM 2.2

- Información sobre la memoria del sistema. Tipo

Ubicación Tamaño

PID

- Información sobre la memoria del sistema.

Propietario

Tipo

Ubicación Tamaño

PID

Propietario

-------- --------- ------- ----- ---------------

-------- --------- ------- ----- ---------------

Sistema

0000-003F

1.024

Interrupciones

Sistema

0000-003F

1.024

Interrupciones

Sistema

0040-004F

256

Datos del BIOS

Sistema

0040-004F

256

Datos del BIOS

Sistema

0050-023C

7.888

Sistema Operat.

Sistema

0050-0252

8.240

Sistema

023E-02FD

3.072

0008

Sistema

0254-045F

8.384

0008

Programa 02FF-031E

512

02FF

COMMAND

Sistema

0461-0464

64

0008

Entorno

0320-033F

512

02FF

COMMAND

Programa 0466-050E

2.704

0466

COMMAND

Datos

0341-0358

384

02FF

COMMAND

Libre

0510-0513

64

0000

Programa 035A-03EE

2.384

035A

MATAGAME

Entorno

0515-0544

768

0466

COMMAND

03F0-0408

400

040A

KEYRESET

Entorno

0546-0567

544

0569

MAPAMEM

Programa 040A-041D

320

040A

KEYRESET

Programa 0569-05C2

1.440

0569

MAPAMEM

Entorno

041F-0437

400

0439

MAPAMEM

Libre

05C4-9FFE 631.728

0000

Programa 0439-0492

1.440

0439

MAPAMEM

Sistema

A000-D800 229.392

0008

Libre

0494-9FFE 636.592

0000

Sistema

D802-E159

38.272

0008

Sistema

A000-DEFF 258.048

0007

Libre

E15B-E17F

592

0000

Sistema

DF01-E477

22.384

0008

Programa E181-E18D

208

E181

DOSVER

Sistema

E479-E483

176

0008

Programa E18F-E23C

2.784

E18F

NLSFUNC

Sistema

E485-E48D

144

0008

Programa E23E-E3AF

5.920

E23E

GRAPHICS

Sistema

E48F-E591

4.144

0008

Programa E3B1-E533

6.192

E3B1

SHARE

Sistema

E593-E7DA

9.344

0008

Programa E535-E637

4.144

E535

DOSKEY

Sistema

E7DC-E806

688

0008

Programa E639-E7E2

6.816

E639

PRINT

Sistema

E808-E810

144

0008

Programa E7E4-E840

1.488

E7E4

RCLOCK

Sistema

E812-E81A

144

0008

Programa E842-E862

528

E842

DISKLED

Sistema

E81C-E8DE

3.120

0008

Programa E864-ECF0

18.640

E864

DATAPLUS

Programa E8E0-EA51

5.920

E8E0

GRAPHICS

Programa ECF2-ED59

1.664

ECF2

HBREAK

Programa EA53-EA60

224

EA53

CLICK

Programa ED5B-ED7E

576

ED5B

ANSIUP

Programa EA62-EA6E

208

EA62

DOSVER

Programa ED80-ED8C

208

ED80

PATCHKEY

Programa EA70-EA7F

256

EA70

ALTDUP

Programa ED8E-ED93

96

ED8E

TDSK

Area XMS EA81-EA8F

240

0006

B1M92VAC

Datos

ED95-F6D4

37.888

ED8E

TDSK

Programa EA91-EAC0

768

EA91

VSA

Libre

F6D6-F6FF

672

0000

Area XMS EAC2-EB17

1.376

0006

RCLOCK

Area XMS EB19-EB30

384

0006

DISKLED

Programa EB32-EDB4

10.288

EB32

VWATCH

Area XMS EDB6-EEEC

4.976

0006

DATAPLUS

Area XMS EEEE-EF4F

1.568

0006

HBREAK

Libre

EF51-EFFE

2.784

0000

Sistema

F000-F5FF

24.576

0007

Sistema

F601-F6FF

4.080

0008

Entorno

Sistema Operat.

; ******************************************************************** 100h

; programa tipo COM

MOV

BX,tam_mapmem

; tamaño de este programa

MOV

AH,4Ah

; modificar memoria asignada

INT

21h

; ejecutar función del DOS

SEGMENT

LEA

DX,cabecera_txt

ASSUME CS:mapamem; DS:mapamem

CALL

print

; * ; *

ORG

* MAPAMEM 2.2

-

Utilidad para listar los bloques de memoria.

; *

* *

; ********************************************************************

mapamem

mapa

PROC

143


otro_mcb:

no_tipo_sys:

tipo_ok:

MOV

BX,64

MUL

BX

DEC

AX

ES,AX

MOV

BX,AX

DEC

AX

POP

AX

CALL

print16hex

INC

AX

CMP

AX,BX

; ¿hay RAM superior (DOS 5)?

SUB

AX,50h

JE

otro_mcb

; así es

MOV

DX,16

MOV

AX,4C00h

MUL

DX

INT

21h

MOV

CL,8+16

CALL

print_32

LEA

DX,cabx_txt

CALL

print

MOV

BX,WORD PTR ES:[1]

MOV

DL,0

CMP

BX,0

JE

tipo_ok

MOV

DL,1

CMP

BX,6

JE

tipo_ok

; lo es (PID = 6)

MOV

DL,2

; supuesta zona del sistema

PUSH

DS

MOV

DS,BX

MOV

AX,WORD PTR DS:[0]

; AX = [PID:0000]

MOV

AX,ES

MOV

CX,WORD PTR DS:[2Ch]

; CX = [PID:002C]

INC

AX

POP

DS

CALL

print16hex

CMP

AX,20CDh

MOV

AL,'-'

JE

no_tipo_sys

CALL

printAL

CMP

AX,27CDh

MOV

AX,ES

JNE

tipo_ok

; no es un PSP

ADD

AX,ES:[3]

MOV

DL,3

; supuesta zona de programa

CALL

print16hex

MOV

AX,ES

MOV

AX,ES:[3]

INC

AX

MOV

DX,16

CMP

BX,AX

; ¿PID=MCB+1?

MUL

DX

JE

tipo_ok

; lo es

MOV

CL,8+16

MOV

DL,4

; supuesta zona de entorno

CALL

print_32

CMP

CX,AX

JE

tipo_ok

INC

DL

MOV

pid,BX

MOV

tipo,DL

MOV

AL,' '

CALL

imprime_tipo

; tipo del bloque

CALL

printAL

CALL

imprime_rango

; ubicación y tamaño

CALL

printAL

CALL

imprime_pid

MOV

AX,pid

CALL

imprime_nombre

CALL

print16hex

MOV

AL,13

MOV

AL,' '

CALL

printAL

CALL

printAL

MOV

AL,10

CALL

printAL

CALL

printAL

MOV

AX,ES

; MCB ya tratado

ADD

AX,ES:[3]

; tamaño del bloque

INC

AX

; apuntar al siguiente MCB

CMP

BYTE PTR ES:[0],5Ah

; ¿es el último?

PUSH

ES

MOV

ES,AX

; puntero al siguiente MCB

LEA

DX,libre_txt

JNE

otro_mcb

CMP

tipo,0

; ¿bloque libre?

JNE

no_libre

; no ; imprimirlo

MOV

AH,52h

INT

21h

MOV

AX,ES:[BX-2]

MOV

; función "Get List of Lists"

; segmento del primer M.C.B.

; imprimir dónde acaba el DOS

; pasar párrafos a bytes mapa

ENDP

imprime_tipo

PROC

; fin del programa

; imprimir tamaño zona del DOS

LEA

SI,tabla_tipos

MOV

AL,tipo

XOR

AH,AH

SHL

AX,1

; lo es (PID = 0)

ADD

SI,AX

; supuesto bloque XMS de DR-DOS

MOV

DX,[SI]

; dirección del mensaje

CALL

print

; imprimirlo

; P.I.D. (Process ID)

; supuesta zona libre (tipo DL)

; AX = tipo * 2

RET imprime_tipo

ENDP

imprime_rango

PROC

; es un PSP

; imprimir inicio del bloque

; imprimir guión

; imprimir final del bloque

; pasar bytes a párrafos

; imprimir tamaño del bloque

RET imprime_rango

ENDP

imprime_pid

PROC

; por eliminación zona de datos

; retorno de carro

; salto de línea

RET

; no, no era el último

imprime_pid

ENDP

imprime_nombre PROC

PUSH

AX

CALL

print

INT

12h

JMP

nombre_ok

143

no_libre:

nombre_listo:

otra_letra:

cod_normal:


CMP

tipo,1

CALL

print4hex

; imprimir nibble más significativo

JE

nombre_listo ; bloque XMS: nombre de ES:8 a ES:16

POP

AX

; restaurar AL

CMP

tipo,2

PUSH

AX

; y preservarlo de nuevo

JE

nombre_ok

; nombre del propietario desconocido

AND

AL,1111b

; dejar nibble menos significativo

MOV

BX,ES:[1]

; segmento del PSP dueño del bloque

CALL

print4hex

; e imprimirlo

DEC

BX

; apuntar al MCB

POP

AX

MOV

ES,BX

POP

CX

MOV

BX,7

; nombre de ES:BX+1 a ES:BX+9

MOV

CX,8

; máximo tamaño del nombre

print8hex

ENDP

INC

BX

MOV

AL,ES:[BX]

; carácter del nombre

print16hex

PROC

AND

AL,AL

JZ

nombre_ok

CMP

AL,' '

JAE

cod_normal

MOV

AL,'?'

CALL

printAL

LOOPNZ otra_letra nombre_ok:

POP

RET

AX

MOV

AL,AH

CALL

print8hex

POP

AX

; evitar códigos raros en DOS < 4.0

CALL

print8hex

; imprimirlo

RET

; es cero: fin del nombre

; a por otro (8 como máximo)

print16hex

; imprimir parte baja

ENDP

; -------------------------- PRINT-32 v3.1 --------------------------

RET

; ;

PROC

; imprimir cadena en DS:DX con

;

; el final delimitado por un '$'

Subrutina para imprimir nº decimal de 32 bits en DXAX formateado.

PUSH

AX

;

No requiere ningún registro de segmento apuntándola; se apoya en

PUSH

CX

;

la rutina «print» para imprimir la cadena DS:DX delimitada por '$'.

MOV

AH,9

;

INT

21h

; Entradas:

POP

CX

;

Si bit 4

POP

AX

;

bits

0-3 = nº total de dígitos (incluyendo separadores de

bits

5-7 = nº de dígitos de la parte fraccional (cuantos

RET

;

print

ENDP

;

printAL

PROC

; imprimir carácter en AL

= 1 --> se imprimirán signos separadores de millar

millar y parte fraccional)

;

dígitos de DXAX, empezando por la derecha, se

;

consideran parte fraccional, e irán precedidos

;

del correspondiente separador)

PUSH

AX

PUSH

DX

; registros usados preservados

;

MOV

AH,2

; función de impresión del DOS

; Salidas:

MOV

DL,AL

; carácter a imprimir

;

INT

21h

; llamar al sistema

;

POP

DX

POP

AX

RET printAL

; imprimir parte alta

ES

imprime_nombre ENDP

print

; imprimir palabra hexadecimal (AX)

PUSH

nº impreso, ningún registro modificado.

; * Ejemplo, si DXAX=9384320 y ; recuperar registros

;

; retornar

; ;

ENDP

CL=010 1 1011

se imprimirá ( '_' representa un espacio en blanco ):

__93.843,20

Tener cuidado al especificar la plantilla para que ésta se adapte

; al número a imprimir. Si se especifican, por ej., pocos dígitos en print4hex

no_sup9:

print4hex

print8hex

; imprimir carácter hexadecimal (AL)

; la parte entera (=demasiados en la fraccional) no tiene sentido

PUSH

AX

; preservar AX

; imprimir el separador de millares. Si se intenta, la rutina podría

ADD

AL,'0'

; pasar binario a ASCII

; colgarse porque no valida el formato.

CMP

AL,'9'

JBE

no_sup9

; no es letra

print_32

ADD

AL,'A'-'9'-1 ; lo es

PUSHF

CALL

printAL

; imprimir dígito hexadecimal

PUSH

AX

POP

AX

; restaurar AX

PUSH

BX

RET

PUSH

CX

ENDP

PUSH

DX

PUSH

SI

PUSH

DI

PROC

PROC

; imprimir byte hexadecimal en AL

PROC

PUSH

CX

PUSH

DS

PUSH

AX

PUSH

ES

MOV

CL,4

MOV

BX,CS

SHR

AL,CL

MOV

DS,BX

; pasar bits 4..7 a 0..3


143


digit_pr32:

factor_pr32:

hecho_pr32:

rep_sub_pr32:

SUB

CX,ent_frac_pr32

ADD

CX,3

BX,OFFSET tabla_pr32

MOV

SI,final_pr32

MOV

CX,10

MOV

DI,SI

PUSH

CX

INC

DI

PUSH

AX

REP

MOVSB

PUSH

DX

MOV

AL,millares_pr32

XOR

DI,DI

MOV

[DI],AL

MOV

SI,1

; DISI = 1

INC

final_pr32

DEC

CX

; CX - 1

MOV

ent_frac_pr32,SI

JCXZ

hecho_pr32

SUB

SI,OFFSET tabla_pr32

SAL

SI,1

CMP

SI,3

RCL

DI,1

JAE

entera_pr32

MOV

DX,DI

MOV

BX,final_pr32

MOV

AX,SI

MOV

BYTE PTR [BX+1],"$"

SAL

SI,1

MOV


RCL

DI,1

MOV

principio_pr32,BX ; inicio de cadena

SAL

SI,1

MOV

AL,[BX]

RCL

DI,1

CMP

AL,'0'

ADD

SI,AX

JE

blanco_pr32

; cero a la izda --> poner " "

ADC

DI,DX

; DISI=DISI*8+DISI*2=DISI*10

CMP

AL,millares_pr32

; separador millares a la izda

LOOP

factor_pr32

; DISI=DISI*(10^(CX-1))

JE

blanco_pr32

POP

DX

CMP

AL,fracc_pr32

POP

AX

JNE

acabar_pr32

MOV

CL,0FFh

MOV

BYTE PTR [BX-1],'0' ; reponer 0 antes de la coma

INC

CL

DEC

principio_pr32

SUB

AX,SI

MOV

AL,formato_pr32

SBB

DX,DI

; DXAX = DXAX - DISI

AND

AL,00001111b

JNC

rep_sub_pr32

; restar factor cuanto se pueda

XOR

AH,AH

ADD

AX,SI

; subsanar el desbordamiento:

MOV

DX,final_pr32

ADC

DX,DI

; DXAX = DXAX + DISI

SUB

DX,AX

ADD

CL,'0'


INC

DX

MOV

[BX],CL

AND

AX,AX

POP

CX

JNZ

format_pr32

INC

BX

MOV

DX,principio_pr32 ; longitud obtenida del número

LOOP

digit_pr32

MOV

ES,BX

MOV

formato_pr32,CL

MOV

STD

no_frac_pr32:

entera_pr32:

; byte del formato de impresión

; DISI * 2 poner_pr32:

limpiar_pr32: ; DISI * 8

; CX se recuperará más tarde

acabar_pr32:

; CX se recupera ahora

CALL

print

; transferencias hacia atrás

POP

ES

; próximo dígito del número

format_pr32:

DEC

BX

; BX apunta al último dígito

POP

DS

MOV

final_pr32,BX

; último dígito

POP

DI

MOV

ent_frac_pr32,BX

; frontera parte entera/fracc.

POP

SI

MOV

CL,5

POP

DX

MOV

AL,formato_pr32

POP

CX

SHR

AL,CL

POP

BX

AND

AL,AL

POP

AX

JZ

no_frac_pr32

MOV

CL,AL

XOR

CH,CH

MOV MOV INC

DI

REP

MOVSB

INC

; AL = nº de decimales

; cadena arriba (hacer hueco)

; poner separador de millares

; usar la variable como puntero

; próximo separador

; delimitador fin de cadena

; imprimir

; DX = offset 'principio'

; longitud solicitada

; imprimir cadena en DS:DX

; restaurar todos los registros

POPF

; ninguno

RET blanco_pr32:

; salida del procedimiento

MOV

BYTE PTR [BX],' ' ; quitar 0 / separador millares

SI,final_pr32

INC

BX

DI,SI

INC

principio_pr32

CMP

BX,final_pr32

JB

limpiar_pr32

final_pr32

MOV

DX,BX

MOV

AL,fracc_pr32

JMP

SHORT acabar_pr32 ; imprimir

MOV

[DI],AL

; separador de parte fraccional

DB

0

MOV

ent_frac_pr32,SI

; indicar nueva frontera

DB

5 DUP (' ')

MOV

AL,formato_pr32

DT

0

TEST

AL,16

; interpretar el formato

DW

0,0

JZ

poner_pr32

; imprimir como tal

millares_pr32

EQU

'.'

; separador de millares

MOV

CX,final_pr32

; añadir separadores de millar

fracc_pr32

EQU

','

;

; cadena arriba (hacer hueco)

formato_pr32

tabla_pr32

; sustituyendo por espacios

; es el número 0.000.000.00X

; área de trabajo

"

parte fraccional

143

final_pr32


DW

0

; offset último byte a imprimir

principio_pr32 DW

0

;

ent_frac_pr32

DW

0

; offset frontera entero-fracc.

print_32

ENDP

"

"

primer

"

"

; ------------ Datos

" cabecera_txt

LABEL BYTE

DB

13,10,"MAPAMEM 2.2"

DB

13,10,"

DB

"Tipo

DB

"-------- --------- ------- ----- ---------------"

DB

13,10,"Sistema

0000-003F

1.024

Interrupciones"

DB

13,10,"Sistema

0040-004F

256

Datos del BIOS"

DB

13,10,"Sistema

0050-$"

- Información sobre la memoria del sistema.",13,10,10 Ubicación Tamaño

PID

Propietario",13,10

cabx_txt

DB

"

tabla_tipos

DW

tipo_libre, tipo_xms, tipo_sistema

DW

tipo_programa, tipo_entorno, tipo_datos

tipo_libre

DB

"Libre

tipo_xms

DB

"Area XMS $"

tipo_sistema

DB

"Sistema

tipo_programa

DB

"Programa $"

tipo_entorno

DB

"Entorno

$"

tipo_datos

DB

"Datos

$"

libre_txt

DB

"$"

tipo

DB

0

pid

DW

0

tam_mapmem

EQU

($-OFFSET mapamem)/16+1

mapamem

ENDS END

Sistema Operat.",13,10,"$"

$"

$"

; tamaño de MAPAMEM

mapa

8.3. - MEMORIAS EXTENDIDA Y SUPERIOR XMS. El controlador XMS implementa una serie de funciones para acceder de manera sencilla a la memoria extendida. En principio, hay funciones para asignar y liberar el HMA (frecuentemente ya estará ocupado por el sistema operativo), para controlar la línea A20 (en la actualidad suele estar permanentemente habilitada), para averiguar la memoria extendida disponible, para asignar dicha memoria a los programas que la solicitan (a los que devuelve un handle de control, igual que cuando se abre un fichero), liberarla, devolver la dirección física para quien desee realizar transferencias directas y lo más interesante: para mover bloques, bien sea entre zonas de la memoria extendida o entre la memoria convencional y la extendida, de la manera más óptima y rápida según el tipo de CPU que se trate. Digamos que la memoria extendida XMS es como un gran banco o almacén de memoria torpe, del que podemos traer o llevar datos y nada más. Adicionalmente, el controlador XMS añade funciones para gestionar la memoria superior. Los bloques de memoria superior no son accesibles de manera directa por los programas, a menos que éstos sean expresamente cargados en este área con HILOAD ó LOADHIGH. Sin embargo, los programas pueden solicitar zonas de memoria superior al controlador XMS, que además de la memoria extendida gestiona también estas áreas. Estos bloques de memoria son gestionados de manera independiente a los de la memoria convencional, existiendo funciones específicas del controlador XMS para localizar y liberar los bloques. Con DR-DOS 6.0 y algunos gestores de memoria, en la memoria superior pueden residir tanto bloques de memoria DOS gestionados por el sistema (normalmente, como consecuencia de un HILOAD para instalar programas residentes), así como auténticos bloques de memoria XMS. Realmente, las zonas que emplea el DR-DOS no son sino bloques de este tipo de memoria. El MS-DOS 5.0 y posteriores, sin embargo, reservan toda la memoria superior para sus propios usos -cargar programas residentes- cuando se indica DOS=UMB en el CONFIG.SYS; por lo que si alguna aplicación

143


solicita memoria superior XMS no la encontrará. Pero se puede emplear la función 58h para conectar la memoria superior y a continuación, con la misma función, cambiar la estrategia de asignación de memoria para que el sistema asigne memoria superior en respuesta a las funciones ordinarias de asignación de memoria. Después es conveniente restaurar la estrategia de asignación y el estado de la memoria superior a la situación inicial (también se puede consultar previamente con la función 58h). La hecho de que un programa pueda solicitar memoria superior al sistema es una posibilidad interesante: ello permite a los programas residentes auto-relocalizarse de una manera sencilla a estas zonas, anticipándose a la actuación de usuarios inexpertos que podrían olvidarse del HILOAD o el LOADHIGH. Por otra parte, se economiza algo de memoria al poder suprimirse el PSP en la copia. Con MS-DOS 5.0 y posteriores, no obstante, el programa deberá dejar algo residente en memoria convencional (si no se termina residente, el sistema libera los bloques asignados en memoria superior) o bien modificar el PID de los bloques en memoria superior para que al terminar sin quedar residente el DOS no los libere. Para poder emplear los servicios del controlador XMS hay que verificar primero que está instalado el programa HIMEM.SYS o alguno equivalente (el EMM386 del DR-DOS 6.0 integra también las funciones del HIMEM.SYS, así como el QEMM386). Para ello se chequea la entrada 43h en la interrupción Multiplex, comprobando si devuelve 80h en el registro AL (y no 0FFh como otros programas residentes): MOV INT MOV CMP JE MOV INT CMP JE JNE

AX,352Fh 21h AX,ES AX,0 no_hay_XMS AX,4300h 2Fh AL,80h hay_XMS no_hay_XMS

; obtener vector de INT 2Fh en ES:BX

; en DOS 2.x la INT 2Fh está indefinida ; chequear presencia de XMS ; interrupción Multiplex

Antes de llamar a la INT 2Fh se comprueba que esta interrupción está apuntando a algún sitio (con el segmento distinto de 0) ya que en algunas versiones 2.x del DOS está sin inicializar y el sistema se cuelga si se invoca sin precauciones. Las funciones del controlador XMS no se invocan por medio de ninguna interrupción, como sucede con las del DOS o la BIOS. En su lugar, una vez detectada la presencia del mismo se le debe interrogar preguntándole dónde está instalado, por medio de la subfunción 10h: MOV INT MOV MOV

AX,4310h 2Fh XMS_seg,ES XMS_off,BX

; preguntar dirección del controlador ; almacenarla

donde XMS_seg y XMS_off es una estructura del tipo: gestor_XMS XMS_off XMS_seg

LABEL DWORD DW 0 DW 0

Posteriormente, cuando haya que utilizar un servicio o función del controlador XMS se colocará el número del mismo en AH y se ejecutará un CALL gestor_XMS. Para utilizar las llamadas al XMS es preciso que en la pila queden al menos 256 bytes libres. En un apéndice al final del libro se listan y documentan todas las funciones XMS. Si por cualquier motivo fuera necesario en un programa residente interceptar las llamadas al controlador XMS realizadas por los programas de aplicación, hay que decir que ello es posible. Por supuesto, no es tan sencillo como desviar un vector de interrupción: hay que modificar el código del propio controlador. Por fortuna, todos los controladores XMS suelen comenzar con una instrucción de salto larga o corta (JMP

143


XXXX:XXXX, JMP XXXX, JMP SHORT XX) y, si ésta ocupa menos de 5 bytes, los restantes están cubiertos de instrucciones NOP (código de operación 90h). Se pueden modificar los primeros bytes del mismo para poner un salto hacia nuestra propia rutina, que luego acabe llamando a su vez al controlador previo (el RAMDRIVE de Microsoft, por ejemplo, realiza esta complicada maniobra). 8.4.- MEMORIA EXPANDIDA EMS. La memoria expandida, como se comentó al principio del capítulo, es una técnica de paginación para solventar la limitación de 640 Kb de memoria de los PC. Hasta la versión 3 del controlador de memoria expandida, esta extensión consiste en un segmento de memoria de 64 Kb (en la dirección 0D0000h o 0E0000h, a veces otras como 0C8000h, etc.) dividido en cuatro páginas adyacentes de 16 Kb. Ese segmento se denomina marco de página de la memoria expandida. Las cuatro páginas son las páginas físicas numeradas entre 0 y 3. Cuando un programa solicita memoria expandida, se le asigna un handle de control (un número de 16 bits) que la referencia, así como cierto número de páginas lógicas asociado al mismo. A partir de ese momento, cualquier página lógica puede ser mapeada sobre una de las cuatro páginas físicas. De este modo, es factible acceder simultáneamente a cuatro páginas lógicas entre todas las disponibles. Por ello es posible incluso asignar la misma página lógica a más de una página física, aunque es un tanto absurdo. La principal utilidad de la memoria expandida es de cara a almacenar grandes estructuras de datos evitando en lo posible un acceso a disco. La memoria expandida se implementa con una extensión del hardware, aunque algunos equipos 286 ya la tienen integrada en la placa base. En los 386 y superiores, la CPU puede ser colocada en modo virtual 86, una variante del modo protegido en la que la memoria expandida puede ser emulada por las técnicas de memoria virtual de este microprocesador, sin necesidad de una extensión hardware. Algunos sistemas de memoria expandida real (no emulada) pueden soportar incluso una reinicialización del PC sin perder el contenido de esa memoria.

─ ─ ─ 16 Kb ─ ─ ─

DFFFF DC000 D8000 D4000 D0000

│ │ ├─────────────┤ │ 3 │ ├─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┤ │ 2 │ ├─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┤ │ 1 │ ├─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┤ │ 0 │ ├─────────────┤

½─ ─ ┐ │ ┌ ½─ ─ ┤ │ │½──────────────┤ ½─ ─ ┤ │ │ │ ½─ ─ ┘ │ └

MARCO DE PÁGINA DE MEMORIA EXPANDIDA (PÁGINAS FÍSICAS)

½─ ½─ ½─ ½─ ½─ ½─ ½─

─ ─ ─ ─ ─ ─ ─

─ ─ ─ ─ ─ ─ ─

─ ─ ─ ─ ─ ─ ─

┌─────────────┐ │ ├─┐ A└─┬───────────┘ ├─┐ ─ B└─┬───────────┘ ├─┐ ─ ─ C└─┬───────────┘ ├─┐ ─ ─ ─ D└─┬───────────┘ ├─┐ ─ ─ ─ ─ E└─┬───────────┘ ├─┐ ─ ─ ─ ─ ─ F└─┬───────────┘ │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ G└─────────────┘

PÁGINAS DE MEMORIA EXPANDIDA ASIGNABLES (PÁGINAS LÓGICAS)

En este ejemplo se ha solicitado al EMM 8 páginas (numeradas en el gráfico A-G) y cualquiera de ellas puede ser «colocada» (paginada) en cualquiera de las 4 páginas físicas, a elegir.

Para utilizar la memoria expandida hay que invocar la interrupción 67h. Para detectar la presencia del controlador hay dos métodos. El primero consiste en buscar un dispositivo "EMMXXXX0", ya que el gestor de memoria expandida se carga desde el CONFIG.SYS y define un controlador de dispositivo de caracteres con ese nombre. Es tan sencillo como intentar abrir un fichero con ese nombre y comprobar si existe. Desde la línea de comandos del DOS se puede hacer así: IF EXIST EMMXXXX0 ECHO HAY CONTROLADOR EMS Existe el riesgo de que en lugar de un controlador con ese nombre se trate ¡de un fichero que algún


143

gracioso haya creado!: para cerciorarse, hay unas funciones de control IOCTL en el DOS para asegurar que se trata de un dispositivo y no de un fichero. Sin embargo, no es recomendable este método para detectar el EMM en los programas residentes y en los controladores de dispositivo: existe otro medio más conveniente para esos casos, que también puede ser empleado de manera general en cualquier otra aplicación. Consiste en buscar la cadena "EMMXXXX0" en el offset 10 del segmento apuntado por el vector 67h (despreciando el offset de dicho vector) ¡así de sencillo!. Las funciones del EMM se invocan colocando en AH el número de función y ejecutando la INT 67h: a la vuelta, AH normalmente valdrá 0 para indicar que todo ha ido bien. En un apéndice al final del libro se listan y documentan todas las funciones EMS. Estas funciones se numeran a partir de 40h, aunque desde la 4Fh sólo están disponibles a partir de la versión 4.0 del controlador, si bien en muchos casos no son necesarias. Las principales funciones (soportadas por EMS 3.2) son: 40h - Obtener el estado del controlador (ver si es operativo y la memoria EMS puede funcionar bien). 41h - Obtener el segmento del marco de página (no tiene por qué se 0D000h ni 0E000h). 42h - Preguntar el número de páginas libres que aún no están asignadas. 43h - Asignar páginas (esta función devuelve un handle de control, igual que cuando se abre un fichero). 44h - Mapear páginas (colocar una cierta página lógica 0..N en una de las físicas 0..3). 45h - Liberar las páginas asignadas, para que puedan usarlas futuros programas (¡es vital!). 46h - Preguntar la versión del controlador de memoria expandida. 47h - Salvar el contexto del mapa de páginas (usado por los TSR para no alterar el marco de página). 48h - Restaurar el contexto del mapa de páginas (usado por los TSR para no alterar el marco de página). 4Dh - Obtener información de todos los handles que hay y las páginas que tienen asignadas.

La memoria expandida, lejos de ser sólo un invento obsoleto para superar los 640K en los viejos ordenadores, es una de las memorias más versátiles disponibles bajo DOS. Muchos programas pueden ver incrementado notablemente el rendimiento si se desarrollan empleando esta memoria en lugar de la XMS. La razón es que, con la memoria extendida, hay que traerla (copiarla) a la memoria convencional, procesarla y volverla a copiar a la memoria extendida. Sin embargo, con la memoria expandida EMS, una rapidísima función coloca en el espacio de direcciones del 8086 la memoria que va a ser accedida: allí mismo puede ser procesada sin necesidad de movimiento físico. Esto es debido a que la conmutación páginas de memoria expandida se hace, dicho entre comillas, seleccionando el chip de RAM que se utiliza, sin existir movimiento físico de datos. En algunos casos, sin embargo, la EMS no aumenta el rendimiento: por ejemplo, al construir un disco virtual, habrá que transferir datos desde la memoria convencional a la XMS ó la EMS; en cualquier caso se va a producir un movimiento físico (¿qué mas da que sea hacia la EMS que hacia la XMS?). En los modernos sistemas operativos, la memoria expandida soportada a partir de las versiones 4.0 del EMM (Expanded Memory Manager) cubre un amplio espectro del espacio de direcciones dentro del megabyte gestionado por el MS-DOS. Aquí, las páginas no han de ser necesariamente consecutivas; son más de 4 y tampoco tienen que ser necesariamente de 16 Kb. Sin embargo, por defecto -y por razones de compatibilidadlas cuatro primeras páginas físicas están colocadas adyacentemente por encima de los 640K y son de 16 Kb, no siendo recomendable modificar esta especificación. Por ejemplo, en el sistema 386 en que se escribieron las primeras versiones de este libro, con un EMM 4.0, las páginas físicas 0 a la 3 estaban ubicadas a partir de la dirección 0C8000h; las páginas 4 a la 27h estaban ubicadas entre la dirección 10000h a la 9FFFFh, cubriendo también los primeros 640 Kb (excepto los primeros 64 Kb). Si alguien está pensando en desviar la interrupción 67h desde un programa residente, para interceptar y manipular las llamadas de los programas de aplicación a esa interrupción, ya puede ir olvidándose. La razón es que los 386 y superiores están en modo virtual 86 con los controladores EMS instalados. Esto significa que cuando un programa invoca una interrupción, como la INT 67h, la CPU -de la manera que está programadapasa inmediatamente a continuación a ejecutar una rutina en modo protegido fuera del espacio de direcciones del MS-DOS. Con algunos gestores de memoria, como el EMM386 del DR-DOS 6.0, no sucede nada: ese programa supervisor retorna a la tarea virtual y ejecuta el código ubicado en el espacio de direcciones del MSDOS. Sin embargo, con QEMM386, el controlador de memoria está ubicado fuera de ese espacio de direcciones, y ya no vuelve a él. Si se mira con el DEBUG a donde apunta la INT 67h en una máquina con QEMM (por ejemplo, traceando una llamada a la interrupción), se verá que este vector apunta al siguiente

143


código: INT IRET

28h

Evidentemente, ¡ese no es el controlador de memoria!. Para acceder a él hay que ejecutar una interrupción de verdad. Supongo que a través de la especificación VCPI (Virtual Control Program Interface) que regula el acceso a los modos extendidos del 386, habrá algún medio de poder acceder al código del controlador EMS, o interceptar las llamadas. Sin embargo, no es tan fácil como cambiar un vector...

SUBPROCESOS, RECUBRIMIENTOS Y FILTROS

157

Capítulo IX: SUBPROCESOS, RECUBRIMIENTOS Y FILTROS

9.1. - LLAMADA A SUBPROCESOS Y RECUBRIMIENTOS U OVERLAYS. La función EXEC del DOS (4Bh) es el pilar que sustenta la ejecución de programas desde dentro de otros programas, así como la carga de subrutinas de un mismo programa desde disco (overlays). Si no existiera la función EXEC, el proceso sería arduo: habría que reservar memoria, cargar el fichero ejecutable en memoria, relocalizarlo si es de tipo EXE, crear su PSP y demás áreas de datos (entorno, etc)... por fortuna, la función EXEC se ocupa de todo ello. Además, esta función posee una característica no documentada hasta el DOS 5.0 (sí ha sido documentada desde dicha versión), que es la posibilidad de cargar un programa sin ejecutarlo, lo cual puede ser interesante de cara a la creación de depuradores de código. Para llamar a la función EXEC para cargar y ejecutar un programa se pone un 0 en AL. Hay que apuntar DS:DX a la dirección del nombre del programa (una cadena ASCIIZ, esto es, terminada por cero) que puede incluir la ruta de directorios y debe incluir la extensión. También hay que apuntar en ES:BX a una estructura de datos (bloque de parámetros) que se interpreta de la siguiente forma: offset 0: Segmento donde está el entorno a copiar para crear el del programa cargado. A 0 si es el del programa padre. Los programas hijos siempre accederán a una copia y no al original. offset 2: Doble palabra que apunta a los parámetros del programa a ejecutar (los que ese programa admite, por sí solo, en la línea de comandos). Tiene el mismo formato que el contenido de PSP:80h. offset 6: Doble palabra que apunta al primer FCB a copiar en el proceso hijo. offset 10: Doble palabra que apunta al segundo FCB a copiar en el proceso hijo. offset 14: Si se carga sin ejecutar, devuelve el SS:SP inicial del subprograma. offset 18: Si se carga sin ejecutar, devuelve el CS:IP inicial del subprograma. El subprograma cargado hereda los ficheros abiertos del programa padre. Antes de llamar a esta función, el ordenador debe tener suficiente memoria libre. Cuando se ejecuta un programa COM ordinario, toda la memoria del sistema está asignada al mismo (el mayor bloque en realidad, lo que en la práctica significa toda la memoria). Por tanto, un programa COM que desee cargar otros programas debe primero rebajar la memoria que el DOS le ha asignado y quedarse sólo con la que necesita. Con los programas EXE, la cantidad de memoria que les asigna el DOS inicialmente depende del compilador y las opciones de compilación; en ensamblador suele ser también toda la memoria, por lo que es deber de éste liberar la que no necesita. Para ello, se calcula cuanta memoria necesita el programa y se llama a la función del sistema para modificar el tamaño del bloque de memoria del propio programa (función 4Ah del DOS, pasando en ES la dirección del PSP). En los programas COM, la pila está apuntando al final del segmento (SP está próximo a 0FFFEh). Por ello, si el programa va a ocupar menos de 64 Kb, será preciso mover SP más abajo para que no se salga del futuro bloque de memoria del programa. Si no se toma esta precaución, SP apuntará dentro del siguiente bloque de memoria, que es más que probablemente el que utilizará EXEC, con lo que el ordenador debería colgarse a no ser que haya mucha suerte. Tras llamar a la función EXEC, en teoría todos los registros son destruidos, según la documentación oficial, incluidos SS:SP. Esto significa que antes de llamar a EXEC deben apilarse los registros que no se desee alterar y guardar en un par de variables SS y SP. Tras llamar a EXEC, inmediatamente a continuación y antes de hacer nada se deben recargar SS y SP, para proceder después a recuperar de la pila los demás registros. Este comportamiento de EXEC parece romper la tónica habitual de comportamiento del DOS. Sin embargo, lo cierto es que esto sólo sucedía en el DOS 2.X: aunque Microsoft no lo diga oficialmente, las versiones posteriores del

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sistema sólo corrompen DX y BX al llamar a EXEC. El siguiente programa de ejemplo, de tipo COM, realiza todas las tareas necesarias para cargar otro programa. Como ejemplo, he decidido cargar el COMMAND.COM, aunque el programa a ejecutar podría ser cualquier otro; la ventaja de COMMAND es que crea una nueva sesión de intérprete de comandos y permite comprobar con comodidad qué ha sucedido con la memoria. ; ********************************************************************

MOV

WORD PTR [BX+6],5Ch

; *

*

MOV

WORD PTR [BX+8],CS

*

MOV

WORD PTR [BX+0Ah],6Ch

*

MOV

WORD PTR [BX+0Ch],CS

; ********************************************************************

LEA

DX,nombre

MOV

AX,4B00h

INT

21h

PUSH

CS

SEGMENT

POP

DS

ASSUME CS:shell, DS:shell

LEA

DX,adios_txt

MOV

AH,9

INT

21h

MOV

AX,4C00h

INT

21h

nombre

DB

"C:\DOS\COMMAND.COM",0

exec_info

DB

22 DUP (0)

hola_txt

DB

13,10

DB

"Estás dentro de SHELL.COM ...",13,10,"$"

DB

13,10

DB

"... Acabas de abandonar SHELL.COM",13,10,"$"

; *

SHELL.ASM 1.0

-

Demostración de carga de subprograma.

; *

TAMTOT

EQU

shell

ORG

1024

; este programa y su pila caben en 1 Kb.

100h

inicio: MOV

SP,TAMTOT

MOV

AH,4Ah

; redefinir la pila

MOV

BX,TAMTOT/16

INT

21h

LEA

DX,hola_txt

MOV

AH,9

INT

21h

LEA

BX,exec_info

MOV

WORD PTR [BX],0

MOV

WORD PTR [BX+2],80h

MOV

WORD PTR [BX+4],CS

; redimensionar bloque memoria

; mensaje de bienvenida

; PSP

adios_txt

shell

; FCB 0

; FCB 1

; cargar y ejecutar programa

; DS = CS

; mensaje de despedida

; terminar

; programa a ejecutar

ENDS END

inicio

Al ejecutar el programa anterior, y suponiendo que el ordenador tenga el COMMAND.COM en C:\DOS (es más cómodo que andar buscando la variable de entorno COMSPEC), se puede generar una sesión de trabajo como la que se muestra a continuación, en la que la utilidad MAPAMEM permite verificar la estructura de la memoria tras la ejecución de SHELL.COM: C:\COMPILER\86\AREA>shell

Estás dentro de SHELL.COM ...

Microsoft(R) MS-DOS(R) Versión 5.00 (C)Copyright Microsoft Corp 1981-1991.

C:\COMPILER\86\AREA>mapamem

MAPAMEM 2.2 - Información sobre la memoria del sistema.

Tipo

Ubicación Tamaño

PID

Propietario

-------- --------- ------- ----- --------------Sistema

0000-003F

1.024

Interrupciones

Sistema

0040-004F

256

Datos del BIOS

Sistema

0050-0B59

45.216

Sistema

0B5B-0CF1

6.512

0008

Programa 0CF3-0E1C

4.768

0CF3

COMMAND

64

0000

Libre

0E1E-0E21

Sistema Operat.


Entorno

0E23-0E52

768

0CF3

COMMAND

Entorno

0E54-0E6D

416

0E6F

SHELL

Programa 0E6F-0EAE

1.024

0E6F

SHELL

0EB0-0EC8

400

0ECA

COMMAND

Programa 0ECA-0F72

2.704

0ECA

COMMAND

Datos

Entorno

0F74-0F8B

384

0ECA

COMMAND

Entorno

0F8D-0FA5

400

0FA7

MAPAMEM

Programa 0FA7-0FFA

1.344

0FA7

MAPAMEM

Libre

0FFC-9FFE 589.872

0000

Sistema

A000-D800 229.392

0008

Sistema

D802-E159

38.272

0008

Libre

E15B-E179

496

0000

Programa E17B-E187

208

E17B

DOSVER

Programa E189-E5B7

17.136

E189

BUFFERS

Programa E5B9-E617

1.520

E5B9

FILES

Programa E619-E663

1.200

E619

LASTDRIV

Programa E665-E712

2.784

E665

NLSFUNC

Programa E714-E885

5.920

E714

GRAPHICS

Programa E887-EA09

6.192

E887

SHARE

Programa EA0B-EB0D

4.144

EA0B

DOSKEY

Programa EB0F-ECB8

6.816

EB0F

PRINT

Programa ECBA-ED17

1.504

ECBA

RCLOCK

Programa ED19-ED39

528

ED19

DISKLED

Programa ED3B-F1C7

18.640

ED3B

DATAPLUS

Programa F1C9-F230

1.664

F1C9

HBREAK

Programa F232-F255

576

F232

ANSIUP

Programa F257-F25C

96

F257

TDSK

Datos

F25E-F65D

16.384

F257

TDSK

Libre

F65F-F6FF

2.576

0000

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C:\COMPILER\86\AREA>exit

... Acabas de abandonar SHELL.COM

C:\COMPILER\86\AREA>_

La subfunción EXEC para cargar un programa sin ejecutarlo se selecciona con AL=1; ES:BX apunta al bloque de parámetros que se definió para el caso normal de carga+ejecución. Esta subfunción asigna el PID, no obstante, al PSP del subprograma cargado. La subfunción de EXEC para cargar un overlay o recubrimiento, se llama con los mismos valores en los registros que la anterior, exceptuando AL (que ahora vale 3). Sin embargo el bloque de parámetros apuntado por ES:BX es ahora mucho más sencillo: Offset 0: Segmento donde cargar el overlay (la memoria ha de asignarla el programa principal). Offset 2: Factor de reubicación, si se trata de un fichero EXE (normalmente el mismo valor que el anterior, si el subprograma va a correr en el mismo segmento en que es cargado). El overlay puede haber sido ensamblado, por ejemplo, con un desplazamiento relativo nulo (ORG 0) de manera que para llamarlo hay que hacer un CALL FAR al segmento donde ha sido cargado, con un offset 0. Claro que también se puede calcular la distancia que hay entre el segmento del programa principal y el del overlay, multiplicarlo por 16 y utilizarlo como offset en la llamada al mismo segmento del programa principal. Sin embargo, esto requiere que el overlay sea ensamblado con cierto offset ... a calcular. Quienes proponen este segundo método -que los hay- andaban ese día más bien despistados. En general, la programación con overlays es compleja, y más aún si los overlays constan de varios segmentos internos. Para conocer si la función EXEC se ha realizado correctamente o ha fracasado, se puede utilizar la

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función 4Dh del DOS (Obtener código de retorno), que devuelve en AH: 0 (terminación normal), 1 (programa abortado por Ctrl-Break), 2 (terminación por error crítico) ó 3 (terminación residente). Al llamar a la función 4Dh, se borra la información que devuelve (sólo funciona la primera llamada). En AL se devuelve el valor que retorna el programa que finaliza (valor de ERRORLEVEL). 9.2. - FILTROS. El DOS es un sistema operativo que soporta el redireccionamiento. Las posibilidades son, sin embargo, muy limitadas. La razón es la ineficiencia del sistema en las operaciones de entrada y salida, que obliga a las aplicaciones a hacer accesos directos al hardware. Por ejemplo: con el comando interno CTTY, a través de un puerto serie es factible poner a un PC como servidor remoto de otro. Esto permite operar en la línea de comandos desde el terminal remoto ubicado a varios metros de distancia. Sin embargo, nada más ejecutar un programa, el teclado del PC con el emulador de terminal dejará de funcionar y será preciso utilizar ¡el del propio servidor!: la razón es que muy pocos programas usan el DOS para leer el teclado; no digamos para escribir en la pantalla... Sin embargo, aún en la actualidad muchos usuarios de PC trabajan en la línea de comandos, donde sí es posible, como se ha mencionado, utilizar el DOS como un sistema con dispositivos de entrada y salida estándar que soportan el redireccionamiento. El redireccionamiento bajo DOS es empleado sobre todo para procesar ficheros de texto. Un filtro es un programa normal que lee datos de la entrada estándar (por defecto, el teclado), los procesa de alguna manera y los deposita en la salida estándar (por defecto, la pantalla). Tanto la entrada como la salida estándar, popularmente conocidas como STDIN y STDOUT, respectivamente, así como la salida estándar para errores (STDERR) son dispositivos permanentemente abiertos en el DOS. Tienen asociados un handle de control, como cualquier fichero: 0 para STDIN (denominado CON), 1 para STDOUT (también conocido por CON), 2 para STDERR (también CON), 3 para la salida serie (denominada AUX) y 4 para la impresora (conocida por PRN). Por tanto, un filtro normal debe limitarse a leer, con las funciones de manejo de ficheros ordinarias, información procedente del handle 0; tras procesarla debe escribirla en el handle 1. Si se produce un error en el proceso, o hay una salida de log que no deba mezclarse con la salida deseada por el usuario, se puede escribir el mensaje en el handle 2. El redireccionamiento y el sistema de ficheros por handle fue incluido a partir del DOS 2.0 (en versiones anteriores no hay siquiera subdirectorios). Cuando se ejecuta una orden del tipo COMANDO | FILTRO, el intérprete de comandos cierra la salida estándar y crea un fichero auxiliar (de nombre extraño); a continuación abre ese fichero para salida: como al cerrar la salida estándar se había liberado el handle 1, ese handle será asignado al nuevo fichero. Esto significa que toda la salida de COMANDO no irá a la pantalla (CON) sino al fichero auxiliar. Cuando se acabe de ejecutar COMANDO, el intérprete de mandatos cerrará el fichero auxiliar y volverá a abrir la salida estándar, restaurando el sistema al estado normal. Pero la cosa no queda ahí, evidentemente: a continuación se cierra la entrada estándar y se abre como entrada el fichero auxiliar recién creado, que pasará a ser el nuevo dispositivo de entrada por defecto. Seguidamente, se carga y ejecuta FILTRO, que tomará los datos del fichero auxiliar en lugar del teclado. Al final, el fichero auxiliar es cerrado y borrado, abriéndose y restaurándose la entrada por defecto normal. Si se ejecuta DIR | SORT, aparte del directorio ordenado aparecerán dos extraños ficheros con 0 bytes (este era su tamaño cuando se ejecutó DIR): el DOS crea dos ficheros auxiliares para sustituir la entrada y salida estándar, aunque en este ejemplo sólo se emplee uno de ellos. Actuarán los dos si se utilizan filtros encadenados que obliguen a redireccionar simultáneamente tanto la entrada como la salida a ficheros auxiliares, en una orden del tipo DIR | SORT | MORE. A partir del DOS 5.0, si está definida la variable de entorno TEMP los ficheros auxiliares se crean donde ésta indica y no en el directorio activo, por lo que a simple vista podrían no verse dichos ficheros. Cuando se utilizan los redirectores habituales ('<', '>', '<<' y '>>') suceden procesos similares, todos ellos desencadenados por COMMAND.COM, con objeto de alterar la salida y entrada por defecto para trabajar con

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un fichero en su lugar. Por tanto, los filtros son programas que no tienen que preocuparse de cual es la entrada o salida; su codificación es extremadamente sencilla y puede realizarse en cualquier lenguaje de alto o bajo nivel. El siguiente programa en C estándar, NULL.C, es un filtro nulo que no realiza tarea alguna: se limita a enviar todo lo que recibe (por tanto, DIR es lo mismo que DIR | NULL): #include

void main() { int c;

do putchar(c=getchar()); while (c!=EOF); }

El siguiente filtro, algo más útil, transforma en minúsculas todo lo que pasa por él, teniendo cuidado con los caracteres españoles (Ñ, Ü, Ç, etc.). Lee bloques de medio Kbyte de una sola vez para reducir el número de llamadas al DOS y ganar velocidad. Si se ejecuta sin más (sin emplear '|' ni '<' ni ningún símbolo de redireccionamiento o filtro) se limita a leer líneas del teclado y a reescribirlas en minúsculas, hasta que se acaba la entrada estándar (teclear Ctrl-Z y Return al final). ; ********************************************************************

INT

; *

RET

; *

* MIN.ASM 1.0

-

Filtro para poner en minúsculas ASCII Español.

; *

*

escribe_salida ENDP

*

; ********************************************************************

segmento

21h

pon_minusculas PROC

SEGMENT ASSUME CS:segmento, DS:segmento

procesa_car:

PUSH

CX

LEA

BX,buffer

MOV

AL,[BX]

CMP

AL,'A'

STDIN

EQU 0

JB

car_ok

STDOUT

EQU 1

CMP

AL,128

JAE

car8

CMP

AL,'Z'

JA

car_ok

OR

AL,32

MOV

[BX],AL

INC

BX

LOOP

procesa_car

POP

CX

ORG

100h

inicio: CALL

lee_entrada

; leer de STDIN

JCXZ

fin_filtro

; en CX, bytes leídos

car_ok:

PUSHF CALL

pon_minusculas

CALL

escribe_salida

; escribir en STDOUT

RET

POPF

fin_filtro:

lee_entrada

lee_entrada

JNC

inicio

MOV

AX,4C00h

INT

21h

car8: ; CF = 1 si fin de fichero

PROC

MOV

AH,'ñ'

CMP

AL,'Ñ'

JE

trad_ok

MOV

AH,'ç'

CMP

AL,'Ç'

LEA

DX,buffer

JE

trad_ok

MOV

CX,512

MOV

AH,'ü'

MOV

BX,STDIN

CMP

AL,'Ü'

MOV

AH,3Fh

JE

trad_ok

INT

21h

MOV

AH,'é'

MOV

CX,AX

CMP

AL,'É'

RET

JE

trad_ok

ENDP

MOV

AH,AL

MOV

AL,AH

JMP

car_ok

; leer

trad_ok: escribe_salida PROC LEA

DX,buffer

MOV

BX,STDOUT

MOV

AH,40h

pon_minusculas ENDP

buffer

DB

512 DUP (?)

; escribir

157

segmento


ENDS END

inicio

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PROGRAMAS RESIDENTES

Capítulo X: PROGRAMAS RESIDENTES

En este capítulo vamos a abordar uno de los temas más estrechamente relacionados con la programación de sistemas: la creación de programas residentes. El DOS es un sistema monousuario y monotarea, diseñado para atender sólo un proceso en un momento dado. Los programas residentes, aquellos que permanecen en memoria tras ser ejecutados, surgieron como intento de superar esta limitación. Algunos de estos programas residentes proporcionan en la práctica multitarea real (tales como colas de impresión o relojes), pero otros están muertos a menos que el usuario los active. A la hora de construir programas residentes el ensamblador es el lenguaje más apto: es el más potente, el programador controla totalmente la máquina sin depender de facetas ocultas del compilador y, además, es el lenguaje más sencillo para crear programas residentes (en inglés, TSR: Terminate and Stay Resident). Para los programas más complejos puede ser necesario, en cambio, utilizar algún lenguaje de alto nivel próximo a la máquina. Sin duda, los programas residentes que pretendan captar gran número de usuarios, deben cumplir dos requisitos: por un lado, ocupar poca memoria; por otro, estar disponibles rápidamente cuando son requeridos y, también, ser fiables y crear pocos conflictos. Esto último es importante, ya que un programa residente puede funcionar más o menos bien pero no del todo: si bien la máquina puede resistirse a colgarse, pueden aparecer anomalías o conflictos con algunas aplicaciones. En particular, es muy común la circunstancia de que dos programas residentes sean incompatibles entre sí. 10.1. - PRINCIPIOS BÁSICOS. Un programa residente o TSR es un programa normal y corriente que, tras ser cargado, permanece parcial o totalmente en memoria al finalizar su ejecución. Ello es posible utilizando una función específica del sistema operativo. Los programas residentes pueden ser activados mediante una combinación de teclas o bien actuar con cierta periodicidad, asociados a la interrupción del temporizador. También pueden interceptar funciones del DOS o de la BIOS para cambiar o modificar su funcionamiento. Al final, casi siempre resulta totalmente inevitable desviar alguna interrupción hacia una nueva rutina que la gestione, con objeto de activar el programa residente. Como en casi todos los aspectos de la programación, existen unos cuantos principios fundamentales que conviene respetar: 1) Los programas residentes no deben alterar el funcionamiento normal del resto del ordenador. Esto significa que deben preservar el estado de todo lo que van a modificar durante su ejecución, restaurándolo después antes de retornar al programa principal, lo cual no se limita por supuesto a los registros de la CPU, sino que incluye también la pantalla, los discos, el estado de la memoria expandida y extendida, etc. Cuando se produce la interrupción que activa el programa residente, los registros de la CPU pueden tener un valor que hay que interpretar o bien pueden ser aleatorios. Este último es el caso de la interrupción periódica del temporizador: el programa residente sólo puede fiarse de CS:IP, los demás registros deberán ser inicializados antes de empezar a operar (lógicamente, habrán de ser primero preservados para ser restaurados al final). 2) No se pueden invocar libremente desde un programa residente los servicios del sistema operativo. Si el lector es la primera vez que oye esto, quizá se quede extrañado. Tal vez se pregunte qué sucedería si desde un programa residente se llama (pongamos por ejemplo, una vez cada segundo) a la función de impresión del DOS para sacar una 'A' por la pantalla. Lo que puede suceder -y acabará sucediendo, si no a la primera 'A', a la segunda o la tercera- es que el ordenador se cuelgue. Esto es debido a que el DOS es un sistema operativo no reentrante, entre otras razones porque conmuta a una pila propia al ser invocado. Por ello, si se llama a un servicio del DOS desde un programa residente, es posible que en ese momento el DOS ya estuviese realizando otra función del programa principal y lo que vamos a conseguir es que se vuelva loco y pierda el control cuando

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se acabe la tarea residente (el contenido previo de la pila ha sido destrozado). Para utilizar el DOS desde un programa residente hay que conocer cómo están organizadas las pilas del sistema operativo, así como determinar el estado del DOS para saber si se puede interrumpir en ese momento o si hay que esperar. Utilizar el DOS es prácticamente indispensable a la hora de acceder al disco, por lo que más adelante en este capítulo lo veremos con detenimiento. Para utilizar el DOS hay que emplear funciones más o menos secretas del sistema no documentadas por Microsoft, si bien esto no es peligroso: esta empresa las utiliza y las ha utilizado siempre profusamente en sus propios programas, por lo que resulta más que seguro esperar que futuras versiones del DOS sigan soportándolas. 3) La BIOS no es tampoco completamente reentrante. Por fortuna, la BIOS utiliza la pila del programa que le llama. Por ello, para utilizar funciones de la BIOS desde un programa residente basta con asegurar que el sistema no está ya ejecutando una función BIOS incompatible (normalmente, una interrupción 10h en el caso de las funciones de vídeo o la 13h en las de disco). 4) El hardware puede ser accedido sin limitaciones desde los programas residentes, si bien el nivel de uso que puede hacerse está limitado por el sentido común (puede haber problemas, por ejemplo, si un programa residente cambia la posición del cabezal de un disquete cuando el programa principal estaba ejecutando una función del DOS o la BIOS para acceder al disquete). 5) Los programas residentes tienen una causa que provoca su activación. Si cuando ya están activos, se vuelve a reproducir la causa, estamos ante un problema de reentrada que compete exclusivamente al programador. Por lo general, se suele denegar una demanda de activación cuando el programa residente ya estaba activo (si el programa tiene pila propia esto es además obligatorio). Pongamos por caso que se pulsa CTRL-ALT-R para mostrar un reloj residente en pantalla, ¿qué sucederá si se vuelve a pulsar CTRL-ALT-R con el reloj ya activado?. Para solucionar esto, existen dos caminos: uno de ellos es utilizar una variable que indique que el programa ya está activo. El otro, es utilizar para desactivar el programa la misma secuencia de teclas que para activarlo. Lógicamente, los programas que realicen algo periódicamente (pongamos por caso 18,2 veces por segundo) basta con que se limiten a no pillarse los dedos, esto es, utilizar menos de 1/18,2 segundos de tiempo de CPU para sus tareas. 10.2. - UN EJEMPLO SENCILLO. El siguiente programa residente no realiza tarea alguna, tan sólo es una demostración de la manera general de proceder para crear un programa residente. En principio, el código de instalación está colocado al final, con objeto de no dejarlo residente y economizar memoria. La rutina de instalación (MAIN) se encarga de preservar el vector de la interrupción periódica y desviarlo para que apunte a la futura rutina residente. También se instala una rutina de control de la interrupción 10h. Finalmente, se libera el espacio de entorno para economizar memoria y se termina residente. El procedimiento CONTROLA_INT8 puede ser modificado por el lector para que el programa realice una tarea útil cualquiera 18,2 veces por segundo: de la manera que está, se limita a llamar al anterior vector de la INT 8 y a comprobar que no se está ejecutando ninguna función de vídeo de la BIOS (que no se ha interrumpido la ejecución de una INT 10h). Esto significa que el lector podrá utilizar libremente los servicios de vídeo de la BIOS, si bien para utilizar por ejemplo los de disquetes habría que desviar y monitorizar también INT 13h; por supuesto además que no se puede llamar al DOS en este TSR (no se puede hacer INT 21h directamente desde el código residente). Por cierto, si se fija el lector en la manera de controlar la INT 10h verá que al final se retorna al programa principal con IRET: los flags devueltos son los del propio programa que llamó y no los de la INT 10h real. Con la INT 10h se puede hacer esto, ya que los servicios de vídeo de la BIOS no utilizan el registro de estado para devolver ninguna condición. Sin embargo, con otras interrupciones BIOS (ej. 16h) o las del DOS habría que actuar con más cuidado para que la rutina de control no altere nada el funcionamiento normal. Puede que el lector haya visto antes programas residentes que no toman la precaución de monitorizar la interrupción 10h o la 13h de la BIOS, y tal vez se pregunte si ello es realmente necesario. La respuesta es tajantemente que sí. Como se verá en el futuro en otro programa de ejemplo, reentrar a la BIOS sin más puede provocar conflictos.

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demores

main:

PUSH

ES

MOV

AX,3508h

INT

21h

MOV

ant_int08_seg,ES

MOV

ant_int08_off,BX

MOV

AX,3510h

INT

21h

MOV

ant_int10_seg,ES

MOV

ant_int10_off,BX

POP

ES

LEA

DX,controla_int08

MOV

AX,2508h

INT

21h

; Colocar aquí el proceso a ejecutar 18,2 veces/seg.

LEA

DX,controla_int10

; que puede invocar funciones de INT 10h

MOV

AX,2510h

INT

21h

PUSH

ES

MOV

ES,DS:[2Ch]

MOV

AH,49h

INT

21h

POP

ES

SEGMENT ASSUME CS:demores, DS:demores

ORG

100h

JMP

main

inicio:

controla_int08 PROC PUSHF CALL

CS:ant_int08

; llamar al gestor normal de INT 8

; obtener vector de INT 8

; obtener vector de INT 10h

STI CMP

CS:in10,0

JNE

fin_int08

; estamos dentro de INT 10h

; nueva rutina de INT 8

;

fin_int08:

; nueva rutina de INT 10h

IRET controla_int08 ENDP

controla_int10 PROC INC

CS:in10

; indicar entrada en INT 10h

PUSHF CALL

CS:ant_int10

DEC

CS:in10

; dirección del entorno

; liberar espacio de entorno

LEA

DX,main

; fin del código residente

IRET

ADD

DX,15

; redondeo a párrafo

controla_int10 ENDP

MOV

CL,4

SHR

DX,CL

; bytes -> párrafos

MOV

AX,3100h

; terminar residente

INT

21h

in10

DB

0

ant_int08

LABEL DWORD

ant_int08_off

DW

?

ant_int08_seg

DW

?

ant_int10

LABEL DWORD

ant_int10_off

DW

?

ant_int10_seg

DW

?

; fin de la INT 10h

; mayor de 0 si hay INT 10h

demores

ENDS END

inicio

; Dejar residente hasta aquí.

10.3. - LOCALIZACIÓN DE UN PROGRAMA RESIDENTE. Un programa residente que ya está instalado en memoria puede volver a ser cargado desde disco y esto hay que tenerlo en cuenta. Puede que el programa sea de éstos que se cargan una sola vez y carecen de parámetros. En ese caso, no sucederá nada porque sea creada en memoria una nueva copia del mismo: es problema del usuario. Sin embargo, si una recarga posterior puede provocar un cuelgue del sistema o, simplemente, el programa tiene opciones y se pretende modificar los parámetros de la copia ya residente, entonces se hace necesario que el programa tenga capacidad para buscarse en memoria y encontrarse a sí mismo en el caso de que ya estuviera cargado. 10.3.1 - MÉTODO DE LOS VECTORES DE INTERRUPCIÓN. El método más simple es también el más simplón -inútil- y consiste en apoyarse en los vectores de interrupción. Por ejemplo, si el programa quedó residente interceptando la interrupción 9, basta con mirar a dónde apunta dicha interrupción y comprobar un grupo de bytes o alguna identificación que permita determinar si el programa que la gestiona es ya una copia de él mismo. El inconveniente de este método, fácil de deducir, es que si se carga más de un programa residente que emplee la INT 9, sólo el último cargado será capaz de

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encontrarse a sí mismo en memoria. 10.3.2. - MÉTODO DE LA CADENA DE BLOQUES DE MEMORIA. Otro método alternativo es rastrear la cadena de bloques de memoria del sistema operativo buscando programas residentes y comprobándolos uno por uno. Este método es bastante rápido, habida cuenta de que no van a existir más de 20-50 bloques de memoria. Sin embargo, la organización de la memoria en los PCs es a veces tan anárquica que este método (que debería ser el más elegante) es un poco peligroso en cuanto a la seguridad, aunque mucho menos que el anterior. Lo cierto es que puede ser difícil intentar recorrer la memoria superior, habida cuenta del desigual tratamiento que recibe en las diversas versiones del DOS y con los diversos controladores de memoria que pueden estar instalados. Por cierto, la idea de rastrear toda la memoria (1 Mb), buscando desesperadamente una cadena de identificación, no es nueva. Sin embargo es tremendamente lenta llevada a la práctica. Es incómoda (hay que considerar el caso de que el propio programa que busca se encuentre a sí mismo, en particular en áreas como los buffers de transferencia con disco del DOS) y bastante salvaje. 10.3.3. - MÉTODO DE LA INTERRUPCIÓN MULTIPLEX. Finalmente, existe la posibilidad de utilizar el mismo sistema que emplea el DOS para comprobar la presencia de sus propios programas residentes (como el KEYB, GRAPHICS, GRAFTABL, SHARE, PRINT, etc) basado en la interrupción Multiplex (2Fh). Este sistema es el más seguro, aunque un tanto laborioso. Consiste en llamar a la INT 2F con un valor en el registro AH que indica quién está llamando, y otro valor en AL para decir por qué está llamando (normalmente 0). Los valores 00-BFh en AH están reservados para el DOS, y de C0h-FFh para las aplicaciones. A la vuelta, AL devuelve un valor 0 para indicar que el programa no está instalado pero está permitida la instalación, un valor 1 para decir que no está instalado ni tampoco está permitida la instalación. Si devuelve FFh, significa que el programa ya estaba instalado. Por ejemplo, el KEYB del DOS llama a INT 2Fh con AX=AD80h, donde ADh significa que quien pregunta es el KEYB -y no otro programa- para conocer si ya está instalado o no. En caso de que lo esté (AL=FFh a la vuelta), también se devuelve en ES:DI la dirección del KEYB ya residente (que es lo solicitado con AL=80h). En el caso concreto del KEYB, si a la vuelta AL<>FFh se interpreta que el programa no está aún residente, por lo que se procede a su instalación (en este caso, curiosamente incluso aunque AL=1). Esta técnica cuenta con la complicación que supone decidir qué valor emplear en la interrupción multiplex. Es evidente que dos programas residentes no pueden utilizar el mismo. Los programas menos eficientes utilizan un valor fijo predeterminado, con lo que limitan las posibilidades del usuario. Sin embargo, para solucionarlo existen varias alternativas, que se verán más adelante. Aviso: Aunque no es frecuente, algunas versiones 2.X del sistema no tienen inicializado el vector de la INT 2Fh. Por ello, es una buena práctica asegurarse de que esta interrupción apunta a algo antes de llamarla (por ejemplo, verificando que el segmento es distinto de cero). Por otro lado, el comando PRINT del DOS en las versiones 2.X del sistema gestiona de tal manera la INT 2Fh que ninguna otra aplicación puede emplearla. Por ello, el método de la interrupción Multiplex está más bien reservado para versiones 3.0 o superiores (también la 2.X si el usuario prescinde de PRINT). 10.4. - EXPULSIÓN DE UN PROGRAMA RESIDENTE DE LA MEMORIA Se trata de una tarea bastante sencilla en sí, aunque hay que tener en cuenta una serie de factores. En primer lugar, el programa debe restaurar todos los vectores de interrupción que había interceptado. Ello significa que si ha sido instalado tras él otro programa residente que modifica uno de los vectores que él interceptaba, ya no es posible restaurarlo. Por ello, un primer requisito para permitir la desinstalación es que sea el último programa residente cargado que utiliza un vector de interrupción dado. Esto es fácil de verificar, basta con comprobar que todas las interrupciones interceptadas siguen apuntando a una copia de él. Si esta prueba es superada satisfactoriamente, puede procederse a restaurar los vectores de interrupción y liberar la memoria


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ocupada de una de las dos siguientes maneras: 1) Pasando en ES el segmento donde está cargado el programa y llamando a la función 49h del DOS para liberar el bloque de memoria. 2) Liberando directamente el bloque de memoria al colocar una palabra a cero en los bytes del MCB que identifican al propietario del bloque. Este método puede ser más seguro si está instalado un gestor de memoria expandida extraño, aunque es menos elegante y quizá menos recomendable. Por lo general, no tiene mucho sentido que un usuario elimine un programa residente después de haber cargado otro -aunque ello sea posible- ya que se origina un hueco en la memoria que normalmente no se utilizará para nada -el DOS asigna siempre el mayor bloque disponible al cargar cualquier aplicación-, aunque esto es realmente problema exclusivo del usuario. Como se verá después, ciertos programas residentes sofisticados permiten ser desinstalados aún sin ser los últimos instalados; sin embargo, estos programas residentes tienen que tener algo en común: comportarse de la misma manera y actuar también de una manera definida. Ello significa que si entre dos programas residentes que cumplen el mismo convenio el usuario instala un programa que no lo respeta, se pierden todas las posibilidades. 10.5.- GESTIÓN AVANZADA DE LA INTERRUPCIÓN MULTIPLEX. 10.5.1. - EL CONVENIO BMB COMPUSCIENCE. Para solucionar el problema de que dos programas residentes no pueden utilizar el mismo valor de identificación en la interrupción Multiplex, los señores de BMB Compuscience Canada pensaron un buen sistema, publicado en el INTERRUP.LST de Ralf Brown, que expongo a continuación. La idea consiste en asignar dinámicamente el valor del registro AH empleado al llamar a la interrupción Multiplex. Para ello se empieza, por ejemplo, con AH=0C0h. Se coloca un 0 en AL para solicitar chequeo de instalación y se hace que los registros ES:DI valgan 0EBEBh:0BEBEh (porque sí), llamando a continuación a la INT 2Fh. A la vuelta se devuelve en 0 en AL para indicar programa no instalado, un 1 para señalar además que no se debe instalar, y FFh para decir que ya está instalado... ¿quién?: un programa cuyo nombre de fabricante abreviado (MMMM), nombre de producto (PPPPPPPP) y versión (NNNN) están en ES:DI de la forma "BMB MMMMPPPPPPPPvNNNN". Si se comprueba que ese programa no es el buscado, se incrementa AH y si AH es menor o igual a 0FFh se repite el proceso. De este bucle puede salirse de dos maneras: encontrando el programa buscado (y su ubicación en memoria) o sin encontrarle, en cuyo caso también se habrá localizado algún valor de AH aún no utilizado por ninguna tarea residente (a no ser que el usuario haya instalado ya 64 programas residentes con esta técnica). Lógicamente, el programa residente debe interceptar también INT 2Fh y devolver (cuando alguien pregunta por él) un valor FFh en AL y, si además el que preguntaba llamaba con ES:DI=0EBEBh:0BEBEh entonces debe devolver en ES:DI la información antes mencionada. Lo de emplear 0EBEBh y 0BEBEh constituye un mecanismo similar a un password, para evitar que al programa que llama a INT 2Fh se le modifique ES:DI sin que lo sepa. 10.5.2. - EL CONVENIO CiriSOFT. El convenio anterior adolece de un defecto importante: ya puestos a determinar con tanto detalle el fabricante, nombre y versión del programa, ¿por qué no colocar más información útil?. Por ejemplo, sería interesante disponer de información sobre los contenidos previos de los vectores de interrupción que el programa ha desviado, lo cual permitiría su desinstalación aunque no sea el último cargado, ser desinstalado por parte de otros programas o incluso emplear ciertas técnicas de relocalización en memoria para evitar la fragmentación de la misma cuando es desinstalado. Con objeto de aumentar la eficacia, el autor de este libro desarrolló un método nuevo, extensión del expuesto en el apartado anterior, que permitiera sacar mayor partido de la interrupción Multiplex. Al igual que el anterior, el nuevo convenio también está publicado en el

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INTERRUP.LST, lo que garantiza su difusión y la inversión de quienes decidan emplearlo. El método es similar al anterior, con la diferencia de que en ES:DI está almacenado en el momento de llamar el valor 1492h:1992h. En AH se indica, como siempre, el número de entrada de la interrupción Multiplex y en AL se coloca un 0 solicitando chequeo de instalación. Tras llamar, si AL devuelve un 1 ó un 0FFh significa que esa entrada ya está empleada, si devuelve un 0 significa que está libre y que puede ser utilizada. Hasta ahora, todo sucede como es costumbre en los programas que utilizan la interrupción Multiplex. Sin embargo, por el hecho de haber llamado con ES:DI=1492h:1992h, el programa residente sabe que quien lo llama es alguien que respeta el convenio. Por ello, además de devolver un 0FFFFh en AX, modifica ES y DI para apuntar a una tabla con la siguiente información: Offset -16

Tamaño WORD

-14

WORD

-12

WORD

-10

BYTE

-9

BYTE

-8 -6 -4 00h

WORD WORD 4 BYTEs ???

Descripción segmento donde realmente comienza el código del TSR (CS en programas con PSP, segmento de memoria superior XMS si instalado como UMB...) offset donde realmente comienza el código del TSR (frecuentemente 100h en programas *.COM y 0 en TSR's en memoria superior). memoria empleada por el TSR (en párrafos). Conociendo la memoria que emplea el TSR es posible determinar si los vectores que intercepta están aún apuntándolo (y si es seguro el proceso de desinstalación). de características bits 0-2: 000 programa normal (con PSP) 001 bloque de memoria superior XMS (se necesita función de HIMEM.SYS para liberar la memoria al desinstalar) 010 device driver (*.SYS) 011 device driver en formato EXE 1xx otros (reservados) bits 3-6 reservados bit 7 activo si tabla_extra definida y soportada número de entrada en la interrupción Multiplex (redefinible por un agente externo). Notar que el TSR debe usar ESTA variable en su rutina de control de INT 2Fh. offset a la tabla area_vectores (se verá después) offset a la tabla area_extra (ver bit 7 en offset -10) "*##*" (asegurar que el TSR verifica el convenio) "AUTOR:NOMBRE_DEL_PROGRAMA:VERSION",0 (longitud variable, este área es empleada de cara a determinar si el TSR está ya residente y su versión; el carácter ':' se utiliza como delimitador).

El valor ubicado en ES:DI-14 puede ser útil de cara a deducir el tamaño de la parte del PSP que permanece residente, ya que se considera que la ubicación del programa comienza en el offset 0 relativo al segmento definido en ES:DI-16 y, por tanto, el tamaño del programa definido en ES:DI-12 es relativo también con offset 0 a ese segmento. Si bien se puede opinar que son demasiados campos, son sólo poco más de 16 bytes los que se añaden al programa residente. Además, muchas de las variables anteriores han de estar definidas necesariamente: ¿por qué no juntarlas de una manera convenida?. En la tabla anterior se define un puntero a una estructura con información sobre los vectores interceptados. No se respeta sin embargo el formato de los encabezamientos de interrupción propuesto en la BIOS del PS/2 (la intención de IBM es buena, pero ha llegado demasiado tarde). Formato Offset -1 00h 01h 05h 06h . .

de la tabla area_vectores: Tamaño Descripción BYTE número de vectores interceptados por el TSR BYTE número del primer vector DWORD puntero al primer vector antes de instalar el TSR BYTE número del segundo vector DWORD puntero al segundo vector antes de instalar el TSR . (y así sucesivamente). Notar que el TSR debe usar ESTAS variables para invocar las anteriores rutinas de control de esas interrupciones, ya que un . agente externo podría actualizarlas.

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En las primeras versiones de este convenio ya no existían más reglas. Sin embargo, al final comprendí la necesidad de ampliar las prestaciones. Por ello, el convenio fue ampliado con dos tablas más, opcionales, que es conveniente rellenar incluso también en aquellos TSR más sencillos que ocupan menos de 64 Kb y son totalmente reubicables (no contienen referencias absolutas a segmentos). Estas tablas permitirían a un hipotético sistema operativo mover los programas residentes para evitar la fragmentación de la memoria, tarea que mientras tanto puede realizar algún programa de utilidad. Aquellos TSR que contengan referencias en su propio código o datos cambiando el segmento (sólo puede ocurrir normalmente en los programas EXE) el convenio establece que deben soportar el parámetro /SR: ante él, al ser recargados en memoria desde disco (necesario para la reubicación) deben instalarse silenciosamente sin chitar, autoinhibiéndose a continuación. En general, la mayoría de los programas residentes escritos en ensamblador son relocalizables, así como los elaborados en el modelo Tiny del C, por lo que no es muy complejo realizar esta tarea. La única pega que se puede poner es que, por desgracia, ¡pocos programas usan este convenio!. Formato Offset 00h 02h

de la tabla area_extra (opcional): Tamaño Descripción WORD offset a la tabla control_externo (0 si no soportada) WORD reservado para futuro uso (0)

Formato de la tabla control_externo (opcional): Offset Tamaño Descripción 00h BYTE bit 0: activo si el TSR es relocalizable (sin referencias a segmentos) 01h WORD offset a una variable que puede inhibir o activar el TSR ---Si el bit 0 en el offset 00h está a 0: 03h DWORD puntero a cadena ASCIIZ con el nombre del fichero ejecutable que soporta el parámetro /SR (instalación e inhibición silenciosa) 07h DWORD puntero a la primera variable a inicializar en la copia recargada de disco desde el TSR aún residente. 0Bh DWORD puntero a la última variable (todas están en el mismo bloque).

La variable que activa o inhibe el TSR permite paralizarlo momentáneamente antes de realizar ciertas tareas críticas, si bien no está pensada su utilización de cara a relocalizarlo en memoria o a desinstalarlo. A continuación se listan dos rutinas que habrá de incorporar todo programa que desee emplear este convenio (u otras equivalentes). Las rutinas las he denominado mx_get_handle y mx_find_tsr. La primera permite buscar un valor para la interrupción Multiplex aún no empleado por otra tarea residente, tanto si ésta es del convenio como si no. La segunda sirve para que el programa residente se busque a sí mismo en la memoria. En esta segunda rutina se indica el tamaño de la cadena de identificación (la que contiene el nombre del fabricante, programa y versión) en CX. Si no se encuentra el programa residente en la memoria, puede repetirse la búsqueda con CX indicando sólo el tamaño del nombre del fabricante y el programa, sin incluir el de la versión: así se podría advertir al usuario que tiene instalada ya otra versión distinta.

; ------------ Buscar entrada no usada en la interrupción Multiplex. ;

A la salida, CF=1 si no hay hueco (ya hay 64 programas

;

residentes instalados con esta técnica). Si CF=0, se

;

devuelve en AH un valor de entrada libre en la INT 2Fh.

mx_no_hueco:

RET mx_si_hueco:

CLC RET

mx_get_handle mx_get_handle

STC

ENDP

PROC AH,0C0h

; ------------ Buscar un TSR por la interrupción Multiplex. A la

AX

;

entrada, DS:SI cadena de identificación del programa

MOV

AL,0

;

(CX bytes) y ES:DI protocolo de búsqueda (normalmente

INT

2Fh

;

1492h:1992h). A la salida, si el TSR ya está instalado,

CMP

AL,0FFh

;

CF=0 y ES:DI apunta a la cadena de identificación del

POP

AX

;

mismo. Si no, CF=1 y ningún registro alterado.

JNE

mx_si_hueco

INC

AH

mx_find_tsr

PROC

JNZ

mx_busca_hndl

MOV mx_busca_hndl: PUSH

MOV

AH,0C0h

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mx_rep_find:


PUSH

AX

PUSH

DS

PUSH

CX

PUSH

ES

PUSH

SI

PUSH

DI

MOV

AL,0

PUSH

CX

INT

2Fh

POP

CX

CMP

AL,0FFh

JNE

mx_skip_hndl

; no hay TSR ahí

CLD

mx_skip_hndl:

PUSH

DI

REP

CMPSB

POP

DI

JE

mx_tsr_found

POP

DI

POP

ES

POP

DS

POP

SI

POP

CX

POP

AX

INC

AH

JNZ

mx_rep_find

; comparar identificación

; programa buscado hallado

STC RET mx_tsr_found:

ADD

SP,4

POP

DS

POP

SI

POP

CX

POP

AX

; «sacar» ES y DI de la pila

CLC RET mx_find_tsr

ENDP

La rutina mx_unload desinstala un programa residente que verifique el convenio; basta con indicar el número de interrupción Multiplex que emplea el TSR. El proceso de desinstalación falla si se ha instalado después un TSR que no verifica el convenio y tiene alguna interrupción en común, ya que la rutina no puede en ese caso recorrer la cadena de vectores para modificarla anulando la tarea residente. Para que un TSR se autodesinstale basta con que suministre a esta rutina su propio número de identificación. El método empleado por la rutina para cambiar los vectores de interrupción no es muy ortodoxo, pero simplifica el algoritmo y posee un nivel de seguridad razonable. Esta rutina da dos pasadas: el objeto de la primera es sólo asegurar que el TSR puede ser desinstalado antes de empezar a cambiar ningún vector. En la segunda, se cambian los enlaces entre los vectores y se libera la memoria, bien llamando al DOS o al controlador XMS (según quién la haya asignado). Hay una maniobra más o menos complicada para hacer que el vector 2Fh sea el último restaurado, con objeto de poder seguir la cadena de interrupciones hasta el propio TSR invocando la INT 2Fh.

RET

; ------------ Eliminar TSR del convenio si es posible. A la entrada, ;

en AH se indica la entrada Multiplex; a la salida, CF=1

mx_ul_able:

XOR

AL,AL

;

si fue imposible y CF=0 si se pudo. Se corrompen todos

XCHG

AH,AL

;

los registros salvo los de segmento. En caso de fallo

MOV

BP,AX

;

al desinstalar, AL devuelve el vector «culpable».

MOV

CX,2

PUSH

CX

mx_unload

PROC

LEA

SI,tabla_vectores

mx_ul_pasada:

PUSH

ES

MOV

CL,ES:[SI-1]

CALL

mx_ul_tsrcv?

MOV

CH,0

JNC

mx_ul_able

POP

ES

mx_ul_masvect: POP PUSH

; BP=entrada Multiplex del TSR

; siguiente pasada

; CX = nº vectores

AX AX

; pasada en curso

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mx_ul_2f:

DEC

AL

POP

AX

PUSH

CX

JNE

mx_ul_chain

; no

MOV

AL,ES:[SI]

POP

ES

; sí: ¡posible reponer vector!

JNZ

mx_ul_pasok

POP

CX

CMP

CX,1

POP

BX

JNE

mx_ul_noult

PUSH

BX

MOV

AL,2Fh

PUSH

CX

LEA

SI,tabla_vectores

PUSH

ES

DEC

BX

mx_ul_busca2f: CMP

mx_ul_noult:

mx_ul_pasok:

mx_ul_masmx:

mx_ul_tsrcv:

mx_ul_buscav:

ES:[SI],AL

; vector en curso

; ¿último vector?

; ¿INT 2Fh?

JE

mx_ul_pasok

JNZ

mx_ul_norest

; no es la segunda pasada

ADD

SI,5

POP

ES

; segunda pasada...

JMP

mx_ul_busca2f

PUSH

ES

CMP

AL,2Fh

PUSH

DS

JNE

mx_ul_pasok

MOV

BX,CS:mx_ul_tsroff ; restaurar INT's

ADD

SI,5

MOV

DS,CS:mx_ul_tsrseg

JMP

mx_ul_2f

CLI

PUSH

ES

MOV

CX,ES:[SI+1]

PUSH

AX

MOV

[BX+1],CX

MOV

AH,0

MOV

CX,ES:[SI+3]

SHL

AX,1

MOV

[BX+3],CX

SHL

AX,1

STI

DEC

AX

MOV

CS:mx_ul_tsroff,AX

MOV

; ¿restaurar INT 2Fh?

POP

DS

POP

ES

CS:mx_ul_tsrseg,0 ; apuntar a tabla vectores

POP

CX

POP

AX

ADD

SI,5

PUSH

AX

DEC

CX

MOV

AH,35h

JZ

mx_unloadable

INT

21h

JMP

mx_ul_masvect

POP

AX

MOV

CS:mx_ul_tsroff,DI ; ES:DI almacena la dirección

MOV

CL,4

MOV

CS:mx_ul_tsrseg,ES ; de la variable vector

SHR

BX,CL

MOV

DX,ES:[DI+1]

MOV

DX,ES

MOV

CL,4

ADD

DX,BX

SHR

DX,CL

MOV

AH,0C0h

CALL

mx_ul_tsrcv?

JNC

mx_ul_tsrcv

JMP

mx_ul_otro

PUSH

ES:[DI-16]

PUSH

ES:[DI-12]

MOV

DI,ES:[DI-8]

MOV

CL,ES:[DI-1]

MOV

CH,0

CMP

AL,ES:[DI]

JE

mx_ul_usavect

ADD

DI,5

LOOP

mx_ul_buscav

ADD

SP,4

JMP

mx_ul_otro

mx_ul_norest:

; vector en ES:BX mx_ul_chain:

; INT xx en DX (aprox.)

; ...TSR del convenio en ES:DI

; offset a la tabla de vectores

; número de vectores en CX

; este TSR usa vector analizado

; no lo usa

mx_ul_usavect: POP

CX

; tamaño del TSR

POP

BX

; segmento del TSR

CMP

DX,BX

JB

mx_ul_otro

ADD

BX,CX

CMP

DX,BX

JA

mx_ul_otro

PUSH

AX

XOR

AL,AL

XCHG

AH,AL

CMP

AX,BP

; la INT xx no le apunta

; la INT xx le apunta

; ¿es el propio TSR?

; siguiente vector

; no más, ¡desinstal-ar/ado!

161

mx_ul_otro:


MOV

CX,ES:[DI+3]

ADD

DX,CX

MOV

AH,0BFh

INC

AH

; a por otro TSR

JZ

mx_ul_exitnok

; ¡se acabaron!

JMP

mx_ul_masmx

mx_ul_exitnok: ADD POP

SP,6


; equilibrar pila

ES

STC RET

; imposible desinstalar

mx_unloadable: POP

CX

DEC

CX

JZ

mx_ul_exitok

; desinstalado

JMP

mx_ul_pasada

; 1ª pasada exitosa: por la 2ª

TEST

ES:info_extra,111b

MOV

ES,ES:segmento_real ; segmento real del bloque

JZ

mx_ul_freeml

CMP

xms_ins,1

JNE

mx_ul_freeml

MOV

DX,ES

MOV

AH,11h

CALL

gestor_XMS

POP

ES

mx_ul_exitok:

; ¿tipo de instalación?

; cargado en RAM convencional

; no hay controlador XMS (¿?)

; liberar memoria superior

CLC RET mx_ul_freeml:

MOV

AH,49h

INT

21h

POP

ES

; liberar bloque de memoria ES:

CLC RET mx_ul_tsrcv?:

PUSH

AX

PUSH

ES

; ¿es TSR del convenio?...

PUSH

DI

MOV

DI,1492h

MOV

ES,DI

MOV

DI,1992h

INT

2Fh

CMP

AX,0FFFFh

JNE

mx_ul_ncvexit

CMP

WORD PTR ES:[DI-4],"#*"

JNE

mx_ul_ncvexit

CMP

WORD PTR ES:[DI-2],"*#"

JNE

mx_ul_ncvexit

ADD

SP,4

POP

AX

; CF=0

RET mx_ul_ncvexit: POP

DI

POP

ES

POP

AX

STC

; ...no es TSR del convenio

; CF=1

RET mx_ul_tsroff

DW

0

mx_ul_tsrseg

DW

0

mx_unload

ENDP

Los dos programas siguientes constituyen dos pequeñas utilidades de apoyo a los TSR de este convenio. TSRLIST lista los TSR del convenio que están instalados en el ordenador, con información detallada; TSRKILL permite eliminar uno o todos los TSR que estén instalados en cualquier orden, no sólo

161


necesariamente el último que fue cargado. Lógicamente, si entre varios programas que respetan el convenio hay uno que lo viola, TSRKILL puede no ser capaz de desinstalar un TSR del convenio. En ese caso, se informa de qué vector ha sido el culpable. Ejemplo de salida de TSRLIST /V:

TSRLIST 1.3 (c) Febrero 1994 CiriSOFT. Listado de tareas residentes normalizadas: Programa Ver. Dirección Tamaño Mx. ID Vectores interceptados -------- ----- --------- ------ -------- ------------------------------------RCLOCK 2.3 E8A3:0000 1424 192 08 09 10 2F KEYBFIX 1.0 E15B:0000 208 193 09 2F DISKLED 2.1 E8FD:0060 528 194 08 09 13 2F DATAPLUS 2.4 E91F:0060 18640 195 09 2F ANSIUP 1.0 EDAD:0060 576 196 29 2F HBREAK 4.1 EDD2:0000 1584 197 08 09 20 21 27 2F 70 SCRCAP 1.0 F23E:0100 2144 198 08 09 13 28 2F - ID de programas residentes que incumplen convenio: 210;

La entrada multiplex 210 (0D2h) de que informa TSRLIST es utilizada por QEMM386; TSRLIST también informa de las entradas que están siendo utilizadas por programas que no respetan el convenio, aunque lógicamente no da más información. primera_vez=0;

/********************************************************************/ /* /*

}

*/ TSRLIST 1.3 - Utilidad de listado de TSR's normalizados - BC++

/*

else tsr_raro[entrada-0xc0]=raro=1; /* TSR no del convenio */

*/ }

*/ }

/********************************************************************/

if (raro) { #include

printf("\n- ID de programas residentes que incumplen convenio: ");

#include

for (entrada=0; entrada<64; entrada++) if (tsr_raro[entrada]) printf("%2d; ", entrada+0xc0); if (vect) printf("\n"); }

void cabecera(),

if (!vect) printf("\n- Ejecute con /V para listado de vectores.\n");

listar_tsr(), }

obtener_item();

void main (int argc, char *argv[])

int hay_tsr (int entrada)

{

{ int

entrada,

/* para rastrear entradas de INT 0x2F */

struct REGPACK r;

vect=0,

/* a 1 si se detecta parámetro /V

r.r_ax=entrada << 8;

primera_vez=1,

/* a 0 cuando no lo sea */

raro=0;

/* a 1 si detectado TSR no del convenio */

char tsr_raro[64];

*/

/* flags de TSRs que no respetan el convenio */

/* función booleana: 1 si hay TSR */

intr (0x2f, &r); return ((r.r_ax & 0xff)==0xff); }

if ((argc>1) && (!strcmp(strupr(argv[1]),"/V"))) vect=1; int tsr_convenio (int entrada) printf("\nTSRLIST 1.3 printf("

(c) Febrero 1994 CiriSOFT.\n");

{ struct REGPACK r;

Listado de tareas residentes normalizadas:\n\n");

r.r_ax=entrada << 8;

for (entrada=0xc0; entrada<=0xff; entrada++) { tsr_raro[entrada-0xc0]=0;

r.r_es=0x1492; r.r_di=0x1992;

if (hay_tsr(entrada)) {

intr (0x2f, &r); return ((r.r_ax==0xFFFF) &&

if (tsr_convenio (entrada)) { if (primera_vez) cabecera(vect);

/* encabezamiento */

listar_tsr (entrada, vect);

/* informar del TSR */

(peek(r.r_es,r.r_di-4)==9002) && (peek(r.r_es,r.r_di-2)==10787)); }

161


void cabecera(int vect) { printf("Programa

Ver. Dirección Tamaño

######################################################################

Mx. ID ");

if (vect) printf ("

Vectores interceptados\n");

else printf ("

Autor/fabricante\n");

printf("-------- ----- --------- ------ -------- ");

/********************************************************************/

printf("-----------------------------------\n");

/* /*

}

*/ TSRKILL 1.3 - Utilidad de desinstalación de TSRs normalizados.

/*

Compilar en el modelo «Large» de Borland C.

/*

*/

{ struct REGPACK r; char cad[40];

#include

unsigned int base, cont;

#include

char huge *info;

#include #include

r.r_ax=entrada << 8; r.r_es=0x1492; r.r_di=0x1992; intr (0x2f, &r); info=MK_FP(r.r_es, r.r_di); struct tsr_info { unsigned segmento_real;

/* elemento 1: nombre */

unsigned offset_real;

printf("%-8s", cad); obtener_item (2, 3, info, cad); printf("

unsigned ltsr;

/* elemento 2: versión */

unsigned char info_extra;

%-4s %04X:%04X ",

unsigned char multiplex_id;

cad, peek(r.r_es, r.r_di-16), peek(r.r_es, r.r_di-14)); printf("%6u

%03u

unsigned vectores_id;

",

unsigned extension_id;

peek(r.r_es, r.r_di-12)*16, peekb(r.r_es, r.r_di-9) & 0xff);

unsigned long validacion; char autor_nom_ver[80];

if (vect) /* listado de vectores */ {

};

base=peek(r.r_es, r.r_di-8); for (cont=0; cont
");

int

tsr_convenio(), mx_unload(),

printf("%02X ", peekb(r.r_es, base+cont*5));

existe_xms();

}

void liberar_umb(),

}

desinstalar();

else /* imprimir autor */ { obtener_item (0, 37, info, cad);

/* elemento 0: autor */

printf("%s", cad); void main (int argc, char **argv)

}

{ printf("\n"); }

int

mxid;

struct

tsr_info far *tsr;

printf ("\nTSRKILL 1.3\n"); void obtener_item (int posicion, int max_long, char huge *info, char *cad)

if ((((mxid=atoi(argv[1]))<0xc0) || (mxid>0xFF)) && (mxid!=-1)) { printf ("

- Indicar número Mx. ID (TSRLIST) entre 192 y 255");

printf (" (-1 todos los TSR).\n");

{ int i;

for (i=0; i
exit (1); }

if (mxid==-1) { for (mxid=0xc0; mxid<=0xFF; mxid++) if (tsr_convenio(mxid, &tsr)) desinstalar (mxid);

cad[i]=cad[max_long]=0; /* fin de cadena y controlar tamaño */ }

*/

/********************************************************************/

void listar_tsr (int entrada, int vect)

obtener_item (1, 8, info, cad);

*/

} else

161


nofincadena=1; mx=0xC0;

desinstalar (mxid);

while (posible && nofincadena) {

}

if (tsr_convenio (mx, &tsrx)) { iniciotsr=tsrx->segmento_real;

/* el OFFSET se desprecia */

void desinstalar (int mxid)

i=peekb(FP_SEG(tsrx), tsrx->vectores_id-1);

{

while ((peekb(FP_SEG(tsrx),tsrx->vectores_id+5*(i-1))!=vector) int

vector, correcto;

char

far *nombre, *p,

&& i) i--; if (i && (intptr>=iniciotsr)&&(intptr<=iniciotsr+tsrx->ltsr)) if (mx==mxid) nofincadena=0;

cadena [80], cadaux[80];

else { tablaptr[vx][0]=FP_SEG(tsrx);

correcto=mx_unload (mxid, &vector, &nombre);

tablaptr[vx][1]=tsrx->vectores_id+5*(i-1)+1; intptr=peek(tablaptr[vx][0],tablaptr[vx][1]+2) +

if (correcto || (vector<0x100)) {

((unsigned) peek(tablaptr[vx][0],tablaptr[vx][1]) >>4);

strcpy (cadaux, nombre); p=cadaux; while (*p) if ((*p++)==':') *(p-1)=0; p=cadaux;

mx=0xBF;

while (*p++); strcpy (cadena, p);

}

/* nombre programa */ }

strcat (cadena, " "); while (*p++); strcat (cadena, p);

if (mx==0xFF) posible=0; else mx++;

/* versión */

}

strcat (cadena, " de "); strcat (cadena, cadaux);

/* compensar incremento posterior */

}

/* autor */

} *interrupción = vector; *tsrnombre = tsr->autor_nom_ver;

if (correcto) printf("

- Desinstalado el %s\n", cadena); if (strstr(*tsrnombre, "HBREAK")!=NULL) {

else {

posible=0; *interrupción=0x101; }

if (vector==0x100) printf ("

- No hay TSR %u o no es del convenio.\n", mxid); if (strstr(*tsrnombre, "2MGUI")!=NULL) {

else if (vector==0x101) printf ("

posible=0; *interrupción=0x102; }

- HBREAK es «demasiado fuerte» para TSRKILL.\n");

else if (vector==0x102) printf ("

if (posible) {

- 2MGUI es «demasiado fuerte» para TSRKILL.\n");

for (i=0; i
else { printf ("

vector = peekb(FP_SEG(tsr), tsr->vectores_id+5*i);

- El %s no se puede desinstalar: ", cadena);

printf ("fallo en el vector %02X.\n", vector);

sgm = peek(FP_SEG(tsr), tsr->vectores_id+5*i+3);

}

ofs = peek(FP_SEG(tsr), tsr->vectores_id+5*i+1); if ((tablaptr[i][0]==0) && (tablaptr[i][1]==0)) {

}

interr=MK_FP(sgm, ofs);

}

setvect (vector, interr); } else {

int mx_unload (int mxid, int *interrupción, char far **tsrnombre)

asm cli

{ int

poke (tablaptr[i][0], tablaptr[i][1], ofs);

mx, posible, vx, vector, i, nofincadena;

unsigned intptr, iniciotsr, tablaptr[256][2], sgm, ofs;

poke (tablaptr[i][0], tablaptr[i][1]+2, sgm);

char

numvect;

asm sti

struct

tsr_info far *tsr, far *tsrx;

struct

REGPACK r;

void

interrupt (*interr)();

} }

switch (tsr->info_extra & 3) { case 0: r.r_es=tsr->segmento_real; r.r_ax=0x4900;

if (!tsr_convenio (mxid, &tsr)) {

intr (0x21, &r); break;

*interrupción=0x100;

case 1: if (existe_xms()) liberar_umb (tsr->segmento_real);

return (0);

break;

} } }

numvect = peekb(FP_SEG(tsr), tsr->vectores_id-1);

return (posible);

for (i=0; i<256; i++) tablaptr[i][0]=tablaptr[i][1]=0; } for (posible=1, vx=0; posible && (vxvectores_id+5*vx); intptr = FP_SEG(getvect(vector)) + (FP_OFF(getvect(vector)) >> 4);

int tsr_convenio (int entrada, struct tsr_info far **info)

161


int existe_xms ()

{ struct REGPACK r;

{ struct REGPACK r;

r.r_ax=entrada << 8; r.r_ax=0x4300; intr (0x2F, &r); return ((r.r_ax & 0xFF)==0x80);

r.r_es=0x1492; r.r_di=0x1992; intr (0x2f, &r);

}

*info = MK_FP(r.r_es, r.r_di-16); return ((r.r_ax==0xFFFF) && (peek(r.r_es,r.r_di-4)==9002) && (peek(r.r_es,r.r_di-2)==10787)); }

void liberar_umb (unsigned segmento) { long controlador;

asm { push

es; push si; push di;

mov

ax,4310h

int

2Fh

mov

word ptr controlador,bx

mov

word ptr controlador+2,es

mov

ah,11h

mov

dx,segmento

call

controlador

pop

di; pop si; pop es;

} }

10.5.3.- LA PROPUESTA AMIS. La interrupción Multiplex presenta un elevado nivel de polución debido al gran número de programas que la utilizan incorrectamente. En algunos casos se soluciona el problema instalando primero los programas conflictivos y después los que trabajan bien. Lo mínimo que se puede exigir a un programa residente que utilice esta interrupción es que soporte el chequeo de instalación (la llamada con AL=0) y devuelva una señal de reconocimiento afirmativo (AL=0FFh) si está empleando esa entrada en cuestión. Sin embargo, algunos no llegan ni a eso. Por fortuna, son tan malos que casi nadie los emplea. Sin embargo, con objeto de solucionar estos casos, Ralf Brown -autor del INTERRUP.LST- ha desarrollado un método alternativo basado en la interrupción 2Dh. Esta interrupción no ha sido empleada hasta ahora por el DOS ni por ninguna aplicación importante. La propuesta AMIS (Alternate Multiplex Interrupt Specification) implementa un sistema estandarizado de interface con los programas residentes. Habida cuenta de que las principales empresas desarrolladoras de software de sistemas ojean el INTERRUP.LST antes de utilizar una interrupción, para evitar conflictos entre aplicaciones, es de esperar que la propia Microsoft no utilice tampoco la INT 2Dh para sus propósitos en futuras versiones del DOS. Por tanto, no es muy arriesgado seguir este convenio. La información que expongo a continuación se corresponde con la versión 3.4 de la especificación. Los programas que emplean la INT 2Dh deben interceptarla e implementar una serie de funciones. Como luego veremos, no es necesario que soporten todas las que propone el convenio. A la hora de llamar a la INT 2Dh se indicará en AH, tal como se hacía con la interrupción Multiplex, el número de entrada y en AL la función. Todo el funcionamiento se basa en invocar funciones en el programa residente. El inconveniente de ejecutar código en la copia residente es que ocupa algo más de memoria, y la necesidad de implementar dichas funciones. La ventaja de ejecutar código en la copia residente es que ésta puede, en donde sea procedente, restaurar el estado del sistema de manera más completa o realizar tareas específicas que sean necesarias. Por citar un ejemplo, TSRKILL no puede desinstalar las conocidas utilidades HBREAK o 2MGUI, que, en cambio, con la propuesta AMIS podrían haber soportado una función de desinstalación accesible por cualquier agente externo. Existen las siguientes funciones: - Función 0: Chequeo de instalación. Si no hay un TSR utilizando ese número se devuelve un 0 en AL. En caso contrario se devuelve un 0FFh en AL; en CX se devuelve además el número de versión del interface AMIS que soporta el TSR (ej. CX=340h para la v3.4); en DX:DI se entrega la dirección de la cadena de


161

identificación, con el siguiente formato: Offset 0 (8 bytes): Nombre del fabricante (rellenado con espacios al final). Offset 8 (8 bytes): Nombre del programa (rellenado con espacios si hace falta). Offset 16 (hasta 64 bytes): Cadena ASCIIZ (terminada en 0) con la descripción del producto; este campo puede constar simplemente de un cero si no se desea inicializarlo. - Función 1: Obtener punto de entrada. Como llamar a la INT 2Dh puede ser relativamente lento (debido al elevado número de programas residentes que puede haber instalados) con esta función se solicita al TSR un punto de entrada alternativo para poder llamarlo de una manera más directa sin la INT 2Dh. Si devuelve un 0 en AL, significa que el TSR debe ser invocado obligatoriamente vía INT 2Dh. Si devuelve un 0FFh en AL ello implica que soporta una llamada directa, cuyo punto de entrada devuelve en DX:BX. - Función 2: Desinstalación. A la entrada, se indica al TSR en DX:BX el punto donde deberá saltar tras su autodesinstalación (si la soporta). A la vuelta, el TSR devuelve un código en AL que se interpreta: 0 - Función no implementada. 1 - Fallo. 2 - No es posible desinstalar ahora, el TSR lo intentará cuando pueda. 3 - Es seguro desinstalar, pero el TSR no dispone de rutina al efecto. El TSR está aún habilitado y devuelve en BX el segmento del bloque de memoria donde reside. 4 - Es seguro desinstalar, pero el TSR no dispone de rutina al efecto. El TSR está inhibido y devuelve en BX el segmento del bloque de memoria donde reside. 5 - No es seguro desinstalar ahora. Intentar de nuevo más tarde. 0FFh - Todo ha ido bien, TSR desinstalado: retorna con AX corrompido a la dirección DX:BX. - Función 3: Solicitud de POP-UP. Esta función está diseñada sólo para los programas residentes que muestran menús en pantalla al ser activados (normalmente con una combinación de teclas). El valor que devuelve en AL se interpreta: 0 - Función no implementada, el TSR no es de tipo POP-UP. 1 - No es posible el POP-UP ahora, intentar solicitud más tarde. 2 - No es posible el POP-UP en este preciso instante, el TSR lo reintentará en breve. 3 - El TSR ya está POP-UPado. 4 - Imposible hacer POP-UP, se requiere intervención del usuario. En BX se devuelve la causa genérica del fallo: 0-Desconocido, 1-La cadena de interrupciones se solapa con memoria que debe ser desalojada para el POP-UP, 2-Fallo en las operaciones de swapping necesarias para el POP-UP. Además, en CX se devuelve un código de error exclusivo de la aplicación que se trate. 0FFh - El TSR fue correctamente POP-UPado y posteriormente abandonado por el usuario. A la vuelta, BX entrega un 0 para no indicar nada, un 1 para indicar que el TSR fue descargado por el usuario y los valores 2 al 0FFh están reservados para futuros usos. Los valores 100h al 0FFFFh en BX están a disposición del programa que se trate. - Función 4: Determinar los vectores interceptados. A la entrada se indica en BL el número de la interrupción (excepto 2Dh). A la vuelta, AL devuelve un código: 0 - Función no implementada. 1 - Imposible determinar. 2 - La interrupción indicada ha sido interceptada. 3 - La interrupción indicada ha sido interceptada, DX:BX apunta a la rutina que la gestiona. 4 - Se devuelve en DX:BX la lista de interrupciones interceptadas. 0FFh - Esa interrupción no ha sido interceptada. Esto en principio significa que el TSR puede hacer casi lo que le da la gana cuando le preguntan qué interrupciones controla. Los valores 1 al 3 sólo están definidos por compatibilidad con versiones anteriores de la

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especificación (v3.3), el autor del convenio avisa que no serán quizá soportados en otras versiones. Por tanto, lo más normal es que el TSR devuelva un valor 4 sin hacer caso del valor de BL (de lo contrario, el programa que llama tendría que hacer un molesto bucle comprobando todas las interrupciones). Sería una lástima que un TSR devolviera un valor 0. El formato de la lista de interrupciones interceptadas es: Offset 0 (1 bytes): Número del vector (el último de la lista es siempre 2Dh). Offset 1 (2 bytes): Offset a la rutina de control de interrupción. La rutina de control de interrupción respeta este formato, propuesto por IBM en las BIOS de PS/2: Offset 0 (2 bytes): Salto corto a donde realmente empieza la rutina de control (10EBh). Offset 2 (4 bytes): Dirección previa de ese vector de interrupción. Offset 6 (2 bytes): Valor 424Bh (consejo de IBM). Offset 8 (1 byte): Banderín de EOI, 0 si es interrupción software o controlador secundario de la interrupción hardware, 80h si es el controlador primario de la interrupción hardware (debe enviar un comando EOI al controlador de interrupciones 8259). Offset 9 (2 bytes): Salto corto a la rutina de reset hardware (que retornará con RETF). Offset 0Bh (7 bytes): Reservados (a 0). Offset 12h: Rutina que controla la interrupción. - Funciones 5 y siguientes: Reservadas para futuras versiones del convenio, devuelven 0 al no estar implementadas. Por supuesto, los programas que cumplan la propuesta AMIS deben asignar dinámicamente el número de entrada que van a utilizar en la INT 2Dh, buscando uno libre. Para chequear su instalación han de emplear los 16 bytes que indican el nombre del fabricante y el programa. Como dije al principio, no es preciso que un programa soporte todas estas funciones: para cumplir con la versión 3.4 de la especificación basta con implementar las funciones 0, 2 (sin obligación de disponer de rutina de desinstalación) y la 4 (devolviendo un valor 4). 10.5.4.- COMPARACIÓN ENTRE MÉTODOS. Cualquiera de los tres métodos expuestos es válido para lograr una correcta localización del programa residente en memoria. El más sencillo es el primero (aunque ES:DI puede estar asignado de la manera que el lector considere oportuna, por supuesto). Sin embargo, son los dos últimos los más recomendables, por las prestaciones que ofrecen. El más completo es la propuesta AMIS. 10.6. - MÉTODOS ESPECIALES PARA ECONOMIZAR MEMORIA. De cara a aumentar el número potencial de usuarios de un programa residente es fundamental considerar el aspecto de la ocupación de memoria. El método más sencillo es implementar el programa como falso controlador de dispositivo (se verán en el capítulo siguiente) con objeto de evitar el PSP; sin embargo, estos programas sólo pueden ser ejecutados una vez en el momento de arranque del sistema. No obstante, con los programas COM y EXE normales también se pueden tomar una serie de medidas para reducir la ocupación de memoria: la primera y más efectiva es no dejar residente el inservible espacio de entorno, como se vio en capítulos anteriores. Otra de ellas consiste en emplear el PSP para almacenar datos; esto último sólo debe hacerse después de finalizada la ejecución del programa -después de haber entregado el control al sistema-, ya que el PSP es utilizado por el DOS al terminar la ejecución. En todo caso conviene respetar al menos los dos primeros bytes (y a ser posible también los dos situados en el offset 2Ch) con objeto de que no se vuelvan locos los programas del sistema que informan sobre el estado de la memoria (fundamentalmente el comando MEM). Si el programa utiliza pocos datos como para cubrir el PSP, cabe la posibilidad de colocar código en el mismo, para lo cual el programa puede auto-relocalizarse hacia atrás en la memoria, machacando los 171 últimos bytes del PSP que no son vitales para el sistema: en efecto, en el offset 5Ch comienza el primer FCB; los 7 bytes anteriores corresponden al FCB extendido -circunstancia que poco suelen poner de relieve los libros técnicos-


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por lo que el único área que es obligatorio respetar es la zona 00-54h: 85 bytes (incluso este área podría ser también casi totalmente ocupada, como se dijo antes, pero después de finalizar la ejecución del programa). Por comodidad, se respetarán los primeros 96 bytes, justo 6 párrafos: moviendo el programa hacia atrás un número entero de párrafos, al final resulta sencillo desviar los vectores de interrupción decrementando su segmento en 6 unidades menos antes de desviarlos. Esta treta sólo es factible, por supuesto, en programas de un solo segmento, tipo COM. Los de tipo EXE normalmente dejarán residente todo el PSP, ya que es un segmento previo al programa (de hecho, al terminar residente hay que añadir el tamaño del PSP) y sería complicada la reubicación. Es cierto que estas técnicas, con programas que se mueven a si mismos dando vueltas por la memoria, automodificándose ... no son consideradas elegantes por los programadores conservadores, y no se pueden hacer estas salvajadas en entornos con protección de memoria (UNIX, etc.); de hecho, Niklaus Wirth se llevaría sin duda las manos a la cabeza. Sin embargo el DOS y el 8086 las permiten y pueden ser bastante útiles, en especial para los programadores de sistemas. Además, escondiendo bien los fuentes, lo más probable es que nadie se entere de ello... 10.7. - PROGRAMAS AUTOINSTALABLES EN MEMORIA SUPERIOR. Los TSR más eficientes deben detectar la presencia de memoria superior e instalarse automáticamente en ella, por varios motivos. Por un lado, se mejora el rendimiento en aquellas máquinas con usuarios inexpertos que no emplean el HILOAD o el LOADHIGH del sistema. Por otro, un programa residente puede ocupar mucho más espacio en disco que lo que luego ocupará en memoria. Si se utiliza LOADHIGH o HILOAD, el sistema intenta reservar memoria para poder cargar el fichero desde disco. Esto significa que puede haber casos en que no tenga suficiente memoria para cargar el programa, con lo que lo cargará en memoria convencional. Sin embargo, ese TSR tal vez hubiera cabido en la memoria superior: si es el propio TSR el que se autorelocaliza (copiándose a sí mismo) hacia la memoria superior, este problema desaparece. Tratándose de programas de un solo segmento real, como los COM, no es problema alguno realizar la operación de copia. Con DR-DOS y, en general, con ciertos controladores de memoria (tales como QEMM) la memoria superior es gestionada por la especificación de memoria extendida XMS (véase apartado 8.3). Para utilizar la memoria superior en estos sistemas hay que detectar la presencia del controlador XMS y pedirle la memoria (también habrá que llamarle después para liberarla). Con MS-DOS 5.0 y posteriores sólo existe memoria superior XMS si NO se indica DOS=UMB en el CONFIG.SYS; sin embargo, la mayoría de los usuarios suelen indicar esta orden con objeto de que el MS-DOS permita emplear LOADHIGH y DEVICEHIGH. Por desgracia, con MS-DOS, cuando el DOS gestiona la memoria superior, se la roba toda al controlador XMS. Por tanto, habrá que pedírsela al DOS. Con MS-DOS, el procedimiento general es el siguiente: Primero, preservar el estado de la estrategia de asignación de memoria y el estado de los bloques de memoria superior (si están o no conectados con los de la memoria convencional). A continuación, se conectan los bloques de memoria superior con los de la convencional, por si no lo estaban. Seguidamente, se modifica la estrategia de asignación de memoria, estableciendo -por ejemplo- un best fit en memoria superior. Finalmente, se asigna memoria utilizando la función convencional de asignación (48h). Tras estas operaciones, habrá de ser restaurada la estrategia de asignación de memoria y el estado de los bloques de memoria superior. Es conveniente intentar primero asignar memoria superior XMS: si falla, se puede comprobar si la versión del DOS es 5 (o superior) y aplicar el método propio que requiere este sistema. De esta manera, los TSR podrán asignar memoria superior sea cual sea el sistema operativo, controlador de memoria o configuración del sistema activos. Sin embargo, con el método propio del DOS 5.0 hay un inconveniente: al acabar la ejecución del código de instalación del TSR, el DOS ¡libera el bloque de memoria que se asignó con la función 48h!. Para evitar esto, hay dos métodos: uno, consiste en terminar residente (aunque sea dejando sólo los primeros 96 bytes del PSP) con objeto de que el sistema respete el bloque de memoria creado. Si no se desea este ligero derroche de memoria convencional, hay un método más contundente. Consiste en engañar al DOS y, tras asignar el bloque de memoria, modificar en su correspondiente bloque de control la información del propietario (PID), haciéndole apuntar -por ejemplo- a sí mismo. De esta manera, al acabar el programa, el DOS recorrerá la cadena de bloques de memoria y no encontrará ninguno que pertenezca al programa que finaliza... conviene también, en este caso, que los dos primeros bytes del bloque de memoria superior contengan la palabra 20CDh (ubicada

161


al inicio de los PSP), con objeto de que algunos programas de diagnóstico lo confundan con un programa (no obstante, el comando MEM del DOS no requiere este detalle y lo tomaría directamente por un programa). También hay que crear el nombre del programa en los 8 últimos bytes del MCB manipulado. Las siguientes rutinas asignan memoria superior XMS (UMB_alloc) o memoria superior DOS 5 (UPPER_alloc): ; ------------ Reservar bloque de memoria superior del nº párrafos AX,

MOV

AX,5802h

;

devolviendo en AX el segmento donde está. CF=1 si no

INT

21h

;

está instalado el gestor XMS (AX=0) o hay un error (AL

MOV

umb_state,AL

;

devuelve el código de error del controlador XMS).

MOV

AX,5803h

MOV

BX,1

UMB_alloc

PROC

INT

21h

; preservar estado UMB

; conectar cadena UMB's

PUSH

BX

MOV

AX,5801h

PUSH

CX

MOV

BX,41h

PUSH

DX

INT

21h

; High Memory best fit

CMP

xms_ins,1

POP

BX

; ...párrafos requeridos

JNE

no_umb_disp

; no hay controlador XMS

MOV

AH,48h

MOV

DX,AX

; número de párrafos

INT

21h

; asignar memoria

MOV

AH,10h

; solicitar memoria superior

PUSHF

CALL

gestor_XMS

PUSH

AX

; guardado el resultado

CMP

AX,1

; ¿ha ido todo bien?

MOV

AX,5801h

MOV

AX,BX

; segmento UMB/código de error

MOV

BX,alloc_strat

JNE

XMS_fallo

; fallo

INT

21h

POP

DX

; ok

MOV

AX,5803h

POP

CX

MOV

BL,umb_state

POP

BX

XOR

BH,BH

CLC

INT

21h

RET

POP

AX

no_umb_disp:

MOV

AX,0

POPF

XMS_fallo:

POP

DX

JC

UPPER_fin

POP

CX

PUSH

DS

POP

BX

; restaurar estrategia

; restaurar estado cadena UMB

; hubo fallo

DEC

AX

STC

MOV

DS,AX

RET

INC

AX

ENDP

MOV

WORD PTR DS:[1],AX

; manipular PID

MOV

WORD PTR DS:[16],20CDh

; simular PSP

; ------------ Reservar memoria superior, con DOS 5.0, del tamaño

PUSH

ES

;

solicitado (AX párrafos). Si no hay bastante CF=1,

MOV

CX,DS

;

en caso contrario devuelve el segmento en AX.

MOV

ES,CX

MOV

CX,CS

DEC

CX

UMB_alloc

UPPER_alloc

PROC PUSH

AX

MOV

DS,CX

MOV

AH,30h

MOV

CX,8

INT

21h

MOV

SI,CX

CMP

AL,5

MOV

DI,CX

POP

AX

CLD

JAE

UPPER_existe

REP

MOVSB

POP

ES DS

STC

UPPER_existe:

JMP

UPPER_fin

; necesario DOS 5.0 mínimo

POP

PUSH

AX

; preservar párrafos...

CLC

MOV

AX,5800h

UPPER_fin:

RET

INT

21h

UPPER_alloc

ENDP

MOV

alloc_strat,AX

; copiar nombre de programa

; preservar estrategia

La rutina UMB_alloc requiere una variable (xms_ins) que indique si está instalado el controlador de memoria extendida, así como otra (gestor_XMS) con la dirección del mismo. La rutina UPPER_alloc necesita una variable de palabra (alloc_strat) y otra de tipo byte (umb_state) en que apoyarse. El método expuesto consiste en modificar el PID para evitar que el DOS desasigne la memoria al acabar la ejecución del programa;

161


también se coloca oportunamente la palabra 20CDh para simular un PSP y se asigna al nuevo bloque de programa el mismo nombre que el del bloque de programa real. Los programas con autoinstalación en memoria superior deberían tener un parámetro (al estilo del /ML de los de DR-DOS) para forzar la instalación en memoria convencional si el usuario así lo requiere. 10.8. - PROGRAMAS RESIDENTES EN MEMORIA EXTENDIDA CON DR-DOS 6.0 El auténtico empleo de memoria extendida para instalar programas residentes, aprovechando el modo protegido en que está el ordenador con el controlador de memoria expandida instalado, no será tratado en este libro. En particular, algún emulador de coprocesador para 386 emplea esas técnicas. Aquí nos limitaremos a un objetivo más modesto, en los primeros 64 Kb de memoria extendida accesibles desde DOS. El DR-DOS 6.0 fue el primer sistema operativo DOS que permitía instalar programas residentes en los primeros 64 Kb de la memoria extendida, zona comúnmente conocida por HMA. La ventaja de cargar aquí las utilidades residentes es que no ocupan memoria, dicho entre comillas (al menos, no memoria convencional ni superior). El inconveniente principal es que este área es bastante limitada (en la práctica, algo menos de 20 Kb libres) y la instalación un tanto compleja. Ciertos programas del sistema (COMMAND, KEYB, NLSFUNC, SHARE, TASKMAX) se pueden cargar en esta zona -algunos incluso lo hacen automáticamente-. Otro inconveniente es la complejidad de la instalación: normalmente los programas se cargarán en el segmento 0FFFEh con un offset variable y dependiente de la zona en que sean instalados. Por ello, el primer requisito que han de cumplir es el de ser relocalizables: en la práctica, la rutina de instalación habrá de montar el código en memoria asignando posiciones absolutas a ciertos modos de direccionamiento. El MS-DOS 5.0 también utiliza el HMA para cargar programas residentes; sin embargo no está tan normalizado como en el caso del DR-DOS y es probable que en futuras versiones cambie el método. De una manera torpe, Microsoft eligió a DISPLAY.SYS para ocupar parte del área que el propio DOS deja libre en el HMA tras instalarse. Este fichero es utilizado en la conmutación de páginas de códigos (factible en máquinas con EGA y VGA) para adaptar el juego de caracteres a ciertas lenguas. Hubiera sido mucho más inteligente elegir el KEYB y otros programas similares que casi todo el mundo tiene instalados. Por consiguiente, limitaremos el estudio al caso del DR-DOS. La información que viene a continuación fue obtenida por la labor investigadora del autor de este libro, que la envió posteriormente a Ralf Brown para incluirla en el Interrupt List. Conviene hacer ahora hincapié en que esta manera de gestionar el HMA, a nivel de bloques de memoria, es propia del DR-DOS 6.0, y no de otras versiones anteriores de este sistema, aunque probablemente sí de las posteriores. Para comprobar que en una máquina está presente el DR-DOS puede verificarse la presencia de una variable de entorno del tipo «OS=DRDOS» y otra «VER=X.XX» con la versión. En todo caso, es mucho más seguro utilizar una función del sistema al efecto: MOV

AX,4452h

INT

21h

JC

no_es_drdos

CMP

AX,1063h

JE

drdos341

CMP

AX,1065h

JE

drdos5

CMP

AX,1067h

JE

drdos6

JA

drdos_futuro

; función exclusiva del DR-DOS ; probablemente es MS-DOS

El DR-DOS 6.0 implementa un nuevo servicio para gestionar la carga de programas en el HMA. Con las siguientes líneas: MOV

AX,4458h

INT

21h

MOV

SI,ES:[BX+10h] ; variable exclusiva de DR-DOS

MOV

DI,ES:[BX+14h] ; otra variable de DR-DOS

161


se obtiene en SI el offset al primer bloque libre de memoria en el HMA (ubicado en 0FFFFh:SI), y en DI el offset al primer bloque ocupado de memoria en el HMA (en 0FFFFh:DI). Si el offset al primer bloque de memoria libre es 0, significa que el DR-DOS no está instalado en el HMA o que no está instalado el EMM386.SYS, con lo que no es posible instalar programas en el HMA. Sólo si el kernel del DR-DOS reside en el HMA se puede utilizar esta técnica, para compartir la memoria con el sistema operativo. En el HMA los bloques de memoria forman una cadena pero mucho más simple que en los demás tipos de memoria. En concreto, tienen una cabecera de sólo 5 bytes: los dos primeros apuntan al offset del siguiente bloque de memoria (cero si éste era el último) y los dos siguientes el tamaño de este bloque. Téngase en cuenta que los bloques no han de estar necesariamente seguidos, por lo que la información del tamaño no debe emplearse para direccionar al siguiente bloque: ¡para algo están los primeros dos bytes!. El quinto byte puede tomar un valor entre 0 y 5 para indicar el tipo de programa, por este orden: System, KEYB, NLSFUNC, SHARE, TaskMAX, COMMAND. Como se ve, no se almacena el nombre en formato ASCII sino con un código. Los programas creados por el usuario pueden utilizar cualquiera de los códigos, aunque quizá el más recomendable sea el 0 (de todas maneras, puede haber varios bloques con el mismo código). Para cargar un programa residente aquí, primero se recorre la cadena de bloques libres hasta encontrar uno del tamaño suficiente -si lo hay, claro está-. A continuación, se rebaja el tamaño de este bloque modificando su cabecera. Después, se crea una cabecera para el nuevo bloque (que se sitúa al final del bloque libre empleado, siempre tendiendo hacia direcciones altas) y se consulta la variable del DOS que indica el primer bloque ocupado: el nuevo bloque creado habrá de apuntarle; a su vez, esta variable del DOS ha de ser actualizada ya que desde ahora el primer bloque ocupado (bueno, en realidad el último) es el recién creado. Ha de tenerse en cuenta que si lo que sobra del bloque libre que va a ser utilizado son menos de 16 bytes, se le debe desechar -porque así lo establece el sistema-, eliminándolo de la lista encadenada por el simple procedimiento de hacer apuntar su predecesor a su sucesor. Lógicamente, si el bloque no tenía predecesor -si era el primer bloque- lo que hay que hacer es modificar la variable del DOS que indica el primer bloque libre para que apunte a su sucesor. En general, se trata de gestionar una lista encadenada, lo que más que un problema de ensamblador lo es de sentido común. No eliminar los posibles bloques libres de menos de 16 bytes es saltarse una norma del sistema operativo y podría tener consecuencias imprevisibles con futuros programas cargados. Una vez reservado espacio para el nuevo programa, habrá de copiarse este desde la memoria convencional hacia el HMA, con una simple instrucción de transferencia. Allí -o antes de realizar la transferencia- habrá de relocalizarse el código. Lo normal en los programas del sistema -y, por consiguiente, lo más recomendable- es que nuestras aplicaciones corran en la dirección 0FFFEh:XXXX y no la 0FFFFh:XXXX como en principio podría suponerse, aunque quizá se trate de un detalle irrelevante. Por último, se han de desviar los correspondientes vectores de interrupción a las nuevas rutinas del programa residente. Obviamente, el programa principal instalador deberá acabar normalmente -y no residente-. En general, la gestión del HMA es engorrosa porque el sistema realiza poco trabajo sucio, delegándoselo al programa que quiera emplear este área. 10.9. - EJEMPLO DE PROGRAMA RESIDENTE QUE UTILIZA LA BIOS. El programa de ejemplo es un completo reloj-alarma residente. No posee intuitivas ventanas de configuración ni cientos de opciones, pero es sencillo y muy económico en cuanto a consumo de memoria se refiere. Admite la siguiente sintaxis: RCLOCK [/A=hh:mm:ss | OFF] [ON|OFF] [/T=n] [/X=nn] [/Y=nn] [/C=nn] [/ML] [/U] [/?|H] La opción /A permite indicar una hora concreta para activar la alarma sonora o bien desactivar una alarma (/A=OFF) previamente programada -por defecto, no hay alarma definida-. Los parámetros ON y OFF, por sí solos, se emplean para controlar la aparición en pantalla o no del reloj -por defecto aparece nada más ser instalado-. El parámetro /T puede tomar un valor 1 para activar la señal horaria -por defecto-, 2 para avisar a las


161

medias, 4 para pitar a los cuartos y 5 para avisar cada cinco minutos; si vale 0 no se harán señales de ninguna clase. Los parámetros opcionales X e Y permiten colocarlo en la posición deseada dentro de la pantalla: si /X=72 (valor por defecto), el reloj no aparecerá realmente en esa coordenada sino lo más a la derecha posible en cada tipo de pantalla activa. Con /C se puede modificar el valor del byte de atributos empleado para colorear el reloj. /ML fuerza la instalación en memoria convencional. Por último, con /U se puede desinstalar de la memoria, en los casos en que sea posible. Es posible ejecutarlo cuando ya está instalado con objeto de cambiar sus parámetros o programar la alarma. Si las coordenadas elegidas están fuera de la pantalla -ej., al cambiar a un modo de menos columnas o filas- el resultado puede ser decepcionante (esto no sucede si /X=72). Si se produce un cambio de modo de pantalla o una limpieza de la misma, el reloj seguirá apareciendo correctamente casi al instante -se refresca su impresión 4 veces por segundo-. Una vez cargado, se puede controlar la presencia o no en pantalla pulsado Ctrl-Alt-R o AltGr-R (sin necesidad de volver a ejecutar el programa con los parámetros ON u OFF). Cuando se expulsa el reloj de la pantalla, se restaura el contenido anterior a la aparición del reloj. Por ello, si se han producido cambios en el monitor desde que apareció el reloj, el fragmento de pantalla restaurado puede quedar feo, aunque también quedaría feo de todas maneras si se rellenara de espacios en blanco. De hecho, esto último es lo que sucede cuando se trabaja con pantallas gráficas. Cuando comienza a sonar la alarma, estando o no el reloj en pantalla, se puede pulsar Ctrl-Alt-R o AltGr-R para cancelarla; de lo contrario avisará durante 15 segundos. Este es el único caso en que AltGr-R o Ctrl-Alt-R no servirá para activar o desactivar el reloj (una posterior pulsación, sí). Después de haber sonado, la alarma quedará desactivada y no volverá a actuar, ni siquiera al cabo de 24 horas. El programa utiliza el convenio CiriSOFT para detectar su presencia en memoria, por lo que es desinstalable incluso aunque no sea el último programa residente cargado, siempre que tras él se hayan instalado sólo programas del convenio (o al menos otros que no utilicen las mismas interrupciones). Posee su propia rutina de desinstalación (opción /U), con lo que no es necesario utilizar la utilidad general de desinstalación. También está equipado con las rutinas que asignan memoria superior XMS o, en su defecto, memoria superior solicitada al DOS 5.0: por ello, aunque el fichero ejecutable ocupa casi 6 Kb, sólo hacen falta 1,5 Kb libres de memoria superior para instalarlo en este área, lo que se realiza automáticamente en todos los entornos operativos que existen en la actualidad. Evidentemente, también se instala en memoria convencional y sus requerimientos mínimos son un PC/XT y (recomendable) DOS 3.0 o superior. Se utiliza la función de impresión en pantalla de la BIOS, con lo cual el reloj se imprime también en las pantallas gráficas (incluida SuperVGA). Por ello, es preciso desviar la INT 10h con objeto de detectar su invocación y no llamarla cuando ya se está dentro de ella (el reloj funciona ligado a la interrupción periódica y es impredecible el estado de la máquina cuando ésta se produce). Si se anula la rutina que controla INT 10h, en los modos gráficos SuperVGA de elevada resolución aparecen fuertes anomalías al deslizarse la pantalla (por ejemplo, cuando se hace DIR) e incluso cuando se imprime; sin embargo, la BIOS es dura como una roca (no se cuelga el ordenador, en cualquier caso). En los modos de pantalla normales no habría tanta conflictividad, aunque conviene ser precavidos. La impresión del reloj se produce sólo 4 veces por segundo para no ralentizar el ordenador; aunque se realizara 18,2 veces por segundo tampoco se notaría un retraso perceptible. La interrupción periódica es empleada no sólo para imprimir el reloj sino también para hacer sonar la música, enviando las notas adecuadamente al temporizador a medida que se van produciendo las interrupciones. No se utiliza INT 1Ch porque la considero menos segura y fiable que INT 8; sin embargo se toma la precaución de llamar justo al principio al anterior controlador de la interrupción. De la manera que está diseñado el programa, es sencillo modificar las melodías que suenan, o crear una utilidad de música residente por interrupciones para amenizar el uso del PC. Los valores para programar el temporizador, según la nota que se trate, se obtienen de una tabla donde están ya calculados, ya que sería difícil utilizar la coma flotante al efecto. Al leer el teclado, se tiene la precaución de comprobar si al pulsar Ctrl-Alt-R o AltGr-R la BIOS o el KEYB han colocado un código Alt-R en el buffer. Esto suele suceder a menos que el KEYB no sea demasiado compatible (Ctrl-Alt equivale, en teoría, a Alt a secas). Si así es, ese carácter se saca del buffer para que no lo detecte el programa principal (si se sacara sin cerciorarse de que realmente está, en caso de no estar el ordenador se quedaría esperando una

161


pulsación de tecla). El método utilizado para detectar la pulsación de AltGr en los teclados expandidos no funciona con el KEYB de DR-DOS 5.0/6.0 (excepto en modo KEYB US), aunque esto es un fallo exclusivo de dicho controlador. Sin duda, la parte más engorrosa del programa es la interpretación de los parámetros en la línea de comandos, tarea incómoda en ensamblador. Aún así, el programa es bastante flexible y se puede indicar, por ejemplo, un parámetro /A=000020:3:48 para programar la alarma a las 20:03:48. Sin embargo, el uso del ensamblador para este tipo de programas es más que recomendable: además de aumentar la fiabilidad del código, el consumo de memoria es más que asequible, incluso en máquinas modestas.

;*********************************************************************

;

001: bloque UMB XMS

;*

*

;

010: *.SYS

*

;

011: *.SYS formato EXE

;*

RCLOCK v2.3

;*

(c) Septiembre 1992 CiriSOFT

;* ;*

; bit 7 a 1: «extension_id» definida

(c) Grupo Universitario de Informática - Valladolid *

»»» Utilidad de reloj-alarma residente «««

;*

*

multiplex_id

DB

0

*

vectores_id

DW

tabla_vectores

*

extension_id

DW

tabla_extra

DB

"*##*"

DB

"CiriSOFT:RCLOCK:2.3",0

DB

4

;********************************************************************* autor_nom_ver

; número Multiplex de este TSR

; ------------ Macros de propósito general

XPUSH

tabla_vectores EQU

MACRO RM

DB

IRP reg, PUSH reg ENDM ENDM

XPOP

MACRO RM IRP reg, POP reg

; ------------ Programa

rclock

ini_residente

8

ant_int08

LABEL DWORD

ant_int08_off

DW

0

ant_int08_seg

DW

0

DB

9

ant_int09

LABEL DWORD

ant_int09_off

DW

0

ant_int09_seg

DW

0

DB

10h

ENDM ENDM

; número de vectores de interrupción usados

$

ant_int10

LABEL DWORD

ant_int10_off

DW

0

ant_int10_seg

DW

0

DB

2Fh

SEGMENT

ant_int2F

LABEL DWORD

ASSUME CS:rclock, DS:rclock

ant_int2F_off

DW

0

ant_int2F_seg

DW

0

tabla_extra

LABEL BYTE

ORG

100h

EQU

$

; INT 8 ; dirección original


; INT 10h ; dirección original

; INT 2Fh ; dirección original

DW

ctrl_exterior ; permitido control exterior

DW

0

; campo reservado

; **************************************** ; * ; *

D A T O S

R E S I D E N T E S

; *

*

ctrl_exterior

*

reubicabilidad DB

LABEL BYTE 1

*

activacion

visibilidad

DW

; programa 100% reubicable

; **************************************** ; ------------ Tabla de períodos de las notas inicio:

JMP

;

main

; Datos para el período de las 89 notas, tomando como base un reloj de ; ------------ Identificación estandarizada del programa

; 1,19318 MHz (el del 8253). Las notas están ordenadas ascendentemente ; como las de un piano, aunque las de código 0 al 6 son «silenciosas». ; Los datos (para notas mayores de 6) se han calculado con la fórmula:

program_id

LABEL BYTE

segmento_real

DW

0

; segmento real donde será cargado

;

offset_real

DW

0

; offset real

;

longitud_total DW

0

; zona de memoria ocupada (párrafos)

info_extra

80h ; bits 0, 1 y 2-> 000: normal, con PSP

DB

"

"

"

; ;

1193180/(36.8*(2^(1/12))^(nota-6))

161


; ;

41

43

46

48

50

53

55

58

60

; ------------ Parámetros básicos del reloj

62

─┬──▄▄▄─▄▄▄──┬──▄▄▄─▄▄▄─▄▄▄──┬──▄▄▄─▄▄▄──┬──▄▄▄─▄▄▄─▄▄▄──┬─

;

. . │

███ ███

│

███ ███ ███

│

███ ███

│

███ ███ ███

│

;

│

███ ███

│

███ ███ ███

│

███ ███

│

███ ███ ███

│

; ;

. . │ 40│ 42│ 44│ 45│ 47│ 49│ 51│ 52│ 54│ 56│ 57│ 59│ 61│ 63│

. .

. .

alarm_enable

DB

hora_alarma

LABEL BYTE

alarm_h

DW

"0 "

DB

":"

DW

"00"

DB

":"

alarm_s

DW

"00"

─┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴─ alarm_m

;

tabla_periodos LABEL WORD

0

; por defecto, alarma OFF

DW

37,37,37,37,37,37,37,30603

visibilidad

DB

1

; por defecto, reloj aparece

DW

28885,27264,25734,24290,22926,21640,20425,19279

tipo_aviso

DB

1

; 1 -> señal horaria; 2 -> a las medias

DW

18197,17175,16211,15301,14442,13632,12867,12145

DW

11463,10820,10212,9639,9098,8587,8105,7650

DW

7221,6816,6433,6072,5731,5410,5106,4819

c_x

DB

72

; coordenada X para el reloj

DW

4549,4293,4052,3825,3610,3408,3216,3036

c_y

DB

0

; coordenada Y

DW

2865,2705,2553,2409,2274,2146,2026,1912

color

DB

14+4*16

; tinta amarilla y fondo rojo

DW

1805,1704,1608,1518,1432,1352,1276,1204

refresco

DB

4

; cada 4/18,2 sg. se reimprime el reloj

DW

1137,1073,1013,956,902,852,804,759

DW

716,676,638,602,568,536,506,478

DW

451,426,402,379,358,338,319,301

DW

284

; 4 -> a los cuartos; 5 -> cada 5 min., ; 0 -> sin señal

; ------------ Variables de control general

in10

DW

0

; flag contador de entradas en INT 10h

cont_refresco

DB

1

; contador de INT's 8 a «saltar»

pagina

DB

0

; página de vídeo activa

modo_video

DB

255

; modo de vídeo activo (valor imposible

operacion

DB

0

visible

DB

1

; 1 si el reloj está en pantalla

; hacer pausas; si al byte de duración se le suma 128,

c_xx

DB

0

; coordenada X real del reloj

; se produce una pausa de 1/18,2 segundos antes de que

musica_sonando DB

0

; a 1 si música sonando

; suene otra nota. El final se indica con un 255.

puntero_notas

DW

0

; apunta a la siguiente nota musical

; fragmento del preludio 924 de Bach:

contador_nota

DB

0

DB

47,2,52,2,56,3,1,1,47,2,52,2,56,3,1,1

turno_blanco

DB

0

DB

47,2,52,2,54,3,1,1,51,2,54,2,59,3,1,1

DB

49,2,54,2,59,3,1,1,49,2,54,2,57,3,1,1

parando

DB

0

DB

49,2,52,2,56,3,1,1,52,2,56,2,61,3,1,1

DB

51,2,56,2,61,3,1,1,51,2,56,2,59,3,1,1

DB

51,2,54,2,57,3,1,1

DB

255

; ------------ Sonido

; para provocar inicialización)

; formato de la música: ;

número de nota (0-88), duración (en 1/18,2 seg.)

;

; 8/9 para preservar/restaurar la zona ; de pantalla ocupada por el reloj

; Las primeras 7 notas son inaudibles y sirven para

; que va a sonar ; INT's 8 que le quedan por sonar a la ; nota que está en curso musica_alarma

; típica música de las iglesias:

musica_horas

; de notas ; contador para detener el sonido

; ------------ Cadenas para imprimir

hora_actual

LABEL BYTE

horasH

DB

0

horasL

DB

0

DB

":"

DB

61,10,57,10,59,10,52,20,1,7,52,10,59,10,61,10,57

minutosH

DB

0

DB

20,255

minutosL

DB

0

DB

":"

segundosH

DB

0

segundosL

DB

0

DB

0

DB

8 DUP (' ')

; para almacenar el contenido previo

DB

8 DUP (7)

; de la pantalla (sólo modo texto)

; tres pitidos descendentes

musica_medias

; a 1 si se procesa la nota separadora

DB

47,7,54,7,56,7,52,7,255

; tres pitidos ascendentes:

musica_cuartos DB

restaurar

52,7,56,7,59,10,255

; un par de dobles pitidos:

; *************************************** ; *

musica_5min

DB

57,3+128,57,3+128,1,8,57,3+128,57,3+128,255

; * ; *

* C O D I G O

R E S I D E N T E

* *

161


; ***************************************

; ------------ Rutina de gestión de INT 2Fh no_sonando: ges_int2F

PROC

FAR ret_int09:

STI

preguntan:

ret_no_info:

MOV

alarm_enable,AH

; desactivar alarma

CALL

chiton

; silenciar altavoz

JMP

ret_int09

XOR

visibilidad,AH

; invertir visibilidad reloj

MOV

cont_refresco,AH

; acelerar presencia/ausencia

XPUSH

CMP

AH,CS:multiplex_id

MOV

AH,1

JE

preguntan

INT

16h

; consultar estado del buffer

JMP

CS:ant_int2F

JZ

no_hay_alt_r

; no se colocó Alt-R en buffer

CMP

DI,1992h

MOV

AH,0

; este KEYB es más compatible:

JNE

ret_no_info

INT

16h

; sacar código Alt-R del buffer

MOV

AX,ES

no_hay_alt_r:

XPOP

CMP

AX,1492h

fin_int09ds:

POP

DS

JNE

ret_no_info

fin_int09:

POP

AX

PUSH

CS

POP

ES

LEA

DI,autor_nom_ver

MOV

AX,0FFFFh

; saltar al gestor de INT 2Fh

; no llama alguien del convenio


IRET ; sí llama: darle información

ges_int09

ENDP

; "entrada multiplex en uso"

; ------------ Rutina de gestión de INT 8

IRET ges_int2F

ges_int08

ENDP

PROC

FAR

PUSHF ; ------------ Rutina de control INT 10h. No se imprimirá en pantalla

CALL

;

cuando se ejecute una INT 10h para no reentrar al BIOS.

STI

ges_int10

PROC

FAR

INC

CS:in10

CS:ant_int08

; llamar al controlador previo

XPUSH MOV

AX,CS

MOV

DS,AX

MOV

ES,AX

CALL

avisos_sonoros

; darlos si es necesario

DEC

cont_refresco

; contador de INTs 8 a «saltar»

IRET

JNZ

fin_int08

; no han pasado las suficientes

ENDP

MOV

AL,refresco

MOV

cont_refresco,AL

CMP

CS:in10,0


PUSHF

ges_int10

CALL

CS:ant_int10

DEC

CS:in10

; fin de la INT 10h


ges_int09

JNE

fin_int08

; estamos dentro de INT 10h

PROC

FAR

CALL

obtiene_hora

; crear cadena con la hora

PUSH

AX

CMP

visibilidad,1

; ¿reloj visible?

IN

AL,60h

JNE

restaurar?

; no

CMP

visible,1

; sí, ¿acaba de aparecer?

; espiar código de rastreo

PUSHF

ctrl_alt:

; recargar cuenta

CALL

CS:ant_int09

; llamar al KEYB

JE

scr_getted

; no

CMP

AL,13h

; ¿tecla «R»?

MOV

visible,1

; en efecto: es preciso

JNE

fin_int09

; no

MOV

operacion,8

; entonces tomar el contenido

PUSH

DS

CALL

bios_scr_proc

; previo de la pantalla

MOV

AX,40h

CALL

gestiona_fondo

; detectar cambio en pantalla

MOV

DS,AX

CALL

print_reloj

; imprimir reloj

MOV

AL,DS:[17h]

JMP

fin_int08

XOR

AL,12

CMP

visible,1

; reloj oculto ¿recientemente?

TEST

AL,12

JNE

fin_int08

; no, ya había desaparecido

JZ

ctrl_alt

MOV

visible,0

; sí:

TEST

BYTE PTR DS:[96h],8

MOV

operacion,9

JZ

fin_int09ds

CALL

bios_scr_proc

XPOP

scr_getted:

; invertir bits de Ctrl y Alt

restaurar?:

; pulsado Ctrl-Alt

; no pulsado AltGr fin_int08:

STI

; reponer contenido de pantalla

IRET

PUSH

CS

POP

DS

MOV

AH,1

CMP

musica_sonando,AH

JNE

no_sonando

DEC

AH

MOV

parando,19

MOV

musica_sonando,AH ; parar música

ges_int08

ENDP

; ------------ Controlar la generación de señales sonoras ; no hay sonido avisos_sonoros PROC ; en 1 segundo, no más notas

CMP

parando,0

; ¿"callar" durante 1 segundo?

JE

avisos_on

; no

161


DEC

parando

JNE

cuarto?

JMP

fin_avisos

LEA

AX,musica_medias-2

CMP

musica_sonando,1

CMP

CL,2

; ¿avisar a las medias?

JNE

no_mas_notas

JAE

fin_avisando

; en efecto

DEC

contador_nota

CMP

SI,"51"

; ¿15 ó 45 minutos exactos?

JNZ

misma_nota

; sigue sonando todavía la nota

JE

cuar_quiza?

CMP

turno_blanco,0

; ¿pausa entre notas?

CMP

SI,"54"

JE

otra_nota

; no

JNE

cinco_min?

MOV

turno_blanco,0

; sí, sólo una vez

CMP

DI,"00"

MOV

contador_nota,1

; y durante una interrupción

JNE

cinco_min?

MOV

AX,0

; período inaudible

LEA

AX,musica_cuartos-2

CALL

programar_8253

CMP

CL,4

; ¿avisar a los cuartos?

misma_nota:

JMP

fin_avisos

JAE

fin_avisando

; en efecto

otra_nota:

MOV

BX,puntero_notas

CMP

minutosL,'5'

; ¿minutos múltiplos de 5?

INC

BX

JE

cinc_quiza?

INC

BX

CMP

minutosL,'0'

MOV

puntero_notas,BX

; actualizarlo

JNE

fin_avisos

MOV

BX,[BX]

; siguiente nota

CMP

DI,"00"

MOV

AL,BH

JNE

fin_avisos

AND

AL,128

; aislar bit más significativo

LEA

AX,musica_5min-2

; minutos múltiplo exacto de 5

ROL

AL,1

; ahora el menos significativo

CMP

CL,5

; ¿avisar cada 5 minutos?

MOV

turno_blanco,AL

; bit de separación entre notas

JB

fin_avisos

; pues no

AND

BH,127

; el resto de BH es la duración

MOV

puntero_notas,AX

; inicio de la melodía

CMP

BL,255

; ¿se acabaron las notas?

MOV

contador_nota,1

; compensar futuro decremento

JNE

sonar

; no, luego tocar esta nota

MOV

musica_sonando,1

; activar música

MOV

musica_sonando,0

; sí

fin_avisos:

MOV

alarm_enable,0

; desactivar alarma

avisos_sonoros ENDP

CALL

chiton

; acallar altavoz

JMP

no_mas_notas

INC

BH

MOV

contador_nota,BH

; INT's 8 que dura esa nota

XOR

BH,BH

; BX = posición en la tabla

IN

AL,61h

SHL

BX,1

; la tabla es de palabras

AND

AL,0FCh

MOV

AX,[BX+tabla_periodos]

JMP

SHORT $+2

CALL

programar_8253

JMP

SHORT $+2

JMP

fin_avisos

OUT

61h,AL

CMP

alarm_enable,0

RET

JE

no_alarma

LEA

SI,hora_actual

LEA

DI,hora_alarma

MOV

CX,8

avisos_on:

sonar:

no_mas_notas:

; sí

; no hay sonido en curso cuarto?:

; puntero a la siguiente nota

media?:

cinco_min?:

cinc_quiza?:

fin_avisando:

; 15 ó 45 minutos exactos

RET

; ------------ Detener sonido por el altavoz

chiton

; período del sonido

; alarma desactivada

chiton

PROC

; altavoz silenciado

ENDP

; ------------ Preparar la producción de sonido

programar_8253 PROC

CLD

no_alarma:

cuar_quiza?:

; 30 minutos exactos

REP

CMPSB

; ¿hora actual = hora alarma?

PUSH

AX

JNE

no_alarma

; no es la hora de la alarma

MOV

AL,182

LEA

AX,musica_alarma-2

OUT

43h,AL

JMP

fin_avisando

POP

AX

MOV

CL,tipo_aviso

JMP

SHORT $+2

MOV

SI,WORD PTR minutosH

JMP

SHORT $+2

MOV

DI,WORD PTR segundosH

OUT

42h,AL

CMP

SI,"00"

MOV

AL,AH

JNE

media?

JMP

SHORT $+2

CMP

DI,"00"

JMP

SHORT $+2

JNE

media?

OUT

42h,AL

LEA

AX,musica_horas-2

JMP

SHORT $+2

CMP

CL,1

; ¿avisar a las horas?

JMP

SHORT $+2

JAE

fin_avisando

; en efecto

IN

AL,61h

CMP

SI,"03"

; ¿30 minutos exactos?

OR

AL,3

JNE

cuarto?

JMP

SHORT $+2

CMP

DI,"00"

JMP

SHORT $+2

; sí lo es

; ¿hora en punto?

; hora en punto

; preparar canal 2

; canal #2 del 8253 programado

161


OUT

61h,AL

; activar sonido

print_reloj

ENDP

RET programar_8253 ENDP

; ------------ Crear cadena de caracteres con la hora actual

; ------------ Controlar posible cambio de modo de pantalla o página

obtiene_hora

PROC

;

de visualización activa, que afectan al fragmento de

PUSH

DS

;

pantalla preservado antes de imprimir el reloj.

XOR

AX,AX

MOV

DS,AX

MOV

SI,DS:[46Ch]

MOV

DI,DS:[46Eh]

gestiona_fondo PROC MOV

AH,15

INT

10h

; modo de vídeo AL y página BH

POP

DS

CMP

AL,modo_video

; ¿ha cambiado modo de vídeo?

MOV

AX,1080

JNE

clr_fondo?

; en efecto

CALL

mult32x16

CMP

BH,pagina

; ¿ha cambiado la página?

MOV

AX,19663

JNE

clr_fondo?

; así es

CALL

divi48x15

; no ha cambiado nada

PUSH

DI

; actualizar nuevos parámetros

PUSH

SI

MOV

AX,3600

RET clr_fondo?:

dejar_c_x:

fondo_clr_ar:

; DXDISI = DXDISI / 19663

; DISI = tics/18,2065 = seg.

modo_video,AL

MOV

pagina,BH

MOV

BL,c_x

; coordenada X teórica

CALL

divi48x15

CMP

BL,72

; ¿es la 72?

MOV

AX,SI

JNE

dejar_c_x

; no: se deja como tal

MOV

CL,10

MOV

BL,AH

; sí: ajustar posición lo más

DIV

CL

; pasar a BCD no empaquetado

SUB

BL,8

;

OR

AX,"00"

; pasar BCD a ASCII

MOV

c_xx,BL

; coordenada X real

CMP

AL,'0'

CMP

AL,3

; ¿modo de texto de color?

JNE

no_cero_izda

JBE

get_fondo

; sí: preservar área pantalla

MOV

AL,' '

CMP

AL,7

; ¿modo de texto monocromo?

MOV

horasH,AL

JE

get_fondo

; sí: preservar área pantalla

MOV

horasL,AH

MOV

CX,8

; modo gráfico: no preservar,

MOV

AX,3600

LEA

BX,restaurar

; cubrir con espacios en blanco

MUL

SI

MOV

BYTE PTR DS:[BX],' '

POP

SI

MOV

BYTE PTR DS:[BX+8],7

POP

DI

INC

BX

SUB

SI,AX

LOOP

fondo_clr_ar

SBB

DI,DX

MOV

AX,SI

MOV

CL,60

DIV

CL

PUSH

AX

MOV

AH,0

MOV

CL,10

DIV

CL

; pasar binario a BCD

OR

AX,"00"

; pasar BCD a ASCII

MOV

minutosH,AL

a la derecha posible

no_cero_izda:

; y atributos blancos

; acabar buffer

MOV

operacion,8

CALL

bios_scr_proc

; preservar zona de la pantalla

RET gestiona_fondo ENDP

; ------------ Imprimir reloj en pantalla

print_reloj

; DXDISI = DISI * 1080

MOV

RET get_fondo:

; contador de hora del BIOS

PROC

; AX = SI = horas

; evitar cero a la izda en hora

; DXAX = horas*3600

; DISI = segundos+minutos*60

; AL = minutos

MOV

AH,3

MOV

minutosL,AH

MOV

BH,pagina

POP

AX

INT

10h

; coordenadas del cursor en DX

MOV

CL,60

PUSH

DX

; guardarlas para restaurarlas

MUL

CL

MOV

AH,2

SUB

SI,AX

MOV

DL,c_xx

MOV

AX,SI

MOV

DH,c_y

MOV

CL,10

MOV

BH,pagina

DIV

CL


INT

10h

; ubicar cursor

OR

AX,"00"

; pasar BCD a ASCII

LEA

BX,hora_actual

; cadena a imprimir

MOV

segundosH,AL

CALL

bios_print

; imprimir reloj

MOV

segundosL,AH

POP

DX

; recuperar posición del cursor

RET

MOV

BH,pagina

; y página activa

obtiene_hora

MOV

AH,2

INT

10h

; restaurar posición del cursor

; ------------ Imprimir en color usando BIOS; sería más rápido acceder

RET

; coordenadas del reloj

;

; SI = segundos restantes

ENDP

a la memoria de vídeo, pero así también funciona en los

161


;

modos gráficos y en cualquier tarjeta (incluído SVGA).

;

La cadena ASCIIZ se entrega en DS:BX.

bios_print

opcont:

PROC

MOV

[SI+8],AH

; y su atributo

CALL

cursor_derecha

; siguiente posición

INC

SI

; próximo carácter

POP

CX

MOV

AL,[BX]

LOOP

proximo_car

; acabar caracteres

INC

BX

POP

DX

; recuperar coordenadas

AND

AL,AL

MOV

BH,pagina

JZ

fin_print

MOV

AH,2

PUSH

BX

INT

10h

MOV

AH,9

MOV

BH,pagina

MOV

BL,color

MOV

CX,1

INT

10h

CALL

cursor_derecha

POP

BX

JMP

bios_print

; primer carácter a imprimir

; byte 0 -> fin de cadena

bios_scr_proc

; número de caracteres

; y reponer posición del cursor

RET


ENDP

; ------------ Rutina para multiplicar números de 32 por números de 16 ;

bits generando resultado de 48 bits: DISI * AX = DXDISI

mult32x16

PROC

; avanzar cursor

PUSH

AX

fin_print:

RET

XCHG

SI,AX

; multiplicador en SI

bios_print

ENDP

MUL

SI

; AX (parte baja) * SI --> DXAX

PUSH

DX

; preservar resultado parcial

PUSH

AX

MOV

AX,DI

MUL

; siguiente carácter

; ------------ Avanzar cursor a la derecha

SI

; AX (parte alta) * SI --> DXAX

MOV

BH,pagina

POP

SI

; parte baja del resultado

MOV

AH,3

POP

DI

; parte media del resultado

INT

10h

; DX = coordenadas actuales

ADD

DI,AX

; acumular resultado intermedio

INC

DL

; incrementar X (sin controlar

ADC

DX,0

; arrastrar posible acarreo

MOV

AH,2

; posible desbordamiento)

POP

AX

MOV

BH,pagina

INT

10h

cursor_derecha PROC

RET ; actualizar posición cursor

mult32x16

ENDP

RET ; ------------ Rutina para dividir números de 48 por números de 15

cursor_derecha ENDP

;

bits sin desbordamientos y con cociente de 48 bits.

; ------------ Procesar fragmento de pantalla empleado por el reloj:

;

DXDISI/AX --> cociente en DXDISI y resto en AX.

;

si «operacion» es 8 se copiará de la pantalla a un

;

No se modifican otros registros. No se comprueba si

;

buffer y si es 9 se hará la operación inversa.

;

el divisor es cero o excede los 15 bits.

bios_scr_proc

PROC

divi48x15

PROC

proximo_car:

MOV

AH,3

PUSH

BX

MOV

BH,pagina

PUSH

CX

INT

10h

; obtener posición del cursor

XOR

BX,BX

PUSH

DX

; y preservarla para el final

MOV

CX,49

MOV

AH,2

divi48_15_cmp: CMP

AX,BX

MOV

DL,c_xx

MOV

DH,c_y

MOV

BH,pagina

INT

10h

; mover cursor

RCL

SI,1

LEA

SI,restaurar

; dirección del buffer

RCL

DI,1

MOV

CX,8

; 8 caracteres

RCL

DX,1

PUSH

CX

MOV

AH,operacion

MOV

BH,pagina

MOV

BL,[SI+8]

; preparar BL por si AH=9

POPF

MOV

AL,[SI]

; preparar AL por si AH=9

RCL

MOV

CX,1

; preparar CX por si AH=9

PUSHF

INT

10h

; leer/escribir carácter

CMP

operacion,8

; ¿se trataba de leer?

LOOP

divi48_15_cmp

JNE

opcont

; no

MOV

AX,BX

MOV

[SI],AL

; sí, guardar carácter leído

POP

CX

; coordenadas del reloj

JA

divi48_nosub

SUB

BX,AX

; rotar 49 veces

STC divi48_nosub:

PUSHF ; 8 ->preservar, 9 ->restaurar

divi48_resto:

CMP

CX,1

JE

divi48_resto

BX,1

POPF

; ¡no rotar el resto al final!

161


JNE

instalar_ml

RET

MOV

AX,parrafos_resid ; párrafos de memoria precisos

ENDP

CALL

UMB_alloc

; pedir memoria superior XMS

JNC

instalar_umb

; hay la suficiente

MOV

AX,parrafos_resid

CALL

UPPER_alloc

; pedir memoria superior DOS 5

JC

instalar_ml

; no hay la suficiente

POP

divi48x15

BX

fin_residente

EQU

$

; fin del área residente

bytes_resid

EQU

fin_residente-ini_residente

STC

; indicar que usa memoria DOS

MOV

ES,AX

; segmento del bloque UMB

MOV

DI,0

; ES:0 zona a donde reubicar

CALL

inicializa_id

; inicializar identificación

; *****************************

CALL

reubicar_prog

; reubicar el programa a ES:DI

; *

*

CALL

activar_ints

; interceptar vectores

*

JMP

fin_noresid

; programa instalado «arriba»

parrafos_resid EQU

; *

(bytes_resid+15)/16

I N S T A L A C I O N

; *

instalar_umb:

; en efecto

instalar_ml:

*

; *****************************

main

params_ok:

desinst:

mens_ok:

no_residente:

instalable:

instalar:

handle_ok:

PROC ; nombre del programa

STC


MOV

DI,60h

; instalación mem. convencional

CALL

inicializa_id


CALL

reubicar_prog

; reubicar programa a ES:DI

CALL

activar_ints


CALL

free_environ


LEA

DX,rclock_txt

CALL

print

CALL

obtener_param

; analizar posibles parámetros

MOV

DX,parrafos_resid ; tamaño zona residente, desde

JNC

params_ok

; son correctos

ADD

DX,6

CALL

print_err

; no: informar del error/ayuda

MOV

AX,3100h

JMP

fin_noresid

INT

21h

CALL

inic_XMS

; considerar presencia de XMS

MOV

AX,4C00h

CALL

residente?

; ¿programa ya residente?

INT

21h

JC

no_residente

; todavía no

CMP

param_u,1

; sí: ¿solicitan desinstalarlo?

JE

desinst

; así es

CALL

adaptar_param

; parámetros en copia residente

JMP

fin_noresid

;*

MOV

ES,tsr_seg

;*

CALL

rclock_off

;*

MOV

AH,ES:multiplex_id

;*********************************************************

CALL

mx_unload

LEA

DX,des_ok_txt

JNC

mens_ok

; ha sido posible

LEA

DX,des_no_ok_txt

; es imposible

CALL

print

JMP

fin_noresid

CMP

AX,0

JE

fin_noresid:

main

; PSP:60h bytes (6 párrafos)


; terminar no residente

ENDP

;********************************************************* * SUBRUTINAS DE PROPOSITO GENERAL PARA LA INSTALACION

* *

; desinstalarlo: ; ------------ Admitir posibles parámetros en la línea de comandos

obtener_param

PROC MOV

BX,81h

; apuntar a zona de parámetros

CALL

saltar_esp

; saltar delimitadores

; ¿reside una versión distinta?

JNC

otro_pmt

; quedan más parámetros

instalable

; no: se admite instalación

JMP

fin_proc_pmt

; no más parámetros

CALL

error_version

; error de versión incompatible

CMP

AL,'/'

JMP

fin_noresid

JE

pmt_barrado

CMP

param_u,1

; no residente: ¿desinstalar?

CMP

AL,'?'

JNE

instalar

; no lo piden

MOV

DH,128

LEA

DX,imp_desins_txt ; lo piden, ¡serán despistados!

JNE

pmt_nobarrado

CALL

print

JMP

mal_proc_pmt

JMP

fin_noresid

CALL

mx_get_handle

JNC

handle_ok

LEA

DX,nocabe_txt

CALL

print

JMP

fin_noresid

MOV

multiplex_id,AH

LEA

DX,instalado_txt

CALL

print

CALL

preservar_ints

CMP

param_ml,0

otro_pmt_mas:

otro_pmt:

pmt_nobarrado: OR

WORD PTR [BX],"

; parámetro precedido por '/'

; código de «error» para ayuda

; «error» de solicitud de ayuda "

; pasar a minúsculas

CMP

WORD PTR [BX],"no"

JNE

pmt_off?

MOV

visibilidad,1

MOV

visible,1

MOV

param_onoff,1

; entrada multiplex para RCLOCK

ADD

BX,2

; mensaje de instalación

JMP

otro_pmt_mas

CMP

WORD PTR [BX],"fo"

; ¿parámetro OFx?

; tomar nota de vectores

MOV

DH,0

; código de error

; ¿se indicó parámetro /ML?

JNE

mal_proc_pmt

; obtener entrada Multiplex

; no quedan entradas

pmt_off?:

; ¿parámetro ON?

161


pmt_barrado:

pmt_no_A:

no_ml:

mal_proc_pmt:

JMP

otro_pmt_mas

MOV

param_x,1

mal_proc_pmt

MOV

c_x,AL

MOV

visibilidad,0

CMP

AX,124

MOV

visible,0

MOV

DH,4

MOV

param_onoff,1

JA

mal_proc_pmt

ADD

BX,3

JMP

otro_pmt_mas

JMP

otro_pmt_mas

MOV

param_y,1

INC

BX

MOV

c_y,AL

MOV

AL,[BX]

; letra del parámetro

CMP

AX,59

CMP

AL,13

; ¿fin de mandatos?

MOV

DH,5

MOV

DH,0

JA

mal_proc_pmt

JE

mal_proc_pmt

JMP

otro_pmt_mas

CMP

AL,'?'

MOV

param_c,1

MOV

DH,128

MOV

color,AL

JE

mal_proc_pmt

CMP

AX,255

OR

AL,' '

MOV

DH,6

CMP

AL,'h'

JA

mal_proc_pmt

JE

mal_proc_pmt

JMP

otro_pmt_mas

CMP

AL,'a'

PUSH

BX

JNE

pmt_no_A

CALL

get_num

JMP

pmt_A

JNC

bien_pmt_A

CMP

AL,'u'

POP

BX

JE

pmt_U

ADD

BX,2

MOV

SI,[BX]

; ¿parámetro de dos caracteres?

OR

WORD PTR [BX],"

OR

SI,"

; mayusculizar

CMP

WORD PTR [BX],"no"

CMP

SI,"lm"

; ¿parámetro /ML?

JNE

pmt_A_off?

JNE

no_ml

MOV

alarm_enable,1

MOV

param_ml,1

MOV

param_a_onoff,1

ADD

BX,2

ADD

BX,2

JMP

otro_pmt_mas

JMP

otro_pmt_mas

PUSH

AX

CMP

WORD PTR [BX],"fo"

; ¿parámetro OFx?

CALL

get_num

; obtener valor del parámetro

MOV

DH,0

; código de error

POP

CX

; CL tipo de parámetro

JNE

mal_proc_pm

MOV

DH,7

; código de error

OR

BYTE PTR [BX+2],' ' ; pasar a minúsculas

JC

mal_proc_pmt

; parámetro incorrecto

CMP

BYTE PTR [BX+2],'f' ; ¿parámetro OFF?

CMP

CL,'t'

JNE

mal_proc_pm

JE

pmt_T

MOV

alarm_enable,0

CMP

CL,'x'

MOV

param_a_onoff,1

JE

pmt_X

ADD

BX,3

CMP

CL,'y'

JMP

otro_pmt_mas

JE

pmt_Y

MOV

param_a,1

CMP

CL,'c'

ADD

SP,2

MOV

DH,2

CMP

AX,23

JE

pmt_C

JA

mal_pmtA

MOV

CL,10

DIV

CL


ADD

AX,"00"

; pasar BCD a ASCII

CMP

AL,'0'

OR

BYTE PTR [BX+2],' ' ; pasar a minúsculas

CMP

BYTE PTR [BX+2],'f' ; ¿parámetro OFF?

JNE

pmt_Y:

; falta parámetro pmt_C: ; código de «error» para ayuda

; poner en minúsculas

pmt_A:

; parámetro /A=hh:mm:ss|ON|OFF

"

STC

; en efecto

pmt_A_off?:

bien_pmt_A:

; código de error

; error en parámetro(s)

RET fin_proc_pmt:

CLC

; parámetros procesados

RET pmt_U:

pmt_T:

pmt_X:

; admitir hasta 132 columnas

; y hasta 60 líneas

"

; pasar a minúsculas ; ¿parámetro ON?

; «sacar» BX de la pila

MOV

param_u,1

JNE

no_cero_izda2

INC

BX

MOV

AL,' '

JMP

otro_pmt_mas

MOV

param_t,1

MOV

BYTE PTR alarm_h+1,AH

MOV

tipo_aviso,AL

DEC

BX

CMP

AX,5

CALL

get_num

MOV

DH,3

JC

mal_pmtA

JA

mal_proc_pmt

CMP

AX,59

CMP

AL,3

JA

mal_pmtA

JE

mal_proc_pmt

MOV

CL,10

no_cero_izda2: MOV

; evitar cero a la izda. hora

BYTE PTR alarm_h,AL

161


DIV

CL


JE

fin_num

ADD

AX,'00'

; pasar BCD a ASCII

CMP

AL,32

MOV

BYTE PTR alarm_m,AL

JE

fin_num

MOV

BYTE PTR alarm_m+1,AH

CMP

AL,9

DEC

BX

JE

fin_num

CALL

get_num

CMP

AL,'/'

JC

mal_pmtA

JE

fin_num

CMP

AX,59

CMP

AL,':'

JA

mal_pmtA

JE

fin_num

MOV

CL,10

INC

BX

DIV

CL


MOV

AL,[BX]

ADD

AX,'00'

; pasar BCD a ASCII

JMP

obtener_num

MOV

BYTE PTR alarm_s,AL

MOV

SI,BX

MOV

BYTE PTR alarm_s+1,AH

DEC

SI

MOV

alarm_enable,1

XOR

DX,DX

JMP

otro_pmt_mas

MOV

AX,1

; AX = 10 elevado a la 0 = 1

mal_pmtA:

MOV

DH,1

DEC

BX

; próximo carácter a procesar

mal_proc_pm:

JMP

mal_proc_pmt

MOV

CL,[BX]

obtener_param

ENDP

CMP

CL,'='

JE

ok_num

CMP

CL,':'

JE

ok_num

CMP

CL,'.'

JNE

no_millar

CMP

AX,1000

JE

otro_car

JMP

mal_num

CMP

CL,'0'

JB

mal_num

CMP

CL,'9'

; puntero al primer carácter

JA

mal_num

; hay parámetro

SUB

CL,'0'

; pasar ASCII a binario

MOV

CH,0

; CX = 0 .. 9

PUSH

AX

; AX = 10 elevado a la N

AND

AX,AX

JNZ

multiplica

AND

CL,CL

JNZ

mal_num_pop

; a la izda sólo permitir ceros

PUSH

DX

; tras completar 5º dígito

fin_num:

otro_car:

; ------------ Saltar espacios, tabuladores, ... buscando un parámetro

saltar_esp:

MOV

AL,[BX]

INC

BX

CMP

AL,9

JE

saltar_esp

CMP

AL,32

JE

saltar_esp

CMP

AL,0Dh

JE

fin_param

DEC

BX

CLC

; carácter tabulador

; espacio en blanco no_millar: ; fin de zona de parámetros

RET fin_param:

STC

; no hay parámetro

RET

; ------------ Obtener número chequeando delimitadores /= y /:

get_num:

err_sintax:

multiplica:

INC

BX

MOV

AL,[BX]

MUL

CX

INC

BX

POP

DX

CMP

AL,'='

JC

mal_num_pop

JE

delimit_ok

ADD

DX,AX

CMP

AL,':'

JC

mal_num_pop

JE

delimit_ok

POP

AX

CMP

AX,10000

JNE

STC

; sintaxis incorrecta

; fin número

; fin número (otro parámetro)

; fin número (otro dato)

; delimitador: fin de número


; saltar los puntos de millar

; separador millar descolocado

; DX = DX + digito (CX) * 10 ^ N (AX)

potencia

; AX*10 no se desbordará

MOV

AL,[BX]

MOV

AX,0

; como próximo dígito<>0 a

CALL

obtener_num

JMP

otro_car

; la izda ... pobre usuario

JC

err_sintax

MOV

DI,10

INC

BX

PUSH

DX

; no manchar DX al multiplicar

MUL

DI

; AX = AX elevado a la (N+1)

POP

DX

RET delimit_ok:

; fin número

potencia:

RET

JMP

otro_car

;

puntero (BX) apuntará al final del número y CF=1 si el

mal_num_pop:

POP

AX

; reequilibrar pila

;

número era incorrecto.

mal_num:

MOV

BX,SI

; número mayor de 65535

; ------------ Extraer nº de 16 bits y depositarlo en AX; al final, el

STC obtener_num

CMP

; condición de error

RET

PROC AL,0Dh

; fin zona parámetros y número

ok_num:

MOV

BX,SI

; número correcto

161


MOV

AX,DX

CLC

RET

; resultado ; condición de Ok.

error_version

ENDP

RET obtener_num

; ------------ Considerar presencia de controlador XMS

ENDP

; ------------ Imprimir errores en los parámetros

print_err

no_ayuda:

inic_XMS

PROC ; error: DH código de error

PROC MOV

AX,4300h

INT

2Fh

CMP

AL,80h

DH,128

JNE

no_ayuda

JNE

XMS_ausente

LEA

DX,ayuda_txt

PUSH

ES

JMP

pr_ret

MOV

AX,4310h

MOV

AH,DH

INT

2Fh

; sí: obtener su dirección

MOV

AL,CL

MOV

XMS_off,BX

; y preservarla

LEA

DX,ini_err_txt

MOV

XMS_seg,ES

CALL

print

MOV

xms_ins,1

LEA

BX,tabla_err

POP

ES

PUSH

AX

MOV

AL,AH

SHL

AL,1

; AL = AL * 2

XOR

AH,AH

; AX = AL

inic_XMS

ADD

BX,AX

MOV

DX,[BX]

; dirección del texto

; ------------ Comprobar si el programa ya reside en memoria. A la

CALL

print

POP

AX

CMP

AH,1

JBE

no_pr_pmt

MOV

DL,AL

MOV

AH,2

; CL=parámetro en errores 1..6

; tabla de mensajes de error

XMS_ausente:

; recuperar código y parámetro

; error 0 ó 1

; imprimir letra del parámetro

MOV

xms_ins,0

RET ENDP

;

salida, CF=0 si programa ya reside, con «tsr_seg» y

;

«tsr_off» inicializadas apuntando a la cadena de

;

identificación de la copia residente.

;

programa no reside aún (AX=0) o reside pero en otra

;

versión distinta (AX=1).

residente?

PROC

INT

21h

LEA

DX,fin_err_txt

PUSH

CX

pr_ret:

CALL

print

PUSH

SI

RET

PUSH

DI

ENDP

PUSH

ES

PUSH

AX

LEA

DI,autor_nom_ver

MOV

SI,DI

; ------------ Ya está instalada otra versión distinta del programa

error_version

; no instalado

RET

no_pr_pmt:

print_err

; chequear presencia XMS

CMP

Si CF=1, el

; identificación del programa

MOV

AL,0

PUSH

ES

MOV

CL,255

LEA

DX,mal_ver_txt1

CLD

CALL

print

REPNE SCASB

LES

DI,tsr_dir

SUB

DI,SI

MOV

AL,':'

MOV

CX,DI

MOV

CL,255

MOV

AX,1492h

CLD

MOV

ES,AX

REPNE SCASB

MOV

DI,1992h

; ES:DI protocolo de búsqueda

REPNE SCASB

CALL

mx_find_tsr

; buscar si está en memoria

MOV

tsr_off,DI

; anotar la dirección programa ; por si estaba instalado

PROC

MOV

DL,ES:[DI]

; número de versión

MOV

AH,2

MOV

tsr_seg,ES

INT

21h

POP

AX

MOV

DL,'.'

JNC

resid_ok

MOV

AH,2

POP

ES

INT

21h

PUSH

ES

MOV

DL,ES:[DI+2]

LEA

DI,autor_nom_ver

MOV

AH,2

MOV

SI,DI

INT

21h

MOV

AL,':'

LEA

DX,mal_ver_txt2

MOV

CL,255

CALL

print

REPNE SCASB

POP

ES

REPNE SCASB

; revisión

; tamaño autor+programa+versión

; CF=0 -> programa ya residente

161


CALL

espera_reloj

MOV

AH,c_y

AX,1492h

MOV

ES:c_y,AH

ES,AX

MOV

ES:visibilidad,AL ; restaurar visibilidad

CMP

param_c,1

JNE

param_adapted

; anotar dirección del programa

MOV

AL,color

; parámetro /C:

; por si instalada otra versión

MOV

ES:color,AL

; actualizar byte de atributos

SUB

DI,SI

MOV

CX,DI

MOV MOV MOV

DI,1992h


CALL

mx_find_tsr


MOV

tsr_off,DI

MOV

tsr_seg,ES

MOV

AX,0

JC

resid_ok

MOV

AX,1

STC resid_ok:

; tamaño autor+programa

param_c?:

; esperar a que se vaya

; actualizar coordenada Y

param_adapted: RET ; CF=1, AX=0 -> no residente

adaptar_param

ENDP

; CF=1, AX=1 -> sí: otra vers.

; ------------ Eliminar el RCLOCK de la pantalla

POP

ES

POP

DI

POP

SI

MOV

ES:visibilidad,0

POP

CX

CALL

espera_reloj

RET

MOV

ES:musica_sonando,0

ENDP

IN

AL,61h

AND

AL,0FCh

; ------------ Adaptar parámetros de un RCLOCK ya instalado.

JMP

SHORT $+2

;

Sólo se adaptan los indicados, testeando la variable

JMP

SHORT $+2

;

que indica si se han especificado.

OUT

61h,AL

residente?

rclock_off

PROC

; eliminarlo de la pantalla

; parar posible sonido

RET adaptar_param

param_a?:

rclock_off

PROC DX,ya_install_txt

CALL

print

; ------------ Esperar una INT 8 que refresque la impresión del reloj

MOV

ES,tsr_seg

;

en pantalla si ésta -la impresión- está habilitada.

CMP

param_onoff,1

JNE

param_a?

espera_reloj

PROC

MOV

AL,visibilidad

PUSH

DS

MOV

ES:visibilidad,AL ; adaptar visibilidad del reloj

PUSH

AX

CMP

param_a,1

PUSH

CX

JNE

param_aonoff?

MOV

CL,refresco

; nº tics suficientes para que

LEA

SI,alarm_enable

; parámetro /A=hh:mm:ss

MOV

CH,0

; aparezca en pantalla

MOV

DI,SI

; programar nueva alarma

ADD

CX,2

; redondear hacia arriba

MOV

CX,9

MOV

AX,40h

MOV

DS,AX

; parámetros ON u OFF:

CLD REP

param_x?:

param_y?:

STI

MOVSB param_a_onoff,1

espera_tics:

MOV

AX,DS:[6Ch]

JNE

param_t?

espera_tic:

CMP

AX,DS:[6Ch]

MOV

AL,alarm_enable

JE

espera_tic

MOV

ES:alarm_enable,AL

LOOP

espera_tics

CMP

param_t,1

POP

CX

JNE

param_x?

POP

AX

MOV

AL,tipo_aviso

; parámetro /T:

POP

DS

MOV

ES:tipo_aviso,AL

; actualizar byte

RET

CMP

param_x,1

JNE

param_y?

MOV

AL,ES:visibilidad ; parámetro /X:

MOV

ES:visibilidad,0

; eliminar reloj de pantalla

CALL

espera_reloj

; esperar a que se vaya

MOV

AH,c_x

MOV

ES:c_x,AH

MOV

param_aonoff?: CMP

param_t?:

ENDP

LEA

; parámetro /A=ON o /A=OFF: ; actualizar estado alarma

espera_reloj

ENDP

; ------------ Preservar vectores de interrupción previos

preservar_INTs PROC PUSH

ES

PUSH

DI

ES:c_xx,AH

LEA

DI,tabla_vectores

MOV

ES:visibilidad,AL ; restaurar visibilidad

MOV

CL,[DI-1]

CMP

param_y,1

MOV

CH,0

JNE

param_c?

PUSH

CX

MOV

AL,ES:visibilidad ; parámetro /Y:

PUSH

DI

MOV

ES:visibilidad,0

MOV

AH,35h

; actualizar coordenada X

otro_vector:

; eliminar reloj de pantalla

; CX vectores interceptados

161


PUSH

AX

MOV

AH,30h

DI

INT

21h

POP

CX

CMP

AL,5

MOV

[DI+1],BX

POP

AX

MOV

[DI+3],ES

JAE

UPPER_existe

ADD

DI,5

STC

LOOP

otro_vector

POP

DI

POP

ES

MOV

AL,[DI]

INT

21h

POP

; obtener vector de INT xx

; anotar donde apunta

JMP

UPPER_fin


PUSH

AX


MOV

AX,5800h

INT

21h

MOV

alloc_strat,AX

MOV

AX,5802h

INT

21h

MOV

umb_state,AL

MOV

AX,5803h

MOV

BX,1

INT

21h

MOV

AX,5801h

MOV

BX,41h

INT

21h


RET

POP

BX


ENDP

MOV

AH,48h

INT

21h

; asignar memoria


; repetir con los restantes UPPER_existe:

RET preservar_INTs ENDP

; ------------ Liberar espacio de entorno

free_environ

free_environ

PROC PUSH

ES

MOV

ES,DS:[2Ch]

MOV

AH,49h

INT

21h

POP

ES



; ------------ Reservar bloque de memoria superior del nº párrafos AX,

PUSHF

;


PUSH

AX

;


MOV

AX,5801h

;


MOV

BX,alloc_strat

INT

21h

MOV

AX,5803h

UMB_alloc

PROC



BX

MOV

BL,umb_state

PUSH

CX

XOR

BH,BH

PUSH

DX

INT

21h

CMP

xms_ins,1

POP

AX

JNE

no_umb_disp


POPF

MOV

DX,AX

; número de párrafos

JC

UPPER_fin

MOV

AH,10h

; solicitar memoria superior

PUSH

DS

CALL

gestor_XMS

DEC

AX

CMP

AX,1


MOV

DS,AX

MOV

AX,BX


INC

AX

JNE

XMS_fallo

; fallo

MOV

WORD PTR DS:[1],AX

; manipular PID

POP

DX

; ok

MOV


; simular PSP

POP

CX

PUSH

ES

POP

BX

MOV

CX,DS

CLC

MOV

ES,CX

RET

MOV

CX,CS

MOV

AX,0

DEC

CX

XMS_fallo:

POP

DX

MOV

DS,CX

POP

CX

MOV

CX,8

POP

BX

MOV

SI,CX

STC

MOV

DI,CX

RET

CLD

ENDP

REP

MOVSB

POP

ES

; ------------ Reservar memoria superior, con DOS 5.0, del tamaño

POP

DS

;


CLC

;


UPPER_alloc


PUSH

no_umb_disp:

UMB_alloc


PROC

UPPER_fin:

RET

UPPER_alloc

ENDP


; hubo fallo


161


; ------------ Inicializar área «program_id» del programa residente.

INT

21h

;

A la entrada, ES:DI = seg:off a donde será reubicado

ADD

SI,3

;

y CF=1 si se utiliza memoria superior XMS.

LOOP

desvia_otro

POP

DS

PROC

POP

CX

PUSHF

RET

inicializa_id

inicializa_id

segmento_real,ES

; anotar segmento del bloque

MOV

offset_real,DI

; ídem con el offset

MOV

longitud_total,parrafos_resid

; ------------ Buscar entrada no usada en la interrupción Multiplex.

MOV

CL,4

;


MOV

AX,DI

;


SHR

AX,CL

;


ADD

longitud_total,AX ; consumirá desde offset=0

MOV

AL,1

mx_get_handle

PROC MOV

; CF=0: usar memoria UMB XMS

JNC

info_ok

DEC

AL

OR

info_extra,AL

mx_busca_hndl: PUSH

AX AL,0

INT

2Fh

RET

CMP

AL,0FFh

ENDP

POP

AX

JNE

mx_si_hueco

INC

AH

JNZ

mx_busca_hndl

mx_no_hueco:

PROC PUSH

DI

LEA

SI,ini_residente

MOV

CX,bytes_resid

STC RET

mx_si_hueco:

CLC RET

mx_get_handle

CLD

reubicar_prog

AH,0C0h

MOV

; usar memoria convencional

; ------------ Reubicar programa residente a su dirección definitiva.

reubicar_prog

ENDP

MOV

POPF

info_ok:

activar_INTs

ENDP

ADD

SI,2

; no copiar primera palabra

ADD

DI,2

; respetar primera palabra

SUB

CX,2

;


REP

MOVSB

;


POP

DI

;


RET

;


ENDP

;


mx_find_tsr

PROC

; ------------ Desviar vectores de interrupción a las nuevas rutinas.


MOV

AH,0C0h

PUSH

AX

han sido instaladas está en DI. Por ello, CS ha de

PUSH

CX

;

desplazarse (100h-DI)/16 unidades atrás (DI se supone

PUSH

SI

;

múltiplo de 16). El segmento inicial es ES.

PUSH

DS

PUSH

ES

PUSH

DI

MOV

AL,0

PUSH

CX

INT

2Fh

POP

CX

CMP

AL,0FFh

JNE

mx_skip_hndl

;

Se tendrá en cuenta que está ensambladas para correr en

;

un offset inicial (100h) y que el offset real en que

;

activar_INTs

desvia_otro:

; desviar INT xx a DS:DX

mx_rep_find:

PROC PUSH

CX

PUSH

DS

MOV

AX,100h

SUB

AX,DI

MOV

CL,4

SHR

AX,CL

MOV

CX,ES

CLD

SUB

CX,AX

PUSH

DI

MOV

DS,CX

REP

CMPSB

LEA

SI,offsets_ints

POP

DI

MOV

CX,CS:[SI]

JE

mx_tsr_found

ADD

SI,2

POP

DI

MOV

AL,CS:[SI]

; número del vector en curso

POP

ES

MOV

DX,CS:[SI+1]

; obtener offset

POP

DS

MOV

AH,25h

POP

SI

; preservar DS para el retorno

; AX = 100h-DI

; AX = (100h-DI)/16

; CX vectores a desviar mx_skip_hndl:

; no hay TSR ahí


; programa buscado hallado

161


mx_tsr_found:

POP

CX

MOV

CS:mx_ul_tsroff,AX

POP

AX

MOV


INC

AH

POP

AX

JNZ

mx_rep_find

PUSH

AX

STC

MOV

AH,35h

RET

INT

21h

POP

AX

ADD

SP,4


POP

DS

MOV

CL,4

POP

SI

SHR

BX,CL

POP

CX

MOV

DX,ES

POP

AX

ADD

DX,BX

MOV

AH,0C0h

CALL

mx_ul_tsrcv?

JNC

mx_ul_tsrcv

JMP

mx_ul_otro

PUSH

ES:[DI-16]

CLC mx_ul_masmx:

RET mx_find_tsr

ENDP

; ------------ Eliminar TSR del convenio si es posible. A la entrada,

mx_ul_tsrcv:

;


PUSH

ES:[DI-12]

;


MOV

DI,ES:[DI-8]

;


MOV

CL,ES:[DI-1]

;


MOV

CH,0

CMP

AL,ES:[DI]

mx_ul_buscav: mx_unload

JE

mx_ul_usavect

PUSH

ES

ADD

DI,5

CALL

mx_ul_tsrcv?

LOOP

mx_ul_buscav

JNC

mx_ul_able

ADD

SP,4

POP

ES

JMP

mx_ul_otro

PROC

mx_ul_pasada:

mx_ul_pasok:




; no lo usa

mx_ul_usavect: POP

CX

; tamaño del TSR

POP

BX

; segmento del TSR

XCHG

AH,AL

CMP

DX,BX

MOV

BP,AX

JB

mx_ul_otro

MOV

CX,2

ADD

BX,CX

PUSH

CX

CMP

DX,BX

LEA

SI,tabla_vectores

JA

mx_ul_otro

MOV

CL,ES:[SI-1]

PUSH

AX

MOV

CH,0

XOR

AL,AL

XCHG

AH,AL

CMP

AX,BP

POP

AX

JNE

mx_ul_chain

; no

POP

ES


POP

CX


; siguiente pasada

; CX = nº vectores

AX

PUSH

AX

DEC

AL

PUSH

CX

MOV

AL,ES:[SI]

JNZ

mx_ul_pasok

CMP

CX,1

POP

BX

JNE

mx_ul_noult

PUSH

BX

MOV

AL,2Fh

PUSH

CX

LEA

SI,tabla_vectores

PUSH

ES

DEC

BX

mx_ul_busca2f: CMP

mx_ul_noult:


AL,AL

mx_ul_masvect: POP

mx_ul_2f:


XOR

RET mx_ul_able:

; vector en ES:BX

ES:[SI],AL

; pasada en curso

; vector en curso

; ¿último vector?

; ¿INT 2Fh?




JE

mx_ul_pasok

JNZ

mx_ul_norest


ADD

SI,5

POP

ES

; segunda pasada...

JMP

mx_ul_busca2f

PUSH

ES

CMP

AL,2Fh

PUSH

DS

JNE

mx_ul_pasok

MOV


ADD

SI,5

MOV

DS,CS:mx_ul_tsrseg

JMP

mx_ul_2f

CLI

PUSH

ES

MOV

CX,ES:[SI+1]

PUSH

AX

MOV

[BX+1],CX

MOV

AH,0

MOV

CX,ES:[SI+3]

SHL

AX,1

MOV

[BX+3],CX

SHL

AX,1

STI

DEC

AX

POP


DS

161

mx_ul_norest:

mx_ul_chain:

mx_ul_otro:


POP

ES

POP

POP

CX

STC

ADD

SI,5

DEC

CX

JZ

mx_unloadable

JMP

mx_ul_masvect

MOV


MOV


MOV

DX,ES:[DI+1]

MOV

CL,4

SHR

DX,CL

PUSH

AX

MOV

CX,ES:[DI+3]

MOV

AH,9

ADD

DX,CX

INT

21h

MOV

AH,0BFh

POP

AX

INC

AH

; a por otro TSR

JZ

mx_ul_exitnok

; ¡se acabaron!

JMP

mx_ul_masmx

mx_ul_exitnok: ADD POP

SP,6

; CF=1

RET

; siguiente vector


AX

mx_ul_tsroff

DW

0

mx_ul_tsrseg

DW

0

mx_unload

ENDP

; ------------ imprimir cadena en DS:DX delimitada por un '$'

print

PROC


RET print

ENDP

; equilibrar pila ; ***********************************************

ES

; *

STC RET


; *

* D A T O S

N O

R E S I D E N T E S

*

mx_unloadable: POP

CX

; *

DEC

CX

; ***********************************************

JZ

mx_ul_exitok

; desinstalado

JMP

mx_ul_pasada


TEST

ES:info_extra,111b

MOV

mx_ul_exitok:

*

xms_ins

DB

gestor_XMS

LABEL DWORD


XMS_off

DW

0

JZ

mx_ul_freeml

XMS_seg

DW

0

CMP

xms_ins,1

JNE

mx_ul_freeml

alloc_strat

DW

0

; estrategia asignación (DOS 5)

MOV

DX,ES

umb_state

DB

0

; estado de bloques UMB (DOS 5)

MOV

AH,11h

CALL

gestor_XMS

tsr_dir

LABEL DWORD

POP

ES

tsr_off

DW

0

tsr_seg

DW

0

offsets_ints

DW

4

; número de vectores interceptados

DB

8

; tabla de offsets de los vectores

DW

ges_int08

; de interrupción interceptados





CLC

0

; a 1 si presente controlador XMS ; dirección del controlador XMS

; dirección de la copia residente

RET mx_ul_freeml:

MOV

AH,49h

INT

21h

POP

ES



PUSH

AX

PUSH

ES


PUSH

DI

MOV

DI,1492h

MOV

ES,DI

MOV

DI,1992h

INT

2Fh

CMP

AX,0FFFFh

JNE

mx_ul_ncvexit

CMP


JNE

mx_ul_ncvexit

CMP


JNE

mx_ul_ncvexit

ADD

SP,4

POP

AX

; CF=0


DI

POP

ES


161


DB

9

DB "

DW

ges_int09

DB "Valladolid.",13,10,10

(c) 1992 CiriSOFT,

DB

10h

DB " RCLOCK [/A=hh:mm:ss|OFF|ON] [ON|OFF] [/T=] [/X=] [/Y=] [/C=] "

DW

ges_int10

DB "[/U] [/ML] [/?|H]",13,10,10

DB

2Fh

DB "

DW

ges_int2F

DB "/A=OFF se puede",13,10

param_ml

DB

0

; a 1 si se indicó /ML

DB "sonar, quedará",13,10

param_u

DB

0

; a 1 si se indicó /U

DB "

param_onoff

DB

0

; a 1 si se indicó ON u OFF

DB "Se puede can-",13,10

param_a

DB

0

; a 1 si se indicó /A

DB "

param_a_onoff

DB

0

; a 1 si se indicó /A=ON o /A=OFF

DB "durante el mismo.",13,10

param_t

DB

0

; a 1 si se indicó /T

DB "

param_x

DB

0

; a 1 si se indicó /X

DB "Equivalente a pulsar",13,10

param_y

DB

0

; a 1 si se indicó /Y

DB "

param_c

DB

0

; a 1 si se indicó /C

DB "sonido en curso.",13,10

rclock_txt

DB

13,10,"

instalado_txt

DB

" instalado.",13,10,"$"

/A

DB "

DB " RCLOCK v2.3$"

desactivada (hasta un posterior /A=ON o bien /A=hh:mm:ss). "

celar siempre el sonido pulsando Ctrl-Alt-R o AltGr-R "

ON

y OFF Controlan la aparición del reloj en pantalla. "

AltGr-R ó Ctrl-Alt-R con el reloj ya instalado y sin "

/T

Indica el nivel de avisos sonoros del reloj: 0 ninguno; 1 "

DB "señal horaria;",13,10 2, a las medias; 4 a los cuartos y 5 cada cinco minutos. "

DB "Cada uno de los",13,10 DB "

niveles incluye a su vez a los anteriores. Por defecto, "

" ya instalado.",13,10

DB "/T=1.",13,10

DB

"

DB "

DB

13,10,"$"

DW

err0_txt, err1_txt, err2_txt, err3_txt

DB "siempre refe-",13,10

- Parámetros indicados actualizados."

/X e /Y

Indican las coordenadas de pantalla donde se "

DB "imprimirá el reloj; su",13,10 DB "

tabla_err

Indica una hora de alarma y activa la misma; con /A=ON o "

controlar a posteriori la habilitación de la alarma. Tras "

DB "

ya_install_txt DB

(c) Grupo Universitario de Informática - "

valor varía según el modo de pantalla. Las coordenadas son "

DW

err4_txt,err5_txt, err6_txt, err7_txt

DB "

ini_err_txt

DB

13,10,"

DB "gráfico. Para /X=72",13,10

err0_txt

DB

"sintaxis incorrecta$"

DB "

err1_txt

DB

"hora de alarma incorrecta$"

DB "la columna 72,",13,10

err2_txt

DB

"parámetro no admitido: /$"

DB "

err3_txt

DB

"parámetro distinto de 0, 1, 2, 4 ó 5: /$"

DB "activo.",13,10

err4_txt

DB

"parámetro fuera del rango 0..124: /$"

DB "

err5_txt

DB


DB 13,10

err6_txt

DB


DB "

err7_txt

DB

"necesario numéro en el parámetro /$"

DB "posible.",13,10

fin_err_txt

DB

13,10

DB "

DB

"

DB

13,10,7,"$"

- Error: $"

Ejecute RCLOCK /? para obtener ayuda."

ridas al modo texto, aunque la pantalla esté en modo "

(valor por defecto) el reloj no se imprimirá realmente en "

sino lo más a la derecha posible según el modo de vídeo "

/C

/U

Indica los atributos de color en que aparece el reloj."

Permite desinstalar el programa de la memoria si ello es "

/ML Fuerza la instalación en memoria convencional -por defecto "

DB "se cargará en",13,10 DB "

memoria superior XMS o en su ausencia en la administrada "

DB "por el DOS 5.0-",13,10,"$" mal_ver_txt1

DB

"

mal_ver_txt2

DB

" de este programa.",13,10,7,"$"

- Error: ya está instalada la versión $"

des_ok_txt

DB

" desinstalado.",13,10,"$"

des_no_ok_txt

DB

13,10,"

DB

"instalado después un programa"

DB

13,10,"

DB

"alguna interrupción común).",13,10,7,"$"

rclock

ENDS END

imp_desins_txt DB

nocabe_txt

ayuda_txt

13,10,"

- Desinstalación imposible (se ha "

que no respeta el convenio y tiene "

- Programa aún no instalado: "

DB

"imposible desinstalarlo.",13,10,"$"

DB

": Instalación imposible.",13,10

DB

"

DB

"misma técnica.",13,10,"$"

Ya hay 64 programas residentes con la "

LABEL BYTE

DB 13,9,9,"RCLOCK v2.3 - Utilidad de reloj-alarma residente.",13,10

inicio

161


10.10. - USO SIN LIMITES DE SERVICIOS DEL DOS EN PROGRAMAS RESIDENTES. Como se dijo al principio del capítulo, desde un programa residente no se pueden emplear directamente los servicios del DOS. Si se salta esta norma se pueden crear programas que funcionen bajo determinadas circunstancias, pero nada robustos. Por ejemplo, una utilidad para volcar la pantalla a un fichero en disco al pulsar una cierta combinación de teclas, podría funcionar correctamente si es ejecutada desde la línea de comandos, o desde dentro de un editor de texto. Sin embargo, si es invocada mientras se ejecuta un comando DIR o mientras el programa principal está accediendo al disco o, simplemente, ejecutando cualquier función del DOS tal como consultar la fecha, nuestra utilidad dejaría de funcionar correctamente. Y el fallo no consiste en que la pantalla no se vuelque en disco, o se vuelque mal: el problema es que el ordenador se cuelga, siendo preciso reinicializarlo. Aunque es fácil y, en ocasiones más cómodo y recomendable acceder directamente a la pantalla y al teclado, el DOS es la herramienta más potente para acceder al disco y su utilidad en este campo es prácticamente insustituíble. Para la BIOS o el hardware no existen los discos virtuales ni las unidades de disco en red; por otra parte, el DOS constituye un soporte básico que permite a los programas ignorar la evolución futura de las unidades de almacenamiento. Por consiguiente, poder utilizar el DOS desde los programas residentes es algo más que interesante. Con este objetivo, la propia Microsoft tuvo que enfrentarse a las limitaciones del sistema para desarrollar el comando PRINT desde la versión 2.0; en la actualidad es casi universalmente conocido lo que hay que hacer para emplear el DOS desde un programa residente, aunque una gran mayoría de los libros aún no expliquen estas técnicas. Algunos de ellos, incluso muestran programas residentes que llaman descaradamente al DOS, sin tomar precauciones de ninguna clase ¡por algo no los he incluido en la bibliografía!. El término no reentrante que se aplica al DOS significa que no puede ser empleado simultáneamente por dos procesos, sin embargo se trata de un código serialmente reusable como veremos. El DOS posee tres pilas internas: la pila de E/S (I/O Stack), la pila de disco (Disk Stack) y la pila auxiliar (Auxiliary Stack). Las funciones 0 a la 0Ch utilizan la pila de E/S; las restantes utilizan la pila de disco. Si se llama al DOS durante un error crítico (por ejemplo, DIR B: cuando no hay disquete en la unidad) se utiliza la pila auxiliar. La existencia de estas pilas locales significa que si el DOS es llamado cuando ya estaba ejecutando una función (y ya había conmutado a la pila interna correspondiente) volverá a inicializar el puntero de pila y en la nueva reentrada se cargará el contenido previo de la pila. Si estaba ejecutando una función 0-0Ch y se le llama solicitando una 0Dh o superior, no habrá problemas, ya que hay dos pilas separadas para cada caso; sin embargo no suele haber tanta suerte. Algunas funciones del DOS son tan simples que éste no conmuta a ninguna pila interna: la 33h, 50h, 51h, 62h y 64h: con ellas sí es reentrante; con las demás (que además son la mayoría y las más interesantes) por desgracia no lo es. Para solucionar este problema hay dos métodos: interrumpir al DOS sólo cuando no esté ejecutando alguna función; esto es, cuando no está dentro de una INT 21h. Alternativamente, el programa residente puede salvar todo el contexto del DOS, incluyendo las tres pilas internas, para restaurarlas después de haber realizado su tarea. En este libro trataremos especialmente el primer método, tradicionalmente el más empleado y el más probado. 10.10.1. - UNA PRIMERA APROXIMACION. Para detectar si el ordenador está ejecutando código del DOS (si está dentro de una INT 21h) se podría desviar esta interrupción y colocar una nueva rutina que incrementara una variable indicativa al principio, llamara a la INT 21h original y después volviera a decrementar la variable antes de retornar. Así, por ejemplo, desde una interrupción de teclado o periódica, se podría comprobar si el DOS ya está trabajando antes de llamarle (variable distinta de cero). Sin embargo, más que una variable habría que tener dos (una para indicar que la pila E/S está en uso y otra para la pila de disco). Por otro lado, la rutina debería ser algo más sofisticada todavía, ya que hay funciones del DOS que no retornan (las de terminar programa: la 0, 31h y 4Ch) y esto, si no


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se tiene cuidado, significaría no decrementar como es debido la variable que indica que se ha abandonado la INT 21h. Además, para liar aún más el asunto, ¿qué hacer con los errores críticos?. Y, para colmo, todavía hay más: si el DOS está dentro de la INT 21h, función 0Ah (entrada en buffer por teclado), nuestra variable diría que no es posible usar el DOS en ese momento, ya que está ya en uso, cuando está científicamente demostrado que en este caso sí es reentrante si se utiliza una función 0Dh o superior (en la línea de comandos, el DOS está ejecutando precisamente esa función de entrada por teclado). Por fortuna, el DOS viene aquí en nuestro socorro: no será preciso diseñar la compleja rutina propuesta, ya que el propio sistema posee una variable interna que indica si en ese momento puede ser interrumpido. Se trata de la variable no documentada InDOS. Existe una función secreta del DOS para obtener la dirección de esta variable, de un byte, que valdrá 0 en el caso de que el DOS esté libre y pueda ser llamado desde un programa residente. Esa variable se incrementa automática y adecuadamente con las llamadas a la INT 21h, y se decrementa al salir. No hay mejor manera de aprender a construir programas residentes fiables y eficientes que espiar cómo lo hace el fabricante del sistema operativo con los suyos propios. El comando PRINT del DOS, cuando se queda residente, desvía un montón de interrupciones, entre ellas la 1Ch (equivalente a la 8) y la 28h. La interrupción 28h (Idle) es invocada por el DOS en las operaciones de entrada por teclado, cuando se encuentra libre de otras tareas, para permitir a los programas residentes aprovechar ese tiempo muerto de CPU. Desde dentro de una INT 28h se puede usar el DOS incluso aunque InDOS sea igual a 1. El comando PRINT, cuando entra en acción, realiza además una serie de tareas adicionales: preserva el DTA activo (área de transferencia a disco), el PSP del programa interrumpido, los vectores de INT 1Bh (Ctrl-Break), INT 23h (Ctrl-C), INT 24h (manipulador de errores críticos); desvía esos vectores hacia unas rutinas propias; a continuación establece un DTA y un PSP propios. Tras enviar los caracteres a la impresora, leyéndolos del disco (con las funciones del DOS, por supuesto) vuelve a restaurar todo lo salvado. Pero vayamos más despacio. 10.10.2. - PASOS A REALIZAR PARA USAR EL DOS. Para obtener la dirección de InDOS se puede emplear la función 34h del DOS, que devuelve un puntero en ES:BX a dicha variable. La dirección de InDOS es constante, por lo que se puede inicializar al instalar el programa residente (no cambiará de lugar en toda la sesión de trabajo). Como luego nos será de utilidad, conviene decir aquí ahora que el Banderín de Errores Críticos del DOS está situado justo después de InDOS en las versiones 2.x y justo antes en la 3.0 (en la 3.1 y siguientes, la función 5D06h permite obtener su dirección en DS:SI). Por tanto, desde los programas residentes bastará, en principio, comprobar que InDOS es igual a cero antes de llamar al DOS (y, de paso, que el Banderín de Errores Críticos es también cero). En caso contrario, se puede inicializar una variable que indique que el programa residente tiene aún pendiente su ejecución: desde la interrupción periódica se puede comprobar si está pendiente la activación del programa residente y se puede verificar el estado del DOS hasta que éste esté listo para ser llamado, lo que sucederá tarde o temprano. Además de la interrupción periódica, también se puede desviar la INT 28h: desde esta interrupción se puede llamar al DOS, como dije antes, incluso aunque InDOS sea igual a 1 (pero no mayor) siempre que la función del DOS a ejecutar sea superior a la 0Ch (lo más normal). Sin embargo, cuando sea seguro llamar al DOS, habrá que hacer algunas cosas más antes de empezar a realizar la labor propia del programa residente. En el PSP se almacena mucha información vital para la ejecución de los programas. Una de las áreas más importantes es el JFT (Job File Table) que contiene información referida a los ficheros del programa que se ejecuta. No es conveniente, desde un programa residente, modificar el PSP del programa principal. Por tanto, habrá que anotar la dirección del PSP actual y conmutar al del programa residente; al final del trabajo se procederá a restaurar el PSP del programa principal. Si no se toma esta precaución, podría suceder de todo. Por ejemplo: si el programa residente abre un fichero usando el PSP del programa principal, cuando éste termine (el programa principal) ese fichero será probablemente cerrado sin que el programa residente se entere. Para obtener la dirección del PSP activo se puede utilizar la función Get PSP (50h; ó la 62h, totalmente equivalente) que devuelve en BX su segmento; la función Set PSP (51h) permite establecer un nuevo PSP indicando en BX el segmento. Si se desea mantener la compatibilidad con el DOS 2.x, hay que tener en cuenta además un error de este sistema operativo. La errata consiste en que las funciones 50h y 51h no operan bien en el DOS 2.x a menos que el sistema use la pila de errores críticos. Por tanto, con esta versión del sistema se puede forzar el

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Banderín de Errores Críticos a un valor 0FFh antes de llamar a las funciones 50h y 51h, para volverlo a poner a cero después: así, el DOS cree que el sistema está en medio de un error y usa la pila que queremos. Además del PSP se debe cambiar el DTA (Disk Transfer Area) que utiliza el DOS para acceder al disco: este área está normalmente en el offset 80h del PSP (sobrescribe el campo de parámetros de la línea de comandos cuando el programa accede a disco) y ocupa 128 bytes. Basta con preservar el DTA del programa principal, cuya dirección se obtiene en ES:BX con la función Get DTA (2Fh), y activar un nuevo DTA (por ejemplo, en el offset 80h del PSP de programa residente) utilizando la función Set DTA (1Ah), pasando su dirección en DS:DX. La información extendida de errores es otro punto a tener en consideración. Supongamos que el programa principal comete un error y el DOS genera la correspondiente información extendida de errores (a partir de la versión 3.0). Si en ese momento se activa el programa residente, puede que realice alguna función del DOS con éxito y el DOS sobrescribirá la condición de error previa. Por tanto, es deber del programa residente preservar y restaurar la información extendida de errores antes de actuar. La función Get Extended Error Information (59h) devuelve en AX, BX y CX la información extendida de errores. Con la función Set Extended Error Information (5D0Ah), en DS:DX se suministra al DOS la dirección de una tabla que contiene el AX, BX y CX con la información extendida de errores a establecer. Como complemento, si se van a emplear las funciones de acceso a disco del DOS, también es conveniente monitorizar la INT 13h para evitar un acceso a disco cuando no ha finalizado el anterior (aunque el DOS esté en posición correcta). Si se van a emplear las INT 25h/26h, convendría monitorizarlas; así como la INT 10h si se utilizan servicios de vídeo (aunque sean del DOS). Por monitorizar se entiende interceptar esa interrupción e instalar una rutina de control que incremente y decremente una variable cada vez que empieza o termina una de esas interrupciones, con objeto de saber cuándo se está dentro de ellas. En general, los programas residentes que accedan demasiado intensivamente al disco (en una especie de multitarea) deberían monitorizar no sólo INT 13h sino también INT 25h e INT 26h. 10.10.3. - RESUMIENDO, ¡NO ES TAN DIFICIL!. El procedimiento a seguir, por tanto, para activar un programa residente respondiendo por ejemplo a la pulsación de una combinación de teclas, es el siguiente: - Desde la interrupción del teclado, y una vez detectada la combinación de teclas, intentar activar el programa residente. Será posible activarlo si: no estaba ya activo, no hay una INT 13h en curso, InDOS=0 y el Banderín de Errores Críticos también es igual a 0. - Por si falla, desde la interrupción del temporizador se puede comprobar si está pendiente aún la activación del programa residente (por si no se pudo cuando se pulsaron las teclas); en ese caso, volverlo a intentar de nuevo, con los mismos pasos que en el caso anterior. - Desde la interrupción 28h comprobar si está pendiente aún la activación del programa residente: en ese caso, si no estaba ya activo e InDOS<=1 y el Banderín de Errores Críticos es igual a 0 se puede proceder a activar el programa residente. - Como mínimo habrán de existir dos variables de control: Una que indica si el programa residente ya está activo (y se deben rechazar o posponer nuevas activaciones, ya que éste se supone no reentrante). Otra, que indique si el programa residente va a ser activado en breve (en cuanto el DOS nos deje). Ambas variables son semáforos que conviene tratar con cuidado, para evitar reentradas en el programa residente: cuando desde una interrupción son comprobadas (ej., desde una INT 28h) podría producirse otra interrupción (como INT 8) lo que complica ligeramente la programación. Aunque no lo he dicho antes, todos los programas residentes que usan el DOS deben definir una pila propia, ya que la del programa interrumpido puede no ser suficientemente grande. Por el hecho de definir una pila propia, los programas residentes que usan funciones del DOS no son reentrantes; lo cual no es, por lo general, una limitación muy importante.


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- Por supuesto, antes de ejecutar su código propiamente dicho, el programa residente deberá preservar el DTA, el PSP y la información extendida de errores, así como los vectores de INT 1Bh/23h/24h. Después deberá desviar las INT 1Bh e INT 23h hacia un IRET (para evitar un Ctrl-Break ó Ctrl-C) y la INT 24h, para implementar una gestión propia de los errores críticos. Al final, deberá restaurar todo de nuevo. Toda la información vertida hasta ahora procede de la versión original del libro Undocumented DOS, citado en la bibliografía. Sin embargo, en mi experiencia personal con los programas residentes he sacado la conclusión de que es conveniente también desviar la INT 21h e intentar desde la misma activar el programa residente, tal como si se tratara de una interrupción periódica más. El motivo es que desde la INT 8 ó la INT 1Ch hay que tener bastante suerte para que el DOS esté desocupado cuando se producen, ya que estas interrupciones sólo suceden 18 veces cada segundo. Esto significa que, por ejemplo, mientras se formatea un disco y se intenta activar el programa residente, puede que éste no responda hasta haberse formateado medio disco o, incluso, hasta finalizar el formateo. Sin embargo, mientras se formatea el disco, se producen miles de llamadas a la INT 21h: cuando InDOS sea cero tras acabar una sola de estas llamadas, podremos darnos cuenta; sin embargo, utilizando sólo la interrupción periódica estaremos a merced de la suerte. Desviar la INT 21h e intentar activar el programa residente desde ella permite por ejemplo que éste actúe, en medio de un formateo de disco, de manera casi instantánea cuando se le requiere. Otro ejemplo: con el método normal, sin controlar la INT 21h, mientras se saca un directorio por pantalla y se intenta activar el programa residente, cada cierto número de líneas éste responde; controlando la INT 21h, responde cada dos o tres caracteres impresos. Es evidente que la INT 21h pone a nuestra disposición un método mucho más efectivo a menudo que la interrupción periódica; sin embargo, tampoco es conveniente prescindir de esta última ya que la INT 21h sólo funciona cuando alguien llama al DOS (y no siempre alguien lo está llamando). En general, conviene utilizar las dos interrupciones a la vez: si bien interceptar la INT 21h no está recomendado en ningún sitio excepto en este libro, puedo asegurar que he tenido bastantes ocasiones de comprobar que es completamente fiable. 10.10.4.- UN METODO ALTERNATIVO: EL SDA. Hasta ahora hemos visto el método más común para poder emplear el DOS desde un programa residente. Sin embargo, este método depende de la molesta variable InDOS. Esto limita la efectividad de los programas residentes, que no pueden ser activados por ejemplo cuando se ejecuta un comando TYPE. La solución alternativa que se apuntaba al principio de este apartado consiste en salvar el contexto del DOS y restaurarlo después, algo factible desde el DOS 3.0. Esto supone bastantes diferencias respecto al método estudiado hasta ahora. En lugar de chequear InDOS se debe verificar que el DOS no está en una sección crítica (que por fortuna es lo más normal) como luego veremos; y esto tanto desde la interrupción del teclado como desde la periódica o desde la INT 28h. Al comienzo del código del programa residente, se debe salvar el estado del DOS: esto significa que hay que pedir memoria al sistema (o tenerla reservada de antemano en cantidad suficiente) para contener esa información. También hay que instalar las nuevas rutinas de control de INT 1Bh, 23h y 24h; no es necesario preservar el PSP activo (ya incluido en el área salvada): lo que sí es preciso es activar el PSP propio. Tampoco es preciso preservar el DTA ni la información extendida de errores: aunque se debe establecer un nuevo DTA, al restaurar el estado del DOS más tarde éste será también automáticamente restablecido. Y bien, ¿en qué consiste el estado o contexto del DOS?: se basa en un área de datos, el SDA (Swappable Data Area), cuyo tamaño oscila entre 24 bytes y 2 Kbytes. Este área almacena el PSP activo y las tres pilas del DOS, así como la dirección del DTA... Para manipular el SDA se puede emplear la función del sistema Get Address of DOS Swappable Data Area (5D06h), que devuelve en DS:SI un puntero al SDA, en DX el número mínimo de bytes a preservar cuando el DOS está libre y en CX el número de bytes a preservar cuando el DOS está ocupado (InDOS distinto de cero). Desde la versión 4.0 del DOS se debe utilizar en su lugar la función Get DOS Swappable Data Areas (5D0Bh), ya que este sistema no posee un único área de datos sino múltiples. El procedimiento general consistirá, simplemente, en salvar el SDA al principio y restaurarlo al final. Como se dijo antes, el SDA sólo puede ser accedido cuando el DOS no está en un momento crítico. Cuando el DOS entra y sale de los momentos críticos, llama a la INT 2Ah con AX=8000h (inicio de momento crítico) o bien AX=8100h o AX=8200h (fin de momento crítico). Se debe interceptar la INT 2Ah e incrementar/decrementar una variable que indique las entradas/salidas del DOS en fase crítica.

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Este método para gestionar los programas residentes requiere algo más de memoria: en especial, si se quiere asegurar la compatibilidad con futuras versiones del sistema, habrá que reservar mucho más de 2Kb para almacenar el SDA (intentar utilizar memoria convencional puede fallar, ya que el programa principal puede tenerla toda asignada) aunque este problema es menor en máquinas con memoria expandida o extendida. No hay que olvidar que el SDA no se puede grabar en disco (para eso hay que usar el DOS, y el DOS no se puede emplear hasta no haber salvado el SDA). También es quizá algo más complejo. Sin embargo, añade algo más de potencia a los programas residentes, ya que pueden ser activados casi en cualquier momento y prácticamente en cualquier circunstancia. El autor de este libro nunca ha empleado este método. 10.10.5.- METODOS MENOS ORTODOXOS. Hay programadores que utilizan métodos muy curiosos para emplear los servicios del DOS desde los programas residentes. Un ejemplo, expuesto por Douglas Boling en su artículo de la revista RMP (Ed. Anaya, Marzo-Abril de 1992) consiste en activar el Banderín de Errores Críticos antes de llamar a las funciones ordinarias del DOS: de esta manera, se utiliza la pila de errores críticos en lugar de la de disco, con lo que no hay conflictos. Esto, por supuesto, sin que el DOS estuviera antes en estado crítico (en caso de estarlo hay que esperar). El inconveniente de este método es que sólo un programa residente de este tipo puede estar activo en un momento dado en el ordenador. Evidentemente, también hay que desviar la INT 24h para controlar un posible error crítico de verdad. 10.11. - EJEMPLO DE PROGRAMA RESIDENTE QUE UTILIZA EL DOS. El programa propuesto de ejemplo (SCRCAP) es el tradicional capturador de pantallas, en este caso de texto. El método que emplea es el clásico de comprobar la variable InDOS. Al pulsar Alt-SysReq (combinación por defecto) comienza a actuar. Emite un sonido ascendente que precede la grabación y otro descendente que la sucede, para confirmar que ha grabado. Los ficheros que genera tienen por nombre SCRxx-nn.SCR, donde xx es la anchura de la pantalla en columnas (en hexadecimal) y nn el número de fichero, entre 00 y 99. Los ficheros se crean a partir de 00 cuando se instala el programa, sobrescribiendo otros existentes con anterioridad. Al almacenar en el nombre del fichero la anchura del modo de vídeo, es fácil después procesar la imagen al conocer sus dimensiones. El programa no comprueba el modo de vídeo, por lo que en pantallas gráficas se obtienen resultados desconcertantes. Sin embargo, la ventaja de ello es que de esta manera puede salvar pantallas extrañas no estándar (como 132x60, etc.) que pueden poseer ciertas tarjetas. El fichero es creado en el directorio activo por defecto; si se invoca la utilidad mientras se ejecuta un DIR, el fichero podría crearse en el directorio visualizado (algunas versiones del COMMAND cambian el directorio activo momentáneamente). Como cabía esperar, el programa se autoinstala automáticamente en memoria superior y tiene opción de desinstalación, siendo también configurables las teclas de activación. Entre los aspectos técnicos, decir que se desvía la INT 21h como se comentó con anterioridad. En ese sentido, SCRCAP puede ser invocado con éxito mientras se formatea un disquete (bueno, pero tampoco para grabar precisamente sobre ese disquete). Se define una pila interna de 0,75 Kbytes, suficiente para el programa que graba la pantalla y para dar cabida a todas las interrupciones hardware que puedan anidarse durante el proceso (examinando la memoria con DEBUG se puede observar qué cantidad máxima de pila es consumida tras un rato de trabajo, ya que los caracteres 'PILA' permanecen en la zona de la misma aún no empleada). Desde la rutina de control de INT 8 e INT 9 se llama a una subrutina, proceso_tsr, que toma la decisión de activar el programa residente si el DOS está preparado, o lo pospone en caso contrario. Desde la INT 28h se hace la comprobación más relajada de InDOS (basta con que sea no mayor de 1) y se toma también la decisión de activar el programa residente o seguir esperando: en el primer caso se llama a proceso_tsr con una variable (in28) que indica que ya no hay que hacer más comprobaciones. En proceso_tsr se comprueba la variable activo para evitar una reentrada al programa residente: como es un semáforo, es preciso inhibir las interrupciones con objeto de que entre su consulta y ulterior hipotética modificación no pueda ser modificado por nadie (por otro proceso lanzado por interrupciones). Al final, la rutina tarea_TSR es el auténtico programa residente. Simplemente modificando esta rutina se pueden crear programas residentes que realicen cualquier función, pudiendo llamar para ella al DOS.

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SCRCAP termina residente dejando en memoria todo el PSP, a diferencia de programas anteriores. Los últimos 128 bytes del PSP se dejan residentes porque serán empleados como área de transferencia a disco (DTA). Conviene ahora hacer un pequeño apunte importante: cuando el programa es relocalizado a la memoria superior, hay que actualizar un campo en el PSP relocalizado (rutina reubicar_prog): se trata del campo que apunta a la JFT (offset 36h del PSP), con objeto de que apunte correctamente al nuevo segmento en que reside el PSP. Si no se tomara esta precaución, no se accedería al disco correctamente. Si se compara el listado de SCRCAP con el de RCLOCK, el lector comprobará que tienen común cerca del 50% de las líneas. Sólo cambia la ayuda, algún parámetro, alguna subrutina de la instalación y, por supuesto, el código residente. En general, las subrutinas que componen ambos programas son lo suficientemente generales como para acomodar múltiples soluciones informáticas: se puede considerar que ambos programas son una especie de plantillas para crear utilidades residentes. Para hacer nuevos programas residentes que hagan otras tareas, basta con cambiar sólo la parte residente y poco más. Esto permite trabajar con comodidad, pese a tratarse del lenguaje ensamblador, y producir múltiples programas en tiempo récord. ; ********************************************************************

;

; *

; bit 7 a 1: «extension_id» definida

; *

* SCRCAP 1.0

; * ; *

Utilidad residente de captura de pantallas de texto.

; *

*

multiplex_id

DB

0

*

vectores_id

DW

tabla_vectores

*

extension_id

DW

tabla_extra

DB

"*##*"

DB

"CiriSOFT:SCRCAP:1.0",0

DB

6

*

; ********************************************************************

autor_nom_ver


tabla_vectores EQU XPUSH

DB

MACRO RM IRP reg, PUSH reg ENDM

MACRO RM IRP reg,

ENDM

scrcap

DW

0

ant_int08_seg

DW

0

DB

9

ant_int09

LABEL DWORD

ant_int09_off

DW

0

ant_int09_seg

DW

0

DB

13h

ant_int13

LABEL DWORD

ant_int13_off

DW

0

ant_int13_seg

DW

0

DB

21h

ant_int21

LABEL DWORD

SEGMENT

ant_int21_off

DW

0

ASSUME CS:scrcap, DS:scrcap

ant_int21_seg

DW

0

DB

28h

ORG

ini_residente

8

ant_int08_off

; ------------ Programa

EQU

100h

$

; vectores de interrupción interceptados

$

LABEL DWORD

POP reg ENDM

; número Multiplex de este TSR

ant_int08

ENDM

XPOP

011: *.SYS formato EXE

ant_int28

LABEL DWORD

ant_int28_off

DW

0

ant_int28_seg

DW

0

DB

2Fh






; INT 2Fh

ant_int2F

LABEL DWORD

ant_int2F_off

DW

0

; ------------ Identificación estandarizada del programa

ant_int2F_seg

DW

0

program_id

LABEL BYTE

tabla_extra

LABEL BYTE

segmento_real

DW

0

; segmento real donde será cargado

DW

ctrl_exterior ; permitido control exterior

offset_real

DW

0

; offset real

DW

0

longitud_total DW

0

; zona de memoria ocupada (párrafos)

info_extra

80h ; bits 0, 1 y 2-> 000: normal, con PSP

inicio:

JMP

DB

main

"

"

"

ctrl_exterior

; dirección original

; campo reservado

LABEL BYTE

;

001: bloque UMB XMS

reubicabilidad DB

1

;

010: *.SYS

activacion

act

DW

; programa 100% reubicable

161

act


DW

STI

1

; ------------ Variables internas

preguntan:

CMP

AH,CS:multiplex_id

JE

preguntan

JMP

CS:ant_int2F

CMP

DI,1992h

JNE

ret_no_info

MOV

AX,ES


dosver

DW

?

; versión del DOS

ega

DB

ON

; a ON si EGA o superior

activo

DB

OFF

inminente

DB

OFF

CMP

AX,1492h

marcas

DB

8

; Por defecto, Alt...

JNE

ret_no_info

cod_rastreo

DB

54h

; ...SysReq (PetSys)

PUSH

CS

in13

DW

0

POP

ES

in28

DW

0

LEA

DI,autor_nom_ver

indos

LABEL DWORD

MOV

AX,0FFFFh

indos_off

DW

?

indos_seg

DW

?

crit_err

LABEL DWORD

crit_err_off

DW

?

crit_err_seg

DW

?

ant_pila_off

DW

?

ant_pila_seg

DW

?

mainpsp

DW

?

maindta

LABEL DWORD

maindta_off

DW

?

CMP

CS:inminente,ON

maindta_seg

DW

?

JNE

exit_08

; no hay ejecución pendiente

errinfo

LABEL DWORD

; Extended error information

CALL

proceso_tsr

; ejecutar TSR si es posible

errinfo_ax

DW

?

; del programa principal

errinfo_bx

DW

?

errinfo_cx

DW

?

ret_no_info:



; sí llama: darle información


IRET ges_int2F

ENDP


ges_int08

PROC PUSHF

; PSP del programa principal

CALL

; DTA del programa principal

STI

IRET

ges_int08

ENDP


DW

8 DUP (0)

ret_off

DW

?

ret_seg

DW

?

ret_flags

DW

?

DB

192 DUP ("PILA")

pila_ini

EQU

$

CALL

CS:ant_int09

fich_nom

DB

"SCRxx-00.SCR",0

CMP

AL,CS:cod_rastreo ; ¿tecla de activación?

fich_handle

DW

?

JNE

fin_09

MOV

AX,40h

PUSH

DS

local_ints

; DX, SI, DI, DS, ES, etc.

exit_08:

CS:ant_int08

ges_int09

PROC STI

; 0,75 Kb de pila

PUSH

AX

IN

AL,60h

PUSHF

DW

3

DB

1Bh

; INT 1Bh

MOV

DS,AX

DW

ges_int1B

; nueva dirección

MOV

AL,DS:[17h]


POP

DS

ant_int1B

LABEL DWORD

ant_int1B_off

DW

0

AND

AL,15

ant_int1B_seg

DW

0

CMP

AL,CS:marcas

DB

23h

; INT 23h

JNE

fin_09

DW

ges_int23

; nueva dirección

CALL

proceso_tsr

POP

AX

ant_int23

LABEL DWORD

ant_int23_off

DW

0

ant_int23_seg

DW

0

DB

24h

; INT 24h

DW

ges_int24

; nueva dirección

ant_int24

LABEL DWORD

ant_int24_off

DW

0

ant_int24_seg

DW

0


fin_09:

; ¿marcas de activación?


IRET ges_int09

ENDP

; ------------ Rutina de gestión de INT 13h

; dirección original ges_int13

PROC

FAR

; gestionar INT 13h

INC

CS:in13


CALL

CS:ant_int13

STI PUSHF

; ------------ Rutina de gestión de INT 2Fh

ges_int2F

PROC

FAR

PUSHF

; mucho cuidado con los flags

161


DEC

CS:in13

INC

CS:in28

; dentro de INT 28h

CALL

proceso_tsr

; ejecutar código del TSR

DEC

CS:in28

; fuera de INT 28h

exit_28:

JMP

CS:ant_int28

ges_int28

ENDP

; salida de INT 13h

POPF RET ges_int13

2

; retornar sin tocar flags

ENDP

; ------------ Rutinas de gestión de INT 1Bh, 23h y 24h. ; ------------ Rutina de control de ejecución del TSR ges_int1B

EQU

ges_int23

PROC

THIS BYTE

proceso_tsr

IRET ges_int23

ges_int24

; gestionar INTs 1Bh/23h

; ignorar Ctrl-C y Ctrl-Break

ENDP

PROC

; gestionar INT 24h

PROC

; ejecutar TSR si se puede

CMP

CS:in28,0

JNE

proceder

CMP

CS:in13,0

JA

no_proceder

; dentro de INT 28h

; INT 13h en curso

XPUSH

STI MOV

AX,3

LDS

BX,CS:crit_err

CMP

CS:dosver,300h

MOV

AL,[BX]

JAE

ret_int24

LDS

BX,CS:indos

XOR

AX,AX

OR

AL,[BX]

; función de fallo

; 0 en DOS 2.x

; crit_err OR indos

ret_int24:

IRET

AND

AL,AL

ges_int24

ENDP

XPOP

JZ

proceder

; se cumple que ambos a 0

MOV

CS:inminente,ON

; esperar próxima INT 8/28h


no_proceder:

RET ges_int21

proceder:

CS:ret_off

; offset de retorno

CMP

CS:activo,ON

; ¿ya estaba activo?

POP

CS:ret_seg

; segmento de retorno

JE

exit_proceso

; evitar reentrada

POP

CS:ret_flags

; flags de retorno

MOV

CS:activo,ON

; ahora sí, activo

PUSH

CS:ret_seg

PUSH

CS:ret_off

PUSH CALL

STI CS:inminente,OFF

CS:ret_flags

MOV

CS:ant_pila_off,SP

CS:ant_int21

MOV

CS:ant_pila_seg,SS

; dejar sólo segmento:offset

; ya atendida la petición

; preservar pila

CLI

CMP

CS:inminente,ON

MOV

SP,CS

JNE

exit_21

; no hay ejecución pendiente

MOV

SS,SP

CALL

proceso_tsr


LEA

SP,pila_ini

; nueva pila habilitada

STI

POPF

XPUSH

; retornar sin alterar flags

XPUSH

ENDP

XPOP

CALL

pushset_ints

CALL

pushset_psp

CALL

pushset_dta

CALL

push_crit_err

CALL

kbuff_limp

CALL

tarea_TSR

CALL

pop_crit_err

CALL

pop_dta

CALL

pop_psp

CALL

pop_ints

XPUSH

XPOP

LDS

BX,CS:crit_err

CLI

CMP

BYTE PTR [BX],0

MOV

SP,CS:ant_pila_seg

XPOP

MOV

SS,SP

JNE

exit_28

MOV

SP,CS:ant_pila_off

MOV

CS:activo,OFF


ges_int28

; ...semáforo comprobado

MOV

RET ges_int21

; a comprobar semáforo...

FAR

POP

PUSHF

exit_21:

CLI

PROC

PROC

; gestionar INT 28h

STI CMP

CS:activo,ON

JE

exit_28

CMP

CS:inminente,ON

JNE

exit_28

CMP

CS:in13,0

JA

exit_28

; TSR ya activo

; no hay que activarlo

; INT 13h en curso

; ¿error crítico?

XPUSH LDS

BX,CS:indos

CMP

BYTE PTR [BX],1

XPOP

JA

exit_28

exit_proceso:

STI RET

; ¿Indos>1? proceso_tsr

ENDP

; DS y ES apuntan al TSR

; ejecutar proceso residente

; pila restaurada

161


; ------------ Subrutinas de apoyo

pushset_ints

phst_otro:

pushset_ints

pop_ints

pop_otro:

pop_ints

pushset_psp

getpsp3:

PROC

; interceptar INT 1Bh/23h/24h

PUSH

BX

MOV

AH,50h

MOV

BX,segmento_real

PUSH

ES

INT

21h

LEA

SI,local_ints

POP

BX

MOV

CX,[SI]

MOV

mainpsp,BX

PUSH

CX

MOV

AL,[SI+2]

MOV

AH,35h

INT

21h

MOV

[SI+5],BX

MOV

[SI+7],ES

MOV

DX,[SI+3]

MOV

psp_ok:

; activar nuevo PSP

RET pushset_psp

ENDP

pop_psp

PROC

; restaurar PSP programa principal

PUSH

DS

MOV

AX,dosver

CMP

AH,2

AL,[SI+2]

JA

setpsp3

MOV

AH,25h

LDS

BX,crit_err

; en DOS 2.x ...

INT

21h

MOV

BYTE PTR [BX],0FFh

; forzar error crítico

ADD

SI,7

PUSH

BX

POP

CX

MOV

AH,50h

LOOP

phst_otro

MOV

BX,CS:mainpsp

POP

ES

INT

21h

RET

POP

BX

ENDP

MOV

BYTE PTR [BX],0

JMP

psp_poped

MOV

AH,50h

MOV

BX,mainpsp

INT

21h

POP

DS

PROC

; INT xx preservada

; INT xx desviada

; restaurar vectores INT 1Bh/23h/24h

setpsp3:

PUSH

DS

LEA

SI,local_ints

MOV

CX,[SI]

PUSH

CX

MOV

AL,CS:[SI+2]

MOV

AH,25h

MOV

DX,CS:[SI+5]

MOV

DS,CS:[SI+7]

INT

21h

MOV

AH,2Fh

ADD

SI,7

INT

21h

POP

CX

MOV

maindta_off,BX

LOOP

pop_otro

MOV

maindta_seg,ES

POP

DS

MOV

AH,1Ah

RET

MOV

DX,80h

ENDP

MOV

DS,segmento_real

INT

21h

XPOP

PROC

psp_poped:

; restaurar PSP

; anular error crítico

; DOS 3+

; restaurar PSP

RET pop_psp

ENDP

pushset_dta

PROC XPUSH

; INT xx restaurada

; preservar PSP y activar el nuevo

MOV

AX,dosver

CMP

AH,2

JA

getpsp3

PUSH

DS

LDS

DI,crit_err

MOV

BYTE PTR [DI],0FFh

MOV

AH,51h

INT

21h

PUSH

; almacenar DTA activo

; establecer nuevo DTA

RET

; en DOS 2.x ...

pushset_dta

ENDP

pop_dta

PROC PUSH

DS

MOV

AH,1Ah

MOV

DX,maindta_off

MOV

DS,maindta_seg

BX

INT

21h

MOV

AH,50h

POP

DS

MOV

BX,CS:segmento_real

INT

21h

; activar nuevo PSP

MOV

BYTE PTR [DI],0

; anular error crítico

POP

BX

POP

DS

CMP

dosver,300h

JMP

psp_ok

JB

push_crit_fin

MOV

AH,62h

MOV

AH,59h

INT

21h

MOV

BX,0

; forzar error crítico

; BX = PSP activo (DOS 2.x)

; restaurar DTA

RET

; BX = PSP activo (DOS 3+)

pop_dta

ENDP

push_crit_err

PROC

; necesario DOS 3.0+

161


INT

21h

MOV

errinfo_ax,AX

; preservar información de

MOV

errinfo_bx,BX

; errores críticos

MOV

errinfo_cx,CX

init_nomfich

PROC PUSH

DS

MOV

AX,40h

push_crit_fin: RET

MOV

DS,AX

push_crit_err

MOV

AX,DS:[4Ah]

POP

DS

MOV

AH,AL

SHR

AH,1

SHR

AH,1

pop_crit_err

ENDP

PROC CMP

dosver,300h

JB

pop_crit_fin

MOV

AX,5D0Ah

SHR

AH,1

MOV

BX,0

SHR

AH,1

LEA

DX,errinfo

AND

AL,15

INT

21h

; restaurar información de

ADD

AX,'00'

; errores críticos

CMP

AL,'9'

JBE

al_es_hex

ADD

AL,'A'-'9'-1

CMP

AH,'9'

pop_crit_fin:

RET

pop_crit_err

ENDP

kbuff_limp

PROC

; necesario DOS 3.0+

; limpiar buffer del teclado

; binario -> hex

MOV

AH,1

JBE

ah_es_hex

INT

16h

ADD

AH,'A'-'9'-1

JZ

kbuff_limpio

XCHG

AH,AL

MOV

AH,0

MOV

WORD PTR fich_nom+3,AX

INT

16h

RET

JMP

kbuff_limp

kbuff_limpio:

RET

kbuff_limp

ENDP

ah_es_hex:

init_nomfich

; anchura de pantalla

ENDP

; ------------ Obtener segmento de vídeo y tamaño de la pantalla

; ------------ Proceso residente que puede emplear el DOS

tarea_TSR

al_es_hex:

; anchura de pantalla

dscx_eq_video

PROC

PROC

; devolver CX = tamaño pantalla

MOV

AX,40h

MOV

DS,AX

; y apuntar DS a la misma

CALL

sonidoUp

MOV

AL,DS:[49h]

; modo de pantalla

CALL

init_nomfich

MOV

BX,0B000h

; supuesto adaptador monocromo

LEA

DX,fich_nom

MOV

CX,4000

; número de bytes

MOV

CX,0

CMP

AL,7

MOV

AH,3Ch

JE

video_ok

INT

21h

MOV

BX,0B800h

; adaptador de color

JC

tarea_err

MOV

AX,DS:[4Eh]

; offset de la página activa

MOV

fich_handle,AX

MOV

CL,4

CALL

dscx_eq_video

SHR

AX,CL

; bytes -> párrafos

MOV

BX,CS:fich_handle

ADD

BX,AX

; segmento de vídeo efectivo

XOR

DX,DX

MOV

AX,25

; 25 líneas

MOV

AH,40h

CMP

CS:ega,ON

INT

21h

JNE

modo_ok

JC

tarea_err

XOR

AH,AH

PUSH

CS

MOV

AL,DS:[84h]

POP

DS

INC

AL

MOV

BX,fich_handle

MUL

WORD PTR DS:[4Ah] ; líneas*columnas = caracteres

MOV

AH,3Eh

SHL

AX,1

INT

21h

MOV

CX,AX

JC

tarea_err

MOV

DS,BX

CALL

inc_nombre

CALL

sonidoDown

dscx_eq_video

PUSH

CS

; ------------ Incrementar número de fichero para siguiente vez

POP

DS

; abrir fichero

; grabar pantalla

modo_ok:

; cerrar fichero video_ok:

; tarjeta modesta

; AX = líneas EGA/VGA

; AX = tamaño buffer de vídeo

RET

; preparar futuro nombre

ENDP

RET tarea_err:

RET tarea_TSR

ENDP

; ------------ Inicializar nombre de fichero con anchura de pantalla.

inc_nombre

PROC LEA

BX,fich_nom

MOV

AX,[BX+6]

INC

AH

161

inc_ok:

inc_nombre


CMP

AH,'9'

IN

AL,61h

JBE

inc_ok

OR

AL,3

MOV

AH,'0'

JMP

SHORT $+2

INC

AL

JMP

SHORT $+2

CMP

AL,'9'

OUT

61h,AL

JBE

inc_ok

MOV

AL,182

MOV

AL,'9'

JMP

SHORT $+2

MOV

[BX+6],AX

JMP

SHORT $+2

RET

OUT

43h,AL

ENDP

POP

AX

; activar sonido

; preparar canal 2

RET ; ------------ Sonido ascendente

sonidoON

sonidoUp

; ------------ Inhibir sonido

sonar_arriba:

PROC CALL

espera55ms

CALL

sonidoON

MOV

AX,2400

PUSH

AX

MOV

CX,18

IN

AL,61h

CALL

sonidoAX

AND

AL,255-3

CALL

espera55ms

JMP

SHORT $+2

SUB

AX,30

JMP

SHORT $+2

LOOP

sonar_arriba

OUT

61h,AL

CALL

sonidoOFF

POP

AX

sonidoOFF

PROC

; desactivar sonido

RET

RET sonidoUp

ENDP

sonidoOFF

ENDP

ENDP

; ------------ Sonido descendente

; ------------ Programar la nota AX en el temporizador

sonidoDown

sonidoAX

sonar_abajo:

PROC

PROC

CALL

espera55ms

PUSH

AX

CALL

sonidoON

OUT

42h,AL

MOV

AX,3000

MOV

AL,AH

MOV

CX,18

JMP

SHORT $+2

CALL

sonidoAX

JMP

SHORT $+2

CALL

espera55ms

OUT

42h,AL

ADD

AX,30

POP

AX

LOOP

sonar_abajo

CALL

sonidoOFF

; canal 2 del 8253 programado

RET sonidoAX

ENDP

RET sonidoDown

; ------------ Fin del área residente

ENDP

; ------------ Pausa de 55 milisegundos

fin_residente

EQU

$

espera55ms

bytes_resid

EQU

fin_residente-ini_residente

PROC XPUSH MOV

AX,40h

MOV

DS,AX

STI

espera_tic:

; por si acaso AL,DS:[6Ch]

; *****************************

CMP

AL,DS:[6Ch]

; *

JE

espera_tic

; *

XPOP

; *

* I N S T A L A C I O N

* *

; *****************************

ENDP main

; ------------ Activar sonido

sonidoON

(bytes_resid+15)/16

MOV

RET espera55ms

parrafos_resid EQU

PROC PUSH

AX

PROC LEA

DX,scrcap_txt

CALL

print

CALL

inic_general

CALL

detectarEGA

; mensaje inicial

; inicializar ciertas variables

161


params_ok:

desinst:

no_pesame:

no_residente:

instalable:

instalar:

handle_ok:

CALL

obtener_param

; analizar posibles parámetros

MOV

DI,256

; instalación mem. convencional

JNC

params_ok

; son correctos

CALL

inicializa_id


CALL

info_err_param

; no: informar del error/ayuda

CALL

reubicar_prog

; reubicar programa a ES:DI

JMP

fin_noresid

CALL

activar_ints


CALL

residente?

; ¿programa ya residente?

CALL

free_environ


JC

no_residente

; aún no

MOV

DX,memoria

; tamaño zona residente

CMP

param_u,1

; ¿se solicita desinstalarlo?

MOV

AX,3100h

JE

desinst

; así es

INT

21h

CALL

adaptar_param

; parámetros en copia residente

MOV

AX,4C00h

LEA

DX,ya_install_txt

INT

21h

CALL

print

CALL

info_ya_ins

JMP

fin_noresid

MOV

ES,tsr_seg

MOV

AH,ES:multiplex_id

; *

CALL

mx_unload

; *

LEA

DX,des_ok_txt

JNC

no_pesame

; ha sido posible

LEA

DX,des_no_ok_txt

; no es posible

CALL

print

JMP

fin_noresid

CMP

AX,0

; ¿reside una versión distinta?

JE

instalable

; no: se admite instalación

CALL

error_version

; error de versión incompatible

JMP

fin_noresid

CMP

param_u,1

; no residente: ¿desinstalar?

JNE

instalar

; no lo piden

LEA CALL

instalar_ml:

main


; terminar no residente

ENDP

; informar de teclas activación

; *************************************

; desinstalarlo:

* SUBRUTINAS PARA LA INSTALACION

; *

* *

; *************************************

; ------------ Extraer posibles parámetros de la línea de comandos

obtener_param

PROC MOV

BX,81h

; apuntar a zona de parámetros

CALL

saltar_esp


JNC

otro_pmt

; quedan más parámetros

JMP

fin_proc_pmt

; no más parámetros

CMP

AL,'/'

DX,imp_desins_txt ; lo piden, ¡serán despistados!

JE

pmt_barrado

print

CMP

AL,'?'

JMP

fin_noresid

JE

pmt_hlp

MOV

AX,parrafos_resid ; área residente

JMP

mal_proc_pmt

ADD

AX,16

INC

BX

MOV

memoria,AX

MOV

AL,[BX]

; letra del parámetro

CALL

mx_get_handle

CMP

AL,13

; ¿fin de mandatos?

JNC

handle_ok

JE

mal_proc_pmt

; falta parámetro

LEA

DX,nocabe_txt

CMP

AL,'?'

CALL

print

JE

pmt_hlp

JMP

fin_noresid

OR

AL,' '

MOV

multiplex_id,AH

; entrada multiplex para SCRCAP

CMP

AL,'h'

LEA

DX,instalado_txt


JE

pmt_hlp

CALL

print

CMP

AL,'s'

CALL

info_ya_ins

; informar teclas activación

JE

pmt_S

CALL

preservar_ints

; tomar nota de vectores

CMP

AL,'t'

CMP

param_ml,0

; ¿se indicó parámetro /ML?

JE

pmt_T

JNE

instalar_ml

; en efecto

CMP

AL,'u'

MOV

AX,memoria

; párrafos de memoria precisos

JE

pmt_U

CALL

UMB_alloc

; pedir memoria superior XMS

MOV

SI,[BX]

; ¿parámetro de dos caracteres?

JNC

instalar_umb

; hay la suficiente

OR

SI,"

; mayusculizar

MOV

AX,memoria

CMP

SI,"lm"

CALL

UPPER_alloc

; pedir memoria superior DOS 5

JE

pmt_ML

JC

instalar_ml

; no hay la suficiente

STC instalar_umb:

fin_noresid:

; 256 bytes de PSP (completo)

otro_pmt:

pmt_barrado:

; obtener entrada Multiplex

; no quedan entradas

mal_proc_pmt:

ES,AX

; segmento del bloque UMB

MOV

DI,256

; ES:256 zona a donde reubicar

CALL

inicializa_id


CALL

reubicar_prog

; reubicar el programa a ES:DI

CALL

activar_ints


JMP

fin_noresid

; programa instalado «arriba»

; parámetro precedido por '/'


; parámetro /S=

; parámetro /T=

"

STC

; ¿parámetro /ML?

; error en parámetro(s)

RET


MOV

STC

otro_pmt_mas:

fin_proc_pmt:

CLC

; parámetros procesados ok.

RET pmt_hlp:

pmt_S:

MOV

param_ayuda,1

JMP

mal_proc_pmt

MOV

param_s,1

CALL

get_num

JC

mal_proc_pmt

; «error» de ayuda

161

fuera_rango:

pmt_T:

pmt_U:

pmt_ML:

obtener_param


MOV

marcas,AL

JE

fin_num

CMP

AX,15

CMP

AL,32

JA

fuera_rango

JE

fin_num

AND

AL,AL

CMP

AL,9

JZ

fuera_rango

JE

fin_num

JMP

otro_pmt_mas

CMP

AL,'/'

MOV

marcas,255

JE

fin_num

JMP

mal_proc_pmt

CMP

AL,':'

MOV

param_t,1

JE

fin_num

CALL

get_num

INC

BX

MOV

cod_rastreo,AL

MOV

AL,[BX]

JMP

otro_pmt_mas

JMP

obtener_num

MOV

param_u,1

MOV

SI,BX

INC

BX

DEC

SI

JMP

otro_pmt_mas

XOR

DX,DX

MOV

param_ml,1

MOV

AX,1

; AX = 10 elevado a la 0 = 1

ADD

BX,2

DEC

BX

; próximo carácter a procesar

JMP

otro_pmt_mas

MOV

CL,[BX]

CMP

CL,'='

JE

ok_num

CMP

CL,':'

JE

ok_num

CMP

CL,'.'

JNE

no_millar

CMP

AX,1000

JE

otro_car

JMP

mal_num

CMP

CL,'0'

JB

mal_num

CMP

CL,'9'

; puntero al primer carácter

JA

mal_num

; hay parámetro

SUB

CL,'0'

; pasar ASCII a binario

MOV

CH,0

; CX = 0 .. 9

PUSH

AX

; AX = 10 elevado a la N

AND

AX,AX

JNZ

multiplica

AND

CL,CL

JNZ

mal_num_pop

; a la izda sólo permitir ceros

PUSH

DX

; tras completar 5º dígito

fin_num:

; en efecto otro_car:

ENDP

; ------------ Saltar espacios, tabuladores, ... buscando un parámetro

saltar_esp:

MOV

AL,[BX]

INC

BX

CMP

AL,9

JE

saltar_esp

CMP

AL,32

JE

saltar_esp

CMP

AL,0Dh

JE

fin_param

DEC

BX

CLC

; carácter tabulador

; espacio en blanco no_millar: ; fin de zona de parámetros

RET fin_param:

STC

; no hay parámetro

RET

; ------------ Obtener número chequeando delimitadores /= y /:

get_num:

err_sintax:

multiplica:

INC

BX

MOV

AL,[BX]

MUL

CX

INC

BX

POP

DX

CMP

AL,'='

JC

mal_num_pop

JE

delimit_ok

ADD

DX,AX

CMP

AL,':'

JC

mal_num_pop

JE

delimit_ok

POP

AX

CMP

AX,10000

JNE

STC

; sintaxis incorrecta

; fin número

; fin número (otro parámetro)

; fin número (otro dato)



; saltar los puntos de millar

; separador millar descolocado

; DX = DX + digito (CX) * 10 ^ N (AX)

potencia

; AX*10 no se desbordará

MOV

AL,[BX]

MOV

AX,0

; como próximo dígito<>0 a

CALL

obtener_num

JMP

otro_car

; la izda ... pobre usuario

JC

err_sintax

MOV

DI,10

INC

BX

PUSH

DX

; no manchar DX al multiplicar

MUL

DI

; AX = AX elevado a la (N+1)

POP

DX

RET delimit_ok:

; fin número

potencia:

RET

JMP

otro_car

;

puntero (BX) apuntará al final del número y CF=1 si el

mal_num_pop:

POP

AX

; reequilibrar pila

;

número era incorrecto.

mal_num:

MOV

BX,SI

; número mayor de 65535

; ------------ Extraer nº de 16 bits y depositarlo en AX; al final, el

STC obtener_num

CMP


RET

PROC AL,0Dh

; fin zona parámetros y número

ok_num:

MOV

BX,SI

; número correcto

161


; resultado

INT

2Fh

; sí: obtener su dirección

; condición de Ok.

MOV

XMS_off,BX

; y preservarla

RET

MOV

XMS_seg,ES

ENDP

MOV

xms_ins,1

POP

ES

MOV

AX,DX

CLC

obtener_num

RET

; ------------ Mensajes de error / ayuda XMS_ausente:

err_ok:

inic_XMS

otro_error

LEA

DX,ayuda_txt

; ------------ Comprobar si el programa ya reside en memoria. A la

CALL

print

;

salida, CF=0 si programa ya reside, con «tsr_seg» y

;

«tsr_off» inicializadas apuntando a la cadena de

LEA

DX,err_sintax_txt

;

identificación de la copia residente.

CMP

marcas,255

;

programa no reside aún (AX=0) o reside pero en otra

JNE

err_ok

;

versión distinta (AX=1).

LEA

DX,err_tec_txt

CALL

print

residente?

PROC

LEA

DX,err_sintax_fin

PUSH

CX

CALL

print

PUSH

SI

PUSH

DI

PUSH

ES

PUSH

AX

LEA

DI,autor_nom_ver

MOV

SI,DI

info_err_param ENDP

; ------------ Ya está instalada otra versión distinta del programa

error_version

Si CF=1, el

; identificación del programa

MOV

AL,0

PUSH

ES

MOV

CL,255

LEA

DX,mal_ver_txt1

CLD

CALL

print

REPNE SCASB

LES

DI,tsr_dir

SUB

DI,SI

MOV

AL,':'

MOV

CX,DI

MOV

CL,255

MOV

AX,1492h

CLD

MOV

ES,AX

REPNE SCASB

MOV

DI,1992h


REPNE SCASB

CALL

mx_find_tsr


MOV

tsr_off,DI

; anotar la dirección programa ; por si estaba instalado

PROC

MOV

DL,ES:[DI]

; número de versión

MOV

AH,2

MOV

tsr_seg,ES

INT

21h

POP

AX

MOV

DL,'.'

JNC

resid_ok

MOV

AH,2

POP

ES

INT

21h

PUSH

ES

MOV

DL,ES:[DI+2]

LEA

DI,autor_nom_ver

MOV

AH,2

MOV

SI,DI

INT

21h

MOV

AL,':'

LEA

DX,mal_ver_txt2

MOV

CL,255

CALL

print

REPNE SCASB

POP

ES

REPNE SCASB

; revisión

; tamaño autor+programa+versión

; CF=0 -> programa ya residente

RET

SUB

DI,SI

ENDP

MOV

CX,DI

MOV

AX,1492h

MOV

ES,AX

MOV

DI,1992h


CALL

mx_find_tsr


MOV

tsr_off,DI

; anotar dirección del programa

MOV

tsr_seg,ES

; por si instalada otra versión

MOV

AX,0

; ------------ Considerar presencia de controlador XMS

inic_XMS

ENDP

param_ayuda,1

JNE

RET

error_version

xms_ins,0

CMP

RET otro_error:

MOV RET

info_err_param PROC

PROC MOV

AX,4300h

INT

2Fh

CMP

AL,80h

JNE

XMS_ausente

JC

resid_ok

PUSH

ES

MOV

AX,1

MOV

AX,4310h

STC

; chequear presencia XMS

; no instalado

; tamaño autor+programa

; CF=1, AX=0 -> no residente

; CF=1, AX=1 -> sí: otra vers.

161

resid_ok:

residente?


POP

ES

MOV

AH,cod_rastreo

POP

DI

POP

DS

POP

SI

LEA

DX,act_teclas_txt

POP

CX

CALL

print

RET

TEST

AL,4

ENDP

JZ

alt?

LEA

DX,act_ctrl

CALL

print_

TEST

AL,8

JZ

shift_izq?

LEA

DX,act_alt

CALL

print_

TEST

AL,2

JZ

shift_der?

; ------------ Inicializar ciertas variables alt?: inic_general

PROC XPUSH

crit_ok:

inic_general

; **

MOV

AH,30h

INT

21h

XCHG

AH,AL

MOV

dosver,AX

; versión del DOS

LEA

DX,act_shift_izq

CALL

inic_XMS

; detectar controlador XMS

CALL

print_

MOV

AH,34h

TEST

AL,1

INT

21h

JZ

fin

MOV

indos_off,BX

LEA

DX,act_shift_der

MOV

indos_seg,ES

CALL

print_

INC

BX

CMP

cod_rastreo,0

CMP

dosver,300h

JE

no_mas_teclas

JB

crit_ok

LEA

DX,act_c_txt

SUB

BX,2

CMP

AH,54h

CMP

dosver,300h

JE

act_ok

JE

crit_ok

LEA

DX,act_otra_txt

MOV

AX,5D06h

act_ok:

CALL

print_

INT

21h

no_mas_teclas: LEA

shift_izq?:

shift_der?:

; dirección de InDOS fin:

; Critical Error detrás en 2.x

; Critical Error antes en 3.0

XPUSH

CALL

XPOP

RET

POP

DS

MOV

crit_err_off,BX

MOV

crit_err_seg,ES

POP

ES

print

CALL

print

PUSH

AX

; dirección de ese flag

MOV

DL,'-'

; *

MOV

AH,2

RET

INT

21h

ENDP

POP

AX

; *

print_:

DX,act_fin_txt

RET ; ------------ Detectar EGA o tarjeta superior

info_ya_ins

detectarEGA

; ------------ Adaptar parámetros de un SCRCAP ya instalado en memoria

ega_ini:

PROC MOV

BL,10h

MOV

AH,12h

INT

10h

PUSH

ES

CMP

BL,10h

MOV

ES,tsr_seg

MOV

AL,OFF

CMP

param_s,1

JE

ega_ini

JNE

s_ok

MOV

AL,ON

MOV

AL,marcas

MOV

ega,AL

MOV

ES:marcas,AL

CMP

param_t,1

JNE

c_ok

MOV

AL,cod_rastreo

MOV

ES:cod_rastreo,AL

POP

ES

adaptar_param ; pedir información EGA al BIOS

; no es EGA

s_ok:

RET detectarEGA

ENDP

; ------------ Informar de las teclas que activan SCRCAP c_ok: info_ya_ins

tec_no_res:

ENDP

PROC

RET

PROC adaptar_param

ENDP

PUSH

DS

CALL

residente?

JC

tec_no_res

; ------------ Inicializar área «program_id» del programa residente.

MOV

DS,tsr_seg

;

A la entrada, ES:DI = seg:off a donde será reubicado

MOV

AL,marcas

;

y CF=1 si se utiliza memoria superior XMS.

161


inicializa_id

CMP

xms_ins,1

PROC

JNE

no_umb_disp


PUSHF

MOV

DX,AX

; número de párrafos ; solicitar memoria superior

MOV

segmento_real,ES

; anotar segmento del bloque

MOV

AH,10h

MOV

offset_real,DI

; ídem con el offset

CALL

gestor_XMS

MOV

AX,memoria

CMP

AX,1


MOV

longitud_total,AX

MOV

AX,BX


MOV

AL,1

JNE

XMS_fallo

; fallo

POP

DX

; ok

POP

CX

POP

BX

POPF

info_ok:

; CF=0: usar memoria UMB XMS

JNC

info_ok

DEC

AL

OR

info_extra,AL

; usar memoria convencional

CLC RET

RET inicializa_id

ENDP

no_umb_disp:

MOV

AX,0

XMS_fallo:

POP

DX

POP

CX

POP

BX

; ------------ Preservar vectores de interrupción previos

STC

preservar_INTs PROC

otro_vector:

PUSH

ES

PUSH

DI

LEA

DI,tabla_vectores

MOV

CL,[DI-1]

MOV

CH,0

PUSH

CX

PUSH

DI

MOV

AH,35h

MOV

AL,[DI]

INT

21h

POP

RET UMB_alloc

; ------------ Reservar memoria superior, con DOS 5.0, del tamaño ; CX vectores interceptados


;


UPPER_alloc

PROC PUSH

AX

MOV

AH,30h

DI

INT

21h

POP

CX

CMP

AL,5

MOV

[DI+1],BX

POP

AX

MOV

[DI+3],ES

JAE

UPPER_existe

ADD

DI,5

STC

LOOP

otro_vector

POP

DI

POP

ES

; anotar donde apunta

JMP

UPPER_fin


PUSH

AX


MOV

AX,5800h

INT

21h

MOV

alloc_strat,AX

MOV

AX,5802h

INT

21h

MOV

umb_state,AL

MOV

AX,5803h

MOV

BX,1

INT

21h

MOV

AX,5801h

MOV

BX,41h

INT

21h


RET

POP

BX


ENDP

MOV

AH,48h

INT

21h

; asignar memoria


; repetir con los restantes UPPER_existe:

RET

; ------------ Liberar espacio de entorno

free_environ

;

; obtener vector de INT xx

preservar_INTs ENDP

free_environ

ENDP

PROC PUSH

ES

MOV

ES,DS:[2Ch]

MOV

AH,49h

INT

21h

POP

ES



; ------------ Reservar bloque de memoria superior del nº párrafos AX,

PUSHF

;


PUSH

AX

;


MOV

AX,5801h

;


MOV

BX,alloc_strat

INT

21h

MOV

AX,5803h

UMB_alloc

PROC PUSH

BX

MOV

BL,umb_state

PUSH

CX

XOR

BH,BH

PUSH

DX

INT

21h






161


POP

AX

POPF ; hubo fallo

SUB

CX,AX

MOV

DS,CX

LEA

SI,offsets_ints

JC

UPPER_fin

PUSH

DS

MOV

CX,CS:[SI]

DEC

AX

ADD

SI,2

MOV

DS,AX

MOV

AL,CS:[SI]

; número del vector en curso

INC

AX

MOV

DX,CS:[SI+1]

; obtener offset

MOV

WORD PTR DS:[1],AX

; manipular PID

MOV

AH,25h

MOV


; simular PSP

INT

21h

PUSH

ES

ADD

SI,3

MOV

CX,DS

LOOP

desvia_otro

MOV

ES,CX

POP

DS

MOV

CX,CS

POP

CX

DEC

CX

RET

MOV

DS,CX

MOV

CX,8

MOV

SI,CX

; ------------ Buscar entrada no usada en la interrupción Multiplex.

MOV

DI,CX

;


;


;


mx_get_handle

PROC

desvia_otro:

activar_INTs

CLD REP

MOVSB

POP

ES

POP

DS


UPPER_fin:

RET

UPPER_alloc

ENDP

mx_busca_hndl: PUSH

AH,0C0h AX

MOV

AL,0

INT

2Fh

; ------------ Reubicar programa residente a su dirección definitiva.

CMP

AL,0FFh

;

POP

AX

JNE

mx_si_hueco

INC

AH

JNZ

mx_busca_hndl

reubicar_prog

Se copia también el PSP.

PROC PUSH

DI

LEA

SI,ini_residente

MOV

CX,bytes_resid

mx_no_hueco:

STC RET

mx_si_hueco:

CLD

reubicar_prog

CLC RET

REP

MOVSB

XOR

SI,SI

XOR

DI,DI

MOV

CX,256


REP

MOVSB

;


POP

DI

;


MOV

ES:[36h],ES

;


RET

;


ENDP

;


mx_find_tsr

PROC

mx_get_handle

; nuevo segmento de la JFT

; ------------ Desviar vectores de interrupción a las nuevas rutinas.

ENDP

MOV

AH,0C0h

PUSH

AX

han sido instaladas está en DI. Por ello, CS ha de

PUSH

CX

;

desplazarse (100h-DI)/16 unidades atrás (DI se supone

PUSH

SI

;

múltiplo de 16). El segmento inicial es ES.

PUSH

DS

PUSH

ES

PUSH

DI

MOV

AL,0

PUSH

CX

INT

2Fh

POP

CX

CMP

AL,0FFh

JNE

mx_skip_hndl

;

Se tendrá en cuenta que está ensambladas para correr en

;

un offset inicial (100h) y que el offset real en que

;

activar_INTs

; desviar INT xx a DS:DX

ENDP

MOV

CLC

; CX vectores a desviar

PROC PUSH

CX

PUSH

DS

MOV

AX,100h

SUB

AX,DI

MOV

CL,4

SHR

AX,CL

MOV

CX,ES

; preservar DS para el retorno

; AX = 100h-DI

; AX = (100h-DI)/16

mx_rep_find:

CLD

; no hay TSR ahí

161


mx_skip_hndl:

mx_tsr_found:

ADD

SI,5

JMP

mx_ul_2f

PUSH

ES

PUSH

AX

DI

MOV

AH,0

POP

ES

SHL

AX,1

POP

DS

SHL

AX,1

POP

SI

DEC

AX

POP

CX

MOV

CS:mx_ul_tsroff,AX

POP

AX

MOV


INC

AH

POP

AX

JNZ

mx_rep_find

PUSH

AX

STC

MOV

AH,35h

RET

INT

21h

POP

AX

PUSH

DI

REP

CMPSB

POP

DI

JE

mx_tsr_found

POP

; comparar identificación mx_ul_pasok: ; programa buscado hallado

ADD

SP,4


POP

DS

MOV

CL,4

POP

SI

SHR

BX,CL

POP

CX

MOV

DX,ES

POP

AX

ADD

DX,BX

MOV

AH,0C0h

CALL

mx_ul_tsrcv?

JNC

mx_ul_tsrcv

JMP

mx_ul_otro

PUSH

ES:[DI-16]

CLC mx_ul_masmx:

RET mx_find_tsr

ENDP

; ------------ Eliminar TSR del convenio si es posible. A la entrada,

mx_ul_tsrcv:

;


PUSH

ES:[DI-12]

;


MOV

DI,ES:[DI-8]

;


MOV

CL,ES:[DI-1]

;


MOV

CH,0

CMP

AL,ES:[DI]

mx_ul_buscav: mx_unload

JE

mx_ul_usavect

PUSH

ES

ADD

DI,5

CALL

mx_ul_tsrcv?

LOOP

mx_ul_buscav

JNC

mx_ul_able

ADD

SP,4

POP

ES

JMP

mx_ul_otro

PROC

mx_ul_pasada:




; no lo usa

mx_ul_usavect: POP

CX

; tamaño del TSR

POP

BX

; segmento del TSR

XCHG

AH,AL

CMP

DX,BX

MOV

BP,AX

JB

mx_ul_otro

MOV

CX,2

ADD

BX,CX

PUSH

CX

CMP

DX,BX

LEA

SI,tabla_vectores

JA

mx_ul_otro

MOV

CL,ES:[SI-1]

PUSH

AX

MOV

CH,0

XOR

AL,AL

XCHG

AH,AL

CMP

AX,BP

POP

AX

JNE

mx_ul_chain

; no

POP

ES


POP

CX


; siguiente pasada

; CX = nº vectores

AX

PUSH

AX

DEC

AL

PUSH

CX

MOV

AL,ES:[SI]

JNZ

mx_ul_pasok

CMP

CX,1

POP

BX

JNE

mx_ul_noult

PUSH

BX

MOV

AL,2Fh

PUSH

CX

LEA

SI,tabla_vectores

PUSH

ES

DEC

BX

mx_ul_busca2f: CMP

mx_ul_noult:


AL,AL

mx_ul_masvect: POP

mx_ul_2f:


XOR

RET mx_ul_able:

; vector en ES:BX

ES:[SI],AL

; pasada en curso

; vector en curso

; ¿último vector?

; ¿INT 2Fh?




JE

mx_ul_pasok

JNZ

mx_ul_norest


ADD

SI,5

POP

ES

; segunda pasada...

JMP

mx_ul_busca2f

PUSH

ES

CMP

AL,2Fh

PUSH

DS

JNE

mx_ul_pasok

MOV



161


MOV

DS,CS:mx_ul_tsrseg

CLI

mx_ul_chain:

mx_ul_otro:

JNE

mx_ul_ncvexit

MOV

[BX+1],CX

ADD

SP,4

MOV

CX,ES:[SI+3]

POP

AX

MOV

[BX+3],CX

DI

DS

POP

ES

POP

ES

POP

AX

POP

CX

STC

ADD

SI,5

DEC

CX

JZ

mx_unloadable

JMP

mx_ul_masvect

MOV


MOV


MOV

DX,ES:[DI+1]

MOV

CL,4

SHR

DX,CL

MOV

CX,ES:[DI+3]

ADD

DX,CX

MOV

AH,0BFh

INC

AH

JZ

mx_ul_exitnok

JMP

mx_ul_masmx SP,6


DW

0

mx_ul_tsrseg

DW

0

mx_unload

ENDP

; ------------ Imprimir cadena en DS:DX delimitada por un 0

MOV

BX,DX

MOV

AL,[BX]

AND

AL,AL

; a por otro TSR

JZ

fin_print

; ¡se acabaron!

MOV

DL,AL

MOV

AH,2

PUSH

BX

INT

21h

POP

BX

INC

BX

JMP

print_mas

XPOP

print_mas:

; equilibrar pila


mx_unloadable: POP

CX

DEC

CX

JZ

mx_ul_exitok

; desinstalado

JMP

mx_ul_pasada


TEST

ES:info_extra,111b

MOV


JZ

mx_ul_freeml

CMP

xms_ins,1

JNE

mx_ul_freeml

MOV

DX,ES

MOV

AH,11h

CALL

gestor_XMS

POP

ES

fin_print:





CLC RET AH,49h

INT

21h

POP

ES



PROC XPUSH

STC

MOV

; CF=1

mx_ul_tsroff

print


PUSH

AX

PUSH

ES


PUSH

DI

MOV

DI,1492h

MOV

ES,DI

MOV

DI,1992h

INT

2Fh

CMP

AX,0FFFFh

JNE

mx_ul_ncvexit

CMP



RET

; siguiente vector

ES

RET

; CF=0


POP

POP

mx_ul_freeml:


CX,ES:[SI+1]

mx_ul_exitnok: ADD

mx_ul_exitok:

mx_ul_ncvexit

CMP

MOV

STI

mx_ul_norest:

JNE

RET print

ENDP

161


DB

": Instalación imposible.",13,10

*

DB

"

*

DB

"misma técnica.",13,10,0

; ********************************** ; * ; *

DATOS PARA LA INSTALACION

; *

nocabe_txt

Ya hay 64 programas residentes con la "

*

; **********************************

ON

EQU

1

; constantes booleanas

OFF

EQU

0

xms_ins

DB

0

gestor_XMS

LABEL DWORD

XMS_off

DW

0

XMS_seg

DW

0

alloc_strat

DW

0

; estrategia asignación (DOS 5)

umb_state

DB

0

; estado de bloques UMB (DOS 5)

; a 1 si presente controlador XMS

err_sintax_txt DB

13,10,"

- Parámetro(s) incorrecto(s).",0

err_tec_txt

DB

13,10,"

- Parámetro /S fuera de rango.",0

err_sintax_fin DB

13,10,"

"ayuda.",13,10,7,0

DB

13,10

DB

"

mal_ver_txt2

DB

" de este programa.",13,10,7,0

des_ok_txt

DB

" desinstalado.",13,10,0

des_no_ok_txt

DB

13,10,"

DB

"instalado después un programa"

DB

13,10,"

DB

"alguna interrupción común).",13,10,7,0

mal_ver_txt1

; dirección del controlador XMS

; dirección de la copia residente

- Error: ya está instalada la versión ",0

tsr_dir

LABEL DWORD

tsr_off

DW

0

tsr_seg

DW

0

memoria

DW

0

; párrafos que ocupará SCRCAP

offsets_ints

DW

6

; número de vectores interceptados

ayuda_txt

DB

8

; tabla de offsets de los vectores

DB 13,9,"

DW

ges_int08

; de interrupción interceptados

DB 13,10

DB

9

DB "

DW

ges_int09

DB "Valladolid.",13,10,10

DB

13h

DB 9,"

DW

ges_int13

DB 13,10,10

DB

21h

DB "

DW

ges_int21

DB "pantalla actual se",13,10

DB

28h

DB "

DW

ges_int28

DB "anchura hexadecimal",13,10

DB

2Fh

DB "

DW

ges_int2F

DB "partiendo de 00",13,10

param_ml

DB

0

; a 1 si se indicó parámetro /ML

DB "

param_s

DB

0

; a 1 si se indicó parámetro /S

DB "que se invoca la",13,10

param_t

DB

0

; a 1 si se indicó parámetro /T

DB "

param_u

DB

0

; a 1 si se indicó parámetro /U

DB "(más de 25 líneas",13,10

param_ayuda

DB

0

; a 1 si se indicaron parámetros /? /H ó ?

DB "

imp_desins_txt DB

13,10,"

DB

DB "

- Desinstalación imposible (se ha "

que no respeta el convenio y tiene "

- Programa aún no instalado: "

"imposible desinstalarlo.",13,10,0

LABEL BYTE SCRCAP 1.0 - Utilidad de captura de pantallas de texto."

(c) 1992 CiriSOFT,

(c) Grupo Universitario de Informática - "

SCRCAP [/ML] [/S=marcas] [/T=codigo de rastreo] [/U] [/?|H]"

Una vez instalado, al pulsar Alt-SysReq (Alt-PetSis) la "

salvará en disco con nombre SCRxx-nn.SCR, donde xx es la "

de la misma (en columnas) y nn el número de fichero; ya que, "

tras instalar el programa,

se crean sucesivamente cada vez "

utilidad. Se salvan también pantallas de texto no estándar "

u 80 columnas); las pantallas gráficas generan ficheros "

DB "inservibles. ; ------------ Texto

Ejecute SCRCAP /? para obtener "

DB

Lo que",13,10

se almacena en los ficheros es exactamente el contenido del "

DB "buffer de vídeo;",13,10 scrcap_txt

DB

13,10,"

SCRCAP 1.0",0

DB "

la captura va precedida y sucedida de un sonido de aviso "

DB "durante 1 segundo.",13,10,10 instalado_txt

DB

" instalado.",0

DB "

Por defecto se instala residente en memoria superior (si la "

DB "hay) de manera",13,10 ya_install_txt DB

" ya instalado.",0

DB "

automática,

sea cual sea la versión del sistema o el "

DB "controlador de memoria",13,10 - Pulse ",0

DB "

(incluso sin indicar DOS=UMB en el CONFIG del DOS 5.0): con "

act_teclas_txt DB

13,10,"

act_ctrl

DB

"Ctrl",0

DB "/ML se fuerza la",13,10

act_alt

DB

"Alt",0

DB "

act_shift_der

DB

"ShiftDer",0

DB "Kb).",13,10,10

act_shift_izq

DB

"ShiftIzq",0

DB "

act_c_txt

DB

"SysReq",0

DB "activación

act_otra_txt

DB

8," y la tecla elegida",0

DB "

act_fin_txt

DB

8," para activarlo.",13,10,0

DB "8-Alt); con /T puede",13,10 DB "

instalación en memoria convencional. Consumo: 2208 bytes (2,16 "

El parámetro /S permite elegir la combinación de teclas de " (se",13,10

obtiene sumando: 1-shift derecho, 2-shift izdo, 4-Ctrl, "

cambiarse opcionalmente la tecla de activación. Se puede "

161


DB "desinstalar con /U,",13,10 DB "

siendo a menudo posible incluso aunque no sea el último TSR "

DB "instalado.",13,10,0

fin_prog

EQU

$

scrcap

ENDS END

inicio

Para visualizar las pantallas capturadas puede utilizarse la utilidad SCRVER.C, que admite comodines para poder ver cualquier conjunto de ficheros. Con SCR2TXT.C se convierten las pantallas capturadas (de 40/80/94/100/120/132 ó 160 columnas) a modo texto: se suprimen los colores, se eliminan la mayoría de los códigos de control, se quitan los espacios en blanco al final de las líneas y se añaden retornos de carro para separarlas. Esto último provoca, en pantallas que ocupan justo las 80 columnas, que al emplear el TYPE del DOS las líneas queden separadas por una línea extra en blanco (si tuvieran 79 columnas o si se carga desde un editor de texto, no habrá problemas).

exit (1); }

/********************************************************************/ /*

*/

/* SCRVER 1.0

-

Utilidad para visualizar pantallas 80x25 y 40x25

buffer=MK_FP((peekb(0x40,0x49)==7 ? 0xB000: 0xB800), 0);

*/

/*

capturadas por SCRCAP. Borland C en modo "Large". */

/*

*/

fnsplit (argv[1], disco, direct, fich, ext); if (!*ext) strcpy (ext, ".*");

/********************************************************************/

fnmerge (ruta, disco, direct, fich, ext); ultimo=findfirst (ruta, &fichero, FA_ARCH|FA_HIDDEN|FA_RDONLY); if (ultimo) {

#include

printf("\nNombre de fichero incorrecto.\n"); exit(1); }

#include #include

while (!ultimo) {

#include

fnmerge (ruta, disco, direct, fichero.ff_name, "");

#include

if (fichero.ff_name[3]=='2') { _AX=1; __emit__(0xcd, 0x10); }

/* modo de 40x25 */

else { _AX=3; __emit__(0xcd, 0x10); }

void main(int argc, char **argv)

/* modo 80x25 */

if ((handle=open(ruta, O_RDONLY | O_BINARY, 0)) == -1) {

{ int

handle, ultimo;

void

far *buffer;

printf("Error al abrir fichero de entrada.\n"); exit(1); } read(handle, buffer, 30000); close(handle); ultimo=(getch()==27) || findnext (&fichero);

struct ffblk fichero; char

}

disco[MAXDRIVE], direct[MAXDIR], fich[MAXFILE], ext[MAXEXT], ruta[MAXPATH];

_AX=3; __emit__(0xcd, 0x10);

/* modo 80x25 */

}

if (argc<2) { printf("\nIndique el(los) fichero(s) a visualizar.\n");

/********************************************************************/

#include

/*

#include

/* SCR2TXT 1.0

*/ -

/* /*

Utilidad para convertir pantallas capturadas por */ SCRCAP a modo texto. Borland C en modo "Large".

#include

*/ */

/********************************************************************/

void main(int argc, char **argv) { int

handler, handlew, ultimo, ancho, ih, il;

#include

struct ffblk fichero;

#include

char

buffer[512], *p,

161


disco[MAXDRIVE], direct[MAXDIR],

fnmerge (rutar, disco, direct, fichero.ff_name, "");

fich[MAXFILE], ext[MAXEXT], rutar[MAXPATH], rutaw[MAXPATH];

strcpy (rutaw, rutar); p=rutaw; while ((*p) && (*p!='.')) p++; *(p-5)=*(p-4)=*(p-3)='0'; *(p+1)=*(p+3)='T'; *(p+2)='X'; *(p+4)=0;

printf("\n"); ih=fichero.ff_name[3]-'0'; if (ih>9) ih-='A'-'9'-1;

if (argc<2) {

il=fichero.ff_name[4]-'0'; if (il>9) il-='A'-'9'-1;

printf("Indique el(los) fichero(s) a convertir.\n"); exit (1); }

ancho=(ih<<4)+il; if ((ancho!=40) && (ancho!=80) && (ancho!=94) && (ancho!=100) &&

fnsplit (argv[1], disco, direct, fich, ext);

(ancho!=114) && (ancho!=120) && (ancho!=132) && (ancho!=160)) {

if (!*ext) strcpy (ext, ".*"); fnmerge (rutar, disco, direct, fich, ext);

printf("

ultimo=findfirst (rutar, &fichero, FA_ARCH|FA_HIDDEN|FA_RDONLY);

rutar); exit(1); }

- Error: el fichero %s no es del tipo SCRxx-nn.SCR\n",

if (ultimo) { if ((handler=open(rutar, O_RDONLY | O_BINARY, 0)) == -1) {

printf("Nombre de fichero incorrecto.\n"); exit(1); }

printf("Error al abrir fichero de entrada.\n"); exit(1); } if ((handlew=_creat(rutaw, 0)) == -1) {

while (!ultimo) {

printf("Error al abrir fichero de salida.\n"); exit(1); }

printf("Procesando %s\n", rutar);

while (read(handler, buffer, ancho<<1)==ancho<<1) { for (il = (ancho<<1)-2; (il>=0) && buffer[il]==' '; il-=2); p=buffer; for (ih=0; ih<=il; ih+=2) { if (((*p>6) && (*p<32)) || !*p) *p=' ';

/* carácter control */

write (handlew, p, 1); p+=2; } p=buffer; *p++=0x0D; *p++=0x0A; *p=0; write (handlew, buffer, 2); }

close(handler); close (handlew); ultimo=findnext (&fichero); } }

10.12. - PROGRAMAS RESIDENTES INVOCABLES EN MODOS GRÁFICOS. La mayoría de los programas residentes prefieren operar con pantallas de texto: ocupan menos memoria, son totalmente estándar y más rápidas. En la práctica, la dificultad asociada al proceso de preservar el contenido de una pantalla gráfica y después restaurarla lleva a muchos programas residentes a no dejarse activar cuando la pantalla está en modo gráfico. Sin embargo, existe una técnica sencilla que permite simplificar este proceso, siendo operativa en todos los modos de la EGA y VGA estándar, aunque presenta alguna dificultad en ciertos modos de la VGA. 10.12.1 - CASO GENERAL. En los modos estándar de IBM (y en general también en los no estándar) cuando se solicita a la BIOS que establezca el modo de vídeo (véanse las funciones de la BIOS en los apéndices) si el bit más significativo del modo se pone a 1, al cambiar de modo no se limpia la pantalla. Esta característica está disponible sólo en máquinas con tarjeta EGA o VGA (tanto XT como AT). Se trata de una posibilidad muy interesante, que permite a los programas residentes activar momentáneamente una pantalla de texto, preservar el fragmento de la misma que van a emplear y, al final, restaurarlo y volver al modo gráfico como si no hubiera sucedido nada, sin necesidad de preservar ni restaurar zonas gráficas. También habrán de preservar la posición inicial del cursor y la página de vídeo activa inicialmente (que habrán de restaurar junto con el modo de vídeo), así como las paletas de la EGA y VGA, tareas éstas que puede simplificar la BIOS.

161


Por ejemplo: si la pantalla estaba en modo 12h (VGA 640x480 con 16 colores) se puede activar el modo 83h (el 3 con el bit 7 activo) de texto de 80x25 y, cuando halla que restaurarla, activar el modo 92h (el 12h con el bit 7 activo). Evidentemente, después habrá que engañar de alguna manera a la BIOS para que crea que la pantalla está en modo 12h y no 92h (sutil diferencia, ¿no?) y ello se consigue borrando el bit más significativo de la posición 40h:87h (la variable de la BIOS 40h:49h indica siempre el número de modo de pantalla con el bit más significativo borrado: este bit se almacena separadamente en 40h:87h). Esta operación es segura, ya que la diferencia entre el modo 12h y el 92h es sólo a nivel de software y no de hardware. Un programa residente elegante, además, se tomará la molestia de dejar activo el bit de 40h:87h si así lo estaba al principio, antes de restaurar el modo gráfico (poco probable, pero posible -sobre todo cuando el usuario activa más de un programa residente de manera simultánea-). 10.12.2 - CASO DEL MODO 13H DE LA VGA Y MODOS SUPERVGA. Esta técnica presenta, sin embargo, una ligera complicación al trabajar en el modo 13h de la VGA (320x200 con 256 colores) o en la mayoría de los modos SuperVGA. El problema consiste en que, al pasar a modo texto, la BIOS define el juego de caracteres -que en la EGA/VGA es totalmente programable- utilizando una cierta porción de la memoria de vídeo de la tarjeta. Por desgracia, esa porción de la memoria de la tarjeta gráfica es parte de la pantalla en el modo 13h y en los modos SuperVGA. La solución no es muy complicada, aunque sí un poco engorrosa. Ante todo, recordar que esto sólo es necesario en modos de pantalla avanzados o en el 13h. Una posible solución consiste en preservar la zona que va a ser manchada (8 Kb) en un buffer, pasar a modo texto y, antes de volver al modo gráfico, redefinir el juego de caracteres de texto de tal manera que al volver a modo gráfico ya esté restaurada la zona manchada. Este orden de operaciones no es caprichoso y lo he elegido para reducir los accesos al hardware, como se verá. El problema principal radica en el hecho de que la arquitectura de la pantalla en los modos gráficos y de texto varía de manera espectacular. Por ello, no hay un algoritmo sencillo para acceder a la zona de memoria de gráficos que hay que preservar. Para no desarrollar complicadas rutinas -por si fuera poco, una para cada modo gráfico- es más cómodo programar el controlador de gráficos para configurar de manera cómoda la memoria de vídeo y preservar sin problemas los 8 Kb deseados. Después, no hace falta restaurar el estado de ningún controlador de vídeo, ya que la BIOS lo reprogramará correctamente al pasar a modo texto. Por último, y estando aún en modo texto, se redefinirá el juego de caracteres con los 8 Kb preservados. Como inmediatamente después se vuelve al modo gráfico, el usuario no notará la basura que aparezca en la pantalla durante breves instantes y, de nuevo, la BIOS reprogramará adecuadamente el controlador de gráficos. El siguiente ejemplo práctico parte de la suposición de que nos encontramos en el modo 13h: CALL

def_car_on

; habilitar acceso a tabla de caracteres

CALL

preservar8k

; guardar 8 Kb de A000:0000 en un buffer

MOV

AX,83h

INT

10h

; pasar a modo texto 80x25 ; ... operar en modo texto ...

CALL

def_car_on

CALL

restaurar8k

; habilitar acceso a tabla de caracteres ; copiar el buffer de 8 Kb en A000:0000

MOV

AX,93h

; 13h + 80h

INT

10h

; restaurar de nuevo el modo gráfico

Las rutinas preservar8k y restaurar8k son tan obvias que, evidentemente, no las comentaré. Sin embargo, la rutina que prepara el sistema de vídeo de tal manera que se pueda redefinir el juego de caracteres de texto, requiere conocimientos acerca de la arquitectura de las tarjetas gráficas EGA y VGA a bajo nivel. Esta información puede obtenerse en libros especializados sobre gráficos (consúltese la bibliografía) aunque a continuación expongo el listado de def_car_on; eso sí, sin entrar en detalles técnicos acerca de su funcionamiento: def_car_on

PROC MOV

DX,3C4h ; puerto del secuenciador

LEA

SI,car_on

MOV

CX,4

; códigos a enviarle

161


CLD CLI def_on_1:

; precauciones

LODSW OUT

DX,AX

LOOP

def_on_1

STI

def_on_2:

; programar registro ; no más precauciones

MOV

DL,0CEh ; 3CEh = puerto del controlador de gráficos

MOV

CX,3

LODSW OUT

DX,AX

LOOP

def_on_2

; programarlo

RET car_on

DW

def_car_on

ENDP

100h, 402h, 704h, 300h, 204h, 5, 6

; datos

10.12.3 - ALGUNOS PROBLEMAS. En la aplicación práctica de las rutinas expuestas se han detectado algunos problemas de compatibilidad con algunas tarjetas. El más grave se produjo con una OAK SuperVGA: en algunos modos de 800 y 1024 puntos, se colgaba el ordenador al ejecutar def_car_on. La solución adoptada consistió en dar un paso intermedio: antes de llamar a def_car_on se puede poner la pantalla en un modo no conflictivo y que sea gráfico para evitar que la BIOS defina el juego de caracteres (como el 13h+80h=93h); en este modo sí se puede ejecutar def_car_on, antes de pasar al modo texto. 10.12.4 - CONSIDERACIONES FINALES. El método propuesto es ciertamente sencillo, aunque se complique un poco más en algunos modos de la VGA. Tiene requerimientos (como el buffer de 8 Kb) que no están quizá al alcance de los programas residentes menos avanzados. Los más avanzados pueden grabar los 8 Kb en disco duro, si la máquina está dotada del mismo, así como toda la memoria de pantalla CGA (unos modestos 16 Kb) en las máquinas que no están dotadas de EGA o VGA y no pueden conmutar el modo de pantalla sin borrar la misma. Las máquinas que no tengan disco duro aumentarán el consumo de memoria del programa residente en 8/16 Kb, aunque ¡peor sería tener que preservar hasta 1 Mb de memoria de vídeo!. El problema está en las tarjetas no compatibles VGA: mucho cuidado al utilizar la rutina def_car_on (hay que detectar antes la presencia de una auténtica EGA/VGA, ¡no vale la MCGA!). En MCGA no se puede aplicar def_car_on en el modo 13h, aunque afortunadamente esta tarjeta está poco extendida (sólo acompaña al PS/2-30, en sus primeros modelos un compatible XT); los más perfeccionistas siempre pueden consultar bibliografía especializada en gráficos para tratar de manera especial este adaptador de vídeo, aunque sería incluso más recomendable ocuparse antes de la Hércules. Otro premio reservado para estos perfeccionistas será la posibilidad de conmutar los modos de pantalla accediendo al hardware y sin apoyo de la BIOS, para que no borre la pantalla en las CGA. Téngase en cuenta que esta operación sería mucho más delicada en las EGA y VGA (es más difícil restaurar todos los parámetros hardware del modo gráfico activo inicialmente) en las que además habría que definir un juego de caracteres de texto. Por cierto, el estándar VESA posee también funciones para preservar y restaurar el estado del adaptador de vídeo; el lector podría encontrar interesante documentarse acerca de ello. 10.13. - PROGRAMAS RESIDENTES EN ENTORNO WINDOWS 3. El tema de los programas residentes de DOS funcionando bajo Windows no es demasiado importante ya que, en teoría, desde dentro de Windows no es necesario tener instalados programas residentes, al tratarse de un entorno multitarea que permite tener varios programas activos en pantalla a la vez. Sin embargo, puede ser interesante en ocasiones crear programas residentes que también operen bajo Windows, de cara a no tener que desarrollar una versión específica no residente para este entorno. Un problema importante de los programas residentes consiste en la dificultad para leer el teclado. La

161


razón es que Windows reemplaza totalmente al controlador del DOS, anulando los TSR que se activan por teclado. En los AT se puede leer el puerto del teclado en cualquier momento (fuera de la INT 9) aunque no es recomendable porque la práctica reiterada de este método provoca anomalías en el mismo (tales como aparición de números en los cursores, estado de Shift que se engancha, etc.) debido a las limitaciones del hardware. Un método más recomendable, aunque menos potente, consiste en comprobar las variables de la BIOS que indican el estado de mayúsculas, bloque numérico, shift, ... ya que estas variables son correctamente actualizadas desde dentro de Windows. El único problema es la limitación de combinaciones posibles que se pueden realizar con estas teclas, de cara a permitir la convivencia de varios programas residentes (problema que se puede solventar permitiendo al usuario elegir las teclas de activación). El otro problema está relacionado con la multitarea de Windows. Si se abren varios procesos DOS desde este entorno y se activa el programa residente en más de uno de ellos, pueden aparecer problemas de reentrada (la segunda ejecución estropeará los datos de la primera). La solución más sencilla consiste en no permitir la invocación del programa residente desde más de una tarea; sin embargo, en algunos TSR (tales como utilidades de macros de teclado, etc.) esto supone una grave e intolerable restricción. Otra solución sencilla consiste en obligar al usuario a instalar el TSR en cada sesión de DOS abierta, con lo que todo el entorno de operación será local a dicha sesión. Para los casos en que no sea recomendable esto último, se puede quemar el último y más efectivo cartucho: comunicar el TSR con el conmutador de tareas de Windows para emplear memoria instantánea. El único inconveniente es que Windows sólo facilita memoria instantánea en el modo extendido 386, no en el modo estándar ni -en el caso de la versión 3.0- en el real. Sin embargo, con la versión 3.1 de Windows, en el modo estándar se puede emplear el conmutador de tareas del DOS 5.0, que es el que utiliza dicho modo. No deja de ser una pena tener que utilizar un método diferente para el modo estándar que para el extendido, aunque la recompensa para quien implemente soporte en sus TSR para los dos métodos es que les hará compatibles también con el conmutador de tareas del MS-DOS 5.0. Se puede interceptar el arranque de Windows y comprobar si lo hace en modo real, en cuyo caso se puede abortar su ejecución y emitir un mensaje de error para solicitar al usuario que no desinstale el TSR antes de entrar en ese modo de Windows. Cuando Windows arranca, llama a la INT 2Fh con AX=1605h: un TSR puede interceptar esta llamada (como en cualquier otra interrupción, llamando primero al controlador previo) y comprobar si el bit 0 de DX está a cero (en ese caso se estará ejecutando en modo extendido): si se desea abortar la ejecución de Windows bastará cargar un valor distinto de 0 en CX antes de retornar. Si el TSR necesita áreas de datos locales a cada sesión en el modo extendido, puede indicárselo a Windows con un puntero a un área de datos denominado SWSTARTUPINFO en ES:BX. Para ello, y teniendo en cuenta que puede haber varios TSR que intercepten las llamadas a la INT 2Fh con AX=1605h, este área ha sido diseñada para almacenar una cadena de referencias entre todos ellos; por ello es preciso almacenar primero el ES:BX inicial de la rutina en dicha estructura y cargar ES:BX apuntándola antes de retornar. El formato de SWSTARTUPINFO es el siguiente: DW

3

; versión de la estructura

DD

?

; puntero a la próxima estructura SWSTARTUPINFO (ES:BX inicial)

DD

0

; puntero al nombre ASCIIZ del dispositivo virtual (ó 0)

DD

0

; datos de referencia del dispositivo virtual (si tiene nombre)

DD

?

; puntero a la tabla de registros de datos locales (ó 0)

El formato de la tabla de registros de datos locales, que define las estructuras de datos que serán locales a cada sesión, es el siguiente: DD

?

; dirección de memoria de la estructura

DW

?

; tamaño de la estructura

.

.

.

.

.

.

DD

0

; estructura NULL

DW

0

; (fin de lista)

En los momentos críticos en que el TSR deba evitar una conmutación de tareas, puede emplear las

161


funciones BeginCriticalSection (llamar a INT 2Fh con AX=1681h) y EndCriticalSection (llamar a INT 2Fh con AX=1682h); el TSR debe estar poco tiempo en fase crítica para no ralentizar Windows. Para detectar la presencia del conmutador de tareas del MS-DOS 5.0 se debe llamar a la INT 2Fh con AX=4B02h: si a la vuelta AX es 0, significa que está cargado y ES:DI apunta a la rutina de servicio del mismo, que pone varias funciones a disposición de los TSR: los TSR deberán ejecutar la función AX=4 (Conectar a la cadena de Notificación) al instalarse en memoria y la función AX=5 (Desconectar de la Cadena de Notificación) al ser desinstalados, para informar al conmutador. Una vez enganchado, el TSR será llamado por el conmutador de tareas para ser informado de todo lo interesante que suceda (de cosas tales como la creación y destrucción de sesiones, suspensión del conmutador, etc.) por medio de la ejecución de la rutina de notificación del mismo, pudiendo el TSR permitir o no, por ejemplo, la suspensión de la sesión... el aviso de inicio de sesión es fundamental para los TSR que tienen áreas de datos temporales que inicializar al comienzo de cada sesión. El procedimiento general lo inicia el conmutador de tareas llamando a la INT 2Fh con AX=4B01h: los TSR serán invocados unos tras otros (pasándose mutuamente el control). Para gestionar esto existe una estructura de datos denominada SWCALLBACKINFO (apuntada por ES:BX al llamar a INT 2Fh con AX=4B01h): DD

?

; puntero a la estructura SWCALLBACKINFO anterior

DD

?

; puntero a la rutina de notificación del TSR

DD

?

; área reservada

DD

?

; puntero a la lista de estructuras SWAPINFO

La lista de estructuras SWAPINFO tiene a su vez el siguiente formato: DW

10

DW

?; identificador del API (1-NETBIOS, 2-802.2, 3-TCP/IP, 4-Tuberías LanManager,

; longitud de la estructura

DW

?

; número de la mayor versión del API soportada

DW

?

; número de la menor versión del API soportada

DW

?; nivel de soporte: 1-mínimo (el TSR impide la conmutación de la tarea incluso

5-NetWare IPX)

tras finalizar sus funciones), 2-soporte a nivel API (el TSR impide la conmutación

de

tareas

si

las

peticiones

son

importantes),

3-

Compatibilidad de conmutación (se permite conmutar de tarea incluso con peticiones

importantes,

aunque

algunas

podrían

fallar),

4-Sin

compatibilidad (se permite siempre la conmutación).

Cuando el conmutador de tareas arranca, ejecuta una INT 2Fh con AX=4D05h para tomar nota de los bloques de datos locales a cada sesión, llamada que los TSR deberán detectar del mismo modo que cuando comprobaban la ejecución de Windows en modo extendido: la estructura de datos es además, por fortuna, la misma en ambos casos. Las funciones que debe soportar la rutina de notificación, apuntada por la estructura SWCALLBACKINFO, son las siguientes: 0000h inicialización del conmutador Devuelve: AX = 0000h si permitido = no cero si no permitir iniciar el conmutador 0001h pregunta de suspensión del conmutador BX = Identificación de sesión Devuelve: AX = 0000h si permitir conmutación (el TSR no está en región crítica) = 0001h si no 0002h suspensión del conmutador BX = Identificación de sesión interrupciones inhibidas Devuelve: AX = 0000h si permitido conmutar de sesión = 0001h si no 0003h activando conmutador BX = Identificación de sesión

161


CX = banderines de estado de la sesión bit 0: activo si primera activación de la sesión bits 1-15: reservado (0) interrupciones inhibidas Devuelve: AX = 0000h 0004h sesión activa del conmutador BX = Identificación de sesión CX = banderines de estado de la sesión bit 0: activo si primera activación de la sesión bits 1-15: reservado (0) Devuelve: AX = 0000h 0005h crear sesión del conmutador BX = Identificación de sesión DEVUELVE: AX = 0000h si permitido = 0001h si no

161


0006h destruir sesión BX = Identificación de sesión Devuelve: AX = 0000h 0007h salida del conmutador BX = banderines bit 0: activo si el conmutador que llama es el único cargado bits 1-15: reservados (0) Devuelve: AX = 0000h

203

CONTROLADORES DE DISPOSITIVOS

Capítulo XI: CONTROLADORES DE DISPOSITIVO

11.1. - INTRODUCCIÓN. Los controladores de dispositivo (device drivers en inglés) son programas añadidos al núcleo del sistema operativo, concebidos inicialmente para gestionar periféricos y dispositivos especiales. Los controladores de dispositivo pueden ser de dos tipos: orientados a caracteres (tales como los dispositivos NUL, AUX, PRN, etc. del sistema) o bien orientados a bloques, constituyendo las conocidas unidades de disco. La diferencia fundamental entre ambos tipos de controladores es que los primeros reciben o envían la información carácter a carácter; en cambio, los controladores de dispositivo de bloques procesan, como su propio nombre indica, bloques de cierta longitud en bytes (sectores). Los controladores de dispositivo, aparecidos con el DOS 2.0, permiten añadir nuevos componentes al ordenador sin necesidad de rediseñar el sistema operativo. Los controladores de dispositivo han sido tradicionalmente programas binarios puros, similares a los COM aunque ensamblados con un ORG 0, a los que se les colocaba una extensión SYS. Sin embargo, no hay razón para que ello sea así ya que un controlador de dispositivo puede estar incluido dentro de un programa EXE, con la condición de que el código del controlador sea el primer segmento de dicho programa. El EMM386.EXE del MS-DOS 5.0 sorprendió a más de uno en su día, ya que llamaba la atención observar cómo se podía cargar con DEVICE: lo cierto es que esto es factible incluso desde el DOS 2.0 (pese a lo que pueda indicar algún libro), pero ha sido mantenido casi en secreto. Actualmente es relativamente frecuente encontrar programas de este tipo. La ventaja de un controlador de dispositivo de tipo EXE es que puede ser ejecutado desde el DOS para modificar sus condiciones de operación, sin complicar su uso por parte del usuario con otro programa adicional. Además, un controlador de dispositivo EXE puede superar el límite de los 64 Kb, ya que el DOS se encarga de relocalizar las referencias absolutas a segmentos como en cualquier programa EXE ordinario. Por cierto, el RAMDRIVE.SYS de WINDOWS 3.1 (no el de MS-DOS 5.0) y el VDISK.SYS de DRDOS 6.0 son realmente programas EXE, aunque renombrados a SYS (aviso: no recomiendo a nadie ponerles extensión EXE y ejecutarlos después). 11.2.- ENCABEZAMIENTO Y PALABRA DE ATRIBUTOS. Todo controlador de dispositivo de bloques comienza con una cabecera estándar, mostrada a continuación: ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

CABECERA DEL CONTROLADOR DE DISPOSITIVO DE BLOQUES

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ offset

0

DD 0FFFFFFFFh

; doble palabra de valor -1

│

│ offset

4

DW 0

; palabra de atributos (ejemplo arbitrario)

│

│ offset

6

DW estrategia

; desplazamiento de la rutina de estrategia

│

│ offset

8

DW interrupcion

; desplazamiento de la rutina de interrupción

│

│ offset 10

DB 1

; número de discos definidos: 1 por ejemplo

│

│ offset 11

DB 7 DUP (0)

; 7 bytes no usados

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Al principio, una doble palabra con el valor 0FFFFFFFFh (-1 en complemento a 2) será modificada posteriormente por el DOS para enlazar el controlador de dispositivo con los demás que haya en el sistema, formando una cadena. No fue una ocurrencia muy feliz elegir precisamente ese valor inicial como obligatorio

203


para la copia en disco, dado que la instrucción de código de operación 0FFFFh es ilegal y bloquea la CPU si es ejecutada. Esto significa que un controlador de dispositivo binario puro no puede ser renombrado a COM y ejecutado también desde el DOS (habrá de ser necesariamente de tipo EXE). A continuación, tras esta doble palabra viene una palabra de atributos, cuyo bit más significativo está borrado en los dispositivos de bloques para diferenciarlos de los dispositivos de caracteres. Tras ello, aparecen los offsets a las rutinas de estrategia e interrupción, únicas de las que consta el controlador. Por último, un byte indica cuántas nuevas unidades de disco se definen y detrás hay 7 bytes reservados -más bien no utilizados-. ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

PALABRA DE ATRIBUTOS DEL CONTROLADOR DE DISPOSITIVO DE BLOQUES

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ bit 15:

borrado para indicar dispositivo de bloques

│

│ bit 14:

activo si se soporta IOCTL

│

│ bit 13:

activo para indicar disco de formato no-IBM

│

│ bit 12:

reservado

│

│ bit 11:

en DOS 3+ activo si soportadas órdenes OPEN/CLOSE y REMOVE

│

│ bit 10:

reservados

│

│ bit 9:

no documentado. Al parecer, el DRIVER.SYS del DOS 3.3 lo emplea para

│

│

indicar que no está permitida una E/S directa en las unidades «nuevas»

│

│ bit 8:

no documentado. El DRIVER.SYS del DOS 3.3 lo pone activo para las

│

│

unidades «nuevas»

│

│ bit 7:

en DOS 5+ activo si soportada orden 19h (CHECK GENERIC IOCTL SUPPORT)

│

│ bit 6:

en DOS 3.2+ activo si soportada orden 13h (GENERIC IOCTL)

│

│ bits 5-2: reservados

│

│ bit 1:

activo si el driver soporta direccionamientos de sector de 32 bits

│

│

(unidades de más de 65536 sectores y, por ende, más de 32 Mb).

│

│ bit 0:

reservado

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

En la palabra de atributos, el bit 15 indicaba si el dispositivo es de bloques o caracteres: en este último caso, la cabecera del controlador de dispositivo cambia ligeramente para indicar cuál es el nombre del dispositivo: ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

CABECERA DEL CONTROLADOR DE DISPOSITIVO DE CARACTERES

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ offset

0

DD 0FFFFFFFFh

; doble palabra de valor -1

│

│ offset

4

DW 8000h

; palabra de atributos (ejemplo arbitrario)

│

│ offset

6

DW estrategia

; desplazamiento de la rutina de estrategia

│

│ offset

8

DW interrupcion

; desplazamiento de la rutina de interrupción

│

DB "AUX

; nombre del dispositivo (8 caracteres)

│

│ offset 10

"

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Aunque en el ejemplo aparece AUX, ello es un ejemplo de lo que no se debe hacer, a no ser que sea lo que realmente se desea hacer (se está creando un dispositivo AUX que ya existe, con lo que se sobrescribe y anula el puerto serie original). En general, además de los nombres de los dispositivos del sistema, no deberían utilizarse los que crean ciertos programas (como el EMMXXXX0 del controlador EMS, etc.). Conviene decir aquí que muchos de los controladores de dispositivo de caracteres instalados en el ordenador no lo son tal realmente, sino que se trata de simples programas residentes que se limitan a dar error a quien intenta acceder a ellos (pruebe el lector a ejecutar la orden COPY *.* EMMXXXX0: con el controlador de memoria expandida instalado) aunque algunos implementan ciertas funciones vía IOCTL. La palabra de atributos del controlador de dispositivo de caracteres también cambia respecto al de bloques, pero sustancialmente: ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

PALABRA DE ATRIBUTOS DEL CONTROLADOR DE DISPOSITIVO DE CARACTERES

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤

203


│

bit 15:

activo para indicar dispositivo de caracteres

│

│

bit 14:

activo si se soporta IOCTL

│

│

bit 13:

en DOS 3+ activo si se soporta orden 10h (OUTPUT UNTIL BUSY)

│

│

bit 12:

reservado

│

│

bit 11:

en DOS 3+ activo si soportadas órdenes OPEN/CLOSE y REMOVE)

│

│

bits 10-8: reservados

│

│

bit 7:

en DOS 5+ activo si soportada orden 19h (CHECK GENERIC IOCTL SUPPORT)

│

│

bit 6:

en DOS 3.2+ activo si soportada orden 13h (GENERIC IOCTL)

│

│

bit 5:

reservado

│

│

bit 4:

activo si el dispositivo es «especial» y utiliza la INT 29h (llamada

│

por el DOS para imprimir e carácter ubicado en AL).

│

activo si es el dispositivo CLOCK$ (CLOCK en MS-DOS 2.X y anteriores)

│

│

Este dispositivo poco conocido es útil para consultar o establecer en

│

│

cualquier momento la hora del sistema con la siguiente secuencia de 6

│

│

bytes:

DW dias_transcurridos_desde_1980

│

│

DB minutos

│

│

DB horas

│

│

DB centésimas de segundo

│

│

DB segundos

│

│ │

bit 3:

│

bit 2:

activo si es el dispositivo NUL

│

│

bit 1:

activo si es el dispositivo de salida estándar

│

│

bit 1:

activo si es el dispositivo de entrada estándar

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

11.3. - RUTINAS DE ESTRATEGIA E INTERRUPCIÓN. Cuando el DOS va a acceder a un dispositivo (debido a una petición de un programa de usuario) ejecuta, de manera secuencial, las rutinas de estrategia e interrupción, que son de tipo FAR. Hay que recordar que el paso del MS-DOS 1.0 al 2.0 supuso una emigración de la filosofía del CP/M a la del UNIX. La razón de la existencia separada de las rutinas de estrategia e interrupción se inspira en la filosofía de diseño del UNIX y su arquitectura multitarea, aunque para el DOS hubiera sido suficiente una sola rutina. De hecho, la rutina de estrategia tiene como única misión recoger la dirección de la cabecera de petición de solicitud que el DOS envía al driver, en ES:BX. Las 3 líneas de código siguientes constituyen una rutina de estrategia, ya que son prácticamente idénticas en todos los controladores de dispositivo: ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

RUTINA DE ESTRATEGIA

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

PROC

FAR

│

MOV

CS:pcab_pet_desp,BX

│

MOV

CS:pcab_pet_segm,ES

│

RET

│

estrategia

estrategia

; de tipo FAR

│ │ │ │ │

ENDP

│

│

│

pcab_peticion

LABEL DWORD

│

│

pcab_pet_desp

DW

0

│

│

pcab_pet_segm

DW

0

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

¿Para qué sirve la cabecera de petición de solicitud?: sencillamente, es un área de datos que el DOS utiliza para comunicarse con el controlador de dispositivo. Por medio de este área se envían las órdenes y los parámetros que el dispositivo soporta, y se recogen ciertos resultados. La rutina de interrupción del dispositivo, además de preservar todos los registros que va a alterar para restaurarlos al final, se encarga de consultar la dirección de la cabecera de petición de solicitud que almacenó la rutina de estrategia y comprobar qué le está pidiendo el DOS. No es realmente una rutina de interrupción ya que retorna con RETF, en vez de con IRET, por lo que nunca podrá ser invocada por una interrupción hardware. Aunque según la orden a procesar el tamaño de la cabecera de petición de solicitud puede variar, los primeros 13 bytes son:

203


┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

CABECERA DE PETICIÓN DE SOLICITUD (13 PRIMEROS BYTES) COMÚN A TODAS LAS ÓRDENES

│

├───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

offset

0

DB longitud_bloque

; longitud total de la cabecera

│

│

offset

1

DB num_disco

; disco implicado (sólo en disp. bloques)

│

│

offset

2

DB orden

; orden solicitada por el sistema

│

│

offset

3

DW palabra_estado

; donde devolver la palabra de estado

│

│

offset

5

DD pun_dos

; apuntador usado por el DOS

│

│

offset

9

DD encadenamiento

; usado por el DOS para encadenar

│

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

En general, la rutina de interrupción suele multiplicar por dos el número de la orden (almacenada en el offset 2 de la cabecera de petición), para así acceder indexadamente a una tabla de palabras que contiene los desplazamientos a las rutinas que procesan las diversas órdenes: aunque esto no ha de ser necesariamente así, casi todos los controladores de dispositivo se comportan de esta manera. 11.4. - ORDENES A SOPORTAR POR EL CONTROLADOR DE DISPOSITIVO. ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

00h

INIT

│

│

01h

MEDIA CHECK (dispositivos de bloque)

│

│

02h

BUILD BPB (dispositivos de bloque)

│

│

03h

IOCTL INPUT

│

│

04h

INPUT

│

│

05h

NONDESTRUCTIVE INPUT, NO WAIT (dispositivos de caracteres)

│

│

06h

INPUT STATUS (dispositivos de caracteres)

│

│

07h

INPUT FLUSH (dispositivos de caracteres)

│

│

08h

OUTPUT

│

│

09h

OUTPUT WITH VERIFY

│

│

0Ah

OUTPUT STATUS (dispositivos de caracteres)

│

│

0Bh

OUTPUT FLUSH (dispositivos de caracteres)

│

│

0Ch

IOCTL OUTPUT

│

│

0Dh

(DOS 3+) DEVICE OPEN

│

│

0Eh

(DOS 3+) DEVICE CLOSE

│

│

0Fh

(DOS 3+) REMOVABLE MEDIA (dispositivos de bloques)

│

│

10h

(DOS 3+) OUTPUT UNTIL BUSY (dispositivos de caracteres)

│

│ 11h-12h │

13h

│

no usada

(DOS 3.2+) GENERIC IOCTL

│ 14h-16h

no usadas

│ │

│

17h

(DOS 3.2+) GET LOGICAL DEVICE

│

│

18h

(DOS 3.2+) SET LOGICAL DEVICE

│

│

19h

(DOS 5.0+) CHECK GENERIC IOCTL SUPPORT

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

La tabla anterior resume las órdenes que puede soportar un controlador de dispositivo; en general no será preciso implementar todas: de hecho, incluso para un disco virtual basta con algunas de las primeras 16. Todas las órdenes devuelven una palabra de estado al sistema operativo, cuyo formato puede consultarse a continuación. En general, las ordenes no soportadas pueden originar un error o bien ser sencillamente ignoradas (en ese sentido, crear un dispositivo NUL es tarea realmente sencilla). ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

FORMATO DE LA PALABRA DE ESTADO

│

├───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ bit 15:

Activo si hay error, en ese caso los bits 0-7 indican el tipo de error

│ bits 14-10: Reservados

│ │

│ bit 9:

Activo si el controlador de dispositivo no está listo. En las operaciones │

│

de entrada está listo si hay un carácter en el buffer de entrada o si tal │

│

buffer no existe; en las de salida cuando el buffer aún no está lleno.

│

203


│ bit 8:

Activo si el controlador de dispositivo ha acabado de ejecutar la orden.

│

│

Hasta el DOS 5.0 al menos, esto es siempre así (en un hipotético sistema

│

│

multitarea, una orden podría ejecutarse en varias ráfagas de CPU).

│

│ bits 7-0:

Código de error, si el bit 15 está activo:

│

│

00h disco protegido contra escritura

│

│

01h unidad desconocida

│

│

02h unidad no preparada

│

│

03h orden desconocida

│

│

04h error de CRC

│

│

05h longitud inválida de la cabecera de petición

│

│

06h fallo en el posicionamiento del cabezal

│

│

07h medio físico desconocido

│

│

08h sector no encontrado

│

│

09h impresora sin papel

│

│

0Ah error de escritura

│

│

0Bh error de lectura

│

│

0Ch anomalía general

│

│

0Dh reservado

│

│

0Eh (CD-ROM) medio físico no disponible

│

│

0Fh cambio de disco no permitido

│

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

La construcción de rutinas de gestión para las diversas órdenes que han de soportarse no es un proceso muy complicado, pese a que está envuelto en una leyenda negra. Sin embargo, puede que parte de la explicación que viene a continuación sobre dichas órdenes sea difícil de entender al lector poco iniciado. No hay que olvidar que los controladores de dispositivo respetan unas normas de comportamiento definidas por el fabricante del DOS, y más que de intentar comprender por qué una cosa es de una manera determinada, de lo que se trata es de obedecer. En general, lo que no se entienda puede ser pasado por alto ya que probablemente no es estrictamente necesario conocerlo. Además, casi ningún controlador necesita soportar todas las órdenes, como se verá al final en los programas de ejemplo. 11.4.0. - Orden 0 o INIT. ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

CABECERA DE PETICIÓN DE SOLICITUD PARA LA ORDEN 0 (INIT)

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

offset

│

offset 0Dh

0

13 BYTES:

Ya vistos con anterioridad.

│

BYTE:

A la vuelta, indicar al DOS el nº de unidades de disco

│

definidas (solo en dispositivos de bloque).

│

A la vuelta, indica el último byte residente con un

│

│ │

offset 0Eh:

DWORD:

│

puntero largo de 32 bits. Si el dispositivo no se instala │

│

ante algún fallo, para no quedar residente basta indicar

│

│

un offset 0 (el segmento es vital inicializarlo con CS).

│

A la entrada, el DOS indica dónde comienza la línea de

│

│

parámetros del CONFIG.SYS. A la salida se indica al DOS

│

│

la dirección de la tabla de apuntadores a estructuras BPB │

│

offset 12h:

DWORD:

│

(esto último sólo en los dispositivos de bloques).

│

Desde el DOS 3.0, número de discos lógicos existentes

│

│

hasta ese momento ej. 3 para A: B: y C: (solo en los

│

│

dispositivos de bloque).

│

│

offset 16h:

BYTE:

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Esta es la primera de todas las órdenes y se ejecuta siempre una vez cuando el dispositivo es cargado en memoria, con objeto de que éste se inicialice. Aquí sí se pueden emplear libremente las funciones del DOS (en el resto de las órdenes no: el driver es un programa residente más). En su inicialización el driver decide qué cantidad de memoria se queda residente y puede analizar la línea de comandos del CONFIG.SYS para comprobar los parámetros del usuario. En los dispositivos de bloque se indica también al sistema el número de unidades definidas por el controlador y la dirección de una tabla de punteros a estructuras BPB, ya que existe

203


una de estas estructuras para cada unidad lógica. El BPB (BIOS Parameter Block) es una estructura que contiene información sobre las unidades; puede consultarse en el capítulo 7. Aunque el BPB ha sido ampliado en las últimas versiones del DOS, para construir discos de menos de 65536 sectores solo hace falta completar los primeros campos (solo hasta los relacionados con el DOS 2.0 o, como mucho, el 3.0). Los parámetros en la línea de comandos del CONFIG.SYS son similares a los de un programa ordinario, aunque como se observa en el cuadro anterior su dirección se obtiene en el puntero de 32 bits ubicado en el offset 12h de la cabecera de petición de solicitud. Por ello, si ES:BX apunta a dicha cabecera, la instrucción LES BX,ES:[BX+12h] tiene como resultado alterar el valor de ES:BX para que ahora apunte a la zona de parámetros. En ella, aparece todo lo que había después del '=' o el ' ' que seguía al DEVICE. Por ejemplo, para una línea de config.sys como la siguiente: DEVICE \DOS\VDISK.SYS 128 el contenido de la zona de parámetros sería '\DOS\VDISK.SYS 128' -sin incluir las comillas, lógicamente-. Como se puede observar, el nombre y ruta del programa están separados de sus parámetros por uno o más delimitadores (espacios en blanco o tabuladores -ASCII 9-); al final se encuentra el código de retorno de carro -ASCII 13- aunque quizá en algunas versiones del DOS podría estar indicado el final de la cadena por un salto de línea -ASCII 10- en lugar del retorno de carro. Aviso: tras el nombre/ruta del fichero, las versiones más antiguas del DOS colocan un byte a cero. No se debe modificar la línea de parámetros: además de improcedente puede ser peligroso, al tratarse de un área de datos del sistema. En los dispositivos de bloque, el mismo campo donde se obtiene la dirección de los parámetros ha de ser empleado para devolver al DOS la dirección de los punteros a los BPB: el sentido común indica que primero debe leerse la dirección de los parámetros y después puede modificarse dicho campo. 11.4.1. - Orden 1 o MEDIA CHECK. Esta orden sólo es preciso implementarla en los dispositivos de bloques, sirve para que el sistema pregunte al controlador si se ha producido un cambio en el soporte: por ejemplo, si se ha cambiado el disquete de la disquetera. En general, los discos fijos y virtuales suelen responder que no, ya que es seguro que nadie puede haberlos cambiado; en los disquetes suele responderse que sí (ante la duda). En caso de que el soporte haya cambiado, el DOS invalida y libera todos los buffers en memoria relacionados con el mismo. Si no ha cambiado, el DOS sacará la información de sus buffers internos evitando en lo posible un acceso al disco. ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

CABECERA DE PETICIÓN DE SOLICITUD PARA LA ORDEN 1 (MEDIA CHECK)

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

offset

│

offset 13

0

13 BYTES:


│

BYTE:

A la entrada, el DOS indica el descriptor del soporte

│

(solo en dispositivos de bloque)

│

│ │

offset 14

BYTE:

A la vuelta, el driver indica el resultado: 0FFh si se ha │

│

producido un cambio, 0 si se desconoce (lo que equivale

│

│

al primer caso) y 1 si no ha habido cambio.

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

11.4.2. - Orden 2 o BUILD BPB. Es ejecutada por el sistema si la respuesta a la orden MEDIA CHECK es afirmativa (cambio de soporte). El DOS necesita entonces averiguar las características del nuevo soporte, para lo que pide al driver que le suministre un BPB con información. De nuevo, esta orden solo ha de implementarse en los dispositivos de bloques. Desde el DOS 3.0 se recomienda anotar la etiqueta de volumen del disco cuando se ejecuta esta orden para detectar un posible cambio ilegal del mismo, aunque lo cierto es que este método es bastante ineficiente (discos sin etiquetar, con la misma etiqueta...); desde el DOS 4.0 se mejora este asunto con los números de serie, pero pocos drivers se molestan en comprobarlos. Las versiones más antiguas del DOS (2.x) necesitan que cambie el byte descriptor de soporte para detectar el cambio de disco. Las versiones actuales, habida cuenta del caos de bytes de identificación comunes para disquetes diferentes, no requieren que el byte descriptor cambie

203


para aceptar el cambio y confían en la información que suministra MEDIA CHECK. En los discos de tipo IBM, los más comunes, el DOS intenta cooperar con el controlador de dispositivo en los cambios de disco. Por ello, se las apaña para leer el primer sector de la FAT y se lo pasa al driver, que así tiene más fácil la tarea de detectar el tipo de disco y suministrar al DOS el BPB adecuado, ya que el primer byte de la FAT contiene el tipo de disco (byte descriptor de medio). En los discos que no son de tipo IBM es el driver quien, por sus propios medios, ha de apañárselas para detectar el tipo de disco introducido en la unidad correspondiente: por ejemplo, leyendo el sector de arranque. En algunos casos puede resultar útil indicar que el disco es de tipo no IBM; por ejemplo en un controlador para un soporte físico que necesite detectar el medio introducido para poder acceder al mismo. Por ejemplo en una disquetera: al introducir un nuevo disco de densidad diferente al anterior, el intento por parte del DOS de leer la FAT en los discos tipo IBM provocaría un fallo (si esto no sucede con el controlador del propio sistema para las disqueteras es porque la BIOS suplanta al DOS, realizando quizá algunas tareas más de las que debería tener estrictamente encomendadas al detectar un cambio de disco). ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

CABECERA DE PETICIÓN DE SOLICITUD PARA LA ORDEN 2 (BUILD BPB)

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

offset

│

offset 13

0

13 BYTES:


│

BYTE:

A la entrada, el DOS indica el descriptor del soporte.

│


│

A la entrada, el DOS apunta a un buffer que contiene el

│

│ │

offset 14

DWORD:

│

primer sector de la FAT (cuyo 1º byte es el descriptor de │

│

soporte) si el disco es de tipo IBM; de lo contrario el

│

│

buffer está vacío y puede emplearse para otro propósito.

│

│

offset 18

A la vuelta, el driver devuelve aquí la dirección del BPB │

DWORD:

│

del nuevo disco (no la de ninguna tabla de punteros).

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

11.4.3. - Orden 3 o IOCTL INPUT. Puede ser soportada tanto por los dispositivos de caracteres como por los de bloque, el sistema solo la utiliza si así se le indicó en la palabra de atributos del dispositivo (bit 14). El IOCTL es un mecanismo genérico de comunicación de las aplicaciones con el controlador de dispositivo; por medio de esta función, los programas de usuario solicitan información al controlador (subfunciones 2 y 4 de la función 44h del DOS) sin tener que emplear el canal normal por el que se envían los datos. Es frecuente que no esté soportada en los dispositivos más simples. La cabecera de petición de solicitud de esta orden y de varias de las que veremos a continuación es la siguiente: ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

CABECERA DE PETICIÓN DE SOLICITUD PARA LAS ÓRDENES:

│

│

3 (IOCTL INPUT)

│

│

4 (INPUT)

│

│

8 (OUTPUT)

│

│

9 (OUTPUT VERIFY)

│

│

10h (OUTPUT UNTIL BUSY)

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

offset

│

offset 13

0

13 BYTES:


│

BYTE:

A la entrada, el DOS indica el descriptor del soporte.

│


│

│ │

offset 14

DWORD:

En entrada, dirección del área de transferencia a memoria │

│

offset 18

WORD:

En entrada, número de sectores (dispositivos de bloques)

│

│

o bytes (dispositivos de caracteres) a transferir.

│

│

A la salida, sectores/bytes realmente transferidos.

│

│

offset 20

WORD:

offset 22

DWORD:

│ │

Número de sector de comienzo (solo en los dispositivos de │ bloques y de menos de 32 Mb)

│

En las órdenes 4 y 8 y desde el DOS 3.0 se devuelve al

│

203


│

DOS un puntero a la etiqueta de volumen del disco en el

│

│

caso de un error 0Fh.

│

Número de sector de comienzo en discos de más de 32Mb

│

│

(ver bit 1 de palabra de atributos). En cualquier caso,

│

│

solo debe considerarse este campo si la longitud de la

│

│

cabecera de petición (byte 0) es mayor de 1Ah.

│

│

offset 26

DWORD:

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

11.4.4. - Orden 4 o INPUT. Esta orden es una de las más importantes. Sirve para que el sistema lea los datos almacenados en el dispositivo. Si el dispositivo es de caracteres, los almacenará en un buffer de entrada a medida que le van llegando del periférico y los enviará en respuesta a esta orden (si no los tiene, espera un tiempo razonable a que le lleguen antes de "fallar"). Si el dispositivo es de bloque, no se envían bytes sino sectores completos. En los dispositivos de caracteres, lo más normal es que el DOS solicite transferir sólo 1 en cada vez, aunque en teoría podría solicitar cualquier cantidad. En el caso de los dispositivos de bloque esta orden es ejecutada por el DOS cuando se accede a disco vía INT 25h/26h. 11.4.5. - Orden 5 o NONDESTRUCTIVE INPUT. Solo debe ser soportada por los dispositivos de caracteres. Es análoga a INPUT, con la diferencia de que no se avanza el puntero interno al buffer de entrada de datos tras leer el carácter. Por ello, tras utilizar esta orden será preciso emplear después la 4 para leer realmente el carácter. La principal utilidad de esto es que el sistema puede saber si el dispositivo tiene ya un nuevo carácter disponible antes de llamarle, para evitar que éste se quede parado hasta que le llegue. El bit 9 de la palabra de estado devuelta indica, si está activo, que el dispositivo está ocupado (sin caracteres). 11.4.6. - Orden 6 o INPUT STATUS. Es totalmente análoga a NONDESTRUCTIVE INPUT, con la salvedad de que ni siquiera se envía el siguiente carácter del buffer de entrada. Sólo sirve para determinar el estado del controlador, indagando si tiene caracteres disponibles o no. 11.4.7. - Orden 7 o INPUT FLUSH. Solo disponible en dispositivos de caracteres, vacía el buffer del dispositivo. Lo que éste suele hacer es sencillamente igualar los punteros al buffer de entrada interno (el puntero al último dato recibido del periférico y el puntero al próximo carácter a enviar al sistema cuando se lo pida). 11.4.8. - Orden 8 u OUTPUT. Es otra de las órdenes más importantes, análoga a INPUT pero actuando al revés. Permite al sistema enviar datos al dispositivo, bien sean caracteres o sectores completos, según el tipo de dispositivo. 11.4.9. - Orden 9 u OUTPUT VERIFY. Es análoga a OUTPUT, con la salvedad de que el dispositivo efectúa, tras escribir, una lectura inmediata hacia un buffer auxiliar, con la correspondiente comprobación de que lo escrito es correcto al comparar ambos buffers. Resulta totalmente absurdo implementarla en un disco virtual (el 11% de la memoria del sistema podría estar ya destinada a detectar un fallo en cualquier byte de la misma, y además es igual de probable el error durante la escritura que durante la verificación) por lo que en este caso debe comportarse igual que la orden anterior. En los discos físicos de verdad, sin embargo, conviene tomarla en serio. 11.4.10. - Orden 0Ah u OUTPUT STATUS.


203

Es similar a INPUT STATUS y, como ésta, propia de los dispositivos de caracteres. Su misión es análoga, pero relacionada con el buffer de salida en vez del buffer de entrada. 11.4.11. - Orden 0Bh u OUTPUT FLUSH. También exclusiva de dispositivos de caracteres, es equivalente a INPUT FLUSH, vaciándose el buffer de salida en lugar de el de entrada. 11.4.12. - Orden 0Ch o IOCTL OUTPUT. Es complementaria de la orden IOCTL INPUT: se pueden enviar cadenas de información a través de la función 44h del DOS (subfunciones 3 y 5). Es útil para lograr una comunicación de ciertas informaciones con el controlador a través de otro canal, sin tener que mezclarla con los datos que se le envían. Algunos programas residentes, instalados como falsos controladores de dispositivo de caracteres soportan ciertos comandos vía IOCTL, evitando a las aplicaciones acceder directamente a la zona de memoria donde está instalado el controlador para modificar sus variables. 11.4.13. - Orden 0Dh o DEVICE OPEN. Solo implementada desde el DOS 3.0 y superior, indica que el dispositivo o un fichero almacenado en él ha sido abierto. El controlador se limita a incrementar un contador. Esta orden y las dos siguientes no han de estar necesariamente soportadas. 11.4.14. - Orden 0Eh o DEVICE CLOSE. Solo implementada desde el DOS 3.0 y superior, indica que el dispositivo o un fichero almacenado en él ha sido cerrado. El controlador se limita a decrementar un contador: si éste llega a cero, se reinicializan los buffers internos, si los hay, para permitir por ejemplo un posible cambio de disco. 11.4.15. - Orden 0Fh o REMOVABLE MEDIA. Solo implementada también desde el DOS 3.0 y superior, indica al sistema si el dispositivo es removible o no, apoyándose en los resultados de las dos órdenes anteriores. 11.4.16. - Orden 10h u OUTPUT UNTIL BUSY. Solo es admitida en dispositivos de caracteres y a partir del DOS 3.0; sirve para enviar más de un carácter al periférico. En concreto, se envían todos los que sean posibles (de la cantidad solicitada) hasta que el periférico esté ocupado: entonces se retorna. Aquí no se considera un error no haber podido transferir todo. Esta función es útil para acelerar el proceso de salida. 11.4.17. - Otras órdenes. Las órdenes 11h, 12h, 14h, 15h y 16h no han sido aún definidas, ni siquiera en el DOS 5.0. La orden 13h o GENERIC IOCTL, disponible desde el DOS 3.2 permite un mecanismo más sofisticado de comunicación IOCTL. También en el DOS 3.2 han sido definidas las órdenes 17h (GET LOGICAL DEVICE) y 18h (SET LOGICAL DEVICE). El DOS 5.0 añade una nueva: la 19h (CHECK GENERIC IOCTL SUPPORT). Por cierto, las ordenes 80h y superiores están destinadas a la comunicación con los dispositivos CD-ROM... 11.5. - LA CADENA DE CONTROLADORES DE DISPOSITIVO INSTALADOS. Los controladores de dispositivo forman una cadena en la memoria, una lista conectada por los 4 primeros bytes de la cabecera utilizados a modo de puntero. A medida que se van instalando en memoria,

203


quedan de tal manera que los últimos cargados apuntan a los predecesores. Al final, el sistema operativo apunta el dispositivo NUL al último dispositivo instalado, colocándose NUL al final de la cadena. Por tanto, averiguando la dirección del dispositivo NUL y siguiendo la cadena de apuntadores obtenida en los primeros 4 bytes de cada uno (en la forma segmento:offset) se puede recorrer la lista de dispositivos (ya sean de caracteres o de bloque) en orden inverso al que fueron instalados en memoria. El último de ellos estará apuntando a XXXX:FFFF. La lista de controladores de dispositivo puede pasar por la memoria convencional o por la superior, saltando de una a la otra múltiples veces. Algunos gestores de memoria, como QEMM cuando se utiliza LOADHI.SYS (en lugar del DEVICEHIGH del DOS) colocan la cadena de dispositivos en memoria convencional, aunque luego instalen el mismo en memoria superior. Esto quiere decir que para acceder al código o datos internos del dispositivo conviene tomar precauciones, de cara a averiguar la dirección donde realmente reside. El programa TURBODSK que veremos más adelante utiliza la cadena de controladores de dispositivo para buscarse a sí mismo en memoria e identificar todas las posibles unidades que controla. Por desgracia, la manera de obtener la dirección del dispositivo NUL varía de unas versiones del DOS a otras, aunque solo ligeramente. Hay que utilizar la función indocumentada Get List of Lists (servicio 52h del DOS) e interpretar la información que devuelve: En ES:BX más un cierto offset comienza la cabecera del dispositivo NUL (el propio dispositivo, no un puntero al mismo). Ese offset es 17h para las versiones 2.X del DOS, 28h para la 3.0X y 22h para todas las demás, habidas y por haber. La utilidad DRV.C listada más abajo recorre los dispositivos instalados, informando de ellos. Adicionalmente, excepto en las versiones más antiguas del DOS, DRV.C accede a los bloques de control de memoria que preceden a los dispositivos que están ubicados en un offset 0 respecto al segmento, con objeto de indicar el consumo de memoria de los mismos y el nombre del fichero ejecutable. Con DR-DOS 5.0 no se informa correctamente del nombre, ni tampoco del tamaño (excepto si el dispositivo está instalado en memoria superior); no hay problemas sin embargo con DR-DOS 6.0 ni, por supuesto, con MS-DOS 4.0 ó posterior. A continuación, antes del listado del programa, se muestra un ejemplo de salida del mismo bajo MS-DOS 5.0 (por supuesto, no recomiendo a nadie instalar tantos discos virtuales). ╔════ DRV 1.0 ═══ LISTA DE DISPOSITIVOS DEL SISTEMA ═══ (c) 1992 CiriSOFT ════╗ ║ Dirección Tipo Nombre Estrat. Interr. Atributo Programa Tamaño ║ ║ ───────── ──────── ───────────── ──────── ──────── ──────── ──────── ────── ║ ║ 0116:0048 Carácter NUL 0DC6 0DCC 8004 ║ ║ E279:0000 Bloque Unidad I: 00CB 00D6 0800 RAMDRIVE 1184 ║ ║ E22B:0000 Bloque Unidad H: 00CB 00D6 0800 RAMDRIVE 1232 ║ ║ E1A7:0000 Bloque Unidad G: 0086 0091 0800 VDISK 2096 ║ ║ E103:0000 Bloque Unidad F: 0086 0091 0800 VDISK 2608 ║ ║ E0E6:0000 Bloque Unidad E: 005A 0065 0800 TDSK 448 ║ ║ E0BE:0000 Bloque Unidad D: 005A 0065 0800 TDSK 624 ║ ║ E013:0000 Carácter CON 0078 0083 8013 ZANSI 2720 ║ ║ E003:0000 Carácter ALTDUP$ 00C2 00CD 8000 ALTDUP 240 ║ ║ DFD8:0000 Carácter KEYBSP50 0012 0018 8000 KEYBSP 672 ║ ║ DD90:0000 Carácter gmouse 0012 0021 8000 GMOUSE 9328 ║ ║ DD85:0000 Carácter ACCESOS$ 0013 001A 8000 ACCESOS 160 ║ ║ DD7C:0000 Carácter &FDREAD2 0012 0012 8000 FDREAD 128 ║ ║ 0316:0000 Carácter KEYBUF21 0012 0018 8000 KEYBUFF 160 ║ ║ D803:0000 Carácter SMARTAAR 00A2 00AD C800 SMARTDRV 22400 ║ ║ 0255:003F Carácter QEMM386$ 0051 007D C000 ║ ║ 0255:0000 Carácter EMMXXXX0 0051 0064 C000 QEMM386 3072 ║ ║ 0070:0023 Carácter CON 06F5 0700 8013 ║ ║ 0070:0035 Carácter AUX 06F5 0721 8000 ║ ║ 0070:0047 Carácter PRN 06F5 0705 A0C0 ║ ║ 0070:0059 Carácter CLOCK$ 06F5 0739 8008 ║ ║ 0070:006B Bloque Unidades A:-C: 06F5 073E 08C2 ║ ║ 0070:007B Carácter COM1 06F5 0721 8000 ║ ║ 0070:008D Carácter LPT1 06F5 070C A0C0 ║ ║ 0070:009F Carácter LPT2 06F5 0713 A0C0 ║ ║ 0070:00B8 Carácter LPT3 06F5 071A A0C0 ║ ║ 0070:00CA Carácter COM2 06F5 0727 8000 ║ ║ 0070:00DC Carácter COM3 06F5 072D 8000 ║

203


║ 0070:00EE Carácter COM4 06F5 0733 8000 ║ ╚═════════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ while (FP_OFF(siguiente)!=0xffff) {

//

DRV 1.0

//

Utilidad para listar los controladores de dispositivo instalados.

disp = (unsigned char huge *) siguiente; printf("║\n║ %04X:%04X ", FP_SEG(disp), FP_OFF(disp)); if (disp[5] & 0x80) {

#include

printf("Carácter ");

#include

for

(i=10;

i<18;

i++)

printf("%c",disp[i]);

printf("

");

struct REGPACK r; unsigned long huge *siguiente;

}

unsigned char huge *disp;

else { printf("Bloque

int i, disco, dosver;

");

if (disp[10]==1) printf("Unidad %c:

void main()

", disco--);

else {

{ r.r_ax=0x3000; intr (0x21, &r);

printf("Unidades %c:-%c:",disco-disp[10]+1, disco);

/* obtener versión del DOS */

disco-=disp[10];

dosver=(r.r_ax << 8) | (r.r_ax >> 8); if ((dosver & 0xFF00)==0x200) i=0x17;

}

/* DOS 2.XX }

*/

printf("

else if ((dosver>0x2FF) && (dosver<0x30A)) i=0x28; /* DOS 3.0X

%04X

%04X

%04X

", disp[6] | (disp[7]<<8),

disp[8] | (disp[9]<<8), disp[4] | (disp[5]<<8));

*/ else i=0x22;

/* otra versión if ((!FP_OFF(disp)) && (dosver>0x31E)) {

*/

for (i=-8; i<0; i++) r.r_ax=0x5200; intr (0x21, &r);

if (disp[i]>=' ') printf("%c",disp[i]); else printf(" ");

/* "Get List of Lists" */

printf(" %6u ",(disp[-13] | (disp [-12] << 8)) << 4); }

siguiente=MK_FP(r.r_es, r.r_bx+i); disco='A'-1;

else

while (FP_OFF(siguiente)!=0xffff) {

printf("

disp = (unsigned char huge *) siguiente; if (!(disp[5] & 0x80)) disco+=disp[10];

");

siguiente = (unsigned long huge *) *siguiente;

/* contar discos */ }

siguiente = (unsigned long huge *) *siguiente; }

printf("║\n╚"); for (i=1; i<78; i++) printf("═"); printf("╝\n"); }

siguiente=MK_FP(r.r_es, r.r_bx+i); printf("\n╔════ DRV 1.0 ═══ LISTA DE DISPOSITIVOS DEL SISTEMA ═══ (c) 1992 CiriSOFT ════╗\n"); printf("║ Dirección

Tipo

Nombre

Estrat.

Interr.

────────

────────

Atributo Programa Tamaño ║\n"); printf("║

─────────

────────

──────── ──────── ────── ");

─────────────

203


11.6. - EJEMPLO DE CONTROLADOR DE DISPOSITIVO DE CARACTERES. El controlador propuesto de ejemplo crea un dispositivo HEX$ que imprime en pantalla y en hexadecimal todo lo que recibe. Por supuesto, el programa se instala en el CONFIG.SYS con una orden del tipo DEVICE=HEX.SYS. En principio, sería un programa mucho más simple si se limitara a imprimir los caracteres que recibe, aunque ello no tendría utilidad alguna. De hecho, la mayor parte de la complejidad del listado no se debe al controlador de dispositivo, sino al resto. Para empezar, las órdenes Open, Close o Remove, en un hipotético dispositivo que simplemente sacara por pantalla lo que recibe están de más. Además, la rutina que procesa los caracteres (procesa_AL) se limitaría a imprimirles; también se eliminarían todas las demás subrutinas de apoyo. Sin embargo, el hecho de realizar un volcado hexadecimal complica bastante el asunto. El listado hexadecimal que se obtiene es similar al siguiente: C:\WP51\TEXTOS>type prueba.bin > hex$ 00000000 45 73 74 65 20 65 73 20 - 75 6E 20 66 69 63 68 65 00000010 72 6F 20 64 65 20 70 72 - 75 65 62 61 73 2E 20 53 00000020 A2 6C 6F 20 73 69 72 76 - 65 20 70 61 72 61 20 70 00000030 72 6F 62 61 72 2E 0A 0D

Este es un fiche ro de pruebas. S ólo sirve para p robar...

Es preciso implementar la orden Open para detectar el inicio de la transferencia, inicializando a cero el contador de offset relativo de la izquierda. Los caracteres se imprimen unos tras otros en hexadecimal (con un guión separador tras el octavo) y se van almacenando en un buffer hasta completar 16: entonces, se imprimen de nuevo pero en ASCII (sustituyendo por puntos los códigos de control). La orden Close sirve para detectar el final de la operación: ante ella se escriben los espacios necesarios y se vuelcan los códigos ASCII acumulados hasta el momento (entre 0 y 15) que restasen por ser imprimidos. Por emplear Open y Close este controlador de dispositivo necesita DOS 3.0 o superior. Utilizando COPY en vez de TYPE, al enviar varios ficheros con los comodines el COMMAND suele encadenarles en uno solo y el offset es relativo al primero enviado (esto depende de la versión del intérprete de comandos). Aunque se supone que el DOS va a enviar los caracteres de uno en uno, el dispositivo se toma la molestia de prever que esto pueda no ser así, procesando en un bucle todos los que se le indiquen. Para imprimir se utiliza la INT 29h del DOS (fast console OUTPUT), más recomendable que llamar a un servicio del sistema operativo (que a fin de cuentas va a parar a esta interrupción). No hay que olvidar que los controladores de dispositivo son también programas residentes a todos los efectos, con las mismas limitaciones. Sin embargo, desde los programas normales no es recomendable utilizar la INT 29h, entre otras razones porque esos programas, además de imprimir a poca velocidad, no soportarían redireccionamiento en la salida (la INT 29h no es precisamente rápida, aunque sí algo más que llamar al DOS). El dispositivo HEX$ sólo actúa en salida, imprimiendo en pantalla lo que recibe. Si se intenta leer desde él devuelve una condición de error (por ejemplo, al realizar COPY HEX$ FICH.TXT). Para visualizar ficheros binarios que puedan contener la marca de fin de fichero (^Z) no basta hacer TYPE o COPY a secas: en estos casos se debe emplear COPY /B FICHERO.EXT HEX$, la opción /B sirve para que la salida no se detenga ante el ^Z. La operación de impresión en pantalla se supone siempre exitosa; por ello el dispositivo no modifica la variable que indica el número de caracteres a procesar: al devolverla precisamente como estaba al principio indica que se han procesado sin problemas todos los solicitados. En la instalación se comprueba la versión del DOS, para cerciorarse de la presencia de un 3.0 o superior. Este driver de ejemplo sólo consume 464 bytes de memoria bajo MS-DOS 5.0. Tras ensamblarlo y linkarlo hay que aplicar EXE2BIN para pasarlo de EXE a SYS (TLINK /t sólo opera cuando hay un ORG 100h). Como se puede verificar observando el listado, las únicas órdenes realmente soportadas por el dispositivo son, aparte de OPEN, CLOSE y REMOVE, las órdenes WRITE y WRITE VERIFY. Todas las demás, en este controlador que no depende del hardware típico de entrada/salida, son innecesarias. Como el proceso de escritura en pantalla se supone siempre con éxito, WRITE VERIFY es idéntica a WRITE, sin realizar verificación alguna. Las órdenes no soportadas pueden ser ignoradas o bien desembocar en un error, según sea el caso.

203


; ********************************************************************

DW

ioctl_output

; *

*

DW

open

*

DW

close

; *

*

DW

remove

; *

Controlador de dispositivo para volcado hexadecimal en salida. *

; *

*

EQU

$

DB

8 DUP (0)

; buffer para contener los caracteres

EQU

$

; recibidos de 16 en 16.

DB

8 DUP (0)

; *

HEX$ 1.0

-

(c) 1992

Ciriaco García de Celis.

ini_buffer

; ******************************************************************** med_buffer


fin_buffer

EQU

$

XPUSH

puntero

DW

ini_buffer

; puntero al buffer

dirl

DW

0

; offset relativo del carácter del

dirh

DW

0

; fichero o canal en proceso

MACRO RM

; apilar lista de registros

IRP reg, PUSH reg ENDM ENDM ; ------------ Rutina de estrategia. XPOP

MACRO RM

; desapilar lista de registros estrategia

IRP reg, POP reg ENDM

PROC

FAR

MOV

CS:pcab_pet_desp,BX

MOV

CS:pcab_pet_segm,ES

RET

ENDM estrategia

ENDP

; ************ Inicio del área residente.

; ------------ Rutina de interrupción.

HEXSEG

interrupción

SEGMENT

tipo_drive

PROC

FAR

XPUSH

ASSUME CS:HEXSEG, DS:HEXSEG

LDS

BX,CS:pcab_peticion

DD

-1

; encadenamiento con otros drivers

MOV

AL,[BX+2]

DW

8800h

; palabra de atributo:

CBW

; bit 15 a 1: dispositivo caracteres

CMP

AL,0Fh

; bit 14 a 0: sin control IOCTL

JBE

orden_ok

; bit 11 a 1: soportados Open/Close

MOV

AX,8102h

JMP

exit_interr

SHL

AX,1

;

y Remove (DOS 3.0+) orden_ok:

; AX = orden (AH = 0)

DW

estrategia

DW

interrupción ; rutina de interrupción

LEA

SI,p_rutinas

DB

"HEX$

ADD

SI,AX

"

; rutina de estrategia

; nombre del dispositivo

; AL = orden

; orden correcta

; orden = orden * 2

XPUSH ; ------------ Variables y tablas de datos globales fijas.

pcab_peticion

LABEL DWORD

pcab_pet_desp

DW

0

pcab_pet_segm

DW

0

; puntero a la cabecera de petición

exit_interr:

LABEL WORD

CS:[SI]

XPOP

; ejecutar orden

MOV

[BX+3],AX

XPOP

; devolver palabra de estado

RET interrupción

p_rutinas

CALL

ENDP

; tabla de rutinas del controlador

DW

init

; ------------ Las rutinas que controlan el dispositivo devuelven AX

DW

media_check

;

con la palabra de estado. Pueden cambiar todos los

DW

build_bpb

;

registros (de 16 bits), incluídos los de segmento.

DW

ioctl_input

DW

read

input_status:

; conjunto de órdenes con

DW

read_nowait

output_status:

; tratamiento idéntico

DW

input_status

input_flush:

DW

input_flush

output_flush:

DW

write

ioctl_output:

DW

write_verify

retorno_ok:

DW

output_status

DW

output_flush

MOV RET

AX,100h

; no hay error, ignorar orden

203


media_check:

write

ENDP

procesa_AL

PROC

build_bpb: read:

; sólo soportada la salida

read_nowait: ioctl_input:

MOV

AX,8103h

; órdenes no soportadas

RET

open

open

close

tam_ok:

escr_esp:

esp_escr:

PROC MOV

CS:puntero,OFFSET ini_buffer ; inicializa puntero

MOV

CS:dirl,0

MOV

CS:dirh,0

JMP

retorno_ok

no_direcc: ; offset relativo a cero

no_sep:

ENDP

PROC

; fin de transferencia:

BX,puntero

MOV

[BX],AL

INC

puntero

CMP

BX,OFFSET ini_buffer

JNE

no_direcc

; no es inicio de «párrafo»

CALL

imprimir_desp

; imprimir desplazamiento

CMP

BX,OFFSET med_buffer

JNE

no_sep

CALL

imprimir_sep

ADD

dirl,1

; INC no afecta al acarreo

ADC

dirh,0

; incrementada dirección

CALL

print_8hex

; imprimir byte en hexadecimal

; aún no alzanzada la mitad

AX,CS

MOV

AL,' '

MOV

DS,AX

CALL

print_AL

LEA

CX,fin_buffer

CMP

puntero,OFFSET fin_buffer

MOV

BX,puntero

JB

AL_procesado

SUB

CX,BX

; CX caracteres faltan

LEA

BX,ini_buffer

MOV

AX,CX

; para un párrafo

MOV

puntero,BX

ADD

CX,CX

CALL

imprimir_asc

ADD

CX,AX

CMP

BX,OFFSET med_buffer

JA

tam_ok

ADD

CX,2

MOV

AL,' '

PUSH

AX

JCXZ

esp_escr

MOV

AL,' '

CALL

print_AL

CALL

print_AL

LOOP

escr_esp

CALL

print_AL

MOV

BX,puntero

MOV

AX,dirh

; CX = CX * 3

; dos espacios de separación

AL_procesado:

RET

procesa_AL

ENDP

imprimir_desp

PROC

BX,OFFSET fin_buffer

XCHG

AH,AL

fin_buff

CALL

print_8hex

MOV

BYTE PTR [BX],' '

XCHG

AH,AL

INC

BX

CALL

print_8hex

JMP

limpia_buffer

MOV

AX,dirl

LEA

BX,ini_buffer

XCHG

AH,AL

MOV

puntero,BX

CALL

print_8hex

CALL

imprimir_asc

XCHG

AH,AL

JMP

retorno_ok

CALL

print_8hex

MOV

AL,' '

CALL

print_AL

CALL

print_AL

POP

AX

ENDP

remove

PROC MOV

AX,300h

RET

; acabado el buffer:

; imprimirlo en ASCII

; indicar

imprimir_desp

ENDP

imprimir_sep

PROC

ENDP

write

PROC

write_verify:

MOV

CX,[BX+12h]

; bytes a transferir

PUSH

AX

LES

DI,[BX+0Eh]

; dirección inicial

MOV

AL,'-'

MOV

AX,CS

CALL

print_AL

MOV

DS,AX

MOV

AL,' '

MOV

AL,ES:[DI]

CALL

print_AL

POP

AX

; DS: -> HEX$

XPUSH procesa_AL

XPOP

INC

DI

LOOP

otro_car

JMP

retorno_ok

; acabado el buffer:

; imprimirlo en ASCII

; dos espacios al principio

; byte alto palabra alta

; byte bajo palabra alta

; byte alto palabra baja

; byte bajo palabra baja

; dos espacios separadores

RET

; «controlador ocupado»

remove

CALL

; espacio separador

; imprimir desplazamiento

JAE

close

otro_car:

; guardar carácter

MOV

limpia_buffer: CMP

fin_buff:

; inicio de transferencia:

; permitido corromper registros

MOV

; imprimir guión separador

RET

; procesar carácter imprimir_sep

ENDP

imprimir_asc

PROC

; otro carácter

; siempre Ok.

MOV

; imprimir en ASCII 16 bytes AL,' '

; a partir de DS:BX

203


asc_dump:

asc_ok:

CALL

print_AL

MOV

[BX+10h],CS

MOV

CX,16

LEA

BX,mal_dos_txt

MOV

AL,[BX]

CALL

print

CMP

AL,' '

MOV

AX,100h

JAE

asc_ok

RET

MOV

AL,'.'

LEA

AX,retorno_ok

CALL

print_AL

MOV

CS:p_rutinas,AX

INC

BX

MOV

WORD PTR [BX+0Eh],OFFSET init

LOOP

asc_dump

MOV

[BX+10h],CS

MOV

AL,0Dh

LEA

BX,instalado_txt

CALL

print_AL

CALL

print

MOV

AL,0Ah

MOV

AX,100h

CALL

print_AL

; espacio separador

; no imprimir los de control

; retorno de carro

ENDP

print_8hex

PROC

PROC DL,CS:[BX]

AND

DL,DL

AH,AL

JZ

fin_print

MOV

CL,4

MOV

AH,2

SHR

AL,CL

PUSH

BX

CALL

print_4hex

INT

21h

MOV

AL,AH

POP

BX

AND

AL,00001111b

INC

BX

CALL

print_4hex

JMP

print

POP

AX

PROC

; imprimir nibble hexad. en AL

PUSH

AX

ADD

AL,'0'

CMP

AL,'9'

JBE

hex_AL

ADD

AL,'A'-'9'-1

CALL

print_AL

POP

AX

print_4hex

ENDP

print_AL

PROC INT

RET

print

ENDP

instalado_txt

DB

13,10,"Dispositivo HEX$ instalado.",13,10,0

mal_dos_txt

DB

13,10,"Error: HEX$ necesita DOS 3.0 o superior."

DB

13,10,0

ENDS END

; imprimir ASCII en AL 29h

RET ENDP

; ************ Instalación invocada desde el CONFIG.SYS

PROC PUSH

BX

MOV

AH,30h

INT

21h

POP

BX

CMP

AL,3

JAE

dos_ok

MOV

WORD PTR [BX+0Eh],0

; obtener versión del DOS

; OFFSET 0: terminar

; instalación siempre Ok.

fin_print:

HEXSEG

RET

; indicado área residente

; imprimir cadena en CS:BX

MOV

AX

print_4hex

init

print

MOV

ENDP

print_AL

ENDP

; imprimir byte hexad. en AL

RET

hex_AL:

init

PUSH

print_8hex

; anular rutina INIT

RET

; salto de línea

RET imprimir_asc

dos_ok:

; sin quedar residente

203


11.7. - EJEMPLO DE CONTROLADOR DE DISPOSITIVO DE BLOQUES. 11.7.1. - DISCO VIRTUAL TURBODSK: CARACTERÍSTICAS. El disco virtual propuesto no es el clásico minidisco de ejemplo, de un segmento de 64 Kb. Por el contrario, se ha preferido crear un disco completo que pueda competir al mismo nivel que los del sistema, con objeto de recoger todas las circunstancias posibles que implica su desarrollo. Al final, este disco ha sido dotado de varias comodidades adicionales no disponibles en los discos del DOS. Por un lado, es posible modificar su tamaño una vez que ha sido instalado, sin necesidad de arrancar de nuevo el ordenador. Esta asignación dinámica de la memoria significa que, en la práctica, es factible tener instalado el controlador sin reservar memoria: cuando es preciso utilizar el disco, se le formatea; después de ser usado, se puede desasignar la memoria extendida, expandida o convencional que ocupaba. Esto último es más que recomendable si, por ejemplo, se va a ejecutar WINDOWS a continuación y ya no se necesita el disco virtual. Otra ventaja es que es mucho más flexible que los discos virtuales que acompañan al sistema operativo, permitiendo definir con mayor libertad los parámetros e incluyendo uno nuevo (el tamaño de cluster). Los usuarios avanzados nunca estuvieron contentos con los discos del sistema que abusaban demasiado del ajuste de parámetros. Aunque una elección torpe de parámetros de TURBODSK puede crear un disco prácticamente inútil, e incluso incompatible con algunas versiones del DOS, también es cierto que los usuarios con menos conocimientos pueden dejar a éste que elija los parámetros por ellos, con excepción del tamaño del disco. Los usuarios más informados, en cambio, no tendrán ahora trabas. Sin embargo, la pretensión inicial de hacer TURBODSK más rápido que los discos del sistema, de la que hereda su peculiar nombre, ha tenido que enfrentarse a la elevada eficiencia de RAMDRIVE. Las últimas versiones de este disco ya apuran bastante el rendimiento del sistema, por lo que superarle sólo ha sido posible con un truco en la memoria expandida/convencional y en máquinas 386DX y superiores: TURBODSK detecta estas CPU y aprovechar su bus de 32 bits para realizar las transferencias de bloques de memoria. La velocidad es sin duda el factor más importante de un disco virtual, con mucho, por lo que no se deben ahorrar esfuerzos para conseguirla. A continuación se resumen las características de TURBODSK, comparándolo con los discos virtuales del sistema: RAMDRIVE en representación del MS-DOS 5.0 (aunque se incluye una versión más reciente que viene con WINDOWS 3.1) y el VDISK de DR-DOS 6.0. Como puede observarse, la única característica que TURBODSK no presenta es el soporte de memoria extendida vía INT 15h de VDISK, tampoco implementado ya en RAMDRIVE. El motivo es simplificar el programa, ya que en la actualidad es difícil encontrar máquinas con memoria extendida que no tengan instalada la especificación XMS que implementa HIMEM.SYS o algunas versiones del EMM386. ┌─────────────────┐ │ CARACTERÍSTICAS │ ├─────────────────┴───────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ RAMDRIVE VDISK TURBODSK │ │ (WINDOWS 3.1) (DR-DOS 6.0) v2.3 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ Capacidad máxima: 32 Mb 32 Mb 64 Mb │ │ Soporte de memoria convencional: Sí Sí Sí │ │ Soporte de memoria EMS: Sí Sí Sí │ │ Soporte de memoria extendida INT 15h: No Sí No │ │ Soporte de memoria extendida XMS: Sí No Sí │ │ Tamaño de sector soportado: 128-1024 128-512 32-2048 │ │ Ficheros en directorio raíz: 4-1024 4-512 1-65534 │ │ Asignación dinámica de la memoria: No No Sí │ │ Tamaño de cluster definible: No No Sí │ │ Memoria convencional consumida (MS-DOS 5.0): 1184-1232 2096-2608 448-624 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

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Para calcular la velocidad de los discos virtuales se ha utilizado el programa KBSEC.C listado más abajo. Los resultados de KBSEC pueden variar espectacularmente en función del fabricante del controlador de memoria o del sistema operativo. Este programa de test es útil para analizar el rendimiento de un disco virtual en fase de desarrollo o para que el usuario elija la memoria más rápida según la configuración de su equipo. Dicho programa bloquea todas las interrupciones excepto IRQ 0 (INT 8), la cual a su vez desvía con objeto de aumentar la precisión del cálculo; por ello es exclusivo para la comprobación de discos virtuales y no flexibles. Debe ser ejecutado sin tener instalado ningún caché. KBSEC fuerza el buffer de transferencia a una dirección de memoria determinada, con objeto de no depender aleatoriamente de la velocidad dispar de la memoria y los controladores XMS/EMS en función del segmento que sea utilizado. La fiabilidad de KBSEC está avalada por el hecho de que siempre da exactamente el mismo resultado al ser ejecutado en las mismas condiciones. Para hacerse una idea de la potencia de los discos virtuales, conviene tener en cuenta que un disco fijo con 19 ms de tiempo de acceso e interface IDE, en un 386-25 puede alcanzar una velocidad de transferencia de casi un megabyte, 17 veces menos que la mejor configuración de disco virtual -que además posee un tiempo de acceso prácticamente nulo- en esa misma máquina. ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

Velocidad del disco bajo MS-DOS 5.0, calculada por KBSEC, con los buffers que

│

│

establece el DOS por defecto

y con sólo KEYB y

│

│

DOSKEY instalados. Para evaluar la memoria convencional no estaba instalado ningún

│

│

controlador de memoria; para la memoria XMS estaba instalado sólo HIMEM.SYS y para

│

│

la EMS,

│

│

en función de la gestión de memoria del sistema). Datos en Kb/segundo.

(aunque esto no influye en KBSEC)

tanto HIMEM.SYS como EMM386.EXE a la vez

(los resultados varían bastante

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │

VDISK

RAMDRIVE

TURBODSK

563

573

573

│

- Memoria convencional:

│

│ │

8088-8 MHz:

│ │

286-12 Mhz (sin estados de espera):

│

- Memoria extendida/XMS:

1980

4253

4253

│

│


4169

4368

4368

│

│

│

386-25 MHz (sin caché):

│


6838

17105

17095

│

│

- Memoria expandida EMS:

1261

8308

14937

│

│


7297

6525

14843

│

│

│

486-25 MHz sin caché externa:

│


7370

10278

10278

│

│

- Memoria expandida EMS:

2533

7484

9631

│

│


8256

8454

11664

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

/********************************************************************* *

*

*

KBSEC 1.2 - Utility to calc with high precision the data transfer *

*

rate (the read data transfer read) in a ramdisk.

* *

(C) 1992-1995 Ciriaco García de Celis

- Do not run this program with a cache program loaded; compile

*

it in LARGE memory model with

*

disabled. Use Borland C. This program has english messages.

*

«Test stack overflow»

/* 63 Kb

#define TIEMPO 110L

/* 6 segundos * 18,2 ≈ 110 tics (error < 1%) */

(no sobrepasar 64 Kb en un acceso) */

*

#define TM 18.2

*

#define HORA_BIOS MK_FP(0x40, 0x6c)

/* cadencia de interrupciones del temporizador */ /* variable de hora del BIOS */

*

* *

#define MAXBUF 64512L

option

*

unsigned long ti, vueltas, far *cbios;

*

unsigned segmento, tamsect, far *pantalla;

*

unsigned char far *sbuffer;

*

static unsigned tiempo;

*

int unidad;

*********************************************************************/

void interrupt (*viejaIRQ0)();

#include #include

void interrupt nuevaIRQ0 () /* rutina ejecutada cada 55 ms */

#include

{

#include

tiempo++;

/* incrementar nuestro contador de hora */

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outportb (0x20,0x20);


printf ("\nNeeds a disk from %2.0f Kb to 32 Mb\n", MAXBUF/1024.0);

/* EOI al controlador de interrupciones */

exit (3); }

}

textmode (C80); clrscr();

void prep_hw (void)

printf ("\nComputing speed (wait %2.0f sec.)...", TIEMPO/TM);

{ viejaIRQ0=getvect(8);

/* preservar vector de int. periódica */

setvect (8, nuevaIRQ0);

/* instalar nueva rutina de control

outportb (0x21, 0xfe);

/* inhibir todas las int. salvo timer */

pantalla=MK_FP((peekb(0x40,0x49)==7 ? 0xB000:0xB800), 0x140);

*/

prep_hw(); ti=tiempo=vueltas=0;

}

while (ti==tiempo); /* esperar pulso del reloj */ ti+=TIEMPO; void rest_hw (unsigned long tiempo_transcurrido_con_reloj_parado) while (ti >= tiempo)

{ outportb (0x21, 0);

/* autorizar todas las interrupciones */

setvect (8, viejaIRQ0);

/* restaurar vector de int. periódica */

if (absread (unidad, MAXBUF / tamsect, 0L, sbuffer)!=0) { rest_hw(ti-tiempo); printf ("\nError reading the disk.\n"); exit(254); }

cbios=HORA_BIOS; *cbios+=tiempo_transcurrido_con_reloj_parado;

else if (!(vueltas++ & 7)) *pantalla++=0xf07;

}

/* "imprimir" */

rest_hw(TIEMPO); clrscr(); void main(int argc, char **argv) printf("\nKBSEC 1.2: Effective data transfer rate on drive %c:\

{

%6.0f Kb/sec.\n", unidad+'A',MAXBUF/1024.0*vueltas/(TIEMPO/TM));

if (allocmem ((unsigned) ((MAXBUF+0x1800) >> 4), &segmento)!=-1) { printf("\nInsufficient memory.\n"); exit(255); }

}

sbuffer=MK_FP((segmento+0x100) & 0xff00 | 0x80, 0); /* 2Kb+n*4Kb */

if (argc<2) { printf("\nChoose the drive to test.\n"); exit(1); } unidad=(argv[1][0] | 0x20) - 'a'; if ((unidad<2) || (absread (unidad, 1, 0L, sbuffer)!=0)) { printf ("\nChoose drive C or above with less than 32 Mb.\n"); exit (2); }

tamsect = sbuffer[11] | (sbuffer[12]<<8); ti = (long) tamsect * ((sbuffer[0x14] << 8) | sbuffer[0x13]); if ((ti < MAXBUF) || (ti > 33554431L)) {

11.7.2. - ENSAMBLANDO TURBODSK. El listado fuente de TURBODSK consta de un único fichero que ha de ser ensamblado sin demasiados parámetros especiales. Este programa puede ser perfectamente ensamblado de manera indistinta por MASM 6.X (con el parámetro de compatibilidad con versiones anteriores) o por TASM, aunque preferiblemente por el segundo. Versiones de MASM anteriores a la citada no tienen potencia suficiente, básicamente porque no permiten emplear la directiva .386 dentro de los segmentos. Con TASM conviene emplear la opción /m5 para que el ensamblador ejecute todas las pasadas necesarias para optimizar el código al máximo (como mínimo habría que solicitar 2, en cualquier caso, para que no emita errores). 11.7.3. - ANÁLISIS DETALLADO DEL LISTADO DE TURBODSK. El listado completo de TURBODSK puede consultarse al final de este apartado. Se describirán paso a paso todas las peculiaridades del programa, por lo que el listado debería ser comprensible prácticamente al 100%. A lo largo de la explicación aparecen numerosas alusiones al comportamiento de RAMDRIVE y VDISK. Por supuesto, los detalles referidos a RAMDRIVE o VDISK se refieren exclusivamente a la versión de los mismos que acompaña a Windows 3.1 y a DR-DOS 6.0, respectivamente, no siendo necesariamente aplicable a otras anteriores o futuras de dichos programas. Evidentemente, la información sobre ambos no ha sido obtenida escribiendo al fabricante para solicitarle el listado fuente, por lo que es un tanto difusa e incompleta, aunque sí suficiente para complementar la explicación de TURBODSK y dar una perspectiva más amplia.


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LA CABECERA DE TURBODSK El inicio de TURBODSK es el clásico de todos los controladores de dispositivo de bloques. La palabra de atributos es idéntica a la de VDISK o RAMDRIVE. Hay que hacer aquí una breve mención al bit 13 que indica si el dispositivo es de tipo IBM o no: la verdad es que en nuestro caso daría igual elegir un tipo que otro (la diferencia es que en los de tipo IBM el DOS accede a la FAT antes que al propio sector de arranque para verificar el tipo de disco). Finalmente se optó por seguir la corriente de los discos del DOS, aunque existen por ahí discos virtuales de tipo «no-IBM». En principio, hoy por hoy da lo mismo cómo esté este bit de la palabra de atributos, tan sólo existe una sutil diferencia en la orden BUILD BPB. A continuación vienen las variables de TURBODSK, la mayoría de las cuales son intuitivas. Sin embargo, las dos primeras son algo especiales. La primera (cs_tdsk) está destinada a almacenar el valor del registro CS, que indica dónde reside el disco virtual. Aunque en principio puede parecer redundante, esta operación es necesaria para lograr la compatibilidad con algunos gestores de memoria, como QEMM, que pueden cargar la cabecera del dispositivo en memoria convencional y el resto del mismo en la superior: a nosotros nos interesa conocer la dirección donde reside todo el dispositivo, con objeto de acceder a él para ulteriores modificaciones de sus condiciones de operación. Cuando se utiliza el LOADHI de QEMM, el dispositivo es cargado en memoria superior, pero después QEMM se encarga de copiar la cabecera en memoria convencional, pasando la cadena de controladores de dispositivo del DOS por dicha memoria. Como nosotros buscaremos a un posible TURBODSK residente siguiendo esa cadena, gracias a la variable cs_tdsk podemos saber la dirección real del disco virtual. QEMM crea además unas falsas rutinas de estrategia e interrupción en memoria convencional que luego llaman a las de la memoria superior. Sin embargo, esto no es relevante para nosotros. Por fortuna, QEMM 6.0 también soporta el DEVICEHIGH del DOS, en cuyo caso la totalidad del dispositivo es cargado en memoria superior; sin embargo, no está de más tomar precauciones para los casos en que no sea así. La segunda variable es id_tdsk y su utilidad es fundamental: sirve para certificar que el controlador de dispositivo es TURBODSK, indicando además la versión. Esta variable está ubicada en los primeros 18 bytes de la cabecera, que son los que QEMM copia en memoria convencional. Si algún gestor de memoria extraño realizara la misma maniobra de QEMM y copiase menos de 18 bytes en memoria convencional, no pasaría nada: TURBODSK sería incapaz de hallarse a sí mismo residente en la memoria superior, por lo que no habría riesgo alguno de provocar un desastre. Por fortuna, estas complicadas argucias de los controladores de memoria tienden a desaparecer desde la aparición del DOS 5.0 que, de alguna manera, ha normalizado el uso de la memoria superior. Existe otra variable importante, tipo_soporte, que indica en todo momento el estado del disco. En general, las variables más importantes de TURBODSK han sido agrupadas al principio y el autor del programa se ha comprometido a no moverlas en futuras versiones. Esto significa que otros programas podrán detectar la presencia de TURBODSK e influir en sus condiciones de operación. Más adelante hay otras variables internas al programa: por un lado, la tabla de saltos para las rutinas que controlan el dispositivo; por otro, un BPB con información válida (si no fuera correcto, el DOS se podría estrellar al cargar el dispositivo desde el CONFIG). Este BPB será modificado cuando se defina el disco, se defina éste desde el CONFIG o no (esto último es lo más normal y recomendable). En el BPB solo se han completado los campos correspondientes al DOS 2.x; la razón es que los demás no son necesarios ni siquiera para el DOS 5.0: la información adicional de las últimas versiones de los BPB es empleada por las rutinas de más bajo nivel del sistema operativo, aquellas que se relacionan con la BIOS y el hardware; sin embargo, estas nuevas variables no son relevantes para la interfaz del DOS con el controlador de dispositivo. LAS RUTINAS QUE CONTROLAN EL DISPOSITIVO. Veremos ahora las principales rutinas de TURBODSK. Para empezar, la rutina de estrategia de TURBODSK no merece ningún comentario, pero sí la de interrupción. Es bastante parecida a la de los discos del sistema, pero con una diferencia: si el disco no está aún preparado y no se ha reservado memoria para él

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(esto sucede con la variable tipo_soporte igual a cero) hay que rechazar todos los accesos al disco devolviendo un código de unidad no preparada, algo así como decir que no hay disquete dentro de la disquetera virtual. En cualquier otro caso, y valiéndose de la tabla de saltos, llamamos a la subrutina adecuada que gestiona cada orden. Estas subrutinas devuelven en AX la palabra de estado que hay que devolver al sistema, por lo que al final se realiza esta operación. En el caso de un error de transferencia (debido al fallo de algún controlador de memoria o a un intento de acceso fuera de los límites del disco), se indica al DOS que se han transferido 0 sectores; de lo contrario, esta variable de la cabecera de petición queda como estaba al principio, indicando que se han transferido tantos sectores como fueron solicitados. Las órdenes READ NOWAIT, INPUT STATUS, INPUT FLUSH, OUTPUT STATUS, OUTPUT FLUSH, IOCTL OUTPUT, OPEN y CLOSE no están realmente soportadas. Sin embargo, si el DOS las invoca, TURBODSK se limita a terminar como si nada hubiera sucedido, devolviendo una palabra de estado 100h que indica función terminada. A la orden IOCTL INPUT, en cambio, se responde con un error (orden no soportada) ya que TURBODSK no está preparado para enviar cadenas IOCTL a nadie (una cosa es no hacer caso de las que envían, ¡pero cuando además las solicitan!); en general, el comportamiento hasta el momento es 100% idéntico al de RAMDRIVE. Sin embargo, la orden MEDIA CHECK es totalmente diferente de la de los discos virtuales del DOS. A la pregunta de ¿ha habido cambio de disco?, tanto VDISK como RAMDRIVE responden siempre que no. En cambio, TURBODSK puede haber sido modificado por el usuario, debido a la asignación dinámica de memoria que soporta. En estos casos, el programa que formatea el disco virtual (el propio TURBODSK cuando el usuario define un disco) colocará la variable cambiado a un valor 0FFh. Este valor es el que se devolverá la primera vez al DOS, indicando que se ha producido un cambio de disco. Las siguientes veces, TURBODSK no volverá a cambiar (no hasta otro formateo), motivo por el cual la variable se redefine a 1. En el momento en que el disco es cambiado, el DOS ejecuta la orden BUILD BPB, con la que se le suministra la dirección del nuevo BPB (la misma de siempre, pero con un BPB actualizado). La orden REMOVE se limita a devolver una condición de controlador ocupado. No estaba muy claro qué había que hacer con ella, por lo que se optó por imitar el funcionamiento de RAMDRIVE. Lo cierto es que hay órdenes que casi nunca serán empleadas, o que no tiene sentido que sean utilizadas, pero conviene considerarlas en todo caso. Las últimas órdenes que implementa TURBODSK son las de lectura y escritura o escritura con verificación. En estas órdenes simplemente se inicializa un flag (el registro BP) que indica si se trata de leer o escribir: si BP es 0 es una escritura, si es 1 una lectura. Finalmente, se salta a la rutina Init_io que se encarga de preparar los registros para la lectura o escritura, consultando el encabezamiento de petición de solicitud para estas órdenes. Más o menos mezclada con estas órdenes está la rutina que gestiona la interrupción 19h. Esta interrupción es necesario desviarla para mejorar la convivencia con algunos entornos multitarea basados en el modo virtual del 386. En principio, cuando una tarea virtual es cancelada (debido a un CTRL-ALT-DEL o a un cuelgue de la misma) el sistema operativo debería desasignar todos los recursos ligados a ella, incluida la memoria expandida o extendida que tuviera a su disposición. Sin embargo, parece que existen entornos no muy eficientes en los que al anular una tarea no se recupera la memoria que ocupaba. Por tanto, es deber de la propia tarea, antes de morir, el devolver la memoria a los correspondientes controladores. La interrupción 19h se ejecuta en estos momentos críticos, por lo que TURBODSK aprovecha para liberar la memoria EMS/XMS ocupada y, tras restaurar el vector previo de INT 19h (para mejorar la compatibilidad) continúa el flujo normal de la INT 19h. La mayoría de los discos virtuales no desvían la INT 19h; sin embargo, RAMDRIVE sí y TURBODSK no quería ser menos... aunque, en el caso de utilizar memoria convencional no se realiza ninguna tarea (RAMDRIVE ejecuta una misteriosa y complicada rutina). La rutina Init_io se ejecuta inmediatamente antes de una lectura o escritura en el disco, preparando los registros. Se controla aquí que el primer y último sector a ser accedido estén dentro del disco: en caso contrario se devuelve un error de sector no encontrado. En realidad, TURBODSK no comprueba si el primer sector está


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en el disco, para ahorrar memoria; al contrario que la mayoría de los discos virtuales. La razón es que si el último sector está dentro del disco ¡como no lo va a estar también el primero!. También hay que tener en cuenta la histórica leyenda de los 64 Kb. En concreto, el problema reside en la dirección donde depositar o leer los datos. Pongamos por ejemplo que un programa pretende leer del disco virtual 48 Kb de datos en la dirección DS:A000h. En principio, el manual de referencia para programadores de Microsoft dice que el dispositivo solo está obligado a transferir cuanto pueda sin cambiar de segmento. Sin embargo, el RAMDRIVE de Microsoft no considera esta circunstancia, por lo que si un programa intenta hacer un acceso ilegal de este tipo se corromperá también una parte indeseada del segmento de datos, ya que al llegar al final de un segmento se comienza por el principio del mismo otra vez (esto no es así en el caso de emplear memoria extendida, pero sí en la convencional y expandida). En TURBODSK se prefirió limitar la transferencia al máximo posible antes de que se desborde el segmento: hay que tener en cuenta que un desbordamiento en el segmento de datos puede llegar a afectar al de código, con todo lo que ello implica. Cierto es que un acceso incorrecto a disco es una circunstancia crítica de la que no se puede responsabilizar al mismo, pero a mi juicio es mejor no poner las cosas todavía peor. Otro asunto es controlar el tamaño absoluto del área a transferir: en ningún caso debe rebasar los 64 Kb, aunque no está muy claro si los puede alcanzar o no. RAMDRIVE opera con palabras de 16 bits, permitiendo un máximo de 8000h (exactamente 64 Kb), excepto en el caso de trabajar con memoria extendida: al pasar el nº de palabras a bytes, unidad de medida del controlador XMS, el 8000h se convierte en 0 (se desborda el registro de 16 bits al multiplicar por 2): con este tipo de memoria RAMDRIVE no soporta transferencias de 64 Kb exactos (por ello, KBSEC.C emplea un buffer de 63 y no de 64 Kb). En TURBODSK se decidió transferir 64 Kb inclusive como límite máximo, en todos los casos. En memoria expandida y convencional, por otro lado, existe el riesgo de que el offset del buffer sea impar y, debido al tamaño del mismo, se produzca un acceso de 16 bits en la dirección 0FFFFh, ilegal en 286 y superiores. Esto provoca un mensaje fatal del controlador de memoria, preguntando si se desea seguir adelante o reinicializar el sistema (QEMM386), o simplemente se cuelga el ordenador (con el EMM386 del MS-DOS 5.0 o en máquinas 286). Por ejemplo, pruebe el lector a leer justo 32 Kb en un buffer que comience en 8001h con RAMDRIVE en memoria EMS: RAMDRIVE no pierde el tiempo comprobando estas circunstancias críticas, aunque VDISK parece que sí. En TURBODSK se optó también por ser tolerante a los fallos del programa que accede al disco: además de limitar el acceso máximo a 64 Kbytes, y de transferir sólo lo que se pueda antes del desbordamiento del segmento, puede que todavía se transfiera entre uno y tres bytes menos, ya que se redondea por truncamiento la cuenta de palabras que faltan para el final del segmento para evitar un direccionamiento ilegal en el offset 0FFFFh (estas circunstancias críticas deben evaluarse utilizando las interrupciones 25h/26h, ya que al abrir ficheros ordinarios el DOS es siempre suficientemente cauto para no poner a prueba la tolerancia a fallos de las unidades de disco). Inmediatamente después de la rutina Init_io de TURBODSK está colocada la que gestiona el disco en memoria expandida. No existe ningún nexo de unión y ambas se ejecutan secuencialmente. Al final de Init_io hay una instrucción para borrar el acarreo. Esto es así porque la rutina que gestiona el disco puede ser accedida, además de desde Init_io, desde el gestor de la interrupción 19h. El acarreo sirve aquí para discernir si estamos ante una operación normal de disco o ante una inicialización del sistema. En el caso de una operación de disco, BP indica además si es lectura o escritura. TURBODSK soporta también memoria extendida XMS y convencional: cuando se utilizan estas memorias, la rutina correspondiente sustituye a la de memoria EMS por el simple y efectivo procedimiento de copiarla encima. Esta técnica, que horrorizará a más de un programador, es frecuente en la programación de sistemas bajo MS-DOS. De esta manera, TURBODSK y RAMDRIVE (que también comete esta inmoralidad) economizan memoria, ya que solo queda residente el código necesario. El hecho de que por defecto esté colocada la rutina de memoria expandida es debido a que es, con diferencia, la más larga de todas y así siempre queda hueco para copiar encima las otras. A la hora de terminar residente, si la máquina tiene memoria extendida y no se indica /A, no se dejará espacio más que para las rutinas de memoria extendida y convencional, para economizar más memoria. ANÁLISIS DE LAS RUTINAS DE GESTIÓN DE MEMORIA. Las rutinas que gestionan los diversos tipos de memoria tienen los mismos parámetros de entrada (obtenidos de Init_io) y sirven para leer/escribir en el disco según lo que indique BP, así como para liberar la memoria asignada en respuesta a una interrupción 19h. Retornan devolviendo en AX el resultado de la

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operación, que será normalmente exitoso. En caso de fallo de algún controlador de memoria, devolverían un código de error de anomalía general. Trabajando con memoria EMS. La rutina más compleja es la que gestiona la memoria expandida EMS. Además, un disco virtual que se precie debe soportar transferencias incluso en el caso de que el buffer donde leer/escribir los datos esté también en la memoria expandida y se solape con el propio disco. Este aspecto no es tenido en cuenta por ningún disco virtual de dominio público con soporte de memoria EMS que yo conozca, aunque sí por los del DOS; a esto se debe que algunas aplicaciones que trabajan con memoria expandida adviertan que pueden operar mal con ciertos discos virtuales. En el caso de VDISK, el algoritmo es muy poco eficiente: este disco virtual realiza un bucle, con una vuelta para cada sector, donde hace todas estas tareas: preservar el contexto del mapa de páginas, calcular las direcciones, transferir a un buffer auxiliar, recuperar el contexto del mapa de páginas y transferir del buffer auxiliar hacia donde solicita el DOS. Ello significa que, para transferir 32 Kb en sectores de 0,5 Kb, se salva y restaura ¡64 veces! el contexto del mapa de páginas. No digamos si los sectores son más pequeños, además del hecho (mucho más grave) de que transfiere dos veces y de la cantidad de veces que calcula las direcciones. Cierto es que salvar el contexto del mapa de páginas y volverlo a restaurar es necesario, de cara a que el disco virtual (un programa residente a todos los efectos) no afecte al programa de usuario que se está ejecutando, por si éste utiliza también memoria expandida. La pregunta es, ¿por qué no sacaron los autores de VDISK esas operaciones fuera del bucle?, y ¿por qué utilizar un buffer auxiliar?. Lógicamente hay una respuesta. Piense el lector qué sucederá si el buffer donde leer o escribir que suministra el programa principal, está en memoria expandida: ¡se solapa con el disco virtual!. Para solucionar este posible solapamiento, VDISK se ve obligado a realizar esas operaciones con objeto de permitir una transferencia de la memoria expandida a la propia memoria expandida, a través de un buffer auxiliar. Este algoritmo provoca que VDISK sea prácticamente tan lento como un buen disco duro cuando trabaja con memoria expandida y sectores de 512 bytes, ¡y bastante más lento si se utilizan los sectores de 128 bytes que suele establecer por defecto!. Además, el buffer del tamaño de un sector incrementa el consumo de memoria en 512 bytes. ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE LA RUTINA DE GESTIÓN DE MEMORIA EMS DE TURBODSK

│

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │

│

Analizaremos el caso más conflictivo:

│

Cuando el área a transferir ocupa los 16 Kbytes máximos.

│

│

│ │ │

│ │

│

│

│

│

- - - - -├───────────────┤- - - - - - - - - - - - - -├───────────────┤- - - - -

│

│

│

│

│

│

M

│

│

E

│

│

├───────────────┤

M

├───────────────┤-- ¿

│

│

│

O

│

│

│

│

R

│

│

├───────────────┤

I

├───────────────┤-- À

│

│

A

│

│

│

│

├───────────────┤

E

├───────────────┤ ½───── caso B

│

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│

M

│

│

│

│

S

│

│

│

│ │

│

Página 3

Página 2

│ Página 1

Página 0

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│

Página 3

Página 2

Página 1

Página 0

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│ │

│

16

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Kb

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- - - - -├───────────────┤- - - - - - - - - - - - - -├───────────────┤- - - - -

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│

│

│

│

│

│

│

│

│

├───────────────┤

│

½───── caso A

├───────────────┤

│ │

│

│

│

Resulta evidente, en el caso A, que si el buffer donde leer/escribir los datos comienza por │

203


│

debajo de la dirección marcada por la flecha (o justo en esa dirección) no colisionará

│

página

│

párrafos se pierde precisión,

│

más 1 párrafo) por debajo del inicio de la página 0.

0,

ya que no excede de 16 Kb de longitud. TURBODSK

con

la │

Como al convertir la dirección segmentada a │

se asegura que la dirección esté 401h párrafos

(16 Kb │ │

│

│

│

En el caso B, el buffer está en memoria expandida pero comienza justo detrás de la página 0 │

│

y, por lo que no hay colisión con esta página.

│

comprueba que el buffer comience al menos

│

En

│

convertir la dirección segmentada se hace truncando.

realidad,

Una vez más,

bastaría con comprobar si dista

por razones de redondeo, TURBODSK │

párrafos por encima del inicio de la página 0. │

401h

al

menos

400h

bytes,

ya

que el redondeo al │ │

│ │

│ Conclusión:

para que no haya colisión,

el buffer ha de estar a 401h párrafos de distancia │

│

(expresada en valor absoluto) del inicio de la página 0. ¿Qué sucede si hay colisión?. Pues que │

│

no se puede emplear la página 0, que se solapa con el buffer.

│

la página 2 ya que si el buffer empieza justo donde apunta la flecha del caso B, como su tamaño │

│

es de no más de 16 Kb,

│

párrafo! (no olvidar que si empieza por encima de la flecha no colisiona con la página 0).

│

tanto, tenemos que utilizar la página 3.

│

las páginas pueden ser definidas por el usuario en la dirección que desee

│

EMM386 del MS-DOS 5.0),

│

en que hay colisión,

│

páginas hay una distancia absoluta de 32 Kb).

no puede invadir...

sí,

En

En ese caso, bastaría con elegir │

¡sí puede invadir la página 2, aunque sólo un │

general,

Por │

en un sistema con memoria EMS 4.0 donde │ (parámetros /Pn= del │

basta con asegurarse que la página alternativa a la 0,

está alejada al menos 48 Kb de la página 0

(esto

es,

para los casos │

que

entre

ambas │ │

│

│

│

Se comprende ahora la necesidad de restaurar el contexto del mapa de páginas antes de pasar │

│

utilizar una nueva página para las transferencias: el hecho de necesitar una nueva página viene │

│

determinado porque la hasta entonces utilizada se solapa con el buffer

│

el contenido del buffer!.

│

que quede salvado para

│

restaurado).

¡y es preciso restaurar │

Además, hay que volver a salvar el contexto de manera inmediata para │

otra

ocasión

(o para cuando se acabe el acceso al disco y haya de ser │ │

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

En principio, no se recomienda a nadie intentar comprender la rutina de TURBODSK para la memoria EMS (Procesa_ems): dada su complejidad, es más fácil para un programador desarrollar la suya propia que intentar entender la actual: fundamentalmente, porque los escasos 247 bytes que ocupa evidencian en qué medida el autor se ha decantado por la eficiencia en detrimento de la claridad al diseñarla. Sin embargo, las pautas que se darán pueden ser útiles. TURBODSK utiliza una técnica totalmente diferente a la de VDISK, para evitar el buffer auxiliar. En principio, debido a que TURBODSK transfiere bloques de hasta 16 Kb en cada iteración, el bucle no dará nunca más de 5 vueltas (un bloque de disco de 64 Kb puede estar comprendido en 5 páginas EMS). Al principio se salva una sola vez el contexto de la memoria expandida, antes de entrar en el bucle, volviéndose a restaurar al final del todo, también una sola vez. No se realizará esto más veces si no hay solapamientos. Por otra parte, como sólo se utiliza una página de memoria expandida a un tiempo, TURBODSK elige inteligentemente una que no colisione con la del buffer del programa principal a donde enviar/recibir los datos. En el caso en que haya colisión con la página 0, TURBODSK restaura el contexto y lo vuelve a salvar, con objeto de devolver la memoria expandida a la situación inicial y mantener la primera copia que se hizo del contexto; además, elige otra página que diste al menos 32 Kb de la página 0 (bastaría con 16 Kb, pero se hace así para evitar problemas en los redondeos si los buffers no empiezan en posiciones alineadas a párrafo). El esquema gráfico lo explica con mayor claridad. Tras la transferencia, si había habido colisión se vuelve de nuevo a restaurar y preservar el contexto, para volver al estado previo a la entrada en el bucle. Estas operaciones hacen que TURBODSK sea ligeramente más lento cuando el buffer de lectura/escritura está en memoria expandida, pero probablemente la diferencia no llegue al 1% al caso en que no hay solapamientos. El funcionamiento general consiste en ir mapeando las páginas de memoria expandida una a una, considerando las tres posibilidades: al principio, puede ser necesario transferir un fragmento del final de la primera página mapeada; después, puede ser preciso transferir algunas páginas enteras y, por último, una parte inicial de la última página. Esto significa que TURBODSK sólo mapea (y una sola vez) las páginas estrictamente necesarias para la transferencia; además, no transfiere sector a sector sino el mayor número posible que pueda ser transferido de una sola vez y se evita la necesidad de hacer doble

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transferencia (con el consiguiente ahorro, además, del buffer de 512 bytes). Este algoritmo permite que TURBODSK sea tan rápido como cabría esperar de un disco virtual, incluso al trabajar con memoria EMS. De hecho, al transferir 32 bits en los 386 y superiores, la velocidad que desarrolla en memoria EMS no se queda muy por detrás de la que consigue el controlador de memoria XMS en estas máquinas. El inconveniente de la rutina de gestión de memoria EMS en TURBODSK es, como se dijo antes, la complejidad: está optimizada para reducir en lo posible el tamaño, por lo que puede resultar de difícil comprensión. Por ejemplo, posee una subrutina encargada de acceder al controlador de memoria que, en caso de fallo, altera la pila para retornar directamente al programa principal y no al procedimiento que la llamó. Estas maniobras que aumentan la complejidad y dificultan posteriores modificaciones del código, están bastante documentadas en el listado, por lo que no habrá más referencias a ellas. Hay que reconocer que por 30 ó 40 bytes más la rutina podría haber sido todo un ejemplo de programación estructurada, pero cuando se escribió TURBODSK, entre los principales objetivos estaba reducir el consumo de memoria. Esta rutina es además la misma para leer que para escribir: en el caso de la escritura, se limita simplemente a intercambiar la pareja DS:SI con la ES:DI antes y después de realizar la transferencia. RAMDRIVE, por su parte, cuenta con un algoritmo con un rendimiento similar al de TURBODSK, pero totalmente distinto. La principal diferencia es que RAMDRIVE mapea varias páginas consecutivas, lo que le permitiría en ocasiones ser levemente más rápido que TURBODSK; sin embargo, como no transfiere con 32 bits, en los 386 y superiores es notablemente más lento que TURBODSK. RAMDRIVE necesita que las páginas de memoria expandida sean contiguas (podrían no serlo en EMS 4.0), emitiendo un error de instalación en caso contrario; el método de TURBODSK es algo más tolerante: no necesita que sean estrictamente contiguas, basta solo con que entre las 4 primeras haya alguna que diste de la primera al menos 32 Kb, la cual asigna dinámicamente. Para terminar con el análisis de la gestión de este tipo de memoria, hablaremos algo acerca de la manera de comunicarse con el controlador de memoria. En principio, lo más normal es cargar los registros e invocar la INT 67h, analizando el valor en AH para determinar si ha habido error. Sin embargo, se ha constatado que RAMDRIVE, ante un código de error 82h (EMM ocupado) vuelve a reintentar de manera indefinida la operación, excepto en el caso de la función 40h (obtener el estado del gestor) utilizada en la instalación, en la que hay sólo 32768 intentos. Este comportamiento parece estar destinado a mejorar la convivencia con entornos multitarea, en los que en un momento dado el controlador de memoria puede estar ocupado pero algo más tarde puede responder. Por tanto, también se incorporó esta técnica a TURBODSK. Un último aspecto a considerar está relacionado con el uso de instrucciones de 32 bits en las rutinas de TURBODSK: en principio han sido cuidadosamente elegidas con el objetivo de economizar memoria. Por ello, la instrucción PUSHAD (equivalente a PUSHA, pero con los registros de 32 bits) venía muy bien para apilar de una sola vez todos los registros de propósito general. Sin embargo, la correspondiente instrucción POPAD no opera correctamente, por desgracia, en la mayoría de los 386, aunque el fallo fue corregido en las últimas versiones de este procesador (los 386 de AMD también lo tienen, ¡qué curioso!). Se trata de un fallo conocido por los fabricantes de software de sistemas, pero poco divulgado, aunque tampoco es muy grave: básicamente, el problema reside en que EAX no se restaura correctamente. El fallo de esta instrucción, al parecer descubierto por Jeff Prothero está ligado a las instrucciones que vienen inmediatamente a continuación, y está demostrado que poniendo un NOP detrás -entre otros- nunca falla. En las rutinas de TURBODSK se observa también que los registros de 32 bits empleados en la transferencia son enmascarados para que no excedan de 0FFFFh, ya que podrían tener la parte alta distinta de 0 y ello provocaría una trágica excepción del controlador de memoria al intentar un acceso -por otra parte, de manera incorrecta- fuera de los segmentos de 64Kb. Trabajando con memoria XMS. La memoria extendida vía XMS, implementada por HIMEM.SYS y algún controlador de memoria expandida, es notablemente más sencilla de manejar que la expandida. En el caso de VDISK, se emplea el tradicional método de la INT 15h de la BIOS para transferir bloques en memoria extendida. Pese a ello, el VDISK de DR-DOS 6.0 es una versión moderna del legendario controlador, y puede convivir satisfactoriamente con WINDOWS y con los programas que soportan la especificación XMS debido a que toma las precauciones necesarias. En TURBODSK se prefirió emigrar a los servicios del controlador XMS (rutina


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Procesa_xms, al final del listado), al igual que RAMDRIVE, ya que casi todas las máquinas que poseen memoria extendida en la actualidad tienen instalado el controlador XMS. Las que no lo tienen instalado, se les puede añadir fácilmente (solo requiere al menos DOS 3.0). Las ventajas del controlador XMS son múltiples. Por un lado, la velocidad es bastante elevada, ya que en los 386 y superiores utiliza automáticamente instrucciones de transferencia de 32 bits. Por otro, es extraordinariamente sencillo el proceso: basta crear una estructura con la información del bloque a mover de la memoria convencional hacia/desde la extendida e invocar la función 0Bh. La diferencia entre TURBODSK y RAMDRIVE es que el primero crea la estructura sobre la pila (solo son 8 palabras). La ventaja de ello es que las instrucciones PUSH consumen mucha menos memoria que las MOV; por otro lado así no hace falta reservar el buffer para la estructura. Hablando de pila: todos los programas residentes que utilizan servicios XMS suelen definir una pila interna, ya que la llamada al controlador XMS puede crear una trama de pila de hasta ¡256 bytes!. Sin embargo, RAMDRIVE no define una pila propia, y no es difícil deducir por qué: el DOS, antes de acceder a los controladores de dispositivo, conmuta a una de sus pilas internas, que se supone suficientemente grande para estos eventos. Por el mismo motivo, se decidió no incorporar una pila a TURBODSK, aunque hay discos virtuales de dominio público que sí lo hacen. Es fácil comprobar la pila que el DOS pone a disposición de los drivers: basta hacer un pequeño programa en DEBUG que acceda al disco virtual (por ejemplo, vía INT 25h) y, sabiendo dónde reside éste, poner un punto de ruptura en algún lugar del mismo con una INT 3. Al ejecutar el programa en DEBUG, el control volverá al DEBUG al llegar al punto de ruptura del disco virtual, mostrando los registros. En MS-DOS 5.0, donde se hizo la prueba, todavía quedaban más de 2 Kb de pila en el momento del acceso al disco virtual (el tamaño de la pila es el valor de SP). Finalmente, decir que debido a que utilizan la misma memoria de la misma manera, TURBODSK y RAMDRIVE desarrollan velocidades prácticamente idénticas al operar en memoria extendida. Hay sin embargo un detalle curioso que comentar: RAMDRIVE instala una rutina que intercepta las llamadas al controlador XMS. Hacer esto es realmente complicado, teniendo en cuenta que el controlador XMS no se invoca por medio de una interrupción, como los demás controladores, sino con un CALL inter-segmento. Por ello, es preciso modificar parte del código ejecutable del propio controlador de memoria. Esto es posible porque el controlador XMS siempre empieza también por una instrucción de salto lejana de cinco bytes (o una corta de dos o tres, seguida de NOP's, considerando RAMDRIVE todas estas diferentes posibilidades). RAMDRIVE intercepta la función 1 (asignar el HMA), pero comprobando también si AL vale 40h: esto significa que está intentando detectar la llamada de algún programa en concreto, ya que el valor de AL es irrelevante para el controlador XMS. En ese caso, en lugar de continuar el flujo normal, determina la memoria extendida libre y hace unas comprobaciones, pudiendo a consecuencia de ello retornar con un error 91h (el HMA ya está asignado). Todo parece destinado a mejorar la compatibilidad con algún programa, probablemente también de Microsoft, aunque ningún otro disco virtual -TURBODSK entre ellos- realiza estas extrañas maniobras. Esta forma de trabajar es lo que podríamos denominar programación a nivel de cloacas, usando código basura para tapar la suciedad de otros programas previos. Trabajando con memoria convencional. En memoria convencional hay pocas diferencias entre todos los discos virtuales. Como no hay controladores de memoria por el medio, la operación del disco siempre resultará exitosa. La diferencia de TURBODSK frente a RAMDRIVE y VDISK es que en los 386 y superiores utiliza de nuevo transferencias de 32 bits. Sin embargo, esto no es demasiado importante, ya que estas máquinas suelen tener la memoria convencional destinada a cosas más útiles que un disco. En los PC/XT el rendimiento de todos los discos virtuales suele ser muy similar, excepto algún despistado de dominio público que mueve palabras de 8 bits. La rutina Procesa_con ubicada al final de TURBODSK se encarga de gestionar esta memoria. LA SINTAXIS DE TURBODSK. TURBODSK puede ser ejecutado desde el DOS o el CONFIG.SYS indistintamente, y además en el primer caso de manera repetida, para cambiar las características de un disco ya definido. En cualquier caso, el programa habrá de ser instalado obligatoriamente en el CONFIG.SYS. Repasaremos la sintaxis que admite antes de proceder a estudiar la instalación del programa: DEVICE=TDSK.EXE [tamaño [tsect [nfich [tclus]]]] [/E] [/A|X] [/M] [/F]

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Alternativamente, desde el DOS: TDSK [U:] [tamaño [tsect [nfich [tclus]]]] [/E] [/A|X] [/C] [/M] [/F] El tamaño del disco ha de estar entre 8 y 65534 Kb (para exceder de 32 Mb hacen falta sectores de al menos 1024 bytes). Se puede omitir en el CONFIG si no se desea definir el disco en ese momento, y desde el DOS si solo se quiere obtener información del disco definido. Tsect es el tamaño de sector, entre 32 y 2048 bytes en potencias de dos. Sin embargo, DR-DOS no opera correctamente con sectores de menos de 128 bytes, aunque sí el MS-DOS 5.0, que por otro lado no soporta sectores de más de 512 bytes (DR-DOS sí). El número de ficheros del directorio raíz viene a continuación (nfich) y ha de estar comprendido entre 1 y 65534: TURBODSK lo ajusta para aprovechar totalmente los sectores empleados en el directorio. Aviso: con sectores de 32 bytes, el MS-DOS 5.0 toma el nº de entradas del directorio raíz como módulo 256. El tamaño de cluster (sectores/cluster) es el último parámetro numérico, debiendo estar comprendido entre 1 y 255. Sin embargo, el MS-DOS no soporta tamaños de cluster que no sean potencia de 2 (DR-DOS sí). Los parámetros numéricos intermedios que se desee omitir se pueden poner a cero, para que TURBODSK tome valores por defecto. TURBODSK sólo necesita que se indique el tamaño del disco, ajustando los demás parámetros de la manera más aconsejable. De lo expuesto anteriormente se deduce que es sencillo crear discos que no operen correctamente, si no se tienen en cuenta las limitaciones de los diversos sistemas operativos, aunque esto es responsabilidad del usuario y el programa no limita su libertad. Con /E se fuerza la utilización de memoria extendida, aunque es un parámetro un tanto redundante (TURBODSK utiliza por defecto esta memoria). /A y /X sirven, indistintamente, para utilizar memoria expandida. Hasta ahora, la sintaxis de TURBODSK es idéntica a la de RAMDRIVE y VDISK, si se exceptúa el parámetro adicional del tamaño de cluster. Sin embargo, TURBODSK soporta la presencia de varias unidades instaladas simultáneamente: desde el DOS puede ser preciso indicar también la letra de la unidad a tratar, aunque por defecto se actúa siempre sobre la primera. También se puede indicar /C desde el DOS para forzar el empleo de memoria convencional en máquinas con memoria expandida y/o extendida. /M genera una salida menos espectacular, en monocromo y redireccionable (desde el CONFIG se imprime en monocromo por discreción y este conmutador actúa al revés, forzando una salida en color). La opción /F, no documentada en la ayuda del programa, permite elegir el número de FATS (1 ó 2). Lo normal es trabajar con una FAT, pero TURBODSK soporta la definición de 2 con objeto de permitir la creación de discos idénticos a los estándar del DOS. Así, con un pequeño programa de utilidad es fácil montar ficheros imagen de disquetes (creados con el DISKCOPY de DR-DOS 6.0, con DCOPY o con otras utilidades) en un disco virtual de tamaño suficiente. Dicho volcado debe hacerse justo tras redefinir el disco y antes de realizar ningún acceso al mismo, para aprovechar el hecho de que el DOS va a ser informado de un cambio de soporte. Ejemplo de lo que puede aparecer en pantalla al definir un disco: ┌──────────────────────────┬──────────────────────────┐ │ TURBODSK 2.3 - Unidad D: │ Tamaño de sector: 512 │ ├──────────────────────────┤ Nº entradas raiz: 128 │ │ Tamaño: 512 Kbytes │ Sectores/cluster: 1 │ │ Memoria: Extendida XMS │ 1012 clusters (FAT12) │ └──────────────────────────┴──────────────────────────┘

EL PROCESO DE INSTALACIÓN DE TURBODSK. Casi el 80% del listado de TURBODSK está destinado a instalar y mantener el disco virtual en memoria. TURBODSK puede ser ejecutado desde la línea de comandos y desde el CONFIG.SYS; los procedimientos Main e Init, respectivamente, constituyen el programa principal en ambos casos. El funcionamiento del programa es muy similar en los dos casos, aunque hay ciertas diferencias lógicas. Al principio de ambas rutinas se inicializa una variable que indica si estamos en el CONFIG o en el AUTOEXEC (más en general, en la línea de comandos). Algunas subrutinas concretas actuarán de manera diferente según desde donde sea ejecutado el programa.


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El procedimiento Init se corresponde exactamente con la orden INIT del controlador de dispositivo, realizando todas las tareas que cabría esperar de la misma: inicializar el puntero a la tabla de BPB's (solo uno, ya que cada TURBODSK instalado controla un solo disco), el número de unidades (una), así como la memoria que ocupa el programa: al final de Init, si no se va utilizar memoria expandida se reserva espacio sólo para las rutinas de memoria convencional y extendida. Se puede definir el disco desde el CONFIG o, sin indicar capacidad o indicando un tamaño 0, instalar el driver sin reservar memoria: para definir el disco se puede ejecutar TURBODSK después desde el DOS. En cualquier caso, desde el CONFIG no se permite definir el disco en memoria convencional, ya que si así fuera no se podría desasignar en el futuro. Tampoco es muy recomendable reservar memoria extendida o expandida, para evitar una posible fragmentación de la misma (esto depende de la eficacia de los controladores de memoria) aunque sí se permite definir un disco de estos desde el CONFIG. También es vital considerar el parámetro de tamaño de sector que el usuario pueda definir, incluso aunque no se cree el disco al indicar un tamaño 0. La razón es que el DOS asigna el tamaño de sus buffers de disco para poder soportar el sector más grande que defina algún controlador de dispositivo de bloques. El MSDOS 5.0 no soporta sectores de más de 512 bytes, pero DR-DOS opera satisfactoriamente con sectores de uno o dos Kbytes, e incluso más. Sin embargo, no es recomendable utilizar sectores de más de 512 bytes, ya que el tamaño de los buffers aumenta y se consume más memoria. Empero, TURBODSK, gracias a los sectores de más de 512 bytes permitiría operar con discos de más de 32 Mb sin rebasar el límite máximo de 65535 sectores. Otro pequeño detalle: si la versión del DOS es anterior a la 3.0, se ajusta la palabra de atributos, para indicar que no se soportan las órdenes Open/Close/Remove, con objeto de parecerse lo más posible a un controlador del DOS 2.X (RAMDRIVE también se toma esta molestia). También desde el CONFIG se desvía la INT 19h. El procedimiento Main es muy similar al Init, la principal diferencia radica en que en el caso de utilizar memoria convencional hay que terminar residente, para que el DOS respete el bloque de memoria creado para contener el disco. Sin embargo, se dejan residentes sólo los primeros 96 bytes del PSP. También desde Main puede ser necesario desalojar la memoria de un disco previo, si se indica uno nuevo. Es preciso, así mismo, considerar ciertas circunstancias nuevas que no podían darse desde el CONFIG: una versión del DOS anterior a la 2.0, que el driver no haya sido instalado antes desde el CONFIG, que se indique una letra de unidad que no se corresponda con un driver TURBODSK, que el tamaño de sector exceda el máximo que permite la configuración del DOS, que se solicite memoria expandida y no se halla reservado espacio para la rutina que la soporta o que se intente redefinir el disco desde WINDOWS. Este último aspecto se consideró a raiz de los riesgos que conlleva. Supongamos, por ejemplo, que el usuario abre una sesión DOS desde WINDOWS y define un disco de media mega en memoria convencional, volviendo después a WINDOWS: WINDOWS recupera toda la memoria convencional que había asignado para su propio uso, pero TURBODSK no puede darse cuenta de esta circunstancia y, si el usuario intenta grabar algo en el disco virtual, el sistema se estrellará. La memoria virtual de WINDOWS también da problemas al crear discos en memoria expandida o extendida. Por tanto, las definiciones del disco han de hacerse antes de entrar en WINDOWS. Tampoco conviene definir el disco desde DESQVIEW, aunque si se anula de nuevo antes de abandonar DESQVIEW no habrá problemas, por lo que TURBODSK sí permite modificar el disco desde el interior de este entorno. Tanto Init como Main leen la línea de parámetros indicados por el usuario y ejecutan ordenadamente los procedimientos necesarios para definir el disco, si ésto es preciso. LAS PRINCIPALES SUBRUTINAS PARA LA INSTALACIÓN. Veremos ahora con detalle algunas rutinas importantes ejecutadas durante la instalación del disco virtual. La rutina Gestionar_ram, ejecutada sólo desde la línea de comandos del DOS, rebaja la memoria asignada al TDSK.EXE en ejecución a 96 bytes. Esto se hace así para poder utilizar después las funciones estándar del sistema para asignar memoria. Esta acrobacia provoca la creación de un bloque de control de memoria (MCB) en el offset 96 del PSP, lo cual es inocuo; también se libera el espacio de entorno por si acaso se fuera a terminar residente. Los procedimientos Errores_Dos y Errores_config comprueban algunos errores que pueden

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producirse al ejecutar el programa desde la línea de comandos del DOS o desde el CONFIG. En el procedimiento Max_sector invocado desde Errores_Dos se comprueba si el tamaño de sector indicado excede el máximo que soporta el DOS, para lo que se utiliza la función 52h (Get List of Lists); si es así se indica al usuario que ese tamaño de sector debe definirse previamente desde el CONFIG. En la rutina TestWin se comprueba si Windows está activo, para evitar en ese caso una modificación del disco por parte del usuario. Por desgracia, hay que chequear en dos interrupciones distintas las presencia de Windows. Antes de llamar a la INT 2Fh se comprueba que esta interrupción esté apuntando a algún sitio: en el sistema DOS 2.11 en que se probó TURBODSK esa interrupción estaba apuntando a 0000:0000 y el ordenador se colgaba si no se tomaba esta precaución. También desde el DOS, el procedimiento Reside_tdsk? busca la primera unidad TURBODSK residente de todas las que puede haber en la memoria. Para ello crea una tabla con todos los dispositivos de bloque del sistema (rutina Lista_discos) y empieza a buscar desde el final hacia atrás (se trata de encontrar la primera unidad TURBODSK y no la última). Alternativamente, si se había indicado una letra de unidad, el procedimiento Obtener_segm recorre la tabla de discos para asegurarse de que esa letra de unidad es un dispositivo TURBODSK, así como para anotar la dirección donde reside. La rutina Inic_letra, ejecutada desde el CONFIG, calcula la letra que el sistema asignará a la unidad, con objeto de informar en el futuro al usuario. Desde el DOS 3.0, el encabezamiento de petición de solicitud de la orden INIT almacena este dato. Dado que DR-DOS 6.0 no inicializa correctamente el tamaño del encabezamiento de solicitud de esta orden, es más seguro verificar la versión del DOS que comprobar si este dato está definido o no, en función de las longitudes, que sería lo normal. En el caso del DOS 2.X, no hay más remedio que crear una tabla con los dispositivos de bloque del sistema y contarlos (¿a que ya sabe por qué RAMDRIVE y VDISK no informan o informan incorrectamente de la letra de unidad al instalarse en estas versiones del DOS?). El procedimiento Lista_discos, como dije con anterioridad, crea una tabla con todos los dispositivos de bloque del sistema. Para ello utiliza la valiosa función indocumentada 52h (Get List of Lists) del DOS. Por desgracia, la manera de acceder a la cadena de controladores de dispositivo varía según la versión del DOS, por lo que TURBODSK tiene en cuenta los tres casos posibles (DOS 2.X, 3.0 y versiones posteriores). En la tabla creada, con cuatro bytes por dispositivo: los dos primeros indican el segmento donde reside, el segundo el número de unidades que controla y el tercero puede valer 1 ó 0 para indicar si se trata de una unidad TURBODSK o no. El final de la tabla se delimita con un valor de segmento igual a cero. En el caso de un dispositivo TURBODSK no se anota el segmento donde reside sino la variable cs_tdsk del mismo, que indica la dirección real incluso en el caso de que el dispositivo haya sido relocalizado por QEMM a la memoria superior. La rutina Desinstala libera la memoria que ocupa un disco residente con anterioridad, inhabilitando el driver. En el caso de la memoria convencional hay que liberar tanto el segmento que ocupaba el disco como el del PSP previamente residente. El procedimiento Mem_info evalúa la memoria disponible en el sistema y toma la decisión de qué tipo y cantidad de la misma va a ser empleada. En principio se procura utilizar la memoria que el usuario indica. De lo contrario, por defecto se intenta emplear, en este orden, memoria extendida, expandida o convencional. En el caso de que no haya suficiente memoria se rebaja la cantidad solicitada, generándose un mensaje de advertencia. Si no se indica el tipo de memoria, en el caso de no haber la suficiente extendida (aunque haya algo) se utiliza la expandida, pero el recurso a la memoria convencional se evita siempre. A la memoria expandida se le asigna menos prioridad que a la extendida debido a que, en equipos 386 y superiores, normalmente es memoria extendida que emula por software la expandida: suele ser más rápido dejar directamente al controlador XMS la tarea de realizar las transferencias de bloques de memoria. El procedimiento Mem_info se apoya en tres subrutinas que calculan la cantidad disponible de cada tipo de memoria, despreciando longitudes inferiores a 8 Kb que es el tamaño mínimo del disco. La subrutina Eval_xms chequea la presencia de un controlador de memoria extendida; sin embargo, antes de llamar a INT 2Fh se toma una vez más la precaución de comprobar que esta interrupción está apuntado a algo. La subrutina Eval_ems detecta la presencia del controlador de memoria expandida buscando un dispositivo "EMMXXXX0". El método ordinario suele ser intentar abrir ese


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dispositivo y después comprobar por IOCTL que no se trata de un fichero con ese nombre; sin embargo, los controladores de dispositivo invocados desde el CONFIG.SYS no deben acceder a las funciones IOCTL, por lo que se utiliza el algoritmo alternativo de comprobar si esa cadena está en el offset 10 del vector 67h. En esta subrutina se comprueba además la versión del controlador: en la 4.0 y posterior hay que buscar, recuérdese, dos páginas de memoria expandida (una de ellas la 0) que disten entre sí 32 Kb. Finalmente, la subrutina Eval_con determina la memoria convencional disponible. Al principio le solicita casi 1 Mb al DOS, con objeto de que éste falle e indique cual es la cantidad máxima de memoria disponible. Seguidamente se procede a pedir justo esa memoria, para que el DOS devuelva el segmento en que está disponible, volviéndose a liberarla inmediatamente a continuación. Al final, al tamaño de ese bloque de memoria se le restan 128 Kb ya que, con memoria convencional, hay que tener la precaución de no ocuparla toda y dejar algo libre. Además, en esos 128 Kb que se perdonan será preciso que TDSK.EXE se autoreubique antes de formatear el disco, como veremos después. Con MS-DOS 5.0 se puede crear un disco virtual en memoria superior, cargando TDSK.EXE con el comando LOADHIGH: sin embargo, hay que pedir sólo exactamente la cantidad de memoria superior disponible en la máquina (o algo menos); de lo contrario el DOS asignará memoria convencional para satisfacer la demanda: dado que normalmente hay más memoria convencional libre que superior, no será preciso solicitar en estos casos, afortunadamente, 128 Kb de menos para lograr que sea asignada memoria superior (TDSK.EXE se autorelocalizará hacia la memoria convencional y permitirá emplear toda la memoria superior libre que quede). El procedimiento Mem_reserva procede a la efectiva asignación de memoria al disco, en el caso de que finalmente éste se instale, y una vez que ya se había decidido el tipo de memoria a emplear. Si se utiliza memoria expandida, desde la versión 4.0 del controlador se asigna un nombre al handle con objeto de que los programas de diagnóstico muestren una información más detallada al usuario. El afán de información no se detiene aquí: en el caso de emplear memoria extendida, TURBODSK comprueba si la creación de un handle XMS implica la aparición de otro handle EMS, lo busca y le renombra. Esto sucede con QEMM y otros controladores de memoria que no distinguen la expandida de la extendida. La subrutina Adaptar_param es una pieza clave dentro del programa: aquí se decide qué parte del disco va a ocupar el directorio, la FAT, el tipo de FAT, etc. Se toman valores por defecto o, en caso contrario, los que el usuario haya indicado, considerando todas las posibilidades de error. TURBODSK permite un elevado grado de libertad. Por ejemplo, es factible definir un directorio raíz que consuma la mitad de la capacidad del disco, clusters de hasta 31 Kbytes... evidentemente, los valores que TURBODSK asigna por defecto suelen ser bastante más operativos; pero en principio hay, como se dijo, libertad total para las decisiones del usuario. En el caso de versiones 2.X del sistema se establece un tamaño de cluster por defecto tal que nunca sea necesaria una FAT de 16 bits (no soportada por estas versiones). El algoritmo para determinar el tipo de FAT del disco consiste en considerar el número de sectores libres que quedan después de descontar el sector de arranque y el directorio raíz. Teniendo en cuenta el tamaño de cluster en bytes y que la FAT de 12 bits añade 1,5 bytes adicionales para cada cluster, se aplica esta fórmula: número de sectores libres * tamaño de sector ──────────────────────────────────────────── + 1 tamaño de cluster + 1,5

que devuelve el número de cluster más alto del disco (se añade uno ya que los clusters se numeran desde dos; por ejemplo, 100 clusters se numerarían entre 2 y 101 inclusive). Si el resultado es mayor o igual que 4086, la FAT no puede ser de 12 bits, por lo que se debe recalcular la fórmula sustituyendo el 1,5 por 2 y definiendo una FAT de 16 bits. Hay casos críticos en que una FAT de 12 bits no alcanza, pero al definirla de 16 el tamaño adicional que ella misma ocupa hace que el número de cluster más alto baje de 4086: en estos casos se reserva espacio para una FAT de 16 bits que luego será realmente de 12; sin embargo, se trata de una circunstancia muy puntual y poco probable. En principio, con los tamaños de cluster y sector que TURBODSK asigna por defecto, la FAT será de 12 bits a menos que el disco exceda los 8 Mb. Conviene hacer hincapié en que los discos con 4085 clusters o más (con número de cluster más alto 4086 o superior) tienen una FAT de 16 bits. Por desgracia, casi todos los libros consultados (y ya es mala suerte) tienen esta información incorrecta: para unos, la FAT16 empieza a partir de 4078 clusters; para otros, a

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partir de 4086; otros, no distinguen entre nº de clusters y nº más alto de cluster... hay un auténtico caos ya que las fuentes de información se contradicen. Al final, lo más sencillo es crear discos virtuales con 4084/4085 clusters y espiar qué hace el DOS. Es muy fácil: se graban algunos ficheros y se mira la FAT con algún programa de utilidad (PCTOOLS, DISKEDIT). A simple vista se deduce si el DOS asigna una FAT de 12 o de 16 bits. Tanto el MS-DOS 3.1 como el 3.3, 4.0 y 5.0; así como el DR-DOS 3.41, 5.0 y 6.0 asignan FAT's de 16 bits a partir de 4085 clusters inclusive. Por fortuna, todas las versiones del DOS parecen comportarse igual. Asignar el tipo de FAT correcto es vital por muchos motivos; entre otros por que si fuera excesivamente pequeña el disco funcionaría mal. Sin embargo, los CHKDSK de casi todas las versiones del DOS (excepto el del MS-DOS 3.30 y el de DR-DOS 6.0), incluido el de MS-DOS 5.0, poseen una errata por la que suponen que los discos de 4085 a 4087 clusters tienen una FAT de 12 bits, con lo que pueden estropear el disco si el usuario ejecuta un CHKDSK/F. Esto es un fallo exclusivo de CHKDSK que debería ser corregido en el futuro, por lo que no se ha evitado estos tamaños de disco (casi nadie ejecuta CHKDSK sobre un disco virtual, y en ese caso no va a tener tan mala suerte). Resulta curioso este fallo de CHKDSK, teniendo en cuenta que es un programa que accede a la FAT y que 4087 (0FF7h) es precisamente la marca de cluster defectuoso en una FAT de 12 bits, ¡nunca un número de cluster cualquiera!. Por ejemplo, con un comando del tipo TDSK 527 128 0 1 /E (no vale la memoria expandida, ya que redondearía a 528 Kb), se puede crear un disco de 4087 clusters en el que los CHKDSK de las versiones del DOS señaladas informen incorrectamente de la presencia de errores (si decide hacer pruebas, retoque el número de entradas del directorio para variar ligeramente el número de clusters). Una vez definidos los parámetros básicos de la estructura del disco, el procedimiento Preparar_bpb inicializa el BPB, actualizándolo al nuevo disco; también se indica que ha habido cambio de disco. El procedimiento Prep_driver se encarga de copiar el BPB recién creado sobre el del driver residente en memoria, así como de actualizar las variables de la copia residente en memoria, copiando simplemente las del TDSK.EXE en ejecución. También se instala la rutina necesaria para gestionar el disco, según el tipo de memoria a emplear por el mismo: esta rutina se instala por partida doble, tanto en la copia residente como en el propio código del TDSK.EXE que se ejecuta (la rutina de gestión de memoria será accedida directamente al formatear el disco virtual). En el caso de emplear memoria convencional, antes de formatear el disco hay que tomar precauciones. El motivo radica en el hecho de que el disco probablemente comience en el offset 96 del PSP. Por tanto, si se inicializa sin más el sector de arranque, la FAT y el directorio raíz (en eso consiste simplemente el formateo) el propio TDSK.EXE se autodestruirá. Para evitarlo, TDSK.EXE se copia a sí mismo en esos 128 Kb libres que siempre hay, incluso en el peor de los casos, pasando a ejecutarse en ese nuevo destino por medio de una instrucción RETF que carga CS al retornar (procedimiento Relocalizar). Se copia todo, pila incluida (se actualiza también SS). No habrá problemas, ya que TDSK.EXE es realmente un programa COM disfrazado de EXE, que carece de referencias absolutas a segmentos. Se toma la precaución de relocalizar TDSK.EXE (que no ocupa más de 12 Kb) justo a la mitad de ese área de 128 Kb, para evitar solapamientos consigo mismo en casos críticos. Se puede llegar a sobreescribir parte de la zona transitoria del COMMAND.COM, lo cual provoca simplemente su recarga desde disco. Ciertamente, no es muy ortodoxo que un programa en ejecución vaya dando paseos por la memoria del PC, pero estas cosas se pueden hacer en MS-DOS y nadie puede cuestionar la efectividad del método. Los programadores más conservadores han tenido suerte de que el adaptador de vídeo monocromo cuente con sólo 4 Kb. ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

│

ESQUEMA DE LA AUTORELOCALIZACIÓN DE TDSK.EXE (UN CASO CONCRETO)

├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │

│ │

Casi todas las cifras son arbitrarias, a modo de ejemplo práctico.

│

│

│ │

│ 1 Mb

┌─────────────────────────┐

1 Mb

┌─────────────────────────┐

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

640 Kb

├─────────────────────────┤

640 Kb

├─────────────────────────┤½─┐

│

203


│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

aprox. 588 Kb ┌─¾├─────────────────────────┤

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│ │

│

│

nueva pila de TDSK.EXE │

│

│

│

│

├ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│

│

│

┌────────¾ │

│

│

│ 128 Kb │

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

├─────────────────────────┤

│

│

│

│

│

│

│

│ PSP TDSK.EXE (256 bytes)│

│

│

│

│

│

│

└─¾├─────────────────────────┤

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

.

.

.

│

.

.

.

│

.

.

.

│

│

│

512 Kb

│

64 Kb libres (área de

│

│

│

│

seguridad)

│

│

│

├─────────────────────────┤½─┘

│

│

│

.

.

.

│

.

.

.

│

.

.

.

│

│ │

│

│

├─────────────────────────┤½─┐

│

│

│

│

│

│

│

│

│

├─────────────────────────┤

│

│

├ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│

│

│

│

│

│

│

│

│ ────┘

│

Área de almacenamiento │

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

├─────────────────────────┤

│

├─────────────────────────┤

│

│

│ PSP TDSK.EXE (256 bytes)│

│

│ PSP TDSK.EXE (96 bytes) │

│

│

├─────────────────────────┤½─┘

├─────────────────────────┤

│

│

│

│

│

│

└─────────────────────────┘

│

Después

│

│ │

0 Kb

│

576 Kb

TDSK.EXE

pila de TDSK.EXE

TDSK.EXE

DOS/BIOS

│

└─────────────────────────┘

0 Kb

│ Futuros programas

del disco virtual

DOS/BIOS

Antes

│

│

│

│ │

│ En este esquema se muestra la autorelocalización

de

TDSK.EXE

en

memoria

en el caso de │

los

bloques

de control de │

│

definirse el disco en memoria convencional.

│

memoria ni otros detalles. Si la memoria está suficientemente fragmentada

│

programas residentes tras definir algún disco)

│

respetar 128 Kb al final del bloque que nos asigna el DOS ni tampoco quizá relocalizar TDSK.EXE;│

│

sin embargo, el programa no está optimizado hasta ese extremo.

│

hacia la frontera de los 576 Kb en lugar de los 512 se debe a evitar problemas de colisiones en │

│

casos críticos de cantidad de memoria libre y tamaño de disco solicitado por el usuario.

No

están puede

reflejados que

no

fuera El

(por haber instalado │

estrictamente

hecho

de

necesario │

relocalizar TDSK │ │

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

El procedimiento Formatear_tdsk es extraordinariamente sencillo: se encarga de realizar lo que desde hace algún tiempo ha dado en llamarse formateo rápido. Evidentemente, en un disco virtual no es preciso verificar la memoria buscando posibles sectores defectuosos. Basta copiar un sector de arranque y poner a 0 la FAT y el directorio raíz, con la excepción de los primeros 3 bytes de la FAT (4 si es de 16 bits) y los 32 primeros bytes del directorio raíz, que contienen una entrada con la etiqueta de volumen. TURBODSK se toma la molestia de consultar la fecha y hora actuales para inicializar la etiqueta de volumen. Para grabar los sectores en el disco no se puede emplear el elegante método de llamar a la INT 26h: aunque el driver residente ya está totalmente preparado para operar, si se reserva memoria desde el CONFIG.SYS el DOS no está aún listo para ejecutar la INT 26h ya que el driver aún no está encadenado a la lista de dispositivos; por ello es preciso acceder directamente al mismo (sin embargo, una vez terminado el arranque del ordenador no hubiera habido problema alguno). Hablando de acceso directo al disco, otra ventaja de no utilizar INT 25h/INT 26h es que Windows 95 no permite un uso directo de estas funciones. Los programas que acceden a estas interrupciones son considerados inadecuados. TURBODSK puede funcionar bajo Windows 95, sin obligar al usuario a reconfigurar nada, gracias entre otros motivos a que no utiliza INT 26h.

203


Con MS-DOS 2.11 y 3.1 hubo bastantes problemas, ya que estos sistemas no detectan muy bien el cambio de disco aunque la rutina MEDIA CHECK del controlador de dispositivo se lo indique: son versiones del DOS muy desconfiadas que además comprueban el byte descriptor de medio. Es de suponer que cuando el disco informa que ha habido cambio, estas versiones invalidarán los buffers asociados a él; sin embargo, si creen que se trata de un disco del mismo tipo no se molestan en actualizar el BPB. Por ello, con estas versiones, tras el formateo TURBODSK hace dos cambios de disco consecutivos, con modificación del byte descriptor de medio entre ambos. El hecho de hacer un segundo cambio se debe al interés de restaurar el byte descriptor de medio inicial. Además, el DOS 2.11 probado necesitaba dos cambios en cualquier caso: si no, no se tomaba en serio el cambio de disco. Entre cambio y cambio, se pregunta al sistema el espacio libre en disco para forzar un acceso al mismo. El procedimiento renombrar_mcb cambia el nombre del bloque de memoria de TDSK.EXE: en el caso de que el disco ocupe memoria convencional/superior, el comando MEM del sistema operativo indicará claramente que se trata de TDSK y además qué unidad controla. Es una tontería, pero mola. AMPLIACIONES DE TURBODSK Después de esta completa exposición sobre las rutinas que componen TURBODSK, espero que el lector esté suficientemente preparado para entender en conjunto el funcionamiento del programa y para crear unidades de disco por su cuenta. Una posible mejora de TURBODSK sería evitar la pérdida de datos al redefinir el disco, tratándose por ejemplo de aumentar su capacidad. Es complejo añadir esta optimización, ya que la arquitectura del nuevo disco puede cambiar demasiado (nuevo tamaño de FAT e incluso tipo de la misma). Además, el usuario iba a tener muchos problemas siempre, ya que sería muy frecuente que cuando tratase de reducir el tamaño del disco éste estuviera demasiado lleno. En general, los discos virtuales redimensionables que soportan una redefinición sin pérdida de datos, suelen permitir esto de manera limitada y bajo circunstancias concretas. Lo que sí sería más interesante es crear un disco virtual con asignación de memoria en tiempo real: cuando el usuario pretende crear un fichero, habilitar el espacio suficiente. Sin embargo, esto significa unir las complicaciones anteriores a otras nuevas, complicaciones que restarían velocidad al disco virtual, además de la dificultad de implementarlas que desanima al programador más audaz. Por otra parte, no está muy claro que el MS-DOS sea un sistema adecuado para soportar tal disco: al final, el proyecto podría quedar descartado en la fase de análisis (si es que alguien acepta el reto).

203


;┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐

;

documentado,

│

;

en el fichero DOC quién lo ha realizado.

;│

indicando claramente en el listado y

;│ ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▄ │ ;│

▀▀▒▒█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀ │

;│

▒▒█

▒▒▄ ▒▒▄

▒▒▒▒▄

;│

▒▒█

▒▒█ ▒▒█

▒▒█▀▒▒▄ ▒▒█▀▒▒▄ ▒▒▄▀▒▒▄ ▒▒█▀▒▒▄ ▒▒█▀▀▀▀ ▒▒█ ▒▒█▀ │

;│

▒▒█

▒▒█ ▒▒█

▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█

;│

▒▒█

▒▒█ ▒▒█

▒▒▒▒▄▀▀ ▒▒▒▒▄▀▀ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒▒▒▒▒▄ ▒▒▒▒█▀

│

;│

▒▒█

▒▒█ ▒▒█

▒▒█▀▒▒▄ ▒▒█▀▒▒▄ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█

│

;│

▒▒█

▒▒█ ▒▒█

▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒▄ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒▄

;│

▒▒█

▒▒▒▒▒▒▒▄ ▒▒█ ▒▒█ ▒▒▒▒▄▀▀

;│

▀▀

▀▀▀▀▀▀▀

▀▀

▒▒▒▒▄

▀▀

▒▒▄

▀▀▀▀

▒▒▒▒▄

▒▒▒▒▒▒▄ ▒▒▄

▒▒█▒▒█▀

▀▀▀▒▒█ ▒▒█▒▒▄

▀▒▒▄▀▀ ▒▒▒▒▒█▀ ▒▒▒▒▒▒█ ▒▒█ ▀▀

▀▀▀▀▀

▒▒▄ │

▀▀▀▀▀▀

│

Versión 2.3

; apilar lista de registros

PUSH rm ENDM ENDM

▀▀ │

░░▒▒▓▓██▓▓▒▒░░

XPOP

│

;│

│

;│

│

;│

MACRO regmem IRP rm,

│

│ ░░▒▒▓▓██▓▓▒▒░░

XPUSH

▒▒▄ │

▀▀

;│ ;│


CONTROLADOR DE DISCO VIRTUAL PARA SISTEMAS DOS Y WINDOWS 3

MACRO regmem

; desapilar lista de registros

IRP rm, POP rm ENDM

│

ENDM

│

;│ ;│

│

* * * Programa de Dominio Público * * *

; ------------ Estructuras de datos

│

;│

│

cab_PETICION

STRUC

;│

Grupo Universitario de Informática. Facultad de Ciencias.

│

tamano

DB

?

; los comandos de la cabecera

;│

Apartado 6062 - Valladolid (España)

│

unidad

DB

?

; de petición

│

orden

DB

?

;│

(C) 1992-1995

Ciriaco García de Celis.

;│

; parte inicial común a todos

;│

Internet Email:

[email protected]

│

estado

DW

?

;│

FidoNet:

2:341/21.8

│

dos_info

DB

8 DUP (?)

│

cab_PETICION

ENDS

cab_INIT_BBPB

STRUC

;│ ;│

Mensajes en alemán cortesía de Axel Christoph Frinke

│

;│

Internet Email:

│

[email protected]

│

;│

;└───────────────────────────────────────────────────────────────────┘

;

Aviso:

Este programa contiene instrucciones exclusivas de los

;

procesadores 386 y superiores.

;

fichero

;

compatibilidad con los procesadores 8086 y 286:

EXE,

Debe ser ensamblado como

de la siguiente manera,

para asegurar la

; ;

(TYPE cab_PETICION) DUP (?)

DB

?

; número de unidades definidas

fin_resid_desp DW

?

; área que quedará residente

fin_resid_segm DW

?

bpb_cmd_desp

DW

?

; línea de órdenes del CONFIG

bpb_cmd_segm

DW

?

; y puntero al BPB

nuevo_disco

DB

?

; (DOS 3+) (0-A:, 1-B:,...)

cab_INIT_BBPB

ENDS

- Con TASM 2.0:

;

TASM tdsk /m3

;

TLINK tdsk

cab_MEDIACHECK STRUC

; ;

num_discos

; para comandos INIT/BUILD_BPB

DB

- Con MASM 6.0

(versiones anteriores de MASM generarían

;

un disco virtual que requeriría

un

386

o

superior,

;

además habría que mover las directivas

;

el tipo de procesador y colocarlas con «peligro»):

que

controlan


media_descrip

DB

?

; descriptor de medio

cambio

DB

?

; 1: no cambiado, 0FFh:sí, 0:?

cab_MEDIACHECK ENDS

cab_READ_WRITE STRUC DB


DB

?


transfer_desp

DW

?

; dirección de transferencia

transfer_segm

DW

?

; ;

ML /Zm tdsk.asm

; ;

o alternativamente:

; estructura para MEDIA CHECK

DB

transfer_sect

DW

?

; nº de sectores a transferir

;

ML /c /Zm tdsk.asm

transfer_sini

DW

?

; primer sector a transferir

;

TLINK tdsk

cab_READ_WRITE ENDS

;

; ;

La ventaja de TLINK frente a LINK es que el fichero

;

ejecutable ocupa

;

ubicada al final del programa

2 Kbytes

menos en disco (a la tabla

;

en la cabecera del fichero EXE y no ocupando disco).

se

le

asigna

_PRINCIPAL

SEGMENT ASSUME CS:_PRINCIPAL, DS:_PRINCIPAL

; ;

; ************ Disco virtual: inicio del área residente.

memoria

IMPORTANTE:

Cualquier cambio realizado en el programa debe ser

203

tipo_drive


ems_pagni

DB

; bit 15 a 0: dispositivo de bloques

xms_driver

LABEL DWORD

; dirección del controlador XMS, en el

; bit 14 a 0: sin control IOCTL

xms_desp

DW

?

; caso de emplear memoria XMS.

; bit 13 a 0: formato IBM

xms_segm

DW

?

cpu386

DB

OFF

; a ON si 386 ó superior

f_tdsk_ctrl

EQU

$

; final del área a actualizar

letra_unidad

DB

?

; letra ASCII del disco ('C', 'D',...)

bpb_ptr

DW

bpb

; puntero al BPB del disco

rutina_larga

DB

OFF

; a ON si reservado espacio en

DD

-1

; encadenamiento con otros drivers

DW

0800h

; palabra de atributo:

?

; nº de página física alternativa

; bit 11 a 1: soportados Open/Close ;

y Remove (DOS 3.0+)

DW

estrategia

; rutina de estrategia

DW

interrupcion ; rutina de interrupción

DB

1

; número de unidades

; ------------ Variables y tablas de datos globales fijas. Estas ;

variables no serán movidas de sitio en otras versiones

;

de TURBODSK, con objeto de facilitar un control externo

;

del disco virtual por parte de otros programas. Todo lo

;

que está dentro del «área a actualizar» será copiado

; memoria para la larga rutina de

;

sobre el TURBODSK residente al redefinir el disco, para

; gestión de memoria EMS.

;

inicializar todas las variables precisas.

cs_tdsk

DW

; ------------ Variables internas de TURBODSK; su ubicación podría ;

cambiar en futuras versiones del programa.

; de tal manera que parte de la cabecera queda

pcab_peticion

LABEL DWORD

; en memoria convencional, con el dispositivo

pcab_pet_desp

DW

0

; completo en la memoria superior, en la que es

pcab_pet_segm

DW

0

p_rutinas

LABEL WORD

? ; Segmento de TDSK. Con QEMM-386, los drivers ; pueden ser relocalizados en memoria superior

; puntero a la cabecera de petición

; ejecutado. Tras la instalación, QEMM copia en ; memoria convencional los primeros 18 bytes de

id_tdsk

DB

DW

init

; actualizándola. Pese a que la cadena de

DW

media_check

; dispositivos del sistema pasa por la memoria

DW

build_bpb

; convencional en este caso, esta variable nos

DW

ioctl_input

; permite conocer la dirección REAL en memoria

DW

read

; superior (o en cualquier otra) de TURBODSK,

DW

read_nowait

; que así es compatible con el LOADHI de QEMM.

DW

input_status

DW

input_flush

DW

write

DW

write_verify

DW

output_status

DW

output_flush

DW

ioctl_output

DW

open

; DOS 3.0+

DW

close

; DOS 3.0+

DW

remove

; DOS 3.0+

EQU

0FAh

"TDS23" ; esto es TURBODSK 2.3 y no otro ; controlador de dispositivo

num_ordenes

i_tdsk_ctrl

tipo_soporte

DB

EQU

DB

; tabla de rutinas del controlador

; la cabecera, entre los que está esta palabra,

10h

$

0FFh

; nº de órdenes soportadas

; inicio del área a actualizar

; 0: disco no formateado ; 1: se emplea memoria XMS 2.0+ ; 2:

"

"

"

; 3:

"

"

" convencional

EMS 3.2+

media

; byte descriptor de medio utilizado por ; TURBODSK. No es 0F8h como en los discos ; virtuales del sistema ya que TURBODSK

; 0FFh: aún no ejecutada INIT

; no es un dispositivo fijo. Este byte no cambiado

DB

?

; al formatear el disco virtual se pone

; es empleado por los discos estándar del

; a 0FFh (para indicar cambio de disco)

; dos y al ser mayor de 0F7h no provoca ; mensajes extraños con antiguos CHKDSKs.

mem_handle

tdsk_psp

DW

DW

?

?

; para memoria EMS/XMS; si se utiliza ; memoria convencional, apunta al

bpb

LABEL BYTE

; Estos valores del BPB son arbitrarios:

; segmento donde empieza el disco

bytes_sector

DW

512

; se inicializarán si se define el disco

sect_cluster

DB

1

; al instalar desde el CONFIG; en caso

; segmento del PSP residente si se

sect_reserv

DW

1

; contrario, como son correctos, el DOS

; utiliza memoria convencional

num_fats

DB

1

; no tendrá problemas para realizar sus

entradas_raiz

DW

128

; cálculos internos iniciales al instalar

ems_pagina0

DW

?

; segmento de página EMS (si se emplea)

num_sect

DW

128

; el driver. En concreto, el tamaño de

ems_paginai

DW

?

; segmento alternativo

media_byte

DB

media

; sector influye de manera directa en el

203


sectores_fat

DW

4

fin_bpb

EQU

$

; tamaño de los buffers de disco del DOS.

input_status:

; tratamiento idéntico

input_flush: output_status:

; ------------ Rutina de estrategia del disco virtual.

output_flush: ioctl_output:

estrategia

PROC

FAR

open:

MOV

CS:pcab_pet_desp,BX

close:

MOV

CS:pcab_pet_segm,ES

retorno_ok:

RET

build_bpb:

MOV

[BX].bpb_cmd_desp,OFFSET bpb

MOV

[BX].bpb_cmd_segm,CS

JMP

retorno_ok

MOV

AX,8103h

; orden no soportada

AH,3

; fin de función, indicar

; no hay error, ignorar orden

RET estrategia

ENDP

; ------------ Rutina de interrupción del disco virtual. TURBODSK, ;

al igual que RAMDRIVE o VDISK, no define una pila

;

interna. Es responsabilidad del DOS que ésta tenga el

;

tamaño adecuado (con el disco en memoria XMS, el

;

controlador XMS puede requerir hasta 256 bytes de

;

pila). TURBODSK no consume más de 64 bytes de pila en

;

ningún momento, y sólo alrededor de 48 antes de llamar

;

al controlador XMS cuando se emplea esta memoria.

interrupcion

PROC

ioctl_input:

RET

remove:

nueva_int19

orden_ok:

no_test_fmt:

exit_interr:

RET

; «controlador ocupado»

PROC

; Interceptar reinicialización

.286

FAR

XPUSH

PUSHA

LDS

BX,CS:pcab_peticion

XPUSH

MOV

AL,[BX].orden

; AL = orden

XOR

AX,AX

MOV

AH,0

; AX = orden

MOV

ES,AX

CMP

AL,CS:num_ordenes

CMP

AL,CS:tipo_soporte ; ¿Disco formateado?

JB

orden_ok

; orden soportada

JE

no_lib

MOV

AL,3

;

MOV

CS:tipo_soporte,AL ; sí: anularlo

CMP

CS:tipo_soporte,AH

CALL

procesa_io

JNE

no_test_fmt

; tipo_soporte distinto de 0

LEA

SI,ant19off

MOV

AX,8102h

; disco no formateado: error

MOV

DI,64h

JMP

exit_interr

PUSH

CS

SHL

AX,1

POP

DS

MOV

SI,AX

" desconocida (IOCTL INPUT)

no_lib:

; orden = orden * 2

; Esto es una interrupción

; no

; CF=1: liberar memoria EMS/XMS

; desplazamiento de INT 19h

CLI

XPUSH

MOVSW

XOR

BP,BP

MOVSW

MOV

AX,100h

CALL

CS:[SI+OFFSET p_rutinas]

XPOP

AND

AH,AH

JNS

exit_interr

CMP

AL,3

JE

exit_interr

MOV

[BX].transfer_sect,0 ; otro: movidos 0 sectores

MOV XPOP

XPOP

; no hubo error (bit 15 = 0)

POPA

; ejecutar orden

DB

0EAh

ant19off

DW

?

ant19seg

DW

?

; código de JMP FAR SEG:OFF

.8086 nueva_int19

ENDP

[BX].estado,AX

read:

INC

write:

; error de orden desconocida

BP

; indicar lectura (BP=1) ; escritura (BP=0)

write_verify:

RET interrupcion

MOV

ENDP init_io

PROC

; preparar registros E/S

; ------------ Las rutinas que controlan el dispositivo devuelven AX

LES

DI,DWORD PTR [BX].transfer_desp

; * direc. ES:DI

;

con la palabra de estado. Pueden cambiar todos los

LDS

AX,DWORD PTR [BX].transfer_sect

; nº sectores AX

;

registros (de 16 bits), incluídos los de segmento. A la

MOV

BX,DS

;

entrada, BP=0 y AX=100h.

MOV

SI,CS:bytes_sector

ADD

AX,BX

JNC

io_ok?

; último sector < 65536

MOV

AX,8108h

; «sector no encontrado»

media_check:

MOV

AL,CS:cambiado

; condición de «disco cambiado»

MOV

CS:cambiado,AH

; de momento ya no cambiará más

MOV

[BX].cambio,AL

io_proc:

io_no_ok:

RET io_ok?:

read_nowait:

; 1º sector ¡DS indefinido!

; conjunto de órdenes con

CMP

AX,CS:num_sect

JA

io_no_ok

; sector final ¡fuera!

203


SUB

AX,BX

ADD

BX,CX

MUL

SI

; DX(CF):AX = tamaño bloque

MOV

CX,CS:ems_pagina0

RCR

AX,1

; CF:AX/2 -> AX = palabras

MOV

DS,CX

MOV

CX,DI

XOR

DL,DL

NEG

CX

; 10000h-CX: CF=1 si CX<>0

SUB

BX,CX

; CF:CX bytes hasta fin de

JNC

rpos

; segmento = (10000h-DI)/2

NEG

BX

; valor absoluto

CMP

BX,401h

; distancia respecto página EMS

JAE

no_conflicto

; más de 16 Kb: no solapamiento ; está CX apilado

CMC

io_cx_ok:

; intentar emplear página 0

RCR

CX,1

CMP

AX,CX

JAE

io_cx_ok

MOV

CX,AX

; * tamaño: CX palabras

CALL

copia_contexto

JCXZ

io_no_ok

; CX=0 si DI=0FFFFh (fatal)

MOV

DS,CS:ems_paginai

MOV

AX,BX

; sector inicial

MOV

DL,CS:ems_pagni

; usar página alternativa

MUL

SI

; * desplazamiento en DX:AX

OR

BP,8000h

; indicar su uso

POP

CX

; * pila totalmente equilibrada

MOV

BX,AX

rpos:

CLC init_io

; AX = segmento de datos

; ¡no reinicializando!

no_conflicto:

ENDP

MOV

DH,44h

; DL = 0 ó 2 (página física)

; ------------ Area residente dependiente del tipo de memoria empleada

CALL

llama_EMM

; DH = 44h -> mapear página EMS

;

por el disco. La rutina instalada por defecto es la más

XPUSH

;

larga de todas, para «dejar hueco» donde copiar encima

SUB

SI,4000h

;

las otras si se va a utilizar otro tipo de memoria. Si

NEG

SI

; SI = 4000h - SI: «resto»

;

se modifican las rutinas, convendría medirlas por si

SHR

SI,1

; bytes -> palabras

;

acaso la de memoria EMS deja de ser la más larga...

CMP

CX,SI

JB

cx_ok

procesa_io

EQU

MOV

CX,SI

POP

SI

; + SI=desplazamiento relativo

$ cx_ok:

procesa_ems

procesa_pag:

; no ocupada toda la página

; ---- La rutina de gestión de memoria EMS transfiere

CLD

;

bloques de hasta 16Kb de una vez. Intenta mapear

POP

BX

; + palabras restantes

;

en la página física 0: si no puede, debido a un

SUB

BX,CX

; descontar las que se moverán

;

solapamiento con el buffer de transferencia del

PUSH

BX

; * volver a apilar el viejo CX

;

programa principal (si está también en memoria

CALL

coloca_regs

;

EMS), utiliza otra página alternativa que dista

CMP

CS:cpu386,ON

;

al menos 32 Kb absolutos de la 0. Para dilucidar

JNE

trans_16bit

;

si hay solapamiento, se compara la distancia

.386

;

entre direcciones origen y destino antes de la

PUSHAD

;

transferencia: si es mayor de 401h párrafos

SHR

CX,1

; nº palabras de 32 bit a mover

;

(16400 bytes, 16 para redondeo) no hay problema.

JCXZ

transferido

; evitar desgracia

;

Ante un solapamiento se procede a restaurar el

XOR

EAX,EAX

; asegurar no violación

;

contexto de las páginas mapeadas, antes y

DEC

AX

; de segmento-64K

;

después de la transferencia, para poder acceder

AND

ECX,EAX

; EAX = 0FFFFh

;

a la memoria expandida donde está el buffer del

AND

ESI,EAX

;

programa principal.

AND

EDI,EAX

REP

MOVSD

transferido:

PROC

POPAD

; ¿386 o superior?

; transferencia ultrarrápida ; POPAD falla en muchos 386

.8086

JNC

no_emslib

MOV

DH,45h

; sistema reinicializando:

NOP

CALL

llama_EMM

; liberar memoria EMS

ADD

CX,CX

ADD

DI,CX

; simular cambio normal de DI

MOV

SI,DX

; preservar DX

ADD

SI,CX

; y de SI

MOV

DH,47h

JMP

fin_trans

CALL

llama_EMM

; DH=47h -> salvar contexto EMS

trans_16bit:

REP

MOVSW

MOV

DX,SI

; recuperar DX

fin_trans:

CALL

coloca_regs

MOV

BX,4000h

; tamaño de página (16 Kb)

AND

BP,BP

DIV

BX

; AX = 1ª página EMS a mapear

JNS

ahorra_ms

MOV

SI,DX

; offset relativo en 1ª página

CALL

copia_contexto

; está CX apilado

PUSH

CX

; **

AND

BP,1

; de momento, no se usará más

MOV

BX,DI

POP

CX

; **

MOV

CL,4

JCXZ

fin_leer

; no quedan más palabras

SHR

BX,CL

INC

AX

; próxima página EMS

MOV

CX,ES

XOR

SI,SI

; ahora desde inicio página EMS

RET no_emslib:

; ++

ahorra_ms:

; bytes del offset -> párrafos

; arreglar fallo de POPAD

; mover palabras de 16 bit

; ¿se usó página alternativa?

203


fin_leer:

JMP

procesa_pag

MOV

DH,48h

CALL

llama_EMM

; DH=47h restaurar contexto EMS

MOV

AX,100h

; no hubo problemas

; <<< Fin del código residente del disco virtual >>>

; ************ Instalación (invocada desde CONFIG.SYS).

RET procesa_ems

ENDP init

llama_EMM

MOV

CS:modo,CONFIG

; ejecutando desde CONFIG

;

con la pila (SP) tal y como estaba al principio

CALL

obtDosVer


;

del procedimiento «procesa_ems», y utilizando

LEA

AX,retorno_ok

;

siempre CALL, para que en el caso de que haya

MOV

CS:p_rutinas,AX

; anular rutina INIT

;

errores retorne correctamente al nivel anterior

INC

CS:tipo_soporte

; 0: disco no formateado

;

(nivel previo a «procesa_ems»). Se corrompe DX

MOV

CS:cs_tdsk,CS

; inicializar esa variable

;

y, si hay error, AX también (devuelve 810Ch).

CMP

CS:dosver,300h

; ¿DOS inferior al 3.0?

JAE

dos_ok

; DOS 3.0+

PROC

AND

CS:tipo_drive,0F7FFh

; ajustar atributos

XPUSH

MOV

CS:num_ordenes,0Dh

; y número de órdenes

MOV

SI,[BX].bpb_cmd_desp

MOV

ES,[BX].bpb_cmd_segm

; ES:SI -> parámetros

MOV

[BX].num_discos,1

; una unidad de disco

LEA

AX,bpb_ptr

MOV llama_denuevo: MOV

AX,DX

; función en AX

DX,CS:mem_handle

; handle EMS

dos_ok:

XPUSH

llama_ok:

INT

67h

; llamar al EMM

MOV

CL,AH

MOV

[BX].bpb_cmd_desp,AX

XPOP

MOV

[BX].bpb_cmd_segm,CS

; inicializado puntero BPB

AND

CL,CL

CALL

desvia_int19

; controlar INT 19h

JZ

llama_ok

CALL

inic_letra

; obtener letra de unidad

CMP

CL,82h

MOV

BX,CS

JE

llama_denuevo

MOV

DS,BX

; DS: -> _PRINCIPAL

XPOP

MOV

BX,SI

; ES:BX -> parámetros

JNE

ret_atras

CALL

salta_nombre

; buscar inicio parámetros

CALL

procesar_param

; procesar parámetros

; además, ZF = 1

; intentarlo hasta que funcione

RET ret_atras:

POP

AX

; sacar dirección de retorno

PUSH

DS

;

MOV

AX,810Ch

; error de «anomalía general»

POP

ES

; ES: -> _PRINCIPAL

; retornar dos niveles atrás

CMP

param_b,ON

JNE

pet_ayuda?

MOV

AH,8

; ---- ¡Cuidado!: esta rutina debe ser invocada siempre

MOV

DL,80h

;

con CX (y sólo CX) apilado: recarga CX desde la

PUSH

ES

;

pila y corrompe BX dejando aún en la pila CX.

INT

13h

POP

ES

AND

DL,3

JZ

pet_ayuda?

LEA

AX,procesa_io

NEG

AX

JMP

bytes_res_ok

CMP

param_h,ON

JE

fin_instalar

; piden ayuda

CALL

max_sector

; obtener mayor sector

MOV

BX,param_tsect

CMP

BX,AX

; ¿el nuestro es mayor?

JBE

sect_def_ok

; no

MOV

bytes_sector,BX

; sí: ajustar BPB

CALL

errores_config

RET llama_EMM

ENDP

copia_contexto PROC XPOP

MOV

DH,48h

CALL

llama_EMM

MOV

DH,47h

CALL

llama_EMM

PUSH

CX

JMP

BX

; equilibrar pila a llama_EMM

; restaurar contexto EMS

; preservarlo de nuevo

pet_ayuda?:

; más rápido que PUSH BX/RET

copia_contexto ENDP

coloca_regs

PROC

; ---- ¡Cuidado!: esta rutina debe ser invocada siempre

PROC

; ¿invertir sentido?

TEST

BP,1

JNZ

colocados

XCHG

SI,DI

sect_def_ok:

; opción /B

; ¿nº de discos duros?

; no existe disco duro

; no quedará residente

TEST

lista_err,ERROR0+ERROR1

XPUSH

JNZ

fin_instalar

; algún error importante

XPOP

CMP

param_tdisco,0

; ¿se define disco ahora?

; escritura: invertir sentido

colocados:

RET

JE

fin_instalar

; no: no hay más que hacer

coloca_regs

ENDP

CALL

mem_info

; evaluar memoria del PC

CMP

tdisco,0

; ¿se reservará memoria?

JE

fin_instalar


tam_proc_ems

EQU

$-OFFSET procesa_ems

; tamaño de esta rutina

203

fin_instalar:

res_largo:

res_corto:

bytes_res_ok:

init


CALL

mem_reserva

; reservar memoria

CMP

param_tdiscof,ON

JC

fin_instalar

; fallo al reservarla

JNE

exit_instalar

CALL

test_CPU

; detectar 386 ó superior

CMP

ES:tipo_soporte,0

CALL

adaptar_param

; adaptar parámetros disco

JE

cont_instalar

; no estaba formateado aún

CALL

preparar_BPB

; BPB del nuevo disco

CALL

desinstala

; liberar memoria ocupada

CALL

prep_driver

; preparar el driver

mem_info

; evaluar memoria del PC

CALL

formatear_tdsk

; inic. BOOT, FAT y ROOT

CMP

tdisco,0

; ¿se reservará memoria?

CALL

info_disco

; informar sobre el disco

JE

exit_instalar


CMP

tipo_soporte,2

CALL

mem_reserva

; reservar memoria

JE

res_largo

JC

exit_instalar

; fallo reservando memoria

CMP

param_a,ON

CALL

test_CPU

; detectar 386 ó superior

JE

res_largo

CALL

adaptar_param

; adaptar parámetros disco

CALL

eval_xms

CALL

preparar_BPB

; BPB del nuevo disco

CALL

eval_ems

CALL

relocalizar

; autoreubicación de TDSK

CMP

ems_kb,0

CALL

prep_driver

; preparar el driver

JE

res_corto

CALL

formatear_tdsk

; BOOT, FAT y ROOT

CMP

xms_kb,0

info_disco

; informar sobre el disco

JNE

res_corto

CMP

tipo_soporte,3

; ¿memoria convencional?

MOV

AX,tam_proc_ems

JNE

fin_no_res

; no usada

MOV

rutina_larga,ON

CALL

renombrar_mcb

; cambiar nombre del MCB

JMP

bytes_res_ok

MOV

DX,6

; usada: 96 bytes de PSP

MOV

AX,tam_proc_xms

MOV

AX,3100h

MOV

BX,tam_proc_con

INT

21h


CMP

AX,BX

CALL

set_errorlevel

; preparar ERRORLEVEL

JAE

bytes_res_ok

MOV

AH,4Ch

XCHG

AX,BX

INT

21h

LDS

BX,CS:pcab_peticion

ADD

AX,OFFSET procesa_io

MOV

[BX].fin_resid_desp,AX ; reservar memoria para

MOV

[BX].fin_resid_segm,CS ; las rutinas a usar

MOV

AX,100h

cont_instalar: CALL

; se utiliza memoria EMS

; se indicó /A

; no hay memoria EMS

exit_instalar: CALL ; la hay, pero también XMS

; dejar sitio a rutina EMS

; dejar sitio a XMS/conv.

fin_no_res:

main

; instalación siempre Ok.

cabria_ems:

; final normal

ENDP

; ------------ Inicializar la variable con la versión del DOS

obtDosVer

PROC

RET

XPUSH

ENDP

MOV

AH,30h

INT

21h

XCHG

AH,AL

MOV

CS:dosver,AX

XPOP

; ------------ Redefinición (invocada desde el AUTOEXEC.BAT o el DOS).

main

; no indicado nuevo tamaño

PROC

FAR

MOV

CS:modo,AUTOEXEC

; ejecutando desde el DOS

CALL

obtDosVer


CALL

gestionar_ram

; gestión de memoria

MOV

AX,_PRINCIPAL

; programa de un segmento

; ------------ Determinar segmento del PSP, último segmento de memoria

MOV

DS,AX

; DS: -> _PRINCIPAL

;

y liberar espacio de entorno. Se modifica también el

MOV

BX,81h

; ES:BX línea de órdenes

;

bloque de memoria de TDSK reduciéndolo a 96 bytes: esto

CALL

procesar_param

; procesar parámetros

;

provoca la creación de un bloque de control de memoria

CMP

param_h,ON

;

en el offset 96 del PSP, lo cual no es peligroso. El

JE

exit_instalar

;

objetivo de esta maniobra es poder asignar memoria al

PUSH

DS

;

disco después (sólo si hace falta memoria convencional)

POP

ES

;

usando los servicios estándar del DOS.

CALL

errores_Dos

TEST

err_grave,0FFFFh

gestionar_ram

PROC

JNZ

exit_instalar

; algún error grave

MOV

CS:segm_psp,DS

; indicar segmento del PSP

MOV

ES,segm_tdsk

; ES: --> disco residente

MOV

AX,DS:[2]

; segmento más alto

CMP

param_a,ON

MOV

CS:top_ram,AX

; indicar tope de memoria

JNE

cabria_ems

PUSH

ES

CMP

ES:rutina_larga,ON

MOV

ES,DS:[2Ch]

JE

cabria_ems

MOV

AH,49h

OR

lista_err,ERROR2

INT

21h

; liberar área de entorno

TEST

lista_err,ERROR0+ERROR2

POP

ES

; ES: -> PSP

JNZ

exit_instalar

MOV

BX,6

; piden ayuda

; ES: --> _PRINCIPAL

; cabe la rutina EMS

; ¿error sintaxis ó EMS?

; sí: no modificar disco

RET obtDosVer

ENDP

; segmento del entorno

203


gestionar_ram

CMP

AX,"?/"

JE

p_ayuda

RET

CMP

AX,"m/"

ENDP

JNE

param_id?

MOV

param_m,ON

JMP

p_barra_exit

CMP

AX,"i/"

MOV

AH,4Ah

; hacer creer al DOS que

INT

21h

; TDSK ocupa sólo 96 bytes

p_exit?:

; ------------ Leer los parámetros de la línea de comandos (ES:BX). param_id?:

; /H y /? son equivalentes

; ¿indicado /M?

; ¿indicado /I= o /I:?

;

Se inicializan las correspondientes variables. En caso

;

de error, se dejan a cero las variables y se acumula en

JNE

param_fats?

;

«lista_err» un ERROR0 (error de sintaxis).

ADD

BX,3

CMP

BYTE PTR ES:[BX-1],'='

JE

p_id_ok

procesar_param PROC

p_param2:

p_param3:

p_param4:

p_param5:

fin_param:

CALL

busca_param


CMP

BYTE PTR ES:[BX-1],':'

JC

fin_param

; no hay más parámetros

JNE

param_b_mal

CALL

param_barra

; gestionar parámetro tipo "/A"

CALL

obt_num

JC

procesar_param

; era parámetro tipo "/A"

MOV

param_i,ON

MOV

param_tdisco,AX

; es numérico: tamaño del disco

MOV

codigo_tfno,AX

MOV

param_tdiscof,ON

; parámetro de tamaño indicado

SUB

BX,2

CALL

busca_param

JMP

p_barra_exit

JC

fin_param

CMP

AX,"f/"

CALL

param_barra

JNE

param_b?

JC

p_param2

ADD

BX,3

MOV

param_tsect,AX

CMP

BYTE PTR ES:[BX-1],'='

CALL

busca_param

JE

p_f_ok

JC

fin_param

CMP

BYTE PTR ES:[BX-1],':'

CALL

param_barra

JNE

param_b_mal

JC

p_param3

CALL

obt_num

MOV

param_tdir,AX

MOV

param_f,AX

CALL

busca_param

SUB

BX,2

JC

fin_param

JMP

p_barra_exit

CALL

param_barra

CMP

AX,"b/"

JC

p_param4

JNE

param_unidad?

MOV

param_tcluster,AX ; tamaño de cluster

MOV

param_b,ON

CALL

busca_param

JMP

p_barra_exit

JC

fin_param

CALL

param_barra

JC

p_param5

CALL

validacion

p_id_ok:

param_fats?:

; tamaño de sector

p_f_ok: ; entradas al directorio

param_b?:

param_unidad?: CMP

param_num?

AND

AL,255-32

MOV

param_unidad,AL

JMP

p_barra_exit

CMP

AL,'/'

JNE

param_num

param_b_mal:

OR

lista_err,ERROR0

param_num:

CALL

obt_num

; validación de parámetros

RET param_num?:

procesar_param ENDP

param_barra

p_exp1?:

p_exp:

p_exp2?:

p_ayuda?:

p_ayuda:

PROC ; ¿indicado /E?

AH,':'

JNE

; últimas opciones posibles

CMP

AX,"e/"

JNE

p_exp1?

CLC

MOV

param_e,ON

RET

JMP

p_barra_exit

CMP

AX,"a/"

JNE

p_exp2?

MOV

param_a,ON

JMP

p_barra_exit

CMP

AX,"x/"

JE

p_exp

CMP

AX,"c/"

JNE

p_barra_exit:

ADD

; ¿indicado /F= o /F:?

; leer número de FATs

; ¿indicado /B?

; ¿parámetro de unidad?

; poner en mayúsculas

; puede ser número

; es parámetro numérico: leerlo ; no es parámetro barrado

BX,2

STC

; ¿indicado /A?

; leer código telefónico

; saltar este parámetro ; es parámetro barrado

RET

; /A y /X son equivalentes

param_barra

ENDP

validacion

PROC MOV

AX,0FFFFh

CMP

AX,param_tdisco

p_ayuda?

JE

sintax_err

MOV

param_c,ON

CMP

AX,param_tsect

JMP

p_barra_exit

JE

sintax_err

CMP

AX,"h/"

CMP

AX,param_tdir

JNE

p_exit?

JE

sintax_err

MOV

param_h,ON

CMP

AX,param_tcluster

JMP

p_barra_exit

JE

sintax_err

; ¿indicado /C?

; ¿indicado /H?

; ¿números correctos?

203

valida_tsect:

valida_tclus:

pf_a1:

sintax_err:


CMP

param_tdisco,0

JE

valida_tsect

CMP

param_tdisco,8

JB

sintax_err

CMP

param_tdisco,65534

JA

sintax_err

MOV

busca_param

PROC

; saltar delimitadores BX

INC

BX

MOV

AX,ES:[BX]

AX,param_tsect

CMP

AL,' '

CMP

AX,0

JE

p_delimit

JE

valida_tclus

CMP

AL,9

CMP

AX,32

JE

p_delimit

JE

valida_tclus

CMP

AL,13

CMP

AX,64

JE

p_final

JE

valida_tclus

CMP

AL,10

CMP

AX,128

JE

p_final

JE

valida_tclus

OR

AX,"

CMP

AX,256

CLC

JE

valida_tclus

CMP

AX,512

JE

valida_tclus

CMP

AX,1024

JE

valida_tclus

CMP

AX,2048

JNE

sintax_err

XPUSH

; si hay error

CMP

param_tcluster,256

XOR

AX,AX

; número en proceso de creación

JAE

sintax_err

MOV

CL,ES:[BX]

CMP

param_f,1

CMP

CL,'0'

JB

pf_a1

; /F=1 ó /F=2 exclusivamente

JB

no_digito

CMP

param_f,2

; si no, forzarlo y perdonar

CMP

CL,'9'

JBE

fin_validar

JBE

digito_ok

MOV

param_f,2

CMP

CL,' '

JMP

fin_validar

JE

fin_num

MOV

param_f,1

CMP

CL,9

JMP

fin_validar

JE

fin_num

MOV

param_tdiscof,OFF ; no definir disco ahora

CMP

CL,13

XOR

AX,AX

JE

fin_num

MOV

param_tdisco,AX

CMP

CL,10

MOV

param_tsect,AX

JE

fin_num

MOV

param_tdir,AX

CMP

CL,'/'

MOV

param_tcluster,AX

JE

fin_num

OR

lista_err,ERROR0

JMP

num_incorr

XOR

DX,DX

MOV

SI,10

MUL

SI

; saltar nombre del driver en

JC

num_incorr

; línea de órdenes del CONFIG

RET

validacion

ENDP

fin_nombre:

ENDP

DEC

fin_validar:

salta_nombre

salta_nombre ; no indicado tamaño (o 0)

p_delimit:

; no indicado tamaño de sector

STC

; CR ó LF indican el final


; se acabaron los parámetros

RET

; debe estar entre 0..255

busca_param

ENDP

obt_num

PROC

otro_digito:

no_digito:

; aviso de error de sintaxis

; leer número: devolver 65535

MOV

AL,ES:[BX]

XOR

CH,CH

INC

BX

SUB

CL,'0'

CMP

AL,' '

ADD

AX,CX

JE

fin_nombre

JC

num_incorr

CMP

AL,9

INC

BX

JE

fin_nombre

JMP

otro_digito

CMP

AL,0Dh

num_incorr:

MOV

AX,65535

JE

fin_nombre

fin_num:

XPOP

CMP

AL,0Ah

JE

fin_nombre

AND

AL,AL

JZ

fin_nombre

JMP

salta_nombre

DEC

BX

RET

; tabulador

RET p_final:

digito_ok:

PROC

"

; espacio en blanco

; posibles delimitadores...

; AX = AX * 10

; AX = AX + dato

; indicar valor incorrecto

RET obt_num

; necesario para DOS 2.x

ENDP

; ------------ Detectar errores que se pueden producir sólo en la ;

línea de comandos.

errores_Dos

PROC

203


existe_tdsk?:

busca_unidad:

PUSH

ES

CMP

dosver,200h

JAE

existe_tdsk?

OR

err_grave,ERROR0

JMP

fin_err_Dos

CALL

reside_tdsk?

CMP

segm_tdsk,0

JNE

busca_unidad

; ya instalado

OR

err_grave,ERROR1

; error: TURBODSK no instalado

JMP

fin_err_Dos

MOV

ES,segm_tdsk

CMP

param_unidad,0

JE

disco_defecto

CALL JC disco_defecto: CALL

fin_err_Dos:

; necesario DOS 2.x+

; error de DOS incorrecto

fin_cod_ok:

CMP

ES:tipo_soporte,0

JNE

fin_cod_ok

MOV

AL,0

; disco no formateado

RET

set_errorlevel ENDP ; ¿instalado TURBODSK? ; ------------ Obtener mayor tamaño de sector definido en el sistema.

max_sector

PROC XPUSH MOV

AH,52h

INT

21h

; no se indicó letra de unidad

ADD

BX,10h

obtener_segm

; segmento del TDSK indicado

CMP

CS:dosver,30Ah

fin_err_Dos

; fallo (no es unidad TDSK)

JAE

psect_ok

max_sector

; obtener mayor sector

INC

BX

; DOS anterior al 3.1

MOV

AX,ES:[BX]

; mayor tamaño de sector

XPOP

; definido por cualquier disp.

; ES: -> disco virtual

psect_ok:

; Get List of Lists

MOV

BX,param_tsect

CMP

BX,AX

JBE

fin_err_Dos

; tamaño de sector correcto

OR

lista_err,ERROR3

; el tamaño no definible ahora

MOV

param_tsect,0

; ignorar tamaño indicado

CALL

test32Mb

; ------------ Si el disco es de más de 32 Mb, comprobar si el sector

CALL

testWin

;

es de al menos 1024 bytes.

POP

ES test32Mb

PROC

RET

RET max_sector

ENDP

CMP

param_tdisco,32768

JBE

fin32mb

; ------------ Detectar errores que se pueden producir sólo desde

CMP

param_tsect,1024

;

JAE

fin32mb

OR

lista_err,ERROR15

; sector de menos de 1024

MOV

param_tdisco,32768

; evitar fallo posterior

errores_Dos

ENDP

el CONFIG.SYS

errores_config PROC

no_unidad:

fin_err_con:

CMP

param_unidad,0

fin32mb:

RET

JE

no_unidad

test32Mb

ENDP

OR

lista_err,ERROR1

CMP

param_c,ON

JNE

fin_err_con

OR

lista_err,ERROR1

CALL

test32Mb

; ------------ Desde Windows, no se permite redefinir el disco.

testWin

RET errores_config ENDP

; ------------ Preparar valor de ERRORLEVEL para el retorno.

set_errorlevel PROC MOV

AL,255

TEST

err_grave,ERROR1

JNZ

fin_cod_ok

DEC

AL

TEST

err_grave,ERROR2

JNZ

fin_cod_ok

DEC

AL

TEST

err_grave,ERROR3

JNZ

fin_cod_ok

DEC

AL

TEST

lista_err,ERROR0

JNZ

fin_cod_ok

CMP

param_h,ON

JE

fin_cod_ok

MOV

AL,BYTE PTR ES:mem_handle

; ¿TDSK no instalado?

siWin: ; ¿unidad incorrecta? noWinEnh:

; ¿dentro de Windows?

PROC CMP

param_tdiscof,ON

JNE

fin_testWin

CMP

dosver,300h

JB

fin_testWin

MOV

AX,1600h

INT

2Fh

AND

AL,AL

JZ

noWinEnh

CMP

AL,80h

JE

noWinEnh

OR

err_grave,ERROR3

JMP

fin_testWin

MOV

AX,4680h

INT

2Fh

AND

AX,AX

JZ

siWin

; no redefinido el disco

; no buscar Windows en DOS 2.x

; ¿Windows en modo extendido?

; ¿Windows en modo extendido?

; estamos dentro de Windows

; Windows en modo real/estándar

fin_testWin:

RET

; error de sintaxis

testWin

ENDP

; ayuda: handle desconocido

; ------------ Verificar la presencia en memoria de TURBODSK. Se

; handle XMS/EMS

;

inicializa «segm_tdsk» y «letra_unidad» indicando dónde

;

reside el primer dispositivo TURBODSK de todos los que

203


;

puede haber instalados. La letra de la unidad se halla

;

del propio TDSK residente, para evitar conflictos con

; ------------ Colocar nuevo gestor de INT 19h al instalar TDSK desde

;

programas que manipulan ilegalmente la lista de

;

el CONFIG.SYS. En algunos entornos multitarea basados

;

unidades, del tipo de Stacker o Smartdrive.

;

en el modo virtual-86 del 386 y superiores, si no se

;

libera la memoria EMS/XMS tras una cancelación de la

PROC

;

tarea virtual, ésta queda permanentemente ocupada hasta

XPUSH

;

un reset «frío» del sistema, sin poder ser aprovechada

CALL

lista_discos

;

por los demás procesos. La INT 19h se ejecuta cuando la

LEA

SI,area_trabajo-4

;

tarea en curso va a ser inminentemente cancelada por el

ADD

SI,4

;

sistema, y TURBODSK la intercepta para poder liberar la

CMP

WORD PTR [SI],0

;

memoria EMS/XMS en el último instante. La rutina que

JNE

busca_final

;

controla INT 19h contiene código de 286, por lo que se

SUB

SI,4

;

chequea la presencia de este procesador.

CMP

SI,OFFSET area_trabajo

JB

fin_busca

desvia_int19

PROC

CMP

BYTE PTR [SI+3],1

JNE

busca_tdsk

MOV

AX,[SI]

MOV

reside_tdsk?

busca_final:

busca_tdsk:

fin_busca:

reside_tdsk?

; ir al final de la tabla

; no reside (segm_tdsk = 0)

XPUSH MOV

BX,CS

MOV

DS,BX

segm_tdsk,AX

CALL

test_CPU

PUSH

DS

CMP

cpu286,ON

MOV

DS,AX

JNE

fin_desvia19

MOV

AL,letra_unidad

MOV

AX,3519h

POP

DS

INT

21h

MOV

letra_unidad,AL

MOV

ant19off,BX

XPOP

; encontrada unidad TURBODSK

; con esta letra de unidad

MOV

ant19seg,ES

RET

LEA

DX,nueva_int19

ENDP

MOV

AX,2519h

INT

21h

XPOP

; ------------ Obtener el segmento de la unidad TURBODSK indicada, si

fin_desvia19:

; no es 286 ó superior

; ES:BX anterior INT 19h

; nueva rutina de control

RET

;

existe, accediendo a una tabla de dispositivos que se

;

crea. A la salida, CF=1 si esa unidad no es TURBODSK.

desvia_int19

obtener_segm

PROC

; ------------ Obtener la letra de la unidad de disco definida. Esta

busca_ultimo:

recorre_dsks:

CALL

lista_discos

;

rutina se invoca sólo desde CONFIG.SYS con DS:BX

LEA

SI,area_trabajo-4

;

apuntando a la cabecera de petición de la orden INIT.

ADD

SI,4

CMP

WORD PTR [SI],0

inic_letra

PROC

JNE

busca_ultimo

SUB

SI,4

MOV

AL,[BX].nuevo_disco

CMP

SI,OFFSET area_trabajo

ADD

AL,'A'

JB

tdsk_no_hay

PUSH

CS

CMP

BYTE PTR [SI+3],1

POP

DS

JNE

recorre_dsks

CMP

dosver,300h

PUSH

DS

JAE

letra_ok

MOV

DS,[SI]

CALL

lista_discos

MOV

AL,letra_unidad

LEA

SI,area_trabajo

POP

DS

XOR

AL,AL

CMP

AL,param_unidad

JNE

recorre_dsks

MOV

letra_unidad,AL

MOV

AX,[SI]

MOV

segm_tdsk,AX

MOV

ES,AX

XPUSH

; realmente, el primero

; unidad del TDSK residente

; disco TDSK: ¿es el buscado?

cuenta_discos: ADD

; inicializar letra de unidad

; inicializar segmento letra_ok:

CLC

OR

; unidad en DOS 3.0+

; DS -> _PRINCIPAL

; hallar unidad en DOS 2.x

; cuenta de discos

AL,[SI+2]

ADD

SI,4

CMP

WORD PTR [SI],0

JNE

cuenta_discos

ADD

AL,'A'

MOV

letra_unidad,AL

XPOP

; guardar letra de unidad

RET

RET tdsk_no_hay:

ENDP

err_grave,ERROR2

; unidad indicada no es TDSK

inic_letra

ENDP

STC

obtener_segm

RET

; ------------ Crear una lista de todos los dispositivos de bloque

ENDP

;

del sistema. La lista tiene una entrada de 4 bytes

203


;

para cada dispositivo: los dos primeros indican el

POP

ES

;

segmento en que reside, el siguiente el número de

PUSH

ES

;

unidades que controla y el último vale 1 ó 0 para

PUSHF

;

indicar si es una unidad TDSK o no. El final de la

MOV

ES,ES:tdsk_psp

;

lista lo señaliza un segmento igual a 0.

MOV

AH,49h

INT

21h

lista_discos

PROC

pdisp_ok:

XPUSH

CMP

dosver,31Eh

MOV

AH,52h

; "Get list of lists"

JA

mcb_ok

INT

21h

; obtener puntero en ES:BX

MOV

AX,ES

MOV

CX,17h

; supuesto DOS 2.x

DEC

AX

CMP

dosver,300h

MOV

ES,AX

JB

pdisp_ok

MOV

DI,8

MOV

CX,28h

MOV

CX,DI

CMP

dosver,30Ah

JB

pdisp_ok

MOV

CX,22h

ADD

BX,CX

; supuesto DOS 3.0x

; versiones del DOS superiores mcb_ok:

MOV

AL,' '

REP

STOSB

; hasta DOS 3.30 borrar nombre

lib_con_ok?

; liberado correctamente

POPF

DI,area_trabajo-4 ; tabla de dispositivos-4

JNC

ADD

DI,4

POPF

disp_skip:

LES

BX,ES:[BX]

CMP

BX,-1

STC

JE

disp_fin

JMP

TEST

BYTE PTR ES:[BX+5],80h

JNZ

disp_skip

; es dispositivo de caracteres

MOV

CL,ES:[BX+10]

; es de bloques

MOV

[DI],ES

; anotar dirección

MOV

POP

; siguiente dispositivo

lib_con_ok?:

ES ; ha habido fallo desinstalado

POPF

; recuperar condición de error

POP

ES

JMP

desinstalado

MOV

AH,0Ah

[DI+2],CL

CALL

ES:xms_driver

MOV

BYTE PTR [DI+3],0 ; de momento, no es TDSK

CMP

AX,1

PUSH

DI

JE

desinstalado

; éxito al liberar memoria XMS

LEA

SI,id_tdsk

MOV

DI,SI

JMP

desinstalado

; fallo

MOV

CX,5

MOV

AH,45h

INT

67h

CMP

AH,0

JE

desinstalado

libera_ext:

STC

; identificación de TURBODSK

libera_exp:

CLD REP

CMPSB

; ¿es TURBODSK?

POP

DI

JNE

disp_otro

; es de bloques, pero no TDSK

CMP

AH,82h

MOV

AX,ES:cs_tdsk

; segmento real de TDSK

JE

libera_exp

MOV

[DI],AX

; corregir dirección en tabla

INC

BYTE PTR [DI+3]

; indicar dispositivo TDSK

JMP

disp_otro

MOV

WORD PTR [DI],0

XPOP

STC desinstalado:

; ¿EMM ocupado?

; fallo al liberar memoria EMS

MOV

ES:tipo_soporte,0 ; disco «no formateado»

; buscar hasta completar tabla

JNC

desins_ok

; final de la lista

OR

lista_err,ERROR14 ; fallo al liberar memoria

STC

RET

desins_ok:

RET

ENDP

desinstala

ENDP

; ------------ Liberar la memoria ocupada por un TURBODSK residente.

desinstala

; DOS 3.31+: el MCB es correcto

CLD

LEA

lista_discos

; liberar PSP residente

PUSHF

disp_otro:

disp_fin:


PROC

; ------------ Determinar la configuración del sistema: tipos de ;

memoria y cantidad de la misma. Se indica en «tdisco»

;

un valor 0 si no se define ahora el disco, sea cual sea

MOV

DX,ES:mem_handle

;

el motivo del fallo, y se actualiza la variable que

MOV

AL,ES:tipo_soporte

;

indica los mensajes de error y advertencia a imprimir.

DEC

AL

JZ

libera_ext

mem_info

PROC

DEC

AL

JZ

libera_exp

PUSH

; liberar memoria extendida

MOV

tdisco,0

; ley de Murphy

CALL

eval_xms

; inicializar «xms_kb»

ES

CALL

eval_ems

; inicializar «ems_kb»

MOV

ES,DX

CALL

eval_con

; inicializar «con_kb»

MOV

AH,49h

MOV

AX,param_tdisco

; cantidad de memoria necesaria

INT

21h

CMP

param_a,ON

; liberar memoria expandida

; liberar memoria convencional:

203

usara_ems:

usar_ems:

no_ems:

usara_xms:

usar_xms:

no_xms:

forzar_con:

usara_con:

usar_con:

no_con:

valdria_ems:

nv_ems:


JNE

no_ems

; no solicitan memoria EMS

JAE

usar_xms

MOV

BX,ems_kb

; solicitan memoria EMS...

MOV

AX,ems_kb

AND

BX,BX

JMP

usar_ems

JNZ

usara_ems

CMP

modo,AUTOEXEC

OR

lista_err,ERROR7

JE

forzar_con

; sólo se puede usar mem. conv.

JMP

mem_infoado

OR

lista_err,ERROR5

; ho hay memoria EMS ni XMS

CMP

AX,BX

JBE

usar_ems

MOV

AX,BX

OR

lista_err,ERROR4

MOV

tdisco,AX

MOV

tipo_soporte,2

JMP

mem_infoado

PUSH

ES

CMP

param_e,ON

MOV

AX,352Fh

JNE

no_xms

; no solicitan memoria XMS

INT

21h

MOV

BX,xms_kb

; solicitan memoria XMS...

MOV

AX,ES

AND

BX,BX

AND

AX,AX

JNZ

usara_xms

JZ

xms_ok

OR

lista_err,ERROR6

MOV

AX,4300h

JMP

mem_infoado

INT

2Fh

CMP

AX,BX

CMP

AL,80h

JBE

usar_xms

JNE

xms_ok

MOV

AX,BX

MOV

AX,4310h

OR

lista_err,ERROR4

INT

2Fh

MOV

tdisco,AX

MOV

xms_segm,ES

MOV

tipo_soporte,1

MOV

xms_desp,BX

JMP

mem_infoado

MOV

AH,8

CMP

param_c,ON

CALL

xms_driver

JNE

no_con

; no solicitan memoria conv.

AND

AX,AX

MOV

BX,con_kb

; solicitan memoria conv. ...

JNZ

xms_kb_ok

AND

BX,BX

CMP

BL,0A0h

JNZ

usara_con

JE

xms_kb_ok

OR

lista_err,ERROR10 ; no hay memoria conv. libre

TEST

BL,80h

JMP

mem_infoado

JZ

xms_kb_ok

; no hay memoria XMS disponible

CMP

AX,BX

OR

lista_err,ERROR8

; fallo real del controlador

JBE

usar_con

CMP

AX,8

; mayor bloque XMS disponible

MOV

AX,BX

JB

xms_ok

OR

lista_err,ERROR4

MOV

xms_kb,AX

MOV

tdisco,AX

POP

ES

MOV

tipo_soporte,3

JMP

mem_infoado

CMP

AX,xms_kb

; no indicado tipo de memoria

JBE

usar_xms

; intentar emplear memoria XMS

CMP

ES:rutina_larga,ON

;

versión del EMM es 4.0 o superior, las páginas

JE

valdria_ems

;

de memoria expandida pueden no ser contiguas:

MOV

BX,xms_kb

;

buscar una que diste 32 Kb de la página 0.

CMP

BX,0

; imposible usar EMS

JNE

usara_xms

; queda algo de XMS

JMP

usar_con?

PUSH

ES

MOV

BX,ems_kb

MOV

AX,3567h

CMP

AX,BX

INT

21h

JA

nv_ems

MOV

DI,10

JMP

usar_ems

LEA

SI,emm_id

MOV

BX,ems_kb

MOV

CX,8

OR

BX,xms_kb

CLD

JZ

usar_con?

; no hay un ápice de XMS ni EMS

REP

CMPSB

OR

lista_err,ERROR4

; rebajado el tamaño solicitado

JE

ems_existe

MOV

AX,xms_kb

JMP

ems_ok

CMP

AX,ems_kb

MOV

CX,8000h

usar_con?: ; no hay memoria EMS disponible

; piden algo razonable

mem_infoado:

RET

mem_info

ENDP

eval_xms

; no hay memoria XMS disponible


; rebajado el tamaño

; indicar memoria extendida


; hay algo de EMS (más que XMS)

; ---- Calcular memoria extendida disponible

; rebajado el tamaño

; indicar memoria expandida

; hay más o igual XMS que EMS

xms_kb_ok:

; rebajado el tamaño xms_ok:

PROC

; dirección de INT 2Fh en ES:BX

; apunta a 0000:XXXX (DOS 2.x)

; ¿hay controlador XMS?

; obtener su dirección

; preguntar memoria libre

; no hubo fallo

; asignada ya toda la memoria

; mínimo necesario: 8 Kb

RET

; indicar memoria convencional eval_xms

ENDP

; ---- Calcular memoria expandida disponible. Si la

eval_ems

; emplear memoria EMS

ems_existe:

PROC

; vector de INT 67h en ES:BX

; ¿instalado controlador EMS?

; nº de intentos prudente

203


emm_llama:

MOV

AH,40h

SHL

BX,CL

; páginas EMS disponibles

INT

67h

MOV

ems_kb,BX

; Kb EMS disponibles (0,16,...)

AND

AH,AH

POP

ES

JZ

emm_responde

CMP

AH,82h

ems_ok:

RET eval_ems

ENDP

emm_busca_pag

PROC

LOOPE emm_llama emm_fatal:

emm_responde:

emm_pag_ok:

emm_obt_pag:

emm_pags_ok:

ems_busca_i:

bxpositivo:

emm_obt_kb:

emm_kb_ok:

; fallo del EMM

; buscar página nº DX (EMS 4.0)

OR

lista_err,ERROR9

JMP

ems_ok

MOV

AH,41h

INT

67h

AND

AH,AH

MOV

JZ

emm_pag_ok

LODSW

CMP

AH,82h

CMP

AX,DX

JE

emm_responde

JE

hallada_pag

JMP

emm_fatal

LOOP

emm_otra_pag

MOV

ems_pagina0,BX

ADD

BX,0C00h

MOV

ems_paginai,BX

MOV

ems_pagni,3

MOV

AH,46h

INT

67h

CMP

AL,40h

JB

emm_obt_kb

MOV

emm_otra_pag:

; reintentar (EMM ocupado)

LEA

SI,area_trabajo

PUSH

CX

LODSW BX,AX

; BX = segmento de la página ; AX = nº de la página

STC

; inicializar página EMS hallada_pag:

POP

CX

RET ; página alternativa: la 3

emm_busca_pag

ENDP

; ---- Calcular el tamaño del mayor bloque de memoria

; obtener versión del EMM

;

convencional disponible. Como mínimo se dejarán

;

unos 128 Kb libres en él, para que el usuario

ems4,ON

;

pueda volver a ejecutar TDSK y el DOS tenga algo

XPUSH

;

de memoria libre. A la mitad de esos 128Kb (para

POP

ES

;

evitar solapamientos) es donde TURBODSK se

MOV

AX,5800h

;

autorelocalizará antes de formatear el disco.

LEA

DI,area_trabajo

INT

67h

POP

ES

CMP

modo,AUTOEXEC

; ¿se ejecuta desde el DOS?

AND

AH,AH

JNE

conv_ok

; no, desde el config

JZ

emm_pags_ok

MOV

AH,48h

CMP

AH,82h

MOV

BX,0FFFFh

JE

emm_obt_pag

INT

21h

JMP

emm_fatal

MOV

DX,BX

XOR

DX,DX

MOV

CL,6

CALL

emm_busca_pag

SHR

BX,CL

; BX = Kb del mayor bloque

JC

emm_fatal

SUB

BX,128

; restar 128 Kb

MOV

ems_pagina0,BX

JC

conv_ok

; no quedan ni 128 Kb

INC

DX

; buscar la siguiente

CMP

BX,8

CMP

DX,5

; la 5ª y siguientes no valen

JE

emm_fatal

;

CALL

emm_busca_pag

;

JC

emm_fatal

;

MOV

ems_paginai,BX

;0C00h│ 32 │ │

MOV

ems_pagni,DL

; pá

SUB

BX,ems_pagina0

; rra │

│ │

JNC

bxpositivo

; fos │

└>├──────┤

NEG

BX

;

│

│

CMP

BX,0C00h

;

└>

JB

ems_busca_i

MOV

; versión anterior a la 4.0

; obtener dirección de páginas

eval_con

; buscar página 0

┌>

PROC

JB

conv_ok

├──────┤

MOV

con_kb,BX

│

│

MOV

BX,DX

┌>├──────┤<-- pág i

MOV

AH,48h

PUSH

BX

INT

21h

POP

BX

│

│ Kb │ ├──────┤ │

; pedir 1 Mb al DOS (fallará)

; tamaño del mayor bloque

; no quedan siquiera 8 Kb

; tamaño del mayor bloque

; localizarlo (AX=segmento)

XPUSH

; preservar ES y segmento (AX)

ADD

AX,BX

; añadir longitud

├──────┤<-- pág 0

SUB

AX,1024/16*64

; restar 64 Kb

; no distan 32 Kb: buscar otra

MOV

segm_reubicar,AX

; segmento de autoreubicación

AH,42h

POP

ES

; recuperar segmento del bloque

INT

67h

MOV

AH,49h

AND

AH,AH

INT

21h

; liberarlo

JZ

emm_kb_ok

POP

ES

; recuperar ES

CMP

AH,82h

conv_ok:

RET

JE

emm_obt_kb

eval_con

ENDP

JMP

emm_fatal

MOV

CL,4

│

; ------------ Reservar la memoria llamando al gestor que la controla.

203


;

Con memoria XMS y existiendo un controlador EMS 4.0+ se

;

comprueba si el handle XMS provoca la creacción de otro

;

en EMS (caso de QEMM386 y otros emuladores de EMS) y en

XPUSH

;

ese caso se le renombra, para mejorar la información de

POP

ES

;

los programas de diagnóstico.

LEA

BX,area_trabajo[512]

CALL

lista_handles

LEA

SI,area_trabajo

LEA

DI,area_trabajo[512]

MOV

CX,256

mem_reserva

ren_handle

PROC MOV

AL,tipo_soporte

DEC

AL

JZ

mem_r_xms

DEC

AL

JZ

mem_r_ems

MOV

CL,6

MOV

BX,tdisco

SHL

BX,CL

MOV

AH,48h

INT

21h

MOV

mem_handle,AX

MOV

BX,segm_psp

MOV

tdsk_psp,BX

; tipo de memoria empleada

; 2: memoria expandida EMS

; 3: memoria convencional ren_hnld_fin:

; crear nueva lista de handles

MOV

DX,[DI-2]

CALL

nombrar_hndl

POP

ES

; comparar con vieja lista

; handle nuevo

ren_handle

ENDP

lista_handles

PROC

; segmento del disco virtual

; inicializar esta variable

listar_h:

; crear en DS:BX una lista con

MOV

CX,256

; los 256 posibles handles

XOR

DX,DX

; activos indicando los usados

MOV

AX,5300h DI,area_trabajo[tam_a_trabajo-8]

skip_lst_hndl

LEA

LEA

BX,area_trabajo

XPUSH

CALL

lista_handles

INT

67h

AH,9

XPOP

MOV

DX,tdisco

CMP

AH,0

CALL

xms_driver

JE

handle_usado

AND

AX,AX

MOV

WORD PTR [BX],0

JNZ

mem_rda_xms

JMP

lista_h

OR

lista_err,ERROR8

MOV

; EMS 4.0+: listado de handles

; pedir memoria XMS

; fallo del controlador XMS

handle_usado:

MOV

[BX],DX

; indicar error

lista_h:

ADD

BX,2

INC

DX

LOOP

listar_h

mem_handle,DX ; preservar condición de error

CMP

ems4,ON

JNE

skip_ren_hndl

CALL

ren_handle

; error (handle no usado)

; anotar número de handle

lista_handles

ENDP

nombrar_hndl

PROC

; en EMS 4.0+ renombrar handle ; nombrar handle (EMS 4.0+)

MOV

AX,5301h

MOV

BX,tdisco

LEA

SI,nombre_tdsk

ADD

BX,15

MOV

BL,letra_unidad

AND

BL,11110000b

MOV

[SI+5],BL

MOV

tdisco,BX

INT

67h

MOV

CL,4

RET

SHR

BX,CL

MOV

AH,43h

INT

67h

AND

AH,AH

JZ

mem_rda_ems

OR

lista_err,ERROR9

STC

; zona no usada

RET

RET

; redondear para arriba

; dar nombre al handle

; Kb -> nº páginas de 16 Kb

nombrar_hndl

; pedir memoria EMS

; ------------ Detectar 286 y 386 o superior.

test_CPU

ENDP

PROC

; fallo del controlador EMS

PUSHF

; indicar error

POP

AX

OR

AH,70h

; intentar activar bit 12, 13 ó 14

AX

; del registro de estado

RET

mem_reserva

; al handle XMS y renombrarlo

RET

skip_ren_hndl: POPF

nhandle_ok:

ren_hnld_fin

JNE

PUSHF

mem_rda_ems:

CMPSW

JE

ems4,ON

STC

mem_r_ems:

REP

CMP

skip_lst_hndl: MOV

mem_rda_xms:

; detectar el handle EMS ligado

CLD

; 1: memoria extendida XMS

RET mem_r_xms:

PROC

MOV

mem_handle,DX

PUSH

CMP

ems4,ON

POPF

JNE

nhandle_ok

CALL

nombrar_hndl

PUSHF POP

AX

CLC

AND

AH,0F0h

RET

CMP

AH,0F0h

ENDP

JE

fin_test_CPU

; en EMS 4.0+ nombrar handle

; es 8086 o similar

203


MOV

cpu286,ON

; es 286 o superior

JB

prop_valido

AND

AH,70h

; 286 pone bits 12, 13 y 14 a cero

MOV

CL,8

JZ

fin_test_CPU

; es 286

CMP

AX,4084*4

MOV

cpu386,ON

; 386 o superior

JB

prop_valido

fin_test_CPU:

RET

MOV

CL,16

test_CPU

ENDP

CMP

AX,4084*8

JB

prop_valido

MOV

CL,32

MOV

tdir,BX

; ------------ Definir valores por defecto y adaptar los parámetros prop_valido:

;

indicados por el usuario a la realidad. Esta rutina

;

inicializa el futuro sector 0 del disco. No se permite

MOV

tcluster,CL

; inicializar valores recomendados

;

que el usuario indique un directorio que ocupe más de

MOV

DX,1024

; AX = tamaño del disco en Kb

;

medio disco. Para determinar el tipo de FAT se halla el

MUL

DX

; DX:AX = bytes totales del disco

;

nº de sectores libres del disco (llamémoslo nsect),

MOV

CX,param_tsect

;

descontanto el sector de arranque y el directorio raiz;

AND

CX,CX

;

y se aplica la siguiente fórmula, que devuelve el nº de

JNZ

tsect_def

; se ha definido tamaño de sector

;

cluster más alto del disco al considerar también la

tsect_rec:

MOV

CX,tsect

; tamaño por defecto

;

ocupación de la futura FAT (12 bits = 1,5 bytes):

tsect_def:

CALL

divCX

JNC

nsect_ok

OR

lista_err,ERROR11

JMP

tsect_rec

MOV

tsect,CX

; ; ;

nsect * tamsect

2 * nsect * tamsect

------------------ + 1 = --------------------- + 1

;

tamcluster + 1,5

2 * tamcluster + 3

nsect_ok:

; menos de 65536 sectores: correcto

; asumir por defecto y recalcular

MOV

numsect,AX

;

Al resultado se le suma 1, ya que los clusters se

MOV

BX,AX

;

numeran a partir de 2, para calcular el cluster de nº

SHR

BX,1

;

más alto del disco. Si ese número es 4086 o más habrá

MOV

CX,param_tdir

;

de utilizarse una FAT de 16 bits, recalculándose la

AND

CX,CX

;

fórmula anterior sustituyendo 1,5 por 2 y 3 por 4. Al

JNZ

tdir_def

; se ha definido nº entradas

;

final, una vez determinado el tipo de FAT habrá de

tdir_rec:

MOV

CX,tdir

; nº por defecto

;

calcularse con exactitud el número de cluster más alto,

tdir_def:

MOV

AX,tsect

;

ya que hay casos críticos en que una FAT12 no sirve

XOR

DX,DX

;

pero al aplicar una FAT16 el número de clusters baja de

MOV

SI,32

; 32 bytes = tamaño entrada direct.

;

nuevo de 4085 (debido al mayor consumo de disco de la

DIV

SI

; AX nº entradas direct. por sector

;

FAT16) resultado de ello la asignación de una FAT12,

XCHG

AX,CX

;

pese a que se reserva espacio para la de 16. Hay que

XOR

DX,DX

; DX:AX = nº de entradas

;

considerar además el caso de que el disco tenga 2 FAT.

DIV

CX

; CX = entradas en cada sector

AND

DX,DX

; AX = nº sectores del ROOT

JZ

dir_ok?

INC

AX

; redondear tamaño de ROOT

CMP

AX,BX

; BX = 1/2 nº sectores del disco

;

adaptar_param

prop_ok:

PROC

; BX = 1/2 del nº total de sectores

MOV

AX,tdisco

; en Kb

MOV

BX,AX

; entradas de directorio propuestas

MOV

CL,1

; sectores por cluster propuestos

JB

dir_ok

CMP

AX,128

; ¿disco de 128 Kb o menos?

OR

lista_err,ERROR12

JBE

prop_ok

JMP

tdir_rec

MOV

BX,128

MOV

sdir,AX

CMP

AX,512

MUL

tsect

JBE

prop_ok

MOV

CX,32

MOV

BX,256

CALL

divCX

CMP

AX,2042

MOV

tdir,AX

JBE

prop_ok

MOV

AX,512

MOV

CL,2

; evitar FAT16

XOR

DX,DX

CMP

AX,4084

; ¿disco de casi 4 Mb o menos?

DIV

tsect

JBE

prop_ok

MOV

BL,tcluster

MOV

CL,4

XOR

BH,BH

MOV

BX,384

MUL

BX

CMP

AX,16384

AND

AL,AL

JB

prop_ok

JZ

propclus_ok

MOV

BX,512

MOV

tcluster,AL

CMP

dosver,300h

MOV

BX,param_tcluster

JAE

prop_valido

AND

BX,BX

CMP

AX,4084*2

JNZ

tcluster_def

dir_ok?:

dir_ok: ; ¿disco de 512 Kb o menos?

; ¿disco de casi 2 Mb o menos?

; evitar FAT16 hasta 8 Mb

; ¿disco de menos de 16 Mb?

propclus_ok:

; en DOS 2.xx evitar FAT16

; directorio excesivo

; directorio por defecto

; optimizar tamaño de directorio

; 512 / tamaño de sector

; ajustar tamaño de cluster

; se ha definido tamaño de cluster

203

tcluster_rec:

tcluster_def:

tcluster_mal:

tcluster_ok:

fat16:

calc_sfat:

fat_ok:


MOV

BL,tcluster

SHL

AX,1

XOR

BH,BH

RCL

DX,1

SHL

BX,1

MOV

CX,tamcluster

CMP

BX,numsect

SHL

CX,1

JB

tcluster_ok

ADD

CX,SI

OR

lista_err,ERROR13 ; tamaño de cluster incorrecto

DIV

CX

JMP

tcluster_rec

INC

AX

; los clusters se numeran desde 2

SHR

BX,1

AND

DX,DX

; ¿sobra un «cacho» de cluster?

MOV

AX,tsect

JZ

clust_eval

; redondear: ¡es preferible que

MUL

BX

INC

AX

; sobre un poco de FAT a que falte!

JC

tcluster_mal

XOR

DX,DX

; resultado en DX:AX

CMP

AX,31*1024

JA

tcluster_mal

; cluster de más de 31 Kb

MOV

tcluster,BL

; sectores por cluster

MOV

tamcluster,AX ; tamaño de cluster

; ------------ Preparar el BPB del disco virtual según los parámetros

MOV

CX,param_f

;

y forzar que el DOS lo lea indicando cambio de disco.

MOV

nfats,CL

MOV

SI,3

preparar_BPB

PROC

MOV

CX,param_f

MOV

AX,tsect

SHL

SI,CL

MOV

bytes_sector,AX

SHR

SI,1

MOV

AL,tcluster

CALL

eval_clust

MOV

sect_cluster,AL

CMP

AX,4086

MOV

AX,tdir

JAE

fat16

MOV

entradas_raiz,AX

MOV

CX,3

MOV

AX,numsect

MUL

CX

MOV

num_sect,AX

SHR

DX,1

MOV

AL,nfats

RCR

AX,1

MOV

num_fats,AL

JMP

calc_sfat

MOV

AX,sfat

MOV

SI,4

MOV

sectores_fat,AX

MOV

CX,param_f

MOV

cambiado,0FFh

SHL

SI,CL

SHR

SI,1

CALL

eval_clust

SHL

AX,1

RCL

DX,1

; clusters * 2

;

entrar. Se procederá a copiar la rutina necesaria en

DIV

tsect

; AX = nº sectores de FAT aprox.

;

función del tipo de memoria que gestiona el disco.

AND

DX,DX

;

Después, se copiarán las variables que gestionan TDSK

JZ

fat_ok

;

sobre la copia residente, así como el nuevo BPB.

INC

AX

MOV

sfat,AX

prep_driver

PROC

MOV

AX,numsect

; nº total de sectores

MOV

AL,tipo_soporte

DEC

AX

; descontar BOOT

LEA

SI,procesa_xms

SUB

AX,sdir

; descontar ROOT

MOV

CX,tam_proc_xms

SUB

AX,sfat

; descontar FAT

DEC

AL

MOV

CL,tcluster

JZ

prep_mem

XOR

CH,CH

LEA

SI,procesa_ems

XOR

DX,DX

MOV

CX,tam_proc_ems

DIV

CX

; AX = número real de clusters

DEC

AL

INC

AX

; se numeran desde 2

JZ

prep_mem

MOV

ultclus,AX

LEA

SI,procesa_con

MOV

CX,tam_proc_con

LEA

DI,procesa_io

; tamaño por defecto

; ¿cabe seguro un cluster?

; DX:AX = tamaño de cluster clust_eval:

ENDP

eval_clust

PROC

; CX = 2 * tamcluster + SI

RET

; considerar número de FATs

eval_clust

; obtener nº más alto de cluster

; el nº más alto supera 4085

; clusters * 3

; clusters * 3 / 2 = clusters * 1,5


ENDP

; ha habido «cambio» de disco

RET preparar_BPB

ENDP

; ------------ Preparar el disco para operar. ES apunta al disco al

; redondeo

RET adaptar_param

; DX:AX = nsect * tamsect * 2

prep_mem:

; instalar rutina XMS

; instalar rutina EMS

; instalar rutina memoria conv.

CLD ; obtener el nº más alto de cluster

XPUSH

MOV

AX,numsect

REP

MOVSB

DEC

AX

; restar BOOT

XPOP

SUB

AX,sdir

; restar ROOT

XPUSH

MUL

tsect

; DX:AX = nsect * tamsect

POP

ES

; instalar rutina en el disco

203


prep_driver

REP

MOVSB

; y en el propio TDSK.EXE (para

POP

ES

; usarla después al formatear)

LEA

CX,f_tdsk_ctrl

;

En versiones del DOS anteriores a la 3.3, el sistema

LEA

SI,i_tdsk_ctrl

;

inexplicablemente hace caso omiso del cambio de disco

SUB

CX,SI

;

(¿?), por lo que hay que avisarle ¡dos veces!, con el

MOV

DI,SI

;

correspondiente doble cambio del byte descriptor de

REP

MOVSB

;

medio, para que se tome en serio el cambio de disco.

LEA

CX,fin_bpb

;

Por fortuna desde el DOS 3.3 ya no es preciso hacer

LEA

SI,bpb

;

esta extraña maniobra. Para que el DOS acceda al disco,

SUB

CX,SI

;

se le pregunta simplemente el espacio libre del mismo.

MOV

DI,SI

REP

MOVSB

; actualizar variables

; actualizar BPB

; ------------ Inicializar la BOOT, FAT y ROOT del disco virtual.

formatear_tdsk PROC

RET

PUSH

ES

ENDP

PUSH

DS

; *

POP

ES

; ------------ Autorelocalización de TDSK.EXE

LEA

SI,sector_cero

;

Es necesario si se reserva memoria convencional para el

LEA

DI,area_trabajo

;

disco virtual. El motivo es evitar que al inicializar

MOV

CX,128

;

la BOOT, la FAT y el ROOT al inicio del disco, si éste

CLD

;

está justo encima de TDSK, TDSK se autodestruya. Por

REP

MOVSB

;

ello, TDSK se autocopiará en la mitad de los 128 Kb del

XOR

AX,AX

;

mayor bloque de memoria libre, nunca utilizados por el

MOV

CX,tam_a_trabajo-128

;

disco (aunque este bloque no haya sido reservado, ¡como

REP

STOSB

;

está libre!). Finalmente pasará a correr en ese nuevo

LEA

DI,area_trabajo

;

destino. Se copia TODO, pila incluida. La copia se hace

ADD

DI,tsect

;

en «segm_reubicar» que apunta a la mitad de esos 128 Kb

MOV

[DI-2],0AA55h

; marca de sector válido

;

con objeto de evitar solapamientos origen/destino (TDSK

CALL

escribe_sectAX

; escribir sector BOOT (AX=0)

;

ocupa sólo alrededor de 16 Kb en memoria).

LEA

DI,area_trabajo

MOV

CX,tsect

relocalizar

PROC

REP

STOSB

MOV

AX,sfat

MOV

CX,param_f

SHL

AX,CL

CMP

tipo_soporte,3

JE

procede_reloc

; usada memoria convencional

RET

; a 0 resto del área de trabajo

; borrar area de trabajo


ES

; * preservar ES

SHR

AX,1

MOV

ES,segm_reubicar

; segmento de reubicación

ADD

AX,sdir

XOR

SI,SI

CMP

AX,1

XOR

DI,DI

JE

pfat

MOV

BX,SS

; final de TURBODSK (pila)

CALL

escribe_sectAX

; inicializar directorio raiz

MOV

CX,DS

; inicio de _PRINCIPAL

DEC

AX

; y últimos sectores de la FAT

SUB

BX,CX

; tamaño de TDSK en párrafos

JMP

ini_fat

MOV

CL,4

LEA

DI,area_trabajo

SHL

BX,CL

; ahora en bytes

MOV

BYTE PTR [DI],media

ADD

BX,tam_pila+16

; 16 por si acaso

MOV

AX,0FFFFh

MOV

CX,BX

; CX = bytes a relocalizar

MOV

DS:[DI+1],AX

CMP

ultclus,4086

REP

MOVSB

; auto-copiaje arriba

JB

pfat_ok

MOV

AX,ES

MOV

DS:[DI+3],AL

MOV

DS,AX

; nuevo segmento de datos

MOV

AX,1

POP

ES

; * restaurar ES

CALL

escribe_sectAX

MOV

BX,CS

CALL

fecha_hora

SUB

AX,BX

LEA

SI,dir_raiz

MOV

BX,SS

MOV

[SI+22],AX

; hora actual

ADD

BX,AX

MOV

[SI+24],DX

; fecha actual

MOV

SS,BX

; actualizar segmento de pila

LEA

DI,area_trabajo

POP

AX

; dirección de retorno cercano

MOV

CX,32

PUSH

DS

; segmento de «retorno»

REP

MOVSB

PUSH

AX

; offset

MOV

AX,sfat

; retorno cargando CS:

MOV

CX,param_f

SHL

AX,CL

procede_reloc: PUSH

ini_fat:

pfat:

CLD

RETF relocalizar

; primeros 128 bytes del BOOT

ENDP

; ES - CS --> cuantía del salto

pfat_ok:

; AX = sectores fat + dir. raiz

; inicializar 3 bytes FAT...

; ¿menos de 4085 clusters?

; inicializar 4º byte FAT

; primer sector FAT preparado


203

formateado:


SHR

AX,1

ADC

AH,0

INC

AX

POP

DX

CALL

escribe_sectAX

; primer sector raiz preparado

POP

ES

; *

fecha_hora

CMP

dosver,31Eh

JAE

formateado

; DOS 3.3+

; ------------ Cambiar el nombre al bloque de control de memoria para

NOT

ES:media_byte

; cambiar descriptor de medio

;

mejorar la información del comando MEM del sistema si

MOV

AH,36h

; «obtener espacio libre»

;

el disco se define en memoria convencional/superior.

MOV

DL,ES:letra_unidad

SUB

DL,'A'-1

renombrar_mcb

PROC

PUSH

DX

INT

21h

POP

DX

NOT

ES:media_byte

MOV

ES:cambiado,0FFh

MOV

AH,36h

INT

21h

; unidad de disco virtual

ENDP

PUSH

ES

MOV

AL,letra_unidad

MOV

BYTE PTR nombre_tdsk+5,AL

; restaurar descriptor de medio

MOV

BYTE PTR nombre_tdsk+4,'('

; nuevo «cambio» de disco

MOV

BYTE PTR nombre_tdsk+6,')'

MOV

AX,segm_psp

DEC

AX

MOV

ES,AX

LEA

SI,nombre_tdsk

MOV

DI,8

; ---- Escribir el sector nº AX del disco virtual. No

MOV

CX,DI

;

CLD

; primer acceso al disco

; acceder otra vez al disco

RET

formatear_tdsk ENDP

se utiliza INT 26h (imposible desde el CONFIG).

escribe_sectAX PROC PUSHF

XOR

BP,BP

; indicar escritura

LEA

DI,area_trabajo

; ES:DI buffer

MOV

BX,AX

; número de sector

MOV

AX,1

; 1 sector

CALL

io_proc

; acceder al disco directamente

XPOP

REP

MOVSB

POP

ES

RET

; preservar bit DF

XPUSH

renombrar_mcb

ENDP

; ------------ Informar sobre el disco virtual instalado.

info_disco

PROC CALL

InitMultiPrint

LEA

DX,ayuda_txt

; ayuda en español

POPF

CMP

param_h,ON

; ¿solicitud de ayuda?

RET

JNE

cont_info

; no

JMP

info_exit

TEST

err_grave,0FFFFh

JZ

info_no_fatal

LEA

DX,err_grave_gen

; texto de encabezamiento

CALL

imprimir

; imprimir errores graves:

LEA

DX,e0

TEST

err_grave,ERROR0

JZ

otro_fallo

CALL

imprimir

escribe_sectAX ENDP cont_info: ; ---- Obtener fecha y hora del sistema en DX y AX

fecha_hora

; * recuperar fecha

RET

PROC MOV

AH,2Ah

INT

21h

MOV

AL,32

MUL

DH

SUB

CX,1980

MOV

SP,tam_pila

SHL

CL,1

; (año-1980)*2

PUSH

segm_psp

; en DOS 1.x hay que terminar

ADD

AH,CL

; sumar (año-1980)*512

XOR

AX,AX

; con CS = PSP

MOV

CL,DL

; CX = dia (CH=0)

PUSH

AX

ADD

AX,CX

PUSH

AX

MOV

AH,2Ch

INT

21h

MOV

AL,32

MUL

CL

MOV

; obtener fecha del sistema

; AX = mes * 32

RETF otro_fallo:

; ejecutar INT 20h de PSP:0

LEA

DX,e1

TEST

err_grave,ERROR1

JNZ

info_g

LEA

DX,e2

TEST

err_grave,ERROR2

CL,3

JNZ

info_g

SHL

CH,CL

LEA

DX,e3

XOR

CL,CL

JMP

info_exit

ADD

AX,CX

SHR

DH,1

ADD

AL,DH

; * guardar fecha

; obtener hora del sistema

; AX = minutos*32

; CX = hora*2048

info_g:

info_no_fatal: CMP ; segundos/2

; no es error de DOS incorrecto

ES:tipo_soporte,0 ; error no fatal

JNE

info_reporte

LEA

DX,info_ins

; disco no formateado

203


CALL

imprimir

CALL

print_32

CALL

impr_unidad

LEA

DX,inf_mem

LEA

DX,info_ins2

CALL

imprimir

CMP

lista_err,0

MOV

AL,ES:tipo_soporte

JE

info_exit

; sin mensajes de advertencia

LEA

DX,inf_mem_xms

CALL

imprimir

; ... o con ellos

DEC

AL

JMP

info_err

JZ

mem_ifdo

CALL

pr_info

LEA

DX,inf_mem_ems

CMP

lista_err,0

DEC

AL

JE

info_ret

; sin mensajes de advertencia

JZ

mem_ifdo

LEA

DX,cab_adv_txt

; ... o con ellos

LEA

DX,inf_mem_con

CALL

imprimir

; cabecera de advertencias

CMP

ES:mem_handle,0A000h

MOV

AX,lista_err

JB

mem_ifdo

; memoria convencional

LEA

BX,tabla_mens-2

; tabla de mensajes

LEA

DX,inf_mem_sup

; memoria superior

MOV

CX,16

; 16 posibles mensajes

CALL

imprimir

ADD

BX,2

LEA

DX,inf_nclusters

SHR

AX,1

CALL

imprimir

JC

informa

LOOP

busca_err

MOV

AX,ES:entradas_raiz

JMP

info_ret

MOV

BX,32

LEA

DX,mens_cabec

MUL

BX

; bytes ocupados por directorio

CALL

imprimir

DIV

ES:bytes_sector

; AX = sectores del directorio

MOV

DX,[BX]

ADD

AX,ES:sect_reserv

CALL

imprimir

ADD

AX,ES:sectores_fat

JMP

mas_mens

SUB

AX,ES:num_sect

info_exit:

CALL

imprimir

NEG

AX

info_ret:

RET

XOR

DX,DX

info_disco

ENDP

MOV

BL,ES:sect_cluster

XOR

BH,BH

DIV

BX

info_reporte:

info_err:

busca_err:

mas_mens:

informa:

pr_info

; disco formateado

mem_ifdo:

; no se produce ese error

; inicio común a los mensajes

; dirección de ese mensaje

; acabar con todos

PROC

; memoria XMS

; memoria EMS

; AX = sectores libres

; AX = nº de clusters

LEA

DX,info_txt

XOR

DX,DX

CALL

imprimir

MOV

CL,5

CALL

impr_unidad

CALL

print_32

LEA

DX,inf_tsect

LEA

DX,inf_tfat

CALL

imprimir

CALL

imprimir

MOV

AX,ES:bytes_sector

LEA

DX,inf_tfat12

XOR

DX,DX

CMP

AX,4085

MOV

CL,5

JB

ifat_ok

CALL

print_32

LEA

DX,inf_tfat16

LEA

DX,inf_tdir

CALL

imprimir

CALL

imprimir

LEA

DX,inf_final

MOV

AX,ES:entradas_raiz

CALL

imprimir

XOR

DX,DX

RET

MOV

CL,5

CALL

print_32

LEA

DX,inf_tdisco

CALL

imprimir

MOV

AX,ES:num_sect

MUL

ES:bytes_sector

XPUSH

MOV

BX,1024

MOV

AL,letra_unidad

DIV

BX

MOV

AH,0

MOV

CL,5

MOV

WORD PTR area_trabajo,AX

CALL

print_32

LEA

DX,area_trabajo

LEA

DX,inf_tcluster

CALL

imprimir

CALL

imprimir

XPOP

MOV

AL,ES:sect_cluster

RET

XOR

AH,AH

XOR

DX,DX

MOV

CL,5

ifat_ok:

pr_info

; ¿FAT12?

ENDP

; --- Imprimir letra de unidad en AL.

impr_unidad

impr_unidad

PROC

ENDP

; --- Imprimir un nº decimal de 32 bits en DXAX formateado por CL.

203


; rep_sub_pr32:

; Entradas: ;

Si bit 4

;

bits

= 1 --> se imprimirán signos separadores de millar

0-3 = nº total de dígitos (incluyendo separadores de

; bits

CL,0FFh

INC

CL

SUB

AX,SI

SBB

DX,DI

JNC

millar y parte fraccional)

;

MOV

5-7 = nº de dígitos de la parte fraccional (cuantos

; DXAX = DXAX - DISI

rep_sub_pr32

; restar el factor cuanto se

pueda

;

dígitos de DXAX, empezando por la derecha,

ADD

AX,SI

; subsanar el desbordamiento:

;

se consideran parte fraccional, e irán precedidos

ADC

DX,DI

; DXAX = DXAX + DISI

;

del correspondiente separador)

ADD

CL,'0'


;

MOV

[BX],CL

; Salidas: nº impreso, ningún registro modificado.

POP

CX

;

INC

BX

LOOP

digit_pr32

; * Ejemplo, si DXAX=9384320 y ;

CL=010 1 1011

se imprimirá ( '_' representa un espacio en blanco ):

; CX se recupera ahora

; próximo dígito del número

STD

__93.843,20

; transferencias (MOVS) hacia

atrás print_32

DEC

BX

PUSH

DS

MOV

final_pr32,BX

PUSH

ES

MOV

PUSH

CS

PUSH

CS

MOV

CL,5

POP

DS

MOV

AL,formato_pr32

POP

ES

SHR

AL,CL

PUSH

AX

AND

AL,AL

PUSH

BX

JZ

no_frac_pr32

PUSH

CX

MOV

CL,AL

PUSH

DX

XOR

CH,CH

PUSH

SI

MOV

SI,final_pr32

PUSH

DI

MOV

DI,SI

INC

DI

PROC

formato_pr32,CL

; preservar todos los registros

digit_pr32:

factor_pr32:

REP

; byte del formato de impresión

frontera

parte

; AL = nº de decimales

; ninguno

MOVSB

MOV

CX,idioma_seps

INC

final_pr32

MOV

millares_pr32,CH


MOV

AL,fracc_pr32

MOV

fracc_pr32,CL

; separador parte fraccional

MOV

MOV


MOV

CX,10

PUSH

CX

PUSH

AX

PUSH

DX

XOR

DI,DI

MOV

SI,1

; DISI = 1

; correr cadena arriba (hacer

DEC

CX

; CX - 1

JCXZ SAL RCL

DI,1

MOV

[DI],AL

; poner separador de parte

fraccional

no_frac_pr32:

MOV

ent_frac_pr32,SI

MOV

AL,formato_pr32

TEST

; indicar nueva frontera

AL,16

; interpretar el formato

especificado JZ

poner_pr32

; imprimir como tal

MOV

CX,final_pr32

; añadir separadores de millar

SUB

CX,ent_frac_pr32

hecho_pr32

ADD

CX,3

SI,1

MOV

SI,final_pr32

MOV

DI,SI

DX,DI

INC

DI

MOV

AX,SI

REP

SAL

SI,1

RCL

DI,1

MOV

AL,millares_pr32

SAL

SI,1

MOV

[DI],AL

RCL

DI,1

INC

final_pr32

ADD

SI,AX

MOV

ent_frac_pr32,SI

SUB

SI,OFFSET tabla_pr32

CMP

SI,3

JAE

entera_pr32

MOV

BX,final_pr32

MOV

BYTE PTR [BX+1],0 ; delimitador de fin de cadena

MOV


MOV

principio_pr32,BX ; inicio de cadena

ADC

DI,DX

entera_pr32:

; DISI * 2

LOOP

factor_pr32

; DISI * 8

; DISI = DISI*8 + DISI*2 =

; DISI = DISI*10*10* ... (CX-1 poner_pr32:

veces) POP

DX

; luego DISI = 10 elevado a

(CX-1) POP

AX

MOVSB

; correr cadena arriba (hacer

hueco)

DISI*10

hecho_pr32:

;

hueco)

elegido

separ_pr32:

; último dígito

ent_frac_pr32,BX

entera/fraccional

PUSHF MOV

; BX apunta al último dígito

; CX se recuperará más tarde

; poner separador de millares

; usar esta variable como puntero

; próximo separador

203


limpiar_pr32:

acabar_pr32:

print_32

MOV

AL,[BX]

CMP

AL,'0'

JE

blanco_pr32

; cero a la izda --> poner " "

CMP

AL,millares_pr32

; separador millares a la izda

JE

blanco_pr32

;

resto: DX). Si el cociente excede los 16 bits, CF = 1

CMP

AL,fracc_pr32

;

y todos los registros intactos.

JNE

acabar_pr32

MOV

BYTE PTR [BX-1],'0' ; reponer 0 antes de la coma

divCX

PROC

DEC

principio_pr32

MOV

AL,formato_pr32

AND

AL,00001111b

XOR

AH,AH

MOV

print_32

; ------------ Dividir DX:AX / CX sin desbordamientos (cociente: AX,

XPUSH MOV

SI,32

XOR

BX,BX

SHL

AX,1

DX,final_pr32

RCL

DX,1

SUB

DX,AX

RCL

BX,1

INC

DX

CMP

BX,CX

AND

AX,AX

JB

dividido

SUB

BX,CX

INC

AL

DEC

SI

JNZ

divmas

AND

DX,DX

JNZ

; imprimir

divmas:

; DX = offset 'principio'

format_pr32

; longitud especificada por el

usuario

format_pr32:

MOV

DX,principio_pr32 ; longitud obtenida del número

CALL

imprimir

POPF

dividido:

; restaurar todos los registros

POP

DI

JZ

div_ok

POP

SI

XPOP

POP

DX

STC

POP

CX

POP

BX

POP

; "no cabe"

; 1 al cociente

; error

JMP

div_fin

MOV

DX,BX

; resto en DX y cociente en AX

AX

ADD

SP,4

; «sacar» sin sacar DX y AX

POP

ES

CLC

POP

DS

; recuperar CX, SI y BX

div_ok:

div_fin:

RET blanco_pr32:

ENDP

MOV

XPOP RET

; salida del procedimiento BYTE PTR [BX],' ' ; sustituir 0 ó separador de

divCX

ENDP

millares INC

BX

; a la izda. por espacio en

formato_pr32

; ------------ Impresión en color o monocroma (esta última ;

redireccionable). Desde el CONFIG.SYS se imprime en

INC

principio_pr32

;

monocromo para no llamar la atención, a menos que

CMP

BX,final_pr32

;

indiquen /M, al contrario que desde el DOS.

JB

limpiar_pr32

MOV

DX,BX

imprimir

PROC

JMP

SHORT acabar_pr32 ; imprimir

PUSH

AX

DB

0

MOV

AL,param_m

DB

5 DUP (' ')

CMP

modo,CONFIG

; ¿en CONFIG.SYS?

JNE

m_ok

; no

XOR

AL,ON

; sí: /M opera al revés

MOV

pr_mono,AL

CALL

print

POP

AX

blanco

; es el número 0.000.000.00X

; espacios en blanco para cubrir

la ; mayor plantilla que pueda ser m_ok:

espe; cificada en el formato tabla_pr32

DT

0

; reservar 14 bytes (nº más .,

RET

más ASCIIZ) ; aquí se solapa un buffer de 32

imprimir

ENDP

DW

0,0

millares_pr32

DB

'.'


; ------------ Imprimir cadena en DS:DX delimitada por un 0 ó un 255.

fracc_pr32

DB

','

;

parte fraccional

;

Si acaba en 0, se imprime como tal; en caso contrario,

; offset al último byte a

;

se supone que el mensaje es multilingüe y los diversos

;

idiomas (1, 2, ... N) separan sus cadenas por sucesivos

;

códigos 255. El carácter de control 127 realiza una

;

pausa hasta que se pulsa una tecla.

print

PROC

bytes

final_pr32

DW

"

0

imprimir principio_pr32 DW ent_frac_pr32

0

DW

;

"

"

0

primer

"

"

"

; offset a la frontera

entero-fracc. DT

0

; $ - tabla_pr32 = 32 bytes

XPUSH

usados por ;

INT

21h

al

principio

de

CMP

idioma,0

203

pr_cod:

pr_busca_cod:

pr_cod_tfno:


CMP

BYTE PTR [BX],255

JNE

pr_busca_ter

AH,30h

INC

BX

INT

21h

LOOP

pr_busca_msg

XCHG

AH,AL

MOV

BX,DX

MOV

CX,AX

DEC

BX

CMP

param_i,ON

INC

BX

MOV

AX,codigo_tfno

CMP

BYTE PTR [BX],0

MOV

BX,1234h

JE

prlong_ok

JNE

pr_busca_cod

CMP

BYTE PTR [BX],127 ; carácter de pausa

MOV

BX,AX

JE

prpausa

MOV

AL,0FFh

CMP

BYTE PTR [BX],255

CMP

BX,255

JNE

pr_cad_lon

JAE

pr_cod

; código mayor o igual de 255

JMP

prlong_ok

MOV

AL,BL

; código menor de 255

PUSH

BX

CMP

CX,200h

MOV

CX,BX

JAE

pr_cod_tfno

SUB

CX,DX

CMP

CX,200h

CALL

pr_cad

MOV

AX,1

MOV

AH,1

JB

pr_habla_ax

INT

16h

MOV

AL,0

JZ

pr_notec

LEA

DX,area_trabajo

MOV

AH,0

MOV

AH,38h

INT

16h

JMP

pr_limpbuf

MOV

AH,0

INT

16h

POP

BX

INC

BX

MOV

DX,BX AL,27

JNE

pr_decidir

PUSH

DX

MOV

; *

pr_usar_ese: ; CX = versión del DOS pr_cad_lon:

; parámetro /I=cod no indicado

prpausa:

; DOS >= 2.X

; inglés para DOS < 2.X

pr_limpbuf:

XPUSH

pr_habla_ax:

pr_busca_idi:

pr_habla_ese:

pr_decidir:

pr_busca_msg:

pr_busca_ter:

; obtener información del pais

pr_notec:

INT

21h

XPOP

JC

pr_habla_ax

CMP

CX,20Bh

JE

pr_habla_ax

CMP

CX,300h

CMP

MOV

AX,1

STC

JB

pr_habla_ax

MOV

AX,BX

LEA

BX,area_trabajo

MOV

CH,[BX+7]

MOV

CL,[BX+9]

MOV

idioma_seps,CX

LEA

BX,info_paises-2

MOV

CX,1

ADD

BX,2

MOV

DX,[BX]

; MOV

AH,40h

CMP

AX,DX

; MOV

BX,1

JE

pr_habla_ese

; INT

AND

DX,DX

MOV

SI,DX

JNZ

pr_busca_idi

LEA

DI,area_trabajo

INC

CX

PUSH

DS

CMP

[BX+2],DX

POP

ES

JNE

pr_busca_idi

MOV

idioma,CL

POP

DX

; fallo en la función

; DOS 2.11: AX cód. telefónico

JE

pr_ret

JMP

pr_cad_lon

MOV

CX,BX


SUB

CX,DX

; separador de decimales

CALL

pr_cad

; 2.x excepto 2.11: mala suerte

prlong_ok:

; acaba en 255 pero no es ese

; calcular longitud

; imprimir hasta el código 127

; limpiar buffer del teclado

; esperar tecla

; ¿tecla ESC?

; imprimir el resto

; terminar impresión

CLC pr_ret: ; supuesto idioma 1

XPOP

; CF=1 si se pulsó

ESC RET pr_cad:

; será otro idioma

21h

; imprimir con el DOS

; por si acaso

CLD

; no es fin de la tabla

; *

REP

MOVSB

MOV

[DI],CL

LEA

DX,area_trabajo

CALL

MultiPrint

; ASCIIZ

; imprimir en color

MOV

CL,idioma

MOV

CH,0

MOV

BX,DX

MOV

DX,BX

DEC

BX

; ------------ Impresión en pantalla, en color o monocromo, usando el

INC

BX

;

BIOS o el DOS respectivamente. Antes deberá ejecutarse

CMP

BYTE PTR [BX],0

;

InitMultiPrint para inicializar.

JE

pr_usar_ese

;

intenta respetar el posible

RET

; nº de idioma a usar (1..N) print

; acaba en 0: no buscar más

ENDP

color

Al

hacer scroll se

global

de

fondo.

203


;

Con «pr_mono» en ON se solicita imprimir en monocromo.

;

JE

pr_derecha

CMP

AL,10

;

- El texto a imprimir es apuntado por DS:DX.

JE

pr_crlf

;

- Códigos de control soportados:

MOV

AH,9

MOV

BH,pr_pagina

;

0 -> final de cadena

MOV

BL,pr_color

;

1 -> el siguiente carácter indica el color (BIOS)

MOV

CL,pr_veces

;

2 -> el siguiente carácter indica el nº de veces que

XOR

CH,CH

PUSH

DX

INT

10h

POP

DX

;

;

se imprimirá el que viene detrás

; ;

3 -> avanzar cursor a la derecha 10 -> retorno de carro y salto de línea estilo UNIX pr_derecha:

MultiPrint

pr_rut_ok:

pr_otro:

pr_ASCII:

pr_setcolor:

pr_setveces:

; código de control 10: CR & LF

; imprimir carácter

ADD

DL,pr_veces

PROC

MOV

pr_veces,1

XPUSH

CMP

DL,pr_maxX

PUSH

DS

JBE

pr_av

POP

ES

XOR

DL,DL

; volver al inicio de línea

PUSH

CS

INC

DH

; salto a la siguiente

POP

DS

CMP

DH,pr_maxY

LEA

AX,pr_AL_dos

JBE

pr_av

CMP

pr_mono,ON

DEC

DH

JE

pr_rut_ok

PUSH

DX

LEA

AX,pr_AL_bios

MOV

AX,601h

MOV

pr_rut,AX

MOV

BH,pr_colorb

MOV

BX,DX

XOR

CX,CX

MOV

AL,ES:[BX]

MOV

DL,pr_maxX

PUSH

BX

MOV

DH,pr_maxY

CMP

AL,' '

INT

10h

JAE

pr_ASCII

POP

DX

AND

AL,AL

MOV

BH,pr_pagina

JZ

pr_exit

MOV

AH,2

CMP

AL,1

INT

10h

JE

pr_setcolor

CMP

AL,2

JE

pr_setveces

CALL

pr_rut

POP

BX

CMP

AL,3

INC

BX

JNE

pr_no_der

JMP

pr_otro

MOV

AL,' '

MOV

AL,ES:[BX+1]

CMP

AL,10

MOV

pr_color,AL

JNE

pr_dos

POP

BX

MOV

AL,13

; código de control 10: CR & LF

ADD

BX,2

CALL

pr_dos

; llamada "recursiva"

JMP

pr_otro

MOV

AL,10

MOV

AL,ES:[BX+1]

MOV

CL,pr_veces

MOV

pr_veces,AL

XOR

CH,CH

POP

BX

MOV

pr_veces,1

ADD

BX,2

MOV

DL,AL

JMP

pr_otro

XPOP

pr_crlf:

; instalar rutina de impresión

; no es un código de control pr_av: ; código de control 0: final

RET

; código de control 1: color pr_AL_bios

ENDP

pr_AL_dos

PROC

; es preciso hacer scroll

; color por defecto

; hacer scroll usando BIOS

; posicionar cursor ; retorno del procedimiento

; código de control 2: repetir

pr_no_der: ; actualizar color

pr_dos: ; actualizar repeticiones

pr_chr:

; imprimir usando DOS

; código de control 3: avanzar

XPUSH MOV

AH,2

RET

INT

21h

MultiPrint

ENDP

XPOP

LOOP

pr_chr

pr_AL_bios

PROC

pr_exit:

; código de control 3: avanzar

; imprimir carácter

RET

; imprimir en color usando BIOS pr_AL_dos

ENDP

PUSH

AX

MOV

AH,3

MOV

BH,pr_pagina

INT

10h

POP

AX

PUSH

CS

CMP

AL,3

POP

DS

InitMultiPrint PROC ; DX = coordenadas del cursor

XPUSH

203

pr_i_80?:


JZ

xms_general

INC

BP

pr_mono,OFF

PUSH

ES

MOV

AH,0Fh

PUSH

DI

; segmento:offset fuente

INT

10h

PUSH

BP

; handle fuente (BP=0)

CMP

AH,80

; ¿80 ó más columnas?

SHL

CX,1

; palabras -> bytes

JAE

pr_i_video_ok

; así es

RCL

BP,1

; BP era 0

MOV

AX,3

PUSH

BP

; tamaño bloque (parte alta)

INT

10h

PUSH

CX

; tamaño bloque (parte baja)

JMP

pr_i_80?

MOV

SI,SP

MOV

pr_veces,1

MOV

pr_color,15

MOV

xms_general:

; forzar modo de 80 columnas

; hacer BP = 0

pr_maxX,AH

; inicializar máxima coord. X

PUSH

SS

MOV

pr_pagina,BH

; inicializar página activa

POP

DS

; DS:SI apuntando a la pila

MOV

AX,40h

MOV

AH,0Bh

; función para mover EMB

MOV

ES,AX

; ES: -> variables del BIOS

CALL

llama_XMS

; mover EMB (DS no importa)

MOV

AL,ES:[84h]

; variable de nº líneas - 1

ADD

SP,16

; equilibrar pila

CMP

AL,24

; ¿el BIOS define la variable?

CMP

AL,1

; ¿falló el controlador?

JB

pr_i_maxy_ok

; no

JE

xms_proc_ok

MOV

pr_maxY,AL

; inicializar máxima coord. Y

MOV

AX,0C81h

; anomalía general

MOV

AH,8

; (BH = página)

XCHG

AH,AL

; colocar resultado

INT

10h

; obtener color por defecto

MOV

pr_colorb,AH

XPOP

MOV

DX,DS

; handle en DS (si utilizado)

CALL

CS:xms_driver

; ejecutar función XMS

pr_i_video_ok: MOV

pr_i_maxy_ok:

; valores por defecto

RET

xms_proc_ok:

RET procesa_xms

ENDP

llama_XMS

PROC

InitMultiPrint ENDP

RET

pr_pagina

DB

0

; página de visualización activa

pr_veces

DB

1

; veces que se imprime cada carácter

pr_color

DB

15

; color BIOS para imprimir

pr_colorb

DB

?

; color por defecto en pantalla

pr_maxX

DB

80

; máxima coordenada X en pantalla

pr_maxY

DB

24

; máxima coordenada Y en pantalla

; ------------ Rutina de gestión de memoria convencional. Se copiará

pr_mono

DB

OFF

; a ON si imprimir en monocromo

;

sobre la de memoria EMS si se utiliza memoria conv.

pr_rut

DW

?

; apunta a pr_AL_bios / pr_AL_dos procesa_con

PROC

llama_XMS

ENDP

tam_proc_xms

EQU

$-OFFSET procesa_xms


; ------------ Rutina de gestión de memoria XMS. Se copiará sobre

JC

con_exit

; sistema inicializándose

;

la de memoria EMS si se utiliza memoria XMS.

MOV

BX,16

; bytes por párrafo

;

En esta rutina se emplea la pila para pasar los

DIV

BX

; AX = segmento, DX = offset

;

parámetros al controlador XMS.

ADD

AX,CS:mem_handle

; segmento de inicio datos

MOV

DS,AX

procesa_xms

MOV

SI,DX

; DS:SI inicio de datos

MOV

DS,CS:mem_handle

DEC

BP

; y ES:DI destino del buffer

JNC

no_xmslib

JZ

con_general

; es lectura

SI,DI

; escritura: intercambiar

PROC

.286

; rutina ejecutada desde 286+

XCHG

PUSHA

; sistema reinicializando:

XPUSH

MOV

AH,0Dh

CALL

llama_XMS

MOV

AH,0Ah

CALL

llama_XMS

XPOP ; desbloquear EMB (prudente)

xms_escribe:

CLD CMP

CS:cpu386,ON

JE

con_tr32bit

POPA

REP

MOVSW

.8086

JMP

con_tr_fin

SHR

CX,1

; nº palabras de 32 bit a mover

JCXZ

con_trdo

; evitar desgracia

; liberar EMB

con_tr32bit:

RET no_xmslib:

con_general:

DEC

BP

; leer/escribir en el disco

JNZ

xms_escribe

PUSH

ES

PUSH

DI

; segmento:offset destino

XOR

EAX,EAX

; asegurar no violación

PUSH

BP

; handle destino (BP=0)

DEC

AX

; de segmento-64K

PUSH

DX

AND

ECX,EAX

; EAX = 0FFFFh

PUSH

AX

; desplazamiento DX:AX

AND

ESI,EAX

PUSH

DS

; handle fuente/destino

AND

EDI,EAX

.386 PUSHAD

203


REP con_trdo:

MOVSD

; transferencia ultrarrápida

sector_cero

; POPAD falla en muchos 386

JMP

NOP

; arreglar fallo de POPAD

NOP

MOV

con_exit:

RET

procesa_con

ENDP

EQU

AX,100h

; todo fue bien, por supuesto

$-OFFSET procesa_con


; ************ Datos no residentes para la instalación

ON

EQU

1

OFF

EQU

0

DB

"TDSK 2.3"

; identificación del sistema

DW

512

; tamaño de sector por defecto

tcluster

DB

?


DW

1

; sectores reservados

nfats

DB

?

; número de FAT's

tdir

DW

?

; número de entradas al dir. raiz

numsect

DW

?

; nº sectores del disco (<=32Mb)

DB

media


DW

?

; sectores por FAT

DW

1, 1

; sectores por pista / cabezas

DD

0

; sectores ocultos

DD

0

; nº total de sectores (si > 32Mb)

DB

7 DUP (0)

; 7 bytes reservados

DB

0EAh

; código de JMP FAR...

DW

0,0FFFFh

; ...FFFF:0000 (programa BOOT)

DB

"(C)1992 CiriSOFT"; resto de primeros 64 bytes

EQU

1

; TURBODSK ejecutado desde el CONFIG

AUTOEXEC

EQU

2

; TURBODSK se ejecuta desde el DOS

emm_id

nombre_tdsk

DB

DB

". Grupo Universi"

DB DB

"tario de Informá"

DB

"tica (GUI) - Val"

DB

"ladolid (España)"; resto de primeros 128 bytes

sfat

; constantes booleanas

CONFIG

"EMMXXXX0"

"TDSK U: "

SHORT botar

tsect

.8086 con_tr_fin:

tam_proc_con

LABEL BYTE

POPAD

botar:

; identificación del controlador EMS

; para nombrar handle EMS y el MCB

modo

DB

?

; CONFIG/AUTOEXEC

dosver

DW

?

; versión del DOS

DB

"TURBODSK

top_ram

DW

0

; segmento más alto de la RAM

DB

8

; etiqueta de volúmen

segm_psp

DW

0

; segmento del PSP

DB

10 DUP (0)

; reservado

segm_tdsk

DW

0

; segmento donde reside TURBODSK

DW

?

; hora (inicializado al formatear)

segm_reubicar

DW

0

; segmento donde reubicar TURBODSK

DW

?

; fecha

ems4

DB

OFF

; a ON si EMS versión 4.0+

DW

0,0,0

; últimos bytes (hasta 32)

cpu286

DB

OFF

; a ON si 286 ó superior

idioma

DB

0

; selecciona el número de idioma

dir_raiz

"; Directorio raiz: primera entrada

; ------------ Areas de datos para información del disco virtual

(1..N) idioma_seps

DW

",."

; separadores de millares/decimales

param_unidad

DB

0

; letra de unidad (si indicada)

param_tdiscof

DB

OFF

; a ON si se define tamaño de disco

param_tdisco

DW

0

; tamaño de disco (si se define)

param_tsect

DW

0

param_tdir

DW

; --- Código telefónico de países de habla ;

hispana (mucha o poca).

DW

54

; Argentina

DW

591

; Bolivia

; tamaño de sector (si se define)

DW

57

; Colombia

0

; número de entradas (si se define)

DW

506

; Costa Rica

param_tcluster DW

0

; tamaño de cluster (si se define)

DW

56

; Chile

param_a

DB

OFF

; a ON si indicado parámetro /A o /X

DW

593

; Ecuador

param_e

DB

OFF

; a ON si indicado parámetro /E

DW

503

; El Salvador

param_b

DB

OFF

; a ON si indicado parámetro /B

DW

34

; España

param_c

DB

OFF

; a ON si indicado parámetro /C

DW

63

; Filipinas

param_h

DB

OFF

; a ON si indicado parámetro /? o /H

DW

502

; Guatemala

param_m

DB

OFF

; a ON si indicado parámetro /M

DW

504

; Honduras

param_i

DB

OFF

; Y ON si indicado parámetro /I

DW

212

; Marruecos

param_f

DW

1

; nº de FATs (1-2): parámetro /F=

DW

52

; México

DW

505

; Nicaragua

info_paises

codigo_tfno

DW

?

; valor de /I= si se indica

DW

507

; Panamá

tdisco

DW

?

; tamaño de disco (Kb)

DW

595

; Paraguay

ultclus

DW

?

; número más alto de cluster

DW

51

; Perú

tamcluster

DW

?

; tamaño de cluster (bytes)

DW

80

; Puerto Rico

sdir

DW

?

; sectores para directorio raiz

DW

508

; República Dominicana

xms_kb

DW

0

; Kb de memoria XMS libres

DW

598

; Uruguay

ems_kb

DW

0

; Kb de memoria EMS libres

DW

58

; Venezuela

con_kb

DW

0

; Kb de memoria convencional libres

DW

3

; Latinoamérica

DW

0

; fin de la información

203


; --- Código telefónico de países de habla alemana.

inf_tdisco

info_ins2

" ",1,colA,"│",1,colC,10

DB

2,12,3,1,colA,"│ Tamaño:

DB

255

41

; Switzerland

DW

43

; Austria

DW

49

; Germany

DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10

DB

2,10,3,1,colA,"│ Größe:",2,10," ",1,colB," "

DB

255

DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10

DB

2,12,3,1,colA,"│ Size:",2,4," ",1,colB," "

DB

0

DB

" Kbytes

DB

255

DW

0

; fin de la información

DW

0

; no más idiomas

DB

10,1,10,"TURBODSK 2.3 - Unidad ",255

DB

10,1,10,"TURBODSK 2.3 - Laufwerk ",255

inf_tcluster

DB

10,1,10,"TURBODSK 2.3 - Drive ",0

"

DB

": sin formatear.",10,1,14,255

DB

": nicht formatiert.",10,1,14,255

DB

": unformatted.",10,1,14,0

DB

; ------------ Cuadro de información

colA EQU 11+1*16

; color del recuadro y los mensajes

colB EQU 15+1*16

; color de los parámetros de operación del disco

"

DB

" Kbytes

Sektoren/Cluster:",2,3,"

",1,colA,"│ Sectors/cluster: ",1,colB,"

"

inf_mem

DB

0

DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10 2,12,3,1,colA,"│ Memoria:

colC EQU 15+0*16

; color de lo que rodea a la ventana

colD EQU 10+1*16

; color de «TURBODSK»

DB

255

inf_tdir

",1,colA,"│

255

DB

inf_tsect

KB

",1,colA,"│ Sectores/cluster:",1,colB,"

",1,colB," "

DB

info_txt

",1,colB," "

DW

; ------------ Mensaje de no formateado

info_ins

DB

",1,colB

DB

10,2,12,3,1,colA,"┌",2,27,"─┬",2,25,"─┐",1,colC

DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10

DB

10,2,12,3,1,colA,"│ ",1,colD,"TURBODSK 2.3",1,colA

DB

2,10,3,1,colA,"│ Speicher: ",1,colB

DB

" - Unidad ",1,colB

DB

255

DB

255 DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10

DB

10,2,10,3,1,colA,"┌",2,28,"─┬",2,28,"─┐",1,colC

DB

2,12,3,1,colA,"│ Memory:

DB


DB

0

DB

" - Laufwerk ",1,colB

DB

255

DB

" ",1,colA,"│",1,colB," ",255

DB

"

DB

1,colA,"│",1,colB," ",0

DB

1,colA," clusters (",1,colB,"FAT",255

DB

1,colA," Cluster

DB

1,colA," clusters (",1,colB,"FAT",0

inf_tfat12

DB

"12",0

inf_tfat16

DB

"16",0

inf_final

inf_nclusters

DB

10,2,12,3,1,colA,"┌",2,26,"─┬",2,25,"─┐",1,colC

DB


DB

" - Drive ",1,colB

DB

0

inf_tfat

",1,colB

",1,colA,"│",1,colB," ",255

(",1,colB,"FAT",255

│ Tamaño de sector:",1,colB," ",255

DB

":",1,colA,"

DB

":",1,colA," │ Sektorgröße:",2,8," ",1,colB," ",255

DB

":",1,colA,"

DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10,2,12,3

DB

1,colA,")

DB

1,colA,"├",2,27,"─┤ Nº entradas raiz:",1,colB," "

DB

1,colA,"└",2,27,"─┴",2,25,"─┘",1,colC,10

DB

255

DB

255

DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10,2,10,3

DB

1,colA,")",2,5," ",1,colA,"│",1,colC,10

DB

1,colA,"├",2,28,"─┤ Verzeichniseinträge:",1,colB, "

DB

2,10,3,1,colA,"└",2,28,"─┴",2,28,"─┘",1,colC,10

DB

255

DB

255 DB

1,colA,")

DB

" ",1,colA,"│",1,colC,10,2,12,3

DB

1,colA,"└",2,26,"─┴",2,25,"─┘",1,colC,10

DB

1,colA,"├",2,26,"─┤ Root entries:",2,4," ",1,colB,"

DB

0

DB

0

DB

"Extendida (XMS)",255

│ Sector size:",2,5," ",1,colB," ",0

"

",1,colA,"│",1,colC,10,2,12,3

",1,colA,"│",1,colC,10,2,12,3

" inf_mem_xms

203


DB

"Erweitert (XMS)",255

DB

"Extended (XMS) ",0

DB

"Expandida (EMS)",255

DB

"Expansion (EMS)",255

DB

"Expanded (EMS) ",0

DB

" Superior (UMB) ",255

DB

"Oberer Sp. (UMB)",255

DB

"

DB

"

Convencional ",255

DB

"

Konventionell",255

DB

"

Conventional ",0

DB

255

DB inf_mem_ems

inf_mem_sup

Upper (UMB)

"- Syntaxfehler oder ungültiger Parameter. Die

RAM-Disk ist zur

",10,2,8,3

DB

"

nicht

definiert

bzw.

wurde

nicht

DB

255

DB

"- Syntax error and/or parameter out of range. The

Ramdisk is not",10,2,8,3

",0

DB inf_mem_con

Zeit

modifiziert.",10

"

defined

now

or

the

previous

one

is

not

modified.",2,14," ",10

m1

DB

0

DB

"- El parámetro /C o la letra de unidad sólo han de

; ------------ Errores «leves»

emplearse",2,4," ",10,2,8,3

ERROR0

EQU

1

ignoraré).",2,6," ",10

ERROR1

EQU

2

ERROR2

EQU

4

ERROR3

EQU

8

; TURBODSK es muy flexible y se instala

ERROR4

EQU

16

; casi de cualquier forma, aunque a

ERROR5

EQU

32

; veces no se reserve memoria y sea

ERROR6

EQU

64

; necesario volver a ejecutarlo después

ERROR7

EQU

128

; desde el DOS para «formatearlo».

ERROR8

EQU

256

ERROR9

EQU

512

ERROR10

EQU

1024

ERROR11

EQU

2048

ERROR12

EQU

4096

ERROR13

EQU

8192

ERROR14

EQU

16384

ERROR15

EQU

32768

DB

"

DB

255

DB bei Aufrufen

desde la línea de comandos o el AUTOEXEC (les

"- Parameter /C und Laufwerksbuchstaben können nur

",2,4," ",10,2,8,3 DB

"

von TURBODSK in der AUTOEXEC verwendet werden.

",2,6," ",10

be used when

DB

255

DB

"- The /C parameter and the driver letter only can

",10,2,8,3 DB

"

executing TURBODSK in command line or AUTOEXEC

(now, ignored).",10 DB

m2

0

DB

"- Para poder emplear memoria expandida hay que

incluir la opción",10,2,8,3 lista_err

DW

0

DB

; palabra que indica los mensajes a imprimir

"

/A en CONFIG.SYS, con objeto de dejar espacio

para las rutinas",10,2,8,3 mens_cabec

DB

DB

2,8,3,0

"

de control EMS: la memoria ocupada crecerá de

432 a 608 bytes.",10 tabla_mens

DB

DW

m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7

DW

m8,m9,m10,m11,m12,m13,m14,m15

DB

10,2,8,3,1,12

DB cab_adv_txt

DB

CONFIG.SYS

"- Zur Verwendung von EMS müssen Sie Option /A in

",10,2,8,3 DB

"Advertencias y/o errores de TURBODSK:",2,27,"

255

"

setzen, um Speicher für die EMS-Unterstützung zu

reservieren. ",10,2,8,3

",10,1,10 DB

DB

255

"

Dadurch erhöht sich der Speicherbedarf von 432

auf 608 Bytes. ",10 DB

10,2,8,3,1,12

DB

"Warnungen

und

Fehlermeldungen

DB

255

DB

"- In order to use expanded memory you must include

von

TURBODSK:",2,27," ",10,1,10 DB

255

the /A option",10,2,8,3

DB

10,2,8,3,1,12

the EMS support",10,2,8,3

DB

"Warnings and errors of TURBODSK:",2,32," ",10,1,10

DB

0

DB

DB

DB

estaba definido.

" ",10

routines: the memory used will increase from 432

0

"- Error de sintaxis o parámetro fuera de rango. m3

No se define el",10,2,8,3 DB

"

in CONFIG.SYS, needed to reserve too space for

to 608 bytes.",10 DB

m0

"

disco virtual ahora o no se modifica el que

DB

"- El tamaño de sector es mayor que el definido en

cualquier otro",10,2,8,3 DB

"

controlador de dispositivo: indíquese ese tamaño

203


DB

en CONFIG.SYS",10,2,8,3 DB

"

para que el DOS ajuste sus buffers (¡más consumo

",10

DB

de memoria!).",10 DB

0

255 m7

DB anderen Treibern;

"- There is not XMS memory available: try to

request EMS (/A).

"- Die Sektorengröße ist größer als in allen

su lugar (/E)

"

Sie

müssen

die

Sektorgröße

in

DB

"

Speicherverbrauch)

Puffergröße

anpassen

muß

(höherer

"- Kein EMS verfügbar: Versuchen Sie, XMS zu

verwenden (/E).

",10

DB

",10

DB

255

CONFIG.SYS

festlegen, da DOS die",10,2,8,3 DB

"- No existe memoria EMS: pruebe a indicar XMS en

DB

",10,2,8,3

DB

DB ",10

255

255 DB

DB by

any

"- Sector size is greater than any other defined

"

memory spent!).

m8

"

because DOS need adjust buffers length (more

DB

memoria extendida.

"- Fallo del controlador XMS: imposible usar

",10

DB

",10

DB

0

driver loaded: you must indicate the sector size

in CONFIG.SYS",10,2,8,3 DB

",10

DB

device",10,2,8,3 DB

"- There is not EMS memory available: try to

request XMS (/E).

255

0 DB

m4

DB

ha rebajado.

"- La cantidad de memoria solicitada no existe, se

unmöglich.

"- Fehler des XMS-Managers: Verwendung von XMS ",10

DB

",10 DB

255

DB

"- Die gewünschte Speichergröße existiert nicht und

255

DB

DB

wurde reduziert.",10 DB

"-

"- The amount of memory requested does not exist:

DB

memoria expandida.

"- No hay memoria XMS/EMS disponible: no la

unmöglich.

255

DB

"

"- Fehler des EMS-Managers: Verwendung von EMS ",10

DB

reservo; ejecute TDSK",10,2,8,3

255

de nuevo desde el DOS para utilizar memoria DB

convencional.",2,5," ",10

"-

255

DB

"- Kein XMS/EMS verfügbar: Führen Sie TDSK nochmals

DB

m10

",10,2,8,3 DB

"

konventionellen Speicher.

Kommandozeile

aus

und

benutzen

Sie

DB

DB

",2,5," ",10

"- There is not XMS/EMS memory available: execute

"

DOS

command

line

or

AUTOEXEC

and

"- No existe suficiente memoria convencional para

255

DB

255

DB

"- There is not sufficient conventional memory for

DB

0

"- No existe memoria XMS: pruebe a indicar EMS en m11 255

DB

"- Tamaño de sector incorrecto: lo establezco por

defecto.",2,7," ",10 DB

verwenden (/A).

"- Nicht genügend konventioneller Speicher für

TURBODSK.",2,5," ",10

0

",10

DB

use

use

DB

DB

to

TURBODSK verfügbar.",2,6," ",10

conventional memory.",2,5," ",10

su lugar (/A)

imposible

255

DB

DB

failure:

TURBODSK.",2,6," ",10

TDSK again from",10,2,8,3

m6

controller

0

DB

DB

EMS

expanded memory.",2,5," ",10

DB

DB

use

0

DB

DB

to

"- Fallo del controlador EMS: imposible usar

DB

von der

imposible

",10

DB

",10

m5

failure:

0

m9

DB

controller

255

DB size reduced.

XMS

extended memory.",2,5," ",10

255

"- Kein XMS verfügbar: Versuchen Sie, EMS zu ",10 255

DB

"- Ungültige Sektorengröße angegeben, Vorgabewert

wird verwendet.",2,7," ",10 DB

255

203


err_grave_gen DB

DB

10,1,10,"TURBODSK 2.3",10,1,12,0

"- Incorrect sector size indicated: default values e0

assumed.",2,6," ",10

DB

DB

0

superior.",10,255

DB

"- Número de entradas incorrecto: lo establezco por

2.0.",10,255

255

above.",10,0

"

DB m12

DB

defecto.",2,5," ",10 DB

DB

"-

Ungültige

Anz.

von

Verzeichnisanträgen,

e1

255

DB

"

- This Ram Disk needs at least DOS 2.0 or

DB

"

- Instale primero TURBODSK desde CONFIG.SYS (con

DB

"

- Puede solicitar ayuda con TDSK /?",10

DB

255

DB

"

- Sie müssen zuerst TURBODSK von der CONFIG.SYS

"

(mit DEVICE). Hilfe erhalten Sie durch Eingabe

"- Incorrect number of root entries: default value

assumed.",2,6," ",10 DB

aus installieren",10

0

DB m13

- Diese RAM-Disk erfordert mindestens DOS

DEVICE).",10

Vorgabewert wird verwendet.",2,5," ",10 DB

"

- Este disco virtual requiere DOS 2.0 o

DB

"- Tamaño de cluster incorrecto: lo establezco por

von TDSK /?",10 DB

defecto.",2,6," ",10 DB

255

255 DB

DB

"- Ungültige Clustergröße angegeben, Vorgabewert

wird verwendet.",2,6," ",10 DB

255

DB

"- Incorrect cluster size indicated: default value

-

You

must

install

first

TURBODSK

from

e2

DB

"

DB

0

DB "

- Help is available with TDSK /?",10

- La unidad indicada no es un dispositivo TURBODSK

2.3",10,255

assumed.",2,6," ",10 DB

"

CONFIG.SYS (using DEVICE).",10

DB "

0

- Angegebener Laufwerksbuchstabe bezeichnet keinen

Treiber von TURBODSK.", 10,255 m14

DB

DB

DB "

"- FATAL: fallo al liberar la memoria que ocupaba

- Drive letter indicated does not is a TURBODSK 2.3

device.",10,0

el disco.",2,6," ",10 255

e3 DB

"-

ACHTUNG:

Freigabe

des

belegten

Speichers

DB

DB

gescheitert.",2,6," ",10 DB

DB

"

TURBODSK dentro de WINDOWS. Configúrelo con

255

"- FATAL: imposible to free memory alocated by DB

TURBODSK.",2,9," ",10 DB

"

-

TURBODSK

kann

nicht

innerhalb

einer

WINDOWS-Sitzung modifiziert werden.",10

0

DB m15

- No pueden modificarse las características de

anterioridad.",10

255

DB

"

operación de",10

DB

"- Para discos de más de 32 Mb, hace falta un

tamaño de sector de",10,2,8,3 DB

"

DB

255

"

Sie

müssen

die

Einstellungen

vorher

durchführen.",10 DB

255

DB

"

al menos 1024 bytes.",2,42," ",10 - Operational characteristics of disk can not be

altered inside",10,2,4 DB

DB

"- Laufwerke mit mehr als 32 MB erfordern eine

" a WINDOWS session. You must configure TURBODSK

before.",10

Sektorgröße",10,2,8,3 DB

"

DB

255

DB

von mindestens 1024 Bytes.",2,42," ",10

0

; ------------ Ayuda DB

"- In drives over 32 Mb, sector size must be at

least 1024 bytes.",10 DB

0

; ------------ Errores «graves» (se imprime sólo el más importante)

err_grave

DW

0

; tipo de error grave a imprimir

colorA

EQU 15+4*16+128

; color de «TURBODSK»

colorAm

EQU 14+1*16

; color del marco de fondo de «TURBODSK»

colorB

EQU 13+1*16

; color de la fecha

colorC

EQU 10+1*16

; color de sintaxis y parámetros

colorD

EQU 15+1*16

; color principal del texto

colorDm

EQU 11+1*16

; color del marco de fondo

colorDmx EQU 11+0*16

; color de la esquina del marco

203


",1,colorC,"/C"

colorE

EQU 11+1*16

; color del nombre del autor

colorF

EQU 14+1*16

; color para llamar la atención

colorG

EQU 12+1*16

; color para la dirección de mail

colorH

EQU

; color para mensaje de dominio público

9+1*16

DB

1,colorD," se pide el uso de memoria convencional.

DB

"█",10

",1,colorDm

DB ayuda_txt

DB

10,3,1,colorDm,"

",1,colorA,"

TURBODSK

DB

2.3

",1,colorAm,"▄"

Tras

ser

" ejecutar desde el DOS para cambiar el tamaño

",1,colorDm

DB

1,colorB,2,51," 12/12/95 ",1,colorDmx,"▄",10

DB

3,1,colorE,"

DB

"

DB

"(Mail: [email protected]).",1,colorDm,"█",10

DB

",1,colorAm,2,14,"▀",1,colorE

DB

3,1,colorE,"

(C)

Grupo

"█",10

DB almacenados):

(C) 1995 Ciriaco García de Celis. ",1,colorG

Universitario

de

3,1,colorD," del disco (perdiéndose los datos

con " DB

"un tamaño 0 se anula el ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD," disco por completo, liberándose la

DB

"Utilizando memoria convencional ",1,colorDm,"█",10

memoria. "

Informática. " DB

"Apartado

6062,

Valladolid

(España).

",1,colorDm,"█",10 DB Público

3,1,colorD,32,1,colorF,"",1,colorD,"

instalado, se puede"

LABEL BYTE

DB 3,1,colorH,2,18," ","* * *

Programa de Dominio

DB

* * *" DB

2,18," ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD,"

Bienvenido

al

disco

DB

virtual

",1,colorF,"MUY",1,colorD,"

"disco previo antes de modificar su tamaño. Con

"█",10

DB 1,colorD,", con soporte de memoria EMS, XMS y

3,1,colorD," más de un disco presente se pueden

distinguir "

",1,colorDm,"█",10 DB

es

",1,colorDm

",1,colorF,"más rápido" DB

3,1,colorD,"

conveniente anular el "

3,1,colorD," convencional; redimensionable, fácil

DB

"indicando la letra de unidad. ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,1*16,"▄",1,colorDm,2,76,"▄█",10

DB

255

de usar. En DOS " DB

"5 ocupa 432-608 bytes. ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorC,2,77," ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorC," DEVICE=TDSK.EXE [tamaño [tsector "

DB

"[nfich

[scluster]]]]

[/E]

[/A|X]

[/C]

DB [/M]

",1,colorDm,"█",10 DB DB

3,1,colorC,2,77," ",1,colorDm,"█",10 3,1,colorD," ",1,colorF,"",1,colorD," El tamaño

debe de estar en " DB

10,3,1,colorDm,"

",1,colorA,"

TURBODSK

2.3

",1,colorAm,"▄" DB

1,colorB,2,52," 12/12/95 ",1,colorDmx,"▄",10

DB

3,1,colorE,"

DB

"

DB

"(Mail: [email protected]). ",1,colorDm,"█",10

(C) 1995 Ciriaco García de Celis. ",1,colorG

DB

"el rango 8 - 65534 Kb; son válidos sectores de


3,1,colorE,"

(C)

Grupo

Universitario

de

Informática. "

",1,colorDm DB

"█",10

DB

3,1,colorD," 32 a 2048 bytes (en potencias de dos,

DB

"sistema sólo los soporta ",1,colorDm,"█",10

DB

DB

aunque algún "

DB

3,1,colorD," de 128 a 512). El número de ficheros

DB

Valladolid

(Spanien).

3,1,colorC,2,78," ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD,"

DB "raiz debe estar entre 1 ",1,colorDm,"█",10

6062,

Willkommen

bei

der

",1,colorF,"schnelleren"

del directorio " DB

"Apartado

",1,colorDm,"█",10

1,colorD,"

RAM-Disk,

die auch EMS-, XMS- und

konven- ",1,colorDm,"█",10 DB

3,1,colorD," y 65534 y el de sectores por cluster

3,1,colorD,"

tionellen

Speicher

unterstützt;

größenverstellbar,"

entre 1 y 255 (" DB

"en algún sistema han de ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD," ser potencia de dos). Según el tamaño

DB

"

DB

einfache

Bedienung wie ",1,colorDm,"█",10

3,1,colorD," bei DOS-RAM-Disks, erfordert maximal

608 Bytes. "

se ajustará " DB DB

"lo demás automáticamente. ",1,colorDm,"█",10 3,1,colorD," ",1,colorF,"",1,colorD," Se puede

DB

indicar ",1,colorC DB

DB

"/E",1,colorD," para emplear memoria extendida XMS,

1,colorH,"

Das

Programm

ist

Freeware!.

",1,colorDm,"█",10 3,1,colorC,2,78," ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorC,"

DEVICE=TDSK.EXE

[Größe

[Sekt.

[Dateien [Cluster]]]]"

y ",1,colorC DB

"/A",1,colorD," o ",1,colorC,"/X",1,colorD," para

la ",1,colorDm DB DB

"█",10 3,1,colorD," expandida EMS; aunque por defecto,

DB

" [/E] [/A|X] [/C] [/M]

DB

3,1,colorC,2,78," ",1,colorDm,"█",10

DB

" automáticamente estas ",1,colorDm,"█",10 3,1,colorD," memorias si puede. Con la opción

",1,colorDm,"█",10

3,1,colorD," ",1,colorF,"",1,colorD," Zulässig

für Größe: 8-65534 KB;" DB

TURBODSK utilizará" DB

DB

" zulässig für Sektoren: 32-2048 Bytes (2er-


3,1,colorD," Potenz),

obwohl einige DOS-Versionen

203


DB

nur 128," DB

"

256

DB

und

512

unterstützen. ",1,colorDm,"█",10

3,1,colorD,

"

Zulässige

Anzahl

"1-65534,

Sektoren/Cluster:

3,1,colorD,"

(einige

resizeable,

der

Verzeichniseinträge: " DB

1-255

erforden

DB

"

Nur

die

Größenangabe

ist

notwendig.

3,1,colorD,"

",1,colorF,"",1,colorD,"

Bei

",1,colorC, "/E",1,colorD DB

DB

3,1,colorD," in DOS 5.0 it takes only about 432-608

1,colorH,"This

program

is

freeware!.",2,4,"

DB

3,1,colorC,2,77," ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorC," DEVICE=TDSK.EXE [size [s_sector [files

DB

" wird EMS,

DB

" [/E] [/A|X] [/C] [/M] ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorC,2,77," ",1,colorDm,"█",10

DB

und bei ",1,colorC, "/C",1,colorD,"

3,1,colorD," ",1,colorF,"",1,colorD," Size must

"8 - 65534 Kb; are valid sectors from 32 to 2048

",1,colorDm

"█",10,3,1,colorD,

"

Speicher

benutzt.

Normalerweise versucht TURBODSK," " XMS oder EMS zu benutzen. ",1,colorDm,"█",10

DB

DB

be in the range "

wird konventioneller ",1,colorDm

3,1,colorD,32,1,colorF,"",1,colorD,"

" CONFIG.SYS sollte

Nach

der

TURBODSK später nochmal ausge-

"█",10

DB

3,1,colorD," bytes (in power of 2), though some DOS

DB

"support 128, 256 & 512 ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD," bytes. Files of root may be 1 to 65534

DB

"by cluster can vary from ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD," 1 to 255 (some systems need a power of

DB

"size is necessary.",2,6," ",1,colorDm,"█",10

and sectors "

",1,colorDm,"█",10 3,1,colorD," führt werden,

DB

versions only "

Installation in"

DB

"use like DOS RAM disks, ",1,colorDm,"█",10

DB

" wird XMS, bei ",1,colorC, "/A",1,colorD," oder

",1,colorC,"/X",1,colorD

DB

Full

[s_cluster]]]]"

DB

DB

memory.

",1,colorDm,"█",10

2er-Potenzen)."

",1,colorDm,"█",10

conventional

DB

DB Systeme

and

bytes. "


3,1,colorD,"

easy to "

um die Größe zu ändern 2). Only the "

(den" DB

"

Speicherverbrauch);

dadurch

wird

",1,colorDm,"█",10

DB

DB

3,1,colorD," der Inhalt der

RAM-Disk

gelöscht.

Durch Größe 0 wird" DB

" die RAM-Disk komplett ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD,"

gelöscht,

bei

DB

Verwendung

von

" TURBODSK's installiert ",1,colorDm,"█",10 3,1,colorD,"

sind,

können

diese

DB

durch

ihren

DB

" angesteuert werden. ",2,6," ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,1*16,"▄",1,colorDm,2,77,"▄█",10

DB

255

10,3,1,colorDm,"

",1,colorA,"

TURBODSK

2.3

",1,colorAm,"▄" DB

1,colorB,2,51," 12/12/95 ",1,colorDmx,"▄",10

DB

3,1,colorE,"

DB

"

DB

"(Mail: [email protected]).",1,colorDm,"█",10


(C) 1995 Ciriaco Garcia de Celis. ",1,colorG

3,1,colorE,"

(C)

Grupo

Universitario

de

Informática. " DB

"Apartado

6062,

Valladolid

(Spain).


3,1,colorC,2,77," ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD,"

Welcome

to

the

",1,colorF,"faster",1,colorD DB

" RAM disk!,

which includes support of both EMS,

XMS " DB

"/X",1,colorD," indicates the use of EMS memory

"█",10 3,1,colorD," and ",1,colorC,"/C",1,colorD," the

conventional. By "

Laufwerksbuchstaben"

DB

DB

DB

3,1,colorF," VOR",1,colorD," der Größenveränderung

DB

"use of XMS memory, ",1,colorC,"/A",1,colorD," and

DB

" kann eine Annulierung ",1,colorDm,"█",10

DB

DB

",1,colorDm

sinnvoll sein. Wenn mehrere" DB

",1,colorF,"",1,colorC,"

",1,colorC

konventionellem Speicher" DB

3,1,colorD,"

/E",1,colorD," force the "

1,colorDm,"█",10

",1,colorDm

"default, TURBODSK try to use XMS or EMS memory.

203


DB

"█",10

DB

3,1,colorD," ",1,colorF,"",1,colorD," After been

DB

"CONFIG.SYS, TURBODSK must be executed in AUTOEXEC

DB

"█",10

installed in "

",1,colorDm

DB

3,1,colorD," or command line in order to vary the

disk size (the " DB

"amount of memory used); ",1,colorDm,"█",10

DB contents.

3,1,colorD,"

this

operation

erase

the

disk

A size 0 " DB

"can be used to complitely ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD," anulation of the disk freezen the

memory: when using " DB

"conventional memory it ",1,colorDm,"█",10

DB

3,1,colorD,"

is

useful

to

annulate

the

disk

",1,colorF,"BEFORE" DB

1,colorD," resizing. When more than one TURBODSK

",1,colorDm DB DB

"█",10 3,1,colorD," is installed, they can be identified

using in " DB

"adition

the

drive

letter.",2,5,"

",1,colorDm,"█",10

tam_a_trabajo

DB

3,1,1*16,"▄",1,colorDm,2,76,"▄█",10

DB

0

EQU

4096

; tamaño del mayor sector

soportado ; por TURBODSK o del mayor texto ; a imprimir area_trabajo

EQU

$

DB

tam_a_trabajo DUP (?)

_PRINCIPAL

ENDS

tam_pila

EQU

_PILA

SEGMENT STACK 'STACK' DB

_PILA

2048

; 2 Kb de pila son suficientes

tam_pila DUP (?)

ENDS

END

main

11.8. - LOS CONTROLADORES DE DISPOSITIVO Y EL DOS. Una vez instalado el controlador de dispositivo, puede ser necesario para los programas del usuario interaccionar con él. Para ello se ha definido oficialmente un mecanismo de comunicación: el control IOCTL. En principio, un controlador de dispositivo puede ser hallado recorriendo la cadena de controladores de dispositivo para localizarlo y acceder directamente a su código y datos. Sin embargo, en los controladores más evolucionados, el método IOCTL es el más recomendable. El control IOCTL (que permite separar el flujo de datos con el dispositivo de la información de control) se ejerce por medio de la función 44h del DOS, siendo posible lo siguiente: - Averiguar los atributos de un controlador de dispositivo, a partir del nombre. Esto permite, entre otras


203

cosas, distinguir entre un dispositivo real y un fichero con el mismo nombre. Seguro que el lector ha construido alguna vez un programa que abre un fichero de salida de datos con el nombre que indica el usuario: hay usuarios muy pillines que en lugar del clásico PEPE.TXT prefieren indicar, por ejemplo, CON, estropeando la bonita pantalla que tanto trabajo había costado pintar. Una solución consiste, antes de abrir el fichero de salida, en asegurarse de que es realmente un fichero. - Leer del controlador o enviarle una tira de caracteres de control. Esto sólo es posible si el controlador soporta IOCTL. Por ejemplo, un driver encargado de gestionar un puerto serie especial podría admitir cadenas del tipo "9600,n,8,1" para fijar la velocidad de transmisión, paridad, etc. El trabajo que requiere codificar la rutina IOCTL OUTPUT, encargada de recibir estos datos, puede en muchos casos merecer la pena. - Averiguar el estado del controlador: saber si tiene caracteres disponibles, o si ya ha transmitido el último enviado. Esta característica, entre otras, es implementada por la orden IOCTL INPUT del controlador. Para obtener información detallada acerca de la función 44h del DOS hay que consultar, lógicamente, la bibliografía al respecto (recomendable el INTERRUP.LST).

245

EL HARDWARE DE APOYO AL MICROPROCESADOR

Capítulo XII: EL HARDWARE DE APOYO AL MICROPROCESADOR

En este capítulo se mostrará detenidamente el funcionamiento de todos los chips importantes que lleva el ordenador en la placa base y alguno de los colocados en las tarjetas de expansión. Nota:Por limitaciones técnicas, al describir los circuitos integrados las señales que son activas a nivel bajo no tendrán la tradicional barra negadora encima; en su lugar aparecerán precedidas del signo menos: -CS, -WR, -MEMR, ... En algunos casos, acceder directamente a los chips no es necesario: en general, es mejor dejar el trabajo al DOS, o en su defecto a la BIOS. Sin embargo, hay casos en que es estrictamente necesario hacerlo: por ejemplo, para programar temporizaciones, hacer sonidos, comunicaciones serie por interrupciones, acceso a discos de formato no estándar, etc. Algunas veces bastará con la información que aparece en el apartado donde se describe la relación del chip con los PC; sin embargo, a menudo será necesario consultar la información técnica del apartado ubicado inmediatamente antes, para lo que bastan unos conocimientos razonables de los sistemas digitales. Los ordenadores modernos normalmente no llevan los integrados explicados en este capítulo; sin embargo, poseen circuitos equivalentes que los emulan por completo. 12.1. - LAS CONEXIONES DEL 8088. Resulta interesante tener una idea global de las conexiones del 8086 con el exterior de cara a entender mejor la manera en que interacciona con el resto de los elementos del ordenador. Se ha elegido el 8088 por ser el primer procesador que tuvo el PC; a efectos de entender el resto del capítulo es suficiente con el 8088. El 8088 puede trabajar en dos modos: mínimo (pequeñas aplicaciones) y máximo (sistemas multiprocesador). Los requerimientos de conexión con el exterior cambian en función del modo que se decida emplear, aunque una parte de las señales es común en ambos. ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌ GND ██▌ 1 ▌ A14 ██▌ 2 ▌ A13 ██▌ 3 ▌ A12 ██▌ 4 ▌ A11 ██▌ 5 ▌ A10 ██▌ 6 ▌ A9 ██▌ 7 ▌ A8 ██▌ 8 ▌ AD7 ██▌ 9 ▌

▐ 40 ▐██ Vcc ▐ 39 ▐██ A15 ▐ 38 ▐██ A16/S3 ▐ 37 ▐██ A17/S4 ▐ 36 ▐██ A18/S5 ▐ 35 ▐██ A19/S6 ▐ 34 ▐██ -SS0 ▐ 33 ▐██ MN/-MX ▐ 32 ▐██ -RD ▐

AD6 ██▌ 10 ▌ AD5 ██▌ 11 ▌ AD4 ██▌ 12 ▌ AD3 ██▌ 13 ▌ AD2 ██▌ 14 ▌ AD1 ██▌ 15 ▌ AD0 ██▌ 16 ▌ NMI ██▌ 17 ▌ INTR ██▌ 18 ▌ CLK ██▌ 19 ▌

31 ▐██ HOLD

(-RQ/-GT0)

▐ 30 ▐██ HLDA

(-RQ/-GT1)

▐ 29 ▐██ -WR

(-LOCK)

▐ 28 ▐██ IO/-M

(S2)

▐ 27 ▐██ DT/-R

(-S1)

▐ 26 ▐██ -DEN ▐ 25 ▐██ ALE ▐ 24 ▐██ -INTA ▐ 23 ▐██ -TEST ▐ 22 ▐██ READY ▐

(-S0)

245


GND ██▌ 20 ▌

LÍNEAS COMUNES AL MODO MÁXIMO Y MÍNIMO DEL 8088.

21 ▐██ RESET '8088

▐

AD7..0:Address Data Bus. Son líneas multiplexadas, que pueden actuar como bus de datos

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

o de direcciones, evidentemente en tiempos distintos. A15..8:Address Bus. En todo momento almacenan la parte media del bus de direcciones. A19..16/S6..3:Address/Status. Parte alta del bus de direcciones, multiplexada: cuando no salen direcciones, la línea S5 indica el estado del banderín de interrupciones; las líneas S4:S3 informan del registro de segmento empleado para realizar el acceso a memoria: 00-ES, 01-SS, 10-CS, 11-DS; S6 no se usa. -RD:Read. Indica una lectura de memoria o de un dispositivo de entrada/salida. READY:Ready. Línea de entrada que indica el final de la operación de memoria o E/S. INTR:Interrupt Request. Línea de petición de interrupciones enmascarables; el 8088 la observa periódicamente. -TEST:Test. En respuesta a la instrucción máquina WAIT (¡no TEST!), el 8088 se para a comprobar esta línea hasta que se ponga a 0. NMI:Non-maskable Interrupt. Línea de petición de la interrupción de tipo 2, que no puede ser enmascarada. RESET:Provoca una inicialización interna que culmina saltando a FFFF:0. MN/-MX:Esta línea indica si se trata de un sistema mínimo o máximo. LÍNEAS EXCLUSIVAS DEL MODO MÍNIMO DEL 8088. IO/-M:Status Line. Indica si se trata de un acceso a memoria o a un puerto de entrada/salida. No es válida todo el tiempo (solo a ratos). -wr:Write. Indica una escritura en memoria o en un dispositivo de entrada/salida (según el estado de IO/-M). -INTA:Interrupt Acknowledge. Es la señal de reconocimiento de interrupción (solicitada a través de INTR o NMI). ALE:Address Latch Enable. Indica al exterior que las líneas de dirección contienen una dirección válida, con objeto de que la circuitería externa la almacene en una pequeña memoria (latch). Señal necesaria sólo por culpa de la multiplexación. DT/-R:Data Transmit/Receive. Señal necesaria para emplear un transceiver 8286/8287 en el bus, con objeto de controlar el flujo de datos a través del mismo (si se recibe/transmite). -DEN:Data Enable. Necesario también para emplear el transceiver: sirve como entrada de habilitación para el mismo. HOLD:Hold. Línea de entrada para solicitar al 8088 que se desconecte de los buses. Empleada por los controladores de DMA. HLDA:Hold Acknowledge. Línea complementaria de HOLD: el 8088 envía una señal de reconocimiento cuando se desconecta del bus. -SS0:Status Line. Línea de apoyo que, junto con IO/-M y DT/-R, permite determinar con precisión el estado del bus: IO/-M

DT/-R

-SS0

─────── ─────── ─────── 1

0

0

1

Reconocimiento de interrupción

0

1

1

1

Lectura de puerto E/S

0

1

Escritura en puerto E/S

1

0

1

0

0

Estado Halt

0

0

0

Estado del bus

──────────────────────────────

Acceso a código

1

1

Lectura de memoria

0

0

Escritura en memoria

1

1

Inactivo

LÍNEAS EXCLUSIVAS DEL MODO MÁXIMO DEL 8088. -S0/-S1/-S2:Status. Estas líneas indican el estado del bus: -S2

-S1

-S0

─────── ─────── ─────── 0

0

0

0

Reconocimiento de interrupción

0

0

1

1 0

1 1

Lectura de puerto E/S

0

Escritura en puerto E/S

1

1

1

0 0 1

Estado del bus

──────────────────────────────

0 1 0

Estado Halt Acceso a código Lectura de memoria Escritura en memoria

245


1

1

1

Inactivo

-RQ/-GT0..1:Request/Grant. Estas patillas bidireccionales permiten a los demás procesadores conectados al bus forzar al 8088 a que libere el bus al final del ciclo en curso. -LOCK:Lock. Línea que sirve al 8088 para prohibir el acceso al bus a otros procesadores (se activa tras la instrucción máquina LOCK y dura mientras se ejecuta la siguiente instrucción -la que sigue a LOCK, que es realmente un prefijo-). También se activa automáticamente en los momentos críticos de un ciclo de interrupción. QS1/QS0:Queue Status. Permite determinar el estado de la cola de instrucciones del 8088.

DIFERENCIAS IMPORTANTES CON EL 8086. El 8086 cambia el patillaje sensiblemente, aunque la mayoría de las señales son similares. En lugar de 8 líneas de datos y direcciones multiplexadas (AD0..7) el 8086 posee 16, ya que el bus de datos es de 16 bits. Existe una línea especialmente importante en el 8086, -BHE/S7 (Bus High Enables/Status), que normalmente indica si se accede a la parte alta del bus de datos o no (operaciones 8/16 bits). El 8086 posee una cola de instrucciones de 6 bytes, en lugar de 4.

FORMATO DE LAS INSTRUCCIONES DEL 8086. Resulta absurdo estudiar la composición binaria de las instrucciones máquina de ningún procesador; en los casos en que sea necesario se pueden ver los códigos con alguna utilidad de depuración. Sin embargo, a título de curiosidad, se expone a continuación el formato general de las instrucciones (aunque hay algunas excepciones y casos especiales). ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐ ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐ ┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────┐ │

Código de Operación

│ D │ W │ │

MOD

│

REG

│

REG/MEM

│ │ byte/palabra despl. │ │ byte/palabra inmed. │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘ └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘ └─────────────────────┘ └─────────────────────┘

El código de operación ocupa 6 bits; el bit D indica si es el operando fuente (=0) el que está en el campo registro (REG) o si lo es el operando destino (=1): la razón es que el 8086 sólo admite un operando a memoria, como mucho (o el fuente, o el destino, no los dos a la vez). El bit W indica el tamaño de la operación (byte/palabra). MOD indica el modo de direccionamiento: 00-sin desplazamiento (no existe campo de desplazamiento), 01-desplazamiento de 8 bits, 10-desplazamiento de 16 bits y 11-registro (tanto fuente como destino están en registro). El campo REG indica el registro involucrado en la instrucción, que puede ser de 8 ó 16 bits (según indique W): 0AX/AL, 1-CX/CL, 2-DX/DL, 3-BX/BL, 4-SP/AH, 5-BP/CH, 6-SI/DH, 7-DI/BH; en el caso de registros de segmento sólo son significativos los dos bits de menor peso: 00-ES, 01-CS, 10-SS, 11-DS. El campo R/M, en el caso de modo registro (MOD=11) se codifica igual que el campo REG; en caso contrario se indica la forma en que se direcciona la memoria: 0: [BX+SI+desp], 1: [BX+DI+desp], 2: [BP+SI+desp], 3: [BP+DI+desp], 4: [SI+desp], 5: [DI+desp], 6: [BP+desp], 7: [BX+desp].

245


12.2. - EL INTERFAZ DE PERIFÉRICOS 8255. El PPI 8255 es un dispositivo de E/S general, programable, capaz de controlar 24 líneas con diferentes configuraciones (entrada/salida) y en hasta 3 modos de operación. 12.2.1 - DESCRIPCIÓN DEL INTEGRADO. Conexiones del 8255 con el exterior: ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌

▐

PA3 ██▌ 1

40 ▐██ PA4

▌

▐

PA2 ██▌ 2

39 ▐██ PA5

▌

▐

PA1 ██▌ 3

38 ▐██ PA6

▌

▐

PA0 ██▌ 4

37 ▐██ PA7

▌

▐

-RD ██▌ 5

36 ▐██ -WR

▌

▐

-CS ██▌ 6

35 ▐██ RESET

▌

DESCRIPCIÓN FUNCIONAL

▐

GND ██▌ 7

34 ▐██ D0

▌

▐

A1 ██▌ 8

33 ▐██ D1

▌

▐

A0 ██▌ 9

32 ▐██ D2

▌

▐

PC7 ██▌ 10

31 ▐██ D3

▌

▐

PC6 ██▌ 11

30 ▐██ D4

▌

Las dos líneas de direcciones definen cuatro puertos de E/S en el ordenador: los tres primeros permiten acceder a los puertos A, B y C; el cuarto sirve para leer o escribir la palabra de control. El 8255 está dividido en dos grupos internos: el grupo A, formado por el puerto A y los 4 bits más significativos del puerto C; y el grupo B, constituido por el puerto B junto a los 4 bits menos significativos del puerto C. El puerto C está especialmente diseñado para ser dividido en dos mitades y servir de apoyo a los puertos A y B en algunos sistemas.

▐

PC5 ██▌ 12

29 ▐██ D5

▌

▐

PC4 ██▌ 13

28 ▐██ D6

▌

▐

PC0 ██▌ 14

27 ▐██ D7

▌

▐

PC1 ██▌ 15

26 ▐██ Vcc

▌

▐

PC2 ██▌ 16

25 ▐██ PB7

▌

▐

PC3 ██▌ 17

24 ▐██ PB6

▌

▐

PB0 ██▌ 18

23 ▐██ PB5

▌

▐

PB1 ██▌ 19

22 ▐██ PB4

▌

▐

PB2 ██▌ 20 ▌

D0..D7:Bus de datos bidireccional de 3 estados. RESET:Esta señal borra el registro de control y todos los puertos (A, B y C) son colocados en modo entrada. -RD:Utilizada por la CPU para leer información de estado o datos procedentes del 8255. -WR:Utilizada por la CPU para enviar palabras de control o datos al 8255. A0..A1:Líneas de dirección: permiten seleccionar uno de los tres puertos o el registro de control. PA0..PA7:Puerto A: puerto de entrada/salida de 8 bits. PB0..PB7:Puerto B: puerto de entrada/salida de 8 bits. PC0..PC7:Puerto C: puerto de entrada/salida de 8 bits.

21 ▐██ PB3 '8255

▐

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

PROGRAMACIÓN DEL 8255 El 8255 soporta 3 modos de operación: el modo 0 (entrada y salida básica), el modo 1 (entrada y salida con señales de control) y el modo 2 (bus bidireccional de comunicaciones). Tras un Reset, los 3 puertos quedan configurados en modo entrada, con las 24 líneas puestas a "1" gracias a la circuitería interna. Esta configuración

245


por defecto puede no obstante ser alterada con facilidad. El modo para el puerto A y B se puede seleccionar por separado; el puerto C está dividido en dos mitades relacionadas con el puerto A y el B. Todos los registros de salida son reseteados ante un cambio de modo, incluyendo los biestables de estado. Las configuraciones de modos son muy flexibles y se acomodan a casi todas las necesidades posibles. Los tres puertos pueden ser accedidos en cualquier momento a través de la dirección E/S que les corresponde, como se vio en el apartado anterior. La palabra de control a enviar a la 4ª dirección es: ┌───────┬───────┬───────┬───────┼───────┬───────┬───────┬───────┐ │ │

│ 1

│

│ D6

│

│

│ D5

│

│

│ D4

│

│

│ D3

│ D2

│ D1

│ D0

│

│

GRUPO B: --------

Modo

Χ────────────────────┘

00 - 0, 01 - 1, 1X - 2 Puerto A

│

│

│

└───────┴───┬───┴───┬───┴───┬───┼───┬───┴───┬───┴───┬───┴───┬───┘ │

│

│

GRUPO A:

│

│

│

--------

└───┬───┘

│

│

│

└─Ψ Puerto C (parte baja)

│

│

│

│

│

│

│

└─────────Ψ Puerto B

Χ────────────────────────────┘

1 - Entrada, 0 - Salida


│

│

│

└─────────────────Ψ Modo


Puerto C (Parte alta) Χ────────────────────────┘

0 ó 1


Si el bit más significativo de la palabra de control está borrado, es tratada entonces como un comando especial que permite activar o inhibir selectivamente los bits del puerto C: ┌───────┬───────┬───────┬───────┼───────┬───────┬───────┬───────┐ │ │

│ 0

│

│

│ D6

│

│

│ D5

│

│

│ D4

│

│ │

│ D3

│

│ D2

│

│

│ D1

│

│ │

│ D0

│ │

└───────┴───┬───┴───┬───┴───┬───┼───┬───┴───┬───┴───┬───┴───┬───┘ └───────┼───────┘

└───────┼───────┘

Ϊ

Ϊ

No importa su valor

└───Ψ Nuevo valor de ese bit

Bit del puerto C a cambiar (0..7)

Esto es particularmente útil para los modos 1 y 2, donde las interrupciones generadas por las líneas del puerto C pueden ser activadas o inhibidas simplemente poniendo a 1 ó 0, respectivamente, el flip-flop interno INTE correspondiente a la interrupción que se trate. Todos son puestos a cero tras establecer el modo. MODOS DE OPERACIÓN DEL 8255 MODO 0:Esta configuración implementa simples funciones de entrada/salida para cada bit de los 2 puertos de 8 bits y los 2 puertos de 4 bits; los datos son leídos y escritos sin más, sin ningún tipo de control adicional. Los puertos pueden ser configurados de entrada (sin latch) o salida (los datos permanecen memorizados en un latch). MODO 1:Este modo es el strobed input/output (entrada/salida a través de un protocolo de señales). Existen dos grupos (A y B) formados por los puertos A y B más el puerto C, que es repartido a la mitad entre ambos grupos para gestionar las señales de control. Tanto si se configura de entrada como de salida, los datos permanecen en un latch. Con este modo es factible conectar dos 8255 entre sí para realizar transferencias de datos en paralelo a una velocidad considerable, con posibilidad de generar interrupciones a la CPU en el momento en que los datos son recibidos o hay que enviar uno nuevo (consúltese documentación técnica). MODO 2:En este modo se constituye un bus bidireccional de 8 bits, por el que los datos pueden ir en un sentido o en otro, siendo el flujo regulado de nuevo por señales de control a través del puerto C. Este modo sólo puede operar en el Grupo A. Tanto las entradas como salidas son almacenadas en latch. NOTA:Existen varias combinaciones posibles de estos modos, en las que las líneas del puerto C que no son empleadas como señales de control pueden actuar como entradas o salidas normales, quedando las líneas de control fuera del área de influencia de los comandos que afectan a las restantes.

12.2.2 - EL 8255 EN EL PC. El 8255 es exclusivo de los PC/XT; ha sido eliminado de la placa base de los AT y PS/2, en los que ciertos registros realizan algunas funciones que en los PC/XT realiza el 8255; por ello, en estas máquinas NO se puede programar el 8255 (ha sido eliminado y no existe nada equivalente). El 8255 de los PC/XT está conectado a la dirección base E/S 60h; por ello, los puertos A, B y C se acceden, respectivamente, a través de

245


los puertos de E/S 60h, 61h y 62h; la palabra de control se envía por el puerto 63h: la BIOS del PC y XT programa el 8255 con una palabra de control 10011001b, que configura todos los puertos en el modo 0, con el A y C de entrada y el B de salida. El 8255 es empleado, básicamente, para almacenar los datos que llegan del teclado (puerto A), para leer la configuración del ordenador en los conmutadores de la placa base (puerto C) y para controlar el altavoz y la velocidad en los XT-Turbo (puerto B). 12.2.3 - UN MÉTODO PARA AVERIGUAR LA CONFIGURACIÓN DEL PC/XT. Aviso: los PC tienen un byte de identificación 0FFh; los XT 0FEh (este byte está en la posición de memoria 0FFFF:0Eh); por otro lado, parte de esta información es accesible también por medio de la variable BIOS ubicada en 40h:10h, método mucho más recomendable. Puerto A (60h): tiene una doble función: cuando el bit 7 del puerto B está a 1, el puerto A recibe el código de rastreo de la tecla pulsada, que luego puede ser leído desde la interrupción del teclado. Si el bit 7 del puerto B está a 0, entonces el puerto A devuelve información sobre la configuración del sistema en los PC (no en los XT): en el bit 0 (a 1 si hay disqueteras), bits 2..3 (número de bloques de 16 kb de memoria ¡que obsoleto e inútil!), bits 4..5 (tipo de pantalla: 11 MDA, 10 Color 80x25, 01 Color 40x25) y bits 6..7 (número de unidades de disco, si el bit 0=1). Puerto B (61h): bit 0 (PC/XT: conectado a la línea GATE del contador 2 del 8253), bit 1 (PC/XT: conectado al altavoz), bit 2 (sólo PC: selecciona el contenido del puerto C), bit 3 (en XT: selecciona contenido del puerto C; en PC: a 0 para activar el motor del casete), bit 4 (PC/XT: a 0 para activar la RAM), bit 5 (PC/XT: a 0 para activar señales de error en el slot de expansión), bit 6 (PC/XT: a 1 activa la señal de reloj del teclado), bit 7 (en PC: empleado para seleccionar la función del puerto A; tanto en PC como en XT sirve además para enviar una señal de reconocimiento al teclado). Puerto C (62h): Si el bit 2 del puerto B (PC) o el bit 3 del puerto B (XT) están a 1: - En los PC: los bits 0..3: mitad inferior del 2º banco de conmutadores de la placa base (RAM en slots de expansión); bit 4 (entrada de casete). - En los XT: bit 1 (activo si coprocesador instalado), bits 2..3 (bancos de RAM en placa base). - En PC/XT: bit 5 (OUT del contador 2 del 8253), bit 6 (a 1 si comprobar errores en slots de expansión), bit 7 (1 si comprobar error de paridad). Si el bit 2 del puerto B (PC) o el bit 3 del puerto B (XT) están a 1: - En los PC: bits 0..3 parte alta del segundo banco de conmutadores de configuración (no usada). - En los XT: bits 0..1 tipo de pantalla (11 MDA, 10 color 80x25, 01 color 40x25), bits 2..3 (nº de disqueteras menos 1). - En PC/XT: los bits 4..7 están igual que en el caso anterior (no dependen del bit 2 ó 3 del puerto B).

245


12.3. - EL TEMPORIZADOR 8253 U 8254. El 8253/4 es un chip temporizador que puede ser empleado como reloj de tiempo real, contador de sucesos, generador de ritmo programable, generador de onda cuadrada, etc. En este capítulo, la información vertida estará relacionada con el 8254 que equipa a los AT, algo más potente que el 8253 de los PC/XT; sin embargo, las pocas diferencias serán comentadas cuando llegue el caso. 12.3.1 - DESCRIPCIÓN DEL INTEGRADO. Este circuito integrado posee 3 contadores totalmente independientes, que pueden ser programados de 6 formas diferentes. D7..D0:BUS de datos bidireccional de 3 estados. CLK 0:CLOCK 0, entrada de reloj al contador 0. OUT 0:Salida del contador 0. GATE 0:Puerta de entrada al contador 0. CLK 1:CLOCK 1, entrada de reloj al contador 1. OUT 1:Salida del contador 1. GATE 1:Puerta de entrada al contador 1. CLK 2:CLOCK 2, entrada de reloj al contador 2. OUT 2:Salida del contador 2. GATE 2:Puerta de entrada al contador 2. A0..A1:Líneas de dirección para seleccionar uno de los tres contadores o el registro de la palabra de control. -CS:Habilita la comunicación con la CPU. -WR:Permite al 8254 aceptar datos de la CPU. -RD:Permite al 8254 enviar datos a la CPU.

▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌

▐

D7 ██▌ 1

24 ▐██ Vcc

▌

▐

D6 ██▌ 2

23 ▐██ -WR

▌

▐

D5 ██▌ 3

22 ▐██ -RD

▌

▐

D4 ██▌ 4

21 ▐██ -CS

▌

▐

D3 ██▌ 5

20 ▐██ A1

▌

▐

D2 ██▌ 6

19 ▐██ A0

▌

▐

D1 ██▌ 7

18 ▐██ CLK 2

▌

▐

D0 ██▌ 8

17 ▐██ OUT 2

▌

▐

CLK 0 ██▌ 9

16 ▐██ GATE 2

▌

▐

OUT 0 ██▌ 10

15 ▐██ CLK 1

▌

▐

GATE 0 ██▌ 11

14 ▐██ GATE 1

▌

▐

GND ██▌ 12

13 ▐██ OUT 1

▌

▐

'8254

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

DESCRIPCIÓN FUNCIONAL El diagrama funcional del 8254, con la estructura interna de las diversas partes que lo componen, se muestra a la izquierda. A la derecha, diagrama de los bloques internos de un contador: ═══════════════════════════════════════════════════════════════ ═══════╦═══════════════════Ω═══════════════╦════════╦═════Ω══Ω═ ║ ║

║

║

║

║

║

║

┌─────────────┐

║ ║

┌────────────┐

┌──────Ϊ──────┐

┌─────╨─────┐

║

║

║

║

│

║ ║

│

│ REGISTRO DE │

│ LATCH DE

│ ┌───────║─────┐

║

║

║

│Χ═════Ψ║ ║Χ═════Ψ│ CONTADOR 0 │Χ── GATE 0

│ LA

PALABRA │

│

│ │ ┌───┐ ║

║

║

║

│ DE

CONTROL │

└─────Ω─────┘ │ │ ┌─Ϊ─Ϊ─┐

┌Ϊ──Ϊ─┐

║

║

BUFFER

│

│Χ── CLK 0

╔══Ψ│

DEL

║

│

DE DATOS

│

║ ║

│

Ϊ

└─────────────┘

║ ║

└─────Ω──────┘

└──────┬──┬───┘

║

│ │ │ CR

│

│ CR

│

║

║

║ ║

│

│

│

║

│ │ │

│

│

│

║

║

║ ║

┌────────┘

│

│

└──╥──┘

║

║

║ ║

│

│

└─────────Ψ│ REGISTRO

-RD ─Ψ┌─────────────┐

║ ║

│

┌────────────┐

-WR ─Ψ│

║ ║

│

│

BUS

D0..D7

│ DE

LÓGICA

│

│──Ψ OUT 0

│Χ── CLK 1

LECTURA │Χ═════Ψ║ ║Χ═════Ψ│ CONTADOR 1 │Χ── GATE 1

ESTADO

M

│

┌─────╨─────┐ │ │ └──╥──┘

L

│ │ │

║

║

║

║

┌─────Ϊ───────┐

│ DE ESTADO │ │ │

║

║

║

║

│

│

└──Ω─────Ω──┘ │ │

║

║

║

║

│

├────────│─────│────┘ │ ┌──Ϊ────────Ϊ──┐

║

║

245


A0 ─Ψ│ Y ESCRITURA ├─┐

║ ║

│

│

│

LÓGICA

├────────│─────│──────┘ │

A1 ─Ψ└─────Ω───────┘ │

║ ║

│

└──────Ω─────┘

│──Ψ OUT 1

│

DE

├────────│─────│───────Ψ│

│

│

║ ║

│

│

│

CONTROL

│Χ───────│─────│────────│

-CS ────────┘

│

║ ║

├─────────┘

│

├────────┘

│

║ ║

│

│

┌─────────────┐ │

║ ║

│

┌────────────┐

│

│ REGISTRO DE │Χ┘

║ ║

│

│

└──Ω───Ω───┬──┘

│Χ── CLK 2

│ LA

PALABRA │Χ══════║ ║Χ═════Ψ│ CONTADOR 2 │Χ── GATE 2

│ DE

CONTROL │

║ ║

│

│

└──────┬──────┘

║ ║

│

└──────Ω─────┘

│

║

║

│

║

║

│

║

║

└───╥────────╥─┘

║

║

├──────────────│────────────║──────┐ ║

║

║

├──────────────│──────────┐ ║

│ ║

║

║

│ ║

│ ║

║

║

├─────────────────┘

┌─Ϊ─Ϊ─┐

┌─Ϊ─Ϊ─┐

║

║

CLK n │

│

│ OL

│

│ OL

│

║

║

│

│

│

│

│

│

║

║

└──╥──┘

║

║

╚══════╝

║

│

│──Ψ OUT 2

└──────────────║ ║────┴─────────┘

│

│

│

GATE n │

║ ║

CE

M

└──╥──┘

Ϊ

║

L

╚══════════════════╝

OUT n

El buffer del bus de datos, de 8 bits y tres estados, comunica el 8254 con la CPU. La lógica de lectura y escritura acepta entradas del bus y genera señales de control para las partes funcionales del 8254. Las líneas A0..A2 seleccionan uno de los tres contadores o el registro de la palabra de control, para poder leerlos o escribirlos. El registro de la palabra de control es seleccionado cuando A0=A1=1, este registro sólo puede ser escrito (se puede obtener información de estado, como se verá más adelante, con el comando read-back del 8254, no disponible en el 8253). Los contadores 1, 2 y 3 son idénticos en su funcionamiento, por lo que sólo se describirá uno; son totalmente independientes y cada uno de ellos puede ser programado en una modalidad diferente. Si se observa el esquema de un contador, a la derecha, se verá el registro de la palabra de control: aunque no es parte del contador propiamente dicho, afecta a su modo de funcionamiento. El registro de estado, cuando es transferido al correspondiente latch, contiene el valor en curso del registro de la palabra de control y alguna información adicional (como se verá después en el comando read-back). El contador propiamente dicho está representado en la figura por CE (Counting Element) y es un contador descendente síncrono de 16 bits que puede ser inicializado. OLM y OLL son dos latch de 8 bits (OL significa Output Latch; los subíndices M y L están relacionados con el más y el menos significativo byte, respectivamente); ambos son referenciados normalmente como un conjunto denominado OL a secas. Estos latches siguen normalmente la cuenta descendente de CE, pero la CPU puede enviar un comando para congelarlos y poder leerlos; tras la lectura continuarán siguiendo a CE. La lógica de control del contador se encarga de que un sólo latch esté activo a un tiempo, ya que el bus interno del 8254 es de 8 bits. CE no puede ser nunca leído directamente (lo que se lee es OL). De manera análoga, existen un par de registros CRM y CRL (CR significa Count Register) que almacenan la cuenta del contador y se la transmiten convenientemente a CE. Los valores de cuenta se escriben siempre sobre CR (y no directamente sobre CE). La lógica de control gestiona la conexión con el exterior a través de las líneas CLK, GATE y OUT. DESCRIPCIÓN OPERACIONAL Tras el encendido del ordenador, el 8254 está en un estado indefinido; con un modo, valor de cuenta y estado de salida aleatorios. Es entonces cuando hay que programar los contadores que se vayan a emplear; el resto, no importa dejarlos de cualquier manera. Programación del 8254. Para programar un contador del 8254 hay que enviar primero una palabra de control y, después, un valor de cuenta inicial. Los contadores se seleccionan con las líneas A0 y A1; el valor A0=A1=1 selecciona la escritura de la palabra de control (en la que se identifica el contador implicado). Por tanto, el 8254 ocupa normalmente 4 direcciones de E/S consecutivas ligadas a los contadores 0, 1, 2 y al registro de la palabra de control. Para enviar la cuenta inicial se utiliza simplemente el puerto E/S ligado al contador que se trate. El formato de la palabra de control es: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│

│

│

│

│

245


│

SC1

│

│

SC0

│

│

RW1

│

│

RW0

│

│

M2

│

│

M1

│

│

M0

│

│

BCD

│

│ │

└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ ┌───┘

└───────┐ │

│

Contador:

│ ┌───────────┘

│

└──┐ ┌────┘ │ │

│

└───────────────┐ │ │

0

Binario 16 bits

│ │ Elegir contador:

│ │

│ │ │

1

BCD de 4 décadas

0 0

Contador 0

│ │

Operación:

│ │ │

Modo:

0 1

Contador 1

0 0

Comando de enclavamiento

0 0 0

Modo 0

1 0

Contador 2

0 1

Leer/escribir byte bajo

0 0 1

Modo 1

1 1

Comando Read Back

1 0

Leer/escribir byte alto

X 1 0

Modo 2

1 1

Leer/escribir byte bajo

X 1 1

Modo 3

y después el alto

1 0 0

Modo 4

1 0 1

Modo 5

Operaciones de escritura. El 8254 es muy flexible a la hora de ser programado. Basta con tener en cuenta dos cosas: por un lado, escribir siempre primero la palabra de control, antes de enviar la cuenta inicial al contador. Por otro, dicha cuenta inicial debe seguir exactamente el formato seleccionado en la palabra de control (enviar sólo byte bajo, enviar sólo byte alto, o bien enviar ambos consecutivamente). Teniendo en cuenta que cada contador tiene su propio puerto y que la palabra de control indica el contador al que está asociada, no hay que seguir un orden especial a la hora de programar los contadores. Esto significa que, por ejemplo, se puede enviar la palabra de control de cada contador seguida de su cuenta inicial, o bien enviar todas las palabras de control para los 3 contadores y después las 3 cuentas iniciales; también es válida cualquier combinación intermedia de estas secuencias (por ejemplo: enviar la palabra de control para el contador 0, después la palabra de control para el contador 1, después la parte baja de la cuenta para el contador 0, luego la parte baja de la cuenta para el contador 1, la parte alta de la cuenta para el contador 0, etc...). Un nuevo valor de cuenta inicial puede ser almacenado en un contador en cualquier momento, sin que ello afecte al modo en que ha sido programado (el resultado de esta operación dependerá del modo, como se verá más adelante). Si se programa el contador para leer/escribir la cuenta como dos bytes consecutivos (bajo y alto), el sentido común indica que entre ambos envíos/recepciones no conviene transferir el control a una subrutina que utilice ese mismo contador para evitar un resultado incorrecto. Operaciones de lectura. Existen tres posibles métodos para leer el valor de un contador en el 8254. El primero es el comando Read-Back, sólo disponible en el 8254 (y no en el 8253), como luego veremos. El segundo consiste en leer simplemente el contador accediendo a su puerto correspondiente: este método requiere inhibir la entrada CLK al contador (por ejemplo, a través de la línea GATE o utilizando circuitería exterior de apoyo) con objeto de evitar leer la cuenta en medio de un proceso de actualización de la misma, lo que daría un resultado incorrecto. El tercer método consiste en el comando de enclavamiento. Comando de enclavamiento (Counter Latch Command). Este comando se envía cual si de una palabra de control se tratara (A1=A0=1): para diferenciarlo de ellas los bits 5 y 4 están a cero. En los bits 7 y 6 se indica el contador afectado. Los demás bits deben estar a cero para compatibilizar con futuras versiones del chip. Cuando se envía el comando, el OL del contador seleccionado queda congelado hasta que la CPU lo lee, momento en el que se descongela y pasa de nuevo a seguir a CE. Esto permite leer los contadores al vuelo sin afectar la cuenta en curso. Se pueden enviar varios de estos comandos a los diversos contadores, cuyos OL's quedarán enclavados hasta ser leídos. Si se envían varios comandos de enclavamiento al mismo contador, separados por un cierto intervalo de tiempo, sólo se considerará el primero (por tanto, la cuenta leída corresponderá al valor del contador cuando fue enclavado por vez primera). Por supuesto, el contador debe ser leído utilizando el formato que se definió al enviar la palabra de control; aunque en el caso de leer 16 bits, las dos operaciones no han de ser necesariamente consecutivas (se

245


pueden insertar en el medio otras acciones relacionadas con otros contadores). Otra característica interesante (¿disponible tal vez sólo en el 8254?) consiste en la posibilidad de mezclar lecturas y escrituras del mismo contador. Por ejemplo, si ha sido programado para cuentas de 16 bits, es válido hacer lo siguiente: 1) leer el byte menos significativo, 2) escribir el nuevo byte menos significativo, 3) leer el byte más significativo, 4) escribir el nuevo byte más significativo. Comando Read-Back. Sólo está disponible en el 8254, no en el 8253. Este comando permite leer el valor actual de la cuenta, así como averiguar también el modo programado para un contador y el estado actual de la patilla OUT, además de verificar el banderín de cuenta nula (Null Count) de los contadores que se indiquen. El formato del comando Read-Back es el siguiente: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 1

│

│

1

│

│

│

│ -COUNT

│ -STATUS │

│

│

│

│ CNT 2

│

│

│ CNT 1

│

│

│ CNT 0

│

│

│ 0

│

│ │

└─────────┴─────────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴─────────┘ Ϊ 0

│

Si enclavar la cuenta

│

de los contadores

│

seleccionados

│

└─────────┼─────────┘ Ϊ a 1 los contadores seleccionados

Ϊ 0

Si enclavar el byte de estado del contador seleccionado

El comando Read-Back permite enclavar la cuenta en varios OL's de múltiples contadores de una sola vez, sin requerir múltiples comandos de enclavamiento, poniendo el bit 5 a cero. Todo funciona a partir de aquí como cabría esperar (los contadores permanecen enclavados hasta ser leídos, los que no son leídos permanecen enclavados, si el comando se reitera sólo actúa la primera vez reteniendo la primera cuenta...). También es posible enviar información de estado al latch OL, enclavándola para que puede ser leída con comodidad por el puerto que corresponda a ese contador. La palabra de estado tiene el siguiente formato: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│ OUTPUT

│

NULL

│ │

│

│

COUNT

│

│ RW1

│

│ RW0

│

│ │

│ M2

│

│ M1

│

│

│ M0

│

│

│ BCD

│

│ │

└────┬────┴────┬────┴─────────┴─────────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ Ϊ

└────────┐

valor de la patilla OUT

│ │

└─────────┼─────────┘

Ϊ

Contador:

Ϊ

0

Binario 16 bits

1

BCD 4 décadas

modo activo

1

"Null Count"

0

Cuenta disponible para ser leída

En D0..D5 se devuelve justo la misma información que se envió en la última palabra de control; en el bit D7 se entrega el estado actual de la patilla OUT del 8254, lo que permite monitorizar por software las salidas del temporizador economizando hardware en ciertas aplicaciones. El bit NULL COUNT (D6) indica cuándo la última cuenta escrita en CR ha sido transferida a CE: el momento exacto depende del modo de funcionamiento del contador. Desde que se programa un nuevo valor de cuenta, pasa un cierto tiempo hasta que éste valor pasa de CR a CE: leer el contador antes de que se haya producido dicha transferencia implica leer un valor no relacionado con la nueva cuenta. Por ello, según las aplicaciones, puede llegar a ser necesario esperar a que NULL COUNT alcance el valor 0 antes de leer. El funcionamiento es el siguiente: Operación Consecuencias A - Escribir al registro de la palabra de control (1) NULL COUNT = 1

245


B - Escribir al registro contador (CR) (2) C - Nueva cuenta cargada en CE (CR -Ψ CE)

NULL COUNT = 1 NULL COUNT = 0

Notas:(1) Sólo el contador especificado por la palabra de control tiene su NULL COUNT a 1; los demás contadores, lógicamente, no ven afectado su correspondiente bit NULL COUNT. (2) Si el contador es programado para cuentas de 16 bits, NULL COUNT pasa a valer 1 inmediatamente después de enviar el segundo byte.

Si se enclava varias veces seguidas la palabra de estado, todas serán ignoradas menos la primera, por lo que el estado leído será el correspondiente al contador en el momento en que se enclavó por vez primera la palabra de estado. Se pueden enclavar simultáneamente la cuenta y la palabra de estado (en un comando Read-Back con D5=D4=0), lo que equivale a enviar dos Read-Back consecutivos. En este caso, y con independencia de quién de los dos hubiera sido enclavado primero, la primera lectura realizada devolverá la palabra de estado y la segunda la cuenta enclavada (que automáticamente quedará de nuevo desenclavada). MODOS DE OPERACIÓN DEL 8254 MODO 0: Interrupt On Terminal Count (Interrupción al final de la cuenta). Es empleado típicamente para contar sucesos. Tras escribir la palabra de control, OUT está inicialmente en estado bajo, y permanecerá así hasta que el contador alcance el cero: entonces se pone a 1 y no volverá a bajar hasta que se escriba una nueva cuenta o una nueva palabra de control. La entrada GATE puesta a 0 permite inhibir la cuenta, sin afectar a OUT. El contador sigue evolucionando tras llegar a cero (0FFFFh, 0FFFEh, ...) por lo que lecturas posteriores del mismo devuelven valores pseudoaleatorios. Tras escribir la cuenta inicial y la palabra de control en el contador, la cuenta inicial será cargada en el próximo pulso del reloj conectado (CLK), pulso que no decrementa el contador: para una cuenta inicial N, OUT permanecerá a 0 durante N+1 pulsos del reloj tras escribir la cuenta inicial. Si se escribe una nueva cuenta en el contador, será cargada en el próximo pulso del reloj y el contador comenzará a decrementarse; si se envía una cuenta de dos bytes, el primer byte enviado inhibe la cuenta y OUT es puesto a cero inmediatamente (sin esperar a CLK): tras escribir el segundo byte, la cuenta será cargada en el siguiente pulso del reloj. Esto permite sincronizar la secuencia de conteo por software. Si se escribe una nueva cuenta mientras GATE=0, ésta será cargada en cualquier caso en el siguiente pulso del reloj: cuando GATE suba, OUT se pondrá en alto tras N pulsos del reloj (y no N+1 en este caso). ┌──┐ CLK

──┘ ───┐

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

(N=5)

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

└──

┌────────────────────────────────────────────────── └─────────────┘

-WR

──────────────────────────────┐

┌────────────────────────── └──────────┘

GATE ─────────────────┐ OUT

┌──┐

└──┘

┌──

└───────────────────────────────────────────────┘ 5

4

3

2

1

0

MODO 1: Hardware Retriggerable One-Shot (Monoestable programable). OUT será inicialmente alta y bajará en el pulso de reloj que sigue al flanco de subida de GATE, permaneciendo en bajo hasta que el contador alcance el cero. Entonces, OUT sube y permanece activo hasta el pulso del reloj que siga al próximo flanco de subida de GATE. Tras escribir la palabra de control y la cuenta inicial, el contador está preparado. Un flanco de subida de GATE provoca la carga del contador (CR ─Ψ CE) y que OUT baje en el próximo pulso del reloj, comenzando el pulso One-Shot de N ciclos de reloj de duración; el contador vuelve a ser recargado si se produce un nuevo flanco de subida de GATE, de ahí que OUT permanezca en bajo durante N pulsos de reloj tras la última vez que suceda esto. El pulso One-Shot puede repetirse sin necesidad de recargar el contador con el mismo valor. GATE

245


no influye directamente en OUT. Si se escribe una nueva cuenta durante un pulso One-Shot, el One-Shot en curso no resulta afectado, a menos, lógicamente, que se produzca un nuevo flanco de subida de GATE: en ese caso, el contador sería recargado con el nuevo valor. ┌──┐ ──┘

CLK

┌──┐

└──┘

───┐

┌──┐

└──┘

(N=4)

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

└──

┌───────────────────────────────────────────────── └──────────────┘

-WR ┌──────────┐

┌───────────────────────────────────

────────────┘

GATE

┌──┐

└──┘

└────────┘

─────────────────┐

┌──────── └─────────────────────────────────────────┘

OUT

4

3

2

4

3

2

1

0

MODO 2: Rate Generator (Generador de ritmo). En este modo, el contador funciona como un divisor por N. Es empleado típicamente para las interrupciones de los relojes de tiempo real. OUT estará inicialmente en alto. Cuando el contador se decremente hasta el valor 1, OUT pasará a estado bajo durante un pulso del reloj; tras ello, volverá a subir y el contador se recargará con la cuenta inicial, repitiéndose el proceso. Este modo es, por tanto, periódico, y la misma secuencia se repite indefinidamente. Para una cuenta inicial N, la secuencia se repite cada N ciclos de reloj (CLK). Si GATE=0 la cuenta descendiente se detiene: si GATE es bajado durante un pulso de salida, OUT sube inmediatamente. Un flanco de subida en GATE provoca una recarga del contador con el valor de cuenta inicial en el siguiente pulso del reloj (después, como cabría esperar, OUT bajará tras los N pulsos del reloj correspondientes): GATE puede ser utilizado para sincronizar el contador. Tras escribir la palabra de control y la cuenta inicial, el contador será cargado en el próximo pulso del reloj: OUT bajará N pulsos de reloj después, lo que permite también una sincronización por software. Escribir un nuevo valor de cuenta durante el funcionamiento del contador no afecta a la actual secuencia de cuenta; si se recibe un flanco de subida de GATE antes del final del período el contador se recargará con ese nuevo valor de cuenta inicial tras el próximo pulso del reloj y volverá a comenzar, en caso contrario se recargará con el nuevo valor tras finalizar con normalidad el ciclo en curso. ┌──┐ CLK

──┘

┌──┐

└──┘

──────┐

┌──┐

└──┘

(N=4) -WR

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌───────────────────────────────────┐

┌──┐

└──┘

(N=3)

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

└──

└─────────┘ ┌─────────────────┐

└─────┘

OUT 3

┌──┐

└──┘

┌────────────────────────────

└──────────┘

─────────────────────────────────────────┐ 4

┌──┐

└──┘

2

1

0(4)

┌───────────┐

└─────┘ 3

2

1

0(3)

┌──

└─────┘ 2

1

0

MODO 3: Square Wave Mode (Generador de onda cuadrada). Este modo es empleado normalmente para la generación de una señal de onda cuadrada. Este modo es similar al 2, con la diferencia de que la salida OUT conmuta al transcurrir la mitad de la cuenta: inicialmente está en alto, pero al pasar la mitad de la cuenta pasa a estado bajo hasta que la cuenta finaliza. Este modo es también periódico: la onda resultante para una cuenta inicial N tiene un período de N ciclos. Si GATE=0 la cuenta descendiente se detiene: si GATE es bajado durante un pulso de salida, OUT sube inmediatamente sin esperar ningún CLK. Un flanco de subida en GATE provoca una recarga del contador con el valor de cuenta inicial en el siguiente pulso del reloj: GATE puede ser utilizado para sincronizar el contador. Tras escribir la palabra de control y la cuenta inicial, el contador será cargado en el próximo pulso del reloj: también puede ser sincronizado por software. Escribir un nuevo valor de cuenta durante el funcionamiento del contador no afecta a la actual secuencia de cuenta; si se recibe un flanco de subida de GATE antes del final del medio-período el contador se recargará con ese nuevo valor de cuenta inicial tras el próximo pulso del reloj y volverá a comenzar, en caso

245


contrario se recargará con el nuevo valor tras finalizar con normalidad el medio-ciclo en curso. Para valores de cuenta impares, la duración a nivel alto de OUT será un período de reloj mayor que la duración a nivel bajo. ┌──┐ ──┘

CLK

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

4 3 2 ┌───────────┐

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

1

└───────────┘

─────┘

┌──┐

└──┘

4 3 2 ┌───────────┐

5 4 3 2 ┌─────────────────┐ OUT (N=5)

┌──┐

└──┘

1

─────┘

OUT (N=4)

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

4 3 2 ┌───────────┐

1

└───────────┘

1

┌──┐

└──┘

└──

4 3 ┌────────

└───────────┘

5 4 3 2 ┌─────────────────┐

└───────────┘

┌──┐

└──┘

1

5 4 3 2 ┌─────────────────┐

└───────────┘

└──

MODO 4: Software Triggered Mode (Pulso Strobe iniciado por software). OUT está en alto al principio; cuando la cuenta inicial expira, OUT baja durante un pulso de reloj y luego vuelve a subir. El proceso se inicia cuando se escribe la cuenta inicial. GATE=0 inhibe el contador y GATE=1 lo habilita; GATE no influye en OUT. Tras escribir la palabra de control y la cuenta inicial, el contador será cargado en el próximo pulso del reloj: como ese pulso no decrementa el contador, para una cuanta inicial N, OUT no bajará hasta N+1 pulsos de CLK. Si se escribe una nueva cuenta durante el proceso, se cargará en el próximo pulso CLK y continuará el proceso de cuenta con la nueva cuenta escrita; si la cuenta es de 2 bytes, al escribir el primero no se altera el funcionamiento del contador hasta que se envíe el segundo. ┌──┐ ──┘

CLK

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

────────┐ (N=4)

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

└──

┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────── └─────────┘

-WR ──────────────────────────┐

┌───────────────────────────────────────────────────────

GATE

└─────────┘

4

4

3

2

1

─────────────────────────────────────────────────────────────────┐

0

┌──────────────────── └─────┘

OUT

MODO 5: Hardware Triggered Strobe (Pulso Strobe iniciado por hardware). OUT estará en alto al principio: con el flanco de subida de la señal GATE, el contador comienza a decrementar la cuenta. Cuando llega a cero, OUT baja durante un pulso CLK y luego vuelve a subir. Después de escribir la palabra de control y la cuenta inicial, el contador no será cargado hasta el pulso de reloj posterior al flanco de subida de GATE. Este pulso CLK no decrementa el contador: por ello, ante una cuenta inicial N, OUT no bajará hasta que pasen N+1 pulsos de reloj. GATE no afecta a OUT. Si una nueva cuenta inicial es escrita durante el proceso, la actual secuencia del contador no será alterada; si se produce un flanco de subida en GATE antes de que la nueva cuenta sea escrita pero después de que expire la cuenta actual, el contador será cargado con la nueva cuenta en el próximo pulso del reloj. ┌──┐ ──┘

CLK

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌────┐ GATE

───────────────┘ 4

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──┐

└──┘

┌──

└──┘

┌────────────────────────────────────── └──3──┘

4

3

2

1

0

─────────────────────────────────────────────────────┐

┌───── └─────┘

OUT

╓─────────────────────────────────────────────────────────────────╥──────────────────────┐ ║

║ Rango de las cuentas │

Operación de GATE

┌────────╫─────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────────╫───────────┬──────────┤ │

MODO

║

Bajo o Bajando

│

Subiendo

│

Alto

║

Mínima

│

Máxima

│

├────────╫─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────╫───────────┼──────────┤ │

0

║ Desactiva la cuenta │

--

│

Activa la cuenta

║

1

│

0

│

├────────╫─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────╫───────────┼──────────┤

245


│ │

║ 1

│

║

│ 1) Inicia la cuenta │ --

║

│ 2) Resetea OUT tras │ │

║ --

el siguiente CLK │

║

│ 1

║

│

│ 0

│

│ │

├────────╫─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────╫───────────┼──────────┤ │ │

║ 1) Desactiva cuenta │ 1) Carga contador 2

│

│

║ 2) Pone OUT en alto │ 2) Inicia la cuenta │ ║

inmediatamente

│

║ Activa la cuenta

│

║

│ 2

║

│

│ 0

│

│ │

├────────╫─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────╫───────────┼──────────┤ │ │

║ 1) Desactiva cuenta │ 1) Carga contador 3

│

│

║ 2) Pone OUT en alto │ 2) Inicia la cuenta │ ║

inmediatamente

│

║ Activa la cuenta

│

║

│ 2

║

│

│ 0

│

│ │

├────────╫─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────╫───────────┼──────────┤ │

4

║ Desactiva la cuenta │

--

│

Activa la cuenta

║

1

│

0

│

├────────╫─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────╫───────────┼──────────┤ │

5

║

--

│

Inicia la cuenta

│

--

║

1

│

0

│

└────────╨─────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────╨───────────┴──────────┘

12.3.2 - EL 8254 EN EL ORDENADOR. Todos los AT y PS/2 llevan instalado un 8254 o algo equivalente; los PC/XT van equipados con un 8253, algo menos versátil; los PS/2 más avanzados tienen un temporizador con un cuarto contador ligado a la interrupción no enmascarable, si bien no lo consideraremos aquí. Todos los contadores van conectados a un reloj que oscila a una frecuencia de 1.193.180 ciclos por segundo (casi 1,2 Mhz). La dirección base en el espacio de E/S del ordenador elegida por IBM cuando diseñó el PC es la 40h. Por tanto, los tres contadores son accedidos, respectivamente, a través de los puertos 40h, 41h y 42h; la palabra de control se envía al puerto 43h. La señal GATE de los contadores 0 y 1 está siempre a 1; en el contador 2 es seleccionable el nivel de la línea GATE a través de bit 0 del puerto E/S 61h. La BIOS programa por defecto el contador 0 en el modo 3 (generador de onda cuadrada) y el contador 1 en el modo 2 (generador de ritmo); el usuario normalmente programa el contador 2 en el modo 2 ó 3. La salida del contador 0 está conectada a IRQ 0 (ligado a la INT 8, que a su vez invoca a INT 1Ch); este contador está programado por defecto con el valor cero (equivalente a 65536), por lo que la cadencia de los pulsos es de 1.193.180/65.536 = 18,2 veces por segundo, valor que determina la precisión del reloj del sistema, ciertamente demasiado baja. Se puede modificar el valor de recarga de este contador en un programa, llamando a la vieja INT 8 cada 1/18,2 segundos para no alterar el funcionamiento normal del ordenador, si bien no es conveniente instalar programas residentes que cambien permanentemente esta especificación: los programas del usuario esperan encontrarse el temporizador a la habitual y poco útil frecuencia de 18,2 interrupciones/segundo. La salida del contador 1 controla el refresco de memoria en todas las máquinas, su valor normal para el divisor es 18; aumentándolo se puede acelerar el funcionamiento del ordenador, con el riesgo -eso sí- de un fallo en la memoria, detectado por los chips de paridad -si los hay-, que provoca generalmente el bloqueo del equipo. De todas maneras, en los PC/XT se puede aumentar entre 19 y 1000 sin demasiados riesgos, acelerándose en ocasiones hasta casi un 10% la velocidad de proceso del equipo. En los AT la ganancia de velocidad es mucho menor y además este es un punto demasiado sensible que conviene no tocar para no correr riesgos, aunque se podría bajar hasta un valor 2-17 para ralentizar el sistema. Sin embargo, no es conveniente alterar esta especificación porque, como se verá más adelante, hay un método para realizar retardos (empleado por la BIOS y algunas aplicaciones) que se vería afectado. El contador 2 puede estar conectado al altavoz del ordenador para producir sonido; alternativamente puede emplearse para temporizar. Es el único contador que queda realmente libre para el usuario, lo que suele dar quebraderos de cabeza a la hora de producir sonido. 12.3.3 - TEMPORIZACIÓN.

245


Los contadores 0 y 1, especialmente este último, ya están ocupados por el sistema; en la práctica el único disponible es el 2. Este contador ha sido conectado con el doble propósito de temporizar y de generar sonido. Para emplearlo en las temporizaciones, es preciso habilitar la puerta GATE activando el bit 0 del puerto 61h; también hay que asegurarse de que la salida del contador no está conectada al altavoz (a menos que se desee música mientras se cronometra) poniendo a 0 el bit 1 del mismo puerto (61h): IN

AL,61h

AND

AL,11111101b

; borrar bit 1

OR

AL,00000001b

; activar bit 0 (línea GATE del contador 2)

(conexión contador 2 con el altavoz)

JMP

SHORT $+2

; estado de espera para E/S

OUT

61h,AL

El siguiente programa de ejemplo, CRONOS.ASM, incluye dos subrutinas para hacer retardos de alta precisión. La primera de ellas, inic_retardo, hay que llamarla al principio para que programe el contador 2 del temporizador; la rutina retardo se encarga de hacer el retardo que se indique en AX (en unidades de 1/1193180 segundos). ; ******************************************************************** ; * ; *

CRONOS.ASM

-

Subrutinas para hacer retardos de precisión.

; *

retardo

PROC

*

PUSH

AX

*

PUSH

BX

*

CLI

; *

INIT_RETARDO: llamarla al principio del todo.

*

OUT

42h,AL

; *

RETARDO:

Entregar en AX el nº de 1193180-avos de

*

MOV

AL,AH

segundo que dura el retardo (máximo 65400).

*

JMP

SHORT $+2

*

OUT

42h,AL

; ********************************************************************

JMP

SHORT $+2

IN

AL,61h

XOR

AL,1

SEGMENT

JMP

SHORT $+2

ASSUME CS:programa, DS:programa

OUT

61h,AL

XOR

AL,1

JMP

SHORT $+2

OUT

61h,AL

; * ; *

programa

ORG

100h

; parte baja de la cuenta

; parte alta

; bajar GATE

; subir GATE

STI

inicio:

retard:

inic_retardo

JMP

SHORT $+2

MOV

BX,0FFFFh

MOV

AL,10000000b

OUT

43h,AL

retardo

JMP

SHORT $+2

LOOP

retard

IN

AL,42h

INT

20h

MOV

AH,AL

JMP

SHORT $+2

IN

AL,42h

XCHG

AH,AL

CALL

inic_retardo

MOV

CX,20

; 20 retardos

MOV

AX,59659

; de 50 milisegundos

CALL

PROC PUSH

AX

CMP

AX,BX

IN

AL,61h

MOV

BX,AX

AND

AL,11111101b

JBE

retardando

OR

AL,1

POP

BX

JMP

SHORT $+2

POP

AX

OUT

61h,AL

RET

MOV

AL,10110100b

JMP

SHORT $+2

OUT

43h,AL

POP

AX

RET inic_retardo

retardando:

; contador 2, modo 2, binario

retardo

ENDP

programa

ENDS END

; enclavamiento

; leer contador

; AX = valor del contador

inicio

ENDP

El procedimiento inic_retardo programa el contador 2 en el modo 2, con datos en binario y dejándolo

245


listo para enviar/recibir secuencias de 2 bytes para la cuenta (primero el byte menos significativo y luego el alto). Las instrucciones JMP SHORT $+2 colocadas oportunamente (para saltar a la siguiente línea) evitan que las máquinas AT más antiguas fallen en dos operaciones de E/S consecutivas demasiado rápidas. El procedimiento retardo envía el nuevo valor de cuenta. A continuación baja y vuelve a subir la señal GATE, con objeto de provocar un flanco de subida en esta línea, lo cual provoca que el contador se cargue con el valor recién enviado de manera inmediata (de lo contrario, no se recargaría hasta acabar la cuenta anterior). Finalmente, entramos en un bucle donde se enclava continuamente la cuenta y se espera hasta que acabe. Lo más intuitivo sería comprobar si la cuenta es cero, pero esto es realmente difícil ya que cambia nada menos que ¡más de 1 millón de veces por segundo!. Por tanto, nos limitamos a comprobar si tras dos lecturas consecutivas la segunda es mayor que la primera ...¡no puede ser!... sí, si puede ser, si tras llegar a 0 el contador se ha recargado. De esta manera, el mayor valor admitido en AX al llamar es 65535, aunque no conviene que sea superior a 65400, para permitir que las recargas puedan ser detectadas en la máquina más lenta (un XT a 4.77 y en 135/1193180 segundos dispone de unos 540 ciclos, en los que holgadamente cubre este bucle). A la hora de emplear las rutinas anteriores hay que tener en cuenta dos consideraciones. Por un lado, están diseñadas para hacer pequeños retardos: llamándolas repetidamente, el bucle que hay que hacer (y las interrupciones que se producen durante el proceso) provoca que retarden más de la cuenta. Por ejemplo, en el programa principal, poniendo 1200 en CX en lugar de 20, el retardo debería ser de 60 segundos; sin embargo, comparando este dato con el contador de hora de la BIOS (en una versión ligeramente modificada del programa) resulta ser de casi 60,2 segundos. La segunda consideración está relacionada con las interrupciones: de la manera que está el listado, se puede producir una interrupción en la que algún programa residente utilice el contador 2 del temporizador, alterando el funcionamiento de las rutinas de retardo (por ejemplo, una utilidad de click en el teclado) o incluso provocando un fallo en la misma (si a ésta no le da tiempo a comprobar que ya es la hora): este es un aspecto a tener en cuenta en un caso serio. Se puede, por ejemplo, inhibir todas las interrupciones (o enmascar sólo las más molestas), aunque anular la interrupción del temporizador, la más peligrosa, provocaría un retraso de la hora del ordenador. Para hacer retardos o temporizaciones de más de 50 milisegundos, es más conveniente emplear el contador de hora de la BIOS (variable de 32 bits en 0040h:006Ch) que la INT 8 se encarga de incrementar 18,2 veces cada segundo y de volver a ponerlo a cero cada 24 horas. No es conveniente mirar el valor del contador de hora de la BIOS, sumarle una cantidad y esperar a que alcance dicha cantidad fija: la experiencia demuestra que eso produce a veces cuelgues del ordenador, no solo debido a que suele fallar cuando son las 23:59:59 sino también porque cuando se alcanza el valor esperado, por cualquier motivo (tal como un alargamiento excepcional de la rutina que controla INT 8 ó INT 1Ch debido a algún programa residente) puede que el programa principal no llegue a tiempo para comprobar que ya es la hora... y haya que esperar otras 24 horas a probar suerte. Lo ideal es contar las veces que cambia el contador de hora de la BIOS. Por último, como ejemplo ameno, el siguiente fragmento de programa hace que la hora del ordenador vaya diez veces más rápida -poco recomendable, aunque muy divertido- programando el contador 0 con un valor de cuenta 6553 (frente al 0=65536 habitual), de la siguiente manera: MOV

AL,00110110b

OUT

43h,AL

; contador 0, operación 11b, datos binarios

MOV

BX,6553 ; valor de cuenta

MOV

AL,BL

JMP

SHORT $+2

OUT

40h,AL

MOV

AL,BH

JMP

SHORT $+2

OUT

40h,AL

; enviar byte bajo

; enviar byte alto

Un método genial para hacer retardos y controlar timeouts en AT. Aunque ausente en todos los manuales de referencia técnica y en todos los libros relacionados con la programación de PC, existe un método muy fácil y eficiente para temporizar disponible en todos los ordenadores AT. Pese a no estar documentado, un programa muy usual como es el KEYB del MS-DOS (a partir

245


de la versión 5.0 del sistema) lo utiliza en todos los AT, sin importar el modelo. Por ello, cabe suponer que seguramente los futuros equipos mantendrán la compatibilidad en este aspecto. Sucede que la salida del contador 1 del 8254, encargada del refresco de la memoria, controla de alguna manera desconocida (tal vez a través de un flip-flop) la generación de una onda cuadrada de unos 33 KHz que puede leerse a través del bit 4 del puerto 61h (no se trata de la salida OUT del contador 1: éste está programado en modo 2 y no genera precisamente una onda cuadrada). El contador 1 es programado por la BIOS en todos los PC con una cuenta 18, conmutando el nivel de la salida cada segundo 1193180/18 = 66287,77 veces. Para hacer un determinado retardo basta con contar las veces que el bit cambia de nivel: la función en ensamblador retardo_asm() del programa de ejemplo lo ilustra. Este método es especialmente interesante en los programas residentes que precisen retardos de precisión, para sonido u otras tareas, tales como limitar la duración máxima de una comprobación en un bit de estado a unos milisegundos o microsegundos (control de timeouts); la principal ventaja es que no se modifica en absoluto la configuración de ningún chip que pueda estar empleando el programa principal, empezando por el 8254. Además, no requiere preparación previa alguna. Para los más curiosos, decir que el bit 5 del puerto 61h es la salida OUT del contador 2 del 8254 (la línea OUT del contador 2 del 8253 de los PC/XT también puede consultarse a través del bit 5, pero del puerto 62h). El único inconveniente del método es la alta frecuencia con que cambia el bit: esta misma rutina escrita en C podría no ser suficientemente ágil para detectar todas las transiciones en las máquinas AT más lentas a 6 MHz. A partir de 8 MHz sí puede ser factible, como evidencian las pruebas realizadas, aunque hay que extremar las precauciones para que el código compilado sea lo bastante rápido: utilizar las dos variables registro que realmente soportan los compiladores y huir de la aritmética de 32 bits, como puede observarse en la función retardo_c() del programa de ejemplo. Una mala codificación o compilador podrían hacer inservible el método incluso en una máquina a 16 ó 20 MHz. Para no tener problemas, es mejor emplear la versión en ensamblador, escrita en un C no mucho menos estándar. La macro MICRO() ayuda a seleccionar con más comodidad el retardo, indicándolo en µs, aunque implica una operación en coma flotante que por sí sola añade unos 100 µs de retardo adicionales en un 386-25 sin coprocesador y con las librerías de Borland. Anécdota: Para los más curiosos, decir que los programadores de Microsoft emplean este método en el KEYB en dos ocasiones: para limitar a un

tiempo razonable la espera hasta que el registro de entrada del 8042 se llene (15 ms) y, en otra ligera variante, para controlar la duración del pitido de error. Los aficionados al ensamblador pueden comprobarlo personalmente aplicando el comando U del DEBUG sobre el KEYB para desensamblar a partir de los offsets 0E39 y 0D60, respectivamente: en el primer caso, la subrutina sólo es ejecutada en AT; en el segundo, veréis como el KEYB se asegura de que el equipo es un AT comprobando el valor de BP antes de saltar a 0D70 (ejecuta un bucle vacío en las demás máquinas). Esta nueva técnica ha permitido eliminar respecto a anteriores versiones del programa algunos test sobre tipos de ordenadores, cuya finalidad más común era ajustar las constantes de retardo. Son válidos tanto el KEYB del MS-DOS 5.0 castellano como el del MS-DOS 6.0 en inglés o castellano indistintamente (¡las direcciones indicadas coinciden!). También en las BIOS modernas suele haber ejemplos de esta técnica, aunque las direcciones ya no coinciden... /********************************************************************/

retardo_c

(66267L);

/* ahora en C */

/*

retardo_c

(MICRO(1000000L));

/* la otra alternativa */

*/

/*

Programa de demostración del método de retardo basado en la

*/

/*

monitorización de los ciclos de refresco de memoria del AT.

*/

/*

}

*/

/********************************************************************/

void retardo_asm (long cuenta)

/* método ensamblador recomendado */

{ #include

#define MICRO(microseg) ((long)(microseg/15.08573727))

void retardo_asm(), retardo_c();

void main() { /* cuatro formas de hacer un mismo retardo de precisión */

retardo_asm (66267L);

/* un segundo */

retardo_asm (MICRO(1000000L));

/* otro segundo (¡más claro!) */

asm

push

ax

asm

push

cx

asm

push

dx

asm

mov

cx,word ptr cuenta

asm

mov

dx,word ptr [cuenta+2]

/* DX:CX = cuenta */

245


esp_ref:

fin_l:

fin_ret:

asm

jcxz

fin_l

asm

in

al,61h

/* posible cuenta baja nula */

asm

and

al,10h

asm

cmp

al,ah

asm

je

esp_ref

asm

mov

ah,al

asm

loop

esp_ref

asm

and

dx,dx

asm

jz

fin_ret

asm

dec

dx

asm

jmp

esp_ref

asm

pop

dx

asm

pop

cx

asm

pop

ax

/* aislar bit 5 */

/* esperar cambio de nivel */

/* completar cuenta baja */

/* posible cuenta alta nula */

/* completar cuenta alta */

}

void retardo_c (long cuenta)

/* método en C no recomendado */

{ register a, b; unsigned cuenta_h, cuenta_l;

cuenta_h=cuenta >> 16;

cuenta_l=cuenta & 0xFFFF;

do do { while (a==(b=inportb(0x61) & 0x10)); a=b; } while (cuenta_l--); while (cuenta_h--); }

12.3.4 - SÍNTESIS DE SONIDO. La producción de sonido es uno de los puntos más débiles de los ordenadores compatibles, que sólo superan por muy escaso margen a alguno de los micros legendarios de los 80, si bien las tarjetas de sonido han solventado el problema. Pero aquí nos conformaremos con describir la programación del altavoz. En todos los PCs existen dos métodos diferentes para generar sonido, con la utilización del 8254 o sin él, que veremos por separado. Control directo del altavoz. El altavoz del ordenador está ligado en todas las máquinas al bit 1 del puerto E/S 61h. Si se hace cambiar este bit (manteniéndolo durante cierto tiempo alto y durante cierto tiempo bajo, repitiendo el proceso a gran velocidad) se puede generar una onda cuadrada de sonido. Cuanto más deprisa se realice el proceso, mayor será la frecuencia del sonido. Por fortuna, la baja calidad del altavoz del PC redondea la onda cuadrada y produce un sonido algo más musical de forma involuntaria. No existe, en cualquier caso, control sobre el volumen, que dada la calidad del altavoz también está en función de la frecuencia. Este método de producción de sonido tiene varios inconvenientes. Por un lado, la frecuencia con que se hace vibrar al bit que lo produce, si no se tiene mucho cuidado, está a menudo más o menos ligada a la capacidad de proceso del ordenador: esto significa que el sonido es más grave en máquinas lentas y más agudo en las rápidas. Esto es particularmente grave y evidente cuando las temporizaciones se hacen con bucles de retardo con registros de la CPU: la frecuencia del sonido está totalmente a merced de la velocidad de la máquina en que se produce. Es por ello que el pitido de error que produce el teclado es a menudo distinto de unos ordenadores a otros, aunque tengan el mismo KEYB instalado. Otro gran inconveniente de este método es que las interrupciones, fundamentalmente la del temporizador, producen fuertes interferencias sobre el sonido. Por ello, es normal tenerlas inhibidas, con


245

el consiguiente retraso de la hora. Por último, un tercer gran inconveniente es que la CPU está completamente dedicada a la producción de sonido, sin poder realizar otras tareas mientras tanto. Antes de comenzar a producir el sonido con este método hay que bajar la línea GATE del 8254, ya que cuando está en alto y se activa también el bit 1 del puerto E/S 61h, el temporizador es el encargado de producir el sonido (este es el segundo método, como veremos). Por tanto, es preciso poner primero a cero el bit 0 del mismo puerto (61h): CLI IN

otro_ciclo:

retardo:

; evitar posible INT 8, entre otras AL,61h

AND

AL,11111110b

JMP

SHORT $+2


OUT

61h,AL

; bajar GATE del contador 2 del 8254

MOV

CX,100h ; 256 vueltas

PUSH

CX

IN

AL,61h

XOR

AL,2

JMP

SHORT $+2

OUT

61h,AL

MOV

CX,300

LOOP

retardo

POP

CX

LOOP

otro_ciclo

; invertir bit 1

; constante de retardo

STI

Control del altavoz por el temporizador. El otro método posible consiste en emplear el contador 2 del temporizador conectado al altavoz; así, enviando el período del sonido (1.193.180/frecuencia_en_Hz) a dicho contador (programado en modo 3), éste se encarga de generar el sonido. Esto permite obtener sonidos idénticos en todos los ordenadores. Existe el pequeño problema de que la duración del sonido ha de ser múltiplo de 1/18,2 segundos si se desea utilizar el reloj del sistema para determinarla (un bucle de retardo sería, una vez más, dependiente de la máquina) ya que el contador 2 está ahora ocupado en la producción de sonido y no se puede usar para temporizar (al menos, no sin hacer malabarismos). Alternativamente, se podría evaluar la velocidad de la CPU para ajustar las constantes de retardo o aumentar la velocidad de la interrupción periódica. Para emplear este sistema, primero se prepara el contador 2 para temporizar (poniendo a 1 el bit 0 del puerto 61h) y luego se conecta su salida al altavoz (poniendo a 1 el bit 1 del puerto 61h). Al final, conviene borrar ambos bits de nuevo. Ahora no es preciso inhibir las interrupciones para garantizar la calidad del sonido:

demora: LOOP

MOV

AL,10110110b

; contador 2, modo 3, operación 11b, datos binarios

OUT

43h,AL

; programar contador 2

MOV

AX,2711 ; 1.193.180 / 440 Hz (nota LA) = 2711

JMP

SHORT $+2

OUT

42h,AL

MOV

AL,AH

JMP

SHORT $+2

OUT

42h,AL

JMP

SHORT $+2

IN

AL,61h

OR

AL,00000011b

JMP

SHORT $+2

OUT

61h,AL

MOV

CX,0

demora

; frecuencia programada

; altavoz sonando ; esperar un cierto tiempo por el peor método

IN

AL,61h

AND

AL,11111100b

JMP

SHORT $+2

OUT

61h,AL

; altavoz callado

245


Las frecuencias en Hz de las distintas notas musicales están oficialmente definidas y los músicos suelen tenerlas en cuenta a la hora de afinar los instrumentos. La escala cromática temperada, adoptada por la American Standards Asociation en 1936, establece el LA4 como nota de referencia en 440 Hz. En general, una vez conocidas las frecuencias de las notas de una octava, las de la octava siguiente o anterior se obtienen multiplicando y dividiendo por dos, respectivamente. La fórmula de abajo permite obtener las frecuencias de las notas asignándolas un número (a partir de 6 y hasta 88; el LA de 440 Hz es la nota 49) con una precisión razonable, máxime teniendo en cuenta que van a ir a parar al altavoz del PC. Tal curiosa relación se verifica debido a que la respuesta del oído humano es logarítmica, lo que ha permitido reducir a simples matemáticas el viejo saber milenario de los músicos. 41

frec =

43

46

48

50

53

55

58

60

62

─┬──▄▄▄─▄▄▄──┬──▄▄▄─▄▄▄─▄▄▄──┬──▄▄▄─▄▄▄──┬──▄▄▄─▄▄▄─▄▄▄──┬─ ... │ ███ ███ │ ███ ███ ███ │ ███ ███ │ ███ ███ ███ │ ... │ ███ ███ │ ███ ███ ███ │ ███ ███ │ ███ ███ ███ │ ... │ 40│ 42│ 44│ 45│ 47│ 49│ 51│ 52│ 54│ 56│ 57│ 59│ 61│ 63│ ... ─┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴─

245


12.4. - EL CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES 8259. 12.4.1. - COMO Y POR QUE DE LAS INTERRUPCIONES. Los ordenadores se comunican con el exterior por medio de los dispositivos de entrada y salida. Estos dispositivos son normalmente lentos en comparación con la elevada velocidad de la unidad central. Un ejemplo típico puede ser el teclado: entre las pulsaciones de cada tecla hay un espacio de tiempo impredecible y dependiente del usuario. Una manera simple de gestionar los dispositivos de E/S consiste en comprobar continuamente si alguno de ellos tiene un dato disponible o lo está solicitando. Sin embargo, esto supone una importante pérdida de tiempo para el microprocesador, que mientras tanto podría estar haciendo otras cosas. En una máquina multitarea y/o multiusuario, resulta más interesante que los periféricos puedan interrumpir al microprocesador para solicitarle una operación de entrada o salida en el momento necesario, estando la CPU liberada de la misión de comprobar cuándo llega ese momento. Cuando se produce la interrupción, el microprocesador ejecuta la correspondiente rutina de servicio y después continúa con su tarea normal. Los compatibles PC poseen un hardware orientado por completo a la multitarea (otra cosa es que el 8086 y el DOS no la aprovechen) y la entrada/salida se gestiona casi por completo mediante interrupciones en todas las máquinas. Por ejemplo, en las operaciones de disco, cuando acaba la transferencia de datos se produce una interrupción de aviso y una rutina de la BIOS activa una variable que lo indica, en el segmento de memoria 40h. Las propias funciones de la BIOS para acceder al disco se limitan a chequear continuamente esa variable hasta que cambie, lo que significa un evidente desaprovechamiento de las posibilidades que la gestión por interrupciones pone a nuestra disposición. Las interrupciones añaden cierta complejidad al diseño del hardware: en principio, es necesario jerarquizarlas de alguna manera para decidir cuál se atiende en el caso de que se produzcan dos simultáneamente. También es importante el control de prioridad para el caso de que se produzca una interrupción mientras se está procesando otra: sólo se la atenderá si es de mayor prioridad. En este capítulo sólo consideraremos las interrupciones hardware, no las de software ni las excepciones del procesador. 12.4.2. - DESCRIPCIÓN DEL INTEGRADO 8259. Este circuito integrado está especialmente diseñado para controlar las interrupciones en sistemas basados en el 8080/8085 y en el 8086. Puede controlar hasta 8 interrupciones vectorizadas. Además, a un 8259 se le pueden conectar en cascada un máximo de 8 chips 8259 adicionales, lo que permite gestionar sistemas con hasta 64 interrupciones, como veremos. D0 ██▌ 11 ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌ -CS ██▌ 1 ▌ -WR ██▌ 2 ▌ -RD ██▌ 3 ▌ D7 ██▌ 4 ▌ D6 ██▌ 5 ▌ D5 ██▌ 6 ▌ D4 ██▌ 7 ▌ D3 ██▌ 8 ▌ D2 ██▌ 9 ▌ D1 ██▌ 10 ▌

▐ 28 ▐██ Vcc ▐ 27 ▐██ A0 ▐ 26 ▐██ -INTA ▐

18 ▐██ IR0

▌

▐

CAS 0 ██▌ 12

17 ▐██ INT

▌

▐

CAS 1 ██▌ 13

16 ▐██ -SP/-EN

▌

▐

GND ██▌ 14 ▌

15 ▐██ CAS 2 '8259

▐

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

25 ▐██ IR7 ▐ 24 ▐██ IR6

El significado e interpretación de las señales se muestra a la derecha:

▐ 23 ▐██ IR5 ▐ 22 ▐██ IR4 ▐ 21 ▐██ IR3 ▐ 20 ▐██ IR2 ▐ 19 ▐██ IR1 ▐

-CS:Habilita la comunicación con la CPU. -WR:Permite al 8259 aceptar comandos de la CPU. -RD:Permite al 8259 dejar la información en el bus de datos. D7..D0:Bus de datos bidireccional, por el que se transmite la información de control/estado y el número de vector de interrupción. CAS0..CAS2:Líneas de cascada, actúan como salida en el 8259 maestro y como entrada en los 8259 esclavos, en un sistema con varios 8259 interconectados, constituyendo un bus local.

245

-SP/-EN:Pin de doble función: en el buffered mode del 8259 actuará como -EN, para habilitar los buffers del bus; en el modo normal indicará si el 8259 es maestro o esclavo (-SP). INT:Conectado a la patilla INT de la CPU para producir la interrupción cuando llegue el momento. IR0..IR7:Líneas asíncronas de petición de interrupción. Una petición de interrupción se ejecuta manteniendo IR en alto hasta que se recibe el reconocimiento (modo por flancos) o simplemente poniendo en alto la línea IR (modo por niveles). -INTA:Línea de reconocimiento de interrupción, por medio de esta línea se fuerza al 8259 a depositar en el bus la información del vector de interrupción. INTA es independiente de -CS. A0:En conjunción con -CS, -WR y -RD es empleada para enviar las palabras de comando al 8259 y para solicitar información al mismo. Suele ir conectada a la línea A0 de la CPU.


245


DESCRIPCIÓN FUNCIONAL El diagrama funcional del 8259, con la estructura interna de las diversas partes que lo componen, es el siguiente: ║ ║

INTA

INT Ω

│

│

║ ║ ┌───────────────┐ ╔═Ψ│

BUFFER DEL

║ ║

│ Χ═════Ψ ║ ║

║

│

BUS DE DATOS │

║

└───────────────┘

┌──────────Ϊ─────────────────────┴────────────┐ │

┌────║ ║─────┤

LÓGICA

│

DE CONTROL

│

│

║ ║

║

│

║ ║

D0..D7 Χ╝

│

║ ╚═══════════════════════════════════════════════════════════

│

║ ╔══════════Ω═══════════════════════════════════Ω════════════

│

║ ║

║

│

│

│

║

│

║ ║

║

│

│

│

║

│

║ ║

║

│

│

│

║

│

║ ║

┌─────╨───Ϊ─┐

┌─────Ϊ─────┐

┌──┴──╨─────┐

│

│

│

│

│

│

LÓGICA

│

│

│

│

DE

│

│

┌───────────────┐

└────────┬─────────────Ω──────────────Ω───────┘ │

│

│

-RD ──Ψ│

LÓGICA DE

│

│

║ ║

│

-WR ──Ψ│

LECTURA Y

│Χ───┤

║ ║

│

A0 ──Ψ│

ESCRITURA

│

│

║ ║

│

└───────Ω───────┘

│

║ ║

│

│

║ ║

│

│

║ ║

│ Register) │

│ PRIORIDAD │

│ Register) │Χ── IR5

│

║ ║

│

│

│

│

│

│Χ── IR6

│

║ ║

│

│

│

│

│

│Χ── IR7

│

║ ║

└──────Ω────┘

-CS ───────────┘

┌───────────────┐ CAS 0 Χ──Ψ│

BUFFER DE

│

│

║ ║

CAS 1 Χ──Ψ│

CASCADA Y

│Χ───┘

║ ║

CAS 2 Χ──Ψ│

COMPARADOR

│

║ ║Χ═══Ψ│

└───────Ω───────┘ -SP/-EN Χ──────────┘

I.S.R. (In Service

│

│Χ═══Ψ│ │

│

GESTIÓN DE

│Χ── IR0 I.R.R.

│Χ── IR1 │Χ── IR2

│Χ════│(Interrupt │Χ── IR3 │

└─────Ω─────┘

│

Request

│Χ── IR4

└────Ω──────┘

│

│

┌─────┴────────────────┴────────────────┴─────┐ IMR

│

║ ║

│

║ ║

└─────────────────────────────────────────────┘

(Interrupt Mask Register)

│

║ ║ bus interno

Los principales registros internos del 8259 son el IRR (Interrupt Request Register) y el ISR (In Service Register). El IRR almacena todas las peticiones de interrupción pendientes; el ISR almacena todas las interrupciones que están siendo atendidas en un momento dado. La lógica de gestión de prioridad determina qué interrupción, de las solicitadas en el IRR, debe ser atendida primero: cuando lleguen las señales INTA dicha interrupción será la primera procesada y su bit correspondiente se activará en el ISR. El buffer del bus de datos conecta el 8259 con el bus de datos de la placa principal del ordenador: su diseño en 3 estados permite desconectarlo cuando sea necesario; a través de este bus circulan las palabras de control y la información de estado. La lógica de lectura y escritura acepta los comandos que envía la CPU: aquí hay registros para almacenar las palabras de inicialización y operación que envía el procesador; también sirve para transferir el estado del 8259 hacia el bus de datos. El buffer de cascada/comparador almacena y compara las identificaciones de todos los 8259 que posea el sistema: el 8259 maestro envía la identificación del 8259 esclavo en las líneas CAS, los 8259 esclavos la leen y el implicado en la operación coloca en el bus de datos la dirección (vector) de la rutina que atenderá la interrupción en los 2 próximos (o el próximo) ciclos INTA. FUNCIONAMIENTO DEL 8259 El funcionamiento del 8259 varía ligeramente en función del sistema en que esté instalado, según sea este un 8086 o un 8080/8085. Veremos primero el caso del 8086: 1)Una o más líneas IR son activadas por los periféricos, lo que pone a 1 el correspondiente bit del IRR. 2)El 8259 evalúa la prioridad de estas interrupciones y solicita la interrupción a la CPU (línea INT) si es necesario.

245


3)Cuando la CPU reconoce la interrupción, envía la señal -INTA. 4)Nada más recibida la señal -INTA de la CPU, el 8259 activa el bit correspondiente a la interrupción de mayor prioridad (la que va a ser procesada) en el ISR y lo borra en el IRR. En este ciclo, el 8259 aún no controla el bus de datos. 5)Cuando la CPU envía un segundo ciclo -INTA, el 8259 deposita en el bus de datos un valor de 8 bits que indica el número de vector de interrupción del 8086, para que la CPU lo pueda leer. 6)En el modo AEOI del 8259, el bit de la interrupción en el ISR es borrado nada más acabar el segundo pulso INTA; en caso contrario, ese bit permanece activo hasta que la CPU envíe el comando EOI al final de la rutina que trata la interrupción (caso más normal). En el caso de sistemas basados en el 8080/8085, el funcionamiento es idéntico hasta el punto (3), pero a continuación sucede lo siguiente: 4)Nada más recibida la señal -INTA de la CPU, el 8259 activa el bit correspondiente a la interrupción de mayor prioridad (la que va a ser procesada) en el ISR y lo borra en el IRR. En este ciclo, el 8259 deposita en el bus de datos el valor 11001101b, correspondiente al código de operación de la instrucción CALL del 8080/85. 5)Esta instrucción CALL provoca que la CPU envíe dos pulsos -INTA. 6)El 8259 utiliza estos dos pulsos -INTA para depositar en el bus de datos, sucesivamente, la parte baja y alta de la dirección de memoria del ordenador de la rutina de servicio de la interrupción (16 bits). 7)Esto completa la instrucción CALL de 3 bytes. En el modo AEOI del 8259, el bit de la interrupción en el ISR es borrado nada más acabar el tercer pulso -INTA; en caso contrario, ese bit permanece activo hasta que la CPU envíe el comando EOI al final de la rutina que trata la interrupción. Si en el paso (4), con ambos tipos de microprocesador, no está presente la petición de interrupción (por ejemplo, porque ha sido excesivamente corta) el 8259 envía una interrupción de nivel 7 (si hubiera un 8259 conectado en IR7, las líneas CAS permanecerían inactivas y la dirección de la rutina de servicio de interrupción sería suministrada por el 8259 maestro). PROGRAMACIÓN DEL 8259 El 8259 acepta dos tipos de comandos generados por la CPU: los ICW (Inicialization Command Word) que inicializan el 8259, y los OCW (Operation Command Word) que permiten programar la modalidad de funcionamiento. Antes de que los 8259 de un sistema comiencen a trabajar deben recibir una secuencia de ICW que los inicialice. Los ICW y OCW constan de secuencias de 2 a 4 comandos consecutivos que el 8259 espera recibir secuencialmente, unos tras otros, a través del bus de datos, según sea necesario (el propio 8259 se encarga de contarlos midiendo los pulsos de la línea -WR). Los OCW pueden ser enviados en cualquier momento, una vez realizada la inicialización. La comunicación con el 8259 emplea las líneas -WR y -RW, así como A0. El hecho de que exista una sola línea de direcciones implica que el 8259 sólo ocupa dos direcciones de puerto de E/S en el espacio de entrada y salida del ordenador. ICWS (Inicialization Command Words). ICW1:Cuando un comando es enviado con A0=0 y D4=1, el 8259 lo interpreta como la primera palabra de la inicialización (ICW1) e inicia dicha secuencia de inicialización, lo que implica lo siguiente: - Se resetea el circuito sensible a los niveles, lo que quiere decir que hasta nueva orden las líneas IR serán sensibles por flancos de transición bajo-alto. - Se limpia el IMR. - A la línea IR7 se le asigna un nivel de prioridad 7. - Se desactiva el Special Mask Mode. Se queda listo para devolver IRR en la próxima lectura OCW3. - Si IC4 (bit D0) es 0, todas las funciones seleccionadas en ICW4 serán puestas a 0 (non buffered mode, no AEOI, sistema 8080/85) e ICW4 no será necesaria.

245


A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 0

│

│

│ A7

│

│

│ A6

│

│

│

A5

│

│

│

1

│

│

│ LTIM

│

│

│

ADI

│

│

│ SNGL

│

│

│ │

IC4

│

│

└─────────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴─────────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ └─────────┼─────────┘

│

Ϊ

│

Ϊ

│

"Call Address

│

a 0 si ICW4 innecesaria

dirección del vector de interrupción,

│

interval":

│

líneas A7..A5 (sólo 8080/85)

│

1 - 4 bytes

│

│

0 - 8 bytes

│

Ϊ

Ϊ

Ϊ

1 - IR por niveles

1 modo single

0 - IR por flancos

0 en cascada

Notas:Si SNGL es 1 significa que el 8259 es único en el sistema y no será enviada ICW3. Si IC4 es 0, tampoco será enviada ICW4. En el 8080/85, las diversas interrupciones generan CALL's a 8 direcciones adyacentes separadas 4 u 8 bytes (según indique ADI): para componer la dirección, el 8259 inserta A0..A4 (o A0..A5) convenientemente, según la interrupción que se trate. En el 8086, A7..A5 y ADI son ignoradas. ICW2:Se envía con A0=1, para diferenciarlo de ICW0 (hacer OUT a la siguiente dirección de puerto). A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 1

│

A15

│ │

│

A14

│ ó T7

│

│

A13

│ ó T6

│

A12

│

│

ó T5

│

│

A11

│ ó T4

│

│ │

ó T3

│ A10

│

│

│ A9

│

│

│ │

A8

│

│

└─────────┼─────────┴─────────┴─────────┴─────────┼─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘

Notas:En el 8080/85, A15..A8 completan la dirección de la rutina de servicio; en el 8086, T7..T3 determinan los cinco bits más significativos del número de vector de interrupción a invocar (los 3 bajos los suministra el 8259 según la interrupción que se trate). ICW3:Se envía sólo en el caso de que haya más de un 8259 en el sistema (bit SNGL de ICW1 a cero), en caso contrario en su lugar se enviaría ICW4 (si procede). Formato de ICW3 a enviar a un 8259 maestro: A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │ │

│ 1

│ │

│ S7

│ │

│ S6

│

│

S5

│

│

│ S4

│

│ │

│ S3

│

│ S2

│

│

│ S1

│

│

│ │

S0

│

│

└─────────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ └─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┤ Ϊ 0

-

La

línea

IR

correspondiente

no

tiene

conectado

un

8259

esclavo 1 - La línea IR correspondiente va conectada a un 8259 esclavo

Formato de ICW3 a enviar a un 8259 esclavo para que memorice de qué línea IR del maestro cuelga: A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐

245


│ │

│ 1

│

│

│ 0

│

│

│ 0

│

│

│ 0

│

│

│ 0

│

│

│ 0

│

│

│ ID2

│

│

│ ID1

│

│

│ ID0

│

│ │

└─────────┼─────────┴─────────┴─────────┴─────────┼─────────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ ├─────────┴─────────┘ Ϊ ID (identificación) del esclavo (0..7)

ICW4:Se envía sólo si IC4=1 en ICW1, con objeto de colocar el 8259 en un modo de operación distinto del establecido por defecto (que equivale a poner a cero todos los bits de ICW4). A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 1

│

│

│ 0

│

│

│ 0

│

│

│ 0

│

│

│ SFNM

│

│

│ BUF

│

│

│ M/S

│

│

│ AEOI

│

│

│ µPM

│

│ │

└─────────┼─────────┴─────────┴─────────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ ┌───────────────────┘

│

│

│

Ϊ

┌──────┘

│

│

1 - modo 8086

1 Special Fully Nested Mode

│ ┌──────────────┘

│

0 - " 8080/85

0 Not Special Fully Nested Mode

│ │

│

Ϊ

└───────┐

0 X

non buffered mode

1 0

buffered mode esclavo

│

1 1

buffered mode maestro

Ϊ 1 - Auto EOI 0 - EOI normal

Notas:El Special Fully Nested Mode, el buffered mode y la modalidad AEOI serán explicadas más tarde. Nótese que con el 8086 es obligatorio enviar ICW4 para seleccionar esta CPU. OCWS (Operation Command Words). Una vez inicializado, el 8259 está listo para procesar las interrupciones que se produzcan. Sin embargo, durante su funcionamiento normal está capacitado para recibir comandos de control por parte de la CPU. OCW1: A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 1

│

│

│ M7

│

│

│ M6

│

│

│ M5

│

│

│ M4

│

│

│ M3

│

│

│ M2

│

│

│ M1

│

│

│ M0

│

│ │

└─────────┼─────────┴─────────┴─────────┴─────────┼─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘

Este comando activa y borra bits en el IMR (Interrupt Mask Register). Los bits M0..M7 de OCW1 se corresponden con sus correspondientes bits del IMR. Un bit a 1 significa interrupción enmascarada (inhibida) y a 0, interrupción habilitada. OCW2: A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │ │

│ 0

│

│ R

│

│

│ SL

│

│

│ EOI

│

│ │

│ 0

│ │

│ 0

│ │

│ L2

│

│ L1

│

│

│ L0

│

│ │

└─────────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴─────────┼─────────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │

│

│

└─────────┼─────────┘

│ ┌───────┘

│

Ϊ

245


│ │ ┌───────────────┘

Nivel de IR sobre el que actuar

│ │ │ 0 0 1

EOI no específico ─────┬──Ψ

0 1 1

(*) EOI específico ────┘

Fin de interrupción

1 0 1

Rotar en comando EOI no específico ────┐

1 0 0

Activar rotación en modo AEOI

0 0 0

Desactivar rotación en modo AEOI

1 1 1

(#) EOI específico asignando prioridad ────┬───Ψ Rotación específica

1 1 0

(#) Comando para asignar prioridad ────────┘

0 1 0

No operación

────────┼──Ψ Rotación automática ─────┘

(*) Usados L0..L2 (#) en L0..L2 se indica la línea IR que recibirá la menor prioridad (en IR+1 queda la mayor).

OCW3: A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 0

│

│ │

│ 0

│

│ ESMM

│

│

│ SMM

│

│

│ 0

│

│

│

│

1

│

│ P

│

│

│ RR

│

│

│ RIS

│

│ │

└─────────┼─────────┴────┬────┴────┬────┴─────────┼─────────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │

│

┌───────────────────┘

│

│

┌───────────────────┘

│

│

┌─────────────────────┘

│

│ ┌───────────────────────────┘

│

│ ┌─────────────────────────────┘

│ │

Modo de máscara especial:

│

│ │

│ │

-------------------------

│

│ │

0 X

-

No actuar

│

0 X

-

No actuar

1 0

-

Inhibir Special Mask Mode

│

1 0

-

Leer IRR en próximo pulso -RD

1 1

-

Activar Special Mask Mode

│

1 1

-

Leer ISR en próximo pulso -RD

Comando de lectura de registro: -------------------------------

Ϊ 1 - Comando POLL 0 - No es comando POLL

TRABAJANDO CON EL 8259 En las ICW y, sobre todo, en las OCW, se han introducido un aluvión de elementos nuevos que serán explicados a continuación. Fully Nested Mode. Por defecto, el 8259 opera en esta modalidad (modo de anidamiento completo), a menos que se le programe de otra manera. En este modo las interrupciones quedan ordenadas, por prioridades, de 0 (máxima) a 7 (mínima). Cuando se produce un reconocimiento de interrupción por parte de la CPU, el 8259 evalúa cuál es la interrupción pendiente de mayor prioridad, coloca su número de vector en el bus y activa su bit correspondiente en el ISR. Este bit permanece activo hasta que el 8259 recibe el comando EOI (situación más normal); sin embargo, en el modo AEOI, ese bit se bajaría inmediatamente después del último -INTA. Mientras el bit del ISR esté activo, todas las interrupciones de igual o menor prioridad que lleguen permanecen inhibidas; sin embargo, las de mayor prioridad podrán interrumpir. En el caso del 8086, cuando comienza el tratamiento de la interrupción, un bit del registro de estado de la CPU mantiene inhibidas todas las interrupciones: lo normal es que el programa de control comience con STI para permitir que el 8086 envíe nuevas señales INTA al 8259, así el 8259 podrá enviar las interrupciones de mayor prioridad que le lleguen. Tras la secuencia de inicialización, las interrupciones quedan ordenadas de mayor (IR0) a menor prioridad (IR7), aunque este orden puede modificarse en la modalidad de prioridad rotatoria o con el comando de asignación de prioridad. Nótese que cuando se utiliza el modo AEOI o el Special Mask Mode no se respeta el modo Fully Nested Mode (debido a que una interrupción de menor prioridad podría interrumpir a una rutina que gestiona otra de mayor prioridad).

245


Special Fully Nested Mode. Se emplea en sistemas que tienen varios 8259 conectados. Sólo el 8259 maestro es programado en este modo, lo que implica las siguientes diferencias respecto al Fully Nested Mode normal: - Cuando se atiende una interrupción de un 8259 esclavo, si viene otra de mayor prioridad de ese mismo 8259 esclavo, se provoca una interrupción al maestro (normalmente, el 8259 esclavo estaría enmascarado mientras se procesa una de sus interrupciones). - Cuando acaba la rutina de servicio de interrupción, hay que enviar un EOI no-específico al 8259 esclavo; además hay que leer a continuación su ISR y comprobar si es cero: en ese caso, hay que enviar además otro EOI al 8259 maestro (si no es cero significa que aún hay interrupciones en proceso en el 8259 esclavo). Modos de EOI. El EOI (End Of Interrupt) sirve para bajar el bit del ISR que representa la interrupción que está siendo procesada. El EOI puede producirse automáticamente (AEOI) al final de la última señal INTA que envía la CPU al 8259 para una interrupción dada (tercer ciclo INTA en el 8080/85 y segundo en el 8086); sin embargo, la mayoría de los sistemas requieren una gestión de prioridades en las interrupciones, lo que significa que es más conveniente que EOI lo envíe el propio procesador al 8259, a través de OCW2, cuando acabe la rutina de gestión de interrupción, para evitar que mientras se gestiona esa interrupción se produzcan otras de igual o menor prioridad. En un sistema con varios 8259, el EOI debe ser enviado no sólo al 8259 esclavo implicado sino también al maestro. Hay dos modalidades de EOI: la específica y la no-específica. En el EOI no específico, el 8259 limpia el bit más significativo que esté activo en el ISR, que se supone que es el correspondiente a la última interrupción producida (la de mayor prioridad y que está siendo procesada). Esto es suficiente para un sistema donde se respeta el Fully Nested Mode. En el caso en que no fuera así, el 8259 es incapaz de determinar cuál fue el último nivel de interrupción procesado, por lo que la rutina que gestiona la interrupción debe enviar un EOI específico al 8259 indicándole qué bit hay que borrar en el ISR. Rotación de prioridades. Hay sistemas en que varios periféricos tienen el mismo nivel de prioridad, en los que no interesa mantener un orden de prioridades en las líneas IR. En condiciones normales, nada más atender una interrupción de un periférico, podría venir otra que también se atendería, mientras los demás periféricos se cruzarían de brazos. La solución consiste en asignar el menor nivel de prioridad a la interrupción recién atendida para permitir que las demás pendientes se procesen también. Para ello se envía un EOI que rote las prioridades: si, por ejemplo, se había procesado una IR3, IR3 pasará al menor nivel de prioridad e IR4 al mayor, quedando las prioridades ordenadas (de mayor a menor): IR4, IR5, IR6, IR7, IR0, IR1, IR2, IR3. Existe también una rotación específica de prioridades, a través de OCW2, que puede realizarse en un comando EOI o independientemente del mismo (comando para asignar prioridad). Special Mask Mode. Hay ocasiones en las que mientras se ejecuta una rutina de servicio de interrupción es necesario permitir que se produzcan ciertas interrupciones de menor prioridad en algunos momentos, o prohibirlo en otros, sin ser quizá interesante enviar el EOI antes de tiempo. Esto implica alterar la estructura normal de prioridades. La manera de realizar esto es activando el Special Mask Mode a través de OCW3 durante la rutina de servicio de interrupción (es más que conveniente inhibirlo de nuevo al final). Una vez activado este modo, el IMR indica qué interrupciones están permitidas (bit a 0) y cuáles inhibidas (bit a 1). Por ello, suele ser conveniente activar el bit del IMR correspondiente a la IR en servicio (para evitar que se produzca de nuevo cuando aún no ha sido procesada). Al final hay que enviar un EOI específico, ya que este modo de trabajo altera el Fully Nested Mode habitual. Comando POLL. En esta modalidad poco habitual, habilitada a través de OCW3, no se emplea la salida INT del 8259 o bien el microprocesador trabaja con las interrupciones inhibidas. El servicio a los periféricos es realizado por software utilizando el comando POLL. Una vez enviado el comando POLL, el 8259 interpreta la próxima lectura que se realice como un reconocimiento de interrupción, actualizando el ISR y consultando el nivel de prioridad. Durante esa lectura, la CPU obtiene en el bus de datos la palabra POLL que indica (en el bit 7) si hay alguna interrupción pendiente y, en ese caso, cuál es la de mayor prioridad (bits 0-2).

245


Lectura de información del 8259. El IMR puede ser leído a través de OCW0; para leer el contenido del IRR y el ISR hay que emplear OCW3. Para estos dos últimos registros hay que enviar una OCW3 que elija el IRR o el ISR; a continuación se puede leer el bus de datos (A0=0) sin necesidad de enviar más OCW3 (el 8259 es capaz de recordar si tiene que leer el IRR o el ISR). Esto último no es así, evidentemente, en el caso de utilizar el comando POLL (tras enviarlo, la próxima lectura se interpreta como un INTA). Tras inicializarse, el 8259 queda preparado por defecto para devolver IRR a la primera lectura. Buffered Mode. Al emplear el 8259 en grandes sistemas, donde se requieren buffers en los buses de datos, si se va a emplear el modo cascada existe el problema de la habilitación de los buffers. Cuando se programa el modo buffer, la patilla -SP/-EN del 8259 actúa automáticamente como señal de habilitación del los buffers cada vez que se deposita algo en el bus de datos. Si se programa de esta manera el 8259 (bit BUF de ICW4) será preciso distinguir por software si se trata de un 8259 maestro o esclavo (bit M/S de ICW4). 12.4.3. - EL 8259 DENTRO DEL ORDENADOR. Los PC/XT vienen equipados con un 8259 conectado a la dirección base E/S 20h; este controlador de interrupciones es accedido, por tanto, por los puertos 20h (A0=0) y 21h (A0=1). En los AT y máquinas superiores, adicionalmente, existe un segundo 8259 conectado en cascada a la línea IR2 del primero. Este segundo controlador es accedido a través de los puertos 0A0h y 0A1h. La BIOS del ordenador, al arrancar la máquina, coloca la base de interrupciones del primer controlador en 8, lo que significa que las respectivas IR0..IR7 están ligadas a los vectores de interrupción 8..15; el segundo 8259 de los AT genera las interrupciones comprendidas entre 70h y 77h. La asignación de líneas IR para los diversos periféricos del ordenador es la siguiente (por orden de prioridad): IRQ 0

Temporizador

IRQ 1

Teclado

(INT 09h)

(INT 08h)

IRQ 2

En los PC/XT: canal E/S IRQ 8 Reloj de tiempo real

(INT 0Ah) (INT 70h) ─┐ (INT 71h)

│

IRQ 10 Reservado

(INT 72h)

│

IRQ 11 Reservado

(INT 73h)

│

IRQ 12 Reservado

(INT 74h)

│Ψ Sólo AT y PS/2

IRQ 9

Simulación de IRQ2

IRQ 13 Coprocesador aritmético (INT 75h)

│ │

IRQ 14 Controlador de disco duro

(INT 76h)

IRQ 15 Reservado

(INT 77h) ─┘

IRQ 3

COM2

(INT 0Bh)

IRQ 4

COM1

(INT 0Ch)

IRQ 5

Disco duro PC/XT (LPT2 en el AT)

(INT 0Dh)

IRQ 6

Controlador de disquetes

(INT 0Eh)

IRQ 7

LPT1

(INT 0Fh)

En los AT, la línea IR2 del 8259 maestro es empleada para colgar de ella el segundo 8259 esclavo. Como la línea IR2 está en el slot de expansión de 8 bits, por razones de compatibilidad los AT tienen conectado en su lugar la IR9 que simula la IR2 original. Cuando se produce una IR9 debido a un periférico de XT que pretendía generar una IR2, el AT ejecuta una rutina de servicio en INT 71h que salta simplemente a la INT 0Ah (tras enviar un EOI al 8259 esclavo). La colocación de IRQ0-IRQ7 en el rango INT 8-INT 15 fue bastante torpe por parte de IBM, al saltarse la especificación de Intel que reserva las primeras 32 interrupciones para el procesador. En modo protegido, algunas de esas excepciones es estrictamente necesario controlarlas. Por ello, los sistemas operativos que trabajan en modo extendido y ciertos extensores del DOS (como las versiones 3.x de WINDOWS) se ven obligados a mover de sitio estas interrupciones. En concreto, WINDOWS 3.x las coloca en INT 50h-INT 57h (por software, las máquinas virtuales 8086 emulan las correspondientes INT 8-INT 15). Además, en el modo protegido del 286/386 (o el virtual-86 del 386) la tradicional tabla de vectores de interrupción es sustituida por

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otra de descriptores, aunque el funcionamiento global es similar. La interrupción no enmascarable del 80x86 no está controlada por el 8259: es generada por la circuitería que controla la memoria si se detecta un error de paridad. La interrupción no enmascarable puede ser enmascarada en los ordenadores compatibles gracias a la circuitería de apoyo al procesador, aunque no es frecuente; en los AT el bit 7 del puerto 70h controla su habilitación (si es cero, la NMI está habilitada) sin embargo también se podría inhibir el control de paridad directamente (activando los bits 2 y 3 de la dirección E/S 61h, respetando el resto de los bits de ese puerto por medio de una lectura previa). En los PC/XT, es el puerto 0A0h el que controla la habilitación de la NMI, también con el bit 7 (con la diferencia de que debe estar a cero para inhibirla). Durante la inicialización del ordenador, la BIOS envía sucesivamente al 8259 las palabras ICW1 a ICW4 de la siguiente manera (listado extraído directamente de la BIOS): ; Inicialización del 8259 maestro (XT/AT) MOV

AL,10001b

; funcionamiento por flancos, cascada, ICW4 necesaria

OUT

20h,AL

; enviar ICW1

JMP

SHORT $+2


MOV

AL,8

; base de interrupciones en INT 8

OUT

21h,AL

; enviar ICW2

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,4

; hay un esclavo en IR2 (S2=1)

OUT

21h,AL

; enviar ICW3

¡poner 0 en PC/XT!

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,1

; modo 8086, EOI normal, not buffered mode

OUT

21h,AL

; enviar ICW4: completada la inicialización del 8259-1

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,255

OUT

21h,AL

; enmascarar todas las interrupciones

JMP

SHORT $+2

; Inicialización del 8259 esclavo (sólo AT)

MOV

AL,10001b

; funcionamiento por flancos, cascada, ICW4 necesaria

OUT

0A0h,AL

; enviar ICW1

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,70h

; base de interrupciones en INT 70h

OUT

0A1h,AL

; enviar ICW2

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,2

; es el esclavo conectado a IR2

OUT

0A1h,AL

; enviar ICW3

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,1

; modo 8086, EOI normal, not buffered mode

OUT

0A1h,AL

; enviar ICW4: completada la inicialización del 8259-2

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,255

OUT

0A1h,AL

; enmascarar todas las interrupciones

Como se puede observar, la rutina de arriba enmascara todas las interrupciones a través del IMR. El objetivo de esta medida es evitar que se produzcan interrupciones antes de desviar los correspondientes vectores, pudiendo incluso mientras tanto estar habilitadas las interrupciones con STI. Cuando se produce una interrupción de la CPU (bien por software o por hardware), el indicador de interrupciones del registro de estado del 8086 se activa para inhibir otra posible interrupción mientras se procesa esa (la instrucción IRET recuperará los flags del programa principal devolviendo las interrupciones a su estado previo). Lo normal suele ser que las rutinas que gestionan una interrupción comiencen por un STI con objeto de permitir la generación de otras interrupciones; las interrupciones sólo deben estar inhibidas en brevísimos momentos críticos. Sin embargo, cuando se procesa una interrupción hardware, el registro de interrupciones activas (ISR) indica qué interrupción en concreto está siendo procesada; si en ese momento llega otra

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interrupción hardware de menor o igual prioridad le será denegada la petición, si es de mayor prioridad le será concedida (si la rutina comenzaba por STI). Cuando acaba de procesarse la interrupción hardware, la instrucción IRET no le dice nada al 8259, por lo que el programador debe preocuparse de borrar el ISR antes de acabar. Si, por ejemplo, se gestiona la interrupción del temporizador sin limpiar al final el ISR, a partir de ese momento quedarán bloqueados el teclado, los discos ... Conviene aquí señalar que una rutina puede apoyarse en una interrupción hardware sin necesidad de reprogramarla por completo. Ejemplo: STI PUSH

AX

IN

AL,puerto_teclado

CALL

anterior_int9

; ;

procesar tecla

; POP

Al producirse la INT 9 se lee el código de rastreo de la tecla y luego se llama a la rutina que gestionaba con anterioridad a ésta la INT 9: ella se encargará de limpiar el ISR que, por tanto, no es tarea de nuestra rutina. Si hubiera que limpiar el ISR, bastaría con un EOI no específico (OCW2: enviar un valor 20h al puerto 20h para el 8259-1 y al puerto 0A0h para el 8259-2; en las IRQ8-IRQ15 hay que enviar el EOI a ambos controladores de interrupción).

AX

IRET

Aviso:

Aunque el funcionamiento del 8259 es suficientemente lógico como para pasar casi inadvertido, hay veces en que hay que tenerlo en cuenta. Por ejemplo, al utilizar el servicio 86h de la INT 15h del AT (con objeto de hacer retardos) desde una interrupción hardware comprendida entre IRQ 0 e IRQ 7, conviene limpiar el ISR antes de llamar: no basta con hacerlo al final de la rutina. La causa es que la BIOS utiliza las interrupciones asociadas al reloj de tiempo real para hacer el retardo, y en algunas máquinas es poco precavido y no limpia el ISR al principio, lo que deja totalmente bloqueado el ordenador.

12.4.4. - EJEMPLO: CAMBIO DE LA BASE DE LAS INTERRUPCIONES. La siguiente utilidad reprograma el 8259 maestro para desviar las INT 8-INT 15 a los nuevos vectores INT 50h-INT 57h (que invocan a los originales, para que el sistema siga funcionando con normalidad). Esta nueva ubicación no ha sido elegida por capricho, y es la misma que emplea WINDOWS 3.x. La razón es que el 386 trabaja normalmente en modo virtual-86 bajo MS-DOS 5.0; cuando se produce una interrupción se ejecuta una rutina en modo protegido. El EMM386 del MS-DOS 5.0 no está preparado para soportar las IRQ0-IRQ7 en otra localización que no sea la tradicional INT 8-INT 15 ó en su defecto INT 50h-INT 57h (por compatibilidad con WINDOWS). Con el QEMM386 o, simplemente, sin controlador de memoria expandida instalado, no habría problemas y se podría elegir otro lugar distinto. Por cierto: si se entra y se sale de WINDOWS, la nueva localización establecida, ya sea en 50h o en otro sitio, deja de estar vigente: esto significa que WINDOWS reprograma la interrupción base al volver al DOS. Personalmente he comprobado que aunque IRQDEMO fuera más elegante (empleando funciones de la especificación VCPI), nuestro querido WINDOWS no lo sería: ¡para qué molestarse!. Sin embargo, IRQDEMO sí se toma la molestia de comprobar si la máquina es un XT o un AT para enviar correctamente la ICW3 del 8259. IRET

; ******************************************************************** ; *

IRQDEMO.ASM

-

Utilidad residente de demostración, que desvía *

; *

las interrupciones hardware INT 8-INT 15 hacia *

; *

los vectores INT 50h a INT 57h.

*

irq2:

10

IRET irq3:

INT

11

IRET

; ******************************************************************** irq4: irqdemo

INT

INT

12

IRET

SEGMENT ASSUME CS:irqdemo, DS:irqdemo

irq5:

INT

13

IRET ORG

irq6:

100h

INT

14

IRET

inicio: JMP

irq7:

main

INT

15

IRET ; ------------ Area residente tam_resid irq0:

INT

8

IRET irq1:

INT

; podría aprovechar también 9

EQU

($-OFFSET inicio+256+15)/16

; simular IRQ's normales (se

; para hacer algo más útil).

; ------------ Código de instalación

245

main

otra_int:

main


PUSHF

PROC

POP

AX

AND

AX,0F000h

AX

CMP

AX,0F000h

PUSH

BX

MOV

AX,1

MOV

AH,25h

JNE

es_AT

MOV

DX,[BX]

DEC

AX

INT

21h

POP

BX

ADD

BX,2

POP INC CMP

AL,58h

JB

otra_int

CALL

es_AT?

MOV

BL,4

MUL

BL

MOV

BL,AL

CALL

inic_8259

LEA

DX,texto_txt

MOV

AH,9

INT

21h

MOV

ES,ES:[2Ch]

MOV

AH,49h

INT

21h

MOV

AH,31h

MOV

DX,tam_resid

INT

21h

LEA

BX,tabla_ints

MOV

AL,50h

PUSH

; nueva base para IRQ's 0-7

RET

es_AT?

ENDP

AX

tabla_ints

DW

irq0, irq1, irq2, irq3, irq4, irq5, irq6, irq7

AL

texto_txt

DB

13,10,"Las interrupciones 8-15 son ahora 50-57h."

DB

13,10,"$"

irqdemo

PROC

; BL = 4 en AT y 0 en PC/XT


; liberar entorno


; Inicialización 8259 maestro

MOV

AL,0FFh

OUT

21h,AL

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,10001b

; flancos, maestro, sí ICW4

OUT

20h,AL

; enviar ICW1

JMP

SHORT $+2

; estado de espera E/S

MOV

AL,50h

; base interrupciones INT 50h

OUT

21h,AL

; enviar ICW2

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,BL

; 4 en AT y 0 en PC/XT

OUT

21h,AL

; enviar ICW3

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,1

; modo 8086, EOI normal

OUT

21h,AL

; enviar ICW4

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,0

OUT

21h,AL

; enmascarar todas las IRQ

; permitir todas las IRQ

RET ENDP

es_AT?

PROC

; comprobar si es XT ó AT

PUSHF POP

AX

AND

AX,0FFFh

PUSH

AX

POPF

ENDS END

ENDP

inic_8259

; indicar PC/XT

es_AT:

; desviar INT 50h-57h

; ------------ Subrutinas de apoyo a la instalación.

inic_8259

; indicar AT

inicio

245


12.5 - EL CHIP DMA 8237. 12.5.1 - EL ACCESO DIRECTO A MEMORIA. El acceso directo a memoria es una técnica de diseño del hardware que permite a los periféricos conectados a un sistema realizar transferencias sobre la memoria sin la intervención del procesador. De esta manera, las lentas operaciones de entrada y salida de bloques de datos, se pueden realizar en la sombra mientras la CPU se dedica a otras tareas más útiles. Como la memoria del ordenador sólo puede ser accedida a un tiempo por una fuente, en el momento en que el DMA realiza las transferencias el microprocesador se desconecta de los buses, cediéndole el control. El funcionamiento del controlador de DMA se basa en unos registros que indican la dirección de memoria a ser accedida y cuántas posiciones de memoria quedan aún por transferir. La transferencia de datos entre los periféricos y la memoria por DMA no suele efectuarse de golpe, sino más bien poco a poco, robándole algunos ciclos a la CPU. Los controladores de DMA suelen disponer de varias líneas de petición de DMA, pudiendo atender las necesidades de varios periféricos que soliciten una transferencia, quienes deben haber sido diseñados expresamente para soportar el DMA. 12.5.2 - DESCRIPCIÓN DEL INTEGRADO 8237. El 8237 es un controlador de DMA de 4 canales programables en 3 modos diferentes, con posibilidad de ser conectado en cascada con otros de su misma especie. Además de las funciones tradicionales, el 8237 soporta también transferencias memoria-memoria, incluyendo la posibilidad de rellenar un área de la memoria con cierto dato. La arquitectura es de 16 bits, tanto para direcciones como datos, por lo que está especialmente diseñado para sistemas basados en el Z80 y 8085; aunque puede operar también con procesadores más avanzados, como la serie 80x86, pero sin alcanzar a aprovechar todas sus posibilidades. ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌ -IOR ██▌ 1 ▌ -IOW ██▌ 2 ▌ -MEMR ██▌ 3 ▌ -MEMW ██▌ 4 ▌ NC ██▌ 5 ▌ READY ██▌ 6 ▌ HLDA ██▌ 7 ▌ ADSTB ██▌ 8 ▌ AEN ██▌ 9 ▌ HRQ ██▌ 10 ▌ -CS ██▌ 11 ▌ CLK ██▌ 12 ▌ RESET ██▌ 13 ▌ DACK2 ██▌ 14 ▌ DACK3 ██▌ 15 ▌

▐ 40 ▐██ A7 ▐ 39 ▐██ A6 ▐ 38 ▐██ A5 ▐ 37 ▐██ A4 ▐ 36 ▐██ -EOP ▐ 35 ▐██ A3 ▐ 34 ▐██ A2 ▐ 33 ▐██ A1 ▐ 32 ▐██ A0 ▐ 31 ▐██ Vcc ▐ 30 ▐██ DB0 ▐ 29 ▐██ DB1 ▐ 28 ▐██ DB2 ▐ 27 ▐██ DB3 ▐ 26 ▐██ DB4 ▐

DREQ3 ██▌ 16

25 ▐██ DACK0

▌

▐

DREQ2 ██▌ 17

24 ▐██ DACK1

▌

▐

DREQ1 ██▌ 18

23 ▐██ DB5

▌

▐

DREQ0 ██▌ 19

22 ▐██ DB6

▌

▐

GND ██▌ 20 ▌

21 ▐██ DB7 '8237

▐

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

245


CLK:Señal de reloj básica.

transistor en colector abierto, por lo que requiere una resistencia externa. Cuando llega una

-CS:Línea de habilitación del chip.

señal -EOP, el 8237 finaliza el servicio aunque en el modo de autoinicialización los registros

RESET:Esta señal provoca la limpieza de los

base volverán a ser escritos en los registros en curso del canal implicado. El canal resulta

registros de comando, estado, solicitud y los temporales; borra el banderín last/first y el contador de registro de modo; el registro de máscara se asigna para ignorar las solicitudes. El 8237 queda en Ciclo Inactivo. READY:Señal que puede ser empleada para extender los pulsos de lectura y escritura en memoria del 8237 para trabajar con memorias lentas. HLDA:Hold Acknowledge, línea por la que la CPU indica que ha liberado los buses. DREQ0..3:DMA Request; son 4 líneas asíncronas de petición de DMA. En el modo de prioridad fija, DREQ0 tiene la máxima y DREQ3 la mínima. Los periféricos solicitan el servicio de DMA en estas líneas y esperan a bajarlas hasta el correspondiente DACK. La polaridad de DREQ es programable. Las líneas no usadas deben ser enmascaradas. DB0..DB7:BUS de datos bidireccional y triestado. Durante los ciclos de DMA, los 8 bits más significativos de la dirección son colocados en el bus de datos con objeto de ser almacenados en un latch exterior controlado

por

ADSTB.

En

las

operaciones memoria-memoria, el bus de datos recibe y envía los bytes a transferir. -IOR:I/O Read. Línea bidireccional de 3 estados. En el

ciclo

inactivo

es

una

entrada

empleada por la CPU para leer los registros de control; en el ciclo activo actúa como línea de salida para que el 8237 controle la lectura de datos de los periféricos. -IOW:I/O Write. Línea bidireccional de 3 estados. En el ciclo inactivo es una entrada empleada por la CPU para escribir los registros del 8237; en el ciclo activo actúa como línea de salida para que el 8237 controle la escritura de datos en los periféricos. -EOP:End Of Process. Línea bidireccional que informa de la finalización del servicio DMA. El 8237 permite que un ente exterior fuerce el final de un servicio bajando esta línea. El propio 8237 genera un pulso en ella cuando se alcanza un TC (Terminal Count, fin de cuenta) en algún canal, salvo en el modo memoria-memoria del canal 0 (en ese caso, la señal se produce al alcanzarse el TC del canal 1). Esta patilla está conectada en el interior del chip a un

enmascarado salvo en el caso del modo de autoinicialización.


245

A0..A3:Líneas bidireccionales triestado de direcciones. En el ciclo inactivo son entradas empleadas para direccionar los registros internos a leer o escribir. En el ciclo activo, son salidas y proveen los 4 bits menos significativos de la dirección. A4..A7:Líneas triestado de salida de direcciones. Proveen los 4 bits altos de la dirección durante el ciclo activo. HRQ:Hold Request. Línea de salida para solicitar los buses a la CPU, en el caso en que haya que realizar una transferencia. En los sistemas en que el 8237 controla totalmente el bus, esta patilla puede ir directamente conectada a HLDA. DACK0..3: DMA Acknowledge. Avisa a los periféricos de que ha sido atendida su petición. El nivel de operación de esta línea es programable. RESET las baja. AEN:Address Enable. Habilita el latch de 8 bits que guarda la parte alta de la dirección. Sirve también para inhibir el acceso al bus por parte de otras fuentes. ADSTB:Address Strobe. Línea que controla el almacenamiento de la parte alta de la dirección, cuando está en el bus de datos, en el latch externo. -MEMR:Memory Read. Salida triestado empleada para acceder a la memoria durante la lectura o las transferencias memoria-memoria. -MEMW:Memory Write. Salida triestado empleada para acceder a la memoria durante la escritura o las transferencias memoria-memoria.

245


DESCRIPCIÓN FUNCIONAL Los modos de operación del 8237 están diseñados para soportar transferencias de una sola palabra de datos y flujos de datos discontinuos entre la memoria y los periféricos. El controlador de DMA es realmente un circuito secuencial generador de señales de control y direcciones que permite la transferencia directa de los datos sin necesidad de registros temporales intermedios, lo que incrementa drásticamente la tasa de transferencia de datos y libera la CPU para otras tareas. Las operaciones memoria-memoria precisan de un registro temporal intermedio, por lo que son al menos dos veces más lentas que las de E/S, aunque en algunos casos aún más veloces que la propia CPU (no es el caso de los ordenadores compatibles). El 8237 consta internamente de varios bloques: un bloque de control de tiempos que genera las señales de tiempo internas y las señales de control externas; un bloque de gestión de prioridades, que resuelve ┌────────────────────────────────────────┬─────────┬──────────────┐ los conflictos de prioridad │ Tipo de registro │ Tamaño │ Nº registros │ cuando varios canales de DMA ├────────────────────────────────────────┼─────────┼──────────────┤ son accedidos a la vez; también │ Registro base de dirección │ 16 bits │ 4 │ posee un elevado número de │ Registro base contador de palabras │ 16 bits │ 4 │ registros para gestionar el │ Registro de dirección en curso │ 16 bits │ 4 │ funcionamiento. Los registros │ Registro contador de palabras en curso │ 16 bits │ 4 │ internos del 8237 están │ Registro temporal de dirección │ 16 bits │ 1 │ resumidos en la figura de la │ Registro temporal contador de palabras │ 16 bits │ 1 │ derecha. │ Registro de estado │ 8 bits │ 1 │ │ Registro de comandos

│

8 bits │

1

│

│ Registro temporal

│

8 bits │

1

│

│ Registro de modo

│

6 bits │

4

│

│ Registro de máscara

│

4 bits │

1

│

│ Registro de petición

│

4 bits │

1

│

└────────────────────────────────────────┴─────────┴──────────────┘

OPERACIÓN DEL DMA En un sistema, los buses del 8237 están conectados en paralelo al bus general del ordenador, siendo necesario un latch externo para almacenar la parte alta de la dirección de memoria. Cuando está inactivo, el 8237 está desconectado de los buses; cuando se produce una petición de DMA pasa a controlar los buses y a generar las señales necesarias para realizar las transferencias. La operación que realiza el 8237 es consecuencia de la programación realizada previamente en los registros de comando, modo, base de dirección y contador de palabras a transferir. Para comprender mejor el funcionamiento del 8237 es conveniente considerar los estados generados por cada ciclo. El DMA opera básicamente en dos ciclos: el activo y el inactivo (o idle). Tras ser programado, el DMA permanece normalmente inactivo hasta que se produce la solicitud de DMA en algún canal o vía software. Cuando ésta llega, si ese canal no estaba enmascarado (es decir, inhibido) el 8237 solicita los buses a la CPU y se pasa al ciclo activo. El ciclo activo se compone de varios estados internos, en función de la manera en que sea programado el chip. El 8237 puede asumir 7 diferentes estados, cada uno de ellos compuesto de un ciclo de reloj completo. El estado 1 (S1) es el estado inactivo o idle. En él se entra cuando no hay pendiente una petición de DMA válida, al final de la secuencia de transferencia, o tras un reset o un Master Clear (que se verá más adelante). En S1 el DMA está inactivo pero puede ser programado por el microprocesador del sistema. El estado 0 (S0) es el primer estado de servicio DMA. El 8237 ha solicitado los buses a la CPU a través de la línea HRQ pero la CPU aún no ha respondido a través de HLDA. En esta situación, el 8237 puede aún todavía ser programado. Una vez que la CPU responde, la labor del 8237 puede comenzar: los estados S2, S3 y S4 se suceden entonces para realizar el servicio. Si se necesitara más tiempo, está prevista la posibilidad de insertar estados de espera entre S2 ó S3 y S4 a través de la patilla READY.


245

Téngase en cuenta que los datos son pasados directamente de la memoria hacia/desde los periféricos, por lo tanto no cruzan a través del DMA (las líneas -IOR y -MEMW, o -IOW y -MEMR, son activadas al mismo tiempo). El caso de las operaciones memoria-memoria es especial, ya que para cada palabra a mover hay que realizar la operación de lectura (en unos estados denominados S11, S12, S13 y S14) y después la de escritura (estados S21, S22, S23, S24). Ciclo Inactivo. Este es el estado en el que el 8237 espera pacientemente a que aparezca alguna solicitud de DMA, comprobando las líneas DREQ en los flancos de bajada de las señales de reloj: en esto consisten los estados S1. En esta situación, el 8237 puede ser programado por la CPU. Para ello, las líneas A0..A3 seleccionan el registro interno y -IOR e -IOW indican si se trata de leer o escribir. Como algunos de los registros internos son de 16 bits, existe un flip-flop interno que conmuta en cada operación de escritura sobre ellos, para que el 8237 sepa si está recibiendo el byte alto o el bajo (este flip-flop es puesto a cero en un Reset o en un comando Master Clear, existiendo también comandos especiales para controlarlo). Algunas combinaciones de A0..A3 y las líneas -IOR e -IOW, en lugar de acceder a los registros, constituyen comandos especiales. Ciclo Activo. Cuando el 8237 está en el ciclo inactivo y se produce una petición por software o un canal no enmascarado solicita servicio DMA, se pasa al estado activo y se opera en uno de estos 4 modos: Single Transfer Mode (Modo de transferencia única): El dispositivo es programado para realizar una única transferencia. El registro contador de palabras es decrementado y el de direcciones se incrementa/decrementa según ha sido programado. Cuando el registro contador de palabras se desborda (pasa de 0 a 0FFFFh) se activa el bit Terminal Count (fin de cuenta) en el registro de estado y la patilla -EOP genera un pulso. Si el canal estaba programado para autoinicializarse esto es lo que realiza; en caso contrario, se activa automáticamente el bit de máscara para inhibir hasta nueva orden ese canal. DREQ debe permanecer activo hasta que DACK responda. Sin embargo, si DREQ permanece activo hasta que acaba el proceso de transferencia, la línea HRQ baja y se ceden momentáneamente los buses al sistema. Después, vuelve a subir, y cuando se recibe el HLDA de la CPU se pueden realizar más transferencias de este tipo. En la serie 8080 y 80x86, esto asegura al menos un ciclo para la CPU entre las sucesivas transferencias del DMA. Block Transfer Mode (Modo de transferencia de bloque). Se diferencia del anterior en que en lugar de transferir una sola palabra se mueven todas las necesarias hasta que el registro contador de palabras se desborda. Lógicamente, también se acaba el proceso si alguien actúa sobre la patilla -EOP. DREQ sólo es preciso activarlo hasta que DACK responde. Demand Transfer Mode (Modo de transferencia por demanda). Se diferencia del anterior en que la transferencia se realiza sólo mientras DREQ permanece activo. Esto significa que se pueden transferir datos hasta agotar las posibilidades del dispositivo; cuando el dispositivo tenga más datos listos puede volver a activar DREQ para continuar donde lo dejó. Esta modalidad permite dejar ciclos a la CPU cuando no es realmente necesario que el DMA opere. Además, en los períodos de inactividad, los valores de dirección en curso y contador de palabras son almacenados en el Registro de direcciones en curso y en el Registro contador de palabras en curso correspondientes al canal implicado; mientras tanto, otros canales de mayor prioridad pueden ser atendidos por el 8237. Conexión en cascada de varios 8237. Esta conexión es empleada para conectar más de un 8237 en el sistema. La línea HRQ de los 8237 hijo es conectada a la DREQ del 8237 padre; la HLDA lo es a la DACK. Esto permite que las peticiones en los

245


diversos 8237 se propaguen de uno a otro a través de la escala de prioridades del 8237 del que cuelgan. La estructura de prioridades es por tanto preservada. Teniendo en cuenta que el canal del 8237 padre es empleado sólo para priorizar el 8237 adicional que cuelga (hijo), no puede emitir direcciones ni señales de control por sí mismo: esto podría causar conflictos con las salidas del canal activo en el 8237 hijo. Por tanto, el 8237 padre se limita en el canal del que cuelga el 8237 hijo a controlar DREQ, DACK y HRQ, dejando inhibidas las demás señales. El -EOP externo será ignorado por el 8237 padre, pero sí tendrá efecto en el 8237 hijo correspondiente. Cuando de un 8237 cuelga otro, estamos ante un sistema DMA de dos niveles. Si del DMA hijo cuelga a su vez otro, sería un sistema DMA de tres niveles, como el mostrado a continuación:

┌────────────────┐

┌────────────────┐

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│

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│

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┌────────────────┐

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│

DREQ │Χ───────│ HRQ

│

│

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│

DACK │───────Ψ│ HLDA

│

│

│

│

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│

C.P.U.

│ │

'8237

│

│

│

│

│Χ───────│ HRQ

│

│

│

│───────Ψ│ HLDA

│

│


│

│

│

│

│

│


│

└────────────────┘

│

│

└────────────────┘

'8237

│ │

┌────────────────┐

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│ │

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│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

┌────────────────┐

│ '8237

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│


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│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

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│

│

│

│

│

└────────────────┘

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

└────────────────┘

│

'8237

└────────────────┘ Primer nivel

Segundo Nivel

Tercer Nivel

Al programar los 8237 en cascada, se debe empezar por el primer nivel. Tras un Reset, las salidas DACK son programadas por defecto para ser activas a nivel bajo y son colocadas en alto. Si están conectadas directamente a HLDA, el segundo nivel de 8237 no puede ser programado hasta que la polaridad de DACK no se cambie para que sea activa a nivel alto. Los bits de máscara de canales del 8237 padre funcionan como cabría esperar, permitiendo inhibir 8237's de niveles inferiores. Modos de transferencia. Cada uno de los 3 modos de transferencia puede realizar 3 tipos distintos de transferencias: lectura, escritura y verificación. La lectura pasa datos de la memoria al dispositivo E/S (activando -IOW y -MEMR); la


245

escritura mueve datos desde los dispositivos E/S a la memoria (activando -IOR y -MEMW). Las transferencias de tipo verificación son pseudotransferencias: el funcionamiento es similar a la lectura o escritura pero sin tocar las líneas de control de la memoria ni de los periféricos; durante el modo de verificación se ignora la línea READY; este modo no es permitido en las operaciones memoria-memoria. Autoinicialización. Cualquier canal puede ser programado para incluir esta característica. En el momento de programar el chip, los registros base de dirección y base contador de palabras son cargados a la vez y con el mismo valor que los registros de dirección en curso y contador de palabras en curso. Los registros base permanecen inalterados en todo momento, por lo que al final del servicio sirven, en este modo de trabajo, para recargar de nuevo los registros en curso. Esto sucede justo tras la señal -EOP, quedando el 8237 listo para repetir de nuevo la misma transferencia (cuando se solicite a través de la línea DREQ o por software). En esta modalidad, los bits de máscara están a 0. Memoria-Memoria. En este tipo de transferencia se emplean siempre los canales 0 y 1. La transferencia comienza activando la línea DREQ del canal 0, bien por hardware o por software. El 8237 solicita entonces un servicio de DMA ordinario, con el que lee el byte de la memoria a través de 4 estados y empleando el Block Transfer Mode visto con anterioridad. El registro de dirección en curso del canal 0, que indica la dirección origen en la memoria, es incrementado/decrementado (según haya sido programado) y el dato es almacenado en el registro temporal del 8237. En otros 4 estados más, el dato es pasado del 8237 de nuevo a la memoria, usando la dirección del registro de dirección en curso del canal 1, que indica la dirección destino en memoria, el cual es también incrementado/decrementado según proceda. Además, se decrementa el registro contador de palabras en curso del canal 1: si al decrementar se desborda (pasa de 0 a 0FFFFh) se activa el bit TC del registro de estado (Terminal Count, fin de cuenta) y se genera un pulso -EOP, finalizando el proceso. En el caso de que el valor del registro contador de palabras del canal 0 pase de 0 a 0FFFFh, sin embargo, no se actúa sobre TC ni sobre EOP (no finaliza el proceso) aunque este canal se autoinicializa si así estaba programado. Si se desea una autoinicialización total en este tipo de transferencias, los registros contadores de palabras del canal 0 y 1 han de ser programados con el mismo valor inicial; de lo contrario, sólo uno de los dos canales se autoinicializará (el que primero desborde su registro contador de palabras). El canal 0 puede ser también programado para retener siempre la misma dirección durante todas las transferencias, lo que permite copiar un mismo byte en todo un bloque de la memoria. El 8237 puede responder a señales -EOP externas durante este tipo de transferencias, pero sólo cede el control de los buses después de completar la transferencia de la palabra que tenga entre manos. Los circuitos para comparar datos en búsquedas de bloques pueden emplear -EOP para terminar la operación tras encontrar lo que buscan. Las operaciones memoria-memoria se pueden detectar por hardware como una combinación de AEN activo sin que al mismo tiempo se produzcan salidas DACK. Prioridad. El 8237 tiene dos maneras de codificar la prioridad, seleccionables por software. La primera es la prioridad fija, basada en el número del canal (0-máxima, 3-mínima). Una vez que un canal es atendido, los demás esperan hasta que acabe. La segunda modalidad es la prioridad rotatoria: el último canal servido pasa a tener la menor prioridad y el que le sigue la máxima. La rotación de prioridades se produce cada vez que se devuelven los buses a la CPU. Esta última modalidad de prioridad asegura que un canal sea atendido al menos después de haber atendido los otros 3, evitando que un solo canal monopolice el uso del DMA. Con independencia del tipo de prioridad programada, ésta es evaluada cada vez que el 8237 recibe un HLDA. Compresión de tiempo.

245


De cara a mejorar el rendimiento en los sistemas más potentes, el 8237 puede ser programado para comprimir el tiempo de transferencia a dos ciclos de reloj. En cualquier caso, esta posibilidad no está disponible en las transferencias memoria-memoria. Generación de direcciones. Para reducir el número de pines, el 8237 tiene multiplexada la parte alta del bus de direcciones. En el estado S1, los 8 bits más significativos de la dirección son depositados en un latch externo a través del bus de datos. La línea AEN indica a la circuitería externa que debe habilitar el latch como parte alta del bus de direcciones cuando llega el momento (la parte baja la suministra directamente el 8237). En el Block Transfer Mode y en el Demand Transfer Mode, que implican múltiples transferencias, el 8237 es suficientemente inteligente como para generar estados S1 sólo cuando hay acarreo en la parte baja del bus de direcciones (1 de cada 256 veces) evitando acceder al latch externo cuando no es necesario modificarlo y ahorrando tiempo. PROGRAMACIÓN DEL 8237 El 8237 puede ser programado cuando HLDA está inactivo, siendo responsabilidad del programador que esto sea así (es decir, programarlo antes de que comience a operar). En cualquier caso, puede existir el riesgo de que mientras se programa un canal, se produzca una petición de DMA en el mismo antes de acabar la programación, y probablemente en un punto crítico (cuando, por ejemplo, se acababa de enviar la mitad de un valor de 16 bits). Para evitar este riesgo, antes de comenzar a programar un canal puede ser necesario enmascararlo, desinhibiéndolo después. Registros internos del 8237. Current Address Register (Registro de dirección en curso). Cada canal tiene un registro de dirección en curso que almacena la dirección de memoria empleada durante las transferencias del DMA. Su contenido es incrementado/decrementado después de cada transferencia. Este registro es inicializado por la CPU enviando dos bytes consecutivos; en modo autoinicialización, su contenido inicial se restaura cuando ésta se produce. Current Word Register (Registro contador de palabras en curso). Cada canal tiene un registro contador de palabras en curso, que determina el número de bytes a transferir en la operación menos uno (para un valor inicial 100, por ejemplo, se transmiten 101 bytes). Tras cada transferencia se decrementa: cuando pasa de 0 a 0FFFFh se genera el TC (Terminal Count) y el proceso finaliza. Este registro es inicializado por la CPU enviando dos bytes consecutivos; en modo autoinicialización, su contenido inicial se restaura cuando ésta se produce; de lo contrario continúa con un valor 0FFFFh. Base Address & Base Word Count Registers (Registros base de dirección y base contador de palabras). Cada canal tiene también un registro base de dirección y otro base contador de palabras. Estos registros almacenan el valor inicial de los registros de dirección en curso y contador de palabras en curso, ya que ambos tipos de registros se cargan simultáneamente durante la programación. El valor almacenado en estos registros se emplea en la autoinicialización, para recargar los registros en curso. ┌───────┬─────────────────────────────────────────────────────────────┬──────────┬─────────────┐ │ Canal │ │

Registro(s)

│

│

│

│

│ A3 A2 A1 A0 │

Dirección

│

├───────┼─────────────────────────────────────────────────────────────┼──────────┼─────────────┤ │

│

Base de dirección y de dirección en curso

│ Escribir │

0

0

0

0 │

│

De dirección en curso

│

│

0

0

0

0 │

│

│

Base contador de palabras y contador de palabras en curso

│ Escribir │

0

0

0

1 │

│

│

Contador de palabras en curso

│

0

0

0

1 │

│

0

Leer Leer

│

├───────┼─────────────────────────────────────────────────────────────┼──────────┼─────────────┤

245


│

│


│ Escribir │

0

0

1

0 │

│


│

│

0

0

1

0 │

│

│


│ Escribir │

0

0

1

1 │

│

│


│

0

0

1

1 │

│

1

Leer Leer

│

├───────┼─────────────────────────────────────────────────────────────┼──────────┼─────────────┤ │

│


│ Escribir │

0

1

0

0 │

│


│

│

0

1

0

0 │

│

│


│ Escribir │

0

1

0

1 │

│

│


│

0

1

0

1 │

│

2

Leer Leer

│

├───────┼─────────────────────────────────────────────────────────────┼──────────┼─────────────┤ │

│


│ Escribir │

0

1

1

0 │

│


│

│

0

1

1

0 │

│

│


│ Escribir │

0

1

1

1 │

│

│


│

0

1

1

1 │

│

3

Leer Leer

│

└───────┴─────────────────────────────────────────────────────────────┴──────────┴─────────────┘ Direcciones E/S de los registros de direcciones y contadores

Command Register (Registro de comandos). Es un registro de 8 bits que controla el funcionamiento del 8237. Se borra tras un Reset o un comando Master Clear: ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

7

│

│

│

│

│

6

│

5

│

│

│

4

│

│

│

3

│

│

│

2

│

│

│

1

│

│

│

0

│

│ │

└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │

│

│

│

│

│

0 DACK sensible │

Ϊ

│

│

│

│

│

0

no es memoria-memoria

Ϊ 1

modo memoria-memoria

a nivel bajo │

│

│

│

│

│

1 DACK sensible │

│

│

│

│

Ϊ

a nivel alto │

│

│

│

│

0

no fijar dirección en canal 0

│

│

│

│

│

1

fijar dirección canal 0

│

│

│

│

│

X

si bit 0 = 0

│

│

│

│

Ϊ

Ϊ

│

│

│

0

controlador habilitado

0 DREQ sensible en alto │

│

│

1

controlador inhibido

1 DREQ sensible en bajo │

│

Ϊ

│

│

0

compresión de tiempo inhibida

│

│

1

compresión de tiempo activada

│

│

X

si bit 0 = 1

│

Ϊ

│

0

prioridad fija

│

1

prioridad rotatoria

Ϊ 0

escritura posterior activa

1

escritura extendida activa

X

si bit 3 = 1

Mode Register (Registro de modo). Cada canal tiene un registro de modo asociado, de 6 bits. Cuando se escribe el registro de modo, se envía un byte al 8237 que selecciona (en los bits 0 y 1) el canal cuyo registro de modo se desea escribir, y el resto de los bits cargan el registro de modo. Cuando se lee, dichos bits estarán a 1 (para leer un registro de modo hay que utilizar antes el comando Clear Mode Register Counter, como se verá en la sección de comandos). ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│

│

│

│

│

245


│

7

│

│

6

│

│

5

│

│

4

│

│

3

│

│

2

│

│

1

│

│

0

│

│ │

└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ └────┬────┘

┌────┘

│

└────┬────┘

│

│

Ϊ

│

│

│

0 sin autoinicialización │

00

seleccionar canal 0

│

│

1 con autoinicialización │

01

seleccionar canal 1

│

Ϊ

│

10

seleccionar canal 2

11

seleccionar canal 3

│

0

modo incremento de direcciones

│

│

1

modo decremento de direcciones

│

│

└────┬────┘ Ϊ

Ϊ

Ϊ

00

transferencia de verificación

00

Demand Transfer Mode

01

transferencia de escritura

01

Single Transfer Mode

10

transferencia de lectura

10

Block Transfer Mode

11

ilegal

11

Conexión en cascada

XX

si bits 6 y 7 ambos activos

Request Register (Registro de petición de DMA). El 8237 puede responder a peticiones de DMA tanto por hardware (línea DREQ) como por software. En este registro posee un bit para cada canal de DMA. Las peticiones por software no se pueden enmascarar, aunque están sujetas a la lógica de evaluación de prioridades. Cada bit de este registro es activado o borrado selectivamente por software. Todo el registro es borrado ante un Reset. Para modificar sus bits, se debe enviar el comando Write Request register. Si se lee el registro, los bits 0 al 3 muestran el estado de las peticiones en los canales 0 al 3 (los demás bits están a 1). Las peticiones de DMA por software pueden serlo indistintamente en el modo single o en el block. Para operaciones memoria-memoria, hay que hacer una petición de DMA por software en el canal 0. Mask Register (Registro de máscara de DMA). Cada canal tiene asociado un bit de máscara que puede ser activado para inhibir las solicitudes de DMA a través de la línea DREQ. Este bit es automáticamente activado cada vez que se produce un -EOP (al final de la transferencia) a menos que el canal esté en modo autoinicialización. Cada bit de máscara puede ser modificado por separado, o todos a la vez, con el comando apropiado. Todo el registro es puesto a 1 a través del comando Master Clear o debido a un Reset, lo que inhibe las solicitudes de DMA por hardware hasta que se envía un comando para limpiar el registro de máscara (o se borran los bits que se desee en el mismo). Existen tres órdenes para actuar sobre el registro de máscara; la primera es a través del comando Clear Mask Register, que borra todos los bits de máscara; la segunda es por medio del comando Write Single Mask Bit, modificando un solo bit; la tercera forma consiste en los comandos Read y Write All Mask Bits, con los que se pueden consultar y alterar todos los bits de máscara a la vez. Status Register (Registro de estado). Contiene información de estado lista para ser leída por la CPU. Los bits 0 al 3 indican si los respectivos canales han alcanzado un TC (Terminal Count) o se les ha aplicado una señal -EOP externa. Estos bits se borran ante un Reset, un comando Master Clear o, simplemente, al leer el propio registro de estado. Los bits 4 al 7 indican qué canales están solicitando servicio, con independencia de que estén enmascarados o no. De esta manera, enmascarando todos los canales y leyendo el registro de estado, por software se puede decidir qué canales conviene desenmascarar, pudiendo el sistema operativo aplicar la gestión de prioridades que desee llegado el caso. Estos bits (4 al 7) son actualizados cuando el reloj está en alto; un Reset o un comando Master Clear los borran. ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │ │

│ 7

│ │

│ 6

│ │

│ 5

│ │

│ 4

│ │

│ 3

│ │

│ 2

│ │

│ 1

│ │

│ 0

│ │

245


└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ Ϊ

Ϊ

Ϊ

Ϊ

Ϊ

Ϊ

Ϊ

Ϊ

canal 3 │

canal 2 │

canal 1 │

canal 0 │

canal 3 │

canal 2 │

canal 1 │

canal 0 │

└─────────┴────┬────┴─────────┘

└─────────┴────┬────┴─────────┘

Ϊ

Ϊ

a 1 si hay una petición de DMA

a 1 si se ha alcanzado el TC

Temporary Register (Registro temporal). Se emplea para contener los bytes que se transfieren en las operaciones memoria-memoria. Tras completar el proceso de transferencia, la CPU puede averiguar la última palabra transferida leyendo este registro, a no ser que el registro haya sido borrado por un Reset o un comando Master Clear. Comandos del 8237. A continuación se citan algunos comandos especiales que pueden ser ejecutados leyendo o escribiendo sobre el 8237. A diferencia de cuando hay que acceder a los registros de direcciones y contadores, aquí el bit A3 está activo. Por tanto, de los 16 puertos de E/S que ocupa el 8237 en cualquier sistema, los 8 últimos están relacionados con los comandos y los registros especiales. En el siguiente cuadro se recogen todos, y después se explican los más confusos. ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────┬──────────┬─────────────┐ │

Comando

│

u operación

│ Modo de

│

│

│ A3 A2 A1 A0 │

acceso

Dirección

│

├───────────────────────────────────────────────────────────────────────┼──────────┼─────────────┤ │

Read Status Register

│

Write Command Register

(escribir registro de comandos)

│

Read Request Register

(leer registro de petición de DMA)

│

Write Request Register

│

Read Command Register

│

Write Single Mask Bit

│

Read Mode Register

│

Write Mode Register

│

Set Byte Pointer F/F

│

Clear Byte Pointer F/F

│

Read Temporary Register

│

Master Clear

│

Clear Mode Register Counter

│

Clear Mask Register

│

Read All Mask Bits

│

Write All Mask Bits

│

│

1

0

0

0 │

│ Escribir │

1

0

0

0 │

│

│

1

0

0

1 │

│ Escribir │

1

0

0

1 │

(leer registro de comandos)

│

│

1

0

1

0 │

(escribir un solo bit de máscara de DMA)

│ Escribir │

1

0

1

0 │

│

│

1

0

1

1 │

│ Escribir │

1

0

1

1 │

│

│

1

1

0

0 │

│ Escribir │

1

1

0

0 │

│

│

1

1

0

1 │

│ Escribir │

1

1

0

1 │

│

│

1

1

1

0 │

│ Escribir │

1

1

1

0 │

│

│

1

1

1

1 │

│ Escribir │

1

1

1

1 │

(leer registro de estado)

(escribir registro de petición de DMA)

(leer registro de modo) (escribir registro de modo) (activar flip-flop primero/último) (borrar flip-flop primero/último) (leer registro temporal)

(inicialización principal) (limpiar contador de registro de modo)

(borrar registro de máscara de DMA) (leer todos los bits de máscara de DMA) (escribir todos los bits de máscara de DMA)

Leer Leer Leer Leer Leer Leer Leer Leer

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┴──────────┴─────────────┘ Direcciones E/S de los comandos

Clear first/last flip-flop (borrar flip-flop primero/último). Dado que los valores de 16 bits se envían de dos veces, existe un flip-flop interno que permite al 8237 conocer si lo que le llega es la primera mitad del dato o la segunda. Por precaución, se puede borrar primero para asegurar que el primer byte enviado se interprete como el menos significativo y, el segundo, como el más significativo. Set first/last flip-flop (activar flip-flop primero/último). Dado que los valores de 16 bits se envían de dos veces, existe un flip-flop interno que permite al 8237 conocer si lo que le llega es la primera mitad del dato o la segunda. Por precaución, se puede activar primero

245


para asegurar que el primer byte enviado se interprete como el más significativo y, el segundo, como el menos significativo. Master Clear (inicialización principal). Este comando tiene el mismo efecto que un Reset hardware. Los registros de comando, estado, petición de DMA, temporales y los flip-flops internos (first/last y mode register counter) son puestos a cero, siendo el registro de máscaras rellenado con bits a 1 (inhibir canales). El 8237 entra en estado inactivo. Read/Write Request Register (leer/escribir registro de petición de DMA). El comando Write es empleado para escribir al registro de petición de DMA y provocar una petición de DMA por software; también se puede utilizar Read para consultar su estado: los bits 0 al 3 muestran entonces el estado de las peticiones en los canales 0 al 3 (los demás bits están a 1). El formato para escribir es el siguiente: ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 7

│

│

│ 6

│

│

│ 5

│

│

│ 4

│

│

│ 3

│

│

│ 2

│

│

│ 1

│

│

│ 0

│

│ │

└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │

│

│

└─────────┴─────────┼─────────┴─────────┘

│

│

│

│

└────┬────┘

Ϊ

│

00

seleccionar canal 0

No importa su valor al escribir

│

01

seleccionar canal 1

Bits 4..7 a 1 al leer

│

10

seleccionar canal 2

│

11

seleccionar canal 3

Ϊ

Ϊ 0

borrar bit de petición

1

activar bit de petición

Clear Mask Register (borrar registro de máscara de DMA). Este comando limpia los bits de máscara de los 4 canales, habilitándoles para recibir peticiones de DMA por hardware. Write Single Mask bit (escribir un sólo bit de máscara de DMA). Con este comando se puede seleccionar el bit de máscara que se desea modificar (activándolo o borrándolo). ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 7

│

│

│ 6

│

│

│ 5

│

│

│ 4

│

│

│ 3

│

│

│ 2

│

│

│ 1

│

│

│ 0

│

│ │

└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │

│

│

└─────────┴─────────┼─────────┴─────────┘

│

│

│

│

└────┬────┘

Ϊ

│

00

seleccionar canal 0

No importa su valor al escribir

│

01

seleccionar canal 1

│

10

seleccionar canal 2

│

11

seleccionar canal 3

Ϊ

Ϊ 0

borrar bit de máscara

1

activar bit de máscara

Read/Write All Mask bits (leer/escribir todos los bits de máscara de DMA). Este comando permite consultar o establecer el estado de todos los bits de máscara de DMA a la vez, en los 4 canales.

245


┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ │

│ 7

│

│ │

│ 6

│

│

5

│

│

│ │

4

│

│

│

│

3

│

2

│

│

│ 1

│

│

│ 0

│

│ │

└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ └─────────┴────┬────┴─────────┘

Ϊ

Ϊ

Ϊ

Ϊ

Ϊ

canal 3

canal 2

canal 1

canal 0

No importa al escribir

│

│

│

│

└─────────┴────┬────┴─────────┘

Todos a 1 al leer

Ϊ 0

limpiar su bit de máscara

1

activar su bit de máscara

Clear Mode Register Counter (limpiar contador de registro de modo). Cuando se escribe el registro de modo, se envía un byte al 8237 que selecciona (en los bits 0 y 1) el canal cuyo registro de modo se desea escribir, y el resto de los bits cargan el registro de modo. Sin embargo, al leer, ¿cómo seleccionar el canal cuyo registro de modo se desea leer?. La solución consiste en hacer n lecturas consecutivas, en las que el 8237 devuelve unos seguidos de otros los 4 registros de modo, gracias a un contador interno de 2 bits que le dice qué tiene que devolver a continuación. Con este comando se borra dicho contador, de manera que a la siguiente lectura el 8237 devuelva el registro de modo del canal 0 (habrá que seguir leyendo más hasta obtener el registro de modo del canal deseado). Cuando se lee el registro de modo de cualquier canal, los bits 0 y 1 del byte devuelto aparecen siempre activos. 12.5.3 - EL 8237 EN EL ORDENADOR. Todos los ordenadores compatibles vienen equipados con un 8237 accesible a partir de la dirección E/S base 0. Es por tanto el chip del ordenador donde resulta más fácil traducir las direcciones E/S de las tablas técnicas del fabricante a la dirección del espacio de E/S del PC. Los AT y PS/2 poseen un 8237 adicional, accesible a partir de la dirección E/S 0C0h. Los puertos están direccionados en intervalos de 2, al repetirse en dos direcciones adyacentes (esto permite en los IBM y otros muchos hacer un OUT de 16 bits en lugar de dos consecutivos de 8, pero no todas las máquinas lo soportan). En los AT, este 2º controlador de DMA actúa como maestro y está encargado de las operaciones de 16 bits; su canal 0 es empleado para colgar de él otro 8259 que realiza las operaciones de 8 bits, por compatibilidad con el PC. Por ello, los AT poseen 7 canales de DMA, frente a los 4 de los PC/XT. La siguiente tabla resume todos los puertos de entrada y salida a emplear para acceder a ambos controladores de DMA (el de 16 bits, recuérdese, sólo disponible en AT): ┌───────────────────────────────┬─────────────────────┬─────────┬─────────┐ │

Comando

o registro

│

Modo de acceso

│

8 bits │ 16 bits │

├───────────────────────────────┼─────────────────────┼─────────┼─────────┤ │

Registro dirección canal 0

│ lectura y escritura │

00

│

C0

│

│

Registro de cuenta canal 0


01

│

C2

│

│



02

│

C4

│

│



03

│

C6

│

│



04

│

C8

│

│



05

│

CA

│

│



06

│

CC

│

│



07

│

CE

│

│

Status Register

│

lectura

│

08

│

D0

│

│

Command Register

│

escritura

│

08

│

D0

│

│

Request Register


09

│

D2

│

│

Command Register

│

lectura

│

0A

│

D4

│

│

Single Mask Bit

│

escritura

│

0A

│

D4

│

│

Mode Register


0B

│

D6

│

245


│

Set Byte Pointer F/F

│

lectura

│

0C

│

D8

│

│

Clear Byte Pointer F/F

│

escritura

│

0C

│

D8

│

│

Temporary Register

│

lectura

│

0D

│

DA

│

│

Master Clear

│

escritura

│

0D

│

DA

│

│

Clear Mode Register Counter

│

lectura

│

0E

│

DC

│

│

Clear Mask Register

│

escritura

│

0E

│

DC

│

│

Read/Write All Mask bits


0F

│

DE

│

└───────────────────────────────┴─────────────────────┴─────────┴─────────┘ Direcciones E/S de los controladores de DMA

Los PC/XT utilizan el canal 0 de su 8237 para el refresco de la memoria, el 2 para los disquetes y el 3 para el disco duro. El único canal que queda libre es el 1. Sin embargo, en los AT el panorama cambia bastante. El 8237 encargado de las transferencias de 8 bits (esclavo) que cuelga del que controla las transferencias de 16 bits (maestro) define los canales 0 al 3, de los cuáles sólo el canal 2 está ocupado en las operaciones de disquetes, al igual que los PC/XT. El 8237 encargado de las operaciones de 16 bits define los canales 5, 6 y 7 (el 4 está ocupado en colgar de él el otro 8237), estando todos ellos libres. La razón es que en los AT la memoria no se refresca por el DMA y el disco duro por lo general se accede directamente, también sin DMA. Por tanto, en estas máquinas quedan nada menos que 6 canales de DMA libres (el 0, 1 y 3 del DMA de 8 bits y el 5, 6 y 7 del DMA de 16 bits). Seguramente, el lector se habrá dado cuenta de que los registros de direcciones del DMA son de 16 bits, mientras que la serie 80x86 puede direccionar entre 1 Mb y 4 Gb ┌───────┬────────────────────┐ de memoria. Si tiene algo de sentido común, se le habrá ocurrido la │ Canal │ Puerto E/S del │ pregunta: ¿Cómo es posible entonces que el DMA acceda a la memoria │ DMA │ registro de página │ del ordenador, con direcciones de 20 a 32 bits?. La solución técnica ├───────┼────────────────────┤ 87h (sólo AT) │ adoptada por los diseñadores del PC consistió en añadir unos registros │ 0 │ │ 1 │ 83h │ externos, ubicados fuera del 8237, que se encargan de suministrar los │ 2 │ 81h │ bits de direcciones que faltan: son los denominados registros de página │ 3 │ 82h │ de DMA, habiendo uno por cada canal. │ 5 │ 8Bh (sólo AT) │ │

6

│

89h (sólo AT)

│

│

7

│

8Ah (sólo AT)

│

└───────┴────────────────────┘

En los PC/XT, los registros de página de DMA poseen sólo 4 bits significativos y generan la parte alta de la dirección de memoria. En los AT, son significativos los 8 bits completos del registro de página de DMA en el 8237 que controla las operaciones de 8 bits y 7 en el que gestiona las operaciones de 16 bits. El siguiente esquema muestra cómo se generan las direcciones de memoria:

PC/XT

┌──── Registro de página

┌──── Registro de direcciones del 8237

Ϊ

Ϊ

┌───┬───┬───┬───┐

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│A19│A18│A17│A16│

│A15│A14│A13│A12│A11│A16│ A9│ A8│ A7│ A6│ A5│ A4│ A3│ A2│ A1│ A0│

└───┴───┴───┴───┘

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

D3

AT (DMA 8)

D2

D1

D0



Ϊ

Ϊ

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│A23│A22│A21│A20│A19│A18│A17│A16│

│A15│A14│A13│A12│A11│A16│ A9│ A8│ A7│ A6│ A5│ A4│ A3│ A2│ A1│ A0│

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1


D0


245


Ϊ

Ϊ

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐ AT (DMA 16)

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐ ┌───┐

│A23│A22│A21│A20│A19│A18│A17│

│A16│A15│A14│A13│A12│A11│A16│ A9│ A8│ A7│ A6│ A5│ A4│ A3│ A2│ A1│ │ 0 │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘ └───┘

D7

D6

D5

D4

D3

D2

Ω

D1

siempre a cero ────┘

Los restantes bits del espacio de direcciones (líneas A24 a A31 del 386) no se pueden emplear, de ahí que algunas implementaciones de Unix tuvieran problemas para soportar más de 16 Mb de memoria. En general, desde el punto de vista del DMA, se puede imaginar la memoria como 16 bloques de 64 Kb (caso del PC/XT), como 256 bloques de 64 Kb (en accesos de 8 bits en el AT) o bien como 128 bloques de 128 Kb (en accesos de 16 bits también en el AT). En el DMA que trabaja con 16 bits, se transfieren sólo palabras (65536 palabras = 128 Kb) y siempre en direcciones pares, de ahí que A0=0. Nota:

Con los controladores de memoria expandida actuales (EMM386), los diseñadores han sido suficientemente cautos como para colocar los primeros 640 Kb de la memoria virtual justo en los primeros 640 Kb de memoria física del ordenador. La memoria de pantalla y la de la tarjeta VGA también están en su sitio. Por tanto, bajo las últimas versiones del DOS es factible (y probablemente lo seguirá siendo) programar directamente el DMA para realizar transferencias sobre la memoria normal. Sin embargo, sobre la memoria superior tampoco hay problemas. Aunque la dirección virtual ya no coincide con la física, cuando se ejecuta una instrucción OUT sobre un registro de página, el controlador de memoria detecta la circunstancia, ya que al parecer está protegido el acceso a esos puertos. A continuación, averigua qué instrucción ha provocado la excepción y modifica convenientemente el valor con el que se pretendía hacer OUT para adecuarlo a la dirección de memoria física y permitir que siga funcionando. Esto explica por qué una instrucción de E/S sobre uno de estos puertos puede tardar nada menos que ¡1000 ciclos! en un 386.

La BIOS del AT inicializa los 8237 con un valor 0 en el Command Register. Casi todos los canales son establecidos por defecto (y así permanecen cuando no se usan) en el modo single, transferencia de verificación, autoinicialización inhibida y modo incremento. Por ello, en el 8237 esclavo se escribe el valor 40h en el registro de modo del canal 0, el 41h en el canal 1, el 42h en el canal 2 y el 43h en el canal 3. En el 8237 maestro, el registro de modo del canal 4 (canal 0 de este chip) se programa con 0C0h, que equivale al modo cascada; los demás canales se programan como en el otro 8237. El siguiente listado ha sido extraído directamente de la BIOS del AT: SUB

AL,AL

; DACK sensible en bajo, DREQ sensible en alto

OUT

8,0

; Escritura posterior, prioridad fija, sin compresión, ; controlador habilitado, sin fijar dirección en canal 0, ; memoria-memoria deshabilitado

OUT

0D0h,AL

; lo mismo con el segundo controlador

MOV

AL,40h

; establecer modo para el canal 0

OUT

0Bh,AL

MOV

AL,0C0h

OUT

0D6h,AL

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,41h

OUT

0Bh,AL

OUT

0D6h,AL

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,42h

OUT

0Bh,AL

OUT

0D6h,AL

JMP

SHORT $+2

MOV

AL,43h

; modo cascada en el canal 4

; establecer modo para el canal 1 ; y para el 5 ; establecer modo para el canal 2 ; y para el 6 ; establecer modo para el canal 3

245


OUT

0Bh,AL

OUT

0D6h,AL

; y para el 7

La BIOS del PC/XT inicializa el canal 0 del DMA para el refresco de la memoria. El refresco de las memorias dinámicas consiste en ir leyéndolas con suficiente rapidez como para que no se borre su contenido; en realidad, dada su organización en filas y columnas, se puede refrescar a la vez un gran número de bytes leyendo uno sólo. Para una memoria de 1 Mb, basta con acceder a cualesquiera 1024 posiciones de memoria consecutivas, cada menos de 4 milisegundos, para garantizar la fiabilidad del sistema. Para ello, el canal 0 del DMA es colocado en modo single, en modo incremento de direcciones, con autoinicialización y en modo transferencia de lectura (enviando el valor 58h al registro de modo). A continuación, dicho canal es desenmascarado, comenzando el refresco de la memoria. La razón es que la salida del contador 1 del temporizador 8253 está conectada a la línea de petición del canal 0 del DMA, por lo que periódicamente el 8237 sustrae el control de los buses al 8086 para continuar el refresco por la dirección de memoria en que se llegara (el contador 1 del 8253 está programado con una cuenta 18, igual que en los AT: aunque éstos últimos no refrescan la memoria por DMA utilizan una base de tiempos compatible). El registro de página del canal 0 no existe en los PC/XT; sin embargo, debido al diseño de la placa, es el registro de página del canal 3 el que actúa. En cualquier caso, es indiferente la dirección de memoria base empleada para refrescar. Los restantes canales DMA, así como el Command Register, son programados del mismo modo que sus colegas en el AT. 12.5.4 - RALENTIZAR UN EQUIPO AT CON EL DMA. La posibilidad de emplear el DMA para realizar transferencias memoria-memoria en los ordenadores compatibles, a través de los canales 0 y 1, es poco atractiva. En los PC/XT es factible, como demuestran algunas rutinas de dominio público, aunque ello suponga anular momentáneamente el refresco de la memoria dinámica (la propia transferencia de bytes la refresca); sin embargo es más complicado y el movimiento se realizaría dentro de un único segmento de 64 Kb. En los AT no existen todas estas complicaciones, pero aquí no es recomendable por dos motivos: por un lado, el registro interno del 8237 encargado de almacenar el byte a transferir es de 8 bits (es decir, nada de emplear un canal de DMA de 16 bits, que sería mucho más rápido) y, por otro lado, el más modesto 286 es bastante más rápido que el DMA (por algo el disco duro del AT se lee sin DMA). No digamos un 386 u otra máquina superior. Cierto célebre libro de soluciones para programadores de compatibles afirma en la página 328 que los AT emplean el DMA automáticamente en las instrucciones MOVS para mejorar el rendimiento. Fuera del ámbito de la ciencia-ficción, aquí propondremos otro uso no más común pero, en cambio, factible: ralentizar el funcionamiento de los ordenadores AT. La auténtica utilidad del DMA, conviene recordarlo, está ligada al acceso a los disquetes, aunque de ello hay ejemplos en el apartado donde se trata la programación del NEC765. El truco, cuya idea original hay que atribuir a Jesús Arias, consiste en programar un canal en modo autoinicialización, para que se ponga a trabajar continuamente. Programándolo en modo single, le va robando ciclos a la CPU de manera continua. En teoría, en el modo block se debería quedar bloqueado el ordenador, aunque las máquinas en donde lo he probado esto no sucede. En los PC/XT no conseguí un resultado exitoso, además de que no tiene mucho sentido hacerlos más lentos. Sin embargo, en los AT es bastante sencillo el proceso y funciona en todas las máquinas en que se probó. A la hora de elegir un canal, se puede optar por el 0, 1, 3, 5, 6 ó 7. Casi todos son válidos, pero el 0 y 1 no son recomendables: son los canales de más prioridad y, si se utilizan para ralentizar el ordenador, las disqueteras dejan de funcionar (utilizan el canal 2). Este es otro de los motivos por los que no es conveniente hacer esto en los PC/XT (su único canal disponible es el 1). Por tanto, la elección queda relegada al canal 3 (de 8 bits) o al 5, 6 ó 7 (de 16 bits). De esta manera, los disquetes pueden continuar funcionando, ya que su canal de DMA toma el control cuando es necesario debido a su mayor prioridad. Resulta interesante observar cómo ralentiza más emplear un canal de 8 bits que uno de 16: en el sistema 386-25 donde lo probé, el famoso test de velocidad de LANDMARK estima la velocidad habitualmente en 27,8 MHz. Poniendo en marcha el canal 7, de 16 bits, la velocidad cae nada menos que a 7,3 MHz; utilizando el 3 (de 8 bits) baja a 6,3 MHz. Combinando ambos canales a la vez, el descenso es aún mayor, hasta los 4,3 MHz.

245


Las tradicionales utilidades de dominio público para ralentizar los AT suelen emplear la interrupción del temporizador, parando por completo el ordenador durante algunos instantes y dejándole a toda velocidad el resto del tiempo. La ventaja de ralentizar por DMA es que el ordenador baja la velocidad de una manera uniforme y no va a saltitos. Por otro lado, ralentiza también los juegos que controlan por su propia cuenta la interrupción del temporizador. Además, casi ningún programa comercial se ocupa de programar los canales del DMA, ni el propio BIOS toca los que no le incumben; por ello, una vez activado, es seguro que el efecto durará cuanto desee el usuario. Por último, el método es aún más elegante porque ni siquiera se trata de un programa residente: ¡consume 0 bytes!. Combinando el método de ralentización por DMA con un aumento de los ciclos de refresco de la memoria (a través del canal 1 del 8254) se puede bajar todavía aún más la velocidad, de manera también uniforme. En concreto, en la máquina citada anteriormente, si se programa el canal 1 del 8254 con un valor de cuenta 2 la velocidad cae a 1,4 MHz, según el test de Landmark: los ciclos de refresco de memoria castigan mucho a la CPU cuando la restan pocos MHz... El inconveniente de ralentizar demasiado, combinando los dos métodos citados, es que el teclado comienza a fallar en mayor o menor medida (se enganchan las teclas de Shift y Ctrl, siendo preciso pulsarlas de vez en cuando para desengancharlas; aparecen números en los cursores expandidos...). En el siguiente programita de demostración, existen dos niveles de freno seleccionables. Utiliza el peor método para comprobar si el ordenador es un AT, a través del byte de identificación de la ROM (es 0FCh en un gran número de ATs y 0F8h en los PS/2-80), aunque es sin duda una de las maneras más rápidas de hacerlo. Las funciones dmako() se encargan de poner K.O. el canal correspondiente, activando el DMA. Las recíprocas dmaok() devuelven el canal asociado a la normalidad, inhibiendo el DMA. #include

dmako3(); dmako7();

#include

printf ("\n }

void dmacnt(), dmako3(), dmako7(), dmaok3(), dmaok7();

void main(int argc, char **argv) { unsigned nivel;

printf ("\nDMAKO 1.1 + AT-Ralentizador por DMA

(c) 1992 CiriSOFT");

if ((peekb(0xF000,0xFFFE)!=-4) && (peekb(0xF000,0xFFFE)!=-8)) { printf("\n

Este programa necesita máquina AT o superior\n");

exit (1); }

if ((argc<2) || ((nivel=atoi(argv[1]))>3)) { printf("\n

");

printf("Indicar nivel de freno (1, 2 ó 3) ó 0 para acelerar.\n"); exit (2); }

dmacnt(); if (nivel==1) { dmaok3(); dmaok7(); dmako7(); printf ("\n

Ralentización moderada activa.\n");

} else if (nivel==2) { dmaok3(); dmaok7(); dmako3(); printf ("\n

Ralentización elevada activa.\n");

} else if (nivel==3) {

Ralentización máxima activa.\n");

245


else { dmaok3(); dmaok7(); printf ("\n

Ralentización desactivada.\n");

} }

void dmacnt() { outportb(0x07, 0xFF);

/* cuenta del canal 3 a 0xFFFF */

outportb(0x07, 0xFF); outportb(0xCE, 0xFF);

/* cuenta del canal 7 a 0xFFFF */

outportb(0xCE, 0xFF); }

void dmako3 (void) { outportb (0x0B, 0x5B);

/* canal 3: autoinic., read */

outportb (0x0A, 3);

/* desenmascarar */

}

void dmaok3 (void) { outportb (0x0A, 7);

/* enmascarar */

outportb (0x0B, 0x43);

/* canal 3: modo normal */

}

void dmako7 (void) { outportb (0xD6, 0x5B);

/* canal 7: autoinic., read */

outportb (0xD4, 3);

/* desenmascarar */

}

void dmaok7 (void) { outportb (0xD4, 7);

/* enmascarar */

outportb (0xD6, 0x43);

/* canal 7: modo normal */

}

27,8 ██████ ██████ ██████ ██████ Velocidad estimada tras la

ejecución

de

DMAKO.C

en un

AT

386-25.

Datos

calculados con test

de

el

LANDMARK

██████ ██████ ██████ ██████ ██████ ██████

7,3

██████

██████

6,3

██████

██████

██████

4,3

██████

██████

██████

██████

██████

██████

██████

██████

DMAKO 0

DMAKO 1

DMAKO 2

DMAKO 3


245

12.5.5 - ACERCA DE LAS PAGINAS DE DMA. Al emplear el DMA conviene tener cuidado con evitar un desbordamiento en el offset 0FFFFh de la página de 64K empleada (DMA 8 bits). Esto se verá con más detalle en el apartado dedicado al controlador de disquetes. Hay que tener en cuenta que una dirección segmentada aparentemente inocente puede estar cruzando una frontera de DMA. Por ejemplo, 512 bytes contenidos a partir de 3FF2:0000 (que llegan hasta 3FF2:01FF) ocupan las direcciones físicas 3FF20 a la 4011F, estando contenidos en las páginas 3 y 4. Un intento de acceso DMA al límite de una página no produce error alguno, pero el resultado es la corrupción indeseada de zonas de memoria no previstas, ya que al llegar al final del segmento se vuelve de nuevo a pasar por el principio del mismo. Tratándose del DMA de 16 bits, el problema estaría en rebasar una frontera de 128 Kb. Realmente, estos problemas no se deben al propio DMA en sí y no suelen presentarse en los sistemas que emplean el DMA. Lo que sucede es que los IBM PC, AT, etc. utilizan un DMA con direcciones de 16 bits concebido para máquinas con 64K de memoria...

284


12.6 - EL CONTROLADOR DE DISQUETES NEC 765 12.6.1 - LA TECNOLOGÍA DE GRABACIÓN EN DISCO Simple y Doble densidad: MF y MFM. La superficie magnética de un disco está dividida en pistas concéntricas, en cualquiera de las cuales el cabezal de lectura/escritura puede ser posicionado con ayuda de un motor paso a paso. Los únicos datos que se almacenan en el disco son bits, como se verá. El cabezal de la unidad de disco es, en esencia, una bobina en la que se verifican dos leyes fundamentales de la física electrónica: por un lado, una corriente alterna en dicha bobina provoca un campo magnético que varía al mismo ritmo que la corriente (lo que permite magnetizar la superficie del disco para grabar los datos); por otro lado, aplicando un campo magnético variable de manera constante a la bobina se genera una tensión constante en la misma (lo que permite leer los datos previamente registrados sobre esa superficie magnética, dejando el cabezal deslizarse sobre la misma). A simple vista, por tanto, se podría intuir que registrar datos en un disco es una tarea sencilla: se podrían representar los bits (a 1 ó 0) según la presencia/ausencia de magnetización en cada punto de la superficie. Sin embargo, la electrónica y mecánicas de precisión necesarias para este tipo de grabación se escapan aún de las posibilidades tecnológicas actuales. La solución adoptada consiste en registrar, junto a los bits de datos, una frecuencia de reloj de referencia que permita localizar los bits sin problemas: entre dos registros magnéticos de referencia en el disco (marcados con '*'), puede existir o no otro registro (que es lo que implica que el dato sea un 1 ó un 0): * │

* │

│

* │

│

* │

│

* │

│

* │

│

* │

│

* │

│

│

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

╔╗

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═╝╚═══╝╚═══╝╚═══╝╚═══╝╚════════╝╚═══╝╚═══╝╚════════╝╚════════╝╚════════╝╚═══╝╚═ 1

1

0

1

0

0

0

1

Esto es lo que se denomina grabación en simple densidad (MF). Al final, la superficie magnética se puede considerar como un conjunto de pequeños imanes magnetizados en un sentido u otro: cuando se recorra el disco con el cabezal en modo lectura, la variación magnética inducirá una corriente cuya interpretación permitirá recuperar los datos grabados. La electrónica de este sistema trabaja con dos tiempos básicos diferentes: el que transcurre entre dos impulsos del reloj de referencia (bits a 0) y el que separa un impulso del reloj de referencia de los bit a 1. Un impulso de referencia suele durar unos 500 nanosegundos y la distancia entre estos impulsos es de 8 microsegundos. Por ello, para un byte de datos son necesarios 64 microsegundos: como la disquetera da 300 vueltas por minuto, emplea 200 milisegundos en cada vuelta; esto significa que en cada pista podría almacenar teóricamente 200000/64 = 3125 bytes. En un disco convencional de 80 cilindros y dos caras (160 pistas), esto supone 500000 bytes; sin embargo, estos discos suelen almacenar 1.000.000 (doble densidad) y hasta 2.000.000 de bytes (alta densidad) antes de ser formateados (típicamente 720 Kb y 1,44 Mb tras el formateo). ¿Cómo se las apañan para doblar o cuadruplicar los discos actuales esta capacidad?. La respuesta consiste en emplear los formatos de doble y alta densidad, respectivamente. La técnica de grabación en doble densidad (MFM) consiste en prescindir de los impulsos de referencia en la medida de lo posible. El método se basa en no emplearlos para registrar bits a 1, o bien bits a 0 aislados: tan solo se usarán para registrar secuencias de varios bits consecutivos a 0 (de lo contrario, una secuencia de bits a 0, sin impulsos de referencia, implicaría una pérdida de sincronización). Aquí existen ahora tres tiempos diferentes: el intervalo elemental es el lapsus de tiempo entre dos bits a 1; un intervalo de doble duración que éste representa la secuencia de bits 1-0-1; por último, un tercer lapso de tiempo correspondiente a 1,5 intervalos

284


de tiempo elementales es empleado para crear los impulsos de referencia (marcados con '*') o abandonar su generación. Aunque en el gráfico no queda quizá muy claro, este método permite grabar el doble de datos en un mismo intervalo de tiempo que el método de simple densidad: *

*

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│ │

╔╗ │ ╔╗ │

│ ╔╗ │

╔╗

╔╗

│ ╔╗

║║ │ ║║ │

│ ║║ │

║║

║║

│ ║║

║║ │ ║║ │

│ ║║ │

║║

║║

│ ║║

║║ │ ║║ │

│ ║║ │

║║

║║

│ ║║

║║ │ ║║ │

│ ║║ │

║║

║║

│ ║║

══╝╚═══╝╚════════╝╚══════╝╚═══╝╚═════╝╚═ 1

1

0

1

0

0

0

1

Las unidades de alta densidad y las (ya difuntas) de extra alta densidad se basan en una mayor depuración de la electrónica de control, que permite reducir los tiempos de los diversos intervalos. El formateo del disco: Ejemplo con el NEC 765. La división del disco en pistas no es suficiente, ya que la cantidad de datos que almacenan es demasiado elevada (unos 9 Kb por cada cilindro y cara en los discos de alta densidad actuales). Por tanto, se comprende la necesidad de subdividir cada pista en unidades lógicas menores (sectores) de un tamaño razonable, que puedan ser accedidas por separado. En esto consiste el proceso de formateo, en el que el disco queda estructurado como se describirá a continuación. Se ha tomado como referencia el proceso de formateo que realiza el FDC (Floppy Disk Controller) 765 de NEC en MFM (en MF varía ligeramente). El disco posee una perforación de índice (el pequeño agujerito de la superficie) que es comprobada por un sensor óptico, lo que permite detectar el inicio de la información grabada en cada pista. Nada más comenzar la pista, hay 80 bytes con el valor 4Eh (ver esquema de la página siguiente): es lo que se denomina el GAP 4A (GAP significa algo así como hueco o espacio). La razón de existencia de este pequeño área se debe a la necesidad de sincronizar las distintas unidades de disco, ya que no todos los sensores ópticos actúan de manera totalmente idéntica. Tras el GAP 4Ah se escriben 12 bytes a 0 en un área denominada SYNC. La misión de estos bytes a cero es crear un área de marcas de sincronismo para que el controlador de disco se sincronice con el reloj de referencia. Tras el campo SYNC viene un área especial de tres bytes denominada Index Address Mark o IAM (marca de dirección índice), que existe sólo al principio de la pista. Tras ella aparece un byte 0FCh y, detrás, un GAP 1, en esta ocasión de 50 bytes con el valor 4Eh: su misión es dar tiempo a que el FDC procese la marca de dirección índice, que será decodificada e interpretada por hardware. Después, a continuación vienen ya los sectores de datos del disco, que tienen todos el mismo formato. Los sectores comienzan por 12 bytes de SYNC (a 0), a los que sigue la ID Address Mark o ID-AM (marca de dirección de identificación), también de 3 bytes. Detrás, un byte 0FEh. Tras todo esto, aparece el campo de ID: son 4 bytes que contienen la siguiente información: número de cilindro, cara del disco, número de sector y tamaño de sector (en la forma (LOG2 bytes_por_sector)-7). Esto permite identificar a cada sector por separado. Por razones de seguridad, se realiza una comprobación CRC (especie de suma de seguridad) de 16 bits entre la ID-AM y los 4 bytes del campo ID, cuyo resultado se almacena en los dos bytes inmediatamente siguientes, con objeto de detectar futuros fallos en la integridad de la información. Para dar tiempo al FDC a que se prepare para leer los datos que se vienen encima, hay después un nuevo GAP 2 de 22 bytes con el valor 4Eh. Entre otras razones, este área le sirve al FDC, en las operaciones de escritura, para abandonar la lectura y prepararse para la inminente escritura (tarea que siempre lleva algo de tiempo). Detrás vienen otros 12 bytes SYNC. Tras él otros 3 bytes: constituyen la DATA Address Mark o DATA-AM (similar a la ID-AM o a la IAM) y, finalmente, un byte 0FBh. ¡Ahora sí!, tras ello vienen los datos del sector: puede tener una longitud de 128, 256, 512, 1024, 2048 ó 4096 bytes (según haya sido definido) que nada más ser formateado es inicializado con un valor seleccionable por el usuario. Por supuesto, a este área de datos se le aplica también un algoritmo CRC (junto con los bytes de la DATA AM y el byte 0FBh) y los 2 bytes que se obtienen se graban a continuación. Finalmente, aparece el GAP 3, formado por cierto número de bytes 4Eh seleccionable por el

284


usuario al formatear (típicamente entre 54 y 116). Este último GAP tiene una función muy importante: al escribir un sector en el disco, es difícil que la velocidad de la unidad sea totalmente idéntica a la de la unidad que formateó el disco: si es menor, no sucede nada (el sector ocuparía un pelo menos de disco) pero si es mayor, el GAP 3 evita que se invada el siguiente sector. Cuando se escriben datos, el GAP 3 es mucho menor que cuando se formatea (del orden de la mitad de tamaño), para asegurar que no se invadirá la zona del siguiente sector si la unidad es algo más rápida de lo previsto. Los sectores se suceden unos tras otros hasta completar la pista. Después, el resto del espacio hasta que aparezca de nuevo la perforación de índice se rellena con el GAP 4B final. Todo esto, en MFM (en MF, por ejemplo, los bytes añadidos entre sectores por el 765 -excluyendo el GAP 3- no son 62 en total sino 31). GAP 4A SYNC IAM I-FC GAP 1 ┌─────────────┬─────────────┬─────────┬─────────┬─────────────┬─ Principio de pista ──Ψ │ 80 bytes 4E │ 12 bytes 00 │ 3 bytes │ byte FC │ 50 bytes 4E │ ... └─────────────┴─────────────┴─────────┴─────────┴─────────────┴─ SYNC ID-AM I-FE ID CRC GAP 2 SYNC ─┬─────────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────────┬─────────────┬─

┐

... │ 12 bytes 00 │ 3 bytes │ byte FE │ 4 bytes │ 2 bytes │ 22 bytes 4E │ 12 bytes 00 │ ... │ ─┴─────────────┴─────────┴─────────┴────┬────┴─────────┴─────────────┴─────────────┴─ └─Ψ Cilindro, cara, nº sector, tamaño

│ │ │Ψ SECTOR

DATA-AM

I-FB

DATOS DEL SECTOR

CRC

GAP 3

─┬─────────┬─────────┬─────────────────────────────────┬─────────┬─────────────────┬─ ... │ 3 bytes │ byte FB │

128, 256, 512,..., 4096 bytes

┘

GAP 4B ─┬─────────────────────────────┐

... │ otro sector │ ... │ ─┴─────────────┴─

│

│ 2 bytes │ 54-116 bytes 4E │ ... │

─┴─────────┴─────────┴─────────────────────────────────┴─────────┴─────────────────┴─

─┬─────────────┬─

│

│ Χ── Fin de pista

100-400 bytes 4E

─┴─────────────────────────────┘

12.6.2 - DESCRIPCIÓN DEL FDC (Floppy Disk Controller) 765. Este controlador de disquetes es un chip muy evolucionado que realiza tareas de un nivel relativamente alto. Fabricado inicialmente por NEC, también lo comercializan Rockwell (R 6765) e Intel (i8272). Sus principales características son: tamaño de sector programable (128, 256, 512, 1024, 2048 ó 4096 bytes), posibilidad de programar todos los datos de las unidades, capacidad para controlar 4 disqueteras, transferencia con o sin DMA, generación de interrupciones; es compatible con múltiples microprocesadores (Z80, 8086,...) y trabaja con un reloj sencillo de una sola fase (4 u 8 Mhz). Soporta densidades MF (simple densidad) y MFM (doble densidad) en unidades estándar de 3, 3½, 5¼ y 8 pulgadas. ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌ RESET ██▌ 1 ▌ -RD ██▌ 2 ▌ -WR ██▌ 3 ▌ -CS ██▌ 4 ▌ A0 ██▌ 5 ▌ DB0 ██▌ 6 ▌ DB1 ██▌ 7 ▌ DB2 ██▌ 8

▐ 40 ▐██ Vcc ▐ 39 ▐██ -RW/SEEK ▐ 38 ▐██ LCT/DIR ▐ 37 ▐██ FR/STP ▐ 36 ▐██ HDL ▐ 35 ▐██ RDY ▐ 34 ▐██ WP/TS ▐ 33 ▐██ FLT/TRK0

▌ DB3 ██▌ 9 ▌ DB4 ██▌ 10 ▌ DB5 ██▌ 11 ▌ DB6 ██▌ 12 ▌ DB7 ██▌ 13 ▌ DRQ ██▌ 14 ▌ -DACK ██▌ 15 ▌ TC ██▌ 16 ▌

▐ 32 ▐██ PS0 ▐ 31 ▐██ PS1 ▐ 30 ▐██ WR DATA ▐ 29 ▐██ DS0 ó US0 ▐ 28 ▐██ DS1 ó US1 ▐ 27 ▐██ HDSEL ▐ 26 ▐██ MFM ▐ 25 ▐██ WE ▐


IDX ██▌ 17

24 ▐██ VCO

▌

▐

INT ██▌ 18

SEÑALES DEL 765

23 ▐██ RD DATA

▌

▐

CLK ██▌ 19

22 ▐██ DWIN

▌

▐

GND ██▌ 20 ▌

284

21 ▐██ WR CLK '765

▐

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

Interface con la CPU. RESET:Reset. Línea de reinicialización al estado por defecto. -CS:Chip Selection. Línea de selección del integrado. -RD:Read. Patilla por la que la CPU lee datos del FDC. -WR:Write. Patilla por la que la CPU escribe datos en el FDC. A0:Address. Esta línea de dirección define dos direcciones de E/S para comunicar con la CPU. Suele ir conectada al A0 de la CPU. DB0..7:Data Bus. 8 líneas de datos bidireccionales. INT:Interrupt. Salida de petición de interrupción a la CPU del FDC, por cada byte transferido. Señales para el modo DMA. DRQ:DMA Request. Solicitud de DMA al controlador de DMA. -DACK:DMA Acknowledge. Señal de reconocimiento de solicitud concedida. TC:Terminal Count. Línea que indica el final de la cuenta de transferencia en modo DMA; cuando no se emplea el DMA sirve también para acabar la transferencia en sistemas controlados por interrupciones.

Señales para el interface con la disquetera. DS0-1:Drive Select 0-1. También conocidas como US0-1 (Unit Select). Selecciona una de las cuatro disqueteras conectadas. HDSEL:Head Select. Selecciona el cabezal en unidades de doble cara. HDL:Head Load. Empleado para provocar el contacto físico del cabezal sobre el disquete o levantarlo. IDX:Index. Entrada del sensor óptico que detecta el inicio de la pista gracias a la perforación de índice del disquete. RDY:Ready. Señal enviada por la disquetera indicando que el disco gira a velocidad adecuada (el FDC espera a que se cumpla RDY). WE:Write Enable. Salida que habilita la escritura de datos en el disquete. -RW/SEEK:Read Write/Seek. Algunas de las líneas que comunican el FDC con la disquetera tienen doble función (para ahorrar patillas en el chip): esta señal permite elegir la función de las 4 siguientes patillas. FR/STP:Fit Reset/Step. La función FR permite borrar el error de flip-flop de algunas unidades. La función STP, mucho más utilizada, mueve un paso (un cilindro) la cabeza de lectura/escritura (en la dirección que indica LCT/DIR). FLT/TRK0:Fault/Track0. La señal FLT es generada por algunas disqueteras en caso de error, pudiendo borrarse a través de la patilla anterior (FR/STP). La salida TRK0 indica cuándo el cabezal alcanza el cilindro 0, gracias a un sensor óptico o mecánico, tras el comando de programación Seek o el de recalibración. LCT/DIR:Low Current/Direction. La señal LCT es necesaria para limitar la corriente de escritura al acceder a los cilindros más internos, por razones físicas. DIR indica en modo Seek el sentido del movimiento del cabezal. WP/TS:Write protect/Two Side. La señal WP indica si el disco está protegido contra escritura y es comprobada en las operaciones de lectura/escritura; la señal TS se comprueba en las operaciones Seek y sólo es necesaria en unidades de dos cabezales. WR DATA: Write Data. Línea de entrada en serie de los datos de escritura (para escribir sector, para formatear,...). PS0-1:Pre Shift 0-1 (Precompensation). En el formato MFM, el FDC indica a la circuitería electrónica adecuada cómo debe ser escrito el flujo de datos: para la precompensación caben tres estados posibles (Early, Normal y late). RD DATA:Read Data. Entrada al FDC de datos en serie (bits) procedentes de la disquetera y leídos del disquete. DW:Data Window. Señal obtenida en un separador de datos a partir de los datos leídos. VCO:VCO Syn. Esta señal es precisa en el separador de datos PLL para el control del VCO. MFM:MFM Mode. Indica al FDC si se trabaja en simple o doble densidad. Alimentación y señales de reloj. Vcc:Entrada de +5v, el chip no suele consumir más de 150 mA. GND:Masa. CLK:Entrada de reloj: 4 u 8 MHz habitualmente. WR CLK:Entrada de reloj para controlar la transferencia: determina la velocidad de transferencia de datos con la disquetera.

PROGRAMACIÓN DEL '765 La única línea de direcciones del integrado (A0) define dos únicos puertos de E/S: el primero es el registro principal de estado que sólo puede ser leído. A través del segundo puerto, de lectura/escritura, se

284


accede al registro de datos, a través del cual se programa el FDC, se envían y reciben los datos y se obtienen los resultados. Con el FDC se trabaja en tres fases diferenciadas: la fase de comando u orden es empleada para enviar al FDC información sobre lo que tiene que hacer, lo que puede implicar enviar hasta 9 bytes en algunos comandos. A continuación viene la fase de ejecución. Finalmente, la fase de resultados puede obligar a leer del FDC hasta siete informaciones de estado diferentes (hasta que no se leen, el FDC no admite más órdenes). Este es el esquema general, si bien algunas órdenes carecen de fase de resultados, otras no tienen fase de ejecución... El FDC dispone de 5 registros de estado internos. El principal puede ser accedido directamente como se vio (A0=0) en cualquier momento. Los otros 4 registros (ST0, ST1, ST2 y ST3) sólo son accesibles en algunas órdenes y durante la fase de resultados. 1) COMANDO LEER DATOS. Para que el FDC lea los datos del disco hay que enviarle 9 bytes de información en la fase de órdenes. Este activa la señal Head Load y espera el tiempo de Head Load programado. El FDC comienza a leer los ID's (identificadores) de los sectores hasta encontrar el sector buscado, con lo que pasa a la fase de ejecución, o hasta encontrar por segunda vez la perforación de índice del disco (en ese caso se pasa a la fase de resultados para dar el error). En la fase de ejecución, los datos son leídos del disco y enviados al procesador o al DMA, a razón de un byte cada 8, 16, 26.67 ó 32 microsegundos (según la densidad empleada: a 1000, 500, 300 y 250 Kbit/seg respectivamente). Tras acabar la transferencia del último byte del último sector hay que dar un impulso en la patilla TC (Terminal Count) del 765 para evitar que siga leyendo los sectores que van detrás en el proceso denominado multi-sector-read (se leen más sectores hasta llegar al final de la pista). En este comando, al igual que en alguno más, se puede igualar el último sector de la pista al primero a ser accedido, pudiéndose prescindir en ese caso de la señal TC al acceder a un solo sector. De todas maneras, al emplear el DMA, la transferencia finalizará realmente cuando el registro contador del DMA alcanza el valor 0, al encargarse el propio controlador de DMA de activar la señal TC, pudiéndose leer por tanto el número de sectores deseado. Personalmente he comprobado que el último número de sector en la pista es más bien el último sector al que se desea acceder. Este comando produce 7 bytes en la fase de resultados, que deben ser leídos obligatoriamente para que el FDC pueda admitir más órdenes. FORMATO DEL COMANDO LEER DATOS: ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│ MT

│ MF

│ SK

│

0

│

0

│

1

│

1

│

0

│

└──┬──┴──┬──┴──┬──┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ │

│

│

│

│

└─Ψ Skip-bit: a 1 si saltar sectores borrados

│

│

│

└─Ψ a 0 si MF, a 1 si MFM

│ └─Ψ Multitrack bit: a 1 si la función multi-sector debe continuar en la segunda cara (unidades de 2 cabezales) ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 1

│

X

│

X

│

X

│

X

│

X

│ HD

│ US1 │ US0 │

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴──┬──┴──┬──┴──┬──┘ │ Cabezal (0 ó 1) Χ─┘

└──┬──┘ └─Ψ Unidad (0-3)

┌───────────────────────────────────────────────┐ Byte 2

├─

Número de cilindro

─┤

Byte 3

├─

Número de cabeza

─┤

Byte 4

├─

Número de sector

─┤

Byte 5

├─

Tamaño de sector: (LOG2 nºbytes)-7

─┤

284


Byte 6

├─

Ultimo número de sector en la pista

─┤

Byte 7

├─

Tamaño del GAP 3

─┤

Byte 8

├─ Longitud de datos (si tamaño de sector = 0) ─┤ └───────────────────────────────────────────────┘

RESULTADO (OBLIGATORIO LEERLO): ┌───────────────────────────────────────────────┐ Byte 0

├─

Registro de estado 0

─┤

Byte 1

├─


─┤

Byte 2

├─


─┤

Byte 3

├─

Número de cilindro

─┤

Byte 4

├─

Número de cabeza

─┤

Byte 5

├─

Número de sector

─┤

Byte 6

├─

Tamaño de sector

─┤

└───────────────────────────────────────────────┘

2) COMANDO ESCRIBIR DATOS. Este comando es totalmente análogo al de lectura, pero actuando en escritura sobre el disco. La secuencia de bytes a enviar y recibir es idéntica: sólo cambian algunos bits del primer byte de comando. ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│ MT

│ MF

│

0

│

0

│

0

│

1

│

0

│

1

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ Bytes 1 al 8 y fase de resultados: Igual que el comando LEER DATOS.

3) COMANDO LEER DATOS BORRADOS. Por sector borrado se entiende aquel cuyo DATA-AM está borrado (por haber sido grabado dicho sector con el comando Escribir Datos Borrados): estos sectores son ignorados en las operaciones normales de lectura y escritura, aunque esta orden también permite leerlos. Por supuesto, esto no tiene relación alguna con la recuperación de ficheros borrados en la unidad y la utilidad de este comando es bastante cuestionable. ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│ MT

│ MF

│ SK

│

0

│

1

│

1

│

0

│

0

│


4) COMANDO ESCRIBIR DATOS BORRADOS. Este comando graba sectores con el DATA-AM borrado, con objeto de que sólo puedan ser leídos con el comando Leer Datos Borrados. La secuencia de bytes a enviar/recibir es idéntica al comando Leer Datos: sólo cambian algunos bits del primer byte. ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│ MT

│ MF

│

0

│

0

│

1

│

0

│

0

│

1

│


5) COMANDO LEER PISTA. Este comando es similar a Leer Datos, se diferencia en que se leen todos los sectores de la pista (si el último número de sector se indica correctamente) empezando cuando se detecta el paso de la perforación de

284


índice (si el sector inicial indicado no es realmente el primer sector de la pista, se producirá error). Aún en caso de error de CRC en el campo de ID o en el de datos, se continúa leyendo la pista. ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│

0

│ MF

│ SK

│

0

│

0

│

0

│

1

│

0

│


6) COMANDO FORMATEAR PISTA. Este comando de 6 bytes realiza de manera automática y sin dar trabajo al programador todas las tareas necesarias para inicializar una pista del disquete. Tras enviar el comando, habrá que pasar al FDC 4 bytes por cada sector que haya en la pista a formatear: en ellos, para cada sector se indica el número de sector deseado, lo que permite numerar los sectores de manera no consecutiva. El factor de Interleave 1:N de un disco equivale al número N de vueltas que hay que dar para acceder una vez a toda la pista (depende de que los sectores estén numerados consecutivamente o no); elegir un interleave óptimo es decisivo para mejorar el rendimiento (si la unidad gira lo bastante rápida como para que no de tiempo a acceder a dos sectores físicamente consecutivos, el interleave debería ser mayor de 1:1; de lo contrario sería necesaria una vuelta completa del disco cada vez que se accede a dos sectores de número consecutivo, que resulta ser además lo más frecuente). El formateo comienza cuando el sensor correspondiente detecta el inicio de la pista (por la perforación de índice), por ello todas las pistas quedan con los sectores colocados exactamente en la misma posición física: así, el sector N en una cara del disco coincide en su posición con el de la otra y con el del cilindro adyacente (si se numeran todas las pistas igual, claro). ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│

0

│ MF

│

0

│

0

│

1

│

1

│

0

│

1

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ Byte 1

Idéntico al byte 1 del comando LEER DATOS ┌───────────────────────────────────────────────┐

Byte 2

├─


─┤

Byte 3

├─

Sectores por pista

─┤

Byte 4

├─

Tamaño del GAP 3

─┤

Byte 5

├─

Byte de relleno al formatear

─┤

└───────────────────────────────────────────────┘ RESULTADO (OBLIGATORIO LEERLO): El mismo que en el comando LEER DATOS. Una vez enviado el comando, para cada sector de la pista habrá que pasar al FDC: ┌───────────────────────────────────────────────┐ 1º Byte

├─

Número de cilindro

─┤

2º Byte

├─

Número de cabeza

─┤

3º Byte

├─

Número de sector

─┤

4º Byte

├─


─┤

└───────────────────────────────────────────────┘

7) COMANDO LEER ID. Este comando permite leer del disquete el siguiente ID que aparezca. El ID asociado a cada sector son los 4 bytes asignados durante el formateo, y consiste en información relativa al número de cilindro, número de cabeza, número de sector y tamaño del mismo. Estos números suelen coincidir con los valores físicos reales relacionados con la posición que ocupa el sector en el disco, si bien se pueden falsear en técnicas de protección de datos, aunque los copiones más ordinarios esquivan sin problemas estas trampas tan simples. Este comando consta de sólo 2 bytes; en la fase de resultado devuelve la misma información que el comando Leer Datos

284


(precisamente, la información solicitada). ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│

0

│ MF

│

0

│

0

│

1

│

0

│

1

│

0

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ Byte 1 y fase de resultados: igual que el comando LEER DATOS

8), 9) y 10) COMANDOS PARA VERIFICAR (SCAN). El comando verificar (SCAN) permite al FDC comparar los datos almacenados en el disquete con un byte enviado por el procesador. Hay 3 comandos Scan de verificación, que indican el modo de comparación por cada byte cotejado: igual, menor o igual, mayor o igual. El comando finaliza cuando se cumple el criterio de comparación elegido en todo el sector dado, cuando se comprueba el último sector de la pista o bien cuando se activa la patilla TC. La secuencia de bytes a enviar (9 en total) y a recibir es casi idéntica al comando Leer Datos: ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│ MT

│ MF

│ SK

│

1

│

│

│

0

│

1

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼──┬──┴──┬──┴─────┴─────┘ │ ┌───┘ 00 - IGUAL

10 - MENOR O IGUAL

Modo:

11 - MAYOR O IGUAL

Bytes 1 al 8 y fase de resultados: Igual que el comando LEER DATOS. Nota: Tras este comando, hay que enviar al FDC el byte que usará para la comparación.

11) COMANDO DE RECALIBRADO. Este comando mueve el cabezal al cilindro 0 del disco. El FDC comienza a generar impulsos (por medio de la línea ST) para mover el motor paso a paso hasta que se le informe que ya se ha alcanzado el cilindro 0 (a través de la patilla TRK0 del 765); en cualquier caso, el comando finaliza tras enviar un máximo de 77 impulsos a la unidad (de ahí que pueda ser preciso repetirlo en las actuales unidades de 80 cilindros, que siguen comportándose así por compatibilidad). Este comando carece de fase de resultados (puede evaluarse el resultado por medio del registro de estado) y consta de sólo 2 bytes. ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

1

│

1

│

1

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ Byte 1

Idéntico al byte 1 del comando LEER DATOS

12) COMANDO DE POSICIONAMIENTO DEL CABEZAL (SEEK). El 765 posee 4 registros internos que memorizan la posición del cabezal (sobre qué cilindro se halla) en las 4 unidades de disco soportadas; tras el comando de recalibrado son puestos a 0. Cuando se envía este comando al FDC, para colocar el cabezal sobre un cierto cilindro, éste comprueba si ya se encuentra sobre el mismo: en caso contrario, genera las señales de control necesarias para instruir a la disquetera. Este comando no posee fase de resultados: para comprobar el éxito de la operación hay que emplear la orden Leer Estado de Interrupciones obligatoriamente (de lo contrario, el FDC no aceptará más órdenes de lectura o escritura). En cualquier caso, si la siguiente operación es de escritura, tras este comando hay que hacer una breve pausa (15 ms vale) porque si el cabezal no ha dejado de vibrar acarrearía una escritura incorrecta (se detectaría gracias al CRC en una lectura posterior, pero ¡casi nadie verifica tras escribir!: mejor asegurar que no hay error). Si la siguiente operación es de lectura, no es necesaria dicha pausa ya que en caso de fallar, sería reintentada y no tendría mayor consecuencia. Si se trata de seleccionar el otro cabezal en el mismo cilindro, después de haber posicionado el otro, tampoco es necesaria pausa alguna. Abusar de las pausas podría acarrear una ralentización

284


del acceso, al no hallarse en ocasiones el sector buscado hasta la siguiente vuelta del disco. 3 bytes: ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ │

Byte 0

│

0

│

0

0

│

0

│

│

1

1

│

│

1

1

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ Byte 1

Idéntico al byte 1 del comando LEER DATOS ┌───────────────────────────────────────────────┐ │

Byte 2

│

Número de cilindro

└───────────────────────────────────────────────┘

13) COMANDO LEER ESTADO DE INTERRUPCIONES (REGISTRO DE ESTADO 0). El 765 genera interrupciones al final de un comando Seek/Recalibrado o debido a un cambio en la señal RDY (Ready) de alguna unidad; en modo NO-DMA las genera además al inicio de la fase de resultados y durante la fase de ejecución. Las dos últimas causas pueden ser reconocidas con facilidad por el microprocesador, pero con las primeras es preciso emplear este comando para conocer la causa con exactitud, gracias a los bits del registro ST0. Esta orden se compone de un solo byte, devolviendo otros 2 en la fase de resultado: ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

1

│

0

│

0

│

│

0

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ RESULTADO (OBLIGATORIO LEERLO): ┌───────────────────────────────────────────────┐ Byte 0

├─


─┤

Byte 1

├─ Nº cilindro en que quedó el cabezal (SEEK)

─┤

└───────────────────────────────────────────────┘

14) COMANDO LEER ESTADO DE UNIDAD (REGISTRO DE ESTADO 3). Esta orden permite obtener el contenido del registro de estado ST3 de la unidad deseada, siendo éste el único medio de conseguirlo. Consta de sólo dos bytes, obteniéndose un solo byte de resultado: ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

1

│

0

│

│

0

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ Byte 1

Idéntico al byte 1 del comando LEER DATOS

RESULTADO (OBLIGATORIO LEERLO): ┌───────────────────────────────────────────────┐ Byte 0

├─


─┤

└───────────────────────────────────────────────┘

15) COMANDO SPECIFY (ESTABLECER DATOS DE LA UNIDAD). Aunque descrito en último lugar, este comando debería ser el primero ejecutado antes de comenzar las operaciones de disco. Sirve para indicar si se va a trabajar con DMA o no, así como los tres tiempos básicos que regirán la operación del chip. Estos tiempos están en función de la velocidad de reloj empleada, dependiente de la densidad de disco seleccionada. El comando emplea 3 bytes y carece de fase de resultados. Step Rate Time: Tiempo comprendido entre dos impulsos consecutivos en la señal que mueve el motor paso a paso del cabezal (lo que determina el tiempo de acceso cilindro-cilindro). Depende de las características físicas de la unidad. El valor para los bits SR se calcula con la fórmula (16SR)*2 en unidades DD y con (16-SR) en unidades HD (tiempos expresados en milisegundos). Head Load Time: Tiempo de demora tras activar la señal Head Load, sólo relevante por lo general en unidades de 8" (en las demás suele

284


cargarse el cabezal nada más activarse la señal Motor On). El tiempo 'Head Load' (bits HL) se calcula con la fórmula (HL+1)*4 en unidades DD y (HL+1)*2 en las unidades HD. La unidad de medida es el milisegundo. Head Unload Time: Tiempo esperado, tras el último acceso al disco, hasta que la señal Head Load vuelva a ser inactiva (sólo suele ser realmente significativo, una vez más, en las unidades de 8"). Las viejas unidades de 8" normalmente estaban girando continuamente (para evitar sus lentas aceleraciones y frenados por la inercia) y levantar o bajar el cabezal era un medio de protección de la superficie magnética. El tiempo 'Head Unload' (bits HU) se calcula con la fórmula HU*32 en unidades DD y con HU*16 en unidades HD. La unidad de medida es el milisegundo. ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

1

│

1

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ Byte 1

│ SR3 │ SR2 │ SR1 │ SR0 │ HU3 │ HU2 │ HU1 │ HU0 │ └─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴─────┘ ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐

Byte 2

│ HL6 │ HL5 │ HL4 │ HL3 │ HL2 │ HL1 │ HL0 │

│

└─────┴─────┴─────┴─────┼─────┴─────┴─────┴──┬──┘ └─Ψ 0 - Modo DMA / 1 - NO DMA

LOS REGISTROS DE ESTADO DEL 765. Como se comentó, el 765 dispone de 5 registros de estado: el registro principal de estado, que puede ser accedido en cualquier momento; los registros ST0, ST1 y ST2 que se obtienen como resultado de diversas órdenes; y el registro ST3. Los registros ST1 y ST2 no se pueden leer directamente (sólo se obtienen como resultado de algunas órdenes), pero ST0 y ST3 pueden ser leídos con un comando al efecto. El Registro Principal de Estado. En este registro se representan en todo momento los datos más importantes sobre el estado del FDC. Sirve también para regular la comunicación entre el microprocesador y el FDC. Significado de sus bits: Bit 7 (RQM):Request For Master (listo para E/S). Cuando este bit está a 1, el FDC está listo para recibir o enviar bytes a través del registro de datos; en caso contrario no es posible la transferencia. Bit 6 (DIO):Data Input/Output (entrada/salida de datos). Cuando este bit está a 1, significa que el FDC tiene un byte preparado para el procesador. Cuando está a 0, quiere decir que está esperando un byte del procesador. Este bit no es válido hasta que RQM=1. Bit 5 (NDM):Non DMA Mode (Modo no-DMA). En modo no DMA estará a 1 si empezó la fase de ejecución; pasa a valer 0 cuando dicha fase finaliza. bit 4 (CB):FDC Busy (FDC ocupado). Cuando está a 1, el FDC está elaborando una orden de lectura o escritura y, por tanto, no puede procesar más comandos. Este bit se pone a 1 nada más recibir el primer byte de un comando, y baja cuando es leído el último byte de resultados. Bits 0..3 (DB):FDD0..3 Busy (unidad ocupada). Cada bit está asociado a una unidad (de la A:-D:). Cuando se inicia un comando Seek o un recalibrado en alguna unidad, su bit se activa: mientras alguno de estos bits esté a 1, no se podrán enviar órdenes de lectura o escritura al FDC, pero sí más comandos Seek o de recalibrado de las demás unidades. Estos bits no se ponen a 0 por sí solos: se borran enviando el comando Leer Estado de Interrupciones (si había finalizado ya el comando Seek o el recalibramiento).

El Registro de Estado 0 (ST0). Este registro se denomina también registro de estado de interrupciones, ya que en modo no DMA permite identificar la causa de las interrupciones. Bits 7, 6:Interrupt Code (código de interrupción). Con la notación Bit7-Bit6 se tiene: 00 - Normal Termination ó NT: comando finalizado con éxito. 01 - Abnormal Termination ó AT: terminación brusca (comando iniciado pero no terminado): puede deberse a un error real o puede que no, ya que algunos sistemas no emplean la señal TC y es necesario programar en ellos el último sector de la pista como el último sector a acceder. 10 - Invalid Command Issue (IC): comando inválido (comando que no puede empezar al ser ilegal;

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puede producirse también si se ejecuta el comando Leer estado de Interrupciones sin haber ninguna en ese momento). 11 - Terminación anormal (esta señal se produce ante una variación de la línea RDY (Ready) durante el comando, que empieza pero no finaliza -por ejemplo, si se retira el disquete de la unidad en medio de una operación-). Bit 5 (SE):Seek End (Fin de Seek). Este bit se pone a 1 cuando acaba la operación Seek. Bit 4 (EC):Equipment Check (comprobación de equipo). Este bit se pone a 1 si la unidad informa de un error; también puede ponerse a 1 si, tras un recalibrado, no aparece aún la señal TRK0 que indica que se ha alcanzado el cilindro 0. Esto puede suceder si el cabezal está sobre un cilindro superior al 77, ya que el obsoleto FDC (y las más modernas controladoras de disco, por compatibilidad) sólo lo mueven un máximo de 77 cilindros antes de considerar que el intento ha fallado (repítase el recalibrado). Bit 3 (NR):Not Ready (no preparado). Se activa cuando la unidad informa de esta condición; también cuando se intenta acceder al segundo cabezal en unidades que solo tienen uno. Bit 2 (HD):Head Address (dirección de cabezal). Indica el cabezal activo en el momento de la interrupción. Bits 1, 0 (US):Unit Select (Unidad activa): unidad activa durante la interrupción (0-A y 1-B; en PS/2 01-A y 10-B).

El Registro de Estado 1 (ST1). Este registro informa, durante la fase de resultados, sobre el desarrollo de la fase de ejecución de los diversos comandos. Bit 7 (EN):End of Cylinder. Este bit se pone a 1 si se intenta acceder a un sector tras alcanzar el fin de pista programado. Bit 6:No utilizado (a 0). Bit 5 (DE):Data Error (error de datos). Se pone a 1 si al leer los datos y calcular su CRC (o al calcular el CRC de los campos de ID), éste no coincide con el CRC almacenado en el disco junto a dichos datos ó IDs cuando fueron grabados. Bit 4 (OR):Overrun (excedido el tiempo de transferencia). Los datos transitan entre el microprocesador y el FDC a una velocidad mínima determinada (8, 16, 26.67 ó 32 microsegundos). Si al leer datos del FDC el procesador no es suficientemente rápido, puede llegar un dato sobrescribiendo el anterior cuando aún no había sido leído, lo que provoca que este bit se ponga a 1 para señalar el error. Bit 3:No utilizado (a 0). Bit 2 (ND):No Data (no hay datos). Se pone a 1 durante la lectura o scan si el FDC no puede hallar el sector indicado. Se pone también a 1 con el comando leer ID si el FDC no puede leer sin errores el campo ID (si falla el CRC). Por último, también se pone a 1 si en el comando leer pista el sector inicial no es encontrado. Bit 1 (NW):Not Writable (escritura no permitida). Se pone a 1 al ejecutar algún comando que implique modificar el contenido del disco, si este está protegido contra escritura. Bit 0 (MA):Missing Address Mark (Address Mark perdida). Se pone a 1 cuando en la lectura el FDC no halla, al cabo de una vuelta completa del disco, la ID de sector. La ausencia de Data Address Mark (y la ausencia también de una Data Address Mark borrada) pone a 1 este bit (junto al bit MD del registro de estado 2).

El Registro de Estado 2 (ST2). Bit 7:No utilizado (a 0). Bit 6 (CM):Control mark (marca de control). Se pone a 1 si el FDC halla una Data Address Mark borrada durante una lectura o comando de scan. Bit 5 (DD):Data Error in Data Field (error en campo de datos). Se pone a 1 si hay error de CRC, pero sólo en el CRC correspondiente al campo de datos. Bit 4 (WC):Wrong Cylinder (cilindro erróneo). Al formatear la pista, se graba para cada sector información relativa al número de cilindro, número de cabeza, número de sector y tamaño del mismo. Si al leer después dicha pista hay contradicción entre el nº de cilindro solicitado y el nº de cilindro que fue registrado al formatear (debido normalmente a un posicionamiento del cabezal en un cilindro erróneo), este bit se pone a 1. Bit 3 (SH):Scan Equal Hit (resultado de scan igual). Tras un comando de scan con la condición de igual, este bit se pone a 1 para indicar que la comparación resultó correcta en todos los bytes. Bit 2 (SN):Scan Not Satisfied (scan no satisfecho). Si tras un comando de scan cualquiera no se halla ningún sector en la pista que corresponda con las especificaciones, este bit se pone a 1. Bit 1 (BC):Bad Cylinder (cilindro defectuoso). Este bit es similar al WC, con la diferencia de que se pone a 1 si el número de cilindro leído es 0FFh y no coincide con el de la orden. Bit 0 (MD):Missing Address Mark in Data Field (falta marca de direcciones en campo de datos). Se pone a 1 si en la lectura de datos no aparece una Data Address Mark (ni siquiera borrada).

284


El Registro de Estado 3 (ST3). Este registro de estado sólo puede ser consultado por medio de la orden Leer estado de unidad. Se obtiene la siguiente información: Bit 7 (FT):Fault (fallo). Este bit se corresponde con la línea Fault de algunas unidades. Bit 6 (WP):Write protected (protección contra escritura). Si este bit está a 1, significa que el disco introducido en la unidad está protegido contra escritura. Bit 5 (RDY):Ready (preparado). Este bit se corresponde con la línea RDY (Ready) de la unidad. Si está a 1, la unidad está preparada. Bit 4 (T0):Track 0 (cilindro 0). Este bit se corresponde con la línea TRK0 de la unidad. Si está a 1, el cabezal de la unidad y cara elegidas se encuentra en ese momento en el cilindro 0. Bit 3 (TS):Two Side (dos caras). Si este bit está a 1, la unidad de disco posee dos cabezales. Bit 2 (HD):Head Address (dirección del cabezal). Este bit se corresponde con la línea Head Select del FDC. Bits 1, 0 (US):Unit Select (unidad seleccionada). Estos bits se corresponden con el estado de dichas líneas del FDC.

12.6.3 - EL 765 DENTRO DEL ORDENADOR. El controlador de disquetes es accedido a través de dos puertos de E/S, en la dirección 3F4h (registro de estado) y en la 3F5h (datos). Adicionalmente, existe un registro denominado Registro de Salida Digital, en la dirección E/S 3F2h, que controla los motores de las unidades y permite reinicializar el sistema de disco y seleccionar la modalidad de operación (con o sin DMA). Los valores de bits establecidos para el registro de salida digital son los siguientes (los PS/2 sólo soportan dos disqueteras y el bit 1 está reservado): 7 6 5 4 3 2 1 0 ┌─────┬─────┬─────┬─────┼─────┬─────┬─────┬─────┐ │

│

│

│

│

│

│

│

│

└──┬──┴──┬──┴──┬──┴──┬──┼──┬──┴──┬──┴──┬──┴──┬──┘ │

│

│

│

│

│

│ ┌───┘

A 1 si activar motor de D: Χ─┘

│

│

│

│

│

0 0 - seleccionar A:

A 1 si activar motor de C: Χ─┘

│

│

│

│

0 1 - seleccionar B:

A 1 si activar motor de B: Χ─┘

│

│

│

1 0 - seleccionar C:

A 1 si activar motor de A: Χ─┘

│

│

1 1 - seleccionar D:

A 1 si interrupciones y DMA activos (reservado en PS/2) Χ─┘

└─Ψ A 0 si reinicializar el FDC

Tras poner a 0 el bit que reinicializa el FDC hay que devolverlo a 1 y (con o sin las interrupciones habilitadas en el bit 3) esperar la interrupción de disquete que vendrá (IRQ6 ─Ψ INT 0Eh) ejecutando después el comando leer estado de interrupciones; también hay que recalibrar, ya que el registro interno del FDC que indica el cilindro actual es puesto a 0. En las máquinas 486 en particular, es necesario hacer una leve pausa tras bajar este bit, ya que devolviéndolo inmediatamente a 1 sucede que en ocasiones el 765 no se entera del cambio ¡y no se resetea! (algunos microsegundos bastan). Efectuar un reset es conveniente tras un error de disco. En las máquinas AT o con controladoras de alta densidad existe otro registro más al que se accede en lectura, el Registro de Entrada Digital (3F7h). Su bit más significativo indica si ha habido cambio de disco en la última unidad seleccionada a través del registro de salida digital; los restantes bits se emplean para gestionar el disco duro. Una vez detectada la condición de cambio de disco, hay que bajar este bit para detectar futuros nuevos cambios por el procedimiento, un tanto extraño y quizá absurdo de llevar el cabezal al cilindro 1 y después al 0. Para leer la línea de cambio de disco el motor debe estar encendido (se puede encender, leer la línea y volver a apagarlo después tan deprisa que el usuario no note siquiera parpadear el led de la disquetera). Si no se puede bajar este bit será debido a que no hay disquete introducido. También a través del puerto 3F7h, pero actuando como salida, se accede al Registro de Control del Disquete, que permite seleccionar la velocidad de transferencia de la unidad en sus dos bits menos significativos: 00 -

500.000 bits/segundo

(disquetes de alta densidad de 1.2M y 1.44M)

01 -


(disquetes de 360K en unidades de 1.2M)

10 -


(disquetes de 3½ - 720K).

284


11 - 1.000.000 bits/segundo

(disquetes de 3½ - 2.88M).

Seleccionar la velocidad correcta en los AT es un requisito totalmente indispensable para lograr enviar y recibir datos del disco. Las unidades de alta densidad de 1.2M siempre trabajan con 80 cilindros, lo que sucede es que pueden leer discos de doble densidad saltando los cilindros de dos en dos. Esto significa que para leer el cilindro 15 de un disco de 360K, será necesario mover el cabezal al cilindro 30 (y programar el 765 para leer el 15, por supuesto, ya que ha sido formateado con ese número). La BIOS automatiza este tipo de operaciones, pero cuando se accede directamente al disco no queda más remedio que considerarlas. En los discos de 3½ nunca es necesario esto, ya que tienen siempre 80 cilindros. En la terminología anglosajona, la velocidad de transferencia se denomina data transfer rate y el movimiento doble del cabezal en los discos de doble densidad recibe el nombre de double stepping. Los PS/2 poseen en 3F0h y en 3F1h dos registros de estado adicionales que no es preciso considerar. Un consejo útil para los programadores en ensamblador es que realicen siempre una pequeña pausa de algunos microsegundos (40-60) entre bytes sucesivos de un comando enviado al 765. La razón para ello no está muy clara, pero las BIOS AMI de 486 hacen esto y sus motivos tendrán. Accediendo desde un lenguaje de alto nivel o en procesadores 386 o inferiores esto probablemente no es necesario. 12.6.4 - DENSIDADES DE DISCO Y FORMATOS ESTÁNDAR. Las unidades de 5¼ de doble densidad giran a 300 r.p.m. (revoluciones por minuto); esto significa que dan una vuelta cada 200 milisegundos. La velocidad de transferencia empleada es de 250 Kbit/segundo. Echando cuentas, en 200 ms se pueden registrar unos 250000*0,2 = 50000 bits de datos = 6250 bytes por pista. Los disquetes de 360K poseen 9 sectores de 512 bytes; por cada sector hacen falta además 62 bytes que añade el NEC765 (ver al final del apartado 12.6.1) y otros 80 de GAP 3 que estima oportuno IBM: en total, 654 bytes. Así, en la pista no caben 10 sectores pero sí los 9 citados. Como hay 40 cilindros en estos disquetes (y dos caras) en total caben 9*40*2 = 720 sectores (que equivalen a 360 Kb). Por supuesto, estrechando algo el GAP 3 al formatear sí se pueden introducir 10 sectores, maniobra bastante fiable que realizan ciertos formateadores avanzados. Sin embargo, IBM fue excesivamente conservadora al principio, ya que sólo formateaba 8 sectores por pista; luego se dio cuenta y rectificó. Eran los viejos discos de 320 Kb, totalmente obsoletos aunque soportados aún por el FORMAT del DOS. También han existido antaño formatos de 180 e incluso 160 Kb, basados en unidades de una sola cabeza. Las unidades de 5¼ de alta densidad giran a 360 r.p.m.; esto supone 166,66 ms por cada vuelta del disco. El aumento de velocidad se decidió por motivos de fiabilidad. A nadie se le escapa que si el disco girara más lento y se le enviaran los datos a la misma velocidad, cabrían más datos... pero todo tiene un límite (lo contrario sería un chollo). La pretensión de IBM de elevar excesivamente -para la tecnología del momento- la velocidad de transferencia (de 250 a 500 Kbit/seg) obligó a tomar la medida de acelerar la unidad. Aquí, con los disquetes de doble densidad de 5¼ se emplea la tasa de 300 Kbit/segundo: la mayor velocidad de rotación del disco es compensada exactamente por la proporcionalmente mayor velocidad de transferencia, resultando posible de esta manera leer los discos creados en unidades de doble densidad: 300000*0,16666 = 50000 bits de datos, ¡exactamente igual que en las unidades de doble densidad!. Por supuesto, estas unidades giran siempre a 360 r.p.m. y no es posible alterar la velocidad para leer los viejos formatos, como indican otras publicaciones ¡lo que cambia es la tasa de transferencia!. Las controladoras de alta densidad pueden, por lo tanto, emplear velocidades de 300, 500 y (aunque no usada en 5¼) 250 Kbit/seg. Con disquetes de alta densidad de 5¼ y a 500 Kbit/seg caben 500000*0,16666 = 83333 bits por pista (10416 bytes). El GAP 3 que emplea el FORMAT del DOS es de 84 bytes: cada sector ocupa 512+62+84 = 658 bytes, con lo que caben 15. Esto, unido a los 80 cilindros del disco permite almacenar 1200 Kb en el mismo (en estas unidades se accede a los discos de 360K saltando los cilindros de dos en dos). Las más modernas unidades de 3½ permitieron mantener la velocidad de 500 Kbit/seg con la velocidad de rotación clásica de 300 r.p.m., sin problemas de fiabilidad, lo que eleva aún más la capacidad. Con ello, los disquetes de alta densidad de 3½ almacenan 500000*0,2 = 100000 bits de datos (12500 bytes) en cada pista. El FORMAT del DOS emplea un amplio GAP 3 de 108 bytes; cada sector ocupa por lo tanto 512+62+108 = 682 bytes, con lo que caben 18 por pista en estas condiciones, lo que genera los conocidos discos de 1440 Kb. Antes de las unidades de alta aparecieron las de doble densidad de 3½: estas emplean una velocidad de 250 Kbit/segundo, con lo que sólo admiten 6250 bytes por pista (los mismos que un disquete de doble densidad de

284


5¼) y 720 Kb por disco (también emplean un GAP 3 de 80 bytes). Con controladoras de alta densidad se puede seleccionar con estos disquetes la velocidad de 300 Kbit/segundo, lo que permite formatear discos de 3½ y doble densidad con cerca de 1 Mb, sin problemas de fiabilidad. Sin embargo, el FORMAT del DOS y las rutinas de la BIOS sólo soportan en estos discos la velocidad de 250 Kbit/segundo al ser la única que los PC/XT normalmente admiten. Por supuesto, el usuario siempre puede perforar el disco para convertirlo en uno de alta densidad: la calidad de la superficie magnética en los discos de 360K es suficientemente baja para que den errores en las últimas pistas (las más próximas al centro y con menor longitud de circunferencia) al formatearles en alta densidad; sin embargo, en 3½ los fabricantes no se han complicado la vida y es probable que a veces se puedan formatear los discos de doble densidad como de alta sin problemas, algo que pese a todo no es quizá recomendable. Las unidades de 3½ detectan el tipo ┌─────────────────────────────────────────┬───────────────────┬──────────────────┬───────────────────┬──────────────────┬──────────────────┐ │

FORMATOS DE DISCO ESTÁNDAR

│ 5¼ Doble Densidad │ 5¼ Alta Densidad │ 3½ Doble Densidad │ 3½ Alta Densidad │ 3½ Extra Alta D. │

├─────────────────────────────────────────┼───────────────────┼──────────────────┼───────────────────┼──────────────────┼──────────────────┤ │ Velocidad de rotación (R.P.M.)

│

│

360

│

300

│

300

│

300

│

│ Velocidad de transferencia (bits/seg.)

│ 250000/300000(**) │

500.000

│

250.000

│

500.000

│

1.000.000

│

│ Esquema de codificación de información

│

MFM

│

MFM

│

MFM

│

MFM

│

MFM

│

│ Bytes brutos por pista

│

6.250

│

10.416

│

6.250

│

12.500

│

25.000

│

│ Tamaño de sector en bytes [1]

│

512

│

512

│

512

│

512

│

512

│

│ GAP 3 al formatear con FORMAT [2]

│

80

│

84

│

80

│

108

│

80

│

│ Bytes que usa el 765 entre sectores [3] │

62

│

62

│

62

│

62

│

62

│

│ Bytes ocupados por sector ([1]+[2]+[3]) │

654

│

658

│

654

│

682

│

654

│

│

9

│

15

│

9

│

18

│

36

│

│ Bytes que usa el 765 en inicio de pista │

146

│

146

│

146

│

146

│

146

│

│ Bytes aproximados que restan en GAP 4B

│

218

│

400

│

218

│

78

│

1310

│

│ Cilindros

│

40

│

80

│

80

│

80

│

80

│

│ Caras o cabezales

│

2

│

2

│

2

│

2

│

2

│

│ Sectores en el disco

│

720

│

2400

│

1440

│

2880

│

5760

│

│ Kbytes por disco

│

360

│

1200

│

720

│

1440

│

2880

│

│ Sectores por pista

300/360(*)

└─────────────────────────────────────────┴───────────────────┴──────────────────┴───────────────────┴──────────────────┴──────────────────┘ (*) 300 en unidades de doble densidad y 360 en las de alta densidad (**) 250.000 en unidades de doble densidad y 300.000 en las de alta densidad

de disco y las perforaciones del mismo sólo sirven para que la disquetera sepa qué velocidad de transferencia emplear (sin embargo, en 5¼ no hay perforaciones y la unidad es capaz de detectar la velocidad apropiada). Finalmente, los disquetes de extraalta densidad de 3½ trabajan con 1 Mbit/segundo de velocidad de transferencia, con 25000 bytes por pista y 36 sectores: el doble de datos que en alta densidad, pero a un precio mucho más del doble, lo que les ha convertido en un lujo y un fracaso comercial. Existen unidades de 3½ perfeccionadas por medios ópticos que almacenan 20 megabytes por disco, y que también admiten disquetes de 720K y 1.44M (y a menudo, no los de 2.88M). El secreto de estos discos ópticos (flopticals) es la precisión en el posicionamiento del cabezal, lo que permite almacenar cientos de cilindros en lugar de las 80 habituales. También hay unidades ZIP que admiten disquetes (aproximadamente de 3½) con capacidad de 100 Mb ó 1 Gb, pero menos convencionales (están sectorizadas por hardware). Los discos normales están formateados con sectores de 512 bytes en todos los casos. Estos sectores son numerados a partir de 1 (y no a partir de 0) en el momento del formateo, y así habrán de ser accedidos en el futuro. En una sola vuelta del disco es factible escribir o leer todos los sectores de una pista si se hace de una vez con el comando apropiado, ya que accediendo de sector en sector podría no dar tiempo a acceder al siguiente sector cuando el anterior acaba de pasar por delante del cabezal, lo que además obligaría a dar una vuelta al disco por cada sector, con un desplome en picado del rendimiento. Lo mismo puede suceder si los sectores están excesivamente próximos debido al empleo de un formato no estándar de más capacidad: normalmente, los GAP 3 que separan los sectores son bastante amplios como para dar tiempo al 765, en las operaciones de escritura, a conmutar entre la escritura de los últimos bytes del sector (junto al CRC que va detrás) y la lectura de los ID del sector siguiente; en caso contrario la operación de escritura de múltiples sectores terminaría con error (sector no encontrado), a no ser que fueran escritos de uno en uno, con la

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consiguiente ralentización del acceso. Experimentalmente se puede afirmar que el GAP 3 en alta densidad no debería ser inferior a 32, ni tampoco inferior a 40 en doble densidad, lo que parece indicar que la unidad necesita que los sectores estén separados al menos entre 0.5 y 1 ms, respectivamente; aunque estas cifras se pueden rebajar incluso casi a la mitad, esos valores son los mínimos recomendados. En caso de tener que infringir esta regla, la solución sería emplear un interleave distinto del 1:1 habitual: en otras palabras, los sectores pueden ser numerados de manera no consecutiva. Por ejemplo, con 9 sectores, se les puede colocar en la pista, sucesivamente, con los números 1, 6, 2, 7, 3, 8, 4 ,9, 5. Así, entre dos sectores de número consecutivo hay otro, y se gana tiempo para poder pillarlo; este ejemplo en concreto corresponde a un interleave 1:2, ya que hay que dar dos vueltas al disco para poder acceder una vez a toda la pista. Hay casos en que al juntar mucho los sectores e intentar escribir una pista no se produce el error: esto puede ocurrir sobre todo con sectores de más de 512 bytes, ya que cuando el cabezal acaba de acceder a un sector y va a por el siguiente (que acaba de pasar de largo), no encuentra los ID del que va detrás hasta pasado un buen rato; de ahí a volver a encontrarse con el sector buscado puede transcurrir bastante menos de una vuelta del disco y finalmente lo encontraría sin devolver error. Naturalmente, esto sigue sin ser interesante, una vez más, por razones de velocidad. Finalmente señalar que el GAP mínimo para operaciones de lectura multisector es mucho menor que para las operaciones de escritura (bastaría con un GAP de 1 ó 2 bytes), ya que la unidad no pierde tiempo en conmutar entre la escritura del sector y la lectura de IDs del siguiente. Un pequeño detalle más: conviene recordar que al formatear una pista, la controladora espera al paso de la marca de índice -el pequeño agujerito del disquete- lo que provoca que si todas las pistas se numeran por igual, en ambas caras del disco están colocados físicamente en la misma posición los mismos números de sector, gracias a esta sincronización, conservando la estructura a lo largo de unos radios imaginarios. Digamos que si el disco es una tarta, al cortar las porciones cada comensal se lleva todos los cilindros del mismo y único sector N que le ha tocado. En la operación habitual del disco, cuando se acaba de acceder a una pista, lo más probable es que haya que continuar en la siguiente (bien en el otro cabezal o en el cilindro adyacente). Esta conmutación de cabezal hace perder cierto tiempo: cuando se acaba de acceder a una pista, el cabezal está al final de la misma y, por consiguiente, muy cerca también del principio (a nadie se le escapa que las pistas son circulares); si se conmuta de cabezal y el disco ya ha girado lo suficiente como para pasar por delante del primer sector de la nueva pista, habrá que volver a dar una vuelta entera. Esto puede suceder si el GAP que hay al final de la pista no es lo suficientemente grande. Y, por desgracia, de hecho sucede con todos los formatos de disco del DOS. Al pasar de una pista a la adyacente, en operaciones de escritura, se pierden unos 18 milisegundos (3 del desplazamiento del cabezal y 15 de espera hasta que éste deje de vibrar) lo que equivale a 1125 bytes en un disco de alta densidad de 3½: ¡unos dos sectores!. Por eso, cuando se acaba con el sector 18 de una pista y se pasa a la siguiente, el cabezal está sobre algún punto del sector 2 ó el 3 y el primer sector que se encuentra es el 3 ó el 4, teniendo que esperar a que pasen otros 15 ó 16 para llegar al 1. La solución a este problema pasa por numerar los sectores, de una pista a otra, deslizando la numeración (técnica conocida como skew o sector sliding): 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Pista N

16

17

18

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Pista N+1

13

14

15

16

17

18

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Pista N+2

En el esquema se han trazado sólo tres pistas, pero las siguientes tendrían un tratamiento análogo. Realmente, al conmutar de un cabezal a otro en el mismo cilindro no hace falta deslizar tanto la numeración, ya que es una operación más ágil y con menos retardos. En el ejemplo, experimentalmente se puede determinar que en vez de 3 bastaría con desplazar 2 sectores la numeración. En los discos de 5¼ de alta densidad se pueden recomendar los mismos desplazamientos de numeración. Sin embargo, en los de 5¼ y doble densidad bastaría con desplazar un sector el orden al conmutar de cabezal (y los mismos 3 al cambiar de cilindro). En los de doble densidad de 3½ conviene desplazar un sector la numeración al conmutar de cabezal y 2 al cambiar de cilindro. Por supuesto, estos valores son los más convenientes en general, si bien algún ordenador en concreto podría operar mejor con otra numeración similar a ésta aunque no idéntica. En cualquier caso, numerar todos los sectores de las pistas por igual, que es lo que hacen todas las versiones del FORMAT del DOS (al menos hasta la versión 6.0 del sistema), resulta extremadamente ineficiente y puede reducir a la mitad la velocidad de los disquetes. Algunos buenos formateadores (como FDFORMAT con sus opciones /X e /Y) suelen tener en cuenta estos factores. Por supuesto, esta numeración de los sectores no implica la más mínima pérdida de

284


compatibilidad en los disquetes estándar: lo que sucede es que los creadores del DOS no se han preocupado demasiado hasta ahora de optimizar el rendimiento. 12.6.5 - ACCESO A DISCO CON DMA. Los disquetes son gestionados por la BIOS en todas las máquinas empleando el DMA, por medio del canal 2 del 8237. Sin embargo, como veremos en un apartado posterior, es factible realizar las operaciones directamente, sin ayuda del DMA. Al emplear el modo DMA, se produce una interrupción IRQ6 (INT 0Eh) para avisar del término de la operación de disco realizada. Al emplear el DMA conviene tener cuidado con evitar un desbordamiento en el offset 0FFFFh de la página empleada. Por ejemplo, intentar leer o grabar un sector normal de 512 bytes entre las direcciones de memoria 3FF2:0000 y la 3FF2:01FF (direcciones absolutas 3FF20 a la 4011F) resultará fallido al estar implicadas las páginas de DMA 3 y 4, cuando sólo puede estarlo una de las dos. En la práctica, será necesario reservar memoria por importe del doble del tamaño del (o los) sector(es) a ser accedido(s) y hacer cálculos para establecer una dirección de transferencia que coincida dentro de una sola página de DMA. No tener en cuenta este factor es jugar a la lotería con los discos. La BIOS del sistema se encarga de comprobar por software si el buffer facilitado cruza una frontera de DMA antes de realizar las operaciones de E/S, retornando con el error correspondiente en caso afirmativo. Por hardware es imposible detectar esta circunstancia al no producirse errores, pero sí falla la operación: se corrompen zonas de memoria no previstas y ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ el resultado probable es disfunción y/o │ 765DEBUG 3.1 - UTILIDAD PARA ANALISIS AVANZADO A BAJO NIVEL DE DISQUETES. │ Programación directa del controlador NEC765 y el DMA 8237. │ cuelgue del sistema (a no ser que haya mucha │ Funcionamiento probado bajo sistemas PC XT, AT, 386 y 486. │ suerte). Sin embargo, cuando el DOS se │ │ Soporte para disquetes de 360K, 720K, 1.2M, 1.44M y 2.88M. │ carga en memoria al principio del arranque, │ │ modifica la INT 13h de la BIOS para que │ (C) 1992, 1993, 1994 - Ciriaco García de Celis. │ esta interrupción nunca devuelva un error │ │ debido a este motivo (en cambio, la INT 40h, │ │ que es quien realmente controla los disquetes │ F2 - Seleccionar unidad/densidad y resetear. │ en la inmensa mayoría de los ordenadores │ F3 - Recalibrar cabezal (necesario tras F2). │ AT y que es invocada desde INT 13h, sí │ │ puede devolver errores de frontera de DMA). │ F4 - Cambiar de cabezal. │ │

F5 - Posicionar cabezal.

│

│

F6 - Leer ID's.

│

│

F7 - Leer sector.

│

│

F8 - Escribir sector.

│

│

F9 - Formatear pista.

│

│

F10 - Conmutar MF/MFM.

│

│

ESC - Salir

│

│

│

│

│

│

Unidad A:

│

0 y Cabezal 0

│ │

│ │

500 Kbit/seg en MFM - Cilindro

│ Elige una opción: _

│

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Figura 12.6.5.1

PANTALLA PRINCIPAL DEL PROGRAMA

284


El siguiente programa de ejemplo ha sido realizado íntegramente en Borland C (compilable también sin errores en Turbo C 2.0) y permite practicar al lector con la operación a bajo nivel del disco. Se pueden leer y escribir sectores (con tamaños normales o no), formatear pistas, leer los ID de una pista, y todas las operaciones auxiliares necesarias (seleccionar unidad, velocidad de transferencia, recalibrar, seleccionar cabezal, posicionar cabezal, elegir MF/MFM). La opción de leer ID's es especialmente útil para analizar discos con protecciones anticopia; se trata además de una tarea inevitable que ha de realizar necesariamente cualquier copión, como paso previo a la duplicación del disquete. En esta opción se utiliza una interesante rutina de temporización de alta precisión, empleando el 8254, para poder medir con exactitud los milisegundos de disco que ocupa cada sector en la pista y poder hacerse una idea de cómo está organizada y aprovechada. El formateo también es especialmente versátil, ya que permite editar, sin lujos pero con eficacia, los bytes de los sectores propuestos por defecto -los más razonables por otra ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ parte- antes de enviarlos al controlador. Este │ Sector a leer: 1 │ │ programa es un útil banco de pruebas para │ │ medir la fiabilidad de técnicas de formateo │ Tamaño de sector: │ especial, para idear y probar métodos de │ 0 -> 1-128 bytes │ protección anticopia y, en general, para │ 1 -> 256 bytes │ aprender sobre el funcionamiento a bajo │ 2 -> 512 bytes │ nivel de los discos. El dato de la velocidad │ 3 -> 1024 bytes │ de transferencia no es relevante por lo │ 4 -> 2048 bytes │ general en los PC/XT. La selección │ 5 -> 4096 bytes │ incorrecta de una sola opción puede │ │ provocar que el programa falle, aunque al │ Elige: 2 │ │ cabo de unos segundos se recupera el │ │ control. Las dos primeras opciones del │ Resultado de la operación: │ menú no son obligatorias; pero conviene │ │ [ST0=0x01] [ST1=0x00] [ST2=0x00] │ seleccionarlas al principio y, en general, │ [Cilindro 1] [Cabezal 0] [Sector 1] [Tamaño 2] │ cada vez que se cambie de disco. Una línea │ │ inferior informa permanentemente de los │ Pulsa una tecla para ver el sector [ESC=salir]. │ principales parámetros activos, si bien no │ │ conviene creer ciegamente en ella. Por │ │ ejemplo, si se ha intentado posicionar el │ │ cabezal en el cilindro 120 de un disco │ │ formateado, y luego se le vuelve a │ │ posicionar en el 70, en esa línea aparecerá el │ │ valor 70 aunque al leer los ID podríamos └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ descubrir que está realmente sobre el cilindro 31, ya que esa unidad no soporta ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ más de 82 cilindros (numerados de 0 a 81) y │ │ │ no pudo pasar del 81 cuando se le ordenó ir │ │ al 120. En este ejemplo particular, lo más │ 0000: EB 3C 90 4D 53 44 4F 53 - 35 2E 30 00 02 01 01 00 δ<ÉMSDOS5.0..... │ aconsejable después sería recalibrar, ya que │ 0010: 02 E0 00 40 0B F0 09 00 - 12 00 02 00 00 00 00 00 .α.@.Ί.......... │ el programa cree que está sobre el cilindro │ 0020: 00 00 F8 04 00 00 29 EC - 1D 64 3C 4E 4F 20 4E 41 ..°...)¥.d|╣.._£ñ..╞En │ al enviar el comando al controlador. │ 0060: 0F 8B 0E 18 7C 88 4D F9 - 89 47 02 C7 07 3E 7C FB .ï..|êMΧëG.╟.>|Φ │ │

0070:

CD 13 72 79 33 C0 39 06 - 13 7C 74 08 8B 0E 13 7C

═.ry3└9..|t.ï..|

│

│

0080:

89 0E 20 7C A0 10 7C F7 - 26 16 7C 03 06 1C 7C 13

ë. |á.|»&.|...|.

│

│

0090:

16 1E 7C 03 06 0E 7C 83 - D2 00 A3 50 7C 89 16 52

..|...|â╥.úP|ë.R

│

│

00A0:

7C A3 49 7C 89 16 4B 7C - B8 20 00 F7 26 11 7C 8B

|úI|ë.K|╕ .»&.|ï

│

│

00B0:

1E 0B 7C 03 C3 48 F7 F3 - 01 06 49 7C 83 16 4B 7C

..|.├H»£..I|â.K|

│

│

00C0:

00 BB 00 05 8B 16 52 7C - A1 50 7C E8 92 00 72 1D

.╗..ï.R|íP|ΦÆ.r.

│

│

00D0:

B0 01 E8 AC 00 72 16 8B - FB B9 0B 00 BE E3 7D F3

░.Φ¼.r.ïΦ╣..╛π}£

│

00E0:

A6 75 0A 8D 7F 20 B9 0B - 00 F3 A6 74 18 BE 9E 7D

ªu.ì ╣..£ªt.╛_}

│

00F0:

E8 5F 00 33 C0 CD 16 5E - 1F 8F 04 8F 44 02 CD 19

Φ_.3└═.^.Å.ÅD.═.

│ │ │

284


│

│ │ │

Bytes 0000-0255 del sector (1/2) │

│

Utiliza los cursores [ESC=salir]

│ │ │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────┘

┌────────────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────┐ │ │ │ │ │ │ │ FF │ 00 │ 58 │ 2E │ 00 │ F2 │ 7C │ F9 │ 8B │ 0A │ 20 │ 6D │ 65 │ 61 │ 53 │ AA

0100:

58 58 58 EB E8 8B 47 1A - 48 48 8A 1E 0D 7C 32

XXXδΦïG.HHè..|2 0110:

»π..I|..K|╗..╣.. 0120:

...IO 01F0: DOS

│

20 63 75 61 6C 71 75 69 - 65 72 20 74 65 63 6C

cualquier tecla 01E0:

│

70 6C 61 63 65 20 79 20 - 70 72 65 73 69 6F 6E

place y presione 01D0:

│

64 65 20 73 69 73 74 65 - 6D 61 0D 0A 52 65 65

de sistema..Reem 01C0:

│

45 72 72 6F 72 2C 20 64 - 65 20 64 69 73 63 6F

Error, de disco 01B0:

│

CA 86 E9 8A 16 24 7C 8A - 36 25 7C CD 13 C3 0D

╩åΘè.$|è6%|═.├.. 01A0:

│

C3 B4 02 8B 16 4D 7C B1 - 06 D2 E6 0A 36 4F 7C

├┤.ï.M|▒.╥µ.6O|ï 0190:

│

33 D2 F7 36 1A 7C 88 16 - 25 7C A3 4D 7C F8 C3

3╥»6.|ê.%|úM|°├Χ 0180:

│

3B 16 18 7C 73 19 F7 36 - 18 7C FE C2 88 16 4F

;..|s.»6.|n┬ê.O| 0170:

│

70 00 AC 0A C0 74 29 B4 - 0E BB 07 00 CD 10 EB

p.¼.└t)┤.╗..═.δ³ 0160:

│

15 7C 8A 16 24 7C 8B 1E - 49 7C A1 4B 7C EA 00

.|è.$|ï.I|íK|Ω.. 0150:

│

72 BB 05 01 00 83 D2 00 - 03 1E 0B 7C E2 E2 8A

r╗...â╥....|ΓΓè. 0140:

│

50 52 51 E8 3A 00 72 D8 - B0 01 E8 54 00 59 5A

PRQΦ:.r╪░.ΦT.YZX 0130:

│

F7 E3 03 06 49 7C 13 16 - 4B 7C BB 00 07 B9 03

│

0D 0A 00 49 4F 20 20 20 - 20 20 20 53 59 53 4D SYSMS

│

44 4F 53 20 20 20 53 59 - 53 00 00 00 00 00 55 SYS.....U¬

│

│ │ │


│ │

│

│

│

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Figura 12.6.5.2

│ │

Utiliza los cursores [ESC=salir]

│

LECTURA DE UN SECTOR

284


Al principio del programa se asignan valores por defecto a las variables, se establece la velocidad de transferencia en 500 Kbit/seg y se reserva memoria para almacenar un sector. Como se vio anteriormente, hay que asegurar que el buffer no cruza una frontera de DMA, por lo que en la práctica se reserva el doble de la memoria necesaria y se asigna el puntero de tal manera que esto no suceda en ningún caso. El programa consta de un menú desde el que se accede a las diversas opciones que desembocan finalmente en funciones independientes. La función seleccionar() permite elegir la unidad activa, reseteándola y enviando el comando specify al FDC. La función recalibrar() envía este comando al FDC y lo repite si falla, por si estaba sobre un cilindro superior al 77; en esta función y en las restantes, para detectar el fin de la operación se espera la llegada de la interrupción de disco correspondiente (IRQ 6, ligada a INT 0Eh). La BIOS se encarga en esta interrupción de activar el bit más significativo de la posición 40h:3Eh. La función esperar_int() espera la llegada de la interrupción comprobando dicho bit durante un par de segundos antes de considerar que la operación ha fallado, devolviendo después dicho bit a 0. Realmente, aunque haya un error la interrupción debe llegar y el comando ha de finalizar. Sin embargo, el FDC es a veces demasiado flexible: por ejemplo, si la portezuela de la unidad (en 5¼) está abierta y hay un disco introducido, se puede quedar esperando indefinidamente. Además, en general, en la programación a bajo nivel es conveniente no hacer nunca bucles infinitos para esperar a que suceda algo. Tras el comando de recalibrado hay que ejecutar el de lectura de estado de interrupciones, cuyo resultado es además impreso en pantalla durante 1,5 segundos para dar tiempo a leerlo sin tener que pulsar teclas (es muy poca información y se puede leer en menos de un segundo...). La función posicionar() lleva el cabezal sobre el cilindro solicitado. Si se está trabajando con una velocidad de 300 Kbit/seg, correspondiente normalmente a un disco de 5¼ y doble densidad (360K), se pregunta al usuario si la unidad es de 80 cilindros (1.2M) y se le pide que confirme que el disco es de 360K. En ese caso, el número de cilindro será multiplicado por dos al enviar el comando seek al FDC, ya que es un disco formateado con 40 pistas. Al final se ejecuta nuevamente el comando de lectura de estado de interrupciones, imprimiendo el resultado y haciendo una pausa para que de tiempo a leerlo, aunque si se omitiera este paso y la siguiente operación fuera de escritura al menos habría que esperar 15 milisegundos para dar tiempo al cabezal a asentarse y dejar de vibrar. Realmente, en este programa ni eso haría falta, ya └────────────────────────────────────────────────────────── ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │

Longitud (ms)

Sector

Tamaño

Cilindro Cabeza

ST0

ST1

ST2

──────────────────- ────── ──────────── ──────── ────── ───── ───── ─────

────────────────────────┘

│ │

│

[

10.77]

10.77

9

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

┌──────────────────────────────────────────────────────────

│

[

21.53]

10.76

10

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

────────────────────────┐

│

[

32.31]

10.78

11

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

│

[

43.07]

10.76

12

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

Cabeza

ST0

│

[

53.85]

10.78

13

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

──────────────────-

│

[

64.63]

10.78

14

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

────── ───── ───── ─────

│

[

75.52]

10.89

15

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

│

[

86.30]

10.77

16

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

97.07]

10.77

17

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

111.31]

14.24

18

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

122.07]

10.76

1

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

132.85]

10.78

2

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

143.61]

10.76

3

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

154.38]

10.77

4

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

165.15]

10.77

5

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

175.93]

10.78

6

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

186.69]

10.77

7

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

197.46]

10.77

8

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

208.24]

10.78

9

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

219.00]

10.76

10

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│

[

229.78]

10.79

11

512 (

2)

0

0

0x00

0x00

0x00

│

│ │

│

[ 0x40

│

[ 0x40

│

│

0x00

0x01

0x00

0x04

0x00

0x01

0x00

0x01

0x00

0x01

0x00

0x01

0x00

[ 3595.62] 399.61

──────

────────────

────────

│ 12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

12

512 (

2)

0

0

│

│

│

│

│

│

[ 3196.00] 399.61 0x40

│

798.94] 399.62 0x01

Cilindro

│

[ 2796.40] 399.45 0x40

│

0x00

[ 2396.95] 399.41 0x40

│

399.32] 399.32 0x01

Tamaño

│

[ 1997.53] 399.44 0x40

│

Sector

ST2

[ 1598.09] 399.66 0x40

│

ST1

[ 1198.43] 399.50 0x40

│ Una tecla para leer más ID's [ESC=salir].

Longitud (ms)

│

284


0x40

0x04

│

0x00

│

[ 3995.22] 399.61

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│

[ 4394.62] 399.40

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x04

0x00

│

│

[ 4794.18] 399.56

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x04

0x00

│

│

[ 5193.60] 399.42

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x04

0x00

│

│

[ 5593.10] 399.50

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│

[ 5992.69] 399.59

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│

[ 6392.16] 399.47

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│

[ 6791.64] 399.48

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x04

0x00

│

│

[ 7191.33] 399.70

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│

[ 7590.84] 399.50

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│

[ 7990.23] 399.40

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│

[ 8389.74] 399.51

12

512 (

2)

0

0

0x40

0x01

0x00

│

│ │


que no hay humano tan rápido que en menos de 15 ms después de haber escogido la opción de posicionar cabezal pueda elegir la de escribir sector en el menú principal. Pero en otros programas, donde se posicione repetidamente el cabezal y se acceda al disco en escritura repetitivamente, conviene no olvidar hacer la pausa. Bueno, si se olvida, no sucede nada: sólo se podría producir algún error al escribir que no se detectaría hasta una posterior lectura. Lo malo es que estos errores son esporádicos y resulta muy difícil localizar su origen.

│

Las funciones leer_sector() y escribir_sector() son muy parecidas. La principal diferencia es que la primera muestra el sector leído (ver figura 12.6.5.2) y la segunda tiene que preguntar el byte con que rellenará el sector escrito, ya que no permite editarlo. Antes de leer el sector se rellena el buffer en memoria con la signatura 5AA5h. Tras la lectura, el sector es mostrado -incluso si se produjo erroraunque si el usuario observa que contiene precisamente 5AA5h podrá deducir que el error iba muy en serio. Hay casos en que con error y todo puede ser interesante ver el sector, como luego veremos. La lectura y escritura de los sectores se realiza por DMA, el cual es programado por prepara_dma(). └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Figura 12.6.5.3

LECTURAS CORRECTA E INCORRECTA DE ID's

La función leer_id() envía 22 veces dicho comando al FDC, para leer los ID (los 4 bytes con que se formateó cada sector) y la información de estado (registros ST0..ST2). Probablemente no habrá más de 21 sectores en una pista, por lo que será posible echar un vistazo detallado a la misma. El primer sector en aparecer no es el 1 ni el de número más separación que entre otros dos sectores cualquiera, debido a los bajo: sencillamente, el primero en pasar por GAP ubicados al final de la pista y al principio de la misma el cabezal al ejecutar el comando; como la (que conviene no reducir demasiado). Para medir el tiempo, se unidad estaba girando con antelación y el programa el 8254 (u 8253 en los PC/XT) con una cuenta usuario elige la opción cuando quiere, el 0xFFFF. A partir de ese momento, se espera que llegue la primer sector visualizado será cualquier interrupción de disco y se comprueba si el contador se ha sector de la pista aleatoriamente. Si hubiera decrementado hasta 0 y se ha vuelto a recargar con 0xFFFF: en más de 21 sectores en la pista, se ese caso, la variable cnth se incrementa para indicar que han visualizarían sólo los 21 primeros en pasar pasado 65535/1193180 segundos más; si llegara a valer más de delante del cabezal. Resulta interesante 8 se abortaría el proceso al considerar que la interrupción tarda saber cuánto tiempo transcurre entre el paso demasiado en llegar (más de 0,4 segundos en los que el disco de un sector y otro, lo que permite conocer más lento ya ha dado dos vueltas). Tras el final de cada su tamaño real (interesante en discos con comando de lectura de ID, se recarga inmediatamente la cuenta protección anticopia) y también ensayar inicial (el valor 0xFFFF) en el contador 2, por el procedimiento nuevos formatos de disco. Por ejemplo, si se de bajar y subir la línea GATE del mismo, con objeto de que formatean más sectores de los que caben en empiece a contar el tiempo para el próximo sector desde ya una pista, el comando de formatear termina mismo. Se lee la información que devuelve el FDC pero no siempre con éxito, pero alguno de los últimos sectores habrá machacado a los primeros, y la manera más sencilla de verlo es examinando los ID a ver si están todos. De hecho, entre el último sector de la pista y el primero debería existir una mayor

284


│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────

│

────────────────────────┐

│

He establecido por defecto una tabla con los cuatro

│

│

│ bytes que hay que enviar al controlador, por cada uno

│

│ de los sectores de la pista, que están numerados:

│

│

│

│

│ │ │

Tamaño

de

sector:

0

->

128

bytes

1

->

256

bytes

│ │

2

->

512

bytes

│ │

3

->

1024

bytes

│ │

4

->

2048

bytes

│ │

2

3

4

5

│

21

22

23

24

25

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

│

5

->

4096

bytes

│ │ │ │

Elige:

0

│

20 │ │ │ │

Puedes elegir lo siguiente:

│

│ │

1

│

│ │

│

│

│

│

1

- Introducir tú los 4 bytes de un sector.

│

│

2

- Modificar un cierto byte en todos los sectores.

│

│ ESC - Dejar las cosas como están ahora.

│

│

│

│

│

Elige opción.

│

│

│ Sector a alterar: 6

│

│ Nº Cilindro (anterior=0): 0

│

│ Nº cabezal (anterior=0): 0

│

│ Nº sector (anterior=6): 6

│

│ Tamaño sector (anterior=0): 1

│

│ ¿De acuerdo (S/N)?

│

│

│

│

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

│ │ │

Número

de

sectores:

25

│ │ │ │

Valor

para

el

GAP

3:

50

│ │ │ │

Byte

para

inicializar

sectores:

65

│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────────────────

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Resultado de la operación:

│

│

│

│

[ST0=0x01] [ST1=0x00] [ST2=0x00]

│

│

[Cilindro 65] [Cabezal 1] [Sector 0] [Tamaño 0]

│

│

│

│ Formateo correcto. Pulsa una tecla.

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

────────────────────────┘ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ ┌──────────────────────────────────────────────────────────

│

────────────────────────┐

│

│

Puntualizaciones

sobre

el

formateo:

│

Longitud (ms)

Sector

Tamaño

Cilindro Cabeza

ST0

ST1

ST2

──────────────────- ────── ──────────── ──────── ────── ───── ───── ───── [

6.25]

6.25

19

128 (

0)

0

0

0x01

0x00

0x00

│ │ │


│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

│

[ 0x01

12.52] 0x00

6.26

6.26

6.26

6.27

6.26

12.86

6.27

0x00

0

0

23

128 (

0)

0

0

24

128 (

0)

0

0

25

128 (

0)

0

0

1

128 (

0)

0

0

2

128 (

0)

0

0

3

128 (

0)

0

0

4

128 (

0)

0

0

5

128 (

0)

0

0

6

256 (

1)

0

0

7

128 (

0)

0

0

8

128 (

0)

0

0

9

128 (

0)

0

0

10

128 (

0)

0

0

11

128 (

0)

0

0

12

128 (

0)

0

0

13

128 (

0)

0

0

14

128 (

0)

0

0

│ 6.26 │ 6.26 │ 6.26 │ 6.26 │ 6.26 │ 6.26 │

0x00

138.07] 0x00

0)

│

0x00

131.81] 0x00

6.26

0x00

125.55] 0x00

128 (

│

0x00

119.28] 0x00

6.26

0x00

113.03] 0x00

22

│

0x00

106.77] 0x00

6.27

0x00

100.51] 0x00

0

│

0x00

94.25] 0x00

6.26

0x00

87.98] 0x00

0

│

0x00

81.72] 0x00

6.25

0x00

75.46] 0x00

0)

│

0x00

69.19] 0x00

6.26

0x00

62.93] 0x00

128 (

│

0x00

56.68] 0x00

21

│

0x00

50.42] 0x00

0

│

0x00

37.56] 0x00

0

│

0x00

31.30] 0x00

0)

│

0x00

25.03] 0x00

128 (

│

0x00

18.77] 0x00

20

284

6.26 │

│ │ │ [ESC=salir].

Una tecla para leer más ID's │

└────────────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────┘

Figura 12.6.5.4

FORMATEO DE UNA PISTA

se imprime por problemas de velocidad, sino que se almacena en una matriz. La variable cnth y el último valor de cuenta leído del 8254 permiten determinar con precisión milimétrica el tiempo que ha pasado desde el envío del comando de lectura de ID's hasta la obtención del resultado. El primer dato de tiempo leído es incorrecto por doble motivo: por un lado, el cabezal podía estar en medio de un sector cuando se envió el comando y el tiempo medido no sería la longitud del sector anterior sino de medio sector anterior; por otro lado, la cuenta es recargada (cambio de la línea GATE) al final de cada comando en lugar de al principio, por razones de precisión. Por ello, se imprimirán los resultados de las 21 últimas muestras, descartando la primera. En la figura 12.6.5.3 hay dos ejemplos de lectura de ID, de la primera pista de un disquete de 1.44M creado por el FORMAT del DOS. En el primero el resultado es correcto; en el segundo, la velocidad seleccionada era incorrecta (no los 500 Kbit/seg necesarios) y el FDC no ha podido encontrar los sectores, teniendo además que dar dos vueltas al disco (200 ms en cada una de ellas). Si no hubiera disquete o la portezuela estuviera abierta, al

284


cabo de un minuto y medio aparecería una pantalla con datos de tiempo N.D. (no determinado) y todos los demás bytes con ?? para indicar el error. Resulta increíble la precisión media de la medida: 399,5 ms frente a los 400 reales: una desviación media de ¡0,5 milisegundos!, si bien esto dependerá del ordenador: cuanto más rápido, más exacta resulta la medida. La función formatear_pista() pregunta los parámetros básicos (número de sectores, tamaño, GAP y byte de inicialización) y genera una tabla con los 4 bytes que hay que enviar al FDC por cada sector. Sin embargo, permite al usuario editar rudimentariamente dicha tabla con la función editar_tabla_fmt(), para permitir a éste ensayar trucos, ya que los valores propuestos por defecto son por lo general los más convenientes. En esos 4 bytes que hay por cada sector se almacenan el número de cilindro, el de cabezal, el número de sector y el tamaño. En la función de edición se permite cambiar los bytes de un sólo sector, o cambiar uno de los 4 bytes en todos los sectores. Estos 4 bytes identifican cada sector y son comparados con los que se envían en el futuro comando de lectura o escritura de sector, debiendo ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ coincidir plenamente para que el FDC │ Sector a leer: 6 │ │ encuentre el sector. El número de cilindro y │ │ el de cabezal suelen coincidir -y así son │ Tamaño de sector: │ propuestos por defecto- con el cilindro y el │ 0 -> 1-128 bytes │ cabezal en que esté dicho sector; cambiar │ 1 -> 256 bytes │ esto puede ser interesante en técnicas de │ 2 -> 512 bytes │ protección de información, ya que el sector │ 3 -> 1024 bytes │ desaparece pero realmente sigue estando │ 4 -> 2048 bytes │ ahí: la diferencia es que a la hora de leerlo │ 5 -> 4096 bytes │ hay que indicar al FDC no el cilindro real │ │ sobre el que está posicionado el cabezal sino │ Elige: 1 │ │ el número de cilindro y cabezal que se │ │ Resultado de la operación: │ programaron al formatear el sector, que │ │ pueden ser cualquier otro. Este programa, a │ [ST0=0x41] [ST1=0x20] [ST2=0x20] │ la hora de leer los sectores no pregunta el │ [Cilindro 0] [Cabezal 0] [Sector 6] [Tamaño 1] │ número de cilindro ni cabezal -para ahorrar │ │ tiempo- por lo que no permite verificar esta │ Error de lectura (el sector puede estar mal leído). │ propiedad, pero con una pequeña y sencilla │ Nota: el buffer de lectura contenía el patrón 5AA5. │ modificación el lector podría comprobarlo │ Pulsa una tecla para ver el sector [ESC=salir]. │ por sí mismo. Lo que sí puede resultar más │ │ interesante es cambiar el número de sector │ │ propuesto por defecto o, mejor aún: su │ │ tamaño. Al formatear la pista, el tamaño de │ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │

│

│

│

│

│

│

0000:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0010:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0020:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0030:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0040:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0050:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0060:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0070:

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│

0080:

6B 70 4E 4E 4E 4E 4E 4E - 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E

kpNNNNNNNNNNNNNN

│

│

0090:

4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E - 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E

NNNNNNNNNNNNNNNN

│

│

00A0:

4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E - 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E

NNNNNNNNNNNNNNNN

│

│

00B0:

4E 4E 4E 4E 00 00 00 00 - 00 00 00 00 00 00 00 00

NNNN............

│

│

00C0:

A1 A1 A1 FE 00 00 07 00 - 40 8B 4E 4E 4E 4E 4E 4E

ííín....@ïNNNNNN

│


│ 4E │ FB │ 41

00D0:

4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E - 4E 4E 4E 4E 4E 4E 4E

NNNNNNNNNNNNNNNN 00E0:

│

00 00 00 00 00 00 00 00 - 00 00 00 00 A1 A1 A1

............íííΦ 00F0:

284

│

41 41 41 41 41 41 41 41 - 41 41 41 41 41 41 41

AAAAAAAAAAAAAAAA

│

│ │ │


│

Utiliza los cursores [ESC=salir] │

│ │ │ │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────┘

Figura 12.6.5.5

LECTURA DEL SECTOR DE TAMAÑO TRUCADO

los sectores es asignado al enviar el comando de formateo al FDC: todos los sectores tendrán dicho tamaño, con independencia del tamaño particular que se asigne al enviar los 4 bytes específicos. En otras palabras, si se programa un tamaño 2 (de 512 bytes) en el comando de formateo, todos los sectores serán de 512 bytes, aunque alguno esté definido como de 1024, de 256 bytes,... en el 4º byte de información enviado por cada sector al FDC. Por tanto, ¿Para que sirve este byte?: una vez más, para posibilitar la lectura. Si un sector está programado con tamaño 3 (1024 bytes) habrá de ser leído indicando tamaño 3. Si era de 512 bytes, lo que sucede es que además del sector se leen, ni más ni menos, los GAPs que van detrás, los ID's e incluso parte del siguiente sector; por supuesto que se produce un lógico error de CRC al leer, pero los datos leídos son correctos. La figura 12.6.5.4 constituye un ejemplo de formateo: en un disquete de 360K se colocan 25 sectores de 128 bytes con un GAP 3 de 50 bytes, rellenándolos al formatear con el byte 65 (41h, código ASCII de la A). Teniendo en cuenta los 62 bytes que el FDC añade entre sectores en MFM, (128+62+50)*25=6000, por debajo del límite de 6250 en este tipo de disquetes. Los 4 bytes del sector 6 resultan modificados para asignarle un tamaño 1 (256 bytes), aunque el sector es realmente de 128 bytes. La posterior lectura de ID's demuestra cómo ha quedado la pista, si bien sólo se pueden ver en una pantalla los ID de 21 sectores. En la figura 12.6.5.5 se intenta leer dicho sector y, pese al error de CRC, resulta evidente que es bien leído (junto con todo lo que va detrás). La última línea del volcado hexadecimal es el inicio del siguiente sector de la pista. El lector puede verificar que el esquema del final del apartado 12.6.1 es rigurosa y milimétricamente cierto: todos los GAPs, ID y bytes introducidos por el FDC entre sectores aparecen claramente reflejados en la figura. Por supuesto, una posterior escritura del sector 6 pisaría el 7. De ahí que, anécdotas a parte, no suele resultar muy útil generalmente hacer este tipo de maniobras... ¿o tal vez si?. La función mostrar_resultados() es invocada desde las anteriores, con objeto de leer los 7 bytes que devuelve el FDC al término de los principales comandos e imprimirles en pantalla. La función mostrar_sector() enseña en pantalla el volcado hexadecimal del buffer donde se leen los sectores, en páginas de 256 bytes, teniendo en cuenta el tamaño de los mismos y permitiendo cierta movilidad. La función motor_on() arranca el motor de la unidad si aún no estaba en marcha, ajustando al valor máximo la variable que indica cuándo se detendrá, con objeto de evitarlo en lo posible. Al menos estará girando durante 14 segundos en el peor de los casos. La función motor_off() ajusta dicha variable para que el motor se pare en unos 3 segundos. La función outfdc() envía bytes al FDC pero sin esperar más de 440 ms en caso de que éste, por cualquier error, no esté dispuesto a recibirlos. Su recíproca infdc() lee un byte del FDC considerando un fracaso la operación si éste no responde en menos de 440 ms (en estos casos devuelve un valor negativo para que la función que llama advierta el error). La función esperar_int() ya fue comentada anteriormente. Por último, la función prepara_dma() programa el 8237 para transferir el número de bytes indicado, en el modo apropiado (lectura/escritura) y en la dirección del buffer empleado.

284


case FORMATEAR:

formatear_pista (unidad, mf_mfm, cabezal,

*

case LEERIDS:

leer_id (unidad, mf_mfm,

*

case SALIR:

adios();

/********************************************************************* * *

cilindro, buffer);

* 765DEBUG 3.1 - Programa de análisis avanzado a bajo nivel de

*

los disquetes, programando el 765 y el 8237.

* Compilar en Turbo C 2.0 o Borland C (modelo Large).

*

*

break; break; break;

}

*

*

cabezal);

}

*

*********************************************************************/ void reservar_memoria (unsigned char far **buffer) { unsigned long dir;

#include #include

if ((*buffer=farmalloc(SMAX<<1))==NULL) {

#include

printf("\nMemoria insuficiente\n"); #define SMAX

32768L

exit(1);

/* mayor sector soportado por el programa */

} #define SELECT

1

#define RECALIBRAR 2

dir = ((unsigned long) FP_SEG(*buffer) <<4) + FP_OFF(*buffer);

#define SEEK

3

if ( (dir>>16) != ( (dir+SMAX) >> 16) )

#define LEERIDS

4

#define LEER

5

#define ESCRIBIR

6

#define FORMATEAR

7

#define SALIR

8

*buffer+=SMAX;

/* evitar buffer entre dos páginas de DMA */

}

int menu (unidad, vunidad, mf_mfm, cilindro, cabezal) int unidad, vunidad, *mf_mfm, cilindro, *cabezal;

#define FDCDATA

0x3F5

{

/* registro de datos del 765 */

#define FDCSTATUS 0x3F4

/* registro principal de estado del 765 */

#define ODIGITAL

0x3F2

/* registro de salida digital */

#define CONTROL

0x3F7

/* registro de control del disquete */

int opc, opcion;

clrscr(); puts("765DEBUG 3.1

-

UTILIDAD PARA ANALISIS AVANZADO A BAJO NIVEL DE

DISQUETES."); puts("

int

menu(), infdc();

void

reservar_memoria(), seleccionar(), adios(), recalibrar(),

puts("

posicionar(), leer_sector(), escribir_sector(),

Programación directa del controlador NEC765 y

el DMA 8237."); Funcionamiento probado bajo sistemas PC XT, AT,

386 y 486.");

formatear_pista(), editar_tabla_fmt(), leer_id(),

puts("

mostrar_resultados(), mostrar_sector(), motor_on(),

Soporte para disquetes de 360K, 720K, 1.2M,

1.44M y 2.88M.");

motor_off(), outfdc(), esperar_int(), prepara_dma();

puts(""); puts("

(C) 1992, 1993, 1994 - Ciriaco

García de Celis.");

void main()

puts("");

{ unsigned char far *buffer;

/* buffer para sector de hasta 4 Kb */

puts(""); puts("

int unidad=0, vunidad=0, mf_mfm=1, cabezal=0, cilindro=0;

F2 - Seleccionar unidad/densidad y

resetear."); outportb (CONTROL, vunidad);

puts("

/* velocidad por defecto */

F3 - Recalibrar cabezal (necesario tras

F2).");

reservar_memoria (&buffer);

puts(""); puts("

F4 - Cambiar de cabezal.");

puts("

F5 - Posicionar cabezal.");

break;

puts("

F6 - Leer ID's.");

break;

puts("

F7 - Leer sector.");

puts("

F8 - Escribir sector.");

for (;;) switch (menu (unidad, vunidad, &mf_mfm, cilindro, &cabezal)) { case SELECT:

seleccionar (&unidad, &vunidad);

case RECALIBRAR: recalibrar (unidad,&cabezal,&cilindro); case SEEK:

posicionar (unidad, cabezal, vunidad, &cilindro);

break;

case LEER:

leer_sector (unidad, mf_mfm, cabezal,

case ESCRIBIR:

escribir_sector (unidad, mf_mfm, cabezal,

cilindro, buffer);

cilindro, buffer);

break;

break;

puts("

F9 - Formatear pista.");

puts("

F10 - Conmutar MF/MFM.");

puts("

ESC - Salir");

gotoxy(7,25); cputs("Elige una opción:");

284


(void) infdc(); while (kbhit()) getch(); opcion=0; /**** Enviar comando 'Specify' ****/

do { gotoxy(18, 22);

outfdc (3);

printf("Unidad %c: %4d Kbit/seg en %s - Cilindro %2d y Cabezal %d",

/* comando */

if (*vunidad==3)

unidad+'A', !vunidad?500:vunidad==1?300:vunidad==2?250:1000,

outfdc (0xAF);

!*mf_mfm?"MF ":"MFM", cilindro, *cabezal);

/* tiempo de acceso pista-pista y head unload */

else if (!*vunidad)

gotoxy (25, 25);

outfdc (0xBF);

opc=getch(); if (!opc) opc=getch();

else

switch (opc) {

outfdc (0xDF);

case 60:

opcion=SELECT;

break;

case 61:

opcion=RECALIBRAR;

break;

case 62:

*cabezal^=1;

break;

case 63:

opcion=SEEK;

break;

case 64:

opcion=LEERIDS;

break;

case 65:

opcion=LEER;

break;

void recalibrar (int unidad, int *cabezal, int *cilindro)

case 66:

opcion=ESCRIBIR;

break;

{

case 67:

opcion=FORMATEAR;

break;

case 68:

*mf_mfm^=1;

break;

case 27:

opcion=SALIR;

break;

/* ESC */

clrscr();

case 0x2D:

opcion=SALIR;

break;

/* ALT-X */

printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\t\t\t\tRecalibrando...");

default:

opcion=0;

break;

outfdc (2);

/* head load time = 1; modo DMA */

}

int

recal, res, pis;

*cilindro=0;

} } while (!opcion);

motor_on (unidad);

/* asegurar que el motor está en marcha */

return (opcion); /**** Recalibrar hasta dos veces si es preciso ****/

}

for (recal=0; recal<2; recal++) { void seleccionar (int *unidad, int *vunidad) { clrscr(); printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\t\t\t

outfdc (7);

/* comando de recalibrado */

outfdc (*cabezal << 2 | unidad);

/* byte 1 de dicho comando */

Unidad (A, B,...): ");

do *unidad=(getch() | 0x20)-'a'; while ((*unidad>3) || (*unidad<0));

esperar_int();

/* esperar interrupción */

outfdc (8);

/* comando 'leer estado de interrupciones' */

/* leer resultado */

printf("%c\n\n\n", *unidad+'A');

printf("\tDensidades:\t 360K en unidad 360K:

250 Kbit/seg -> 2\n");

printf("\t\t\t 360K en unidad 1.2M:

300 Kbit/seg -> 1\n");

res=infdc();

printf("\t\t\t

1.2M:

500 Kbit/seg -> 0\n");

pis=infdc();

printf("\t\t\t

720K:

250 Kbit/seg -> 2\n");

printf("\t\t\t

1.44M:

500 Kbit/seg -> 0\n");

printf("\t\t\t

2.88M: 1000 Kbit/seg -> 3\n");

printf("\n\n\t\t\t

ST0=0x%02X - Pista=%d", res, pis);

if (!((res ^ 32) & (0xF0))) break;

/* resultado correcto */

}

printf("\n\t\tElige densidad: ");

motor_off(); delay (1500);

do *vunidad=getch()-'0'; while ((*vunidad<0) || (*vunidad>3)); } outportb (CONTROL, *vunidad);

void posicionar (unidad, cabezal, vunidad, cilindro)

/**** Modo DMA, arrancar motor y reset ****/

int *cilindro; outportb (ODIGITAL, 1<<(*unidad+4) | *unidad | 8);

/* reset */

{ int r;

delay (1); outportb (ODIGITAL, 1<<(*unidad+4) | *unidad | 8+4); /* fin reset */

clrscr(); esperar_int();


printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\t\t\t scanf("%d", cilindro);

outfdc (8);


(void) infdc();

/* leer y desechar resultado */

if ((vunidad==1) && cilindro) {

Cilindro (0..N): ");

284


printf("\n\t\t¿Es disco 5¼-360K en unidad 1.2M-HD? (S/N): ");

outfdc (cilindro);

r=((getch() | 0x20)=='s')+1;

outfdc (cabezal);

printf("%c\n", r==1?'N':'S');

outfdc (sector);

}

outfdc (tsector);

else

outfdc (sector);

r=1;

motor_on (unidad);

outfdc (1);

/* GAP para leer: poco importante */

outfdc (t128);

/* tamaño si tsector=0 */

/* asegurar que el motor está en marcha */ esperar_int();


/**** Desplazar cabezal hasta la pista ****/ mostrar_resultados (&r); outfdc (0xF);

/* comando 'Seek' */

outfdc (cabezal << 2 | unidad);


motor_off();

outfdc (*cilindro*r); if (r & 0xC0) { esperar_int();


outfdc (8);


printf("Error de lectura (el sector puede estar mal leído).\n"); printf("Nota: el buffer de lectura contenía el patrón 5AA5.\n"); } printf("

printf("\n\t\t\t printf("

Pulsa una tecla para ver el sector [ESC=salir].");

if (getch()!=27) mostrar_sector (buffer, tsector, t128);

ST0=0x%02X", infdc()); }

Pista=%d", infdc());

motor_off(); delay (1500); void escribir_sector (unidad, densidad, cabezal, cilindro, buffer)

}

unsigned char far *buffer; { void leer_sector (unidad, densidad, cabezal, cilindro, buffer)

int r, sector, tsector, t128, gap, pokete;

unsigned char far *buffer;

long i;

{ int sector, tsector, t128;

clrscr();

long r;

printf("Sector a escribir: "); scanf("%d", §or); printf("\n\nTamaño de sector:\n");

clrscr();

printf("

0 -> 1-128 bytes\n");

printf("Sector a leer: "); scanf("%d", §or);

printf("

1 ->

256

bytes\n");

printf("\n\nTamaño de sector:\n");

printf("

2 ->

512

bytes\n");

printf("

0 -> 1-128 bytes\n");

printf("

3 -> 1024

bytes\n");

printf("

1 ->

256

bytes\n");

printf("

4 -> 2048

bytes\n");

printf("

2 ->

512

bytes\n");

printf("

5 -> 4096

bytes\n");

printf("

3 -> 1024

bytes\n");

printf("\n

printf("

4 -> 2048

bytes\n");

do tsector=getch()-'0'; while ((tsector<0) || (tsector>8));

printf("

5 -> 4096

bytes\n");

printf("%d\n", tsector);

printf("\n

Elige: ");

if (tsector==0) {

Elige: ");

do tsector=getch()-'0'; while ((tsector<0) || (tsector>8));

printf("\n

printf("%d\n", tsector);

scanf("%d", &t128);

if (tsector==0) {

}

printf("\n

Concreta el tamaño (1-128): ");

Concreta el tamaño (1-128): ");

scanf("%d", &t128);

printf("\nValor para el GAP (1/2 de el de formateo): ");

}

scanf("%d", &gap); printf("\nByte para inicializar sector: "); scanf("%d", &pokete);

for (r=0; r
/* "borrar" el buffer */

for (i=0; i
/* llenar sector */

} motor_on (unidad); motor_on (unidad); prepara_dma (0x4A, 128 << tsector, buffer); prepara_dma (0x46, 128 << tsector, buffer); outfdc (0x05 | densidad << 6);

/* comando para escribir */

outfdc (0x06 | densidad << 6);

/* comando para leer */





outfdc (cilindro);

284


outfdc (cabezal);

outfdc (tsector);

outfdc (sector);

outfdc (sectores);

outfdc (tsector);

outfdc (gap);

outfdc (sector);

outfdc (pokete);

/* byte de relleno */

outfdc (gap); outfdc (t128);

esperar_int();

/* tamaño si tsector=0 */

esperar_int();


mostrar_resultados (&r);


mostrar_resultados (&r);

motor_off();

motor_off();

if ((r & 0xC0)!=0) { printf ("Error al formatear. Pulsa una tecla."); getch();

if ((r & 0xC0)!=0) {

}

printf ("Error de escritura. Pulsa una tecla.");

else {

getch();

printf ("Formateo correcto. Pulsa una tecla.");

}

getch();

else {

}

printf ("Escritura correcta. Pulsa una tecla."); }

getch(); } }

void editar_tabla_fmt (unsigned char far *buffer, int numsect) { void formatear_pista (unidad, densidad, cabezal, cilindro, buffer)

int i, opcion, sector, dato;

unsigned char far *buffer; do {

{ int r, tsector, sectores, gap, pokete, i;

clrscr(); printf("Puntualizaciones sobre el formateo:\n\n");

clrscr();

printf("

printf("\n\nTamaño de sector:\n");

printf("bytes que hay que enviar al controlador, por cada uno\n");

printf("

0 ->

128 bytes\n");

printf("de los sectores de la pista, que están numerados:\n\n");

printf("

1 ->

256 bytes\n");

for (i=0; i
printf("

2 ->

512 bytes\n");

printf("\n\n

printf("

3 -> 1024 bytes\n");

printf(" 1

- Introducir tú los 4 bytes de un sector.\n");

printf("

4 -> 2048 bytes\n");

printf(" 2

- Modificar un cierto byte en todos los sectores.\n");

printf("

5 -> 4096 bytes\n");

printf("ESC - Dejar las cosas como están ahora.\n");

printf("\n

He establecido por defecto una tabla con los cuatro\n");

printf("\n

Elige: ");

Puedes elegir lo siguiente: \n\n");

Elige opción.");

do tsector=getch()-'0'; while ((tsector<0) || (tsector>8)); do {

printf("%d\n", tsector); printf("\nNúmero de sectores: "); scanf("%d", §ores); printf("\nValor para el GAP 3: "); scanf("%d", &gap);

opcion=getch(); if (!opcion) opcion=getch()<<8; } while (((opcion<'1') || (opcion>'3')) && (opcion!=27));

printf("\nByte para inicializar sectores: "); scanf("%d", &pokete); if (opcion=='1') { for (i=0; i
/* tabla propuesta para formatear */

do {

buffer[i*4]=cilindro;

printf("\n\nSector a alterar: "); scanf ("%d", §or);

buffer[i*4+1]=cabezal;

for (i=0; i
buffer[i*4+2]=i+1;

if (buffer[i*4+2]!=sector) printf("Ese sector no existe. No discutamos ");

buffer[i*4+3]=tsector;

else {

}

printf("Nº Cilindro (anterior=%d): ", buffer[i*4]); editar_tabla_fmt (buffer, sectores);

/* permitir su alteración */

scanf ("%d", &dato); buffer[i*4]=(char) dato; printf("Nº cabezal (anterior=%d): ", buffer[i*4+1]); scanf ("%d", &dato); buffer[i*4+1]=(char) dato;

motor_on (unidad);

printf("Nº sector (anterior=%d): ", buffer[i*4+2]); prepara_dma(0x4A, sectores<<2, buffer);

scanf ("%d", &dato); buffer[i*4+2]=(char) dato; printf("Tamaño sector (anterior=%d): ", buffer[i*4+3]);

outfdc (0x0D | densidad <<6);

/* comando para formatear */

scanf ("%d", &dato); buffer[i*4+3]=(char) dato;



}

284


if (cnth<9)

printf("¿De acuerdo (S/N)?");

tmp[i]=cnth*65535L + (65535-lectura);

} while ((getch() | 0x20)!='s');

else {

}

tmp[i]=0L;

else if (opcion=='2') {

/* error */

nec[i][0]=-1;

do {

/* no informar */

pokeb (0x40, 0x40, 0xFF);

printf("\n\nCaracterística a cambiar: \n");

}

printf(" (0) Nº Cilindro, (1) Nº cabezal,");

/* asegurar motor en marcha */

/* porque probablemente se está perdiendo mucho tiempo */

}

printf(" (2) Nº sector, (3) Tamaño de sector: "); opcion=getch();

outportb (0x61, inportb(0x61) & 0xFC);

} while ((opcion<'0') || (opcion>'3')); printf("\n Nuevo valor para todos los sectores: "); scanf ("%d", &dato);

clrscr();

for (i=0; i
printf("\r

}

printf(" Sector

Longitud (ms) Tamaño

");

Cilindro Cabeza

ST0

ST1

ST2 \n");

──────────────────- ");

} while (opcion!=27);

printf("

clrscr();

printf("────── ──────────── ──────── ────── ───── ───── ─────\n"); acu=0;

}

for (j=0; j<21; j++) {

/* rechazar primera muestra */

if (tmp[j+1] && tmp[j]) { void leer_id (unidad, densidad, cabezal)

acu+=tmp[j+1];

{

printf("

[%8.2f]%7.2f ", acu/1193.18, tmp[j+1]/1193.18);

}

unsigned long tmp[22], acu;

else

int nec[22][7];

printf("

unsigned i, j, lectura, antlectura, cnth;

N.D.

");

if (nec[j][0]>=0) { printf("

do {

%3d

", nec[j][5]);

clrscr();

printf("%5d (%3d)", nec[j][6]<9?128<
printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\t\t\t\tLeyendo ID's...");

printf("

%4d

%4d

0x%02X

0x%02X

0x%02X\n", nec[j][3],

nec[j][4], nec[j][0], nec[j][1], nec[j][2]); motor_on (unidad);

}

/* asegurar que el motor está en marcha */

else { outportb (0x61, inportb(0x61) & 0xFD | 1);

/* inhibir sonido */

printf("

outportb (0x43, 0xB4);

/* contador 2 */

printf("

outportb (0x42, 0xFF); outportb (0x42, 0xFF);

??

?? ??

??

??"); ??

??\n");

}

/* cuenta 0xFFFF */ }

printf("\n\t\t

for (i=0; i<22; i++) {

Una tecla para leer más ID's [ESC=salir].");

} while (getch()!=27); outfdc (0x0A | densidad << 6);

/* comando 'Leer ID' */


/* byte 1 del comando */

fin_ids:

motor_off();

} lectura=0xFFFF; cnth=0;

/* cuenta inicial */

do {


void adios() {

antlectura=lectura; outportb (0x43, 0x80);

/* enclavamiento */

outportb (CONTROL, peekb(0x40, 0x8B) >> 6);

lectura=inportb(0x42);

/* parte baja de la cuenta */

clrscr(); printf("Fin de 765DEBUG\n");

lectura|=inportb(0x42) << 8;

/* parte alta de la cuenta */

if (lectura>antlectura) if (cnth++>8) break;

/* timeout */

exit (0); }

} while (!(peekb(0x40, 0x3E) & 0x80));

pokeb (0x40, 0x3E, peekb (0x40, 0x3E) & 0x7F); /* reset int. */

void mostrar_resultados (int *res) {

outportb (0x61, inportb(0x61) & 0xFE);

/* bajar GATE */

printf("\nResultado de la operación:\n\n");

outportb (0x61, inportb(0x61) | 1);

/* subir GATE */

*res=infdc(); if (*res>=0) {

if (kbhit()) if (getch()==27) goto fin_ids; /* tecla ESC */

printf("

[ST0=0x%02X] ", *res);

printf("[ST1=0x%02X] ", infdc()); for (j=0; j<7; j++) nec[i][j]=infdc();

printf("[ST2=0x%02X]\n", infdc()); printf("

[Cilindro %d] ", infdc());

/* velocidad normal */

284


int i;

printf("[Cabezal %d] ", infdc()); printf("[Sector %d] ", infdc());

/**** Evitar que la BIOS pare el motor (al menos en 14") ****/

printf("[Tamaño %d]\n\n", infdc()); }

pokeb(0x40,0x40,0xFF);

else { printf("

[ST0=??]

¡El FDC no responde!\n\n"); /**** Si no lo está, ponerlo en marcha y esperar 1 segundo ****/

} }

if (((i=peekb(0x40, 0x3F)) & (1 << unidad))==0) { outportb (ODIGITAL, 1<<(unidad+4) | 4+8 | unidad); void mostrar_sector (unsigned char far *buffer, int tamano, int tt)

pokeb (0x40, 0x3F, i | (1 << unidad));

{

delay (1000); pokeb(0x40,0x40,0xFF);

unsigned char far *p;

}

int vv, i, j, k, tecla; } vv = (1 << tamano) >> 1; if (!vv) vv++; if (tamano) tt=256;

void motor_off() {

i=0;

pokeb(0x40,0x40,55);

do {

/* la BIOS lo detendrá en 55/18.2 segundos */

}

p=&buffer[i*256]; clrscr(); printf("\n\n\n"); for (j=0; j
%04X:

", p-buffer);

for (k=0; k<8; k++) printf("%02X ", *p++);

void outfdc (unsigned char dato)

/* enviar byte al FDC */

{

/* no esperando más de 440 ms */ int t, i=0, rd;

printf("- "); for (k=8; k<16; k++) printf("%02X ", *p++); p-=16; printf("

do {

");

i++; t=peekb(0x40, 0x6C);

for (k=0; k<16; k++) {

while ((t==peekb(0x40, 0x6C)) && ((rd=inportb(FDCSTATUS)>>7)==0));

if (*p<' ') printf("."); else printf("%c", *p);

} while ((i<8) && !rd);

p++; }

if (rd) outportb (FDCDATA, dato);

printf("\n"); }

} printf("\n\t\t

Bytes %04d-%04d del sector (%d/%d)\n",

i*tt, (i+1)*tt-1, i+1, vv); printf("\t\t

Utiliza los cursores [ESC=salir]");

do tecla=getch(); while (tecla && (tecla!=27) && (tecla!=32) && (tecla!=13)); if ((tecla==32) || (tecla==13)) { i++; if (i>=vv) i=0; } if (!tecla) { tecla=getch(); if (tecla==0x48) i--;

/* cursor arriba */

if (tecla==0x50) i++;

/* cursor abajo */

if (tecla==0x47) i=0;

/* Inicio */

if (tecla==0x4f) i=vv-1;

/* Fin */

if (tecla==0x49) i-=2;

/* Re Pág */

if (tecla==0x51) i+=2;

/* Av pág */

if (i<0) i=0; if (i>=vv) i=vv-1; } } while (tecla!=27); }

void motor_on (unidad) {

284


int infdc (void)

/* leer byte del FDC */

{

/* no esperando más de 440 ms */ int t, i=0, rd;

do { i++; t=peekb(0x40, 0x6C); while ((t==peekb(0x40, 0x6C)) && ((rd=inportb(FDCSTATUS)>>7)==0)); } while ((i<8) && !rd);

if (rd) return (inportb (FDCDATA)); else return (-1);

/* fallo */

}

void esperar_int (void)

/* Esperar interrupción no más de 2 seg. */

{ int t, i=0;

do { i++; t=peekb(0x40, 0x6C); while ((t==peekb(0x40, 0x6C)) && (!(peekb(0x40, 0x3E) & 0x80))); } while ((i<37) && (!(peekb(0x40, 0x3E) & 0x80)));

pokeb (0x40, 0x3E, peekb (0x40, 0x3E) & 0x7F); }

void prepara_dma (rmodo, bytes, buffer) unsigned rmodo, bytes; unsigned char far *buffer; { unsigned long dir; unsigned dmapag, dmaoff;

dir = ((unsigned long) FP_SEG(buffer) <<4) + FP_OFF(buffer); dmapag = dir >> 16;

dmaoff = dir & 0xFFFF;

outportb (0x81, dmapag);

/* registro de página del canal 2 */

outportb (0xB, rmodo);

/* programar registro de modo */

outportb (0xC, 0);

/* clear first/last flip-flop */

outportb (4,dmaoff & 0xFF);

/* dirección base (parte baja) */

outportb (4,dmaoff >> 8);

/* dirección base (parte alta) */

outportb (5,(bytes-1) % 256); /* nº de bytes menos 1 (parte baja) */ outportb (5,(bytes-1) / 256); /* nº de bytes menos 1 (parte alta) */ outportb (0xA, 2);

/* habilitar canal 2 */

}

12.6.6 - LECTURA Y ESCRITURA DE SECTORES DE DISCO SIN DMA. Si bien lo normal es emplear el DMA para realizar los accesos a disco, ello no es estrictamente necesario (excepto en los auténticos PS/2): generalmente también se puede acceder enviando directamente los bytes al FDC, aunque sería más útil emplear el DMA (la CPU no tendría tiempos muertos de espera para mover los bytes). Realmente, bajo DOS da lo mismo acceder con el DMA que sin el, ya que aún cuando se emplea el DMA ¡la pobre CPU se queda esperando a que llegue la interrupción que indica el final de la operación!. La única ventaja real de utilizar el DMA, que motivó su uso por parte de los programadores de IBM, es que el contador de hora de la BIOS sigue avanzando (y el reloj no se atrasa), mientras que sin el DMA se pararía al tener que inhibir las interrupciones en el momento crítico de la transferencia del sector, con objeto de no perder datos. En otros sistemas operativos multitarea, el DMA permite a la CPU continuar trabajando (perdiendo sólo


284

los ciclos estrictamente necesarios para la transferencia) a la par que es realizada la operación de disco: aunque el rendimiento global del sistema se degrada durante la operación, al menos no se detienen todos los procesos. El siguiente programa de ejemplo, realizado íntegramente en ensamblador, permite leer y escribir sectores de disco aislados en el formato MFM habitual. Soporta las unidades A: y B:, así como discos y disqueteras de todos los formatos y densidades -incluidos los no estándar-. Se preguntan todos y cada uno de los parámetros necesarios, dando algunas pautas para ayudar. Es importante responder correctamente, aunque el control de errores suele recuperar los fallos, sin dejar bloqueado el ordenador, en un plazo de tiempo razonable. Esta utilidad se basa en un menú principal donde se tiene acceso a las diversas opciones, que desembocan en las rutinas de bajo nivel que controlan el disco. No describiremos las rutinas encargadas de tomar datos del teclado ni tampoco las de impresión en pantalla, bastante obvias. Sin embargo, daremos un ligero repaso a las subrutinas encargadas de controlar el disco. El procedimiento init_drv enciende el motor de la disquetera y resetea el FDC a través de la subrutina reset_drv, esperando después a que el motor alcance un régimen de rotación adecuado. En reset_drv se selecciona además el modo NO DMA en el registro de salida digital, se espera por la interrupción que indica el fin del reset y se envía el comando specify al FDC; también se establece la velocidad de transferencia apropiada para el tipo de disquete a ser accedido. El procedimiento recalibrar ejecuta dicho comando del FDC hasta un máximo de dos veces en caso de fallo, entre otros motivos para prevenir que el cabezal estuviera inicialmente en una pista superior a la 77. Tanto en este procedimiento como en el seek_drv se detecta el inicio de la fase de resultados esperando la pertinente interrupción de disco (en la rutina espera_int). Debido a que las interrupciones no llegan cuando está activo el modo NO DMA en el registro de salida digital, por algún oscuro motivo que desconozco, es preciso establecer momentáneamente el modo DMA a través del bit 3 de dicho registro (rutina habilita_int) y volverlo a desactivar una vez que llega la interrupción; realmente, aún seleccionando esta modalidad, el DMA no será empleado ya que no se utiliza en los comandos de recalibración ni en el de posicionamiento del cabezal. En esta última rutina se tiene en cuenta el caso especial que supone un disquete de 40 pistas en una unidad de 80, multiplicándose entonces por 2 el número de cilindro antes de enviarlo al FDC. La rutina sector_io es la encargada de leer y escribir los sectores de disco. Tras enviar el comando al FDC, se espera que éste encuentre el sector y seguidamente se pasa a leer/escribir el mismo directamente, aunque en lugar de emplear las rutinas E/S habituales (fdc_read y fdc_write) se realiza el proceso de manera directa para acelerarlo. Más que para acelerarlo, para que no nos pille: la velocidad es aquí crítica (el proceso se realiza con las interrupciones apagadas) ya que cada 16-32 microsegundos hay que transferir un byte entre la CPU y el FDC y dormirse en los laureles supondría un error irrecuperable. Si se está escribiendo un sector y se produce un fallo, es fácil detectarlo (el FDC deja de recibir datos e intenta enviar los bytes de la fase de resultados) pero en la lectura de sectores serían leídos dichos resultados confundidos como datos del sector, aunque al terminar el comando (y bajar el bit CB del registro de estado) se detectaría afortunadamente el final de la operación y se podría suponer que los últimos 7 bytes leídos no eran del sector sino la fase de resultados. En general, si el usuario ha indicado bien todos los parámetros y el disquete no está defectuoso, no habrá problemas. Estas rutinas de lectura de sectores no están diseñadas de manera tolerante a fallos, ya que realizan saltos condicionales comprobando los bits del registro de estado, que en caso de quedarse congelados y no cambiar supondrían un cuelgue del sistema. Sin embargo, añadir controles de timeout alargaría los tiempos de ejecución y podría provocar, si no se tiene cuidado, que los PC/XT más lentos no fueran bastante potentes para acceder al disco con la suficiente rapidez. Además, la mejor técnica para controlar los timeout es, indiscutiblemente, la monitorización de los ciclos de refresco de la memoria dinámica de los AT (ese bit del puerto 61h que cambia 66287 veces por segundo): en los PC/XT sería más complicado... Por último, las rutinas fdc_read y fdc_write se encargan de la comunicación CPU-FDC en ambos sentidos, aunque aquí sí se han establecido unos rudimentarios controles de timeout, de esos que tardan más tiempo en recuperar el control en las máquinas más lentas. De ahí que estas subrutinas no sean empleadas desde sector_io, por razones de velocidad. Acceder a disco sin DMA es más incómodo y problemático que hacerlo a través del DMA, y no ofrece absolutamente ninguna ventaja adicional, a no ser que el 8237 esté averiado en el ordenador. De hecho, yo

284


personalmente dejé de utilizar durante algún tiempo el DMA en los accesos de disco (me hice un controlador especial que además me ayudó a subir nota en una asignatura), creyendo que los errores en la transferencia de datos en mis disqueteras se debían a este integrado. Sin embargo, finalmente averigué que la causa estaba en los SIPPs de memoria un tanto flojos (por fortuna, resulta que un amigo mío sí tenía estropeado el DMA de verdad en las operaciones de escritura, y ese driver le vino muy bien para poder escribir en sus disquetes). Anécdotas aparte, este programa es meramente educativo y no un modelo a seguir. ; ********************************************************************

CALL

init_drv

; *

*

CALL

recalibrar

Programa de demostración de acceso a

*

JC

fallo

bajo nivel al disquete sin emplear DMA.

*

CALL

seek_drv

*

JC

fallo

LEA

DI,buffer

CALL

sector_io

JC

fallo

CALL

imprime_sector

JMP

main

LEA

DX,cls_txt

CALL

print

LEA

DX,escritura_txt

CALL

print

LEA

DX,aviso_txt

CALL

print

CALL

pide_sector

; pedir pista, cabeza, ...

CALL

pide_relleno

; pedir byte de relleno

MOV

orden,F_WRITE

CALL

init_drv

CALL

recalibrar

JC

fallo

CALL

seek_drv

SEGMENT

JC

fallo

ASSUME CS:fdc_test, DS:fdc_test

LEA

DI,buffer

CALL

sector_io

JC

fallo

JMP

main

LEA

DX,fallo_txt

CALL

print

CALL

getch

JMP

main

; *

765NODMA.ASM 2.0

-

; * ; *

; ********************************************************************

; ************ Macros de propósito general.

XPUSH

MACRO regmem

; apilar lista de registros escribir:

IRP rm, PUSH rm ENDM ENDM

XPOP

MACRO regmem

; desapilar lista de registros

IRP rm, POP rm ENDM ENDM

; ************ Programa principal.

fdc_test

ORG

main

leer:

100h

fallo:

PROC CALL

menu

DEC

AL

JZ

leer

DEC

AL

JZ

escribir

LEA

DX,adios_txt

CALL

print

MOV

AX,40h

MOV

DS,AX

MOV

AL,DS:[8Bh]

MOV

CL,6

SHR

AL,CL

MOV

DX,3F7h

OUT

DX,AL

INT

; opciones

; opción de leer sector main

; cargar dicho sector

; mostrar su contenido

; limpiar pantalla

; mensaje inicial

; grabar dicho sector

; mensaje de error

ENDP

; opción de escribirlo ; ************ Subrutinas de apoyo ; opción de salir: menu

PROC LEA

DX,cls_txt

CALL

print

LEA

DX,opciones_txt

CALL

print

CALL

getch

CMP

AL,'1'

20h

JE

opc_ok

LEA

DX,cls_txt

CMP

AL,'2'

CALL

print

JE

opc_ok

LEA

DX,lectura_txt

CMP

AL,27

CALL

print

JE

opc3_ok

LEA

DX,aviso_txt

CMP

AX,2D00h

CALL

print

CALL

pide_sector

MOV

orden,F_READ

; velocidad previa al programa

; pasarla a bits 0..1 espera_opc: ; restaurar velocidad previa

; borrar pantalla

; mensaje inicial

; pedir pista, cabeza, ...

JNE

espera_opc

opc3_ok:

MOV

AL,'3'

opc_ok:

SUB

AL,'0'

; texto del menú

; elegida opción 1

; elegida opción 2

; ESC (opción '3')

; no es ALT-X

284


RET menu

otra_linea:

ENDP

; ------------ Solicitar información del sector a ser accedido.

pide_sector

computab:

pide_sector

pr_hexa:

PROC

MOV

CX,16

PUSH

CX

MOV

CX,16

MOV

AL,' '

CALL

printAL

MOV

AL,[BX]

INC

BX

CALL

print8hex

LEA

DX,unidad_txt

CALL

input_AL

MOV

unidad,AL

LOOP

pr_hexa

LEA

DX,vunidad_txt

MOV

AL,' '

CALL

input_AL

CALL

printAL

MOV

vunidad,AL

CALL

printAL

LEA

DX,tdisco_txt

SUB

BX,16

CALL

input_AL

MOV

CX,16

MOV

tunidad,AL

MOV

AL,[BX]

LEA

DX,tamano_txt

INC

BX

CALL

input_AL

CMP

AL,' '

MOV

tsector,AL

JAE

ascii_ok

LEA

DX,gap_rw_txt

MOV

AL,'.'

CALL

input_AL

CALL

printAL

MOV

gap,AL

LOOP

pr_ascii

LEA

DX,pista_txt

MOV

AL,13

CALL

input_AL

CALL

printAL

MOV

cilindro,AL

MOV

AL,10

LEA

DX,cabeza_txt

CALL

printAL

CALL

input_AL

POP

CX

MOV

cabezal,AL

LOOP

otra_linea

LEA

DX,sector_txt

LEA

DX,ptecla_txt

CALL

input_AL

CALL

print

MOV

sector_ini,AL

CALL

getch

MOV

sector_fin,AL

POP

CX

MOV

CL,tsector

LOOP

otra_mitad

MOV

CH,0

RET

INC

CX

MOV

AX,64

SHL

AX,1

LOOP

computab

MOV

bsector,AX

MOV

AL,cabezal

LEA

DX,relleno_txt

SHL

AL,1

CALL

input_AL

SHL

AL,1

LEA

DI,buffer

OR

AL,unidad

MOV

CX,bsector

MOV

byte1,AL

; pedir unidad

; seleccionar velocidad

; problema de 40/80 pistas pr_ascii:

; preguntar tamaño sector

; preguntar tamaño sector

ascii_ok:

; pedir pista

; pedir cabeza

; pedir sector

; CX: 1-128 bytes, 2-256, ...

; 16 líneas

; de 16 caracteres

imprime_sector ENDP

; ------------ Pedir byte para llenar el sector a grabar.

; bytes/sector

pide_relleno

PROC

; tamaño de sector en bytes

CLD

; byte 1 común a muchas órdenes

RET

REP

ENDP

RET pide_relleno

STOSB

ENDP

; ------------ Imprimir sector en hex/ASCII en bloques de 256 bytes. ; ------------ Imprimir cadena en DS:DX terminada en un '$'. imprime_sector PROC

otra_mitad:

print

PROC

LEA

BX,buffer

MOV

AX,bsector

PUSH

AX

MOV

CL,AH

MOV

AH,9


MOV

CH,0

INT

21h

; llamar al sistema

AND

CX,CX

POP

AX

JNZ

otra_mitad

INC

CX

PUSH

CX

LEA

DX,cls_txt

CALL

print

; CX secciones de 256 bytes

RET ; al menos imprimir una vez

print

ENDP

; ------------ Imprimir carácter en AL

284

printAL


PUSH

DX

PUSH

AX

CALL

print

; función de impresión del DOS

MOV

AH,0Ah

DL,AL

; carácter a imprimir

LEA

DX,buffer

INT

21h

; llamar al sistema

MOV

BX,DX

POP

DX

MOV

WORD PTR [BX],4

; (inicializar dos variables)

POP

AX

; recuperar registros

INT

21h

; llamar al sistema

; retornar

MOV

CL,[BX+1]

XOR

CH,CH

POP

AX

POP

DX

PUSH

DX

PUSH

AX

PROC PUSH

AX

PUSH

DX

; registros usados preservados

MOV

AH,2

MOV

RET printAL

pedir_dato:

ENDP

; ------------ Imprimir carácter hexadecimal (AL).

print4hex

no_sup9:

print4hex

PROC PUSH

AX

; preservar AX

JCXZ

pedir_dato

ADD

AL,'0'


XOR

DX,DX

CMP

AL,'9'

MOV

AX,10

JBE

no_sup9

; no es letra

MUL

DX

ADD

AL,'A'-'9'-1

; lo es

MOV

DX,AX

CALL

printAL

; imprimir dígito hexadecimal

MOV

AL,[BX+2]

POP

AX

; restaurar AX

SUB

AL,'0'

RET

INC

BX

ENDP

XOR

AH,AH

ADD

DX,AX

LOOP

gen_num

POP

AX

gen_num:

; ------------ Imprimir byte hexadecimal en AL.

print8hex

MOV

AL,DL

PUSH

CX

POP

DX

PUSH

AX

POP

CX

MOV

CL,4

POP

BX

SHR

AL,CL

PROC

CALL

print4hex

imprimir

; número de caracteres pulsados

; se pulsó RETURN: reiterar

; conversión ASCII -> binario

; resultado

RET

; pasar bits 4..7 a 0..3 ;

; función de entrada (teclado)

nibble

más

input_AL

ENDP

significativo ; ------------ Encender motor y esperar a que tome cierta velocidad.

POP

AX

; restaurar AL

PUSH

AX

; y preservarlo de nuevo

AND

AL,1111b

;

dejar

nibble

menos

init_drv

CX

CALL

reset_drv

AX

MOV

CX,18

CX

CALL

retardo

POP

CX

CALL

print4hex

POP POP

; e imprimirlo

RET print8hex

PROC PUSH

significativo

; esperar aceleración disco

RET

ENDP init_drv

ENDP

; ------------ Esperar pulsación de tecla y devolverla en AX. ; ------------ Establecer modalidad de operación del controlador getch

getch

PROC

y asegurar que el motor está en marcha.

reset_drv

PROC

AH,1

; esperar carácter (algunos

INT

16h

; KEYB de XT se cuelgan

JZ

getch

; al usar directamente el

XPUSH

MOV

AH,0

; servicio 0).

PUSH

DS

INT

16h

MOV

BX,40h

; engañar al BIOS para

RET

MOV

DS,BX

; que no pare el motor al

ENDP

MOV

BYTE PTR DS:[BX],255

; menos durante 14 seg.

POP

DS

MOV

DX,3F2h

MOV

CL,unidad

; ------------ Leer nº decimal de hasta 3 dígitos y devolverlo en AL.

input_AL

;

MOV

ADD

CL,4

PUSH

BX

MOV

AL,1

PUSH

CX

SHL

AL,CL

PROC

; registro de salida digital

; colocar bit del motor

284


reset_drv

RET

OR

AL,unidad

; seleccionar unidad; NO DMA

OUT

DX,AL

; reset

OR

AL,00000100b

JMP

SHORT $+2

OUT

DX,AL

CALL

espera_int

MOV

AL,3

CALL

fdc_write

MOV

AL,0DFh

CALL

habilita_int

CALL

fdc_write

MOV

AL,0Fh

MOV

AL,3

; modo NO DMA

CALL

fdc_write

CALL

fdc_write

; head load y modo

JZ

fallo_seek

PUSH

DS

MOV

AL,byte1

MOV

BX,40h

CALL

fdc_write

MOV

DS,BX

MOV

AL,cilindro

MOV

CL,CS:unidad

CMP

tunidad,0

MOV

AL,1

JE

pista_ok

; es unidad de doble densidad

SHL

AL,CL

CMP

vunidad,1

; es de alta:

AND

BYTE PTR DS:[BX-1],11110000b

JNE

pista_ok

; no es disco 5¼-360

OR

DS:[BX-1],AL

SHL

AL,1

; cilindro=cilindro*2

POP

DS

CALL

fdc_write

; enviar cilindro

MOV

DX,3F7h

CALL

espera_int

; esperar interrupción

MOV

AL,vunidad

OUT

DX,AL

MOV

AL,8

XPOP

CALL

fdc_write

RET

JZ

fallo_seek

ENDP

CALL

fdc_read

; leer registro de estado 0

CALL

fdc_read

; leer cilindro actual

recalibrar

ENDP

; ------------ Llevar el cabezal a la pista indicada. ; fin del reset seek_drv

PROC XPUSH CLI

; Comando 'Specify':

; indicar motor ON pista_ok:

STI

;

MOV

CX,1

CALL

retardo

XPOP

para el caso de que deba moverse más de 77 pistas).

PROC

CLC

XPUSH

recalibra:

MOV

CX,2

CALL

habilita_int

MOV

AL,7

CALL

fdc_write

JZ

fallo_recal

MOV

AL,byte1

CALL

fdc_write

JZ

fallo_recal

CALL

espera_int

JZ

fallo_recal

MOV

AL,8

CALL

fdc_write

JZ

fallo_recal

CALL

fdc_read

JZ

; enviar HD, US1, US0

; comando 'leer estado int...'

; esperar asentamiento cabezal

; retornar con éxito

RET

; dos veces como mucho fallo_seek:

STI XPOP

STC

; comando de 'recalibrado'

; retornar indicando fallo

RET seek_drv

ENDP

; enviar HD, US1, US0 ; ------------ Habilitar interrupción disquete (y modo DMA). ; esperar interrupción habilita_int

PROC XPUSH MOV

CL,unidad

ADD

CL,4

MOV

AL,1

fallo_recal

SHL

AL,CL


MOV

AH,AL

OR

AL,unidad

; seleccionar unidad

CALL

fdc_read


OR

AL,00000100b

; no hacer reset

XOR

AH,00100000b

; bajar bit de 'seek end'

MOV

DX,3F2h

TEST

AH,11110000b

; comprobar resultado y ST0

OUT

DX,AL

JNZ

fallo_recal

; sin 'seek end' o sin TRK0

OR

AL,00001000b

XPOP

JMP

SHORT $+2

OUT

DX,AL

XPOP

CLC



; Ok.

RET fallo_recal:

; comando 'seek'

CLI

; velocidad de transferencia

; ------------ Recalibrar la unidad (si hay error se intenta otra vez

recalibrar

; usar interrupciones

LOOP

recalibra

XPOP

STC

RET

; reintentar comando habilita_int ; condición de fallo

ENDP

; modo DMA

284


; ------------ Esperar interrupción de disquete y volver de nuevo al

CALL

fdc_write

;

modo NO DMA (lo que inhibe interrupción disquete).

MOV

AL,128

CALL

fdc_write

espera_int

PROC

CLD

STI

MOV

AL,sector_fin

XPUSH

SUB

AL,sector_ini

XPUSH

INC

AL

POP

DS

XOR

AH,AH

MOV

AH,0FFh

MUL

bsector

CMP

AL,DS:[6Ch]

MOV

CX,AX

; bytes a leer/escribir

JE

mira_int

MOV

DX,3F4h

; registro de estado del FDC

MOV

AL,DS:[6Ch]

IN

AL,DX

INC

AH

TEST

AL,80h

CMP

AH,37

; no esperar más de 2 segundos

JZ

espera_exec

JA

fin_espera

; timeout

CMP

orden,F_WRITE

TEST

BYTE PTR DS:[3Eh],80h

JE

fdc_wr_sect

JZ

esperar_int

IN

AL,DX

AND

BYTE PTR DS:[3Eh],127

; resetear flag

TEST

AL,80h

POP

DS

; para futura interrupción

JZ

fdc_rd_sect

MOV

CL,unidad

TEST

AL,16

ADD

CL,4

JZ

sector_io_ko

; fallo en lectura

MOV

AL,1

INC

DX

; apuntar al registro de datos

SHL

AL,CL


IN

AL,DX

; leer byte del sector

OR

AL,unidad


DEC

DX

OR

AL,00000100b

; no hacer reset y no DMA

STOSB

MOV

DX,3F2h

LOOP

fdc_rd_sect

OUT

DX,AL

JMP

sect_io_fin

XPOP

esperar_int:

mira_int:

fin_espera:

espera_int

espera_exec:

fdc_rd_sect:

fdc_wr_sect:

; GAP de lectura/escritura

; tamaño sector si longitud=0

; AX = nº de sectores

; ¿alcanzada fase ejecución?

; ¿listo para E/S?

; ES:[DI++] <-- AL

IN

AL,DX

RET

TEST

AL,80h

ENDP

JZ

fdc_wr_sect

; repetir hasta fin sector(es)

; ¿listo para E/S?

TEST

AL,64

; ------------ Cargar o escribir CX sector(es) del disco en ES:DI,

JNZ

sector_io_ko

;

actualizando la dirección en ES:DI pero sin alterar

MOV

AL,ES:[DI]

;

ningún otro registro. Si hay error se devuelve CF=1 y

INC

DX


;

no se modifica ES:DI. En el momento crítico en que se

OUT

DX,AL

; escribir byte del sector

;

leen/escriben los sectores, no se llama a las

DEC

DX

;

subrutinas habituales por razones de velocidad, lo

INC

DI

;

que implica duplicar código y alargar el programa.

LOOP

fdc_wr_sect

sect_io_fin:

MOV

CX,7

sect_io_rx:

sector_io

CALL

fdc_read

XPUSH

LOOP

sect_io_rx

MOV

STI

PROC

AL,orden

POP

CLI

io_proc:

CALL

fdc_write

JNZ

io_proc

JMP

sector_io_ko

MOV

AL,byte1

CALL

fdc_write

MOV

AL,cilindro

CALL

fdc_write

MOV

AL,cabezal

CALL

fdc_write

MOV

AL,sector_ini

CALL

fdc_write

MOV

AL,tsector

CALL

fdc_write

MOV

AL,sector_fin

CALL

fdc_write

MOV

AL,gap

; «sacar» DI sin cambiarlo ; indicar éxito

sector_io_fin

sector_io_ko:

MOV

DX,3F4h

kill_info:

IN

AL,DX

TEST

AL,80h

JZ

kill_info

TEST

AL,64

JZ

info_killed

; el 765 no devuelve datos

INC

DX


IN

AL,DX

; leer byte de resultados

DEC

DX

JMP

kill_info

; enviar cilindro

; enviar cabezal

; enviar nº sector

info_killed:

; leer resultados del fallo

; ¿listo para E/S?

STI POP

; último sector

; leyendo resultados del éxito

JMP


; longitud sector

; hasta acabar sector(es)

; ...fin de la fase crítica CX

CLC

; comando leer/escribir del 765

; fallo en escritura

DI

STC sector_io_fin: XPOP

; anular cambio de DI ; indicar fallo

284


sector_io

RET

POP

AX

ENDP

POP

DS

RET ; ------------ Recibir byte del FDC en AL. A la vuelta, ZF = 1 si ;

la operación fracasó (el FDC no estaba listo).

fdc_read

PROC

espera_rd:

PUSH

CX

PUSH

DX

MOV

DX,3F4h


XOR

CX,CX

; evitar cuelgue total si falla

IN

AL,DX

; leer registro de estado

TEST

AL,80h

; ¿bit 7 inactivo?

LOOPZ espera_rd

; así es: el FDC está ocupado

INC

DX


IN

AL,DX

; leer byte del FDC

AND

CX,CX

; ZF = 1 si fallo al leer

POP

DX

POP

CX

RET fdc_read

ENDP

; ------------ Enviar byte AL al FDC. A la vuelta, ZF = 1 si ;

la operación fracasó (el FDC no estaba listo).

fdc_write

PROC

espera_wr:

PUSH

AX

PUSH

CX

PUSH

DX

MOV

DX,3F4h


XCHG

AH,AL

; preservar AL en AH

XOR

CX,CX


IN

AL,DX


TEST

AL,80h

; ¿bit 7 inactivo?

LOOPZ espera_wr


XCHG

AH,AL

; recuperar el dato de AL

INC

DX


OUT

DX,AL

; enviar byte al FDC

AND

CX,CX

; ZF = 1 si fallo al escribir

POP

DX

POP

CX

POP

AX

RET fdc_write

ENDP

; ------------ Esperar CX 1/18,2 avos de segundo.

retardo

PROC PUSH

DS

PUSH

AX

PUSH

CX

MOV

AX,40h

MOV

DS,AX

STI espera_tics:

MOV

AX,DS:[6Ch]

; esperar que el contador

espera_tic:

CMP

AX,DS:[6Ch]

; de hora del BIOS...

JE

espera_tic

LOOP

espera_tics

POP

CX

; ... cambie lo suficiente

retardo

ENDP

284


; ************ Mensajes

cls_txt DB

DB

10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10

relleno

DB

?

; byte de relleno (al escribir)

buffer

EQU

$

; para leer/escribir sector

fdc_test

ENDS

10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,13,"$"

opciones_txt

DB

"765NODMA.ASM 2.0

DB

13,10," (c) 1991 Jesús Arias Alvarez."

DB

13,10," (c) 1992, 1993 Ciriaco García de Celis."

DB

13,10,10,9,"1.- Leer sector"

DB

13,10,9,"2.- Escribir sector"

DB

13,10,10,9,"

DB

13,10,10,"

lectura_txt

DB

13,10,"Lectura de sector.$"

escritura_txt

DB

13,10,"Escritura de sector.$"

aviso_txt

DB

13,10,"--------------------",13,10

DB

"Aviso: No se validan las entradas.",10,"$"

adios_txt

DB

13,"

ptecla_txt

DB

13,10,"- Estás viendo 256 bytes del sector."

DB

13,10,"- Pulsa una tecla para continuar.$"

fallo_txt

DB

13,10,10,"¡Fallo al acceder al disco!",7,"$"

unidad_txt

DB

13,10,"Unidad (0-A, 1-B): $"

vunidad_txt

DB

13,10,"Velocidad: "

DB

13,10,"

(0) 500 Kbaudios (5¼ HD y 3½ HD)"

DB

13,10,"

(1) 300 Kbaudios (5¼ DD)"

DB

13,10,"

(2) 250 Kbaudios (3½ DD)"

DB

13,10,"

Elige: $"

DB

13,10,"Disquete 40 pistas en unidad de 80: "

tdisco_txt

-

Acceso a disquete sin DMA."

ESC-Salir"

Elige una opción: $"

Hasta luego.

",13,10,"$"

DB

"(1) sí, (0) no: $"

tamano_txt

DB

13,10,"Tamaño de sector (2->512 bytes): $"

gap_rw_txt

DB

13,10,"Tamaño del GAP (41-DD, 27-HD):

pista_txt

DB

13,10,"Pista:

cabeza_txt

DB

13,10,"Cabezal: $"

sector_txt

DB

13,10,"Sector:

relleno_txt

DB

13,10,"Byte para inicializar sector:

$"

$"

$" $"

; ************ Datos

F_READ

EQU

01100110b

; orden de lectura del FDC

F_WRITE

EQU

01000101b

; orden de escritura del FDC

orden

DB

?

; orden a procesar

unidad

DB

?

vunidad

DB

?

; velocidad de transferencia

tunidad

DB

?

; control de salto de pista

cilindro

DB

?

; pista del disco a usar

cabezal

DB

?

; cabeza

sector_ini

DB

?

; sector inicial

sector_fin

DB

?

; sector final

tsector

DB

?

; tamaño de sector (logaritmo)

bsector

DW

?

; tamaño de sector (bytes)

gap

DB

?

; GAP para lectura/escritura

byte1

DB

?

; bits HD, US1, US0

END

main


284

12.6.7 - PROGRAMACION AVANZADA DEL CONTROLADOR DE DISQUETES: 2M 3.0 Hasta ahora hemos descrito todo lo necesario para poder programar la controladora de disquetes. Ahora aplicaremos dicha información a un caso práctico real, con un programa. Ciertas aplicaciones comerciales de backup ya emplean formatos de disco de más capacidad para almacenar los datos, además de manera comprimida. Sin embargo, estos disquetes no pueden ser empleados directamente por el DOS. Por el contrario, la utilidad que desarrollaremos, 2M, es un programa residente que permite gestionar disquetes con sectores de más de 512 bytes e, incluso, con sectores de distinto tamaño en las pistas. Este último formato obtendrá algo más de capacidad, pero menos velocidad y fiabilidad. En 3½", los disquetes más comunes de 1.44M (1440K) se podrán formatear a 1804K y 1886K, respectivamente. Los de 720K alcanzarán los 984/1066K. En 5¼" los de 1.2M pasan a 1476/1558K y los de 360K a 820/902K. Los formatos de 1886K, 1066K y 1558K no pueden ser reproducidos por la versión de enero de 1992 del poderoso copión COPYWRITE; el de 902K sí es duplicado en algunos ordenadores, aunque a veces algunas pistas quedan mal. Esto no es problema para el usuario normal, que podrá hacer DISKCOPY (si 2M está instalado en memoria) hacia un disco destino ya formateado. Para formatear estos nuevos disquetes se empleará un pequeño programa escrito en C (2MF.C) que se limitará a llamar a las funciones de INT 13h reforzadas por 2M; dicho programa será descrito más adelante. Los programas que formatean los discos a mayor capacidad de la normal suelen limitarse a reducir el GAP 3 al formatear, colocando gracias a ello más sectores en las pistas. Sin embargo, la utilidad propuesta aquí rompe con el tamaño estándar de 512 bytes: al colocar sectores de mayor tamaño, existen menos sectores y también menos GAP de separación. El inconveniente de este método es que difícilmente sectores de 1024, 2048 ó más bytes pueden encajar aprovechando óptimamente la capacidad de la pista. Por ello se han adoptado dos soluciones diferentes que han originado 8 nuevos formatos de disco (2 por cada tipo de medio magnético): nEmpleo de sectores de 1 Kb. Pese a ser más grandes, se pueden colocar más o menos bien en los 4 tipos de disco (360-1.2-720-1.44) aprovechando más la capacidad de la pista, ya que al haber menos sectores también se derrocha menos espacio en GAPs sin necesidad de reducirlos excesivamente ni, por tanto, degradar la fiabilidad de los discos. Esta solución, si se tiene cuidado de optimizar el formateo de las pistas (con la numeración adecuada de los sectores en las mismas) permite obtener disquetes de mayor capacidad de la normal, tan fiables como los estándar del DOS y sensiblemente más rápidos que los creados por el FORMAT debido a dos motivos: en estos formatos el disco da sólo las vueltas necesarias para acceder a los datos y, además, se leen más datos en dichas vueltas. nLa otra solución alternativa consiste en emplear sectores aún de mayor tamaño, hasta 2 Kb (mayores no permitirían una ventaja significativa) y rellenar el hueco restante de la pista, donde no cabe otro sector de 2 Kb, con sectores menores. Esto implica colocar sectores de distinto tamaño en las pistas, lo cual escapa en teoría de las posibilidades del controlador de disquetes, si se repasa la documentación de las páginas anteriores. Sin embargo, sólo en teoría, ya que existen programas comerciales con protección anticopia que realizan esta tarea. La técnica ┌─────────────────────┐ que veremos permite realizar esto, pese a lo cual estos formatos de disco │ Parámetros /X e /Y │ no son recomendados: son poco seguros en cuanto a portabilidad │ de FDFORMAT para un │ disquetes creados en una máquina podrían tener problemas para ser │ formateo correcto. │ reconocidos en otro ordenador o incluso ser destruidos al escribir- y ├─────────────────────┤ aumentan poco la capacidad respecto a la 1ª solución; pese a todo han │ /X /Y │ sido calibrados de tal manera que se puede afirmar que en un ┌───────┼──────────┬──────────┤ elevadísimo porcentaje de veces el funcionamiento y la portabilidad │ 5¼-DD │ 1 │ 3 │ serán satisfactorios. │ 5¼-HD │ 2 │ 3 │ │ 3½-DD │

1

│

2

│

│ 3½-HD │

2

│

3

│

└───────┴──────────┴──────────┘

A lo largo de este apartado se hará alguna referencia al popular programa de formateo FDFORMAT creado por Christoph H. Hochstätter; esta utilidad permite formatear disquetes normales desplazando los

284


sectores de manera óptima (opciones /X e /Y) y también añadir más sectores (estrechando el GAP 3). Para superar las limitaciones de flexibilidad de la BIOS es preciso tener residente un pequeño programa de sólo 128 bytes de cara a soportar los formatos extendidos. Este programa, bastante superior al FORMAT en todos los aspectos, con el que además es compatible, está muy extendido en las principales BBS (su código fuente en Turbo Pascal viene incluido) y aborda desde otro punto de vista la ampliación de la capacidad normal de los disquetes, respetando los sectores de 512 bytes. No hay que olvidar que este programa permite crear, ┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ además de algunos formatos extendidos, disquetes │ │ totalmente estándar de 360K, 1.2M, 720K y 1.44M │ [1867/1867] B:\>dir │ │ que, por supuesto, no necesitan soporte residente y │ Volume in drive B is unlabeled Serial number is 2FE6:7632 │ son mucho más rápidos que los creados por el │ File not found "B:\*.*" │ FORMAT del DOS. Mientras el FORMAT del │ 0 bytes in 0 file(s) │ sistema operativo no corrija la numeración │ 1.912.320 bytes free │ incorrecta de sectores, que lleva practicando desde │ │ 1981, y a la espera de que David Astruga saque la │ │ próxima versión de su programa de copia y formateo │ [1867/1867] B:\>chkdsk │ (a finales del 94 o comienzos del 95); por el │ Número de serie de volumen es 2FE6-7632 │ momento, FDFORMAT y sus parámetros /X e /Y │ │ │ constituyen la única solución para los usuarios más │ 1912320 bytes de espacio total en disco │ entendidos (aquellos que usan 4DOS en vez de │ 1912320 bytes disponibles en disco │ COMMAND.COM, QEMM en lugar de EMM386, │ 512 bytes en cada unidad de asignación │ etc): emplear el FORMAT actual no es de │ │ 3735 total de unidades de asignación en el disco │ conservadores sino de no informados. 2M │ 3735 unidades de asignación disponibles en disco │ (abreviatura de 2 megas, aunque no se alcanza esa │ │ capacidad por disco) es un programa residente que │

655360 bytes de memoria total

│

│

649760 bytes libres

│

│

│

│

│

│

[1867/1867] B:\>testdisk

│

│

TD-Test Disco, Edición Estandar 4.50, (C) Copr 1984-88, Peter Norton

│

│

Traducción Castellano, Copyright (C) 1989 ANAYA Multimedia, S.A.

│

│

│

│

Verificar DISCO, ARCHIVO, o AMBOS

│

│

Pulse D, F, o A ... D

│

│

│

│

Puede pulsar BREAK (Ctrl-C) durante la

│

│

verificación para interrumpir Test Disco

│

│ │ │ │

│ Test leyendo el disco B:, zonas del sistema y de datos La zona del sistema consta de boot, FAT, y directorio Zona del sistema sin errores

│ │ │

│ │ │

La zona de datos consta de clusters numerados 2 - 3.736 Zona de datos sin errores

│

│ │ │

│ │

│

│ [1867/1867] B:\>_

│

└────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

EJEMPLO DE ACCESO A DISQUETE 2M DE 1.44 FORMATEADO A CASI 1.90

284


da soporte a los nuevos formatos de disco. Una vez instalado 2M en memoria, los nuevos disquetes serán reconocidos sin problemas: se podrá hacer DIR, COPY, CHKDSK,... e incluso DISKCOPY hacia un disco destino ya formateado. El código residente de 2M funciona también bajo WINDOWS 3.X; sin embargo, en OS/2 2.1 hay problemas, aunque se pueden arreglar, como veremos luego, usando el DOS de Microsoft (y no el que viene con el propio OS/2) desde un disquete o, mejor aún, creando una imagen en disco duro de ese disquete. De esta última manera, el usuario ni siquiera nota al diferencia entre estas ventanas de DOS y las normales. Tal vez alguien escriba algún día el driver oportuno para facilitar la operación en este sistema... de momento, 2M está diseñado sólo para los sistemas más extendidos. En WINDOWS NT, donde no ha sido probado, probablemente existirán problemas y limitaciones mayores de las que se producen bajo OS/2. Al momento de escribirse estas líneas, el autor de 2M tiene constancia de que hay intentos de portarlo al sistema operativo Linux por parte de Alain Knaff y David Niemi, si bien desconoce el grado de avance en esta materia. 2M añade un nuevo servicio a la INT 13h para poder formatear los nuevos disquetes. No es probable que gracias a ello la próxima versión de PC-TOOLS soporte los nuevos formatos, pero añadir rutinas de formateo apenas alargaba el código residente (sólo 0.75 Kb más hasta alcanzar los 5 Kb) y se trataba de la solución más elegante. Para formatear los nuevos disquetes se ha creado un programa en C de alto nivel, que sencillamente invoca la INT 13h sin verse obligado a realizar ni un solo acceso directo al hardware, pese a que el código residente de 2M accede siempre a disco a través del controlador de disquetes, sin una sola │

DB

│

│

Ensamblador

Comentario

│ Offset │

│ InfpX DB

NOP

│

DB

"2M-STV08"

; ID sistema

│

DW

512

; bytes/sector

│

DB

1


13

│

│

DW

1

; sectores reservados al principio

14

│

│

DB

2

; nº copias de la FAT

16

│

│

DW

224

; entradas al directorio raíz

17

│

│

DW

3608

; nº total de sectores del disco

19

│

│ BootP ...

│

DB

0F0h

; byte descriptor de medio

21

│

arranque

│

DW

11

; sectores ocupados por la FAT

22

│

└────────────────────────────────────────────────────────────

│

DW

22

; sectores por pista

24

│

│

DW

2

; nº de cabezales

26

│

│

DD

0

; sectores especiales reservados

28

│

│

DD

0

; nº sectores (unidad 32 bit)

32

│

│

DB

0

; unidad física

36

│

│

DB

0

; reservado

37

│

│

DB

29h

; disco con número de serie

38

│

│

DD

8BC1AD20h

; número de serie provisional

39

│

│

DB

"NO NAME

; título del disco

43

│

│

DB

"FAT12

; tipo de FAT

54

│

│

DB

Flags

; bit 0 = 1 si FechaF/HoraF definido

62

│

│

DB

?

; checksum de la información vital

63

│

│

DB

7

; versión formato (>=7 si BOOT virtual) 64

│

│

DB

0

; a 1 si escribir al formatear

65

│

│

DB

0

; velocidad transferencia pista 0

66

│

│

DB

0

; velocidad transf. demás pistas

67

│

│

DW

BootP

; offset al programa de arranque

68

│

│

DW

Infp0

; T1: información para pista 0

70

│

│

DW

InfpX

; T2: información demás pistas

72

│

│

DW

InfTm

; T3: tabla tamaños demás pistas

74

│

│

DW

FechaF

; Fecha de formateo (2M 3.0+)

76

│

│

DW

HoraF

; Hora de formateo (2M 3.0+)

78

│

│ Infp0 DB

19, 70

; nº sectores / GAP de formateo

│

DB

1,2,3,4,5,6,7,8 ; sectores ordenados (20..22 no existen)

│

│

DB

9,10,11,12,13,14

│

"

│

2

│

3

│

11

│

│

JMP

│

"

0


│

SHORT BootP

; 1 byte

11, 40 │

├─────────────────────────────┴──────────────────────────────────┴────────┤ ; 2 bytes

15,16,17,18,19

│

┌─────────────────────────────┬──────────────────────────────────┬────────┐

│

DB

3

;

tamaño

│ │

DB

1, 2

; desplazamiento numeración

│ │ InfTm DB

3,3,3,3,3,3

; tamaño sector 1, 2, 3,...

│ │

DB

3,3,3,3,3

│ ; programa del sector de │

─────────────┘

SECTOR DE ARRANQUE DE UN DISQUETE 2M DE 3½ A 1.80M

284


llamada al DOS/BIOS en ningún momento. La capacidad obtenida por 2M supera la conseguida por los programas comerciales de backup en los formatos especiales para almacenar sólo datos. Con la ayuda de un compresor de datos de dominio público líder (PKZIP, ARJ, etc) también superior en rendimiento a los programas de backup, se puede conseguir el método de backups que, indiscutiblemente, más aprovecha los disquetes, con una aplastante diferencia -y además el más barato-. Sin embargo, el usuario debería tener cuidado con el tipo de datos que almacena en estos discos, ya que no son tan portables como los estándar y sería problemático migrarlos después a otros entornos. Existen versiones de 2M tanto para sistemas AT como para PC/XT, con el único requisito de que la controladora y las unidades sean de alta densidad. 12.6.7.1 - FORMATO DE LA PRIMERA PISTA. La primera pista (cilindro y cabezal 0) de los nuevos disquetes tiene el formato normal de sectores de 512 bytes, conteniéndolos en cantidad también más o menos normal. Uno de los motivos es permitir que la FAT, zona del disco en la que a menudo cambia un sólo sector (y no varios consecutivos) tenga un acceso más ágil. En algunos formatos de disco, parte del directorio raíz también cabe en esta pista; en cualquier caso, esto no es demasiado importante porque sólo se accede al directorio raíz una vez por cada fichero. Debido al empleo en la primera pista de sectores físicos de 512 bytes, no se pueden emular todos los sectores virtuales. En 3½-HD por ejemplo, los nuevos formatos de disco contarán aparentemente con 22-23 sectores por pista. Realmente serán muchos menos y de más de 512 bytes, pero se engañará al DOS para hacerle creer que son la cantidad citada de sectores de 512 bytes, de cara a mantener la compatibilidad. En cualquier caso, esta cifra es muy superior a los 18 sectores habituales en este tipo de disco. Como la primera pista contiene sectores reales de 512 bytes, no se pueden meter tantos (no caben más de 21 y eso juntando excesivamente los sectores, como hace FDFORMAT en el formato 1.72M). Para arreglar este problema, el código residente de 2M se extralimita en sus funciones y, suponiendo que los discos se emplean bajo DOS, ignora las escrituras sobre la segunda copia de la FAT (que estaría sobre alguno de los sectores que no existen en la primera pista) devolviendo la primera copia de la FAT a quien quiera leer la segunda. Así se consigue además una pequeña velocidad extra, ya que la escritura sobre la segunda copia de la FAT que realiza el DOS al crear ficheros resulta ignorada. Realmente, es un poco innecesaria la presencia de 2 FAT en un disquete, máxime teniendo en cuenta que su adyacencia física propicia que en caso de daño se estropeen las dos (¿cuántas veces el lector ha tenido que echar mano de la segunda copia de la FAT para recuperar sus información adicional para describir el formato físico de disco datos?). El MS-DOS, incluso en la versión que se trate y así poder gestionarlo luego. De esta manera, se 6.0 no respeta sus propias especificaciones y sistematiza el soporte de los nuevos formatos y se simplifica el asume que los disquetes tienen 2 copias de la programa residente. Detrás de los primeros 62 bytes, donde va FAT: aunque se indique sólo una en el sector la información colocada por el FORMAT normal del DOS de arranque, hará caso omiso. Esta es, por un (incluyendo las últimas modas, como campos para etiqueta de lado, una buena manera de darle el corte de disco, número de serie, etc.) existen unos campos con mangas; por otro, un medio ideal para simular información adicional, que describiremos más adelante. Detras de este área está el más sectores en la primera pista física. El sector de arranque de los nuevos disquetes es en principio similar al de cualquier otro disco, pero contiene más

284


│

0

66

│

DB

0

; velocidad transf. demás pistas

67

│

┌─────────────────────────────┬──────────────────────────────

│

DW

BootP

; offset al programa de arranque

68

│

────┬────────┐

│

DW

Infp0

; T1: información para pista 0

70

│

│

DW

InfpX

; T2: información demás pistas

72

│

│

DW

InfTm

; T3: tabla tamaños demás pistas

74

│

├─────────────────────────────┴──────────────────────────────

│

DW

FechaF

; Fecha de formateo (2M 3.0+)

76

│

────┴────────┤

│

DW

HoraF

; Hora de formateo (2M 3.0+)

78

│

│ Infp0 DB

19, 70


│

DB

1,2,3,4,5,6,7,8 ; sectores ordenados (20..23 no existen)

│

│

DB

9,10,11,12,13,14

│

│

DB

15,16,17,18,19

│

│

│

Ensamblador

Comentario

│ Offset │

│

JMP

│

│

DB

2

224

3772

DB

0F0h

DW

11

DW

23

; sectores por pista

2

; nº de cabezales

│ DW │

DD

0

reservados

; sectores especiales │

28

DD

0

│

; nº sectores (unidad 32 bit)

│ DB

36

│

37

│

│

0

DB

DB 38

0

29h

DB │

54

│

│

DB

DB

DB

"

"

; título del disco

;

tipo

de

FAT

; bit 0 = 1 si FechaF/HoraF

│ ?

63

; checksum de la información

│ 7

; versión formato (>=7 si BOOT

1

; a 1 si escribir al formatear

0

; velocidad transferencia pista

│

DB

DB

"FAT12

Flags 62

65

; número de serie (aleatorio)

"NO NAME

DB

virtual) 64

reservado

│

43

definido

;

; disco con número de serie

4B368A0Eh

│

vital

; unidad física

│

DD 39

│

; sectores ocupados por la FAT

│

26

│

; byte descriptor de medio

│

24

│

; nº total de sectores del

│

19

22

64, 3


│

│

DB

7

; nº sectores a renumerar

│

│

DB

128+1,

4, 4

; tabla de renumeración formateo:

│

│

DB

128+12, 1, 4

; nº sector, nuevo número, tamaño

│

│

DB

128+23, 5, 4

│

│

DB

128+34, 2, 4

│

│

DB

128+45, 6, 3

│

│

DB

128+51, 3, 4

│

│

DB

128+62, 7, 2

│ BootP:...

4,4,4,4,4,3,2

│ ; tamaño sector 1, 2, 3,...

│

; programa del sector de arranque

│

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

DW

21

│

; entradas al directorio raíz

│

disco

│

; nº copias de la FAT

│

│ InfpX DB

│ InfTm DB

DW 17

│

│

│

16

│

; sectores reservados al

14

32

sistema


1

principio

│

ID

; bytes/sector

1

DW

│

byte

│

13

│

;

512

DB

│

1

│

11

│

"2M-STV04"

DW

│

bytes

│

3

│

;

DB

│

2

│

│

│

;

NOP 2

│

BootP

│

0

│

SHORT

│

SECTOR DE ARRANQUE DE UN DISQUETE 2M DE 3½ A 1.88M

284


programa de arranque del disquete, que en sus primeras versiones se limitaba a imprimir en pantalla un mensaje diciendo que el disco no es de arranque; actualmente arranca desde el disco duro si éste existe y, desde 2M 2.0, carga el código SuperBOOT almacenado en el disco si es de alta densidad. Los discos 2M de alta densidad utilizan 5 sectores libres de la segunda copia de la FAT (ubicados en la primera pista) para almacenar gran parte del código residente de 2M (todo, excepto las rutinas de formateo). De esta manera, desde 2M 2.0 es posible botar de un disco 2M de alta densidad, que puede crearse con un SYS ordinario. De hecho, el primer sector de la segunda copia de la FAT emula al auténtico sector de arranque, y los 5 restantes almacenan el código residente de 2M. Así, cuando 2M está instalado, el comando SYS y cualquier aplicación que acceda al sector de arranque estará accediendo realmente a un falso sector de arranque que está físicamente colocado en la FAT2. Y podrá modificarlo sin riesgo alguno para 2M, ya que el auténtico sector de arranque permanece inmutable; las versiones anteriores de 2M necesitaban proteger este sector restringiendo de alguna manera su acceso (para evitar que un simple SYS lo modificara y borrara la información vital que contiene). La denominación SuperBOOT para el código de 2M almacenado en la primera pista de los discos se debe exclusivamente a cuestiones de marketing. Debido a que se necesita un tamaño mínimo de FAT, modificar el tamaño de cluster en el sector de arranque no es conveniente, aunque está permitido y puede generar discos que no funcionen. Sin embargo, la utilidad estándar de formateo no deja cambiar el tamaño de cluster (por otra parte de sólo 512 bytes) y no hay muchos programas conocidos que alteren estos parámetros de los disquetes ya formateados. Cuando el sistema arranca de un disco 2M de alta densidad, el código SuperBOOT rebaja la memoria libre en 5 Kbytes (normalmente, de 640K a 635K) ubicándose al final de la memoria convencional y se instala en la INT 13h. Después, se carga el sector de arranque vía INT 13h (que en adelante será el falso sector de arranque emulado, al que pudo acceder el SYS) y se ejecuta, procediéndose al arranque normal del sistema, ya que la nueva BIOS soporta discos 2M... este sector de arranque ubicado en la FAT2 es denominado sector de arranque virtual en la documentación de 2M. Como puede observar el lector, dejar la primera pista con sectores de 512 bytes y emular la segunda copia de la FAT sobre la primera fue una idea primitiva que luego ha permitido muchas aplicaciones interesantes. Naturalmente, está previsto un mecanismo para poder acceder a los sectores físicos sin emulaciones: esto es útil además para permitir al programa de formateo grabar el código SuperBOOT y acceder al sector de arranque físico, ya que los programas normales no tienen motivos especiales para necesitar un acceso a dichas áreas. Cuando 2M está instalado, cualquier acceso al cabezal 128 ó 129 en lugar del 0 ó el 1 permite acceder al disco sin realizar ningún tipo de emulación; si bien esto sólo funciona con discos 2M (con un disco estándar en la unidad, aunque 2M esté instalado, el acceso a estos cabezales devuelve un error). En adelante nos referiremos al sector de arranque físico, no al virtual (que puede ser distinto si el disco es de sistema o ha sido alterado por alguna utilidad). El primer campo propio de 2M en el sector de arranque es una variable con flags, empleada sólo desde 2M 3.0 para indicar si se almacena la fecha y hora de formateo en el sector de arranque (bit 0 = 1 en caso afirmativo). Detrás hay un checksum o suma de comprobación de la zona vital del sector de arranque. El algoritmo empleado ha variado en las sucesivas versiones del programa. Desde la versión 6 del formateador (byte ubicado justo después del checksum) la zona total afectada por el checksum va desde el offset 64 hasta justo antes del programa de arranque del disco. Las versiones anteriores de 2M realizaban un checksum distinto, por lo que los discos formateados por ellas no están sujetos a la comprobación de checksum para evitar problemas. La suma total de este área (en número de 8 bits) debe dar un resultado 0. Por tanto, se permite modificar el programa de arranque e incluso los campos del principio. ┌───────────────────────────────────────┐ Cualquier otro cambio no │ GAPs y /X e /Y probados en 2MF /F │ permitido hará que 2M falle en ├─────────┬─────────┬─────────┬─────────┤ la comprobación del checksum │ 5¼-DD │ 5¼-HD │ 3½-DD │ 3½-HD │ la primera vez que el disco es ┌──────────────────────────────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ introducido en la unidad; en │ GAP mínimo de lectura soportado en las pruebas │ 1 │ 2 │ 1 │ 2 │ este caso INT 13h │ GAP mínimo de escritura soportado en las pruebas │

13

│

26

│

20

│

28

│

│ GAP máximo de escritura soportado en las pruebas │

197

│

76

│

187

│

49

│

│ GAP 3 de formateo adoptado finalmente

│

100

│

50

│

100

│

40

│

│ Valor óptimo obtenido experimentalmente para /X

│

1

│

1

│

1

│

1

│

│ Valor óptimo obtenido experimentalmente para /Y

│

1

│

2

│

1

│

2

│

284


└───────────────────────────────────── ─────────────┴─────────┴─────────┴──── ─────┴─────────┘ 2MF ES EL FORMATEADOR PARA 2M. CON /F SE CREAN DISCOS NORMALES Y /M INDICA MÁXIMA CAPACIDAD.

devuelve un Seek Error poco habitual para señalizar la circunstancia. Sin embargo, un cambio en el campo ID (bytes 3 al 10) podría acarrear que 2M no reconociera el disco como suyo. Quizá el lector opine que hubiera sido mejor ser más tolerantes, pero yo opino que no: si el sector de arranque está corrompido, el código residente de 2M, que no valida nada de dicho sector, podría estrellarse si se fía de la información del mismo. Así nadie podrá decir: «se me cuelga al hacer DIR A:», como mucho: «me dice Seek Error y no me deja acceder al disco». En realidad, es difícil que se produzcan estos errores porque nadie que intente alterar el sector de arranque físico lo podrá conseguir con 2M en memoria, sin saber como hacerlo o sin acceder directamente a la controladora. Tras el checksum hay un byte que indica la versión del formateador, de cara a permitir que futuras versiones de 2M sepan con qué formato de disco se enfrentan para respetar los viejos formatos (en caso de que surjan otros nuevos). El siguiente byte indica si es necesaria una escritura tras el formateo: en los formatos de más capacidad, trasformatear la pista hay que escribirla para evitar que una lectura posterior produzca errores de CRC, como luego veremos y explicaremos. En los formatos normales este byte estará a 0, y a 1 en los de más capacidad. Los siguientes 2 bytes indican la velocidad de transferencia a emplear en la primera pista (cilindro y cabezal 0) y en las demás; el dato no está, por supuesto, en Kbit/seg sino que se trata del valor que hay que enviar al registro de salida digital. En los disquetes de 3½-DD se utilizará la velocidad de 250 Kbit/seg en la primera pista y 300 Kbit/seg en las demás. El motivo es que las primeras versiones de 2M delegaban parte del trabajo de reconocer la densidad de disco a la BIOS, la cual sólo soporta 250 Kbit/seg en estas unidades. Actualmente no sería necesario, ya que 2M detecta la densidad de los discos (y de hecho, sustituye a la BIOS original en esta tarea), pero se ha mantenido por compatibilidad con los primeros formatos de disco de 2M. Tras estos campos hay unos punteros a diversas áreas interesantes: el primero apunta al programa de arranque y será empleado por dicho programa para conocer con comodidad su propia ubicación; después hay un puntero a una tabla con información sobre la estructura de la primera pista del disco, otro puntero apunta a una tabla con información de las demás pistas y, finalmente, un último puntero referencia una tabla de tamaños de los sectores de las pistas (excepto la primera). Los últimos campos sólo se emplean desde 2M 3.0 y almacenan la fecha y hora de formateo. La primera tabla contiene un byte que indica el número real de sectores de la primera pista, seguido de otro byte con el valor de GAP 3 empleado al formatear. Después vienen los números de sectores, uno tras otro, lo que permite elegir líbremente el interleave. Las últimas versiones de 2M acceden de manera eficiente a la primera pista (y a todas las demás) soportando perfectamente un interleave 1:1, si bien los primeros disquetes 2M fueron formateados con un factor 1:2. En los formatos de 1.80/1.88M la FAT ocupa 11 sectores, y otro el sector de arranque físico. Los sectores que van del 1 al 12 están, por lo tanto, necesariamente ocupados; pero del 13 al 19 hay sitio para 7 sectores que pueden contener el BOOT virtual (1 sector) y el código SuperBOOT (5 sectores). El sector restante se debe a que en discos de 1.88M con 84 pistas la FAT1 ocuparía un sector más. ┌────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Capacidad bruta real antes de

│

│ formatear (con 82 pistas y en

├─────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────────┤

│

Bytes netos obtenidos por los principales formateadores

│ controladora de alta densidad) │ FORMAT (40/80p) (*) │ FDFORMAT (82p) (**) │

2MF 3.0 /F (82p)

│

2MF 3.0 /M (82p)

│

┌───────┼────────────────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────┤ │ 5¼-DD │

1.025.000 bytes

(0,98 Mb)

│

│ 5¼-HD │

1.708.224 bytes

(1,63 Mb)

│

│ 3½-DD │

1.230.000 bytes

(1,17 Mb)

│

│ 3½-HD │

2.050.000 bytes

(1,96 Mb)

│

(360K)

│

1.228.800 (1200K)

│

368.640

(720K)

│

1.474.560 (1440K)

│

737.280

(820K)

│

(820K)

│

(902K)

│

1.511.424 (1476K)

│

1.511.424 (1476K)

│

1.595.392 (1558K)

│

(820K)

│

1.007.616

(984K)

│

1.091.584 (1066K)

│

1.763.328 (1722K)

│

1.847.296 (1804K)

│

1.931.264 (1886K)

│

839.680

839.680

839.680

923.648

└───────┴────────────────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────┘ (*) También FDFORMAT cuando se emplean los formatos estándar del DOS.

284


(**) Formatos de máxima capacidad soportados (820-1.48-1.72).

La segunda tabla contiene información de las demás pistas del disco. El contenido y el formato de esta tabla varía según el tipo de disco: los formatos normales (como el caso de 1.80M) poseen 5 bytes: el primero indica el número de sectores de la pista, el siguiente el GAP 3 al formatear, otro byte indica el tamaño de sector empleado (siempre 3, esto es, 1024 bytes) y los dos últimos bytes son equivalentes a los parámetros /X e /Y de FDFORMAT para desplazar de manera óptima la numeración de los sectores en las pistas consecutivas. Estos valores de /X e /Y son sensiblemente menores que los de FDFORMAT, pero no hay que olvidar que aquí los sectores son dos veces más grandes. En los formatos de disco de máxima capacidad (como en 1.88M) esta tabla cambia radicalmente de estructura: el primer byte sigue siendo el número de sectores, pero ahora son sectores de 128 bytes. Esto se debe a que en estos formatos, las pistas son preformateadas (en una primera pasada) con sectores de 128 bytes. El siguiente byte es el GAP 3, que como se puede observar es muy pequeño (de 3 a 5 bytes). Finalmente, viene el número de sectores a renumerar. La razón es que, durante el formateo, se asignan números a partir de 129 a la mayoría de los sectores; sin embargo, algunos de ellos no se llevan el que les correspondería sino que siguen otra numeración más baja a partir de 1. En estos sectores, además, al ser enviada su información al FDC durante el formateo, se indicará un tamaño distinto de 128 (512, 1024 ó 2048). Así, por ejemplo, en 1.88M la pista queda formateada con nada menos que 64 sectores de 128 bytes numerados desde 129, habiendo sin embargo algunos de ellos con números más bajos (1, 2,..., 7) y definidos con mayor tamaño. Al ser escritos dichos sectores (segunda fase del formateo) se machacarán los sectores de 128 bytes que les siguen y quedarán sólo ellos en la pista. Esto permite colocar sectores de distinto tamaño en la pista. El GAP 3 definitivo será mayor (13 bytes en el peor de los casos). Ahora comprenderá el lector por qué había que escribir la pista, después del formateo, en estos formatos de disco... Por último, señalar que en esta tabla se elige un factor de interleave adecuado, que si se echa un vistazo resulta ser de 1:2, ya que los sectores están demasiado próximos para numerarlos consecutivamente (por razones de velocidad, si bien al ser accedidos uno a uno la controladora no tendría problemas para encontrarlos). En el caso del formato 1.88M, por ej., quedan numerados: 4,1,5,2,6,3,7. La última tabla es la única que realmente emplea 2M para acceder a todas las pistas, con excepción de la primera. Se trata de una lista ordenada de los tamaños de los sectores. En los formatos de disco normales es una lista de treses, ya que todos los sectores son iguales y de 1024 bytes. En los formatos de máxima capacidad, como 1.88M, se puede comprobar que la lista es más variada. Las otras dos tablas vistas con anterioridad sólo son empleadas durante el formateo del disco. 12.6.7.2 - PUNTUALIZACIONES SOBRE EL FORMATO DE MAXIMA CAPACIDAD. El formateo de disquetes 2M se realiza con un programa que veremos más adelante, 2MF.EXE, que permite elegir entre formatos normales (2MF sin parámetros o con la opción /F) y formatos de máxima capacidad (2MF /M). Como se vio en la descripción del sector de arranque, el formato de máxima capacidad logra introducir sectores de distinto tamaño en la misma pista. Seguramente la descripción dada en el apartado anterior no ha quedado muy clara, por lo que ahora puntualizaremos un poco más. Uno de los principales objetivos al realizar 2M fue conseguir un nivel de compatibilidad lo suficientemente alto, incluso en los formatos menos seguros como el que se describirá a continuación, al menos en comparación con los ya estudiados de sectores de 1 Kb. Hay disqueteras de 1.44M que soportan el formateo de 3 sectores de 4096 bytes en una pista, lo que permitiría obtener 1968K (en 82 cilindros, soportados por prácticamente todas las unidades). Sin embargo, hay muchos ordenadores en que esto no es posible, por tanto esta solución fue descartada. En los casos en que es posible, lo es además a costa de rebasar con creces los mínimos niveles de seguridad (machacando no sólo el GAP ubicado al final de la pista, sino también el del principio e incluso el IAM; resulta increíble que algunas controladoras de disquete continúen reconociendo los sectores). Además, se trataría de una solución exclusiva para disquetes de 1.44M. El truco explicado con anterioridad consiste en formatear los discos con sectores muy pequeños de 128 bytes, pero definiéndoles con tamaños de 512, 1024 y 2048 bytes al enviar la información de cada sector al controlador, de cara a agruparles posteriormente para obtener sectores de mayor tamaño. Echando cuentas, con un GAP 3 provisional de sólo 3 bytes (podríamos denominarlo GAP virtual) cada sector ocupa 128+62+3 = 193


284

bytes. Agrupando 11 de estos sectores se obtienen 193*11=2123 bytes, suficientes para contener un sector de 2048 bytes, los 60 bytes añadidos al principio del primer sector de 128 bytes por el FDC, los 2 bytes añadidos al final del último sector por el FDC y otros 13 bytes de GAP 3. Agrupando 6 sectores se obtienen 1158 bytes, suficientes para contener un sector de 1024 bytes con un GAP 3 de 72 bytes. Finalmente, agrupando 3 se consiguen 579 bytes, en los que cabe un último sector de 512 bytes con un GAP 3 de 5 bytes. Así, en un disquete estándar de 1.44M, con 12500 bytes por pista, donde caben bastante holgadamente 64 sectores de 128 bytes de las características mencionadas, se pueden colocar 5 grupos de 11, 1 de 6 y otro de 3. En total: 11,5 Kb en cada pista (1886 en todo el disco, a 82 cilindros). Una vez formateada la pista, es conveniente escribir todos los sectores (la primera lectura daría error de CRC en caso contrario), de paso se asegura de esta manera, en una posterior lectura, que la escritura no ha provocado que ningún sector pise a otro, asegurando la fiabilidad del método. Una vez que el disco ha sido formateado, la verificación realizada durante el formateo garantiza que es seguro; la separación o GAP 3 medio menor es de 13 bytes y puede considerarse bastante razonable (el sector de 512 bytes con un GAP 3 de sólo 5 es colocado siempre al final de la pista); en los disquetes de doble densidad es además superior, al emplearse un GAP 3 virtual en la primera fase de 4 ó 5 bytes en vez de 3. El formateo es relativamente lento, ya que requiere tres fases: formateo, escritura y lectura para verificar; cada una de ellas, dada la proximidad de los sectores, requiere de dos vueltas del disco (los sectores estarán numerados alternamente con un razonable interleave 1:2); en total, 6 vueltas en un disco de 1.44M por cada pista, lo que equivale a 1,2 segundos por pista y 3:17 minutos en el conjunto del disquete (2 caras y 82 cilindros). Este es el precio que hay que pagar para obtener 1.912.320 bytes libres netos (los que aparecen al hacer un DIR) frente a los 1.457.664 conseguidos por el FORMAT del DOS. Un último detalle a tener en cuenta es que, en este tipo de formato, al escribir el cabezal 1 del cilindro 0, el código de 2M se saltará el acceso al primer sector de la pista (al estar la FAT2 en él, por regla general, y debido a las emulaciones). Por tanto, en este caso, es necesario escribir en el cabezal 129 para asegurar que realmente se escribe la pista y el disco queda correctamente inicializado. Por comodidad, se puede escribir en el cabezal 128/129 de todas las pistas (salvo la primera, que no tiene realmente tantos sectores como las demás y que además tampoco es necesario escribir tras el formateo). 12.6.7.3 - DESCRIPCION DE FUNCIONAMIENTO DEL SOPORTE RESIDENTE (2M). 2M es un programa residente ordinario que desvía la INT 13h/40h. En las máquinas AT con disco duro de tipo IDE (los más extendidos actualmente) o con una controladora de disco duro ordinaria de AT, la BIOS desvía a INT 40h los servicios de disquete, siendo invocada esta interrupción desde la INT 13h para atender las funciones de disquete. Sin embargo, si el ordenador no tiene disco duro o incorpora una controladora de disco duro de XT, es la INT 13h quien podría controlar los disquetes. La versión 1.0 de 2M desviaba la INT 40h en lugar de la INT 13h, por el motivo que ahora analizaremos (ayuda en la cuestión del DMA); sin embargo, ésto hacia que el programa no funcionara en algunas máquinas AT sin disco duro o con controladora de XT. Por ello, en la versión 1.1 se volvió a trabajar con INT 13h. Pero desde 2M 2.0+, aunque ahora más por razones de seguridad que de comodidad, se utiliza una técnica mixta: si el ordenador emplea la INT 40h, 2M se instala desde esta interrupción; en caso contrario, lo hace desde INT 13h (actuándo desde INT 40h el programa toma el control de los discos antes que otros TSR instalados después). Y volvamos sobre la cuestión del DMA, que motivó el uso de INT 40h en 2M 1.0. Como el lector recordará, a la hora de transferir con la disquetera hay que tener cuidado con las fronteras de DMA. Sin embargo, resultaría muy engorroso tener que tener esto en cuenta en los programas de alto nivel. El propio DOS considera que es un auténtico fastidio tener que comprobar esto cada vez que se accede al disco. Por ello, cuando el sistema operativo se carga en el ordenador desvía la INT 13h y la modifica para arreglar de un plumazo los problemas con el DMA: a partir de ese momento, la INT 13h es realmente controlada por el DOS, aunque se trate de una interrupción BIOS. Las nuevas rutinas de la INT 13h colocadas por el DOS se limitan a llamar a la vieja INT 13h (nadie ha hablado aún de INT 40h) y, cuando se produce un error de frontera de DMA, la operación de disco que lo había provocado es segmentada probablemente en tres fases: los sectores que estaban antes de la frontera, los que quedan por detrás y el que cae justo en medio; este sector es probablemente transferido a través de un buffer intermedio del sistema. ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Porcentaje de disco aprovechado (perdido) tras el formateo │

284


├────────────────────┬────────────────────┬────────────────────┬────────────────────┤ │ FORMAT │ FDFORMAT 1.8 │ 2MF 3.0 /F │ 2MF 3.0 /M │ ┌───────┼────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤ │ 5¼-DD │ 35,96% (64,04%) │ 81,92% (18,08%) │ 81,92% (18,08%) │ 90,11% ( 9,89%) │ │ 5¼-HD │ 71,93% (28,07%) │ 88,48% (11,52%) │ 88,48% (11,52%) │ 93,39% ( 6,61%) │ │ 3½-DD │ 59,94% (40,06%) │ 68,27% (31,73%) │ 81,92% (18,08%) │ 88,75% (11,25%) │ │ 3½-HD │ 71,93% (28,07%) │ 86,02% (13,98%) │ 90,11% ( 9,89%) │ 94,21% ( 5,79%) │ ├───────┼────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤ │ Media │ 59,94% (40,06%) │ 81,17% (18,83%) │ 85,60% (14,40%) │ 91,62% ( 8,38%) │ └───────┴────────────────────┴────────────────────┴────────────────────┴────────────────────┘

Si 2M se instala colgando de INT 13h, al introducir un disquete de tipo 2M (cuyo control evidentemente corre a cargo de 2M) todas las llamadas del DOS a la INT 13h serían llamadas a 2M, que ha sido instalado después de que el DOS arregle la INT 13h. Por tanto, 2M debe en ese caso ocuparse de la engorrosa gestión de errores de DMA, ya que el DOS no espera nunca este tipo de error de una llamada a la INT 13h. En la práctica, 2M a partir de la versión 1.1, en las operaciones que afectan a varios sectores de disco consecutivos, se ve obligado a detectar con antelación el futuro cruce de una frontera de DMA: en caso de que se vaya a producir, el sector problemático es transferido a través del buffer intermedio del programa. La versión 1.0 de 2M desviaba INT 40h en vez de INT 13h y se limitaba a devolver la condición de error cuando se iba a producir, para que el propio DOS en INT 13h llamara de nuevo con más cuidado. 2M podría haber sido creado como controlador de dispositivo que definiera nuevas letras de unidad para soportar los nuevos disquetes; sin embargo resulta más intuitivo para el usuario continuar empleando las unidades A: y B: habituales. Esto se consigue, como hemos visto, modificando la INT 13h de la BIOS, lo que además permite el funcionamiento de ciertas utilidades de bajo nivel en los nuevos disquetes; realmente, en el mundo del PC no hay casi programas de utilidad a bajo nivel con el disco. Salvo los copiones, la mayoría de los llamados programas de bajo nivel en materia de disquetes se limitan a llamar a la BIOS. La técnica de ampliar la funcionalidad de la INT 13h de la BIOS es, por tanto, la más eficiente. El listado que comentaremos es sólo la parte importante del programa. Desde 2M 3.0 ya no hay listados con partes repetidas: un único fichero 2M.ASM produce 2M.COM (sistemas AT) y 2MX.COM (en PC/XT) por medio del ensamblaje condicional. Para ello se apoya en 2MKERNEL.INC, núcleo principal con todo el código de acceso a la controladora para soportar los discos 2M, y también empleado para generar 2M.SYS (versión driver para AT) y 2MFBOOT.BIN (con código SuperBOOT para el formateador). También se utiliza 2MUTIL.INC para englobar ciertas rutinas de utilidad comunes a más programas de la aplicación. Aquí nos limitaremos a comentar 2MKERNEL.INC, ya que lo restante no está relacionado con la controladora de discos. 2M puede controlar las unidades de disco A: y B: si son de alta densidad (de lo contrario se limita a invocar a la INT 13h original). Por ello, además de un juego de variables globales, hay una estructura que define las variables propias de una unidad que se emplea para crear dos áreas de datos particulares, una para │

[ 0x04

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │

Longitud (ms)

Sector

Tamaño

Cilindro Cabeza

ST0

ST1

ST2

──────────────────- ────── ──────────── ──────── ────── ───── ───── ─────

│

│ │

│

[

19.58]

19.58

10

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

37.44]

17.86

11

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

55.31]

17.87

1

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

73.18]

17.87

2

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

91.05]

17.87

3

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

108.91]

17.86

4

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

126.79]

17.87

5

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

144.65]

17.86

6

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

162.52]

17.87

7

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

180.39]

17.87

8

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

198.26]

17.87

9

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

217.85]

19.59

10

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

[ 0x04

│

[ 0x04

│

[ 0x04

│

[ 0x04

│

[ 0x04

│

[ 0x04

│

[ 0x04

│

[

235.71] 0x00

253.71] 0x00

289.44] 0x00

307.43] 0x00

325.43] 0x00

343.42] 0x00

361.28] 0x00

379.16]

17.87

1024 (

3)

0

1

2

1024 (

3)

0

1

3

1024 (

3)

0

1

4

1024 (

3)

0

1

5

1024 (

3)

0

1

6

1024 (

3)

0

1

7

1024 (

3)

0

1

8

1024 (

3)

0

1

│

17.87

0x00

1

│

17.99

0x00

1

│

17.99

0x00

0

│

17.99

0x00

3)

│

17.87

0x00

1024 (

│

17.86

0x00

11 │

18.00

0x00

271.57] 0x00

17.86

0x00

│

284


0x04

0x00

│

0x00

│

│

│

│

Una tecla para leer más ID's [ESC=salir].

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │

Longitud (ms)

Sector

Tamaño

Cilindro Cabeza

ST0

ST1

ST2

──────────────────- ────── ──────────── ──────── ────── ───── ───── ─────

│ │

│

[

33.95]

33.95

3

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

45.32]

11.37

7

512 (

2)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

79.14]

33.82

4

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

112.94]

33.80

1

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

146.76]

33.82

5

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

180.58]

33.82

2

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

198.97]

18.39

6

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

232.78]

33.82

3

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

244.16]

11.37

7

512 (

2)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

277.97]

33.81

4

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

311.78]

33.81

1

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

345.60]

33.81

5

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

379.42]

33.82

2

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

397.80]

18.38

6

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

431.62]

33.82

3

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

443.00]

11.38

7

512 (

2)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

476.95]

33.95

4

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

510.75]

33.81

1

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

544.57]

33.82

5

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

578.40]

33.83

2

2048 (

4)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│

[

596.79]

18.38

6

1024 (

3)

0

1

0x04

0x00

0x00

│

│ │

cada disquetera. A lo largo de la mayoría del código residente, el registro SI estará apuntando a esa zona de variables locales de la disquetera que se trate. Al principio del programa está la rutina que controla la interrupción 2Fh, empleada para gestionar la autodetección en memoria del programa residente y permitir su posible futura desinstalación. La rutina que controla la INT 13h ó INT 40h es más importante. Su labor consiste en pasar el control de las funciones 2 (lectura), 3 (escritura), 4 (verificación) y 5 (formateo) a 2M (si el disquete introducido es de este tipo) o a la interrupción original (si el disquete introducido no es de tipo 2M). Existe una variable por cada unidad que indica en todo momento si el disquete introducido es de tipo 2M (control2m_flag=ON) o no. Otro cometido consiste en detectar los cambios de disco, para actualizar dicha variable en consecuencia. Ante el primer cambio de disco detectado se retorna con un error 6 (porque así lo hace la BIOS original).


│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

LECTURA DE ID's EN 3½-HD (FORMATO NORMAL Y DE MAXIMA CAPACIDAD)

En el caso de la función de formateo (no implementada en el código SuperBOOT por falta de espacio), se mira si quien la invoca solicita un formateo normal o si se trata de una petición de formateo de disquete 2M. Esto es debido a que 2M aumenta la funcionalidad de la función 5 original de la BIOS para soportar los nuevos disquetes. En la función de la BIOS, se indica en AL el número de sectores de la pista, en CH la pista, en DH el cabezal, en DL la unidad y en ES:BX se apunta a un buffer con información para formatear. Cuando está 2M residente y se invoca la función 5 con el registro SI=324Dh (SI="2M") y con AL=7Fh, se le indica a 2M que no llame a la función de formateo original de la BIOS y que formatee él la pista en la unidad y cabezal indicados. En este caso AL es ignorado, ya que en ES:BX lo que se le pasa a la BIOS (es decir, a 2M) no es la dirección de tabla alguna sino el sector de arranque del futuro disquete, que contiene toda la información necesaria sobre la estructura del disco para poder clonarlo. No hay que crear tablas ni emplear otras funciones BIOS para seleccionar densidad ni nada por el estilo. Tampoco hay que considerar la complejidad de los formatos 2M (en los que difiere la primera pista de las restantes): de todo se ocupa el código residente del propio 2M. La rutina format_2m invocada desde ges_int13 se encarga del formateo. Primero se llama a la INT 13h original (previa a 2M) para solicitar un formateo en el cabezal 2, inexistente, con objeto de que retorne rápidamente ante el error. Así, se avisa a todos los demás programas residentes de que el disco va a ser formateado: el propio DOS invalida los buffers asociados al viejo disquete; si 2M no tomara esta medida, al hacer DIR sobre el disco recién formateado aparecería aún, falsamente, su contenido previo. A continuación realiza las siguientes tareas: toma nota de los parámetros del futuro disco, pone en marcha el motor, lleva el cabezal a la pista, crea la tabla con información para el formateo, formatea la pista y retorna con el código de error o éxito correspondiente. En los formatos de máxima capacidad, recuérdese que había que escribir la pista tras el formateo, para evitar que la primera lectura diera error y para completar realmente el proceso. Sin embargo, el código residente de 2M no

284


escribe nada tras el formateo. Esto permite en este caso a los programas de copia de disquetes poder ir escribiendo el disco destino a la vez que formatean; lo contrario sería una pérdida de tiempo con una escritura muerta. En el caso de programas que sólo formateen, tendrán además que escribir; esto implica que esos programas deben estar diseñados para formatear disquetes 2M (nadie ha dicho que el FORMAT del DOS pudiera hacerlo por sí solo). El procedimiento detecta_cambio determina si se ha producido un cambio de disco. En caso de que se haya producido (o la primera vez absoluta que se ejecuta la rutina tras haber instalado 2M en memoria) se intenta leer el sector de arranque del mismo para determinar la densidad del mismo y averiguar si es de tipo 2M. Primero se intenta bajar la línea de cambio de disco: si no fuera posible, es que la unidad está sin disquete introducido. El acceso se intenta tres veces, con todas las densidades posibles (500, 300, 250 Kbit/seg y finalmente 1 Mbps). Si no se pudiera leer el sector de arranque, podría deberse a que es un disco sin formatear, o tratarse de otro medio físico, por lo que se le devuelve el control a la INT 13h original hasta un futuro nuevo cambio de disco. Esto mismo puede suceder si se consigue leer el sector de arranque y la rutina set_info comprueba que el disco es estándar del DOS. Cuando no hay disco en la unidad y se falla al bajar la línea de cambio, se delega el control a la BIOS pero si ésta logra bajarla

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │

Longitud (ms)

Sector

Tamaño

Cilindro Cabeza

ST0

ST1

ST2

──────────────────- ────── ──────────── ──────── ────── ───── ───── ─────

│ │

│

[

31.72]

31.72

2

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

63.27]

31.55

3

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

103.25]

39.98

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

134.76]

31.51

5

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

166.35]

31.59

1

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

197.98]

31.63

2

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

229.53]

31.55

3

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

269.51]

39.98

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

301.01]

31.50

5

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

332.61]

31.60

1

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

364.24]

31.63

2

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

395.79]

31.55

3

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

435.77]

39.98

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

467.27]

31.50

5

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

498.86]

31.59

1

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

530.59]

31.72

2

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

562.13]

31.54

3

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

602.12]

39.99

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

633.62]

31.50

5

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

665.22]

31.60

1

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

696.85]

31.63

2

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

│

│

│

Una tecla para leer más ID's [ESC=salir].

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │

Longitud (ms)

Sector

Tamaño

Cilindro Cabeza

ST0

ST1

ST2

──────────────────- ────── ──────────── ──────── ────── ───── ───── ─────

│ │

│

[

56.44]

56.44

3

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

112.90]

56.46

1

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

143.63]

30.73

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

158.92]

15.29

2

512 (

2)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

165.85]

6.93

0

128 (

0)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

222.30]

56.45

3

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

278.75]

56.45

1

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

309.49]

30.73

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

324.78]

15.29

2

512 (

2)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

331.70]

6.92

0

128 (

0)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

388.16]

56.46

3

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

444.61]

56.45

1

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

475.34]

30.73

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

490.63]

15.29

2

512 (

2)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

497.55]

6.92

0

128 (

0)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

554.01]

56.45

3

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

610.46]

56.45

1

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

641.19]

30.73

4

1024 (

3)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

656.48]

15.29

2

512 (

2)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

663.41]

6.93

0

128 (

0)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

[

719.86]

56.45

3

2048 (

4)

0

1

0x05

0x00

0x00

│

│

│


│

284

Una tecla para leer más ID's

[ESC=salir].

│

└────────────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────┘

LECTURA DE ID's EN 5¼-DD (FORMATO NORMAL Y DE MAXIMA CAPACIDAD)

(¿controladora no compatible?) se le vuelve a robar el control al siguiente acceso. Esta artimaña permitió a versiones antiguas de 2M funcionar en máquinas 486 (cuando no se tomaba la precaución de hacer un retardo al resetear la controladora y ésta quedaba en ocasiones atontada, hasta que la BIOS del sistema la reseteaba bien). En caso de ser un disco 2M se anotan las características del mismo, teniendo en cuenta que lo que acabamos de leer es precisamente su sector de arranque... Como 2M es el encargado de detectar la densidad del disco, es necesario que ajuste las variables de la BIOS indicando dicha densidad, ya que ella será la encargada de controlar los disquetes normales. En realidad, la densidad sólo se ajusta en el primer acceso al disco, existiendo dos variables en el área de datos de la BIOS, en el segmento 40h, que indican la densidad a emplear en cada disquetera: si dichas variables no están correctamente inicializadas, al conmutar de una unidad a otra la BIOS no seleccionaría la velocidad correcta y se produciría un error. Como al introducir un disco nuevo en la unidad lo primero que hace el DOS es consultar su sector de arranque, las primeras versiones de 2M dejaban la tarea de detectar la densidad del disco a la propia BIOS (espiando las lecturas del sector de arranque que ésta realizaba para determinar el tipo de disco y decidir si robar el control o no). Sin embargo, ciertas BIOS de prestigiosa marca italiana (yo sólo conozco una) hacían cosas muy raras para determinar la densidad de los discos (como ir leyendo varias pistas consecutivas) y tropezaban con los disquetes 2M. Esto es un botón de muestra de lo que pasa cuando los fabricantes europeos modifican mal las BIOS de los taiwaneses, para no copiarlas del todo. De ahí que la versión definitiva del programa reemplace en esta tarea a la BIOS. Sin embargo, en caso de que 2M no pueda determinar la densidad de la unidad sique delegando el control a la BIOS: el motivo es mantener la compatibilidad con otros soportes extraños. Este es también el motivo por el que 2M no sustituye totalmente el código BIOS de INT 13h, que hubiera dado menos problemas a la hora de programar (aunque el programa resultante ocuparía también algo más de memoria). COPY DE 21 FICHEROS Y 1.457.664 BYTES ┌──────────────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ Formato │ 1.44 │ 1.44 │ 1.64 │ 1.72 │ 1.80 │ 1.88 │ ├──────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ Formateador │ FORMAT │FDFORMAT │FDFORMAT │FDFORMAT │ 2MF │ 2MF │ ├──────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ Tiempo escritura │ 1:17.27 │ 1:06.72 │ 1:00.74 │ 1:27.05 │ 1:15.30 │ 1:23.93 │ ├──────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ Tiempo lectura │ 0:59.82 │ 0:48.50 │ 0:44.11 │ 1:05.69 │ 0:43.78 │ 0:54.16 │ ├──────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ Espacio libre │ 0 │ 0 │ 203,776 │ 287,744 │ 370,688 │ 454,656 │ ├──────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ Escritura (Kb/s) │ 18.42 │ 21.34 │ 23.44 │ 16.35 │ 18.90 │ 16.96 │ ├──────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ Lectura (Kb/s) │ 23.80 │ 29.35 │ 32.27 │ 21.67 │ 32.51 │ 26.28 │ ├──────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ Promedio (Kb/s) │ 21.11 │ 25.35 │ 27.86 │ 19.01 │ 25.71 │ 21.62 │ │ Indice relativo │ 100.00 │ 120.09 │ 131.98 │ 90.05 │ 121.79 │ 102.42 │ └──────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Notas: Ficheros: 2 de 256K, 3 de 128K, 4 de 64K, 5 de 32K, 6 de 16K y 1 de 15.5K. Prueba bajo DOS 6.2 y con solo 2M y FDREAD instalados. La prueba de escritura consistía en COPY C:\TEST\*.* B: y la de lectura consistía en COPY /B *.* NUL Al leer del disco duro se perdieron 5.5 segundos que han sido ya descontados; el disco ya estaba girando. Con FDFORMAT se emplearon siempre los parámetros /X:2 e /Y:3 para lograr la mayor velocidad posible.

La rutina calc_chk es quien realmente realiza el checksum del sector de arranque, comprobando además si el disco es de tipo 2M. La rutina set_err, invocada al final del formateo y desde la rutina que accede

284


directamente a los sectores de disco, analiza el código de error devuelto por el controlador de disquetes y lo convierte a la notación de errores de la BIOS. Set_bios_err copia el resultado del acceso a disco a las variables propias de la BIOS por razones de compatibilidad con el software de disco de bajo nivel. En el procedimiento control_2m se realiza la gestión a alto nivel del acceso a disco: es aquí donde se emula la existencia de la segunda copia de la FAT apoyándose en la primera, así como el sector de arranque virtual ubicado en el primer sector físico de la FAT2. Como 2M 2.0 apareció cuando ya estaba bastante extendida la versión anterior, se hizo necesario (y lo sigue siendo en 2M 3.0) continuar soportando los discos antiguos. En ellos, se sigue leyendo el sector de arranque físico en lugar del virtual, que no existe, y se permite su escritura si es correcto (si no se intentan tocar partes sensibles del mismo). Así mismo se tiene en cuenta el acceso al cabezal 128 ó 129 para acceder en ese caso al 0 ó al 1 sin emulaciones. Las coordenadas de la BIOS, en la forma cilindro-cabezal-sector son traducidas momentáneamente a las del DOS para simplificar el proceso. También se comprueba si el checksum (o suma de comprobación) del sector de arranque, realizado con anterioridad en set_info, es correcto. Es difícil que no lo sea, porque el código de 2M no deja a cualquiera escribir sobre el sector de arranque físico. Pero si no lo fuera, se devuelve un seek error al programa que llama a la INT 13h, habiéndose elegido este código porque no había otro más descriptivo en la lista de errores de disco de la BIOS. Si al ejecutar un comando DIR sobre un disquete 2M aparecen errores de seek ya sabrá el lector por qué... El procedimiento ejecuta_io es llamado repetidamente desde control_2m para realizar la lectura o escritura de un conjunto de sectores. Este procedimiento es el más complicado de todo el programa, pero la tarea que realiza es relativamente sencilla. Primero, vuelve a pasar las coordenadas del disco del formato DOS al formato físico propio de la BIOS. Hay que tener en cuenta que un sector físico en un disquete 2M puede ser de 512 bytes, pero también de 1024 ó 2048. Por tanto, introducimos aquí el concepto de sección para hacer referencia a 512 bytes, que a fin de cuentas es la unidad de medida a emplear. En el caso de los formatos de mayor capacidad (2MF /M) se accede de sector en sector físico, ya que las operaciones de lectura/escritura de varios sectores en bloque sólo tienen sentido cuando éstos están lo suficientemente separados pero sin pasarse. En nuestro caso están excesivamente separados, ya que la numeración es discontinua (interleave 1:2) y entre dos sectores de número consecutivo hay otro; por tanto, no se ganaría rendimiento en un acceso multisector; por otro lado, algunos formatos de disco tienen un número par de sectores en las pistas y dos de ellos tienen que tener forzosamente el número consecutivo, con lo que fallaría el acceso multisector debido a la excesiva proximidad en este caso; además, no está muy claro si se podrán acceder de esta manera sectores que no sean del mismo tamaño (no me molesté en probarlo). La lectura es la operación más sencilla: se extrae del disco el sector físico donde está incluida la sección que toca leer y después se copia a la dirección de memoria definitiva. No se puede leer el sector directamente en el buffer requerido por el programa que invoca la INT 13h, ya que éste podría requerir sólo 512 bytes (o un múltiplo impar de esta cifra) y los sectores físicos podrían exceder este tamaño, afectando a zonas no permitidas de la memoria ubicadas tras el buffer. Por tanto se utiliza un buffer intermedio (definido con un tamaño de 2 Kb para acomodar el mayor sector posible). El movimiento de la sección a su ubicación definitiva no es una tarea muy costosa, ya que en un ordenador medio se ejecuta unas cien veces más rápido │ Entorno

015C-0174

400

0176

MAPAMEM

│

│ Programa 0176-01C9

1.344

0176

MAPAMEM

│

│

┌──────────────────────────────────────────────────┐

│ Libre

01CB-9FFE 648.000

0000

│ MAPAMEM 2.1

│

│ Sistema

A000-D3B4 211.792

0008

│

│

│

│ Sistema

D3B6-D3C2

208

D3B6

│

│

│ Sistema

D3C4-D50D

5.280

D3C4

│

│

│ Sistema

D50F-E437

62.096

0008

│

│ -------- --------- ------- ----- --------------- │

│ Sistema

E439-E49C

1.600

E439

│

│ Sistema

0000-003F

1.024

Interrupciones │

│ Sistema

E49E-E4AD

256

E49E

│

│ Sistema

0040-004F

256

Datos del BIOS │

│ Sistema

E4AF-E4CE

512

E4AF

│

│ Sistema

0050-0105

2.912

Sistema Operat.│

│ Sistema

E4D0-E55E

2.288

E4D0

│

│ Sistema

0107-0143

976

0008

│

│ Sistema

E560-E568

144

E560

│ Sistema

0145-0144

0

0008

│

│ Datos

E56A-E631

3.200

014B

4DOS

│

│ Sistema

0146-0149

64

0008

│

│ Entorno

E633-E672

1.024

014B

4DOS

│

│ Programa 014B-015A

256

014B

│

│ Libre

E674-E68C

400

0000

│

- Información sobre la memoria del sistema.

│ │ Tipo

Ubicación Tamaño

PID

Propietario

4DOS

│


284

que lo que ha tardado la lectura desde el disco. Este proceso de lectura se repite tantas veces como secciones haya que │ Entorno E97C-E996 432 E998 VIDRAM │ transferir. En todo momento, unas variables indican qué sector │ Programa E998-EA04 1.744 E998 VIDRAM │ físico (y de qué cilindro, cabezal y unidad) está en el buffer. De │ Entorno EA06-EA1F 416 EA21 UNIVESA │ este modo, por ejemplo, cuando se lee un sector de 2 Kb para │ Programa EA21-EBF1 7.440 EA21 UNIVESA │ transferir su primera sección, se traen a la memoria 4 secciones │ Programa EBF3-EC1D 688 EBF3 KEYBSP │ de golpe y ya no serán necesarios más accesos a disco si hubiera │ Programa EC1F-EC77 1.424 EC1F RCLOCK │ que transferir también las 3 restantes, porque el sector en que │ Programa EC79-EDBB 5.168 EC79 2M │ están ya se encuentra en el buffer. La escritura es algo más │ Programa EDBD-EDD8 448 EDBD DISKLED │ compleja, y hay que distinguir dos casos: por un lado, cuando │ Libre EDDA-EDF3 416 0000 │ hay que volcar a disco un número de secciones consecutivas │ Programa EDF5-F281 18.640 EDF5 DATAPLUS │ suficientes para completar un sector físico; por otro, cuando hay │ Programa F283-F34D 3.248 F283 HBREAK │ que escribir una o varias secciones que no completan un sector │ Programa F34F-F354 96 F34F TDSK(D) │ │ Datos F356-FB55 32.768 F34F TDSK(D) │ físico. En el primer caso, se escribe sin más; en el segundo caso │ Libre FB57-FFA5 17.648 0000 │ es necesario leer el sector al buffer, modificar sólo la(s) └──────────────────────────────────────────────────┘ seccion(es) afectada(s) y escribirlo en el disco. Este último caso MEMORIA OCUPADA POR 2M supone una fuerte degradación de la velocidad, ya que tras leer un sector del disco habrá que volver a escribirlo, hecho que no ocurrirá hasta la siguiente vuelta del mismo. Por fortuna, cuando se hace un COPY el DOS envía grandes bloques, lo que en la mayoría de los casos (no en todos) provoca escrituras de pistas completas, tarea en la que no se pierde un ápice de rendimiento. No obstante, esta arquitectura de los disquetes 2M provoca que sean notablemente más lentos escribiendo que leyendo. │ Programa E68E-E810

6.192

E68E

SHARE

│

│ Programa E812-E97A

5.776

E812

PRINT

│

En los formatos normales (2MF /F) todos los sectores de la pista son del mismo tamaño, lo que también sucede en la primera pista de los formatos de más capacidad. Están suficientemente separados y numerados consecutivamente. Por tanto, una acceso multisector es posible y más que interesante. Aquí no sólo no se emplea el buffer intermedio sino que además no se puede, porque el acceso multisector puede superar los 2 Kb de capacidad del buffer. La transferencia se hace directamente sobre la dirección deseada por el programa que invoca la INT 13h. Sólo hay un par de excepciones: cuando la primera sección a transferir es la segunda mitad de un sector (recordemos que son de 1 Kb) y cuando la última sección es la primera mitad de un sector. En ambos casos se emplea el buffer intermedio por el mismo motivo de siempre: evitar la alteración de zonas de memoria que vayan detrás del buffer suministrado por el programa que llama a la INT 13h. Sobre la escritura se podrían hacer las mismas consideraciones que hacíamos con los formatos de máxima capacidad. En la operación de acceso multisector hay que considerar también el posible cruce del buffer suministrado por el programa principal con una frontera de DMA: la rutina acceso_multi se encarga, llegado el momento, de transferir el sector crítico a través del buffer intermedio, segmentando la operación en tres fases (los sectores anteriores, el sector que cruza la frontera y los restantes). No controlar los problemas con el DMA provoca que el ordenador se cuelgue al hacer COPY de un fichero mediano (o que lo copie mal en cualquier caso). Obviamente, el buffer intermedio se inicializa para que nunca cruce una frontera de DMA. El único caso en que acceso_multi no necesita tomar precauciones con el DMA es en el código SuperBOOT: aunque se instale desde la INT 13h, lo hace antes de la carga del sistema operativo (que será el encargado de arreglar los problemas con el DMA). Por tanto, en ejecuta_io es donde se toman todas las complicadas decisiones sobre cómo y dónde cargar/grabar de disco. He de agradecer aquí a Edgar Swank su colaboración en detectar y corregir errores en esta compleja rutina, proponiéndome además las modificaciones en el listado: antes de 2M 2.0, los discos 2M no soportaban realmente la escritura con verificación (VERIFY ON a nivel DOS). La variable sector_fin está a 0 para indicar el acceso a un solo sector (sector_ini) o es distinta de cero para indicar el último sector involucrado en el caso de accesos multisector (junto a sector_ini). Dentro de este procedimiento, la subrutina acceso_secc se encarga de la transferencia de una sola sección. El procedimiento trans_secc realiza las transferencias entre el buffer interno y la dirección suministrada por el programa que llama a la INT 13h. La rutina leido? comprueba si el próximo sector físico a

284


ser accedido esta ya en el buffer, para evitar una segunda lectura innecesaria. El procedimiento acceso_sector se encarga de hacer ciertas tareas como determinar la longitud del sector a ser leído (para poder programar luego correctamente el FDC), llevar el cabezal a la pista adecuada, cargar los registros convenientemente según haya que emplear el buffer intermedio o no, llamar a la rutina que accede realmente al disco y tomar nota de qué sector ha sido recién leído (para evitar futuras lecturas innecesarias). En num_secciones se calcula el número de secciones o bloques de 512 bytes del sector físico en curso, apoyándose en la información del sector de arranque del disquete que fue anotada cuando se le reconoció por vez primera. La rutina motor_ok arranca el motor de la unidad si aún no estaba en marcha. En caso de estar parado, o de llevar poco tiempo encendido a causa de una reciente lectura de la línea de cambio

┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │

│ │

[14464/109040] C:\>dir b:

│ │ │ │ │

│ Volume in drive B is unlabeled

Serial number is EA82:3F1B

File not found "B:\*.*" 0 bytes in 0 file(s) 1.912.320 bytes free

│ │

│ │

│ │

Inserte el disquete de ORIGEN en la unidad B:

│ │

│

│ [14464/109040] C:\>diskcopy b: b:

│ │

│

│ │

Presione cualquier tecla para continuar . . .

│

│ │

│

Copiando 82 pistas

│

│

23 sectores por pista, 2 cara(s)

│

│ │

│ Inserte el disquete de DESTINO en la unidad B:

│ │

│ │

Presione cualquier tecla para continuar . . .

│

│ │

└───────────────────────────────────────────────────────────────────┘

LA COMPATIBILIDAD DE 2M ES PRACTICAMENTE DEL 100%

de disco (el contador de tiempo que resta para su detención es aún muy alto) se hace la pausa pertinente para que alcance el régimen de rotación adecuado. Esta rutina es invocada en varias ocasiones; entre otras, desde ejecuta_io. En reset_drv se inicializa el FDC enviándole el comando Specify; la situacion de reset es mantenida durante unos microsegundos, pausa que también realizan las BIOS modernas, ya que en algunas versiones de 2M anteriores a la 1.3 se comprobó que no lograban resetear la controladora en algunas máquinas 486 (en estos casos no se detectaba el tipo del nuevo disco introducido en la disquetera y, al delegar el control a la BIOS, ésta generaba errores de sector no encontrado y anomalía general con los disquetes 2M). La rutina seek_drv posiciona el cabezal seleccionado sobre el cilindro adecuado: si ya estaba sobre él (por haber accedido con anterioridad a la otra cara del disco) no es necesario esperar a que el cabezal deje de vibrar; en caso de que haya que hacer esta pausa se establecen 1 ms para el caso de la lectura (no es muy peligroso que se produzca un error, ya que la operación se reintentaría) y 15 ms para la escritura, asegurando en este último caso el éxito de la operación, ya que escribir con el cabezal no asentado podría dañar la información del disco. El disco está formateado (salvo en los los formatos de máxima capacidad, que son un mundo aparte) con ciertos deslizamientos en la numeración de los sectores al conmutar de cilindro y cabezal (opciones /X e /Y del formateador) de tal manera que el acceso en escritura es factible en una sola vuelta del disco para todas las pistas a las que se acceda consecutivamente. Rebajar a 1 ms en el caso de la lectura tiene por objeto asegurar esto mucho más todavía. Así, algún ordenador muy extraño que pinchara en los índices de rendimiento a la hora de escribir probablemente no lo haría, al menos, al leer. Como un posicionamiento del cabezal precede siempre a las operaciones de lectura o escritura (seek_drv), se selecciona aquí la velocidad de transferencia a emplear, acorde con la densidad de la pista a ser accedida (set_rate). En caso de que la unidad precisara recalibración (debido a algún reset anterior) se llama desde aquí al procedimiento recalibrar.

284


El procedimiento sector_io es quien finalmente se encarga de hacer la lectura o escritura del sector o sectores necesarios, programando el FDC. Se calcula el tamaño en bytes del bloque a transferir, se programa el DMA por medio de las rutinas calc_dir_DMA y prepara_DMA y se envía el comando adecuado al FDC (lectura/escritura). Al final, se anotan los resultados. La subrutina calc_dir_DMA traduce la dirección segmentada al formato necesario para programar el DMA; en el código SuperBOOT tiene que devolver además un posible error de cruce de frontera de DMA, ya que el código de 2M no evita las llamadas ilegales en este caso. En genera_info se construye la tabla de información a enviar al DMA para formatear la pista solicitada en la función de formateo de 2M. Esta información se obtiene a partir del sector de arranque del futuro disco, suministrado por el programa que intenta formatear. Conociendo cómo esta estructurado dicho sector, la arquitectura de los disquetes 2M y qué necesita el comando del FDC para formatear se puede entender cómo funciona la rutina, por lo que no nos detendremos en analizarla. Es formatea_pista el procedimiento que formatea la pista a partir de la tabla creada por la rutina anterior. La subrutina espera_int espera durante no más de 2 segundos la llegada de una interrupción de disquete que señalice el final de una operación con el FDC. Conviene no esperar indefinidamente porque si la unidad no está preparada podría tardar muchísimo en devolver la interrupción. Así, se detecta en un tiempo razonable la circunstancia y posteriormente se reseteará la controladora (ante el error) para arreglar el problema de la interrupción pendiente (y del FDC que no respondía). Fdc_read y fdc_write se encargan de recibir y enviar bytes al FDC, típicamente órdenes y resultados. Ambas rutinas también tienen control timeout, en este caso de 2 milisegundos; al principio de las mismas se realiza una brevísima pausa al igual que hacen las BIOS AMI de 486 (que para algo servirá). Finalmente, las subrutinas fdc_respiro y retardo efectúan una pausa de 60 µs y AX milisegundos, respectivamente, apoyándose repetitivamente en la macro pmicro, que pierde unos 15,09 microsegundos muestreando los ciclos de refresco de memoria del AT. Pmicro no es una subrutina (salvo en el caso del código SuperBOOT, por razones de espacio) porque el CALL y RET asociados podrían ralentizar la monitorización de los ciclos de refresco de manera excesiva en los ordenadores más lentos, deparando un retardo efectivo superior. Finalmente, initcode será invocada sólo desde el sector de arranque físico durante el arranque desde disquete, con objeto de inicializar ciertas variables y activar el código SuperBOOT. Una precaución importante es que, ensamblando para obtener código SuperBOOT, éste tiene que ocupar exactamente 2560 bytes (5 sectores). Ciertamente, entra muy justo... pero cabe, con alguna que otra artimaña (excluir rutinas de formateo, utilizar subrutinas en vez de macros, simplificar la gestión de las fronteras de DMA, etc) aunque los 5 sectores que ocupa impiden ubicarlo en discos de doble densidad. Pero, ¿quién va a querer hacer botable un disco 2M de doble densidad, cuando uno estándar de alta tiene más capacidad?. ;│

│

;│

█ █▀▀▀▀ █

│

;│

█ █

█

│

;└───────────────────────────────────────────────────────────────────┘

█ █ █ █████ █

│

;│ ;│

█████ █

█ █

█

█▀▀▀▀ █▀▀▄

;│

█ ██ ██ █ █

█

;│

█████ █ █ █ ██▄

█████ ████

;│

█

█

█ █

█

;│

█████ █

█ █

█

█

█

█ ██

█

█ █

█ █▄▄▄▄ █

█ █

██ █

█

█ █▄▄▄▄ █████

│ │

;│ ;│

│

2MKERNEL

-

(C) Ciriaco García de Celis.

│

;│

│

;│

NUCLEO RESIDENTE DE 2M UTILIZADO POR SUS PRINCIPALES EJECUTABLES │ │

;│ ;│

Los siguientes símbolos se utilizan

│

;│

para el ensamblaje condicional:

│ │

;│ ;│

XT -> Indica que el código ejecutable es para PC/XT y no posee

│

;│

instrucciones de 286 ni utiliza recursos hardware de AT.

│

;│

│

SUPERBOOT -> Indica que el código ejecutable se ensambla para

│

;┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐

ocupar 2560 bytes exactamente (para autoarranque).

│ │

284


; --- Interpretación BIOS de los bits de ST1

; ------------ Códigos de modos y órdenes del DMA y del FDC.

F_READ

EQU

46h

; modo DMA para lectura

DB

4

F_WRITE

EQU

4Ah

; modo DMA para escritura

lista_errs

DB

0

F_VERIFY

EQU

42h

; modo DMA para verificación

DB

10h

; 'bad CRC'

F_FORMAT

EQU

01001101b

; orden de formateo del FDC

DB

8

; 'DMA overrun'

DB

0

DB

4

; 'sector not found'

DB

3

; 'write-protect error'

DB

2

; 'address mark not found'

DB

20h

; en otro caso: 'bad NEC'

; ------------ Estructura de datos con información para cada unidad.

; 'sector not found'

info_drv

STRUC

maxs

EQU

13

; máximo 13 sectores físicos/pista

tipo_drv

DB

?

; tipo de la disquetera (0 = no hay)

control2m_flag DB

OFF

; a ON si 2M controla la unidad

info_A

info_drv <>

; datos de A:

cambio

DB

ON

; a ON indica cambio de soporte

info_B

info_drv <>

; datos de B:

version_fmt

DB

?

; versión del formato de disco 2M

multi_io

DB

?

; a 0 si posible acceso multi-sector

; ***************************************

chk

DB

?

; a 0 si checksum del sector 0 Ok

; *

vunidad

EQU

THIS WORD

vunidad0

DB

?

; velocidad pista 0

; *

vunidadx

DB

?

; velocidad demás pistas

; ***************************************

gap

DB

?

; GAP entre sectores (leer/escribir)

sectpista

DB

?

; sectores lógicos por pista

tabla_tsect

DB

maxs DUP (?) ; tamaños de sectores 1, 2, ..., N

tam_fat

DB

?

; *

* C O D I G O

R E S I D E N T E

* *

; ------------ Rutina de gestión de INT 2Fh.

IFNDEF SUPERBOOT

; sectores/FAT en la unidad

; Código SuperBOOT no soporta INT 2Fh

ENDS ges_int2F

info_ptr

DW

info_A

DW

info_B

; punteros a datos de las unidades

preguntan:

IFDEF SUPERBOOT DB

"30"

; Versión 2MFBOOT 3.0

ENDIF id_sistema

DB

"2M-STV"

; identificación de disco 2M

IFDEF XT tbase

DW

?

; base de tiempos para retardos

PROC

FAR

STI

; ------------ Variables del programa.

ENDIF

CMP

AH,CS:multiplex_id

JE

preguntan

JMP

CS:ant_int2F

CMP

DI,1992h

JNE

ret_no_info

MOV

AX,ES

CMP

AX,1492h

JNE

ret_no_info

PUSH

CS

POP

ES

LEA

DI,autor_nom_ver

MOV

AX,0FFFFh




; sí llama: darle información

unidad

DB

?

; unidad física de disco en curso

numsect

DW

?

; sectores a transferir

sectini

DW

?

; primer sector DOS a transferir

cilindro

DB

?

; cilindro del disco a acceder

cabezal

DB

?

; cabezal a emplear

sector

DB

?

; número de sector físico

sector_ini

DB

?

; número de sector físico inicial

sector_fin

DB

?

; número de sector físico final

; ------------ Nueva rutina de gestión de INT 13h. Llama a la INT 13h

seccion

DB

?

; parte del sector físico en curso

;

original o a una nueva rutina de control para la

secciones

DB

?

; sectores lógicos a transferir

;

lectura (AH=2), escritura (AH=3) y verificación (AH=4)

tsector

DB

?

; LOG2 (tamaño de sector) - 7

;

según el tipo de disco introducido. Ante una función de

buffer

DW

buffer_io

; puntero al buffer intermedio

;

formateo (AH=5) se entrega el control a la INT 13h

buf_unidad

DB

?

; unidad del sector en el buffer

;

original. Se detecta un posible cambio de disco y se

buf_cilcab

DW

?

; cilindro/cabezal de sector buffer

;

retorna en ese caso con el correspondiente error. En el

buf_sector

DB

?

; número de sector en el buffer

;

código SuperBOOT no hay soporte para formatear.

status

DB

?

; resultado de los accesos a disco

fdc_result

DB

7 DUP (?)

; bytes de resultados del FDC

orden

DB

?

; operación F_READ/F_WRITE/F_VERIFY

tab_ordenes

DB

F_READ

DB

F_WRITE

DB

F_VERIFY

ret_no_info:

ges_int2F

ENDP

ENDIF

IFNDEF SUPERBOOT

ges_int13

PROC STI

; órdenes 2, 3 y 4


IRET

CLD PUSHF

FAR

284


ges_2m:

MOV

unidad,DL

CALL

set_SI_drv

SI

MOV

cilindro,CH

CALL

set_SI_drv

MOV

cabezal,DH

CMP

CS:[SI].tipo_drv,2

OR

CH,DH

JE

ges_2m

JNZ

format_trx

CMP

CS:[SI].tipo_drv,4

INC

CL

POP

SI

JNZ

no_f_chg

JC

ges13bios

MOV

[SI].cambio,ON

CMP

AH,2

JMP

fmt_exit

JB

ges13bios

CMP

AH,5

MOV

AL,1

JA

ges13bios

; no Read/Write/Verify/Format

MOV

CH,0

CALL

detecta_cambio

; ¿cambio de disco?

MOV

DH,2

; en cabezal 2 (incorrecto)

JNC

sin_cambio

ant_int13

; avisar al DOS del nuevo disco

CMP

DL,2

JAE

ges13bios

PUSH

; no es disquetera A: ó B:

; ¿unidad 1.2M?

; ¿unidad 1.44/2.88M?

; no es unidad de alta densidad


no_f_chg:

sin_cambio:

format_bios:

dilucida:

CLD

AX,600h

RET

2

CMP

AH,5

JNE

dilucida

CALL

leer_lin_camb

JNZ

format_bios

CMP

AL,7Fh

JNE

format_bios

CMP

SI,"2M"

JE

format_2m

; es orden de formateo de 2M

CALL

set_flag_STV

; CF = 0 -> indicar no 2M

PUSH

SI

CALL

set_SI_drv

CMP

CS:[SI].control2m_flag,OFF

POP

SI

JE

ges13bios

CALL

; retornar con error

2

; no es orden de formateo format_trx: ; no hay disquete en la unidad

; no es orden formateo de 2M

CALL

set_info

; características nuevo soporte

CALL

genera_info

; tabla de información formateo

CALL

motor_ok

; asegurar que está en marcha

CALL

seek_drv

CALL

formatea_pista

CLC

; SI -> variables de la unidad fmt_exit:

; la unidad la controla la BIOS

; la controla 2M

ges_int13

CALL

set_err

CALL

set_bios_err

XPOPA

; cuenta normal detención motor

; no altera flags ; **

MOV

AH,status

POP

DS

RET

2

; *

ENDP

ELSE CS:ant_int13

motor_off_cnt

POPF

; El código SuperBOOT no formatea

; saltar al gestor de INT 13h ges_int13

format_2m:

; asegurar aceleración motor

PUSHF

POPF JMP

reset_drv

CALL

control2m

; mantener DF=0

XPOPA

CLC

RET

; formatear (AH=5)

STC

MOV

POPF

ges13bios:

XPUSHA

CALL ; hubo cambio:

CALL

; simular cambio de disco

PUSHF

POPF STC

; no es cilindro 0 y cabezal 0

PROC

FAR

; --- Función de formateo implementada por 2M. En los

STI

;

disquetes creados con /M todas las pistas salvo

CLD

;

la 0 deberían ser formateadas invocando INT 13h

PUSHF

;

de manera directa (con CALL) para evitar que se

PUSH

SI

;

ejecute cierto código de WINDOWS en el modo

CMP

DL,2

;

protegido que provoca errores al formatear. Antes

JAE

ges13bios

;

de formatear la primera pista física del disco se

CALL

set_SI_drv

;

invoca la función de formateo de la INT 13h

CMP

CS:[SI].tipo_drv,2

;

original (con un error para provocar un rápido

JE

ges_2m

;

retorno) con objeto de informar al DOS y a todos

CMP

CS:[SI].tipo_drv,4

;

los TSR previos del cambio de soporte.

JC

ges13bios

;

El intento de formateo en la pista/cabezal 0 con

CMP

AH,2

;

CL=255 sirve para simular un cambio de disco.

JB

ges13bios

CMP

AH,5

ges_2m:

JA

ges13bios

; *

JNE

no_format

; **

CALL

set_flag_STV

JMP

ges13bios

CALL

detecta_cambio

POPF PUSH

DS

XPUSHA PUSH

CS

POP

DS

no_format:

; no es disquetera A: ó B:

; ¿unidad 1.2M?

; ¿unidad 1.44/2.88M?

; no es unidad de alta densidad



; CF = 0 -> "disco no 2M"

; ¿cambio de disco?

284


JNC

dilucida

;

inactiva. A la entrada, DL contiene la unidad. El

POP

SI

;

motor es puesto en marcha y, si no lo estaba ya, la

;

variable que indica lo que resta para detenerlo

;

es llevada a su valor normal, por lo que el disco no

;

tardará mucho en detenerse (incluso sin quizá haber

;

acelerado aún). En la práctica, invocando esta rutina

POPF STC

dilucida:

; hubo cambio:

MOV

AX,600h

RET

2

CMP

CS:[SI].control2m_flag,OFF

;

desde INT 13h nunca será necesario arrancar el motor

JE

ges13bios

;

ya que el DOS ejecuta antes la función equivalente,

POP

SI

;

la 16h, que lo pone en marcha. Es simplemente una

;

medida de seguridad contra las BIOS «de marca».

leer_lin_camb

PROC

; retornar con error

; la unidad la controla la BIOS

POPF

ges13bios:

CALL

control2m

RET

2

POP

SI

; la controla 2M

XPUSHA PUSH

POPF JMP

CS:ant_int13

; *

DS

DDS

; saltar al gestor de INT 13h

MOV

AL,1

MOV

CL,DL

SHL

AL,CL

TEST

DS:[3Fh],AL

; ------------ A la entrada en DL se indica la unidad y a la salida se

JNZ

rodando

; el motor ya está girando

;

devuelve SI apuntando sus variables sin alterar flags.

CLC CALL

motor_off_cnt


set_SI_drv

PROC

MOV

AH,DL

ges_int13

ENDP

ENDIF

rodando:

XSHL

AH,4

PUSH

BX

OR

AH,AL

MOV

BL,DL

XSHL

AL,4

MOV

BH,0

OR

AL,00001100b

; modo DMA, no hacer reset

SHL

BX,1

OR

AL,DL

; AL para reg. salida digital

MOV

SI,CS:[BX+OFFSET info_ptr]

MOV

DX,3F2h

POP

BX

CLI

PUSHF

set_SI_drv

; bit de motor en 0..3

; AH = byte BIOS

POPF

MOV

DS:[3Fh],AH

; actualizar variable BIOS

RET

OUT

DX,AL

; arrancado motor en la unidad

ENDP

ADD

DX,5

DELAY ; ------------ Si CF=1, indicar disquete 2M presente. A la

IN

;

entrada, DL indica la unidad de disco.

STI

set_flag_STV

PROC

tipo_stv_ok:

set_flag_STV

pista0?

; leer línea de cambio de disco

TEST

AL,80h

; ZF=0 -> cambio de disco

POP

DS

XPUSHA

XPOPA

CALL

set_SI_drv

RET

MOV

AL,ON

JC

tipo_stv_ok

MOV

AL,OFF

MOV

CS:[SI].control2m_flag,AL

; *

; indicar 2M

leer_lin_camb

; indicar no 2M

; ------------ Determinar si ha habido cambio de disco y, en ese caso,

ENDP

;

si el nuevo disquete es de tipo 2M o no. El cambio de

XPOPA

;

disco se detecta leyendo la línea de cambio de disco o

RET

;

chequeando la variable que indica si ha habido cambio

ENDP

;

o no (esta variable está a ON tras instalar 2M para

;

forzar la detección del tipo de disco introducido; se

;

pone en ON también si no se logra bajar la línea de

;

cambio de disco por si fuera un soporte raro y la BIOS

;

sí lo lograra -forzando así una detección posterior-).

; ------------ Devolver ZF=1 si cilindro y cabezal 0.

pista0?

AL,DX

PROC PUSH

AX

MOV

AL,cabezal

OR

AL,cilindro

XPUSHA

; *

POP

AX

CALL

set_SI_drv

; SI -> variables de la unidad

RET

CMP

CS:[SI].cambio,ON ; ¿cambio de soporte?

ENDP

MOV

CS:[SI].cambio,OFF

JE

hubo_cambio

CALL

leer_lin_camb

; ------------ Devolver ZF=1 si la línea de cambio de disco está

detecta_cambio PROC

; leer línea de cambio de disco

284


JNZ

hubo_cambio

XPOPA

otro_intento

MOV

[SI].vunidad0,AL

CLC

JMP

intenta_io

MOV

[SI].vunidad0,0

POP

CX

LOOP

intenta_io0

; no hay cambio de disco

set_flag_STV

XPUSH MOV

BX,90h

ADD

BL,DL

; CF = 0 -> supuesto no 2M

AND

otro_intento:

; **

fin_detecta_c: STC fin_detecta:

DDS

XPOP

MOV

unidad,DL

STC

; próxima velocidad

; probar otra velocidad

; reintento ; indicar cambio de disco

; ** ; *

RET detecta_cambio ENDP

; asegurar motor en marcha

; ------------ Anotar la información del disquete si es de tipo 2M.

CALL

reset_drv

;

A la entrada, DS:SI apunta a las variables de la unidad

MOV

cilindro,1

;

y ES:BX al sector de arranque del disco. Se actualiza

MOV

cabezal,0

;

también la variable BIOS de tipo de densidad (la BIOS

CALL

seek_drv

;

no se da cuenta del cambio de disco y conviene ayudar).

DEC

cilindro

CALL

seek_drv

set_info

PROC

; bajar línea cambio de disco

XPUSHA

CLC CALL

motor_off_cnt


CALL

calc_chk

CALL

leer_lin_camb

; ¿bajada línea cambio disco?

JC

set_info_exit

JZ

disco_dentro

; se pudo: hay disco dentro

MOV

[SI].chk,AL

MOV

[SI].cambio,ON

; futura detección tipo disco

MOV

[SI].version_fmt,CL ; y versión del formato

; NO indicar cambio de disco...

MOV

DL,unidad

; ...para pasar control a BIOS

STC

CLC JMP

fin_detecta

PUSH

DS

DDS ; error 'media changed'

; no es disco 2M ; anotar checksum

CALL

set_flag_STV

; CF = 1 -> indicar disco 2M

MOV

AL,ES:[BX+22]

; tamaño de FAT

MOV

[SI].tam_fat,AL

MOV

BYTE PTR DS:[41h],6

POP

DS

MOV

CL,ES:[BX+65]

IFNDEF SUPERBOOT

MOV

[SI].multi_io,CL

CMP

AH,5

; ¿función de formateo?

MOV

AX,ES:[BX+66]

JE

fin_detecta_c

; no perder el tiempo

MOV

[SI].vunidad,AX

MOV

AL,ES:[BX+24]

ENDIF

intenta_io:

XPOP XPOPA

BYTE PTR [BX],255-16 ; densidad no determinada

XPUSH

intenta_io0:

AL,3

JA

CALL

disco_dentro:

AX

CMP

RET

CLC

hubo_cambio:

INC

; CL a 0 si acceso multi-sector

; velocidad pista 0 / demás

MOV

buf_unidad,-1

; invalidar buffer

MOV

[SI].sectpista,AL ; sectores/pista

MOV

[SI].gap,20

; GAP provisional

MOV

DI,ES:[BX+72]

MOV

CX,3

; 3 intentos

MOV

AL,ES:[BX+DI+1]

PUSH

CX

MOV

AH,AL

CMP

CX,2

AND

CL,CL

; CL a 0 si acceso multi-sector

CALL

reset_drv

JZ

gap_rw_ok

; GAP R/W para /F

MOV

[SI].vunidad0,0

ADD

AH,190

MOV

AL,0

MOV

AL,11

MOV

cilindro,AL

MUL

AH

MOV

cabezal,AL

SUB

AX,2048+62

MOV

sector,1

SHR

AL,1

MOV

seccion,AL

MOV

[SI].gap,AL

MOV

secciones,1

MOV

CX,maxs

MOV

orden,F_READ

MOV

DI,ES:[BX+74]

MOV

DI,buffer

ADD

DI,BX

CALL

direct_acceso

LEA

BX,[SI].tabla_tsect

JNE

otra_densidad

MOV

AL,ES:[DI]

POP

CX

MOV

[BX],AL

MOV

BX,buffer

INC

BX

CALL

set_info

INC

DI

LOOP

genera_ts

; CF=1 la 3ª vez (a 0 si CX<>1)

; empezar con 500 Kbit/seg.

; sector de arranque

; es otra densidad de disco

; características nuevo soporte

CLC JMP otra_densidad: MOV

fin_detecta_c AL,[SI].vunidad0

; indicar cambio de disco

gap_rw_ok:

genera_ts:

set_info_exit: MOV IFDEF

AL,[SI].vunidad0 XT

; GAP de formateo

; AX = (190+GAP)*11

; GAP R/W para /M

; información estructura pistas

284


MOV

CL,6

AND

AL,10110111b

SHL

AL,CL

LEA

BX,lista_errs

MOV

CX,9

MOV

AH,[BX]

SHL

AL,1

JC

err_ok

INC

BX

ELSE XSHL

AL,6

; velocidad en bits 7:6

busca_err:

ENDIF

modo_ok:

OR

AL,00010111b

CMP

[SI].tipo_drv,2

JA

modo_ok

AND

AL,11111000b

OR

AL,00000101b

TEST

AL,01000000b

JZ

modo_ok

XOR

AL,00100001b

PUSH

DS

MOV

BX,90h

ADD

BL,unidad

; establecido otro medio físico

LOOP

busca_err

err_ok:

OR

status,AH

err_retc:

STC

err_ret:

XPOPA

; es unidad de 3½

; 1.2 en 1.2

; aislar condiciones de test

; código de error BIOS

; es ese error

; buscar otro error


RET ; 360 en 1.2 y seek * 2

set_err

ENDP

; ------------ Actualizar variables de error de la BIOS.

set_bios_err

DDS

PROC

; respetar bit de 2.88M

PUSHF

DS:[BX],AL

; actualizar variable BIOS

XPUSHA

; **

DS

; con el tipo de densidad

PUSH

ES

; ***

AND

BYTE PTR DS:[BX],8

OR POP

; *

XPOPA

DES

RET

MOV

DI,41h

; bytes de resultados del 765

ENDP

LEA

SI,status

; variable BIOS de status y 7

MOV

CX,4

; bytes: 4 palabras

; ------------ Calcular el checksum de la zona vital del sector de

REP

MOVSW

;

arranque. A la entrada, ES:BX -> sector de arranque.

POP

ES

;

A la salida, CF=1 si el disco no es 2M; de otro modo

XPOPA

; **

;

checksum en AL y versión del formato de disco en CL.

POPF

; *

set_info

; ***

RET calc_chk

set_bios_err

PROC

ENDP

XPUSH ; DI=BX+3

DI,[BX+3]

LEA

SI,id_sistema

;

que sustituye el código de la BIOS para poder soportar

MOV

CX,6

;

los formatos 2M. La operación puede quedar dividida en

REP

CMPSB

;

tres fases: el fragmento anterior a la FAT2, la zona

;

correspondiente a la FAT2 (se ignora la escritura y se

;

simula su lectura leyendo la FAT1) y un último bloque

;

ubicado tras la FAT2. El sector de arranque es emulado

;

empleando el primer sector físico de la FAT2 (aunque en

;

los discos de versión de formato anterior a la 7 se usa

;

el sector de arranque verdadero -permitiendo escribirlo


STC

chk_sum:

JNE

chk_ret

XOR

AX,AX

MOV

CL,ES:[BX+64]

CMP

CL,6

JB

chk_ok

MOV

DI,ES:[BX+68]

;

sólo si es válido-). En cualquier caso, si el número de

DEC

DI

;

cabezal tiene el bit 7 activo, se sobreentiende que el

ADD

AL,ES:[BX+DI]

;

programa que llama soporta disquetes 2M y no se emula

CMP

DI,63

;

la FAT2 ni el sector de arranque, para permitirle

JA

chk_sum

;

acceder al código SuperBOOT. Las coordenadas de la BIOS

;

se traducen a las unidades del DOS por mayor comodidad.

control2m

PROC

chk_ok:

CLC

chk_ret:

XPOP

; el disco no es 2M

; versión del formateador

; no usaba este checksum

RET calc_chk

; ------------ Realizar lecturas, escrituras y verificaciones: rutina

LEA

PUSH

ENDP

DS

XPUSHA ; ------------ Determinar el tipo de error producido en el acceso.

set_err

PUSH

CS

POP

DS

PROC

MOV

unidad,DL

XPUSHA

CALL

set_SI_drv

; * ; **

; SI -> variables de la unidad

JNC

err_ret

; no hay error

CMP

[SI].chk,0

CMP

status,0

; ¿'status' ya asignado?

JE

chk_valido

; checksum correcto en sector 0

JNE

err_retc

; no cambiarlo si es así

MOV

status,40h

; devolver 'Seek Error' al DOS

MOV

AL,BYTE PTR fdc_result+1

JMP

exit_2m_ctrl

284


chk_valido:

boot_fin_op:

boot_real:

si_skip:

io_emula:

en_fat2?:

PUSH

AX

MOV

AH,0

; ***

MOV

numsect,AX

; nº sectores

MOV

AL,CH

; cilindro

SHL

CMP

orden,F_WRITE

JNE

emula_fat1

IFDEF

XT

XCHG

CH,CL

AL,1

SHL

CH,1

MOV

DL,DH

ELSE

AND

DH,01111111b

ADD

AL,DH

MUL

[SI].sectpista

ADD

AL,CL

ADC

AH,0

DEC

AX

; AX = nº sector DOS

MOV

sectini,AX

MOV

XSHL

CX,9

; CX = CX * 512

ADD

DI,CX

; ES:DI actualizado

JMP

acceso_final

MOV

DL,[SI].tam_fat

MOV

DH,0

; 0FFFFh si sector 0 (error)

SUB

AX,DX

; leer de FAT1 y no de la FAT2

DI,BX

; ES:DI -> dirección

CALL

ejecuta_io

; CX sectores desde AX

POP

BX

; ***

JNE

fin_ctrl

; error

MOV

BL,BH

CMP

numsect,0

MOV

BH,0

JE

fin_ctrl

MOV

CL,[BX+OFFSET tab_ordenes-2]

MOV

AX,sectini

MOV

orden,CL

MOV

CX,numsect

SHL

DL,1

CALL

ejecuta_io

JC

acceso_final

; cabezal >= 128: no emular

AND

AX,AX

; ¿comienza en sector 0?

CALL

motor_off_cnt


JNZ

io_emula

; no

CALL

set_bios_err

; actualizar variables BIOS

CMP

[SI].version_fmt,7

JB

boot_real

; no soportado BOOT virtual

MOV

AH,status

MOV

AL,[SI].tam_fat

; AH = 0

POP

DS

INC

AX

AND

AH,AH

MOV

CX,1

; sector BOOT emulado en

JZ

st_ok

CALL

ejecuta_io

; el primer sector FAT2

STC

JNE

fin_ctrl

DEC

numsect

st_ok:

RET

INC

sectini

calc_iop:

SUB

CX,AX

MOV

AX,sectini

INC

CX

JMP

io_emula

CMP

CX,numsect

CMP

orden,F_WRITE

JBE

nsect_ok

JNE

io_emula

MOV

CX,numsect

MOV

BX,DI

SUB

numsect,CX

CALL

calc_chk

ADD

sectini,CX

JC

si_skip

AND

AL,AL

JZ

io_emula

ADD

DI,512

JMP

boot_fin_op

MOV

CL,[SI].tam_fat

MOV

CH,0

CMP

AX,CX

JA

en_fat2?

CALL

ENDIF

; cabezal físico

; sector emula_fat1:

acceso_final:

fin_ctrl:

exit_2m_ctrl:

CLC

XPOPA

MOV

; BOOT de 2M 1.3 y anteriores

nsect_ok:

; fin de la transferencia

; **

; *

; resultado correcto (CF=0) ; error

AL,0

; 0 sectores movidos

; CX sectores

; sólo quedan CX

RET

; no es de tipo 2M control2m

ENDP

; lo es y con checksum correcto ; ------------ A la entrada, AX indica el sector inicial (coordenadas ;

del DOS) y CX el número de sectores a procesar.

;

* Definiciones: «Sector físico» es un sector del disco

;

de 512, 1024 ó 2048 bytes (números de sector del 1 al N

;

en la pista). Este sector físico está dividido en

; ¿la operación afecta a FAT2?

;

«secciones» de 512 bytes, constando por tanto de 1, 2 ó

calc_iop

; calcular sectores antes FAT2

;

4 secciones. «Sector virtual» es el número de sector

CALL

ejecuta_io

; CX sectores desde AX

;

del programa que llama a INT 13h, comprendido entre 1 y

JNE

fin_ctrl

; error

;

M. Esta estructura de N sectores por pista de distintos

CMP

numsect,0

;

tamaños, se verifica en todo el disco con excepción del

JE

fin_ctrl

;

cabezal y cilindro 0 (con un formato más convencional

MOV

AX,sectini

;

de sectores de 512 bytes numerados de 1 a J, aunque no

MOV

CL,[SI].tam_fat

;

existen algunos de los intermedios que corresponden a

MOV

CH,0

;

la segunda copia de la FAT).

SHL

CX,1

;

* Primero se convierte el sector virtual (1..M) en su

CMP

AX,CX

;

correspondiente físico (1..J en la pista 0 y 1..N en

JA

acceso_final

; la operación es tras la FAT2

;

las demás), deduciendo qué porción de 512 bytes (o

CALL

calc_iop

; sectores hasta fin de FAT2

;

sección) es afectada. Un sector virtual (512 bytes)

; impedir estropicio de BOOT

; CX = primer sector FAT2 - 1

; fin de la transferencia

; CX = último sector FAT2

284


;

simulado suele ser parte de un sector físico de 2048

MOV

CH,1

;

bytes en muchos casos. Si dicho sector físico ya había

SHL

CH,CL

;

sido leído al buffer en anteriores accesos, se extrae

SUB

AL,CH

;

la sección necesaria. Si no, se carga del disco y se

JNC

resta_secc

;

extrae dicho fragmento. El número de sectores virtuales

ADD

AL,CH

;

que se solicitan (=secciones) permite realizar un bucle

XCHG

AH,AL

;

hasta completar la transferencia; el interleave 1:2 de

MOV

sector,AL

; sector lógico convertido a

;

los sectores físicos en /M permite acceder sector a

MOV

seccion,AH

; sector y sección físicas

;

sector sin pérdida de rendimiento. En el caso de la

motor_ok

; asegurar que está en marcha

;

escritura, se estudia primero si hay varios sectores

MOV

AH,0

;

virtuales consecutivos que escribir, completando entre

MOV

sector_fin,AH

; no acceder a más de 1 sector

;

todos un sector físico: en ese caso, se prepara el

CALL

pista0?

; (al menos de momento)

;

mismo y se escribe sin más. En caso de que haya que

JNZ

decide_multi

; no es pista 0

;

modificar sólo una única sección de un sector físico,

MOV

AL,secciones

;

salvo si éste es de 512 bytes, no hay más remedio que

MOV

secciones,AH

;

cargarlo al buffer (realizar una prelectura),

JMP

multi_proc

;

actualizar la sección correspondiente y volverlo a

CMP

[SI].multi_io,AH

; AH = 0

;

escribir.

JNE

io_pasos

; acceso sector a sector

;

* En el formato /F se realiza una operación multisector

CMP

seccion,AH

;

si es posible y sin emplear el buffer intermedio (si

JE

multi_acc

;

bien podría ser preciso emplearlo con la primera y

CALL

acceso_secc

;

última sección); en los dos formatos de disco se hace

JC

fin_io

;

la operación multisector en la primera pista. Las

CMP

secciones,AH

;

operaciones multisector puede que sea preciso

JE

fin_io

;

dividirlas en tres fases: los sectores antes de una

CALL

num_secciones

;

frontera de DMA, el que la cruza (que es transferido

MOV

CL,AL

;

a través del buffer intermedio) y los que están detrás.

MOV

AL,secciones

DIV

CL

AND

AL,AL

JZ

io_pasos

; no quedan sectores enteros

MOV

secciones,AH

; las que restan

CALL

acceso_multi

; de AL sectores

JC

fin_io

ejecuta_io

no_cabe:

si_cabe:

direct_acceso: CALL

decide_multi:

multi_acc:

PROC ; AX = sector DOS inicial

; las que restan (AH = 0)

; no acceso a inicio sector

; AH = 0

; AH = 0

MOV

BX,AX

CMP

AH,0FFh

JE

no_cabe

; (acceso a sector BIOS 0)

MOV

secciones,CL

; CX sectores (CL realmente)

DIV

[SI].sectpista

CMP

secciones,0

INC

AH

; numerado desde 1...

JE

fin_io

MOV

sector,AH

; ...el resto es el sector

CALL

acceso_secc

SHR

AL,1

JNC

io_pasos

MOV

cilindro,AL

CMP

status,0

RCL

AL,1

AND

AL,1

MOV

cabezal,AL

PUSH

AX

MOV

AL,sector

CMP

orden,F_WRITE

ADD

AL,secciones

JE

escritura

JC

no_cabe

; sector+secciones > 255

CMP

orden,F_VERIFY

DEC

AX

; DEC AX = DEC AL

JE

verificacion

CMP

AL,[SI].sectpista

CALL

leido?

; realizar lectura...

JBE

si_cabe

JNC

ya_leido

; sector ya en el buffer

MOV

status,4

CALL

acceso_sector

; efectuar E/S

JMP

fin_io

JC

acc_ret

; ha habido fallo

MOV

AL,AH

CALL

trans_secc

; buffer -> memoria

JMP

acc_ret

CMP

seccion,0

JNE

prelectura

CBW

resta_secc:

s_xx:

; en las demás pistas

multi_proc:

io_pasos:

; cilindro

fin_io:

; no restan secciones finales

; ZF = 1 -> operación correcta

RET

; cabezal

; 'sector no encontrado'

; sector en AL

acceso_secc:

hay_que_leer:

ya_leido:

; sección 0 (AH = 0) escritura:

; acabar transferencia sector

CALL

pista0?

JZ

s_xx

LEA

BX,[SI].tabla_tsect-1

CALL

num_secciones

DEC

AX

CMP

secciones,AL

INC

BX

JAE

escribir

; Todo el sector físico cambia

INC

AH

CALL

leido?

; Leer el sector físico para

MOV

CL,[BX]

JNC

escribir

; cambiar sólo una parte de él

SUB

CL,2

MOV

orden,F_READ

; de momento leer...

; sector físico en pista/cara 0

; AH = 0

prelectura:

; sólo parte del sector cambia

284


escribir:

verificacion:

dec_sec_veri:

verifica:

acc_ret:

CALL

acceso_sector

; efectuar E/S

JZ

acc_mult3

MOV

orden,F_WRITE

; ... restaurar orden original

MOV

AH,sector

JC

acc_ret

; ha habido fallo

MOV

sector_ini,AH

CALL

trans_secc

; memoria -> buffer

ADD

AH,CL

CALL

acceso_sector

; volcar buffer al disco

DEC

AH

JMP

acc_ret

MOV

sector_fin,AH

PUSH

BX

INC

AH

MOV

BL,seccion

SUB

AL,CL

CALL

num_secciones

CALL

acceso_sector

DEC

secciones

MOV

sector,AH

JZ

verifica

JC

acc_mult_fin

INC

BX

AND

AL,AL

CMP

BL,AL

JZ

acc_mult_fin

JB

dec_sec_veri

ADD

secciones,BL

; compensar futuro decremento

POP

BX

CALL

acceso_secc

; a través del buffer auxiliar

CALL

acceso_sector

; leer para forzar verificación

JC

acc_mult_fin

DEC

AL

INC

sector

; preparado para otro sector

JMP

acc_mult1

MOV

seccion,0

; desde su primera sección

acc_mult3:

PUSHF

acc_mult_fin:

; primer sector problemático

; sectores no problemáticos

; ahora el sector problemático

; sectores que restan

RET

POPF POP

ENDIF

AX

RET ejecuta_io IFDEF

SUPERBOOT

ENDP

; SuperBOOT: válido el cruce del DMA ; ------------ Mover secciones desde el buffer hacia la memoria (con

acceso_multi:

acc_mult_fin:

PUSH

AX

;

orden F_READ) después de la lectura o de la memoria al

AND

AL,AL

;

buffer (orden F_WRITE) antes de la escritura. En la

JZ

acc_mult_fin

;

verificación (orden F_VERIFY) no se mueve nada porque

MOV

AH,sector

;

esta subrutina no es invocada.

MOV

sector_ini,AH

ADD

AL,AH

trans_secc

PROC

DEC

AX

XPUSH

; *

MOV

sector_fin,AL

MOV

BL,seccion

; desde esta sección

INC

AL

CALL

num_secciones

; nº secciones del sector

CALL

acceso_sector

PUSH

BX

MOV

sector,AL

IFDEF

XT

POP

AX

; AL = sectores a transferir

; sectores no problemáticos

otra_secci:

RET

MOV

BH,BL

SHL

BH,1

MOV

BL,0

; No es SuperBOOT: Evitar cruce frontera DMA

ELSE

PUSH

AX


ENDIF

MOV

BX,ES

;

desde 'sector' teniendo

XSHL

BX,4

;

cuidado con el DMA

ADD

BX,DI

NEG

BX

CALL

num_secciones

MOV

CH,AL

MOV

CL,0

SHL

CX,1

XCHG

AX,BX

XOR DIV MOV

CL,AL

; CL = sectores que caben

POP

AX


CMP

AL,CL

ELSE

XSHL acceso_multi:

BX,9

; sección * 512

ADD

BX,buffer

; dirección

MOV

SI,BX

MOV

CX,256

; tamaño sección (palabras)

CALL

swap_reg

; ¿intercambiar origen-destino?

REP

MOVSW

; copiar 512 bytes

CALL

swap_reg

; ¿intercambiar origen-destino?

POP

BX

; CX = bytes por sector

DEC

secciones

; BL = secciones por sector

JZ

fin_secc

DX,DX

INC

BX

; otra sección del sector

CX

CMP

BL,AL

; ¿sector agotado?

JB

otra_secci

; aún no

XPOP

; *

; BX = bytes hasta frontera DMA

; AL secciones de 512 bytes

fin_secc:

RET

JA

acc_mult2

CMP

CS:orden,F_WRITE

acc_mult1:

MOV

CL,AL

JE

interc

acc_mult2:

AND

CL,CL

CLC

; no hay problemas con el DMA

swap_reg:

; una menos

284


MOV

RET interc:

XCHG

SI,DI

XPUSH XPOP

trans_secc

; en escritura, invertir el

PUSHF

; sentido de la operación

JMP

; en el futuro (por defecto)

PUSH

CS

ENDP

POP

ES

MOV

DI,buffer

; acceso con buffer auxiliar

MOV

AL,sector

; mismo sector inicial/final

MOV

sector_ini,AL

MOV

sector_fin,AL

PUSH

AX

CALL

sector_io

MOV

AL,buf_unidad

MOV

sector_fin,0

CMP

AL,unidad

XPOP

JNE

no_leido

MOV

AL,cilindro

MOV

AL,-1

; invalidar contenido buffer

MOV

AH,cabezal

JC

acceso_anota

; si hay error

CMP

AX,buf_cilcab

CMP

orden,F_VERIFY

JNE

no_leido

JE

acceso_rep

MOV

AL,buf_sector

MOV

AL,unidad

CMP

AL,sector

MOV

buf_unidad,AL

JNE

no_leido

MOV

AL,cilindro

POP

AX

MOV

AH,cabezal

MOV

buf_cilcab,AX

MOV

AL,sector

MOV

buf_sector,AL

PROC

PUSHF

; es en otra unidad

; es en otro cilindro/cabezal

acceso_anota: ; es otro sector

; está en el buffer

STC POP

AX

RET leido?

; **1 acceso_rep

RET

RET no_leido:

; no acceder a más de 1 sector

acceso_buffer: XPUSH

; ------------ Comprobar si el sector ya está en el buffer.

leido?

sector_fin,0

acceso_rep:

; sector no leído

ENDP acceso_fin:

POPF

; nada leído físicamente

; anotado el sector en buffer ; ** mucho cuidado con la pila

CALL

set_err

XPOP

; ajustar variable «status»

RET

; ------------ Leer o escribir sector(es). Se selecciona el tamaño de acceso_sector

ENDP

;

sector correcto antes de llamar a sector_io.

;

rutina se actualiza la variable «status» en función de

;

los posibles errores de acceso.

;

distinto de 0 se accede a los sectores indicados, si es

;

0 se accede sólo al sector «sector» a través del buffer

;

intermedio y al final se anota el sector cargado ó

CALL

pista0?

;

escrito para evitar futuras lecturas innecesarias, a

MOV

AL,1

;

modo de mini-caché que dispara la velocidad de acceso a

JZ

num_secc_ok

;

sectores lógicos consecutivos.

XPUSH LEA

BX,[SI].tabla_tsect

acceso_sector

PROC

ADD

BL,sector

XPUSH

ADC

BH,0

MOV

CL,[BX-1]

SUB

CL,2

MOV

AL,1

SHL

AL,CL

XPOP

acc_fin_err:

en_pista:

tam_acc_ok:

CALL

seek_drv

JNC

en_pista

CMP

status,0

JNE

acc_fin_err

OR

status,40h

En esta

; **2

Si sector_fin es

; ------------ Devolver el número de secciones del sector en curso.

num_secciones

; posicionar el cabezal

; ¿error ya determinado?

; no: pues 'seek error'

STC

PROC

num_secc_ok:

RET

num_secciones

ENDP

; sectores 512 en cil./cab. 0

; resultado en AL

JMP

acceso_fin

CALL

pista0?

MOV

AL,2

JZ

tam_acc_ok

LEA

BX,[SI].tabla_tsect

ADD

BL,sector

XPUSHA

; *

ADC

BH,0

PUSH

DS

; **

MOV

AL,[BX-1]

MOV

BX,40h

MOV

tsector,AL

PUSH

BX

CMP

sector_fin,0

POP

DS

JE

acceso_buffer

MOV

CH,255-18

CALL

sector_io

CLI

; ------------ Asegurar que el motor está en marcha. ; sectores 512 en cil./cab. 0

; ¿usar buffer intermedio?

motor_ok

PROC

; CH = 255 - 1 segundo

284


arrancarlo:

MOV

CX,50

LOOP

respiro

MOV

CL,CS:unidad

MOV

AL,1

SHL

AL,CL

TEST

[BX-1],AL

; ¿motor en marcha?

JZ

arrancarlo

; arrancarlo

CMP

[BX],CH

; Si encendido y acelerado...

OR

AL,00000100b

JBE

ok_motor

; ...seguir

OUT

DX,AL

; fin de señal de reset

MOV

AH,CL

CALL

espera_int

; rehabilitará interrupciones

MOV

CL,4

MOV

AL,8

SHL

AH,CL

CALL

fdc_write

OR

AL,AH

CALL

fdc_read

MOV

[BX-1],AL

CALL

fdc_read

MOV

BYTE PTR [BX],255 ; asegurar que no se pare

CALL

envia_specify

MOV

DX,3F2h

XPOPA

ADD

CL,CS:unidad

MOV

AL,1

SHL

AL,CL


OR

AL,CS:unidad


; ------------ Enviar comando specify a la controladora. El step-rate

OR

AL,00001100b

; modo DMA, no hacer reset

;

se selecciona según la densidad, para evitar un sonido

OUT

DX,AL

; poner en marcha el motor

;

extraño al posicionar o recalibrar el cabezal.

envia_specify

PROC

respiro:

ELSE CALL

fdc_respiro

; tiempo reconocer reset en 486

ENDIF

; unidad << 4

; nuevo estado motores



; comando 'specify' adecuado

RET reset_drv

ENDP

STI MOV

AX,90FDh

PUSH

AX

INT

15h

; permitir multitarea

PUSH

DS

JC

ok_motor

; timeout

DDS

MOV

AX,1000

; 1 segundo aceleración

MOV

AH,DS:[8Bh]

CALL

retardo

; esperar aceleración disco

POP

DS

MOV

[BX],CH

; cuenta máxima detención motor

MOV

AL,3

; sin forzar futura aceleración

CALL

fdc_write

; **

MOV

AL,0BFh

; *

AND

AH,11000000b

RET

JZ

spec1_ok

ENDP

MOV

AL,0AFh

CMP

AH,11000000b

; ------------ Establecer modalidad de operación del controlador

JE

spec1_ok

;

y poner el motor en marcha. Si CF=1 se le da tiempo

MOV

AL,0DFh

;

además a la unidad para que acelere.

CALL

fdc_write

MOV

AL,2

reset_drv

PROC

CALL

fdc_write

XPUSHA

POP

AX

CLC

ok_motor:

STI POP

DS

XPOPA

motor_ok

spec1_ok:

; comando 'specify'

; step rate para 500 kbps

; step rate para 1 Mbps

; step rate para 250/300 Kbps

; head load y modo DMA

RET

CALL

motor_off_cnt

MOV

CL,unidad

; cuenta detención motor

MOV

AL,CL

XSHL

AL,4

; unidad seleccionada

; ------------ Recargar cuenta para la detención del motor. Si CF=1 al

MOV

AH,1

; bit de motor

;

entrar, se establece la mayor cuenta posible; en caso

SHL

AH,CL

; colocar dicho bit

;

contrario, se pone el valor normal de la tabla base.

OR

AL,AH

PUSH

DS

; *

motor_off_cnt

PROC

envia_specify

ENDP

XPUSHA

DDS

PUSH

DS

MOV

DS:[3Fh],AL

MOV

AL,0FFh

AND

BYTE PTR DS:[3Eh],70h ; bit IRQ=0 y recalibrar

JC

motor_off_ok

POP

DS

; *

XSHL

AL,4

; bits motor en nibble alto

XOR

BX,BX

OR

AL,CL


MOV

DS,BX

OR

AL,00001000b

; interrupciones+DMA y reset

MOV

DX,3F2h


PUSH

0

OUT

DX,AL

; señal de reset

POP

DS

CLI

IFDEF

XT

IFDEF

XT

ELSE

ENDIF

; valor máximo

284

motor_off_ok:

motor_off_cnt


LDS

BX,DWORD PTR DS:[1Eh*4] ; DS:BX -> INT 1Eh

MOV

AH,AL

MOV

AL,[BX+2]

CALL

fdc_read


TEST

AH,11000000b

; comprobar ST0

JNZ

fallo_seek

; byte 2 tabla base disco

DDS MOV

BYTE PTR DS:[40h],AL

POP

DS

; cuenta parada motor

MOV

AL,15

XPOPA

CMP

orden,F_WRITE

RET

JE

rseek_ok

ENDP

MOV

AL,1

rseek_ok:

CBW CALL

; ------------ Llevar el cabezal a la pista indicada, recalibrando si seek_ok:

; estabilización para lectura ; AH = 0

retardo

; esperar asentamiento cabezal

XPOPA

;

hubo un reset (se invocó la función 0 de la INT 13h o

;

se ejecutó reset_drv) antes de esta operación. Primero

CLC

;

se selecciona la velocidad de transferencia y se borra

RET

;

el resultado de cualquier operación anterior, para que

;

todo quede listo para el próximo acceso a disco.

fallo_seek:

; estabilización para escritura

; retornar con éxito

XPOPA STC

; retornar indicando fallo

RET seek_drv

seek_drv

PROC

ENDP

XPUSHA CALL

set_rate

; velocidad / borrar resultados

; ------------ Establecer velocidad de transferencia correcta si aún

CALL

envia_specify

; comando 'specify' adecuado

;

no ha sido seleccionada y borrar el resultado de otra

MOV

AH,1

;

operación previa.

MOV

CL,unidad

SHL

AH,CL

set_rate

PROC

PUSH

DS

; AH = 1 (A:) ó 2 (B:)

XPUSHA CALL

pista0?

TEST

AH,DS:[3Eh]

MOV

AX,[SI].vunidad

POP

DS

JZ

vel_ok

JNZ

do_seek

MOV

AL,AH

CALL

recalibrar

PUSH

DS

JC

fallo_seek

MOV

BX,94h

ADD

BL,unidad

MOV

AL,cilindro

PUSH

DS

DDS

do_seek:

; la unidad ya fue recalibrada vel_ok:

; *

DDS

; fallo al recalibrar

MOV IFDEF

; *

AH,DS:[8Bh] XT

MOV

CL,6

SHR

AH,CL

ELSE

DDS

hacer_seek:

; velocidad pista 0 / demás

OR

DS:[3Eh],AH

; unidad ya recalibrada

SHR

MOV

AH,DS:[41h]

; código de error previo

ENDIF

CMP

AL,[BX]

CMP

AL,AH

MOV

[BX],AL

JE

vel_set

POP

DS

; *

MOV

DX,3F7h

JNE

hacer_seek

; seek necesario

OUT

DX,AL

CMP

AH,40h

; ¿error de seek previo?

XSHL

AL,6

JNE

seek_ok

; no, evitar seek innecesario

AND

BYTE PTR DS:[8Bh],00111111b

MOV

AL,0Fh

OR

DS:[8Bh],AL

CALL

fdc_write

POP

DS

JC

fallo_seek

LEA

DI,status

MOV

AL,cabezal

MOV

CX,8

XSHL

AL,2

MOV

[DI],CH

OR

AL,unidad

INC

DI

CALL

fdc_write

LOOP

borra_status

MOV

AL,cilindro

CALL

fdc_write

; enviar cilindro

CALL

espera_int


JC

fallo_seek

MOV

AL,8

CALL

fdc_write

JC

fallo_seek

CALL

fdc_read

JC

fallo_seek

; comando 'seek'

vel_set:

borra_status:


AH,6

; aislar bits de velocidad

; velocidad ya seleccionada

; seleccionarla

; *

; borrar información de estado

XPOPA RET set_rate

ENDP

; ------------ Recalibrar la unidad (si hay error se intenta otra vez ; comando 'leer estado int...'

;

para el caso de que deba moverse más de 77 pistas).


recalibrar

PROC XPUSHA

284


MOV

BX,94h

DEC

CX

ADD

BL,unidad

MOV

AX,ES

PUSH

DS

CALL

calc_dir_DMA

; *

IFDEF

DDS

recalibra:

fallo_recal:

; chequear cruce frontera DMA

MOV

AL,orden

; modo DMA necesario

CALL

prepara_DMA

CMP

AL,F_WRITE

MOV

AL,11000101b

JE

orden_io_ok

MOV

AL,11100110b

; comando leer (verif.) del FDC

CALL

fdc_write

; comando leer/escribir del FDC

JC

sector_io_ko

MOV

AL,cabezal

XSHL

AL,2

fallo_recal

OR

AL,unidad

MOV

AL,8

CALL

fdc_write

CALL

fdc_write

MOV

AL,cilindro

JC

fallo_recal

CALL

fdc_write

CALL

fdc_read

MOV

AL,cabezal

JC

fallo_recal

CALL

fdc_write

MOV

AH,AL

MOV

AL,sector_ini

CALL

fdc_read


CALL

fdc_write

XOR

AH,00100000b

; bajar bit de 'seek end'

MOV

AL,tsector

TEST

AH,11110000b

; comprobar resultado y ST0

CALL

fdc_write

JNZ

fallo_recal

; sin 'seek end' o TRK0

MOV

AL,sector_fin

MOV

AX,1

; pausa de 1 ms

CALL

fdc_write

CALL

retardo

MOV

AL,[SI].gap

JMP

recal_ret

LOOP

recalibra

[BX],BH

; pista actual = 0

POP

DS

; *

MOV

CX,2

; dos veces como mucho

MOV

AL,7

CALL

fdc_write

JC

fallo_recal

MOV

AL,cabezal

XSHL

AL,2

OR

AL,unidad

CALL

fdc_write

JC

fallo_recal

CALL

espera_int

JC

recalibrar

ENDIF

; comando de 'recalibrado'

orden_io_ok: ; enviar HD, US1, US0




CALL

fdc_write

; reintentar comando

MOV

AL,128

; condición de fallo

CALL

fdc_write

XPOPA

CALL

espera_int

RET

PUSHF

ENDP

LEA

BX,fdc_result

MOV

CX,7

CALL

fdc_read

STC recal_ret:

; AX:DI -> base BX y página AH

SUPERBOOT sector_io_ko

MOV

JC

; bytes totales - 1

; ------------ Cargar o escribir sector(es) del disco en ES:DI,

sect_io_res:

; comando de escritura del FDC

; byte 1 de la orden

; enviar cilindro

; enviar cabezal

; enviar nº sector

; longitud sector

; último sector

; GAP de lectura/escritura

; tamaño sector si longitud=0

; *

; leyendo resultados

;

actualizando la dirección en ES:DI pero sin alterar

MOV

[BX],AL

;

ningún otro registro. Si hay error se devuelve CF=1 y

INC

BX

;

no se modifica ES:DI. A partir de fdc_result se dejan

LOOP

sect_io_res

;

los 7 bytes que devuelve el FDC al final del acceso.

POPF

;

En caso de verificación (F_VERIFY) se programa el DMA

JC

sector_io_ko

;

para que no realice transferencia física (convenio de

TEST

fdc_result,11000000b

;

las BIOS con fecha 15/11/85 y posterior).

JNZ

sector_io_ko

ADD

DI,DX

sector_io

PROC

CLC

XPUSH

JMP

; *

; actualizar dirección ; Ok

sector_io_fin

MOV

CL,tsector

sector_io_ko:

MOV

CH,0

sector_io_fin: XPOP

STC

; indicar fallo

RCL

CH,CL

sector_io

MOV

CL,0

MOV

AL,sector_fin

; ------------ Devolver en AH la página de DMA y en BX la base. A la

SUB

AL,sector_ini

;

entrada, AX:DI -> dirección de memoria y CX = bytes-1.

INC

AX

;

Se supone que el buffer no cruza una frontera de DMA,

; AX sectores (AH = 0)

;

aunque el código SuperBOOT devuelve error en ese caso.

; bytes totales

calc_dir_DMA

PROC

RET

STC

CBW MUL

CX

MOV

DX,AX

MOV

CX,AX

ENDP

; nº de bytes por sector

PUSH

DX

284


MOV

BX,16

MOV

AH,0

; byte relleno /F

MUL

BX

MOV

[SI+2],AX

; GAP / byte de relleno

ADD

AX,DI

PUSH

DX

ADC

DX,0

; DX:AX = dirección 20 bits

MOV

AX,ES:[DI+3]

MOV

BX,AX

; base en BX

PUSH

AX

MOV

AH,DL

; página

ADD

AL,AH

MUL

cilindro

MOV

DX,AX

IFDEF

SUPERBOOT

MOV

DX,CX

; comprobar cruce en SuperBOOT

ADD

DX,BX

POP

AX

JNC

dir_DMA_ok

MUL

cabezal

MOV

status,9

ADD

AX,DX

XOR

DX,DX

MOV

BL,ES:[DI]

RET

MOV

BH,0

ENDP

DIV

BX

SUB

DL,ES:[DI]

; ------------ Crear tabla con información para formatear. En ES:BX

NEG

DL

;

MOV

AL,DL

POP

DX

; restaurar tamaño en DH

MOV

DL,AL

; primer sector de la pista - 1

MOV

BL,ES:[DI]

; nº sectores en la pista

ADD

SI,4

INC

DX

CMP

DL,BL

; error de frontera de DMA

ENDIF dir_DMA_ok:

calc_dir_DMA

POP

DX

está el futuro sector de arranque del disquete.

IFNDEF SUPERBOOT

genera_info

; en SuperBOOT no se formatea

genera_pn:

PROC XPUSHA

genera_0:

; invalidar contenido buffer

MOV

buf_unidad,-1

MOV

SI,buffer

JBE

ns_ok

MOV

DI,BX

MOV

DL,1

CALL

pista0?

MOV

AL,cilindro

JNZ

no_cilcab0

; no es cilindro/cabezal 0

MOV

AH,cabezal

ADD

DI,ES:[BX+70]

; DI -> datos pista 0

MOV

[SI],AX

; datos para cada sector

MOV

CL,ES:[DI]

MOV

[SI+2],DX

; nº sector / LOG2 (tamaño)-7

MOV

CH,0

LOOP

genera_pn

INC

DI

MOV

AL,ES:[DI]

; GAP para pista 0

MOV

AH,0

; byte de relleno

INC

DI

MOV

BYTE PTR [SI],2

MOV

ns_ok:

; CX sectores en pista 0

; empezar desde el 1

XPOPA RET MOV

CH,ES:[DI]

; nº sectores

MOV

CL,0

; CL:CH sectores

; tamaño de sector

MOV

[SI],CX

; tamaño (CL=0) y número

BYTE PTR [SI+1],CL

; número de sectores

XCHG

CH,CL

; CX sectores

MOV

[SI+2],AX


MOV

AL,ES:[DI+1]

; GAP para formatear

ADD

SI,4

MOV

AH,4Eh

; byte de relleno /M

MOV

AL,cilindro

MOV

[SI+2],AX


MOV

AH,cabezal

MOV

DL,128

MOV

[SI],AX

ADD

SI,4

MOV

AL,ES:[DI]

INC

DX

MOV

AH,2

MOV

AL,cilindro

INC

DI

MOV

AH,cabezal

MOV

[SI+2],AX

MOV

[SI],AX

LOOP

genera_0


info_stv:

genera_otro:

; LOG2 (tamaño)-7

; nº de sector / tamaño

XPOPA busca_num:

RET no_cilcab0:

; DL = módulo


XPUSH

; *

MOV

CL,ES:[DI+2]

; CH está a 0

ADD

DI,3

ADD

DI,ES:[BX+72]

CMP

DL,ES:[DI]

CMP

BYTE PTR ES:[BX+65],1

MOV

AX,ES:[DI+1]

; número de sector / tamaño

JE

info_stv

JE

hallado

; es sector a cambiar número

MOV

DL,ES:[DI+2]

; tamaño /F

LOOP

busca_num

MOV

DH,ES:[DI]

; nº sectores

MOV

AL,DL

; no cambiar número

MOV

[SI],DX

MOV

AH,0

; e indicar tamaño 128

XCHG

DH,DL

XPOP

; *

MOV

CL,DL

MOV

[SI+2],AX

; nº sector / LOG2 (tamaño)-7

MOV

CH,0

; CX sectores

LOOP

genera_otro

MOV

AL,ES:[DI+1]

; GAP para formatear

XPOPA

; tamaño en DH

hallado:

284


genera_info

RET

PUSH

ENDP

DDS MOV

INT

15h

MOV

DX,0280h

XPUSHA

MOV

BX,3Eh

MOV

BX,buffer

JC

timeout_int

MOV

DI,BX

esp_int_1s:

XOR

CX,CX

MOV

CL,[BX+1]

esp_int:

TEST

[BX],DL

MOV

CH,0

JNZ

fin_espera

XSHL

CX,2

DEC

CX

MOV

AX,DS

CALL

calc_dir_DMA

; AX:DI -> base BX y página AH

MOV

AL,4Ah

; modo DMA para escribir

ADD

BX,4

; saltar primeros 4 bytes

CALL

prepara_DMA

MOV

BX,buffer

AND

MOV

AL,F_FORMAT

POPF

CALL

fdc_write

POP

JC

fallo_fmt

XPOPA

MOV

AL,cabezal

XSHL

AL,2

OR

AL,unidad

CALL

fdc_write

JC

fallo_fmt

MOV

CX,4

MOV

AL,[BX]

STI

CALL

fdc_write

XPUSHA

INC

BX

XPUSH

LOOP

format_cmd

POP

DS

CALL

espera_int

MOV

AH,0FFh

CMP

AL,DS:[6Ch]

formatea_pista PROC

fallo_fmt:

format_res:

AX,9001h

CLC

; ------------ Formatear una pista.

format_cmd:

DS

; CX sectores

timeout_int:

LOOP

esp_int

DEC

DH

JNZ

esp_int_1s

OR

CS:status,DL

fin_espera:

BYTE PTR [BX],7Fh ; para la próxima vez

DS

RET espera_int

ENDP

ELSE

; byte 1 de la orden

espera_int

esperar_int:

; Si es XT...

PROC

JE

mira_int

MOV

CX,7

MOV

AL,DS:[6Ch]

CALL

fdc_read

INC

AH

MOV

[BX],AL

CMP

AH,37

INC

BX

JB

mira_int

LOOP

format_res

OR

CS:status,80h

; leyendo resultados

timeout_int:

; ¿más de 2 segundos?

; timeout

STC

POPF JC

fallo_format

TEST

fdc_result,11000000b

JZ

format_ret

XPOPA

; timeout

PUSHF

BX,fdc_result

format_ret:

; esperar durante casi 1 seg.

STC

LEA

STC

; ¿llegó la interrupción?

PMICRO ; nº de bytes - 1

PUSHF

fallo_format:

; permitir multitarea

mira_int:

; fallo fin_espera:

JMP

fin_espera

TEST

BYTE PTR DS:[3Eh],80h

JZ

esperar_int

AND

BYTE PTR DS:[3Eh],7Fh

POP

DS

; CF=0

XPOPA

RET

RET

formatea_pista ENDP espera_int

ENDP

ENDIF ENDIF ; ------------ Esperar interrupción de disquete durante casi 2 ;

segundos antes de considerar que ha sido un fracaso.

; ------------ Preparar DMA para E/S. A la entrada, BX = dirección de ;

base, AH = registro de página y CX = nº bytes - 1.

prepara_DMA

PROC

IFNDEF XT

espera_int

PROC

PUSH

STI

CLI

XPUSHA

OUT

AX

0Bh,AL

; registro de modo del DMA

284


MOV

CLC

AL,0

OUT

0Ch,AL

MOV

AL,BL

; clear first/last flip-flop

fdc_read

OUT

4,AL

MOV

AL,BH

fdc_read

PROC XPUSH

DELAY 4,AL

; enviada dirección base

DELAY MOV

AL,AH

OUT

81h,AL

MOV

AL,CL

espera_rd: ; registro de página del DMA

MOV

DX,3F4h


XOR

CX,CX


IN

AL,DX


TEST

AL,80h

; ¿bit 7 inactivo?

LOOPZ espera_rd

DELAY

JCXZ

fdc_rd_nok


OUT

5,AL

INC

DX


MOV

AL,CH

IN

AL,DX

; leer byte del FDC

CLC

DELAY OUT

5,AL

XPOP

; enviada cuenta de bytes

MOV

RET

STI fdc_rd_nok:

AL,2

OR

status,80h

; timeout

STC

DELAY OUT

0Ah,AL

POP

AX

XPOP

; habilitar canal 2 de DMA

RET fdc_read

RET prepara_DMA

ENDP

ELSE

DELAY

OUT

; Ok

RET

DELAY

ENDP

ENDP ENDIF

; ------------ Recibir byte del FDC en AL. A la vuelta, CF=1 si ;

la operación fracasó (el FDC no estaba listo) y

; ------------ Enviar byte AL al FDC. A la vuelta, CF=1 si

;

se indica la condición de timeout en «status».

;

la operación fracasó (el FDC no estaba listo) y

;

se indica la condición de timeout en «status».

IFNDEF XT IFNDEF XT fdc_read

PROC fdc_write

XPUSH

espera_rd:

fdc_respiro

; no abrasar el FDC

XPUSH

MOV

DX,3F4h


CALL

fdc_respiro

; no abrasar el FDC

MOV

CX,133

; constante para 0,002 segundos

MOV

DX,3F4h


MOV

CX,133

; constante para 0,002 segundos

DELAY IN

AL,DX

AND

AL,11000000b

CMP

AL,11000000b

JE

fdc_rd_ok

espera_wr:

; ¿dato listo?

DELAY IN

AL,DX

TEST

AL,80h

JNZ

fdc_wr_ok

; ¿listo para E/S?

DELAY

DELAY IN

AL,61h

IN

AL,61h

AND

AL,10h

AND

AL,10h

CMP

AL,AH

CMP

AL,AH

JE

espera_rd

JE

espera_wr

MOV

AH,AL

MOV

AH,AL

LOOP

espera_rd

LOOP

espera_wr

XPOP

XPOP

OR

status,80h

OR

status,80h

MOV

AL,0

STC

; reintentarlo durante 15,09 µs

; timeout

STC

fdc_wr_ok:

POP

AX

INC

DX


IN

AL,DX

; leer byte del FDC

XPOP

DELAY

; reintentarlo durante 15,09 µs

; timeout ; fallo

RET

; fallo

RET fdc_rd_ok:

PROC

CALL

INC

DX

POP

AX


DELAY OUT

DX,AL

XPOP

CLC


; Ok

284


fdc_write

RET

JZ

retardado

ENDP

DEC

DX

JMP

retardando

retardado:

ELSE

XPOPA POPF

fdc_write

RET

PROC retardo

XPUSH

espera_wr:

MOV

DX,3F4h


XCHG

AH,AL

; preservar AL en AH

XOR

CX,CX


IN

AL,DX


TEST

AL,80h

; ¿bit 7 inactivo?

LOOPZ espera_wr

fdc_wr_nok:

fdc_write

ELSE

retardo

XPUSH

JCXZ

fdc_wr_nok

CMP

AX,54

XCHG

AH,AL

; recuperar el dato de AL

JBE

retarda_fin

INC

DX


PUSH

AX

OUT

DX,AL


MOV

AX,54

XPOP

CALL

rt_ax

CLC

POP

AX

RET

SUB

AX,54

JMP

retarda_mas

CALL

rt_ax

STC

XPOP

RET

POPF

ENDP

RET

OR

status,80h

XPOP

retarda_mas:

; timeout retarda_fin:

rt_ax:

; ------------ Retardo de 60 µs para dar tiempo al FDC en 486 rápidos.

IFNDEF XT

MOV

retarda:

CX,4

PMICRO LOOP

fdc_ret

XPOP

RET fdc_respiro

ENDP

ENDIF

; ------------ Esperar exactamente AX milisegundos.

IFNDEF XT

retardo

PROC PUSHF XPUSHA

retardando:

MOV

DX,1000

MUL

DX

MUL

CS:tbase

MOV

CX,54925

DIV

CX

MOV

CX,AX

EVEN

PROC XPUSH

fdc_ret:

PROC PUSHF


ENDIF

fdc_respiro

ENDP

MOV

DX,16970

MUL

DX

MOV

CL,AH

; dividir DX:AX entre 256 y

MOV

CH,DL

; dejar el resultado en DX:CX

MOV

DL,DH

MOV

DH,0

PMICRO LOOP

retardando

AND

DX,DX

; 16970 = 1193180/18*256/1000

; DX:CX 15,09 µs-avos

; como máximo 54 ms cada vez

; retardo de hasta 54 ms

; AX = contador iteraciones

; forzar alineamiento

DEC

CX

JMP

SHORT $+2

JNZ

retarda

284


RET retardo

ENDP

ENDIF

IFDEF

SUPERBOOT

; ------------ Esta subrutina sustituye a la macro PMICRO en el ;

código SuperBOOT por razones de espacio.

pmicro_iter:

DELAY

; retardo de aprox. 15,09 µs

IN

AL,61h

; (exactamente 18/1193180 sg.)

AND

AL,10h

; La rutina se puede ejecutar

CMP

AL,AH

; repetitivamente (se apoya en

JE

pmicro_iter

; AX) para hacer retardos a

MOV

AH,AL

; través de la temporización

RET

; del refresco de la memoria

; ------------ Código invocado durante el SuperBOOT desde 2MFBOTHD.ASM ;

A la entrada: CS=ES, SS=0 y AX = tipo unidades.

initcode:

PUSH

DS

PUSH

SS

POP

DS

MOV

ES:[info_A.tipo_drv],AL

; anotar tipo de A:

MOV

ES:[info_B.tipo_drv],AH

; anotar tipo de B:

LEA

DI,ant_int13

MOV

SI,13h*4

; vector de INT 13h

CLD CLI MOVSW MOVSW

; anotada dirección INT 13h

MOV

WORD PTR [SI-4],OFFSET ges_int13

MOV

[SI-2],ES

STI POP

; desviada INT 13h DS

RETF

DB

; volver a 2MFBOTHD

4 DUP(0)

ant_int13

LABEL DWORD

ant_int13_off

DW

initcode

ant_int13_seg

DW

0AA55h

; esto ocupa 2560 bytes exactos

; vector de la INT 13h previa

; significa "2MFBOOT correcto"

ENDIF

; --- Ubicación del sector de hasta 2048 bytes.

EVEN buffer_io

EQU

$

tbuffer

EQU

2048

12.6.7.4 - DESCRIPCION DEL PROGRAMA DE FORMATEO (2MF) PARA 2M. El formateo de los disquetes 2M puede realizarse desde un lenguaje de alto nivel por medio de las funciones de la BIOS implementadas por 2M cuando está residente. El siguiente programa de ejemplo demuestra lo sencilla que es esta tarea. El único problema importante que se presentó durante su desarrollo


284

fueron los conflictos que generaba WINDOWS al intentar formatear un disco en el formato de máxima capacidad (opción /M): por algún motivo, era imposible crear este tipo de pistas al producirse un extraño error en la función de formatear. Este problema ya se había presentado en versiones anteriores de 2M, que también formateaban los discos. La solución adoptada es, sencillamente, invocar la INT 13h mediante un CALL a la dirección del vector de interrupción. De este modo no se ejecuta el código WINDOWS responsable de la incompatibilidad, que entraba en marcha al llamar a la INT 13h en modo protegido. Tenga en cuenta el lector que una inocente instrucción INT es mucho más que eso bajo WINDOWS o con un controlador de memoria instalado. Este fragmento de código de 2MF ha sido codificado en ensamblador, entre otros motivos porque antes de llamar con CALL a una interrupción hay que apilar los flags y eso resulta difícil en C. Durante las restantes fases del formateo (lectura para verificar y la escritura previa en los formatos de máxima capacidad) se utilizan las funciones estándar de la BIOS vía INT 13h. Aunque WINDOWS no estorbara, tampoco hubiera sido posible llamar con la función de formateo BIOS del compilador, ya que los parámetros cambian ligeramente, si bien se podría haber hecho con código C. El programa admite varios parámetros para controlar el formateo. Por defecto realiza el formateo normal, más fiable (o indicando la opción /F). Para seleccionar el formateo de máxima capacidad hay que indicar /M. Desde 2MF 3.0, el programa es capaz de detectar la densidad en discos de 3½ vírgenes (con la excepción de las unidades que permiten formatear en alta densidad los discos de doble) y lo intenta en los de 5¼ (sólo funciona si ya tenían algún tipo de formato previo). En cualquier caso, siempre se puede indicar la opción /HD, /DD ó /ED para seleccionar la densidad necesaria y evitar la pequeña pérdida de tiempo en detectarla. El número de pistas, por defecto 82, puede elegirse con /T, ya que muchas unidades soportan 84 pistas o más; de todas maneras, 2MF 3.0 no permite formatear más pistas de las que admita la unidad, al contrario que las versiones anteriores. Los ficheros permitidos en el directorio raíz se indican con /R. El parámetro /S evita la producción de sonido. Con /N se evita la verificación, /K y /J eliminan la pausa inicial y final, respectivamente; /Z anula el parpadeo del led mientras se cambia el disco y /L y /V permiten poner etiquetas de volumen (serializadas en el último caso) al disco destino. Finalmente, hay varios parámetros no documentados oficialmente que no deberían ser alterados, salvo quizá en algún ordenador muy concreto y por parte de usuarios muy especializados, que permiten elegir los factores de desplazamiento en la numeración de los sectores al conmutar de cabezal (/X) y de cilindro (/Y) en el formato normal (/F); en el formato de máxima capacidad (/M) no tienen efecto. El parámetro /G permite indicar el GAP o separación de sectores en todas las pistas -salvo la primera- en el formato /F; en el formato /M este valor de GAP se refiere al GAP empleado en la primera pasada del formateo (con sectores de 128 bytes). Con /D0 se formatea en 3½-DD con 820/902K (en lugar de 984/1066K), algo necesario en las controladoras de algunos portátiles que no soportan la densidad de 300 Kbps (propia exclusivamente de las unidades de 5¼); si bien no es preciso emplearlo ya que por defecto el programa formatea de esta manera en esas unidades al autodetectar la densidad del disco destino. /D1 formatea 1148K en lugar de 1066K, pero el disco resultante es poco seguro y extremadamente lento. Por último, la opción /W hace que se marquen sólo los clusters defectuosos y no la pista completa. ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ TIEMPO EMPLEADO EN EL FORMATEO │ ├───────────────┬───────────────┬───────────────┬───────────────┬───────────────┤ │ FORMAT │ FDFORMAT (*) │ FDFORMAT (**) │ 2MF 3.0 /F │ 2MF 3.0 /M │ ┌───────┼───────────────┼───────────────┼───────────────┼───────────────┼───────────────┤ │ 5¼-DD │ 0:37 │ 0:42 │ 1:28 │ 1:26 │ 2:37 │ │ 5¼-HD │ 1:13 │ 1:24 │ 1:52 │ 1:29 │ 2:38 │ │ 3½-DD │ 1:24 │ 1:38 │ 1:46 │ 1:39 │ 2:51 │ │ 3½-HD │ 1:34 │ 1:42 │ 2:17 │ 1:47 │ 3:22 │ └───────┴───────────────┴───────────────┴───────────────┴───────────────┴───────────────┘ (*) Usando el formato estándar del DOS (360-720-1.2-1.44) y los parámetros /X e /Y adecuados. (**) Formatos de máxima capacidad soportados (820-1.48-1.72) y los parámetros /X e /Y adecuados.

La parte más compleja del programa es la función CrearSector0(), que como su propio nombre indica se encarga de crear el sector de arranque del futuro disquete. En un programa de copia de discos esta función no

284


sería necesaria, ya que al leer el disquete origen tendríamos ya el sector de arranque del futuro disquete destino y, por tanto, podríamos formatearle directamente (recordar que la función de formateo de discos 2M sólo necesita como parámetro el sector de arranque del futuro disco). Sin embargo, aquí nos vemos obligados a crear dicho sector, lo cual es una tarea un tanto engorrosa, teniendo en cuenta la variedad de formatos. Una tabla más o menos complicada, de 5 dimensiones, contiene toda la información necesaria para la tarea. Además, el código ejecutable del sector de arranque resultaba difícil incluirlo dentro del listado C y finalmente se optó por crear un fichero proyecto e incluir en él 2MF.C y 2MFKIT.ASM (este último integra los sectores de arranque para alta y doble densidad -con y sin soporte SuperBOOT, respectivamente- así como el código SuperBOOT y las rutinas de utilidad). Durante el proceso de formateo, en FormatearDisco() se está pendiente de una posible pulsación de la tecla ESC. Se controlan los posibles errores fatales, tales como unidad protegida de escritura o no preparada, que suponen el fin del proceso de formateo, pero se toleran los demás errores -si no afectan a las áreas del sistema del disco- marcando los clusters afectados como defectuosos si al tercer intento de formateo siguen fallando. Al final del formateo, en InformeDisco() se imprimen las características del nuevo disquete pero sin emplear funciones del DOS. Realmente, el DOS ya se ha dado cuenta del cambio de disco e informaría correctamente, pero de esta manera se asegura a ultranza que la información es correcta. La función TipoDrive() devuelve el tipo de la disquetera que se le indique consultando esta información a través de la BIOS. La función InicializaDisco() escribe, al final del formateo, el sector de arranque físico, el virtual, el código SuperBOOT (si el disco es de alta densidad) y la FAT; de esta última sólo la primera copia, ya que 2M emulará la segunda. Las funciones de sonido crean efectos especiales bastante atractivos gracias al empleo de retardos de medio milisegundo con la función PicoRetardo(); este retardo es idéntico en todas las máquinas, con total independencia de la velocidad de la CPU, y permite que el sonido suene igual en todas. En los PC/XT no se realiza retardo alguno y, curiosamente, el sonido suena igual que en los AT (en máquinas de 8 MHz). La función EsperarCambioDisco() espera a que se retire el disquete de la unidad y se introduzca uno nuevo, o bien a que se pulse una tecla (considerando el caso de ESC, para abortar el formateo). Esto permite formatear varios disquetes introduciéndolos unos tras otros en la unidad sin necesidad de pulsar teclas. En WINDOWS se puede abrir una ventana para formatear disquetes 2M y, dejándola en la sombra, cada vez que se oiga el sonido de fin de formateo, sin abandonar lo que se tenga en ese momento entre manos, se puede sacar el disco e introducir otro para que el proceso continúe automáticamente sin tener que activar la ventana para pulsar una tecla. El sonido de final de formateo permite distinguir entre un formateo correcto y otro con errores (se considera correcto aunque haya sectores defectuosos, lo de errores va por lo de disco protegido contra escritura, etc.). Las rutinas de bajo nivel que acceden a la controladora de disco en 2MF lo hacen, exclusivamente, para conseguir el efecto intermitente en el led de la unidad mientras se cambia de disco (y para reducir el ruido que emite la función de detección de nuevo disco de la BIOS). Para fomentar que los usuarios envíen la postal al autor, el programa tiene un contador de discos formateados añadido cuando formatea el primer disco por el método de alargar el tamaño del fichero EXE. Al cabo de 100 discos, imprime un mensaje recordando al usuario su deber. Naturalmente, si 2MF se ejecuta desde una unidad protegida contra escritura, no será posible actualizar el contador... Finalmente, la función HablaSp() comprueba el país en que se ejecuta el programa para inicializar una variable global que indique si los mensajes han de ser imprimidos en castellano o en inglés.

/*───────────────────────────────────────────────────────────────────\

│

█████ █ █ █ █▀▀

│

│

│

│

█

█

█ █

│

│

│

█████ █

█ █

│

│

│

│ │

█████ █

█ █▀▀▀▀

█ ██ ██ █

│

284


│

│

long

NumSerie;

│

char

Titulo[11], TipoFat[8];

│

char

Flags;

│

│

char

CheckSum;

│

- Para cualquier Turbo C o Borland C en modelo de memoria LARGE. │

char

VersionFmt, FlagWr, VelPista0, VelPistaX;

│

- Este programa se compila abriendo un proyecto e introduciendo

│

short

OffsetJmp, OffsetPista0, OffsetPistaX, OffsetListaTam;

│

short

FechaF;

│

short

HoraF;

char

Resto[512-BOOT2M];

2MF.C

3.0

-

UTILIDAD DE FORMATEO DE DISQUETES 2M

│ │

(C) 1994 Ciriaco García de Celis.

│

en él 2MF.C y 2MFKIT.OBJ

│

- Importante: no activar ciertas optimizaciones que no lo están

│

por defecto (como la de alineamiento a palabra o la de salto). │

│

│

│

- NOTA: Las funciones de bajo nivel que acceden directamente a

│

│

la controladora de disquetes no son indispensables, tan

│

│

sólo se emplean para producir menos ruido al detectar

│

char Etiqueta[11];

│

la introducción de un nuevo disquete en la unidad.

typedef struct {

/* entrada de directorio */

│

char Tipo;

│

│

char Reservado[10];

│

Este programa detecta además la presencia de una posible │

int

Hora;

│

utilidad de intercambio de unidades A:-B: llamada FDSWAP │

int

Fecha;

│

para que en caso de estar activado dicho intercambio sea │

char Resto[6];

│

posible acceder a la unidad física correspondiente.

│

/* depende del tamaño de lo anterior */

} Boot;

│

} Root;

│

\───────────────────────────────────────────────────────────────────*/

typedef struct { int

/* parámetros en línea de comandos */

Unidad, HD, ED, TipoFmt, NoVerify, MarcaPoco, Pistas, FichRaiz, Silencioso, NoPausa, NoTecla, X, Y, G,

#include

Tipoetiq, NoFlash;

#include #include

char

#include

} Parametros;

Volumen[12];

#include #include int

#include

HablaSp (void),

#include

Hay2m (void),

#include

Hay2mBoot (void),

#include

FdswapOn (void), TipoDrive (int), EsperarCambioDisco (int, int),

#define CARDWARE

100

#define MAXSECT

46

#define MAXFAT

6128

#define BOOT2M

80

#define FD_DATA

0x3F5

/* nº discos formateados antes del aviso */

infdc (void),

/* máximo número de sectores por pista */

ValeDensidad (Boot *, Parametros *),

/* mayor FAT de 12 bits posible */

FormatearDisco (Boot *,unsigned char far *,unsigned char far *, Parametros *, long *, int *),

/* bytes principales del Boot */

MarcaFat (int, int, Boot *, int, int, unsigned char far *,

/* registro de datos del 765 */

#define FD_STATUS 0x3F4

/* registro principal de estado del 765 */

#define FD_DOR

0x3F2

/* registro de salida digital */

#define FD_DIR

0x3F7

unsigned char far *, long *), InicializaDisco (int, Boot *, unsigned char far *, unsigned char far *);

/* registro de entrada digital (RD) void

*/ #define FD_DCR

0x3F7

/* registro de control del disquete

Ayuda (void), ProcesarParametros (int, char **, Parametros *), DetectaMedio (Parametros *, Boot *),

(WR) */

CrearSector0 (Boot *, Parametros), DiagnosticoError (int), typedef struct {

/* sector arranque disquetes 2M */

InformeDisco (Boot *, Parametros *, long, int),

unsigned char Salto[3], IdSis[8];

IncrementarEtiqueta (Parametros *),

short

BytesSect;

SonidoSube (void),

char

SectCluster;

SonidoBaja (void),

short

SectReserv;

SonidoError (void),

char

NumFats;

SonidoOn (void),

short

FichRaiz, NumSect;

SonidoOff (void),

char

MediaId;

Sonido (int),

short

SectFat, SectPista, Caras;

posicionar (int, int),

long

Especiales, Sect32;

outfdc (unsigned char),

char

Unidad, Reservado, Flag;

EsperarInt (void),

284


dir = ((unsigned long) FP_SEG(buffer) <<4) + FP_OFF(buffer);

CardWare (char *, int);

if ((dir >> 16) != ((dir + ((unsigned long) MAXSECT << 9)) >> 16))

extern BootHDPrg, BootHDPrgLong, BootDDPrg, BootDDPrgLong,

buffer+=(unsigned long) MAXSECT << 9;

Boot2mCode, Boot2mLong, biosdsk (int, int, int, int, int, int, void far *);

if (!cmd.NoPausa) {

void interrupt NuevaInt24 (void);

if (sp)

extern void PicoRetardo (void), interrupt (*ViejaInt24) (void);

printf("

Pulsa una tecla para formatear en");

else printf(" int

sp;

Press any key to format on");

printf(" %c:", cmd.Unidad+'A');

/* 1-español 0-inglés */

salir=getch()==27; unsigned long far *cbios=MK_FP(0x40, 0x6C);

/* reloj del sistema */

}

unsigned char far *irq6=MK_FP(0x40, 0x3E);

/* flag BIOS de IRQ6 */

else salir=0;

/* si no se indica densidad detectarla */

void main (int argc, char **argv) { Boot

detectar = (cmd.HD==-1);

sector0;

Parametros cmd; /* formateo de múltiples disquetes */

int

salir, result, sg, detectar;

long

bytes_err, dir;

unsigned

char far *buffer;

/* para contener toda una pista */

unsigned

char far *fat;

/* para contener toda la FAT */

if (detectar) DetectaMedio (&cmd, §or0);

int

disquetes=0;

/* nº discos formateados */

CrearSector0 (§or0, cmd);

while (!salir) {

if (!cmd.Silencioso) SonidoSube();

void interrupt

switch (result=FormatearDisco (§or0, fat, buffer, &cmd,

(*ViejaInt24) (void);

&bytes_err, &sg)) { sp=HablaSp();

case 0:


InformeDisco (§or0, &cmd, bytes_err, sg); if (!cmd.Silencioso) SonidoBaja(); if (cmd.Tipoetiq==2) IncrementarEtiqueta (&cmd);

ProcesarParametros (argc, argv, &cmd);

disquetes++; break;

if (!Hay2m()) case 1:

if (!Hay2mBoot()) {

DiagnosticoError (result); break;

if (sp) printf("

2M

ó

2MX

3.0

no

está

instalado,

default: DiagnosticoError (result);

imposible

if (!cmd.Silencioso) SonidoError(); break;

formatear.\n"); }

else printf("

if (cmd.NoTecla)

2M or 2MX 3.0 is not installed, impossible to

salir=1;

format.\n");

else {

exit(128);

if (sp)

}

printf("\n

else {

printf("

Introduce otro disquete para formatear en");

else

if (sp)

printf("\n

Modo SuperBOOT: instale 2M para dar formato.\n");

printf("

Please insert another disk to format in");

printf(" %c:", cmd.Unidad+'A');

else SuperBOOT

mode:

needed

to

install

2M

to if (!EsperarCambioDisco(cmd.Unidad, cmd.NoFlash)) salir=1;

format.\n");

}

exit(127); }

}

printf("\r

\r");

if (((fat=farmalloc( (unsigned long) MAXFAT))==NULL) || ((buffer=farmalloc( (unsigned long) MAXSECT<<10))==NULL)) {

ViejaInt24=getvect(0x24);

if (sp) printf("

setvect (0x24, NuevaInt24);

/* evitar error crítico */

CardWare (argv[0], disquetes);

/* intentar actualizar 2MF.EXE */

else printf("

Memoria insuficiente.\n"); Insufficient memory.\n");

setvect (0x24, ViejaInt24);

exit(126); }

}

/* Definir el buffer para que no cruce una frontera de DMA */ void ProcesarParametros (int argc, char **argv, Parametros *cmd)

284


}

{ }

int pm, error=0, hlp=0, id=1;

if (cmd->ED && (cmd->HD!=1)) cmd->HD=1;

cmd->Unidad=cmd->TipoFmt=cmd->ED=cmd->NoVerify=cmd->MarcaPoco=0;

/* /DD ó /Dx + /E = /E */

cmd->HD=-1; cmd->Pistas=82; if ((argc<=1) || (argc==id)) hlp++;

cmd->FichRaiz=cmd->Silencioso=cmd->NoFlash=cmd->NoPausa=\ cmd->NoTecla=cmd->Tipoetiq=0;

if (hlp) Ayuda();

cmd->X=cmd->Y=cmd->G=-1;

if (sp)

for (pm=1; pm
printf("\n2MF

/* parámetros unidos

3.0

-

Utilidad

de

formateo

de

disquetes

for

2M

2M

(ESC Salir)\n");

*/

else printf("\n2MF

if (!error) {

if

((strstr(argv[pm],"/L")!=NULL)

||

-

Format

utility

program

diskettes

if (error==1) { if (sp)

(strstr(argv[pm],"/l")!=NULL)) {

printf("

strncpy (cmd->Volumen, &argv[pm][3], 11);

Error de sintaxis. Ejecute 2MF /?.\n");

else

cmd->Volumen[11]=0;

printf("

while (strlen(cmd->Volumen)<11) strcat(cmd->Volumen, " ");

Incorrect parameter(s). Execute 2MF /?.\n");

exit (2);

cmd->Tipoetiq=1;

}

continue;

if (error==-1) {

} else

3.0

(ESC Aborts)\n");

for (pm=1; pm
if

((strstr(argv[pm],"/V")!=NULL)

||

if (sp) printf("

(strstr(argv[pm],"/v")!=NULL)) { strncpy (cmd->Volumen, &argv[pm][3], 11);

printf("

while (strlen(cmd->Volumen)<11) strcat(cmd->Volumen, " ");

continue; } strupr (argv[pm]); if (strstr(argv[pm],"/?")!=NULL) hlp++;

Los

parámetros

deben

separarse

por

else

cmd->Volumen[11]=0;

cmd->Tipoetiq=2;

Error:

espacios.\n");

Error:

Parameters

must

be

separated

by

blank

spaces.\n"); exit (2); } if (TipoDrive(cmd->Unidad)==0) { if (sp) printf("

else if ((strstr(argv[pm],"/H")!=NULL) && (strlen(argv[pm])==2))

La unidad física indicada no existe.\n");

else

hlp++;

printf("

else if ((strstr(argv[pm],"A:")!=NULL) || (strstr(argv[pm],"B:")!=NULL)) cmd->Unidad=*argv[pm]-'A'; else if (strstr(argv[pm],"/HD")!=NULL) cmd->HD=1; else if (strstr(argv[pm],"/DD")!=NULL) cmd->HD=0; else if (strstr(argv[pm],"/D0")!=NULL) cmd->HD=2;

} if ((TipoDrive(cmd->Unidad)!=2) && (TipoDrive(cmd->Unidad)<4)) { if (sp) printf("

else if (strstr(argv[pm],"/D1")!=NULL) cmd->HD=3;

printf("

else if (strstr(argv[pm],"/M")!=NULL) cmd->TipoFmt=1;

else if (strstr(argv[pm],"/N")!=NULL) cmd->NoVerify=1; else if (strstr(argv[pm],"/W")!=NULL) cmd->MarcaPoco=1; else if (strstr(argv[pm],"/T")!=NULL)

} if ((TipoDrive(cmd->Unidad)<5) && (cmd->ED==1)) { if (sp) printf("

printf("

cmd->FichRaiz = atoi (&argv[pm][3]);

else if (strstr(argv[pm],"/J")!=NULL) cmd->NoTecla=1; else if (strstr(argv[pm],"/Z")!=NULL) cmd->NoFlash=1;

Necesaria unidad de 2.88M para formato ED.\n");

else

else if (strstr(argv[pm],"/R")!=NULL)

else if (strstr(argv[pm],"/K")!=NULL) cmd->NoPausa=1;

Drive indicated it is not high density one.\n");

exit (2);

cmd->Pistas = atoi (&argv[pm][3]);

else if (strstr(argv[pm],"/S")!=NULL) { cmd->Silencioso=1; id++; }

La unidad indicada no es de alta densidad.\n");

else

else if (strstr(argv[pm],"/F")!=NULL) cmd->TipoFmt=0;

else if (strstr(argv[pm],"/ED")!=NULL) cmd->ED=1;

Physical drive indicated does not exist.\n");

exit (2);

Needs a 2.88M drive to perform ED format.\n");

exit (2); } if ((cmd->Pistas<80) || (cmd->Pistas>86)) { if (sp) printf("

else if (strstr(argv[pm],"/X")!=NULL) cmd->X=atoi(&argv[pm][3]);

Error: Número de pistas incorrecto.\n");

else

else if (strstr(argv[pm],"/Y")!=NULL) cmd->Y=atoi(&argv[pm][3]);

printf("

else if (strstr(argv[pm],"/G")!=NULL) cmd->G=atoi(&argv[pm][3]); else if (strstr(argv[pm],"/I")!=NULL) { sp^=1; id++; }

exit (2);

else error=1;

}

Error: Incorrect number of tracks.\n");

284


"

if (cmd->FichRaiz && ((cmd->FichRaiz<1) || (cmd->FichRaiz>240))) {

(C) 1994 Ciriaco García de Celis - Grupo Universitario de

Informática\n"

if (sp) printf("

"

Error: Nº de ficheros en directorio raiz erróneo.\n");

C/Renedo,

2,

4-C;

47005

Valladolid

(Spain)

-

[email protected] - 2:341/21.8\n\n"

else printf("

" 2MF U: [/HD|DD|ED] [/F|M] [/N] [/L|V=label] [/S][/Z] [/R=nn]

Error: Bad number of files in root directory.\n");

[/T=nn] [/K][/J]\n\n"

exit (2);

"

}

This program formats diskettes at a higher capacity and/or

speed than the\n"

}

"

normal ones.

2M must be installed on memory to provide

support for the new\n" "

void Ayuda()

diskettes.

Also, high-density diskettes can be left into A:

drive and then\n"

{

"

if (sp) {

"

"

2MF 3.0 - UTILIDAD ESTANDAR DE FORMATEO DE DISQUETES

moment

2M

diskettes

will

be

supported

in

the

standard

read-write operation.\n\n"

PARA 2M\n" "

(C) 1994

"

Ciriaco García de Celis - Grupo Universitario de

"

C/Renedo,

2,

4-C;

47005

Valladolid

(España)

"

-

High density format (by default if 2MF can't detect

/DD

Request a double-density format (but 2MF perhaps can

detect DD disk).\n"

[email protected] - 2:341/21.8\n\n"

"

" 2MF U: [/HD|DD|ED] [/F|M] [/N] [/L|V=etiq] [/S] [/Z] [/R=nn]

/ED

Formats 3.5-ED diskettes at 3608K (or 3772K if /M option

enabled).\n"

[/T=nn] [/K] [/J]\n\n" "

/HD

diskette density).\n"

Informática\n"

"

Este programa formatea disquetes a una mayor capacidad y/o

/F

Fast and secure diskettes

-by default-

(5¼:820-1476K,

3½:984-1804K).\n"

velocidad de la\n" "

computer can be rebooted: really it will boot from hard disk

and after this\n"

printf("\n\n"

"

normal. Para que estos nuevos disquetes funcionen debe estar

/M

Formats diskettes up to maximum capacity (5¼:902-1558K,

instalado 2M en\n"

3½:1066-1886K).\n"

"

"

/N

Do not verify target diskette (dangerous in /M mode).\n"

"

/L

Sets diskette volume label (case sensitive).\n"

memoria. Alternativamente, si son de alta densidad se pueden

dejar dentro de\n" "

la unidad A: y reinicializar el ordenador,

/HD

/DD

/ED

"

Formateo en alta densidad (por defecto si 2MF no detecta

"

Fuerza el formateo en doble densidad (aunque 2MF quizá

/F

Tells 2MF not to make sound effects

/Z

Turn disk led

/R

Sets root entries number (1-240)

/T

Sets number of

/K

No initial pause before formatting

/J

No end pause

after formatting.\n"); }

Formatear disquetes de 3½-ED (3608K por defecto o 3772K

exit (1);

indicando /M).\n" "

/S

tracks (80-86).\n"

la detecte).\n" "

Automatic sequencing of labels (if specified one is

«flashing» off.\n"

la densidad).\n" "

"

duro y podrá acceder a los disquetes 2M sin problemas en

lectura/escritura.\n\n" "

/V

number terminated).\n"

todo del disco\n" "

"

que botará pese a

Disquetes rápidos y seguros -por defecto- (5¼:820-1476K,

}

3½:984-1804K).\n" "

/M

Formatear disquetes a la máxima capacidad (5¼:902-1558K, int Hay2m()

3½:1066-1886K).\n" "

/N

No verificar el disquete destino (peligroso en modo

/* devolver 1 si 2M está instalado */

{ int entrada, instalado=0;

/M).\n" "

Poner etiqueta de volúmen al disco destino (minúsculas

union REGS r; struct SREGS s;

/V

Etiqueta incremental en series de discos (si termina en

for (entrada=0xc0; (entrada<=0xff) && (!instalado); entrada++) {

/S

Funcionamiento silencioso

/L

permitidas).\n" "

r.x.ax=entrada << 8; s.es=0x1492; r.x.di=0x1992;

número).\n" "

/Z

int86x (0x2f, &r, &r, &s);

Evitar parpadeo de

if (r.x.ax==0xFFFF)

led de disco.\n" "

/R

Elegir nº ficheros raíz (1-240)

/T

Cambiar número de

/J

No realizar pausa

if ((peek(s.es,r.x.di-4)==9002) && (peek(s.es,r.x.di-2)==10787)) if (strstr (MK_FP(s.es, r.x.di),"2M:3.0")) instalado=1;

pistas (80-86).\n" "

/K

No realizar pausa inicial

if (strstr (MK_FP(s.es, r.x.di),"2MX:3.0")) instalado=1; }

final.\n");

return (instalado);

} }

else { printf("\n\n" " DISKETTES\n"

2MF 3.0 - STANDARD FORMAT UTILITY FOR 2M int Hay2mBoot()

/* devolver 1 si 2M instalado en modo SuperBOOT */

284


Significado de la tabla /M:

{

{SectLogPistaX, fichraiz, verFmt, flagWr, velpista0, velpistaX},

return (strstr(MK_FP(((unsigned) peek(0x40, 0x13) * 64), 4),

{sectpista0, GAP3pista0, primsectpista0, interleavepista0},

"2M-STV")!=NULL);

{Sectpreformat, GAP3pistaX, SectFisPistaX, sects numerados...},

}

{tamaños de sectores por orden...} */ int FdswapOn() /* devolver 1 si FDSWAP 1.1+ está instalado y activo */ if ((cmd.HD==2) && (TipoDrive(cmd.Unidad)>=4)) {

{ int entrada, instalado=0;

cmd.HD=0; tabla=0; tipo=0;


infofis[0][0][cmd.TipoFmt][0][4]=2;

/* 3½-DD a 250 Kbps */

infofis[0][0][cmd.TipoFmt][0][5]=2; }

for (entrada=0xc0; (entrada<=0xff) && (!instalado); entrada++) {

else if ((cmd.HD==3) && (TipoDrive(cmd.Unidad)>=4)) {

r.x.ax=entrada << 8; s.es=0x1492; r.x.di=0x1992; int86x (0x2f, &r, &r, &s);

cmd.HD=tipo=0;

if (r.x.ax==0xFFFF)

cmd.TipoFmt=1; tabla=2;

if ((peek(s.es,r.x.di-4)==9002) && (peek(s.es,r.x.di-2)==10787))

/* 3½-DD con 1148K */

} else {

if (strstr (MK_FP(s.es, r.x.di),":FDSWAP:")) instalado=1;

if (cmd.HD>1) cmd.HD=0;

}

tabla=cmd.HD+cmd.ED;

return ((instalado) && (peekb(s.es, peek(s.es,r.x.di-6)-1)==1));

/* seleccionar tabla de datos */

if (TipoDrive(cmd.Unidad)<3)

}

tipo=0;

/* 5¼ */

else tipo=1;

void CrearSector0 (Boot *s0, Parametros cmd)

/* 3½ */

}

{ unsigned tipo, tabla, i, j, k, m, t, s, tam, ini, fin, inc; char

id[8]="2M-STV00", ch, sum, far *p;

ch=1+cmd.HD;

struct

time h;

if (TipoDrive(cmd.Unidad)>2) ch+=2; if (!cmd.TipoFmt) ch+=4;

struct

date f;

if (cmd.ED) ch=10-cmd.TipoFmt; id[6]=(ch/10)+'0'; id[7]=(ch % 10)+'0'; strncpy (s0->IdSis, id, 8);

static unsigned char infofis [2][3][2][4][20] = {{{{{10,176,7,0,1,1},

{9,80,1,1},

{5,100,3,1,1} {{11,176,7,1,1,1}, {32,4,5,3,1,4,2,0}, {{{18,224,7,0,0,0},

{53,3,6,4,1,5,2,6,3}, {{{0,0,0,0,0,0},

{4,2,4,3,0}

{38,2,4,3,1,4,2}, {{{{12,192,7,0,2,1},

{38,5,6,3,1,4,2,0,0}, {{{22,224,7,0,0,0},

{17,25,1,2}, {4,4,2,4,4,3}

{64,3,7,4,1,5,2,6,3,7}, {{{44,240,7,0,3,3},

s0->SectCluster = s0->SectReserv = 1;

/* 5¼-HD

/F */

/*

/M */

if (!cmd.FichRaiz) s0->FichRaiz=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][0][1]; else /* no usado

{9,80,1,1}, {4,3,4,4}

*/

if (cmd.FichRaiz % 16) s0->FichRaiz=((cmd.FichRaiz >> 4) + 1) << 4;

/* 3½-DD /D1 */

s0->FichRaiz=cmd.FichRaiz; /* 3½-DD

/F */

/*

/M */

if (ch==6)

}, {9,80,1,1}, {4,2,4,4,0,0}

else

}}},

{9,80,1,1},

s0->MediaId=0xF0;

/* compatible SCANDISK */

else

}},

{19,70,1,1},

s0->NumFats=2;

if (cmd.ED) s0->SectCluster=2;

},

s0->MediaId=0xFA;

/* compatible SCANDISK */

/* 3½-HD

/F */

/*

/M */

/* 3½-ED

/F */

s0->NumSect=cmd.Pistas*s0->Caras*s0->SectPista;

/*

/M */

j = 3 * (s0->NumSect - (s0->FichRaiz>>4) - 1);

}, {19,70,1,1}, {4,4,4,4,4,3,2}

s0->SectPista=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][0][0]; s0->Caras=2;

}},

{36,108,1,1},

{11,126,4,1,2} {{46,240,7,1,3,3},

s0->BytesSect=512;

}},

{0,0,0,0},

{11,40,3,1,2} {{23,224,7,1,0,0},

/M */

},

{6,100,3,1,1} {{13,192,7,1,2,1},

/* }},

{16,60,1,1},

{0,0,0,0,0}, {{14,192,7,1,2,1},

/F */

}, {9,80,1,1},

{9,50,3,1,2} {{19,224,7,1,0,0},

/* 5¼-DD

}, {36,108,1,1},

k = 6 + 1024 * s0->SectCluster;

{127,5,12,1,7,2,8,3,9,4,10,5,11,6,12}, {4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,3}

}}}};

/* Significado de la tabla /F:

s0->SectFat = j/k; if (j % k) s0->SectFat++;

s0->Unidad = s0->Reservado = 0; s0->Especiales = s0->Sect32 = 0L;

{SectLogPistaX, fichraiz, verFmt, flagWr, velpista0, velpistaX},

s0->Flag=0x29; randomize();

{sectpista0, GAP3pista0, primsectpista0, interleavepista0},

for (i=0; i<4; i++)

{SectFisPistaX, GAP3pistaX, tamsectpistaX, /X, /Y}

s0->NumSerie = (s0->NumSerie<<8) | (unsigned char) random(32767);

284


ini=fin; s0->OffsetListaTam=ini; if (!s0->FlagWr)

if (cmd.Tipoetiq)

for (i=0; i
strncpy (s0->Titulo, cmd.Volumen, 11);

s0->Salto[ini+i]=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][2][2];

else strncpy (s0->Titulo, "NO NAME

else

", 11);

for (i=0; iTipoFat, "FAT12

s0->Salto[ini+i]=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][3][i];

", 8);

fin=ini+k; s0->VersionFmt=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][0][2]; s0->FlagWr=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][0][3];

ini=fin; s0->OffsetJmp=ini;

s0->VelPista0=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][0][4];

s0->Salto[0]=0xE9;

s0->VelPistaX=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][0][5];

s0->Salto[1]=(ini-3) % 256; s0->Salto[2]=(ini-3) >> 8;

s0->Flags=1;

if (cmd.HD == 0) {

/* Fecha y hora de formateo almacenada */

p=(char far *) &BootDDPrg; k=BootDDPrgLong; }

gettime (&h); getdate (&f);

else {

s0->FechaF=((f.da_year-1980)<<9) | (f.da_mon<<5) | f.da_day;

p=(char far *) &BootHDPrg; k=BootHDPrgLong; }

s0->HoraF=(h.ti_hour<<11) | (h.ti_min<<5) | (h.ti_sec>>1);

tam=BOOT2M; /* lo que precede a la primera tabla */

for (i=0; (iSalto[ini+i]=*p++;

s0->OffsetPista0=tam;

fin=ini+i;

s0->Resto[0]=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][1][0]; s0->Resto[1]=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][1][1];

for (i=fin; i<510; i++) s0->Salto[i]=0;

ch=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][1][2];

if (fin<497) strncpy (&s0->Salto[496], "Made in Spain", 13);

inc=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][1][3];

s0->Salto[509]=0; s0->Salto[510]=0x55; s0->Salto[511]=0xAA;

ini=tam+2; fin=ini+s0->Resto[0]; k=0; for (sum=0, j=64; jSalto[j]; /* checksum */

for (i=j=0; jResto[0]; j++) {

s0->CheckSum=-sum;

s0->Salto[ini+i]=ch++; if (ch>s0->Resto[0]) ch=1; }

i+=inc; if (ini+i>=fin) i=++k; }

ini=fin; s0->OffsetPistaX=ini;

void DetectaMedio (Parametros *cmd, Boot *sector0)

if (!s0->FlagWr) {

{

k=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][2][0]; j=5;

int sg;

for (i=0; iSalto[ini+i]=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][2][i];

/* simular cambio de disco para inicialización plena de 2M */

if (cmd.X!=-1) s0->Salto[ini+3]=cmd.X; biosdsk (5, cmd->Unidad, 0, 0, 0xFF, 0x7F, NULL);

if (cmd.Y!=-1) s0->Salto[ini+4]=cmd.Y; }

/* hacer reset */

else { k=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][2][2]; j=(k+1)*3;

biosdsk (0, cmd->Unidad, 0, 0, 0, 0, NULL);

for (i=0; i<3; i++) s0->Salto[ini+i]=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][2][i];

for (sg=0; sg<2; sg++) {

m=129;

if (sp)

for (i=3; i<=k*3; i+=3) {

printf("\r

s0->Salto[ini+i]=m; s=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][2][i/3+2];

Determinando

densidad

del

disquete...

media

density...

"); else

s0->Salto[ini+i+1]=s;

printf("\r

t=infofis[tipo][tabla][cmd.TipoFmt][3][s-1];

Detecting

diskette

");

switch (t) { case 0: m+=1;

break;

case 1: m+=2;

break;

case 2: m+=3;

break;

case 3: m+=6;

break;

case 4: m+=11; break;

case 5: m+=22; break;

}

printf("\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b");

if (TipoDrive(cmd->Unidad)==2) /* en 5¼ intento pacífico */ { cmd->HD=1; sg=2;

s0->Salto[ini+i+2]=t;

sg=biosdsk (0, cmd->Unidad, 0, 0, 0, 0, NULL);

}

sg=biosdsk (2, cmd->Unidad, 0, 0, 1, 1, (void *) sector0);

} if (cmd.G!=-1) s0->Salto[ini+1]=cmd.G; fin=ini+j;

if (sg==6) /* cambio de disco */ sg=biosdsk (2, cmd->Unidad, 0, 0, 1, 1, (void *) sector0); if (sg) break; if ((peekb (0x40, 0x8B) >> 6)!=0) cmd->HD=0; break;

284


else

}

printf("\r

WARNING: Undocumented /W switch activated!\n");

cmd->ED=0; cmd->HD=1; if ((sg=ValeDensidad (sector0, cmd))==0) break;

/* vale HD */

if ((sg==3) || (sg==6) || (sg==128)) break;

if ((cmd->X!=-1) || (cmd->Y!=-1)) if (sp)

if (kbhit()) if (getch()==27) break;

printf("\r

/* error */

AVISO: ¡Parámetro indocumentado /X ó /Y activo!\n");

else

cmd->HD=0; if (!ValeDensidad (sector0, cmd)) break;

printf("\r

/* vale DD */

WARNING:

Undocumented

/X

or

/Y

switch

activated!\n");

cmd->HD=1; if (kbhit()) if (getch()==27) break; cmd->HD=2; if (!ValeDensidad (sector0, cmd)) break;

/* vale D0 */

if (sp) printf("\r

cmd->HD=1; if (kbhit()) if (getch()==27) break;

Formateo de disquete ");

else

cmd->ED=1; if (!ValeDensidad (sector0, cmd)) break;

printf("\r

/* vale ED */

Formatting ");

cmd->HD=1; cmd->ED=0; if (kbhit()) if (getch()==27) break; switch (TipoDrive (cmd->Unidad)) {

} }

case 2:

printf("%s", cmd->HD==1?"5¼-1.2M":"5¼-360K");

case 4:

printf("%s", cmd->HD==1?"3½-1.44M":"3½-720K"); break;

break;

default: if (cmd->ED) printf("3½-2.88M"); else printf("%s", cmd->HD==1?"3½-1.44M":"3½-720K");

int ValeDensidad (Boot *sector0, Parametros *cmd) }

{ CrearSector0 (sector0, *cmd); biosdsk (0, cmd->Unidad, 0, 0, 0, 0, NULL); biosdsk (5, cmd->Unidad, 0, 0, 0, 0x7F,

if (sp) printf(" en %c: con %dK

return (biosdsk (2, cmd->Unidad, 0, 0, cmd->HD==1?15:cmd->ED==1?36:9, 1,

\n",

cmd->Unidad+'A', sector0->NumSect>>1);

(unsigned char far *) sector0); else

printf(" diskette on %c: with %dK

\n",

cmd->Unidad+'A', sector0->NumSect>>1);

(unsigned char far *) sector0)); }

for (i=0; i
/* poner a 0 la futura FAT */

fat[0]=sector0->MediaId; fat[1]=fat[2]=0xFF; int FormatearDisco (sector0, fat, buffer, cmd, bytes_def, segundos) Boot

for (i=0; i < ((unsigned long) MAXSECT <<9); i++) buffer[i]=0;

*sector0;

unsigned char far *fat; unsigned char far *buffer;

cilindros=sector0->NumSect/(sector0->SectPista*sector0->Caras);

Parametros *cmd;

spista=sector0->SectPista; *bytes_def=0L;

long

*bytes_def;

int

*segundos;

fases=1L*cilindros*sector0->Caras*(1+(1-cmd->NoVerify)+sector0->FlagWr); fase=0L;

{ unsigned long dir, tiempo, rest, tini, hist[86], i, fase, fases; int

cilindros, cilindro, cabezal, intento, error=1, spista, t;

tini=*cbios; for (cilindro=0; cilindro < cilindros ; cilindro++) { for (cabezal=0; cabezalCaras; cabezal++) {

if (cmd->G!=-1)

for (intento=0; intento<3; intento++) {

if (sp) printf("\r

AVISO: ¡Valor de GAP alterado con opción /G!\n");

if (sp) printf("\r

else printf("\r

Cilindro %2d - Cara %d

[F-]

%3lu%%",

cilindro, cabezal, fase*100/fases);

WARNING: GAP value modified with /G switch!\n"); else

printf("\r

if (cmd->HD>1)

Cylinder %2d - Side %d

[F-]

%3lu%%",

cilindro, cabezal, fase*100/fases);

if (sp) printf("\r

AVISO: ¡Parámetro indocumentado /D%d activo!\n",

cmd->HD-2);

if (error) biosdsk (0, cmd->Unidad, 0, 0, 0, 0, NULL); t=0; while (bioskey(1)) t=bioskey(0); if ((t & 0xFF)==0x1B) { error=1; goto AbortFormat; }

else printf("\r

else if ((t==0x1000) && (cilindro>1)) goto FinFormat;

WARNING: Undocumented /D%d switch activated!\n",

cmd->HD-2);

error=biosdsk (5, cmd->Unidad, cabezal, cilindro,

if (cmd->MarcaPoco)

0x7F,

(unsigned

char

far

if (sector0->FlagWr==1) if (!error && (cilindro | cabezal)) {

if (sp) printf("\r

0,

sector0);

AVISO: ¡Parámetro indocumentado /W activo!\n");

printf ("\b\b\b\b\b\b\b\b\bI-]

%3lu%%",(fase+1)*100/fases);

*)

284


error=biosdsk (3, cmd->Unidad, cabezal | 0x80,

{ unsigned long st, ua, bt;

cilindro, 1, spista, buffer); } if (!error&&(!cmd->NoVerify||(cmd->NoVerify && cilindro<2))) { printf ("\b\b\b\b\b\b\b\b\b-V]

int

cilindros;

char

label[12];

%3lu%%", st = s0->NumSect - s0->NumFats * s0->SectFat

(fase+1+sector0->FlagWr)*100/fases);

- s0->SectReserv - (s0->FichRaiz>>4);

error=biosdsk (2, cmd->Unidad, cabezal,

ua = st / (unsigned long) s0->SectCluster;

cilindro, 1, spista, buffer);

bt = st*512L;

} cilindros=s0->NumSect/(s0->SectPista*s0->Caras);

if (!error) break; }

strncpy (label, s0->Titulo, 11); label[11]=0;

if (error) if ((error==128) || (error==3) || (error==6)) goto AbortFormat;

if (sp) {

/* error fatal */

printf ("\r

else

Tiempo transcurrido formateando %2d:%02d\n",

tiempo/60, tiempo % 60);

if (!MarcaFat(cmd->Unidad, cmd->MarcaPoco, sector0,

printf ("

cilindro, cabezal, fat, buffer, bytes_def))

Volúmen con número de serie %04X-%04X",

(int) (s0->NumSerie >> 16), (int) s0->NumSerie);

goto AbortFormat; /* error en áreas del sistema */

if (strstr(label, "NO NAME

fase+=(1+(1-cmd->NoVerify)+sector0->FlagWr);

")==NULL)

printf (" y etiqueta %11s\n", label);

}

else

hist[cilindro]=*cbios;

printf("\n");

tiempo=(*cbios-tini)*10/182; printf("

printf ("%9d ficheros permitidos en el raíz.\n",

[%2lu:%02lu ]", tiempo/60, tiempo % 60);

s0->FichRaiz);

if (cilindro>5) { rest=(*cbios-hist[cilindro-5])*(cilindros-cilindro)*10/910;

printf ("%9d unidades de asignación.\n", ua);

printf("\b+%2lu:%02lu =%2lu:%02lu ]", rest/60, rest % 60,

printf ("%9d bytes por unidad de asignación.\n", s0->SectCluster*512);

(tiempo+rest)/60, (tiempo+rest) % 60);

printf ("%9lu bytes totales en el disco.\n", bt);

}

printf ("%9lu bytes en sectores defectuosos.\n", bd);

if (!error && (cilindro>79)) /* verificar siempre aquí */ { error=biosdsk (2, cmd->Unidad, 0, cilindro-1, 1, spista, buffer);

printf ("%9lu bytes disponibles en el disco.\n", bt-bd);

if (error) { /* no soportadas tantas pistas */

if (cilindros!=cmd->Pistas) printf("

cilindros=cilindro; cilindro-=2;

Aviso: formateado con %dK (esta unidad sólo"

" soporta %d pistas).\n", s0->NumSect>>1, cilindros);

biosdsk (0, cmd->Unidad, 0, 0, 0, 0, NULL); }

}

else {

}

printf ("\r

}

Time elapsed in the process %2d:%02d\n",

tiempo/60, tiempo % 60); printf ("

if (cmd->Pistas!=cilindros) { /* no soportadas tantas pistas */

Volume serial number is %04X-%04X",

(int) (s0->NumSerie >> 16), (int) s0->NumSerie);

t=cmd->Pistas; cmd->Pistas=cilindros;

/* nº pistas correcto */

CrearSector0 (sector0, *cmd);

/* sector de arranque final */

cmd->Pistas=t;

/* restaurar parámetro */

if (strstr(label, "NO NAME

")==NULL)

printf (" labeled %11s\n", label); else printf("\n");

}

printf ("%9d file capacity of root directory.\n", s0->FichRaiz);

FinFormat: error=InicializaDisco(cmd->Unidad, sector0, fat, buffer);

printf ("%9d total clusters on disk.\n", ua); AbortFormat: printf("\r"); for (i=0; i<79; i++) printf(" ");

printf ("%9d bytes per cluster.\n",

*segundos=(*cbios-tini)*10/182;

printf ("%9lu total bytes on disk.\n", bt);

s0->SectCluster*512);

printf ("%9lu bytes on bad sectors.\n", bd); printf ("%9lu bytes available on disk.\n", bt-bd);

return (error);

if (cilindros!=cmd->Pistas)

}

printf("

Note: formatted with %dK (this drive supports"

" only %d tracks).\n", s0->NumSect>>1, cilindros); }

void InformeDisco (s0, cmd, bd, tiempo) Boot *s0;

}

Parametros *cmd; long bd; int tiempo;

void IncrementarEtiqueta (Parametros *cmd)

284


unsigned char far *fat;

{


int j=10;

long

*bytes_mal;

{

while ((cmd->Volumen[j]==' ') && j) j--;

unsigned malclus, i, ini, tamsys; while (j) tamsys = sector0->NumFats*sector0->SectFat+(sector0->FichRaiz>>4)+1;

if ((cmd->Volumen[j] >= '0') && (cmd->Volumen[j] <= '8')) { cmd->Volumen[j]++;

for (i=1; i<=sector0->SectPista; i++) {

break;

ini=(cil*sector0->Caras+cab)*sector0->SectPista+i-1;

}

if (modosuave)

else if (cmd->Volumen[j] == '9') {

malclus=biosdsk (2, unidad, cab, cil, i, 1, buffer);

cmd->Volumen[j]='0';

else

j--;

malclus=1;

}

/* por defecto marcar la pista entera */

if (malclus) {

else break;

if (ini
}

/* error en áreas del sistema */

*bytes_mal+=sector0->SectCluster*512L; ini-=tamsys; ini=ini/sector0->SectCluster+2; if (ini % 2) { /* posición impar */

void DiagnosticoError (int codigo)

fat [ini*3/2] = fat [ini*3/2] & 0x0F | 0x70;

{

fat [ini*3/2+1] = 0xFF;

if (sp) {

}

switch (codigo) { case 1:

printf("\r

else {

Formateo interrumpido por el usuario.");

case 2:

printf("\r

fat [ini*3/2+1] = fat [ini*3/2+1] & 0xF0 | 0x0F;

La densidad seleccionada es incorrecta.");

}

break; case 3:

/* posición par */

fat [ini*3/2] = 0xF7;

break;

printf("\r

ini=0x7FFF;

Disquete protegido contra escritura.");

}

break; }

case 6: case 128: printf("\r

default:

return (ini>=tamsys);

Unidad no preparada (¿puerta abierta?)."); }

break; printf("\r

Anomalía

general:

¿densidad

incorrecta?."); int TipoDrive (int unidad)

break;

{

}

union REGS r;

} else {

r.h.ah=8; r.h.dl=unidad;

switch (codigo) { case 1:

printf("\r

int86 (0x13, &r, &r);

Format aborted by user.");

break; case 2:

printf("\r

return ((unsigned char) r.h.bl);

Selected density is incorrect."); }

break; case 3:

printf("\r

Diskette is write-protected.");

break; InicializaDisco (unidad, sector0, fat1, buffer)

case 6: case 128: printf("\r

Drive not ready (door open?).");

break; default:

printf("\r

General failure: incorrect density?.");

int

unidad;

Boot

*sector0;

unsigned char far *fat1; unsigned char far *buffer;

break;

{

}

unsigned char far *p;

} printf("

int

\n");

sectpista0=sector0->Salto[sector0->OffsetPista0], spraiz=sector0->SectFat*2+1,

}

error;

int

MarcaFat

(unidad,

modosuave,

bytes_mal) Boot

*sector0;

int

unidad, modosuave, cil, cab;

sector0,

cil,

cab,

fat,

buffer,

Root

raiz;

struct

time h;

struct

date f;

memset (buffer, 0, (unsigned long) MAXSECT << 9);

284


{

memset (&raiz, 0, sizeof (raiz));

int frec1=50, frec2=6000; if (strstr(sector0->Titulo, "NO NAME

")==NULL) {

strncpy (raiz.Etiqueta, sector0->Titulo, 11);

SonidoOn();

raiz.Tipo=8;

while (frec1<5000) {

gettime (&h); getdate (&f);

Sonido (frec1); PicoRetardo(); Sonido (frec1+1000); PicoRetardo();

raiz.Fecha=((f.da_year-1980)<<9) | (f.da_mon<<5) | f.da_day;

Sonido (frec2); PicoRetardo(); Sonido (frec2-1000); PicoRetardo(); frec1+=10; frec2-=10;

raiz.Hora=(h.ti_hour<<11) | (h.ti_min<<5) | (h.ti_sec>>1); }

}

SonidoOff(); }

p=buffer; memcpy (p, sector0, 512);

/* BOOT físico */

p+=512; memcpy (p, fat1, sector0->SectFat*512);

/* FAT1 (la 2 emulada) */

memcpy (p, sector0, 512);

void SonidoOn() {

p+=sector0->SectFat<<9;

disable(); outportb (0x61, inportb (0x61) | 3); enable();

/* BOOT virtual */

outportb (0x43, 182);

if (sector0->SectPista>=15) /* HD */ {

memcpy (p, &Boot2mCode, Boot2mLong);

/* preparar canal 2 */

}

p+=512; /* código SuperBOOT */

} void SonidoOff()

p=buffer+(spraiz<<9); memcpy (p, &raiz, sizeof(raiz));

/* 1ª entrada ROOT */

{ disable(); outportb (0x61, inportb (0x61) & 0xFC); enable();

biosdsk (0, unidad, 0, 0, 0, 0, NULL);

}

error=biosdsk(3, unidad, 0x80, 0, 1, sectpista0, buffer); if (!error) error=biosdsk(3, unidad, spraiz/sector0->SectPista, 0, (spraiz % sector0->SectPista) + 1, 1, &buffer[spraiz*512]);

void Sonido (int frecuencia) { unsigned periodo;

return (error); }

periodo=1193180L/frecuencia; outportb (0x42, periodo & 0xFF); void SonidoSube()

outportb (0x42, periodo >> 8);

}

{ int frec=50; int EsperarCambioDisco (int disquetera, int flash) SonidoOn(); while (frec<5000) { Sonido (frec); PicoRetardo(); Sonido (frec+1000); PicoRetardo();

{ int

i, unidad;

long

hora, iter;

frec+=10; }

unidad=disquetera;

SonidoOff();

if (FdswapOn()) unidad^=1;

/* unidades intercambiadas por FDSWAP */

} while (kbhit()) (void) getch();

void SonidoBaja()

/* limpiar buffer teclado */

pokeb(0x40,0x3F, peekb(0x40, 0x3F) & 0xF0); /* "motores apagados" */

{ int frec=6000;

do {

/* esperar que retiren el disquete */

hora=*cbios+5; SonidoOn();

while (*cbios
while (frec>1050) {

outportb (FD_DOR, (1<<(unidad+4)) | unidad | 4+8);

Sonido (frec); PicoRetardo(); Sonido (frec-1000); PicoRetardo();

i=inportb (FD_DIR);

frec-=10;

outportb (FD_DOR, unidad | 4+8);

} SonidoOff();

/* encender */

/* leer línea de cambio */ /* apagar motor */

i = (i >> 7) | kbhit(); } while (!i);

} if (flash) iter=2000000000L; void SonidoError()

else

/* intento de bajar la línea de cambio */

284


{

iter=8L; while (i && !kbhit()) {

/* no esperando más de 440 ms */ int

/* y parpadeo del LED */

i=0, rd;

long t;

hora=*cbios+6; pokeb (0x40, 0x40, 0xFF);

/* para BIOS pelmas no estándar */

outportb (FD_DOR,(1<<(unidad+4)) | unidad | 4+8);

do {

/* encender */

i++; t=*cbios;

pokeb(0x40,0x3F, peekb(0x40, 0x3F) | (1<
while ((t==*cbios) && ((rd=inportb(FD_STATUS)>>7)==0));

posicionar (unidad, 1);

} while ((i<8) && !rd);

while ((*cbios> 7;

if (rd) return (inportb (FD_DATA)); else return (-1);

/* leer línea de cambio */

/* fallo */

}

if (i && !iter) { outportb (FD_DOR, unidad | 4+8);

/* apagar motor */

pokeb(0x40,0x3F, peekb(0x40, 0x3F) & 0xF0); hora+=12;

void EsperarInt()

while ((*cbios
{ int

}

/* Esperar interrupción no más de 2 seg. */

i=0;

long t;

if (iter) iter--; }

do { i++; t=*cbios;

/* simular cambio de disco para anular efecto de bajada de línea */

while ((t==*cbios) && !(*irq6 & 0x80)); } while ((i<37) && !(*irq6 & 0x80));

biosdsk (5, disquetera, 0, 0, 0xFF, 0x7F, NULL); /* función de 2M */

*irq6=*irq6 & 0x7F;

/* 3 segundos para detención del motor */ } pokeb (0x40, 0x40, 54); return (kbhit()?(getch() & 0xFF)!=0x1B:1);

void CardWare (char *nfich, int discos)

}

{ int void posicionar (int unidad, int cilindro)

/* mover cabezal */

fich, aviso=0, lcad, valor=CARDWARE;

struct

ftime fechahora;

unsigned char

{

contador,

outfdc (0xF);

/* comando 'Seek' */

chk[10],

outfdc (unidad);


cmp[]="Cnt", num[]="000";

outfdc (cilindro);

EsperarInt();


outfdc (8);


lcad=strlen(cmp)+1; if ((fich=open(nfich, O_BINARY | O_RDWR))==-1) return; if (getftime (fich, &fechahora)==-1)

{ close(fich); return; }

if (lseek (fich, -lcad, SEEK_END)==-1) { close(fich); return; } (void) infdc();

if (read (fich, chk, lcad)==-1)

(void) infdc();


chk[lcad-1]=0;

}

if (strcmp(chk, cmp)) /* contador no inicializado */ { write (fich, cmp, lcad); void outfdc (unsigned char dato)

/* enviar byte al FDC */

{

/* no esperando más de 440 ms */ int

i=0, rd;

long t;

if (discos) discos--; } if (lseek (fich, -1L, SEEK_END)==-1)


if (read (fich, &contador, 1)==-1)


contador+=discos; if (contador >= CARDWARE) {

do { i++; t=*cbios;

contador-=CARDWARE;

while ((t==*cbios) && ((rd=inportb(FD_STATUS)>>7)==0));

if (contador > (CARDWARE>>1)) /* posible fallo extraño */ contador=CARDWARE>>1;

} while ((i<8) && !rd);

aviso++; if (rd) outportb (FD_DATA, dato); }

/* avisar (si se puede actualizar 2MF.EXE) */

} if (lseek (fich, -1L, SEEK_END)==-1)


if (write (fich, &contador, 1)==-1)


flushall(); int infdc()

/* leer byte del FDC */

setftime (fich, &fechahora);

284


textcolor

close (fich);

(LIGHTCYAN);

cputs

("very

happy");

textcolor (LIGHTRED); cputs (" with you");

num[0]=valor / 100 +'0'; valor%=100; num[1]=valor / 10

gotoxy (15,13); cputs ("and within next "); cputs (num); cputs("

+'0'; valor%=10;

ones I will thank you again.");

num[2]=valor+'0';

gotoxy (15,15); textcolor (LIGHTGREEN); cputs ("Good luck!"); textcolor (WHITE);

if (aviso)

gotoxy (1,16);

if (sp) {

}

clrscr(); }

textcolor (LIGHTCYAN + BLINK); textbackground (BLUE); gotoxy (27, 5); cputs(" ¡¡AVISO MUY IMPORTANTE!! "); textcolor (LIGHTRED); textbackground (BLACK);

int HablaSp()

gotoxy (15,7);

{

cputs ("Esta copia de 2MF ya ha formateado "); textcolor

(YELLOW);

cputs

(num);


textcolor

char info[64];

(LIGHTRED);

int i, idioma, spl[]={54, 591, 57, 506, 56, 593, 503, 34, 63, 502,

cputs (" disquetes."); gotoxy (15,8);

cputs ("Recuerda que 2M es un programa textcolor

(LIGHTGREEN);

cputs

504, 212, 52, 505, 507, 595, 51, 80, 508, 598, 58, 3, 0};

");

("CardWare"); idioma=0;

textcolor (LIGHTRED); cputs (". gotoxy (15,9);

cputs ("no has enviado tu

if (_osmajor>=3) {

");

(LIGHTMAGENTA);

cputs

r.x.ax=0x3800; s.ds=FP_SEG(info); r.x.dx=FP_OFF(info);

("tarjeta

intdosx (&r, &r, &s);

postal"); textcolor (LIGHTRED); cputs (" (15,10);

cputs


Si aún");

textcolor

gotoxy


al

autor,

("deberías

i=0; while (spl[i++]) if (spl[i-1]==r.x.bx) idioma=1;

no"); continuar

utilizando

}

estos

discos."); gotoxy (15,12); cputs ("Si ya la has enviado,

return (idioma);

estoy ");

textcolor (LIGHTCYAN); cputs ("muy contento");

}

textcolor (LIGHTRED); cputs (" contigo"); gotoxy (15,13); cputs ("y dentro de otros "); cputs (num);

###################################################################

cputs(" volveré a felicitarte."); gotoxy (15,15); textcolor (LIGHTGREEN); cputs ("¡Suerte!"); textcolor (WHITE);

;┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐

gotoxy (1,16);

;│

}

;│

else {

;│

│ █████ █

█ █▀▀▀▀ █

█ ██ ██ █

█

█ ▀▀█▀▀ ▀▀█▀▀ █

│

█

█

│

clrscr();

;│

█████ █ █ █ █▀▀

█▀█

█

█

│

textcolor (LIGHTCYAN + BLINK); textbackground (BLUE);

;│

█

█

█ █

█

█

█

│

gotoxy (27, 5);

;│

█████ █

█ █

█

█

│

cputs(" ¡¡VERY IMPORTANT NOTICE!! ");

;│

textcolor (LIGHTRED); textbackground (BLACK);

;│

gotoxy (15,7);

;│

cputs ("This 2MF program has already formatted

"); textcolor

(YELLOW);

cputs

(num);

textcolor

(LIGHTRED);

gotoxy (15,8);

("CardWare");

cputs ("

program.

(LIGHTMAGENTA);

");

cputs

("postcard");

algunas funciones ASM de utilidad.

│ │ │

Proceso:

│

;│ TASM

2MFKIT

/m5 /mx

cputs (" cputs

│ El fichero 2MFBOOT.DB que se carga con INCLUDE debe obtenerse

│

;│

previamente a partir de 2MFBOOT.ASM con ayuda de 2MFBMAKE.BAS

│ │

;└───────────────────────────────────────────────────────────────────┘

to the author,"); ("you

musn't

continue

on

using

this _DATA

diskettes."); gotoxy (15,12); cputs ("If you have send it yet,

│

;│

;│

textcolor (LIGHTRED);

(15,10);

│

;│

;│

If you");

cputs ("haven't send still your textcolor

gotoxy

│

;│

textcolor (LIGHTRED);

gotoxy (15,9);

│

los disquetes, sectores de arranque de los mismos y

cputs ("Remember that 2M is a

cputs

│

;│

;│

(LIGHTGREEN);

│ FICHERO CON CODIGO ENSAMBLADOR LINKABLE CON 2MF.C

Código de 2M que será almacenado en los sectores de

cputs (" disks.");

textcolor

█ ▄▄█▄▄

;│

;│ ");

█

I'm ");

SEGMENT WORD PUBLIC 'DATA' ASSUME

CS:_DATA, DS:_DATA

284


LES

BX,DWORD PTR [BP+18]

PUBLIC

_Boot2mCode, _Boot2mLong

MOV

SI,"2M"

PUBLIC

_biosdsk,

RETF

PUBLIC

_BootHDPrg, _BootHDPrgLong

PUBLIC

_BootDDPrg, _BootDDPrgLong

_PicoRetardo, _NuevaInt24 bdsk_ret:

; ejecutar INT 13h

POP

DI

POP

SI

POP

ES

; ------------ Código 2M para grabar en los 5 sectores ocultos de los

POP

BP

;

MOV

AL,AH

MOV

AH,0

disquetes de alta densidad al formatear.

_Boot2mCode:

INCLUDE 2MFBOOT.DB

_Boot2mLong

DW

; resultado

RET

$-OFFSET _Boot2mCode

_biosdsk

ENDP

; ------------ Sectores de arranque de los disquetes 2M.

; ------------ Pequeño retardo de medio milisegundo.

_BootHDPrg:

_PicoRetardo

INCLUDE 2MBOOTHD.INC

_BootHDPrgLong DW

$-OFFSET _BootHDPrg

PROC

FAR

PUSH

AX

PUSHF _BootDDPrg:

INCLUDE 2MBOOTDD.INC

_BootDDPrgLong DW

$-OFFSET _BootDDPrg

POP

AX

OR

AH,70h

PUSH

AX

; ------------ Rutina de acceso a disco vía BIOS. No se utiliza la

POPF

;

función biosdisk() del compilador porque en algunas

PUSHF

;

versiones del mismo hace tonterías que no debe. Así,

POP

AX

;

además, se puede llamar a INT 13h con CALL (bueno,

AND

AH,0F0h

;

con RETF) para que dentro de WINDOWS 2MF /M no de

CMP

AH,0F0h

;

problemas; además, la función de formateo de 2M

JE

xt

;

requiere SI="2M" al llamar.

MOV

CX,33

IN

AL,61h

_biosdsk

PROC

FAR

AND

AL,10h

PUSH

BP

CMP

AL,AH

MOV

BP,SP

JE

wrf

PUSH

ES

MOV

AH,AL

PUSH

SI

LOOP

wrf

PUSH

DI

POP

AX

wrf:

PUSHF

xt:

CS

LEA

AX,bdsk_ret

PUSH

AX

XOR

AX,AX

MOV

ES,AX

PUSH

ES:[13h*4+2]

PUSH

ES:[13h*4]

MOV

AH,[BP+6]

MOV

DL,[BP+8]

MOV

DH,[BP+10]

MOV

CH,[BP+12]

MOV

CL,[BP+14]

MOV

AL,[BP+16]

; 18Έ1193180*33*1000 = 0.5 ms

; esperar pulso refresco memoria

RET

; estructura para futuro IRET

PUSH

; ¿es PC/XT?

_PicoRetardo

ENDP

; ------------ Nuevo gestor de errores críticos.

_NuevaInt24

PROC MOV

; INT 13h -> pila

AL,3

; error en la función DOS invocada.

IRET _NuevaInt24

ENDP

_DATA

ENDS

END

12.6.7.5 - UN PROGRAMA PARA MEDIR EL RENDIMIENTO DE LOS DISQUETES. En las páginas donde se describía el funcionamiento de 2M aparecía una tabla con los tiempos cronometrados de un COPY de múltiples ficheros, desde y hacia un disquete en los formatos de disco más comunes. Sin embargo, resulta interesante conocer la velocidad real del sistema de disco cuando éste es utilizado óptimamente: acceso a múltiples pistas completas y consecutivas en el disco. Los buenos programas de copia de discos, que leen de un golpe todas las pistas consecutivas que pueden antes de guardarlas en un fichero auxiliar (o que las almacenan en EMS ó XMS), dependerán de la velocidad que sea capaz de dar el formato de

284


disco empleado, ya que las disqueteras giran a una velocidad fija en todos los ordenadores. Si pierden tiempo entre pista y pista (tal vez por escribirlas en el fichero auxiliar una por una) la velocidad obtenida podría dividirse por dos, al intentar pillar el primer sector de la siguiente pista justo cuando acaba de pasar de largo por delante del cabezal. ┌────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Velocidad máxima teórica sin

│

│ considerar tiempos de acceso

├───────────────┬───────────────┬───────────────┬───────────────┬───────────────┤

│ pista-pista ni el porcentaje

│

│ de superficie magnética

que

├───────┬───────┼───────┬───────┼───────┬───────┼───────┬───────┼───────┬───────┤

pista.

│ Lect. │ Escr. │ Lect. │ Escr. │ Lect. │ Escr. │ Lect. │ Escr. │ Lect. │ Escr. │

│ se aprovecha en cada

│

Velocidad real en Kb/seg estimada por 2M-FDTR (nivel BIOS).

FORMAT

│ FDFORMAT (**) │ FDFORMAT (***)│

2MF 3.0 /F

│

2MF 3.0 /M

│

┌───────┼────────────────────────────────┼───────┴───────┼───────┴───────┼───────┴───────┼───────┴───────┼───────┴───────┤ │ 5¼-DD │

36,62

Kb/seg

(300 Kbit/seg) │ 18.16

18.16 │ 22.11

22.12 │ 25.00

25.00 │ 25.04

25.00 │ 16.49

16.49 │

│ 5¼-HD │

61,03

Kb/seg

(500 Kbit/seg) │ 30.13

30.13 │ 39.73

39.73 │ 25.26

25.23 │ 46.33

46.33 │ 28.50

28.47 │

│ 3½-DD │

30,52

Kb/seg

(250 Kbit/seg)*│ 15.05

15.05 │ 19.32

19.32 │ 21.78

21.75 │ 25.72

25.76 │ 16.25

16.25 │

│ 3½-HD │

61,03

Kb/seg

(500 Kbit/seg) │ 30.14

30.14 │ 39.58

39.53 │ 24.79

24.79 │ 48.49

48.50 │ 28.74

28.77 │

└───────┴────────────────────────────────┴───────────────┴───────────────┴───────────────┴───────────────┴───────────────┘ (*) 2M emplea 300 Kbit/seg (no es compatible con controladoras de doble densidad de PC/XT). (**) Usando el formato estándar del DOS (360-720-1.2-1.44) y los parámetros /X e /Y adecuados. (***) Formatos de máxima capacidad soportados (820-1.48-1.72) y los parámetros /X e /Y adecuados.

Con objeto de uniformizar los índices, el siguiente programa de ejemplo realiza la lectura y escritura completa de un disco (en este último caso, si no contenía datos, ya que se estropearían) llamando a la BIOS. La primera versión del programa empleaba el DOS (funciones absread() y abswrite() del C) y obtenía exactamente los mismos índices, aunque problemas de fiabilidad aconsejaron utilizar funciones de la BIOS, con lo que el programa ya no puede, por ejemplo, analizar el rendimiento de un disco duro (debido a la incomodidad que supone buscar el sector de arranque a través de la tabla de particiones). Se recorren en lectura y escritura todos los cilindros del disco, a partir del 1 y llegando hasta el último que exista. El motivo de saltar el cilindro 0 es doble: por un lado, saltar las áreas del sistema (de cara a no escribir sobre el sector de arranque, por ejemplo, ya que por simplicidad se escribe basura y no lo que se ha leído al principio); por otro lado, los tiempos de este cilindro pueden ser diferentes de los obtenidos en los demás cilindros, bien debido a la interferencia del sistema o los programas de caché o, simplemente, porque tiene un formato físico muy especial (como es el caso de los disquetes 2M). En el caso de los disquetes 2M, de esta forma no se tiene en cuenta el tiempo extra que se pierde en este primer cilindro debido a la extraña maniobra que supone simular la existencia de la segunda copia de la FAT (que implica volver momentáneamente al primer cabezal después de haber pasado al segundo). El programa, 2M-FDTR (2M Floppy Data Transfer Rate), utiliza el contador de hora de la BIOS unido al temporizador 8254 para cronometrar. Antes de comenzar el test y arrancar el cronómetro se lee uno de los últimos sectores del cilindro 1 para asegurar que el cabezal está ya sobre el mismo y a punto de pillar el primer sector. El buffer donde se realizará la lectura/escritura es asignado de tal manera que no cruce una frontera de DMA (para que INT 13h no tenga que segmentar en varias fases la operación, lo que disminuiría la velocidad). El acceso a INT 13h se realiza de manera directa, ya que la versión 3.1 del compilador hace alguna oscura maniobra con biosdisk y al final termina perdiendo demasiado tiempo (lo suficiente como para que en alguna máquina el disco aparente ser más lento de lo que realmente es). Con Borland C 2.0 no hay problemas, pero... NOTA:Los resultados de 2M-FDTR contradicen los que facilitan muchos afamados programas comerciales de test, sencillamente porque dichos programas no miden correctamente (y de hecho dan en cada ordenador, e incluso en la misma máquina entre ejecuciones consecutivas, resultados diferentes y contradictorios). Si estuviera instalado un programa de caché, los resultados podrían verse alterados por lo que se recomienda no instalarlos para la prueba. De todas maneras, con un disquete recién introducido no hay programa alguno de caché que pueda disminuir el tiempo de lectura del mismo (quizá sí la escritura). Insisto en que los resultados de 2M-FDTR son reales y cualquier programa de aplicación que acceda a disco a medio o bajo nivel, como el propio 2M-FDTR, puede lograrlos si utiliza correctamente las funciones de acceso a sectores del DOS o de la BIOS. /*********************************************************************

*

*

*

*

Cálculo de la tasa de transferencia de disquetes. *

*

* *

2M-FDTR 2.2

-

(C) 1994 Ciriaco García de Celis.

*

* Para Borland C++ 2.0 ó superior en modelo de memoria large.

* *

*********************************************************************/

284


if ((buf=farmalloc (SMAX << 1))==NULL) { #define

SMAX

23*512L

#define

RD

2

#define

WR

3

if (sp)

/* máximo soportado: 63 sectores por pista */

n ¡Memoria insuficiente!.\n");

printf(" else

n Insufficient memory!.\n");

printf(" #include

exit (2);

#include

}

#include #include

dir = ((unsigned long) FP_SEG(buf) <<4) + FP_OFF(buf);

#include

if ((dir>>16)!=((dir+SMAX)>>16)) buf+=SMAX;

/* por el DMA */

#include if (biosdsk (2, unidad, 0, 0, 1, 1, sector0)) {

#include

printf(" int

n Fatal ????.\n");

exit (4);

evalua_io (int, unsigned char far *, int, int, int, int),

}

biosdsk (int, int, int, int, int, int, unsigned char far *), HablaSp (void); void

sectores=sector0[24]+256*sector0[25]; cabezales=sector0[26];

ayuda (void);

cilindros=(sector0[19]+256*sector0[20])/sectores/cabezales;

unsigned long tiempo (void);

int

sp;

if (sectores>63) {

/* 1-español 0-inglés */

if (sp) n ¡No soportados más de 63 sectores por pista!.\n");

printf(" else

void main (int argc, char **argv)

n Not supported more than 63 sectors per track!.\n");

printf("

{ unsigned char sector0[512], far *buf;

exit (3);

unsigned long dir;

}

int

unidad, cilindros, sectores, cabezales;

struct

dfree dsk;

if (sp) { printf(" n Determinando tasa de transferencia BIOS a disco.\n");

sp=HablaSp();

printf("


+ Rendimiento en lectura:\n");

} if

((!strcmp(strupr(argv[1]),"/I"))

else {

||

printf(" n Computing BIOS floppy data transfer rate.\n");

(!strcmp(strupr(argv[2]),"/I"))) sp^=1;

printf("

/* parámetro /I */

+ Read performance:\n");

} printf("\n 2M Floppy Data Transfer Rate 2.2\n"); if (evalua_io (RD, buf, unidad, cilindros, sectores, cabezales)) { if (dsk.df_avail < dsk.df_total) {

unidad=(*argv[1] | 0x20)-'a';

if (sp) printf("

if ((argc<2) || ((unidad!=0) && (unidad!=1))) ayuda();

+

Disquete

no

vacío

->

test

de

escritura

omitido.\n"); getdfree (unidad+1, &dsk);

else

if (dsk.df_sclus==65535) {

exit (4);

printf("

}

if (sp) printf("

n Error de acceso a la unidad.\n");

if (sp) printf("

else printf("

+ Diskette not empty -> write test skipped.\n");

n Error on drive access.\n");

+ Rendimiento en escritura:\n");

else printf("

exit (3);

+ Write performance:\n");

evalua_io (WR, buf, unidad, cilindros, sectores, cabezales);

}

} if ((long) dsk.df_total*dsk.df_sclus>65535L) {

}

if (sp) printf("

n Unidades de más de 32M no soportadas.\n"); void ayuda()

else printf("

n Drive above 32M can not be tested.\n");

{

exit (1);

printf(" (C) 1994 Ciriaco García de Celis.\n");

}

if (sp) {

284


n

printf("

Indica

la

unidad

A:

o

B:

para

medir

su r.h.ah=cmd; r.h.dl=drive; r.h.dh=head; r.h.ch=track; r.h.cl=sector;

velocidad.\n"); printf("

r.h.al=nsects; s.es=FP_SEG(buffer); r.x.bx=FP_OFF(buffer);

- El test se realiza accediendo a través de las

funciones BIOS.\n"); printf("

int86x (0x13, &r, &r, &s);

- El buffer E/S no cruza nunca una frontera de DMA

return (r.h.ah);

de 64K.\n"); printf("

- El acceso afecta siempre a pistas completas.\n");

printf("

-

El

software

residente

puede

alterar

}

el

resultado.\n"); printf("

- El test de escritura no se realiza si el disquete

int evalua_io (operacion, buffer, unidad, cilindros, nsect, cabezales) int operacion, unidad, cilindros, nsect, cabezales;

contiene datos.\n");


}

{

else { n Choose drive A: or B: to test it absolute

printf("

int

cilindro, cabezal, fin_io=0, res;

unsigned long tini, tfin;

speed.\n"); printf("

-

Test

-

The

is

performed

always

through

BIOS

float

bseg;

functions.\n"); printf("

I/O

buffer

never

cross

a

64K

DMA

printf("

- Access is done always using the whole track.\n");

printf("

- The TSR software may alter results.\n");

printf("

- Write test is not performed if diskette contains

data.\n"); } exit (255); }

unsigned long tiempo() { unsigned long tm;

asm { cli mov

al,6

out

43h,al

in

al,40h

mov

ah,al

in

al,40h

/* enclavamiento contador 0 */

xchg ah,al neg

ax

/* ax = valor del contador 0 del 8254 */

push ds mov

bx,40h

mov

ds,bx

mov

bx,ds:[6ch]

/* Leer parte del cilindro 1 para colocar el cabezal al inicio. */ /* Se leen dos sectores alejados para esquivar la caché de 2M y */

frontier.\n");

/* bx = contador hora BIOS */

sti pop

ds

mov

word ptr tm,ax

mov

word ptr tm+2,bx

} return (tm); }

int biosdsk (cmd, drive, head, track, sector, nsects, buffer) int cmd, drive, head, track, sector, nsects; unsigned char far *buffer; { union REGS r; struct SREGS s;

/* forzar un auténtico posicionamiento en este cilindro

outportb (0x43, 0x36);

*/

/* asegurar que cnt0 usa byte bajo-alto */


284

outportb (0x40, 0); outportb (0x40, 0);

biosdsk (2, unidad, 0, 1, 1, 1, buffer);

/* anular caché 2M */

biosdsk (2, unidad, 0, 1, nsect-2, 1, buffer);

/* sincronizar */

tini=tiempo(); res=0; for (cilindro=1; cilindro
¡Fallo en el acceso a disco!.\n");

else printf("\r

Failure on disk access!.\n");

goto aborta_io; } if (sp) printf("\r\r

Cilindro %2d - Cara %d", cilindro, cabezal);

else printf("\r\r res=biosdsk

Cylinder %2d - Side %d", cilindro, cabezal);

(operacion,

unidad,

cabezal,

cilindro,

1,

nsect,

buffer); } tfin=tiempo(); fin_io=1;

bseg=(512L*nsect*(cilindros-1)*cabezales)/((tfin-tini)/1193180.0); if (sp) printf("\r

%7.2f segundos =%7.2f Kb/seg [%7.0f bits/seg]\n",

(tfin-tini)/1193180.0, bseg/1024.0, bseg*8); else printf("\r

%7.2f seconds =%7.2f Kb/sec [%7.0f bits/sec]\n",

(tfin-tini)/1193180.0, bseg/1024.0, bseg*8); aborta_io: printf("\r

\r");

return (fin_io); }

int HablaSp()


{ union REGS r; struct SREGS s; char info[64]; int i, idioma, spl[]={54, 591, 57, 506, 56, 593, 503, 34, 63, 502, 504, 212, 52, 505, 507, 595, 51, 80, 508, 598, 58, 3, 0};

idioma=0;


if (_osmajor>=3) { r.x.ax=0x3800; s.ds=FP_SEG(info); r.x.dx=FP_OFF(info); intdosx (&r, &r, &s); i=0; while (spl[i++]) if (spl[i-1]==r.x.bx) idioma=1; } return (idioma); }

12.6.7.6 - LA VERSION PARA PC/XT DE 2M: 2MX [Listado no incluido en este libro]. Aunque 2M fue inicialmente concebido para máquinas AT, a partir de la versión 1.2 ha estado

284


acompañado de una versión para PC/XT. El único requisito es que el ordenador esté equipado con una controladora y unidades de alta densidad. Algunas máquinas modernas de tipo subnotebook, que caben en la palma de la mano, vienen preparadas para conectar una de estas disqueteras externas. Otros PC/XT de reciente fabricación traen ya controladoras de alta densidad y BIOS que las soportan, aunque luego el tacaño fabricante haya colocado una unidad de doble densidad que el usuario puede sustituir. Finalmente, a aquellas máquinas más antiguas que no pertenecen a ninguna de estas dos categorías, se les puede sustituir la controladora y unidades de doble densidad por otras de alta, que en el futuro el usuario podrá colocar en su máquina AT cuando se la compre; se trata por tanto de una inversión rentable. Si bien resulta difícil encontrar actualmente en el mercado controladoras de alta densidad para PC/XT, el usuario puede optar por poner una de AT. Yo, por ejemplo, para probar 2MX me vi obligado a pinchar una controladora de 16 bits en un slot de 8 bits. La tarjeta era una IDE multi-io; sin embargo, la parte alta del bus (que no se puede pinchar al ser de 8 bits el slot) sólo se utiliza para acceder al disco duro bus AT, pudiendo ser inhibida con el jumper de marras (si bien ni esto resultó necesario). La parte correspondiente al control de disquetes, y probablemente los puertos serie/paralelo, era totalmente funcional, ya que sólo opera con la mitad baja del bus. El principal problema radica en que la BIOS de los PC/XT en el 99% de los casos no está preparada para soportar alta densidad. Al hacer DIR sobre un disquete de alta densidad nada más encender el ordenador, lo más probable es que funcione, ya que ésta es la densidad por defecto normalmente. Sin embargo, con los discos de doble densidad (donde tiene que seleccionar 250 ó 300 Kbit/seg) es imposible sacar el DIR. En cualquier caso, sacar un DIR es una cosa y otra muy diferente conseguir que el disco funcione. Como la BIOS informa siempre que todo es de doble densidad, el muy patoso del DOS modifica la tabla base del disco para indicar como 9 el último número de sector en la pista (¿quién le mandará tocar las variables de la BIOS?) por lo que ni los discos de alta densidad funcionan a nivel de COPY (el directorio sí aparece porque coincide en los primeros sectores de las pistas). La solución en este tipo de máquinas pasa por instalar una BIOS más moderna... pero sin tener que regrabar la eprom. Basta con cargar 2M-XBIOS.EXE, un programa residente que emula la BIOS AMI de AT en los XT. De hecho, 2MX solicita al usuario la instalación de este driver cuando advierte que no puede detectar el tipo de las unidades. En ese sentido, la combinación 2M-XBIOS + 2MX permite a cualquier máquina PC/XT obsoleta equipada con una barata controladora de disquetes de AT trabajar con discos de cualquier densidad y cualquier formato (estándar/2M). Los problemas de versiones anteriores de 2MX han sido eliminados gracias a la extensión BIOS en que se apoya. De hecho, 2MX es en sus últimas versiones prácticamente idéntico a 2M, sólo cambia en algunos aspectos puntuales relacionados con la diferente arquitectura de los XT respecto a los AT. 12.6.7.7 - LA OPCION BIOS DE 2M: 2M-ABIOS Y 2M-XBIOS [Listados no incluídos en este libro]. Algunos ordenadores poseen una BIOS antigua o con un diseño propio poco compatible en el control de disco. En estas máquinas, 2M y otros programas de acceso a bajo nivel pueden fallar. En dichos casos, se puede instalar esta utilidad antes que 2M, y en general que cualquier otro software que acceda al subsistema de disco. La versión 2M-ABIOS es para AT y 2M-XBIOS para PC/XT. Estos programas actualizan el soporte de disco flexible al nivel de las BIOS AMI de 1993. Si con ellos instalados 2M no opera de manera totalmente correcta (aunque en general 2M depende realmente muy poco de la BIOS, pero ya conozco algún caso al respecto) y en la máquina no está instalado algún otro software de disco incompatible con 2M, entonces el ordenador no es 100% compatible hardware con el estándar; esto es particularmente cierto si ni siquiera se reconocen los discos estándar del DOS. Esta utilidad también sirve para añadir soporte de 1.44M a máquinas con BIOS antigua, algunas de ellas incluso AT. En estos casos, el usuario debe ignorar la información sobre el tipo de la unidad que pueda reportar dicha BIOS al arrancar. El programa se carga desde el CONFIG.SYS con una sintaxis sencilla: DEVICE=2M-ABIOS.EXE [A:tipo] [B:tipo] [/C] [/13] El consumo de memoria es de unos 3.4-4.2 Kb de RAM, y contiene una emulación al 100% del eficaz código de control de disco de las BIOS AMI, relevando así por completo de esta tarea a la BIOS del sistema. De


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ahí que haya sido diseñado en este formato, para forzar al usuario a instalarlo antes de los demás programas de disco, a los que anularía por completo (ya que nunca más vuelve a llamar a la interrupción de disco anterior). En AT generalmente no hará falta indicar el tipo de las unidades (0:no hay, 1:360K, 2:1.2M, 3:720K, 4:1.44M, 5:2.88M) pero en PC/XT casi siempre será necesario. La opción /C evita en los equipos AT ajustar la CMOS, por si la máquina en cuestión tiene un algoritmo no estándar para calcular el checksum de la misma y aparece un "Incorrect CMOS checksum" al arrancar (muy poco probable). Así mismo, si en algún momento el usuario dudara acerca de si 2M-ABIOS está controlando realmente las unidades, puede utilizar la opción /13 para asegurarlo, si bien esta opción es poco recomendable cuando no es estrictamente necesaria (se desvía también INT 13h además de INT 40h, incluso aunque detecte el soporte de esta última). El listado comentado de estos programas (realmente uno solo, con ensamblaje condicional en 2M 3.0) se omite porque ya hay demasiadas rutinas de acceso a disco a bajo nivel en este libro. 12.6.7.8 - LA UTILIDAD 2MDOS [Listado no incluído en este libro]. Debido a la ineficiencia de FORMAT a la hora de crear discos rápidos y teniendo en cuenta la limitación de DISKCOPY en el sentido de no poder formatear discos destino en formato 2M, se comprende la necesidad de un sustituto de FORMAT y DISKCOPY. Sin embargo, todos los programas al respecto existentes en la actualidad, a mi juicio, son un perfecto desastre. La mayoría no son rápidos incluso con discos optimizados, por una cuestión elemental: no colocar los buffers de transferencia de manera que no crucen las fronteras de DMA (para evitar que el DOS tenga que hacer accesos redundantes para salvarlas). La mayoría, de hecho, no generan discos optimizados con la clásica técnica de Sector Sliding (que en absoluto implica reducción de compatibilidad o fiabilidad; más bien al contrario: es como se debe formatear correctamente un disco y como de hecho se hace con los discos duros). Otros son poco flexibles y no soportan discos 2M (¡hasta DISKCOPY los supera en esto!) o tienen absurdas rutinas que encuentran virus en sectores de arranque poco oficiales, o necesitan VGA y ratón (aparte de ser lentos), o no son fiables... La solución adoptada ha sido crear un programa residente que haga trabajar a todos los demás (con la excepción de los que también acceden directamente a la controladora de disco) de la manera adecuada. Se trata de crear una utilidad para que FORMAT o cualquier otro programa que llame a la BIOS formatee discos optimizados (aún sin saberlo) y que amplíe los formatos de disco oficiales de la BIOS para que DISKCOPY (y el DUPDISK de las Norton y programas de similar flexibilidad) sean capaces, durante el proceso de copia, de formatear el disco destino 2M si es preciso. Con 2MDOS instalado los discos se formatean automáticamente de manera óptima y DISKCOPY soporta el formateo de discos 2M. Incluso FORMAT puede crear discos 2M (indicando pistas y sectores) si bien el de MS-DOS (no DR-DOS) tiene problemas con los de alta densidad y necesita un parámetro opcional (de todas maneras, 2MF sigue siendo más eficiente). Además 2MDOS da soporte por defecto a disquetes no estándar, creados por la utilidad FDFORMAT y permite a FORMAT poder crear disquetes FDREAD. El programa consume 5,7 Kb en equipos sin memoria extendida o 2,5 Kb con ella (sólo 1,7 Kb si no está activo el soporte para hacer DISKCOPY hacia un disco 2M sin formato; esto es, con sólo las opciones de optimización de formateo y soporte FDREAD activas). Por si esto fuera poco, 2MDOS incorpora una nueva técnica para acelerar aún más los discos estándar de 1.2M y 1.44M, que recibe el nombre de DiskBoost por razones de marketing. El truco consiste en evitar la necesidad de Sector Sliding, para de esta manera alcanzar, por ejemplo, una tasa de transferencia de datos de 45 Kb/seg en 1.44M (frente a los 39 Kb/seg del Sector Sliding o los 30 Kb/seg del FORMAT habitual). El truco consiste en añadir un sector adicional en el cabezal 1 y dos en el cabezal 0, que no se usan, algo que no reduce sensiblemente el nivel de seguridad del disco (sería el equivalente en seguridad a un disco de 1.64M, por ejemplo). Los sectores adicionales, no usados, son colocados al principio de la pista. De esta manera, cuando la controladora acaba de acceder a una pista completa en el cabezal 0 (y está al inicio justo de la pista tras completar una vuelta) se conmuta al cabezal 1 para acceder a la pista siguiente. Recordemos que en el cabezal 1 había un sector no utilizado al principio: este sector pasará por delante del cabezal mientras se conmuta, pero no transcurrirá demasiado tiempo como para que no se pueda pillar el primer sector de la pista que viene inmediatamente a continuación. Cuando se acabe de leer la pista en el cabezal 1 (y se está de nuevo al inicio

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justo de la pista tras completar la vuelta) se conmuta al cabezal 0 pero del siguiente cilindro, algo que lleva más tiempo que antes... pero para eso ya habíamos dejado dos sectores no utilizados al inicio del cabezal 0. Por tanto, también da tiempo a pillar el primer sector. Con la técnica DiskBoost es factible leer o escribir un disco completo de 1.44M en poco más de 31 segundos, al emplear sólo una vuelta por cada pista. La diferencia de velocidad, contra todo pronóstico, es aún más espectacular en las operaciones COPY o XCOPY normales. Los discos de 1.2M y 1.44M creados por FORMAT con 2MDOS instalado son un 50% más rápidos en el uso normal. Sin embargo, 2MDOS no es la solución definitiva. Aunque es útil para que cada cual utilice sus programas de copia/formateo favoritos de manera óptima, lo ideal sería un programa de copia/formateo realmente eficiente. Con dicho programa, 2MDOS no sería necesario... El listado de 2MDOS tampoco se incluye en estas páginas. 2MDOS también incorpora el código SuperBOOT a los discos 2M de alta densidad que se formatean bajo su control, aunque su tarea es ampliar la funcionalidad de algunas interrupciones de la BIOS y no realiza accesos directos al hardware. 12.6.7.9 - COMO SUPERAR LOS 2.000.000 DE BYTES EN 3½: 2MGUI [Listado no incluído en el libro]. En cierta ocasión un programa llamado 1968 llegó a mis manos. Se trataba de una utilidad para formatear discos de 1.44M a esa capacidad. Sin embargo, no funcionaba en mi unidad, ni tampoco en la de mis máquinas de uso habitual. En alguna de ellas lograba formatear (a base de reintentos ante los errores) todo el disco, pero por desgracia la primera pista quedaba mal. Nunca logré crear un disco de estos, aunque se que si lo hubiera conseguido, ese disco -como bien decía el autor en la documentación- sí podría ser leído en las demás unidades. El método de este programa consistía en introducir 3 sectores de 4 Kb en cada pista. El problema es que eso requiere (4096+62)*3 = 12474 bytes, sin contar los GAP entre sectores, y la mayoría de las unidades giran algo más deprisa de lo normal (y por tanto, se alejan del límite teórico de 12500 bytes por pista). Por otro lado, 26 bytes son incluso pocos para respetar las marcas de inicio de pista y demás. Al final, el tercer sector suele acabar pisando al primero. Después de algún tiempo, han aparecido más formateadores que soportan (o dicen soportar) este formato, alguno incluso en nuestro país. Sin embargo, todos tienen el mismo problema: no hay unidades que soporten a esos programas. Por tanto, todo parecía indicar que el límite de capacidad se quedaría para siempre en los 1.72M del FDFORMAT ó los 1.88M de 2M, únicos formatos soportados por todas las unidades y ordenadores (eso sí, compatibles). Pues no. Cierto día, Jesús Arias tuvo una idea genial y me la contó. A raíz de esa idea, y tras superar numerosas y difíciles trabas técnicas, finalmente ha sido posible el milagro: lograr utilizar toda la capacidad disponible en la pista del disco, como si estuviera sin formatear. El programa que realiza esto, 2MGUI (abreviatura de 2M-Guinness), es ya una realidad. Durante su desarrollo se han puesto de relieve circunstancias curiosas. Por ejemplo, una determinada unidad admite 12440 bytes por pista al grabar información aleatoria, pero si se escribe toda la pista con bits a 0 ó a 1 sólo caben 12405 bytes. ¿Por qué?: la respuesta sigue siendo un misterio. Las rutinas residentes de 2MGUI aprovechan las terminaciones normales de error de la controladora (disco protegido contra escritura, sector no encontrado, etc.) para la detección de errores, aunque graban adicionalmente, en cada pista de datos, un checksum de la información almacenada junto al número de pista y cabezal reales, para realizar el control de errores cuando la controladora no puede devolver condiciones de error (debido a una serie de factores técnicos). De esta manera, la información se graba y recupera con la seguridad de que es correcta -en caso contrario, se detectaría el fallo-. Realizando pruebas, la capacidad admitida por diversas unidades se mostró directamente relacionada con la velocidad de rotación de la misma. Por ejemplo, una unidad de 3½-HD que gire cada 199,9 ms admite 12405 bytes, mientras que otra que lo hace cada 199,1 ms sólo admite 12348 bytes. Ambas son casos realmente extremos, ya que la inmensa mayoría se encuentra entre estas dos. Aún así, la capacidad finalmente adoptada por 2MGUI serán 12329 bytes. El objetivo es permitir que los discos puedan ser intercambiados entre unidades.


284

En lectura nunca hay problemas, ya que la peor unidad puede leer los datos de la mejor (la que más lentamente gire) porque la señal de reloj la obtiene de los propios datos registrados en disco. Sin embargo, al escribir, la señal de reloj la extrae de su base de tiempos propia (casi igual en todos los ordenadores) y al girar más deprisa se le acaba la pista antes y sobreescribe el principio. Por tanto, los discos que apuren demasiado la capacidad de una buena unidad serán estropeados al ser escritos (no leídos) en otra unidad peor. ┌───────────┬───────────┬────────────┐ │ Doble │ Alta │ Extraalta │ ┌───────────────────────────────┼───────────┼───────────┼────────────┼──────┐ │ Récord absoluto previo a 2M │ 820.0 Kb │ 1394.0 Kb │ -│ │ │ Capacidad máxima 2M (2MF /M) │ 902.0 Kb │ 1558.0 Kb │ -│ 5.25 │ │ Capacidad mínima de 2MGUI │ 979.0 Kb │ 1642.4 Kb │ -│ (5¼) │ │ Capacidad límite teórica (82p)│ 1001.0 Kb │ 1668.2 Kb │ -│ │ ├───────────────────────────────┼───────────┼───────────┼────────────┼──────┤ │ Récord absoluto previo a 2M │ 984.0 Kb │ 1722.0 Kb │ 2880.0 Kb │ │ │ Capacidad máxima 2M (2MF /M) │ 1066.0 Kb │ 1886.0 Kb │ 3772.0 Kb* │ 3.5 │ │ Capacidad mínima de 2MGUI │ 1178.3 Kb │ 1974.5 Kb │ 3949.0 Kb* │ (3½) │ │ Capacidad límite teórica (82p)│ 1201.2 Kb │ 2002.0 Kb │ 4003.9 Kb │ │ └───────────────────────────────┴───────────┴───────────┴────────────┴──────┘ (*) No probado. En esta lista están recogidos sólo los formatos soportados por prácticamente todas las unidades y en casi todos los ordenadores.

Hay también otro pequeño problema técnico: si la capacidad de la pista es múltiplo del tamaño de sector lógico empleado (aunque ese sector sea de 128 bytes en lugar de 512) se derrocha espacio al redondear hacia abajo. La tentación era fuerte: permitir que un sector lógico pueda estar entre dos pistas. De esta manera, la capacidad total de un disco no puede ser múltiplo entero del número de pistas y cabezales. Solución: crear un controlador de dispositivo que trate al disco como un array de sectores (un dispositivo con un sector por pista, un cabezal, y muchísimas pistas, igual que un disco virtual). Así, por ejemplo, los discos de 3½-HD con 12329 bytes por pista tienen en total (con las 82 pistas habituales) 2.021.956 bytes (que equivalen a 15.796 sectores de 128 bytes, totalizando 2.021.888 bytes con un desperdicio de sólo 68). Utilizando una sola FAT, un número razonable de entradas al directorio y clusters de 2048 bytes (que en las pruebas han demostrado generar discos notablemente más rápidos que los de 512 bytes) el espacio disponible para el usuario (visible con DIR) alcanza los 2.015.232 bytes netos (1968K). Se trata de nuevo de 1968K... pero esta vez no son brutos, sino netos, y además en todas las unidades (y no en casi ninguna). En escritura, estos discos son 2 ó 3 veces más lentos que en lectura, aproximadamente. En lectura son sin embargo algo más rápidos que los discos estándar optimizados. La lentitud escribiendo es obvia: imaginemos que hay que escribir un sector ubicado entre dos pistas: primero habra que leer una pista, modificar algunos bytes finales y volverla a escribir, luego leer la siguiente para cambiar unos bytes al principio y escribirla de nuevo...¡todo eso para cambiar un sector lógico de 128 bytes!. Sin embargo, tampoco es para tanto, ya que por lo general el tampoco al extremo del viejo 1968 de reservar 240 Kb de XMS. DOS envía bloques grandes a los El programa (un único fichero EXE que se carga en el dispositivos y esto supone la escritura directa e inmediata de las pistas CONFIG.SYS y luego se puede ejecutar desde la línea de completas... que además utilizan la comandos para formatear) es totalmente flexible tanto a nivel técnica de Sector Sliding (la posición lógico (posibilidad de reprogramar el tamaño de cluster, el número inicial del sector-pista está desplazada de entradas al directorio y el número de FATs) como físico según la ubicación en el disco). De (posibilidad de elegir número de pistas, densidades, Sector Sliding hecho, cacheando las áreas del sistema, X e Y (expresado además en grados angulares) e incluso un la velocidad de escritura seria parámetro nada menos que para indicar los bytes por pista (por si el probablemente muy superior, al agilizar usuario tiene una unidad que admite más). Dispone también de una el cuello de botella que supone el acceso opción para medir con precisión la velocidad de rotación de la a la FAT. Sin embargo, el consumo de unidad y para calcular qué capacidad máxima soporta. La memoria del programa (unos 17 Kb) ya flexibilidad de un disco virtual... pero en un disquete; el número es respetable sin caché, y no se llega de formatos

284

┌──────────────────────────────── ───────────────────┐ │ C:\AUXI>2mgui │ │ │ │ 2MGUI instalado en memoria. │ │ - Nueva unidad E: 1.2M (unidad física A:) │ │ - Nueva unidad F: 1.44M (unidad física B:) │ │ Ejecute 2MGUI /? si desea obtener ayuda. │ │ │ │ │ │ C:\AUXI>dir e: │ │ │ │ Volume in drive E is unlabeled │ │ File not found "E:\*.*" │ │ 0 bytes in 0 file(s) │ │ 997.376 bytes free │ │ │ │ C:\AUXI>chkdsk e: │ │ │ │ 997.376 bytes total disk space │ │ 997.376 bytes available on disk │ │ │ │ 2.048 bytes in each allocation unit │ │ 487 total allocation units on disk │ │ 487 available allocation units on disk │ │ │ │ 655.360 total bytes memory │ │ 649.776 bytes free │ │ │ │ │


│ C:\AUXI>dir f: │ │ │ │ Volume in drive F is unlabeled │ │ File not found "F:\*.*" │ │ 0 bytes in 0 file(s) │ │ 2.015.232 bytes free │ │ │ │ C:\AUXI>chkdsk f: │ │ │ │ 2.015.232 bytes total disk space │ │ 2.015.232 bytes available on disk │ │ │ │ 2.048 bytes in each allocation unit │ │ 984 total allocation units on disk │ │ 984 available allocation units on disk │ │ │ │ 655.360 total bytes memory │ │ 649.776 bytes free │ │ │ │ C:\AUXI>_ │ └───────────────────────────────────────────────────┘ EJEMPLOS DE ACCESO A UN DISCO DE 360K Y OTRO DE 1.44M FORMATEADOS CON 2MGUI


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es prácticamente infinito, según la voluntad del usuario. Una de las opciones es formatear las 28 pistas más externas en alta densidad y las 54 restantes en doble, en un disco de 360K, obteniéndose 1.2M bastante más fiables de lo que se podría esperar. Con QEMM, si se instala el driver en memoria superior hay que indicar DMA=13 (unidades 1.44M) ó DMA=25 (unidades 2.88M) en las opciones del controlador de memoria, ya que el buffer para acceso directo a memoria que establece por defecto es de sólo 12 Kbytes (EMM386 establece 32 Kb). Las nuevas letras de unidad 2MGUI también soportan discos estándar e incluso 2M (teniendo instalado también 2M). De hecho, estas nuevas unidades posibilitan el empleo de discos 2M en OS/2. 12.6.7.10 - USO DE 2M 3.0 EN OS/2 2.1 Veamos qué consideraciones hay que tener en cuenta para utilizar disquetes 2M en OS/2. Para empezar, es necesario arrancar el DOS desde un disquete o desde un fichero imagen de disco, ya que en las ventanas DOS ordinarias 2M no puede controlar los accesos a disco. Curiosamente, sí se puede formatear en estas ventanas, pero no trabajar con el disco: lo que sucede es que el sistema de ficheros de la emulación DOS que incorpora OS/2 está gestionado al parecer sin llamadas a la BIOS, precisamente las que intercepta 2M, que por tanto no se da cuenta de los accesos a disco. Una vez arrancado desde un fichero imagen con, por ejemplo, MS-DOS 6 (creado con el VMDISK del OS/2) 2M funcionaría perfectamente. Pero lo más probable es que el usuario tenga instalada la utilidad FSFILTER.SYS para poder acceder a las particiones HPFS y, sobre todo, para poder escribir sobre las particiones FAT ordinarias, que serían de sólo lectura en caso contrario. Y aquí vuelven los problemas: al instalar este driver que altera la INT 21h, 2M deja de nuevo de funcionar. La solución más rápida consiste en crear un driver que implemente 2 nuevas unidades lógicas (como la D: y la E: por ejemplo) que utilicen la BIOS para acceder a disco: en estas nuevas unidades ya no habrá problemas para trabajar con los disquetes 2M. Este driver sería un programa enteramente DOS, que sin embargo no se puede instalar en las ventanas DOS normales de OS/2, ya que en ellas están prohibidos los dispositivos de bloque. Por tanto, su utilización queda restringida a las ventanas de DOS que incorporen una auténtica versión de este sistema (obtenidas con VMDISK sobre un disquete de arranque, a menos que el usuario desee arrancarlas desde disquete cada vez que vaya a emplearlas). Pese a la solución de dicho driver (en nuestro caso 2MGUI), existe algún problema relativamente importante que comentar. El más interesante consiste en que OS/2 comprueba periódicamente si ha habido un cambio de disco en alguna unidad, accediendo a la misma en ese caso para comprobar su contenido -con independencia de que el usuario esté haciendo otra cosa en ese momento, como jugar a los marcianitos mientras espera los resultados de un programa de cálculo-. Si no hay disco introducido no sucede nada, pero si lo hay y es de tipo 2M, OS/2 se queda intentando leerlo de manera obsesiva hasta el punto de colapsar la ventana DOS, que queda literalmente colgada (aunque no el resto de las ventanas ni el sistema en conjunto). La solución, si se estaba trabajando en esta ventana, es retirar el disquete de la unidad y esperar un segundo o dos. Ah, y no volver a introducirlo hasta que no se vaya a utilizar, para evitar nuevas molestias. Por fortuna, OS/2 suele tener cuidado de no fisgar por las disqueteras cuando están siendo usadas. La solución ideal sería un driver que integrara en OS/2 el soporte de estos disquetes, pero eso requiere saber construir controladores para OS/2. Las primeras versiones de 2M venían acompañadas de un driver DOS que realizaba la tarea descrita; sin embargo, desde 2M 1.3+ fue sustituido incorrectamente por una recomendación al usuario acerca de la instalación de DRIVER.SYS, programa que no llama a la BIOS (sino al propio DOS; por tanto, con efectos nulos). Por consiguiente, con 2M 3.0+ aparece de nuevo soporte oficial para este sistema.

346


12.7. - EL DISCO DURO DEL AT (IDE, MFM, BUS LOCAL). La información aquí vertida se aplica al tradicional controlador de disco duro ST506, que ha equipado a los discos duros MFM/RLL de los AT, con el que es compatible en líneas generales tanto el interface de los ESDI como el de los IDE (ISA, PCI o Bus Local). Sin embargo, los discos SCSI no son compatibles con la información que aquí se expone, ni tampoco la controladora de los PC/XT. 12.7.1 - EL INTERFACE. El disco duro se conecta a la controladora a través de dos cables: uno con las señales de control y otro con las de datos. El de señales de control consta de 34 conectores, y el de datos de 20. ┌──────────────────┬───────────┬──────────┐ │

Nombre señal

│ Pin señal │ Pin masa │

├──────────────────┼───────────┼──────────┤ │ - HEAD SELECT 3

│

2

│

1

│

│ - HEAD SELECT 2

│

4

│

3

│

│ - WRITE GATE

│

6

│

5

│

│ - SEEK COMPLETE

│

8

│

7

│

│ - TRACK 000

│

10

│

9

│

│

│ - WRITE FAULT

│

12

│

11

│

├──────────────────────┼────────────────────────────────┤

┌──────────────────────┬────────────────────────────────┐ Nombre señal

│

│ - HEAD SELECT 0

│

14

│

13

│

│ -Unidad seleccionada │

│

│

16

│

15

│

│ +MFM Escribir datos

RESERVADO

Pin señal

│

1

│

│ 13

│

│ - HEAD SELECT 1

│

18

│

17

│

│ -MFM Escribir datos

│ 14

│

│ - INDEX

│

20

│

19

│

│ +MFM Leer datos

│ 17

│ │

│ - READY

│

22

│

21

│

│ -MFM Leer datos

│ 18

│ - STEP

│

24

│

23

│

│

│ 2, 4, 6, 8, 11, 12, 15, 16, 19 │

│ - DRIVE SELECT 1 │

26

│

25

│

└──────────────────────┴────────────────────────────────┘


28

│

27

│

SEÑALES PARA TRANSFERENCIA DE DATOS


30

│

29

│


32

│

31

│

│ - DIRECTION IN

34

│

33

│

│

Masa

└──────────────────┴───────────┴──────────┘ SEÑALES DE CONTROL

Significado de las señales de control (entrada): -Write Gate:Un nivel activo permite a los datos ser escritos en disco. Inactivo implica una lectura y permite mover los cabezales con el pulso de Step. -Head Select:Estas señales codifican un número de 4 bits para referenciar a un cabezal. -Direction In:Esta señal define la dirección en que se mueven los cabezales con la señal Step. Un valor inactivo indica dirección Out y los pulsos Step alejan los cabezales del centro del disco; un valor activo se interpreta como In y dichos pulsos acercan los cabezales al centro. -Step:Esta señal provoca un movimiento de los cabezales en la dirección que indica la anterior. -Drive Select:Líneas de selección de unidad. Las unidades poseen jumpers para dejarse seleccionar con ciertas combinaciones. Significado de las señales de control (salida): -Seek Complete:Informan del final del posicionamiento de los cabezales. Si esta señal no indica que está terminada dicha operación, no se puede leer ni escribir. -Track 000:Indica que los cabezales están sobre la pista 0. -Write Fault:Señala una condición que está provocando una operación no correcta del disco. -Index:La unidad indica aquí al exterior el comienzo de una pista (a cada revolución). -Ready:Señal necesaria junto con Seek Complete para poder leer/escribir/posicionar cabezales.

12.7.2 - PROGRAMACIÓN DE LA CONTROLADORA. El disco duro trabaja con sectores de 512 bytes; soporta corrección de errores ECC, operaciones multisector

rebasando fronteras de pista y cilindro y funciones de autodiagnóstico. El límite de capacidad está en 1024 cilindros y 16 cabezales. Los registros de operación son los mostrados en


346

┌─────────────────────┬───── ──────────────────────────── ──────┐ │ Dirección E/S hex. │ Significado │ ├──────────┬──────────┼───── ──────────────┬───────────── ──────┤ │ Primaria │ Secund. │ Lectura │ Escritura │ ├──────────┼──────────┼───── ──────────────┼───────────── ──────┤ │ 1F0 │ 170 │ Data registers │ Data register │ │ 1F1 │ 171 │ Error register │ Write precomp │ │ 1F2 │ 172 │ Sector count │ Sector count │ │ 1F3 │ 173 │ Sector number │ Sector number │ │ 1F4 │ 174 │ Cylinder low │ Cylinder low │ │ 1F5 │ 175 │ Cylinder high │ Cylinder high │ │ 1F6 │ 176 │ Drive/Head │ Drive/Head │ │ 1F7 │ 177 │ Status register │ Command register │ └──────────┴──────────┴───── ──────────────┴───────────── ──────┘

la figura, estando la controladora ubicada normalmente en la localización E/S primaria. Significado de los registros: Data Register:Permite acceder al buffer donde está almacenado el sector para leer y escribir en el modo

PIO (esto es, sin DMA). No debería ser accedido a menos que haya una operación de lectura o escritura en curso. Implementa una dirección de 16 bits dentro del buffer de la controladora que contiene al sector para las operaciones de lectura y escritura normales. Para una lectura/escritura largas 4 bytes ECC son transferidos por byte con al menos 2 microsegundos entre transferencias (la línea DRQ debe estar activa antes de transferir los bytes ECC). Error Register:De sólo lectura, contiene información sobre el comando previo. El dato es válido sólo cuando el bit de error en el registro de estado está activo. n Tras conectar el disco duro a la corriente o tras enviar el comando apropiado, se encuentra en modo diagnóstico: en esos casos, el registro debe ser comprobado diga lo que diga el bit del registro de estado (con el significado en estos casos de 01-No hay error, 02-Fallo del

346


controlador, 03-Error en el buffer del sector, 04-Error en el dispositivo ECC, 05-Error en el procesador de control). n Cuando no está en modo diagnóstico, caso más común, significado de sus bits: bit 0:Data Address Mark (DAM) no encontrada en los 16 bytes del campo ID. bit 1:Error TR 000. Se activa si tras un comando Restore, la señal Track 000 no se activa después de 1023 pulsos de retroceso. bit 2:Comando abortado. En estos casos, se debe mirar los registros de Status y Error para determinar con precisión la causa (que estar en Write Fault, Seek Complete, Drive ready -- o comando inválido en otro caso). bit 3:No usado. bit 4:ID no encontrada. La marca ID que identifica al cilindro, cabezal y sector no ha sido encontrada. Si están activos los reintentos, el controlador lo reintenta 16 veces antes de dar error, en caso contrario sólo explora la pista como mucho 2 veces antes de dar el error. bit 5:No usado. bit 6:Error ECC. Indica si se ha producido un error ECC incorregible durante una lectura. bit 7:Bad Block detected. Indica que se ha encontrado un sector marcado como defectuoso en la ID; no se intentarán en él ni lecturas ni escrituras. Write Precompensation:El valor almacenado es el cilindro de comienzo para la escritura precompensada dividido

por 4. Sector Count:Indica el número de sectores a transferir durante la lectura, escritura, verificación o formateo.

En las operaciones multisector, este registro se decrementa y el Sector Number se incrementa; al formatear, antes de enviar cada comando de formateo debe cargarse aquí el número de sectores en la pista. Se soportan operaciones multisector que crucen fronteras de pista y cilindro. Las características de la unidad deben establecerse con el comando Set Parameters antes de una transferencia multisector. Este registro debe cargarse con el número de sectores antes de cualquier comando relacionado con datos. Un valor 0 representa 256 sectores. Sector Number:Número de sector para la lectura, escritura y verificación. El sector inicial se carga aquí en las operaciones multisector. Cylinder Number:Número de cilindro para los comandos de lectura, escritura, verificación y posicionamiento de cabezales. Entre el registro que almacena la parte baja y el de la parte alta (low y high respectivamente) se guarda un número entre 0 y 1023. Drive/Head:Bits 7 y 5 puestos a 1, el 6 puesto a 0. El bit 4 indica la unidad seleccionada (0 el primer disco duro y 1 el segundo) y los bits 0-3 el número de cabezal de lectura/escritura deseado. Para acceder a las cabezas 8-15, es necesario además activar el bit 3 del puerto 3F6h. Importante: este registro debe cargarse con el número máximo de cabezales antes de enviar un comando Set Parameters. Status register:Se actualiza tras ejecutar los comandos. El programa debe mirar este registro para conocer el resultado. Si el bit busy (7) está activo, los demás bits no son válidos. Una lectura de este registro borra la petición de interrupción IRQ 14. Si write-fault (bit 5) o error (bit 0) están activos, o si seek-complete (bit 4) o drive-ready (bit 6) están inactivos, la operación multisector es abortada. Significado de los bits: bit 7:Busy. Un 1 indica que el controlador está ejecutando un comando; por tanto, este bit debe ser examinado antes de leer cualquier registro. bit 6:Drive-ready. Un 0 indica que la lectura, escritura y seek están inhibidas; para poder ejecutarlas debe estar a 1 junto con el bit seek-complete (4). bit 5:Write-fault. Un 1 indica funcionamiento incorrecto de la unidad; la lectura, escritura o seek están inhibidos. bit 4:Seek-complete. Un 1 indica que los cabezales han terminado el seek. bit 3:Data-request. Este bit indica que el buffer del sector necesita ser atendido en un comando de lectura o escritura: si este bit o el busy (7) están activos, hay un comando en ejecución. Hasta recibir algún comando, este bit está a 0. bit 2:Corrected-data. Un 1 indica que los datos leídos del disco fueron corregidos de error ECC con éxito.

346


Errores suaves no abortan la operación multisector. bit 1:Index. Este bit se pone a 1 tras cada revolución del disco. bit 0:Error. Un 1 indica que el comando previo terminó en error, y uno o más bits del Error register están activos. El próximo comando enviado al controlador borra este bit. Si este bit se activa, la operación multisector es abortada. Command Register:Acepta 8 diferentes comandos. Los comandos se programan cargando primero los demás registros necesarios y escribiendo después el comando en éste mientras el registro de estado devuelve una condición de no busy. Un comando no legal provoca un error de comando abortado. La solicitud de interrupción IRQ 14 se borra al escribir un comando. Los comandos soportados son: ┌────────────────┬─────────────────────────────┐ │ Comando │ bit 7 6 5 4 3 2 1 0 │ ├────────────────┼─────────────────────────────┤ │ Restore │ 0 0 0 1 R3 R2 R1 R0 │ │ Seek │ 0 1 1 1 R3 R2 R1 R0 │ │ Read sector │ 0 0 1 0 0 0 L T │ │ Write sector │ 0 0 1 1 0 0 L T │ │ Format track │ 0 1 0 1 0 0 0 0 │ │ Read verify │ 0 1 0 0 0 0 0 T │ │ Diagnose │ 1 0 0 1 0 0 0 0 │ │ Set Parameters │ 1 0 0 1 0 0 0 1 │ └────────────────┴─────────────────────────────┘ ┌────┬────┬────┬────┬───────────────┐ │ R3 │ R2 │ R1 │ R0 │ Stepping rate │ ├────┴────┴────┴────┼───────────────┤ │

0

0

0

0 │

35 µs

│

│

0

0

0

1 │

0.5 ms

│

│

0

0

1

0 │

1.0 ms

│

│

0

0

1

1 │

1.5 ms

│

│

0

1

0

0 │

2.0 ms

│

│

0

1

0

1 │

2.5 ms

│

│

0

1

1

0 │

3.0 ms

│

│

0

1

1

1 │

3.5 ms

│

│

1

0

0

0 │

4.0 ms

│

│

1

0

0

1 │

4.5 ms

│

│

1

0

1

0 │

5.0 ms

│

│

1

0

1

1 │

5.5 ms

│

│

1

1

0

0 │

6.0 ms

│

│

1

1

0

1 │

6.5 ms

│

│

1

1

1

0 │

7.0 ms

│

│

1

1

1

1 │

7.5 ms

│

└───────────────────┴───────────────┘

┌─────┐

┌────────────────────────┬──────────────────────┐

│ Bit │

│

0

│

1

│

├─────┼────────────────────┼────────────────────────┼──────────────────────┤ │

L

│ Modo de datos

│

T

│ Modo de reintentos │ Reintentos habilitados │ Reintentos inhibidos │

│ Sólo datos

│ Datos y 4 bytes ECC

│

└─────┴────────────────────┴────────────────────────┴──────────────────────┘

Nota:Después de un reset o un comando Diagnose, el step rate queda en 7.5 ms. Por otro lado, el sistema verifica la operación ECC leyendo y escribiendo estos bytes: cuando los reintentos están deshabilitados, los reintentos de ECC e ID están limitados a menos de dos vueltas completas del disco. Explicación de los comandos.

346


n Restore:Envía los cabezales a la pista 0 (hasta que la señal Track 000 es activa). Si Track 000 no se activa tras 1023 pulsos de step activa el bit de error en el registro de estado y deja el error TR 000 en el registro error. El step rate es establecido por el propio comando. n Seek:Mueve los cabezales al cilindro indicado. Está soportado un seek simultáneo en dos unidades. Al final del comando se produce una interrupción. n Read sector:Cierto número de sectores (1-256) pueden ser leídos del disco duro con o sin el campo ECC añadido, en el modo PIO (entrada-salida programada, sin DMA). Si los cabezales no están sobre la pista necesaria, el controlador envía pulsos step para posicionarlo, utilizando el step rate del último seek o restore. Los errores de datos de hasta 5 bits son corregidos automáticamente en los comandos de lectura corta. Si un error no corregible tiene lugar, se continúa leyendo el sector donde apareció pero ya no se leen más sectores en el caso de los accesos multisector. Se produce una interrupción por cada sector cuando está preparado para ser transferido, pero no al final del comando. n Write sector:Cierto número de sectores (1-256) pueden ser escritos a disco duro con o sin el campo ECC añadido, en el modo PIO (entrada-salida programada, sin DMA). Realiza los seeks que sea necesario hacer. Las interrupciones suceden cada vez que es transferido un sector al buffer (salvo el primero) y al final del comando. El primer sector debería ser escrito en el buffer inmediatamente después de que el comando ha sido enviado y "Data-request" es activo. n Format track:Se formatea la pista indicada según la tabla de interleave que se transfiere. Hay 2 bytes por cada sector: 0, Nº sector. Así se puede elegir la numeración deseada. Hay que enviar 512 bytes con independencia de que sean menos en la tabla (por ej. 34 bytes para 17 sectores). El sector count debe cargarse con el nº de sectores por pista antes de cada comando de estos. Se genera una interrupción al final del comando de formateo. Los sectores defectuosos se marcan sustituyendo el 0 que les precede por 80. Cuando se conmuta entre dos unidades, antes de formatear hay que hacer un restore. n Read Verify:Similar al comando read sector con la diferencia de que no se envían datos al ordenador; de esta manera simplemente se verifica la integridad de los mismos. Una única interrupción se genera al completarse el comando o en caso de error. n Diagnose:El adaptador ejecuta su auto-test y devuelve el resultado en el error register. Se produce una interrupción cuando completa el comando. n Set Parameters:Establece los parámetros de la unidad: máximo número de cabezales y sectores/pista. El registro drive/head indica qué unidad es afectada. Hay que actualizar los registros sector count y drive/head antes de enviar este comando. Estos parámetros serán empleados para cruzar los cilindros en las operaciones multisector. Se genera una interrupción cuando se completa el comando. Este comando debe ser enviado antes de intentar alguna operación multisector. Se soportan dos discos duros, con diferentes características cada uno, definidas por este comando.

Registro del controlador de disco duro (3F6h) y Registro de entrada digital (3F7h). Además de informar de la línea de cambio de disco en los disquetes, los bits 0-5 del registro de entrada digital (3F7h) están relacionados con el disco duro. 3F6h

-bits 7-4:Reservados3F7h

-bit 7:Línea de cambio de disquetes.

bit 3:0 - Reduce Write Current)bit 6:Write gate 1 - Head 3 select enable)bit 5:Head select 3 / Reduced Write Current bit 2:1 - Disk reset enablebit 4:Head select 2 0 - Disk reset disablebit 3:Head select 1 bit 1:0 - Disk initialization enablebit 2:Head select 0 1 - Disk initialization disablebit 1:Drive select 1 bit 0:Reservadobit 0:Drive select 0

12.7.3 - EJEMPLO PRACTICO DE PROGRAMACIÓN. En los AT la interrupción de disco duro es la IRQ 14 (INT 76h). La BIOS, en caso de producirse esta

346


interrupción, almacena un valor 0FFh en 40h:8Eh con el gestor que tiene por defecto. Las transferencias con el disco duro tienen lugar sin DMA por regla general. Esto se comprende mejor teniendo en cuenta que la controladora tiene un buffer interno con capacidad para algún sector y, por tanto, cuando hay que transferirlo, no hay que esperar a que venga del disco mientras este gira lentamente (como en el caso de los disquetes): una transferencia con el DMA ordinario aquí sería más lenta que a través de la CPU. Parte de la documentación vista con anterioridad es sólo oficial. Por ejemplo, los discos IDE suelen venir formateados de fábrica a bajo nivel e ignoran el comando de formateo: estas unidades son bastante inteligentes y llevan su propia gestión de sectores defectuosos (reemplazándolos por otros que tienen libres para simular que todo está correcto) así como de interleaves (generalmente 1:1, valores peores se deben a controladoras obsoletas que no tenían un buffer con capacidad para una pista) y skews óptimos. El programa de ejemplo es el embrión de una utilidad para acceder directamente a la controladora de disco duro. La función operahd() solo implementa realmente el comando de leer sector. En el ejemplo, se lee el primer sector absoluto del disco, donde suele ser fácil reconocer la tabla de particiones. En nuestro caso, en lectura, justo antes de enviar el comando se borra el flag de interrupción. Una vez enviado, cuando llegue la interrupción se procede a leer el sector. Para ello se utiliza la rápida instrucción REP INSW del 286 y procesadores superiores, para E/S repetitiva, que lo trae a gran velocidad desde la memoria de la controladora a la del sistema. Un acceso directo a bajo nivel puede tener mucho interés para ciertas aplicaciones. Por ejemplo, un antivirus puede asegurarse de que ha reparado la tabla de particiones (o cualquier otra zona del disco) sin temor a que en su llamada a INT 13h el virus residente le haya estropeado el trabajo (aunque si el virus trabaja en modo protegido y controla el acceso a los puertos E/S del disco duro...). HDIRECT.C /*********************************************************************

#define HDR_WRITEP

0x1F1

*

*

#define HDR_SECNT

0x1F2

*

ACCESO A DISCO DURO ESTANDAR AT (IDE, MFM, BUS LOCAL, ETC)

*

#define HDR_SEC

0x1F3

*

PROGRAMANDO DIRECTAMENTE LA CONTROLADORA

*

#define HDR_LCYL

0x1F4

*

#define HDR_HCYL

0x1F5

* *

- Compilar en modelo Large.

*

#define HDR_DRVHD

0x1F6

*

- Este programa sólo implementa la función de leer sector.

*

#define HDR_STATUS

0x1F7

*

- No soportadas controladoras de XT, SCSI u otras.

*

#define HDR_CMD

0x1F7

*

*

*********************************************************************/

#define HD_ECC

2

#define HD_NORETRY

1

#include

#define HD_BUSY

#include

#define HD_DATA_REQ

0x80 8

#include #include int operahd (int unidad, int cabeza, int cilindro, int sector,

#include

int operacion, char huge *direccion, int numsect) { #define HD_RESTORE

0x10

#define HD_SEEK

0x70

#define HD_READ

0x20

#define HD_WRITE

0x30

#define HD_FORMAT

0x50

/* comandos del controlador */

if (operacion==HD_SETPARAM) { } else if (operacion==HD_DIAGNOSE) { }

#define HD_READVERIFY 0x40 #define HD_DIAGNOSE

0x90

#define HD_SETPARAM

0x91

int i;

else if (operacion==HD_FORMAT) { } else if ((operacion & 0xFE) == HD_READVERIFY) {

#define HDR_MAIN

0x3F6

#define HDR_DATA

0x1F0

#define HDR_ERROR

0x1F1

} /* registros del controlador */

else if ((operacion & 0xFC) == HD_READ) { outportb (HDR_SECNT, numsect);

/* nº sectores */

346


outportb (HDR_SEC, sector);

outportb (HDR_CMD, operacion); /* comando */

/* primer sector */

outportb (HDR_LCYL, cilindro & 0xFF); /* nº cilindro 0..7 */ outportb (HDR_HCYL, cilindro >> 8);

while (!peekb(0x40, 0x8e));

/* nº cilindro 8..9 */

/* esperar interrupción 76h */ /* (convendría poner un timeout) */

outportb (HDR_DRVHD, unidad << 4 | cabeza | 0xC0); outportb (HDR_MAIN, cabeza & 8);

/* por eficiencia, el siguiente código está en ensamblador */ pokeb (0x40, 0x8e, 0);

/* flag de interrupción a 0 */ asm { push es

/* máxima lectura soportada: casi 64 Kb */

push cx push dx push di mov

cx,numsect

xchg ch,cl les

/* CX = numsect * 256 = nº palabras */

di,direccion

cld mov

dx,HDR_DATA

db

0F3h, 6Dh

pop

di

pop

dx

pop

cx

pop

es

/* instrucción 286+ 'rep insw' */

} } else if ((operacion & 0xFC) == HD_WRITE) { } else if ((operacion & 0xF0) == HD_SEEK) { } else if ((operacion & 0xF0) == HD_RESTORE) { } }

void main() { /* el puntero huge comienza en XXXX:0004 */

unsigned char huge *buffer, huge *p; unsigned i, j, k;

if ((buffer=farmalloc(0xFFFC))==NULL) { printf("\nMemoria insuficiente.\n"); exit(1); }

/* leer sector de tabla de partición */

operahd (0, 0, 0, 1, HD_READ | HD_NORETRY, buffer, 1);

/* imprimir sector de 512 bytes */

p=buffer; for (i=0; i<2; i++) { clrscr(); for (j=0; j<256; j+=16) { for (k=0; k<16; k++) printf("%02X ", *p++); p-=16; printf("

");

for (k=0; k<16; k++) { if (*p<' ') printf("."); else printf("%c", *p);


p++; } printf("\n"); } printf("\n- Estás viendo 256 bytes del sector.\n"); printf("- Pulsa una tecla para continuar."); getch(); } }

346

346


12.8. - EL CONTROLADOR DEL TECLADO: 8042. En este apartado se estudiará a fondo el funcionamiento a bajo nivel del teclado en los ordenadores compatibles, si bien es poco frecuente que sea necesario acceder al mismo de esta manera. 12.8.1 - EL 8042. Un microordenador llamado teclado. El teclado se conecta al ordenador por medio de un cable que contiene 4 hilos hábiles: dos que conducen la corriente, uno para datos y otro para reloj. El teclado es en realidad un pequeño microordenador; de hecho muchos teclados llevan en su interior el chip 8049 de Intel (el microprocesador esclavo del viejo QL de Sinclair) que consta de unos 2 Kb de memoria ROM y 128 bytes de RAM (las 8 primeras posiciones son empleadas como registros). Este procesador se encarga de detectar la pulsación de las teclas, generando unos bytes que las identifican y enviándolos a continuación por el cable a través de un protocolo de comunicación en serie que en el AT consta de 11 bits por cada dato (1 de inicio, 8 de datos, 1 de paridad y otro de stop) y 9 en los XT (entre otras razones, porque no se controla la paridad). Los teclados de AT y de XT generan códigos diferentes para las mismas teclas. Además, al soltar una tecla, los teclados de XT generan el mismo código que al pulsarla pero con el bit 7 activo; sin embargo, en AT se generan dos códigos que se envían consecutivamente (0F0h y después el mismo código que al pulsarla). El teclado se encarga de repetir los códigos de una tecla cuando ésta lleva cierto tiempo pulsada, en el conocido mecanismo autorepeat de la mayoría de los teclados. Muchos teclados tienen debajo un interruptor que permite seleccionar su modo de funcionamiento (XT o AT). El teclado en los PC y XT. Los datos, cuando llegan al ordenador, reciben un tratamiento diferente en función de si el ordenador es un XT o un AT, mucho más sencillo en el primero. En los XT se van colocando los bits que llegan en un simple registro de desplazamiento conectado al puerto 60h; al completarse los 8 se produce una interrupción de tipo IRQ 1 (INT 9), la segunda de mayor prioridad después de la del temporizador. No obstante, el teclado es capaz de memorizar hasta 8 pulsaciones cuando la CPU no tiene tiempo para atenderle. Después de leer el código de la tecla, el programa que la gestione habrá de enviar una señal de reconocimiento a la circuitería del ordenador para permitir que continúe la recepción de datos. El controlador del teclado del AT: el 8042. En los AT hay un circuito integrado encargado de interpretar los datos procedentes del teclado y, después de traducirles adecuadamente para compatibilizar con los XT si así ha sido programado, enviarles a la CPU: el 8042 de Intel. También sirve de intermediario a las transmisiones de datos de la CPU al teclado, que en el AT es un periférico bidireccional que puede recibir comandos para configurar los LEDs, entre otras tareas. Cuando el 8042 recibe un byte entero del teclado, inhibe la comunicación hasta que la CPU lo acepta. Si el dato se recibe con error de paridad, automáticamente el 8042 lo solicita de nuevo al teclado enviando un comando de reenvío al mismo y un byte 0FFh a la CPU indicando esta circunstancia, activando también el bit 7 del registro de estado del 8042. Además, chequea que no pasen más de 2 milisegundos durante la recepción: si se excede este límite se envía también un 0FFh a la CPU y se activa el bit 6 en el registro de estado. Cuando la CPU envía algo al teclado, el 8042 inserta el bit de paridad automáticamente. Si el teclado no empieza la comunicación en menos de 15 milisegundos o tarda en recibir el dato más de 2 milisegundos, se envía un 0FEh a la CPU y se activa el bit 5 en el registro de estado. Además, el teclado ha de responder a todas las transmisiones con un byte de reconocimiento, si en esta operación hay un error de paridad se activarán los bits 5 y 7 en el registro de estado; si tarda más de 25 milisegundos en responder también se envía el byte 0FEh a la CPU y se activan los bits 5 y 6 del registro de estado. La comunicación teclado-CPU puede ser inhibida por hardware por medio de la llave que incorpora la unidad central, aunque la comunicación CPU-teclado sigue habilitada. El 8042 se apoya en tres registros básicos: uno de estado, uno de salida y otro de entrada. El registro de estado, del que ya se ha explicado parte de su funcionalidad, se encuentra en el puerto de E/S 64h y puede ser leído en cualquier momento. El significado

346


de sus bits se explica en el cuadro 1. El registro de salida está ubicado en el puerto 60h y es de sólo lectura; el 8042 lo usa para enviar los códigos de las teclas a la CPU y los bytes de datos de los comandos que los soliciten. Debería ser leído sólo cuando el bit 0 del registro de estado está activo. El registro de entrada del 8042 es de sólo escritura y puede ser accedido por los puertos 60h y 64h según que lo que se quieran enviar sean datos o comandos al 8042, respectivamente; los datos serán reenviados por el 8042 hacia el teclado a menos que el propio 8042 esté esperando un dato de la CPU a consecuencia de un comando previo enviado por ésta. Los datos deben ser escritos en este registro sólo cuando el bit 1 del registro de estado esté inactivo. En el cuadro 2 se listan los comandos que admite el 8042 (enviados al puerto 64h). Debe darse cuenta el lector de la particularidad de que los registros de salida y entrada son accedidos por el mismo puerto (60h), siendo la lectura y escritura las que seleccionan el acceso a uno u otro respectivamente. ┌─────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ BIT │

│

SIGNIFICADO

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │

│ Registro de salida lleno. 0

Un 1 indica que el 8042 ha colocado un dato en el registro de

│

│ salida y la CPU aún no lo ha leído. Este bit se pone a 0 cuando la CPU lee el puerto 60h. │

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

1

│

│ Registro de entrada lleno.

Un 1 significa que ha sido colocado un dato en el registro de │

│ entrada y el 8042 aún no lo ha leído.

│

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

2

│ Banderín del sistema: asignado con un comando del 8042. 0 al arrancar.

│

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │

│ Comando/dato. Se pone a 1 o a 0 al enviar algo al puerto 60h o al 64h respectivamente: de │ 3

│

│ esta manera, el 8042 sabe si lo que se le envía son órdenes o datos

(órdenes= 1).

Ambos │

│ puertos conectan con el registro de entrada.

│

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

4

│

│ Bit de inhibición.

Este bit se actualiza siempre que se coloca un dato en el registro de │

│ salida, un 0 indica teclado inhibido.

│

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

5

│

│ Transmisión fuera de tiempo.

Indica que la transmisión de un dato hacia el teclado no ha │

│ sido respondida en los márgenes de tiempo adecuados.

│

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

6

│

│ Recepción fuera de tiempo.

Indica si el teclado ha enviado un dato y sigue enviando más

│ después del tiempo esperado.

│ │

├─────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

7

│ Error de paridad. Indica la paridad del dato recibido: 0 la correcta.

│

└─────┴───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ CUADRO 1: REGISTRO DE ESTADO

12.8.2 - EL TECLADO DEL AT Como se dijo en el apartado anterior, el teclado del AT es bidireccional y admite comandos por parte del ordenador. Estudiaremos ahora cuáles son esos comandos. En primer lugar, tras el arranque del ordenador y al recibir la alimentación el teclado, éste realiza un autotest denominado BAT (Basic Assurance Test) donde chequea su ROM, RAM y enciende y apaga todos los LED. Esta operación emplea entre 600 y 900 milisegundos; al acabar el BAT y cuando sea posible establecer la comunicación con el ordenador (líneas de reloj y datos en alto) envía un byte 0AAh si todo ha ido bien y un 0FCh si ha habido fallos; inicializando después los parámetros de autorepetición de las teclas. El teclado tiene un buffer interno con capacidad para 17 bytes (unas 8 teclas) con objeto de almacenar las últimas teclas pulsadas cuando no puede enviarlas al 8042. Cuando este buffer se llena, su última posición (17ª) se rellena con 0 y se ignoran las siguientes pulsaciones. 12.8.3 - COMUNICACIÓN CPU ─Ψ TECLADO

346


Los comandos al teclado pueden ser enviados en cualquier momento al puerto 60h: a menos que el 8042 esté esperando por un byte de datos en el registro de entrada, como consecuencia de un comando previo, redireccionará todo lo que se le envíe por el puerto 60h hacia el teclado. El teclado responderá en menos de 20 milisegundos, devolviendo una señal de reconocimiento por medio de un byte 0FAh. Los principales comandos (diferenciados de los datos por tener el bit 7 activo) son: - Reset (0FFh): Al recibirlo envía una señal de reconocimiento y se asegura de que la CPU se de por enterada poniendo en alto las líneas de reloj y datos un mínimo de 500 microsegundos; el teclado permanece inhibido hasta que la CPU acepta la señal de reconocimiento o envía otro comando que sobreescribe y anula éste. Llegados a este punto, el teclado ejecuta de nuevo el BAT, estableciendo valores por defecto para la autorepetición y limpiando su registro de salida. - Reenvío (0FEh): El sistema puede enviar este comando al teclado cuando detecta un fallo en la recepción desde el teclado. Este comando sólo puede ser enviado después de una transmisión del teclado y antes de habilitar la comunicación para la siguiente recepción. El teclado responde enviando de nuevo el dato anterior (si ya era un 0FEh, el último dato que envió que no fuera 0FEh).

┌─────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ COMANDO │

SIGNIFICADO

│

├─────┬───┴─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 20h │ Leer el byte de comando del 8042 (ver cuadro 3). Esta orden envía al registro de salida (en │ │

│ el puerto 60h) dicho byte para que sea leído.

│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 60h │ Escribir el byte de comando del 8042. El siguiente byte que se envíe al registro de entrada │ │

│ (puerto 60h) será el byte de comando del 8042.

│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ AAh │ Autotest. │

El 8042 realiza un diagnóstico interno y coloca un 55h en el registro de salida

│ si todo va bien.

│ │

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

│ Test del interface. El controlador chequea las líneas de reloj y datos devolviendo: 0 si no │

│ ABh │ hay errores; 1: el reloj está demasiado en bajo, 2: está demasiado en alto; 3: la línea de

│

│

│

│ datos está demasiado en bajo y 4: la línea de datos está demasiado en alto.

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ACh │ Volcado de diagnóstico. │

Envía al registro de salida, sucesivamente, 16 bytes de la RAM del │

│ 8042, el estado de los registros de entrada y salida y la palabra de estado del controlador.│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ADh │ Inhibir teclado. Esto activa el bit 4 del byte de comando del 8042.

│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ AEh │ Habilitar teclado. Esto baja el bit 4 del byte de comando del 8042.

│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

│ Leer el puerto de entrada (véase cuadro 4). Esto obliga al 8042 a leer el puerto de entrada │

│ C0h │ y colocar lo que lee en el registro de salida; │

sólo ha de emplearse este comando cuando el │

│ registro de salida está vacío.

│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ D0h │ Leer el puerto de salida. El 8042 lee el puerto de salida y lo coloca en el registro de sa- │ │

│ lida; sólo debe emplearse este comando si dicho registro está vacío.

│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ D1h │ Escribir el puerto de salida (ver cuadro 5). │

El siguiente byte que se envíe al registro de │

│ entrada (puerto 60h) se colocará en el puerto de salida.

│

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ E0h │ Leer entradas de testeo. El 8042 coloca en el registro de salida los bits de reloj (bit 0)

│

│

│

│ y datos (bit 1) para permitir la comunicación directa con el teclado.

├─────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

│ Los bits 0 al 3 de este comando (la parte baja de este mismo comando) se relacionan con los │

│ Fxh │ bits 0 al 3 del puerto de salida del 8042; un 0 indica bit pulsado durante 6 microsegundos

│

│

│

│ (apróx.) y un 1 que el bit no resulta modificado; ¡cuidado con el reset!.

346


└─────┴─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ CUADRO 2: COMANDOS DEL 8042

- Establecer valores por defecto (0F6h): Devuelve la autorepetición a los valores habituales, limpia su registro de salida y continúa rastreando las teclas si no estaba inhibido; es una especie de reset en caliente. - Establecer valores por defecto y parar (0F5h): Similar al comando anterior, pero dejando de rastrear las teclas y permaneciendo inhibido hasta recibir más instrucciones. - Habilitar (0F4): Reanuda el funcionamiento interrumpido por el comando anterior o algún otro. - Establecer ratio y retardo de autorepetición (0F3h): Tras este comando debe enviarse otro inmediatamente a continuación, que se interpretará como dato, estableciendo los valores de autorepetición. De este segundo byte, el bit 7 estará siempre a cero; el valor de los bits 5 y 6, sumándole una unidad, indica el tiempo que ha de pasar desde que se pulsa una tecla hasta que comience a autorepetirse, en unidades de 0,25 segundos (±20%). Los bits 2, 1 y 0 forman un número A; los bits 4 y 3 forman otro número B; por medio de la siguiente fórmula se obtiene la tasa o ratio de autorepetición en «teclas por segundo»: 1 ────────────────────────────── (8 + A) * ( 2 ^ B) * 0.00417

Una vez recibido este comando, el teclado envía la acostumbrada señal de reconocimiento, deja de rastrear las teclas y espera por el parámetro de autorepetición, respondiendo al mismo con otra señal de reconocimiento y volviendo a rastrear las teclas. Si en lugar de recibir el parámetro recibe otro comando (bit 7 activo) dejará inalterados los valores de autorepetición y procesará dicho comando, aunque ¡cuidado!: permanecerá inhibido hasta que se le habilite con el comando 0F4h. Por defecto, el sistema establece una tasa de 10 caracteres por segundo y 0,5 segundos de espera (parámetro 4Ch). ┌─────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ BIT │ SIGNIFICADO │ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 0 │ Activar la interrupción del registro de salida lleno: un 1 indica que el 8042 genere │ │ │ una IRQ1 (INT 9) tras colocar un dato en el registro de salida (esto es lo normal). │ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 1 │ Reservado (escribir 0). │ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 2 │ Banderín del sistema. Este bit define el bit 2 del registro de estado. │ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 3 │ Ignorar inhibición: con 1 se ignorará la función de inhibir el teclado. │ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 4 │ Deshabilitar el teclado: un 1 baja la línea de reloj inhibiendo la comunicación del │ │ │ 8042 con el teclado. │ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 5 │ Modo IBM PC. Con 1 no se traducen los códigos del teclado ni se controla la paridad. │ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ IBM PC compatibilidad. Un 1 selecciona la conversión de los códigos del teclado para │ │ 6 │ emular los del PC y XT, traduciendo los códigos de rastreo y generando un único byte │ │ │ al soltar las teclas. Puesto a 1 por la BIOS antes de cargar el DOS (compatibilidad).│ ├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 7 │ Reservado (escribir 0). │ └─────┴──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ CUADRO 3: BYTE DE COMANDO DEL 8042 ┌─────┬────────────────────────────────┐

┌─────┬────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ BIT │

│ BIT │

SIGNIFICADO

│

SIGNIFICADO

│

346


├─────┼────────────────────────────────┤

├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤

│ 0-3 │ Indefinidos

│

│

├─────┼────────────────────────────────┤ │

4

│

│ RAM del sistema. A 1 si insta- │

│

│ lada la extensión de 256 Kb.

│

│

├─────┼────────────────────────────────┤ │

5

│

0

│ Reset del sistema (como Ctrl-Alt-Del).

│

├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ Línea A20: 0 fuerza la línea A20 de la CPU a 0, con lo que │ 1

│ se prohíbe acceder a la memoria por encima de 1 Mb lo cual │

│

│ emula el direccionamiento de los PC/XT;

│ A 0 si presente el puente (o

│

│

│ la controle la CPU aunque hay PC's en que esto no basta.

un 1 deja que A20 │

│ «jumper») del fabricante.

│

├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤

│

├─────┼────────────────────────────────┤

│ 2-3 │ Indefinidos.

│

├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤

│

│ Tipo de pantalla. 0 si la pan- │ 6

│

│

│ talla principal es de color y

│

│

│ 1 si es monocroma.

│

├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤

4

│ Registro de salida lleno.

├─────┼────────────────────────────────┤

│

│

├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤

│ │

│ 0: el teclado ha sido bloquea- │ 7

5

│ Registro de entrada vacío.

│

│ do con la llave externa de la

│

│

│ unidad central.

│

├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤

└─────┴────────────────────────────────┘ CUADRO 4:

│

6

7

│ Línea de reloj (comunicación directa con el teclado).

│

│ Línea de datos (comunicación directa con el teclado).

│ │

└─────┴────────────────────────────────────────────────────────────┘

BYTE RECIBIDO POR EL PUERTO DE ENTRADA

CUADRO 5: BYTE A ENVIAR AL PUERTO DE SALIDA

- No operación (0F7h a 0FDh y 0EFh al 0F2h): Son códigos reservados; el teclado al recibirlos envía la señal de reconocimiento de siempre y no realiza ninguna acción. - Eco (0EEh): Si el teclado recibe este comando, lo reenvía a continuación. Es una ayuda al diagnóstico. - Encender/apagar los LED (0EDh). Tras este comando se ha de enviar otro byte de datos, cuyos bits 0, 1 y 2 están ligados al estado de los LED de Scroll Lock, Num Lock y Caps Lock, respectivamente; los demás están reservados. Al recibir el comando envía la correspondiente señal de reconocimiento y deja de rastrear las teclas, esperando por el dato. Si en vez de un dato recibe otro comando, dejará intactos los LED, procesará dicho comando y continuará rastreando las teclas (sin quedar inhibido en esta ocasión). El siguiente ejemplo muestra cómo establecer los LED configurados en AH: CLI

espera: JMP

MOV

AL,0EDh

OUT

60h,AL

XOR

CX,CX

SHORT $+2

; enviar comando ; insertar estados de espera para AT obsoleto

JMP

SHORT $+2

IN

AL,64h

TEST

AL,2

LOOPNZ

espera

MOV

AL,AH

OUT

60h,AL

; esperar que reciba comando ; establecer los LED

STI

En general, este será el procedimiento a seguir para cualquier comando que requiera parámetros: hay que esperar el momento adecuado para enviarlos; el LOOPNZ evita que la CPU se quede colgada si por cualquier motivo fallara el teclado o el 8042. Como se ve, se establecen los 3 LED a la vez, aunque si sólo se desea cambiar uno habrá que consultar el estado actual de los otros en las variables de la BIOS. No obstante, este cambio es sólo puntual ya que al pulsar las teclas que actúan sobre los LED, la BIOS o el KEYB los reajustarán anulando el cambio, siendo necesario reprogramar parcialmente la interrupción del teclado si se desea evitarlo. 12.8.4 - COMUNICACIÓN TECLADO ─Ψ CPU Más bien cabría llamarla la comunicación teclado ─Ψ 8042: aunque muchos de estos códigos acaben


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siendo interpretados por la CPU, algunos se los queda el 8042 que siempre es el primero en enterarse. A continuación se listan los valores que el teclado puede enviar a la CPU o al 8042 en un momento dado. - Reenvío (0FEh): El teclado puede enviar este comando a la CPU para solicitar el reenvío cuando detecta un fallo en la recepción (normalmente de paridad) o una entrada incorrecta. - Reconocimiento ó ACK (0FAh): El teclado devuelte este valor cada vez que la CPU le envía algo, para indicar que lo ha recibido (excepto en el caso de los comandos Eco y Reenvío de la CPU). - Desbordamiento (0): Cuando la CPU intenta leer el teclado directamente sin haber códigos en el buffer del teclado (el buffer interno del propio teclado, se entiende) accederá a la posición 17ª del mismo, encontrándose este valor. - Fallo en el diagnóstico (0FDh): El teclado periódicamente se autochequea y envía este código si detecta algún fallo. Si el fallo sucede durante el BAT, dejará de rastrear las teclas en espera de un comando de la CPU; en cualquier otro momento continuará rastreando las teclas. - Código de tecla soltada ó break code (0F0h): El teclado envía este código a la CPU para indicar que el siguiente código que enviará a continuación corresponderá a una tecla soltada. Bajo MS-DOS este código lo intercepta el 8042 y se lo oculta a la CPU, con objeto de emular el código de tecla soltada de los PC/XT. - BAT completado (0AAh): Después de realizar el BAT el teclado envía un 0AAh para indicar que ha salido bien, o un 0FCh (u otro valor) si ha habido fallos. - Respuesta al eco (0EEh): El teclado envía este valor a la CPU si ésta se lo ha enviado a él. la comunicación directa CPU ─Ψ teclado. Debido a la presencia del 8042, normalmente no será preciso que la CPU se comunique directamente con el teclado a través de las líneas de reloj y datos. No obstante, este capítulo está explicado en el manual de referencia técnico del IBM AT, al menos en la edición de 1984; por tanto, aquellos aficionados que estén pensando construirse su propio ordenador y acoplarle un teclado ordinario de PC podrían consultar ese libro. Por cierto, en los PC y XT no es preciso tampoco realizar esta tarea, ya que el teclado con el conmutador de selección de la parte inferior en modo XT no es realmente bidireccional (de hecho, lleva un control autónomo de los LED) por lo que no tiene sentido intentar enviar nada. Y a la hora de recibir, hay métodos mucho más cómodos...

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12.9. - EL PUERTO SERIE: UART 8250. La transmisión de datos en serie es una de las más comunes para aquellas aplicaciones en las que la velocidad no es demasiado importante, o no es posible conseguirla (por ejemplo, vía red telefónica). Para simplificar el proceso de enviar los bits uno por uno han surgido circuitos integrados que realizan la función, teniendo en cuenta todos los tiempos necesarios para lograr una correcta comunicación y aliviando a la CPU de esta pesada tarea. El circuito que estudiaremos es el 8250 de National, fabricado también por Intel, aunque las diferencias respecto al 16550 serán brevemente señaladas. Esta última UART es más reciente y mucho más potente -aunque solo sea por unos pequeños detalles- y cada vez está más extendida, en particular en las actuales placas base. La línea que transmite los datos en serie está inicialmente en estado alto. Al comenzar la transferencia, se envía un bit a 0 ó bit de inicio. Tras él irán los 8 bits de datos a transmitir (en ocasiones son 7, 6 ó 5): estos bits están espaciados con un intervalo temporal fijo y preciso, ligado a la velocidad de transmisión que se esté empleando. Tras ellos podría venir o no un bit de paridad generado automáticamente por la UART. Al final, aparecerá un bit (a veces un bit y medio ó dos bits) a 1, que son los bits de parada o bits de stop. Lo de medio bit significa que la señal correspondiente en el tiempo a un bit dura la mitad; realmente, en comunicaciones se utiliza el término baudio para hacer referencia a las velocidades, y normalmente un baudio equivale a un bit. La presencia de bits de inicio y parada permite sincronizar la estación emisora con la receptora, haciendo que los relojes de ambas vayan a la par. A la hora de transmitir los bytes de datos unos tras otros, existe flexibilidad en los tiempos, de ahí que este tipo de comunicaciones se consideren asíncronas. La transmisión de los 8 bits de datos de un byte realmente es síncrona, pero las comunicaciones en serie siempre han sido consideradas asíncronas. Para una transmisión en serie básica bastan tres hilos. Sin embargo, el software que controla el puerto serie a través de la interfaz RS-232-C podría requerir más señales de control para establecer la comunicación, al igual que para controlar un modem telefónico pueden hacer falta más líneas (de control, no telefónicas...). Bromas aparte, sobre comunicaciones en serie existe todo un mundo; acerca de este tema se han escrito muchos libros completos. Lógicamente, aquí no vamos a dar ningún curso de comunicaciones en serie. Sin embargo, los menos introducidos en la materia no deben temer: ¿qué mejor manera de aprender sobre las comunicaciones en serie que examinar cómo funciona un chip que las soporta?. Desde luego, también se podría partir desde el punto de vista contrario, pero como entendido en sistemas digitales, el lector puede que tenga menos problemas con este interesante enfoque. 12.9.1. - DESCRIPCIÓN DEL INTEGRADO. ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌ D0 ██▌ 1 ▌ D1 ██▌ 2 ▌ D2 ██▌ 3 ▌ D3 ██▌ 4 ▌ D4 ██▌ 5 ▌ D5 ██▌ 6 ▌ D6 ██▌ 7 ▌ D7 ██▌ 8 ▌ RCLK ██▌ 9 ▌

▐ 40 ▐██ Vcc ▐ 39 ▐██ -RI ▐ 38 ▐██ -DCD ▐ 37 ▐██ -DSR ▐ 36 ▐██ -CTS ▐ 35 ▐██ MR ▐ 34 ▐██ -OUT1 ▐ 33 ▐██ -DTR ▐ 32 ▐██ -RTS ▐

SIN ██▌ 10 ▌ SOUT ██▌ 11 ▌ CS0 ██▌ 12 ▌ CS1 ██▌ 13 ▌ -CS2 ██▌ 14 ▌ -BAUDOUT ██▌ 15 ▌ XTAL1 ██▌ 16 ▌ XTAL2 ██▌ 17 ▌ -DOSTR ██▌ 18 ▌ DOSTR ██▌ 19 ▌

31 ▐██ -OUT2 ▐ 30 ▐██ INTRPT ▐ 29 ▐██ NC ▐ 28 ▐██ A0 ▐ 27 ▐██ A1 ▐ 26 ▐██ A2 ▐ 25 ▐██ -ADS ▐ 24 ▐██ CSOUT ▐ 23 ▐██ DDIS ▐ 22 ▐██ DISTR ▐


GND ██▌ 20 ▌

21 ▐██ -DISTR '8250

▐

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

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El ACE 8250 (Asynchronous Communication Element) integra en un solo chip una UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) y un BRG (Baud Rate Generator). Soporta velocidades de hasta 625000 baudios con relojes de hasta 10 MHz. El BRG incorporado divide la frecuencia base para conseguir las velocidades estándar de la RS-232-C. SIGNIFICADO DE LAS LÍNEAS DEL 8250 DISTR:Data In Strobe. Línea de entrada que indica al 8250 que deje los datos en el bus (D0..D7), los datos dejados dependen del registro seleccionado con A0..A2. Son necesarias CS0..CS2 para habilitar DISTR. En vez de DISTR se puede usar -DISTR, pero sólo una de las dos. DOSTR:Data Out Strobe. Idéntico a DISTR pero en salida. D0..D7:Data Bits 0..7: Bus triestado bidireccional de 8 líneas para transmitir datos, información de control y de estado entre la CPU y el 8250. El primer bit enviado/recibido es D0. A0..A2:Register Select. Líneas de entrada que indican el registro del 8250 usado en la operación. XTALx:Crystal/Clock: Conexiones para el cristal del cuarzo del BRG. XTAL1 puede actuar como entrada de reloj externa, en cuyo caso XTAL2 debería quedar abierto. SOUT:Serial Data Output: Salida de datos en serie del 8250. Una marca es un '1' y un espacio es un '0'. SOUT está en marca cuando el transmisor está inhibido, MR está a 1, el registro de transmisión está vacío o en el modo lazo (LOOP) del 8250. No es afectado por -CTS. -CTS:Clear To Send: Línea de entrada. El estado lógico de esta señal puede consultarse en el bit CTS del Modem Status Register (MSR) -como el bit CTS es el bit 4 del MSR se

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referencia MSR(4)-. Un cambio en el estado de -CTS desde la última lectura del MSR provoca que se active DCTS (bit MSR(0)). Cuando -CTS está activo (a 0) el modem indica que el dato en SOUT puede ser transmitido. -CTS no afecta al modo lazo (LOOP) del 8250. -DSR:Data Set Ready: Línea de entrada. El estado lógico de esta señal puede consultarse en MSR(5). DDSR (bit MSR(1)) indica si -DSR ha cambiado desde la última lectura del MSR. Cuando -DSR está activo el modem indica que está listo para intercambiar datos con el 8250; ello depende del estado del DCE (Data Communications Equipment) local y no implica que haya comunicación con la estación remota. -DTR:Data Terminal Ready. Línea de salida que puede activarse (poner a 0) escribiendo un 1 en MCR(0), y desactivarse escribiendo un 0 en dicho bit o ante la activación del pin MR. Con -DTR activo se indica al DCE que el 8250 puede recibir datos. En algunas circunstancias, esta señal se usa como LED de 'power on'. Si está inactivo, el DCE desconecta el modem del circuito de telecomunicaciones. -RTS:Request To Send. Línea de salida que habilita el modem. Se activa (poner a 0) escribiendo un 1 en MCR(1). Esta señal se pone en alto en respuesta a MR. -RTS indica al DCE que el 8250 tiene un dato listo para transmitir. En la modalidad half-duplex, esta señal se utiliza para controlar la dirección de la línea. -BAUDOUT:Esta

línea de salida contiene una señal de reloj 16 veces mayor que la frecuencia usada para transmitir. Equivale a la frecuencia de entrada en el

oscilador dividida por el BRG. La estación receptora podría emplear esta señal conectándola a RCLK (para compartir el mismo reloj). -OUTx:Estas dos salidas de propósito general se pueden activar (poner a 0) escribiendo un 1 en MCR(2) y MCR(3). Son desactivadas por la señal MR. En el modo lazo (LOOP o bucle), están también inactivas. -RI:Ring Indicator. Esta línea de entrada indica si el modem ha detectado que llaman por la línea y puede consultarse en MSR(6). El bit TERI (MSR(2)) indica si esta línea ha cambiado desde la última lectura del MSR. Si las interrupciones están habilitadas (IER(3) activo) esta patilla provoca una interrupción al activarse. -RI permanece activo durante el mismo intervalo de tiempo que la zona activa del ciclo de llamada e inactivo en los intervalos de la zona inactiva (o cuando el DCE no detecta la llamada). El circuito no se corta por culpa de -DTR. -DCD:Data Carrier Detect. Línea de entrada que indica si el modem ha detectado portadora. Se puede consultar su estado lógico en MSR(7). El bit MSR(3) indica si esta línea ha cambiado desde la última lectura del MSR. Esta línea no tiene efecto sobre el receptor. Si las interrupciones están permitidas, una interrupción será generada ante el cambio de esta línea. MR:Master Reset. Esta línea de entrada lleva el 8250 a un estado inactivo interrumpiendo su posible actividad. El MCR y las salidas ligadas al mismo son borradas. El LSR es borrado en todos sus bits salvo THRE y TEMT (que son activados). El 8250 permanece en este estado hasta volver a ser programado. INTRPT:Interrupt Request. Línea de salida que se activa cuando se produce una interrupción de alguno de estos tipos y está permitida: Recepción de banderín de error, dato recibido disponible, registro de retención de transmisión vacío, y estado del modem. Esta línea se desactiva con el apropiado servicio de la interrupción o ante MR. SIN:Serial Data Input. Es la línea de entrada de datos desde el modem. En el modo lazo (LOOP o bucle) están inhibidas las entradas en SIN. CS0..2:Chip Select. Estas entradas actúan como líneas de habilitación para las señales de escritura (DOSTR, -DOSTR) y lectura (DISTR, -DISTR). CSOUT:Chip Select Out. Esta línea de salida se activa cuando el chip ha sido seleccionado con CS0..2. No comenzará transferencia de datos alguna hasta que CSOUT se active. DDIS:Driver Disable. Esta salida está inactiva cuando la CPU lee datos del 8250. Una salida activa puede emplearse para inhibir un transceiver externo cuando la CPU está leyendo datos. -ADS:Address Strobe. Cuando esta línea de entrada está activa se enclavan las líneas A0..A2 y CS0..2; esto puede ser necesario si los pines de selección de registro no son estables durante la duración de la operación de lectura o escritura (modo multiplexado). Si esto no es preciso, esta señal se puede mantener inactiva (modo no-multiplexado). RCLK:Esta línea se corresponde con la entrada de reloj para la sección receptora, equivalente a 16 veces la frecuencia empleada en la transmisión y puede proceder del BAUDOUT de la estación remota o de un reloj externo.

REGISTROS DEL 8250 El 8250 dispone de 11 registros (uno más el 16550) pero sólo 3 líneas de dirección para seleccionarlos. Lo que permita distinguir unos de otros será, aparte de las líneas de direcciones, el sentido del acceso (en lectura o escritura) y el valor de un bit de uno de los registros: el bit DLAB del registro LCR, que es el bit 7 de dicho registro. La notación para hacer referencia a un bit de un registro se escribe REG(i); en este ejemplo, el bit DLAB sería LCR(7). Realmente, DLAB se emplea sólo puntualmente para poder acceder y programar los registros que almacenan el divisor de velocidad; el resto del tiempo, DLAB estará a 0 para acceder a otros registros más importantes. ┌────┬────┬────┬──────┬──────┬────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ A2 │ A1 │ A0 │ DLAB │ MODO │ NOMBRE │ SIGNIFICADO

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

0 │

0 │

0 │

0

│

R

│

RBR

│ Receiver Buffer Register

(Registro buffer de recepción)

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

0 │

0 │

0 │

1

│

R/W │

DLL

│ Divisor Latch LSB

(Divisor de velocidad, parte baja)

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

0 │

0 │

0 │

0

│

W

│

THR

│ Transmitter Holding Register

(Registro de retención de transmisión)

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤

346


│

0 │

0 │

1 │

0

│

R/W │

IER

│ Interrupt Enable Register

(Registro de habilitación de interrupciones)

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

0 │

0 │

1 │

1

│

R/W │

DLM

│ Divisor latch MSB

│

(Divisor de velocidad, parte alta)

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

0 │

1 │

0 │

X

│

R

│

IIR

│ Interrupt Identification Register

(Registro de identificación de interrupciones) │

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

0 │

1 │

0 │

X

│

W

│

FCR

│ FIFO Control Register

(Registro de control FIFO)

- SOLO 16550 -

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

0 │

1 │

1 │

X

│

R/W │

LCR

│ Line Control Register

(Registro de control de línea)

¡¡EL BIT 7 ES DLAB!!

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

1 │

0 │

0 │

X

│

R/W │

MCR

│ Modem Control Register

(Registro de control del modem)

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

1 │

0 │

1 │

X

│

R/W │

LSR

│ Line Status Register

(Registro de estado de la línea)

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

1 │

1 │

0 │

X

│

R/W │

MSR

│ Modem Status Register

(Registro de estado del modem)

│

├────┼────┼────┼──────┼──────┼────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │

1 │

1 │

1 │

X

│

R/W │

SCR

│ Scratch Register

(Registro residual)

│

└────┴────┴────┴──────┴──────┴────────┴───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

346


1) LCR (Line Control Register). Controla el formato del carácter de datos. ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

DLAB

│

7

Stick

│

│ Control │ Parity

│

EPS

│

PEN

│

STB

│

WLS1

│

WLS0

│

│

│

4

│

3

│

2

│

1

│

0

│

Break 6

│ │

5

│

│

│

│

│

└─────────┴─────────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴─────────┴────┬────┴────┬────┘ └───────┐ │ ┌───────┘

│ ┌───────┘

0 0 0

Sin paridad

│ │ Word Length Select

0 0 1

Paridad impar

0 0

Datos de 5 bits

0 1 1

Paridad par

0 1

Datos de 6 bits

1 0 1

Marca ('1')

1 0

Datos de 7 bits

1 1 1

Espacio ('0')

1 1

Datos de 8 bits

Los bits WLS seleccionan el tamaño del dato empleado. STB indica el número de bits de stop, que pueden ser 1 (STB=0) ó 2 (STB=1), al trabajar con datos de 5 bits STB=1 implica 1.5 bits de stop. PEN (Parity Enable) permite habilitar o no la generación de bit de paridad, EPS (Even Parity Select) selecciona paridad par si está a 1 (o impar en caso contrario). Stick Parity permite forzar el bit de paridad a un estado conocido según el valor de EPS. Cuando Break Control es puesto a 1, la salida SOUT se pone en estado espacio (a 0), sólo afecta a SOUT y no a la lógica de transmisión. Esto permite a la CPU alertar a un terminal del sistema sin transmitir caracteres erróneos o extraños si se siguen estas fases: 1) cargar un carácter 0 en respuesta a THRE, 2) activar Break Control en respuesta al próximo THRE, 3) esperar a que el transmisor esté inactivo (TEMT=1) y bajar Break Control. Durante el Break, el transmisor puede usarse como un preciso temporizador de carácter. El bit DLAB (Divisor Latch Access Bit) puesto a 1 permite acceder a los Latches divisores DLL y DLM del BRG en lectura y escritura. Para acceder al RBR, THR y al IER debe ser puesto a 0. 2) LSR (Line Status Register). Este suele ser el primer registro consultado tras una interrupción. ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│

│

│

│

│

│

0

│

TEMT

│

THRE

│

BI

│

FE

│

PE

│

OE

│

DR

│

│

7

│

6

│

5

│

4

│

3

│

2

│

1

│

0

│

└─────────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │

│

│

Transmitter

│

Transmitter

│

│

│

│

Empty

Holding

│

Register

│

Empty

│

│

Data Ready

Overrun Error

Parity Error

Framing Error

Break Interrupt

DR está activo cuando hay un carácter listo en el RBR y es puesto a 0 cuando se lee el RBR. Los bits 1 al 4 de este registro (OE, PE, FE y BI) son puestos a 0 al consultarlos -cuando se lee el LSR- y al activarse pueden generar una interrupción de prioridad 1 si ésta interrupción está habilitada. OE se activa para indicar que el dato en el RBR no ha sido leído por la CPU y acaba de llegar otro que lo ha sobreescrito. PE indica si hay un error de paridad. FE indica si el carácter recibido no tiene los bit de stop correctos. BI se activa cuando la entrada de datos es mantenida en espacio (a 0) durante un tiempo superior al de transmisión de un carácter (bit de inicio + bits de datos + bit de paridad + bit de parada). THRE indica que el 8250 puede aceptar un nuevo carácter para la transmisión: este bit se activa cuando el THR queda libre y se desactiva escribiendo un nuevo carácter en el THR. Se puede producir, si está habilitada; la interrupción THRE (prioridad 3); INTRPT se borra leyendo el IIR. El 8250 emplea un registro interno para ir desplazando los bit y mandarles en serie (el Transmitter Shift Register), dicho registro se carga desde el THR. Cuando ambos registros (THR y el Transmitter Shift) están vacíos, TEMT se activa; volverá a desactivarse cuando se deje otro dato en el THR hasta que el último bit salga por SOUT. 3) MCR (Modem Control Register). Controla el interface con el modem.

346


┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│

│

│

│

│

│

0

│

0

│

0

│

LOOP

│

OUT2

│

OUT1

│

RTS

│

DTR

│

│

7

│

6

│

5

│

4

│

3

│

2

│

1

│

0

│

└─────────┴─────────┴─────────┴─────────┼─────────┴─────────┴────┬────┴────┬────┘ │

Data Terminal Ready

Request To Send

Las líneas de salida -DTR, -RTS, -OUT1 y -OUT2 están directamente controladas por estos bits; como se activan a nivel bajo, son puestas a 0 escribiendo un 1 en estos bits y viceversa. Estas líneas sirven para establecer diversos protocolos de comunicaciones. El bit LOOP introduce el 8250 en un modo lazo (o bucle) de autodiagnóstico. Con LOOP activo, SOUT pasa a estado de marca (a 1) y la entrada SIN es desconectada. Los registros de desplazamiento empleados en la transmisión y la recepción son conectados entre sí. Las cuatro entradas de control del modem (CTS, -DSR, DC y -RI) son desconectadas y en su lugar son internamente conectadas las cuatro salidas de control del modem (-DTR, -RTS, -OUT1 y -OUT2) cuyos pines son puestos en estado inactivo (alto). En esta modalidad de operación (modo lazo o bucle), los datos transmitidos son inmediatamente recibidos, lo que permite comprobar el correcto funcionamiento del integrado. Las interrupciones son completamente operativas en este modo, pero la fuente de estas interrupciones son ahora los 4 bits bajos del MCR en lugar de las cuatro entradas de control. Estas interrupciones están aún controladas por el IER. 4) MSR (Modem Status Register). ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│

│

│

│

│

│

DCD

│

RI

│

DSR

│

CTS

│

DDCD

│

TERI

│

DDSR

│

DCTS

│

│

7

│

6

│

5

│

4

│

3

│

2

│

1

│

0

│

└────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │

│

│

│

│

│

│

│

│

│

Delta

Trailing

Delta

│

Delta

│

│

Data

Clear

Data

Edge

Data

Clear

Carrier

Ring

Set

To

Carrier

of Ring

Set

To

Detect

Indicator

Ready

Send

Detect

Indicator

Ready

Send

Data

Además de la información de estado del modem, los 4 bits bajos (DDCD, TERI, DDSR, DCTS) indican si la línea correspondiente, en los 4 bits superiores, ha cambiado de estado desde la última lectura del MSR; en el caso de TERI sólo indica transiciones bajo-Ψalto en -RI (y no las de sentido contrario). La línea CTS del modem indica si está listo para recibir datos del 8250 a través de SOUT (en el modo lazo este bit equivale al bit RTS del MCR). La línea DSR del modem indica que está listo para dar datos al 8250 (en el modo lazo -o LOOP- equivale al bit DTR del MCR). RI y DCD indican el estado de ambas líneas (en el modo lazo se corresponden con OUT1 y OUT2 respectivamente). Al leer el MSR, se borran los 4 bits inferiores (que en una lectura posterior estarían a 0) pero no los bits de estado (los 4 más significativos). Los bits de estado (DCD, RI, DSR y CTS) reflejan siempre la situación de los pines físicos respectivos (estado del modem). Si DDCD, TERI, DDSR ó DCTS están a 1 y se produce un cambio de estado durante la lectura, dicho cambio no será reflejado en el MSR; pero si están a 0 el cambio será reflejado después de la lectura. Tanto en el LSR como en el MSR, la asignación de bits de estado está inhibida durante la lectura del registro: si se produce un cambio de estado durante la lectura, el bit correspondiente será activado después de la misma; pero si el bit ya estaba activado y la misma condición se produce, el bit será borrado tras la lectura en lugar de volver a ser activado. 5) y 6) BRSR (Baud Rate Select Register). Son los registros DLL (parte baja) y DLM (parte alta). Estos dos registros de 8 bits constituyen un valor de 16 bits que será el divisor que se aplicará a la

346


frecuencia base para seleccionar la velocidad a emplear. Dicha frecuencia base (por ejemplo, 1.8432 MHz) será dividida por 16 veces el valor almacenado aquí. Por ejemplo, para obtener 2400 baudios: 1843200 ───────── = 48 -Ψ 16 * 2400

DLL=48, DLM=0

7) RBR (Receiver Buffer Register). El circuito receptor del 8250 es programable para 5, 6, 7 u 8 bits de datos. En el caso de emplear menos de 8, los bits superiores de este registro quedan a 0. Los datos entran en serie por SIN (comenzando por el bit D0) en un registro de desplazamiento gobernado por el reloj de RCLK, sincronizado con el bit de inicio. Cuando un carácter completa el registro de desplazamiento de recepción, sus bits son volcados al RBR y el bit DR del LSR es activado para indicar a la CPU que puede leer el RBR. El diseño del 8250 permite la recepción continua de datos sin pérdidas: el RBR almacena siempre el último carácter recibido dando tiempo suficiente a la CPU para leerlo mientras simultáneamente está cargando el registro de desplazamiento con el siguiente; si la CPU tarda demasiado un nuevo dato podría aparecer en el RBR antes de haber leído el anterior (condición de overrun, bit OE del LSR). 8) THR (Transmitter Holding Register). El registro de retención de transmisión almacena el siguiente carácter que va a ser transmitido en serie mientras el registro de desplazamiento de transmisión está enviando el carácter actual. Cuando el registro de desplazamiento se vacíe, será cargado desde el THR para transmitir el nuevo carácter. Al quedar vacío THR, el bit THRE del LSR se activa. Cuando estén vacíos tanto el THR como el registro de desplazamiento de transmisión, el bit TEMT del LSR se activa. 9) SCR (Scratchpad Register). Este registro no es empleado por el 8250, y de hecho no existía en las primeras versiones del integrado. Puede ser empleado por el programador como una celdilla de memoria. 10) IIR (Interrupt Identification Register). Existen 4 niveles de prioridad en las interrupciones generables por el 8250, por este orden: 1) Estado de la línea de recepción. 2) Dato recibido disponible. 3) Registro de retención de transmisión vacío. 4) Estado del modem. La información que indica que hay una interrupción pendiente y el tipo de la misma es almacenada en el IIR. El IIR indica la interrupción de mayor prioridad pendiente. No serán reconocidas otras interrupciones hasta que la CPU envíe la señal de reconocimiento apropiada. En el registro IIR, el bit 0 indica si hay una interrupción pendiente (bit 0=0) o si no la hay (bit 0=1), esto permite tratar las interrupciones en modo polled consultando este bit. Los bits 1 y 2 indican el tipo de interrupción. Los restantes están a 0 en el 8250, pero el 16550 utiliza alguno más. ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│ DCD

│

│ RI

│

│ DSR

│

│ CTS

│

│ DDCD

│

│

│

│

7

│

6

│

5

│

4

│

3

│

2

│

1

│

│ │ 0

│

└────┬────┴────┬────┴─────────┴─────────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │ ┌───────┘

│

│ ┌───────┘

1 1 - Colas FIFO activadas en 16550

│

X X - Identificación de la Interrupción

0 0 - Colas FIFO no activadas

1 - Interrupción pendiente

A 1 en el 16550 si pendiente la interrupción TIMEOUT

346


┌───────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ IDENTIFICACIÓN DE LA INTERRUPCIÓN │

ACTIVACIÓN / RECONOCIMIENTO (RESET) DE LA INTERRUPCIÓN

│

├───────┬───────┬───────┬───────────┼──────────────────┬───────────────┬──────────────────────────────┤ │ Bit 2 │ Bit 1 │ Bit 0 │ Prioridad │

│

Flag

│

Fuente

Reconocimiento

│

├───────┼───────┼───────┼───────────┼──────────────────┼───────────────┼──────────────────────────────┤ │

X

│

│

│

X

│

1

│

│

│ Ninguno

│ Ninguna

│

│

│

│

│

│

│

├───────┼───────┼───────┼───────────┼──────────────────┼───────────────┼──────────────────────────────┤ │

1

│

│

│

1

│

0

│

│ Primera

│ Línea de estado

│ OE, PE,

│ Leer LSR

│

│

│ del receptor

│ FE ó BI

│

│

├───────┼───────┼───────┼───────────┼──────────────────┼───────────────┼──────────────────────────────┤ │

1

│

│

│

0

│

0

│

│ Segunda

│ Recibido dato

│ Recibido dato │ Leer RBR

│

│

│ disponible

│ disponible

│

│

├───────┼───────┼───────┼───────────┼──────────────────┼───────────────┼──────────────────────────────┤ │

0

│

│

│

1

│

0

│

│ Tercera

│ THRE

│ THRE

│ Leer IIR si es la fuente de

│

│

│

│ interrupción, o escribir THR │

│

├───────┼───────┼───────┼───────────┼──────────────────┼───────────────┼──────────────────────────────┤ │ │

0

│

│

0

│

0

│

│ Cuarta

│ Estado del modem │ -CTS, -DSR

│ Leer MSR

│

│

│

│

│

│ -RI, -DCD

└───────┴───────┴───────┴───────────┴──────────────────┴───────────────┴──────────────────────────────┘

11) IER (Interrupt Enable Register). Este registro de escritura se utiliza para seleccionar qué interrupciones activan INTRPT y, por consiguiente, van a ser solicitadas a la CPU. Deshabilitar el sistema de interrupciones inhibe el IIR y desactiva la salida INTRPT. ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│

│

0

│ │

0

│ │

0

│ │

0

│ IER(3)

│ IER(2)

│ IER(1)

│ IER(0)

│

│

7

│

6

│

5

│

4

│

│

│

│

│

3

2

1

│ 0

└─────────┴─────────┴─────────┴─────────┼─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ IER0: A 1 si habilitar interrupción de dato disponible. IER1: A 1 si habilitar interrupción de registro de retención de transmisión vacío. IER2: A 1 si habilitar interrupción de error de recepción (bits 1 al 4 del LSR). IER3: A 1 si habilitar interrupción ante el cambio del MSR (Registro de estado del modem).

El 16550 genera también una interrupción de TIMEOUT (prioridad 1) si hay datos en la cola FIFO y no son leídos dentro del tiempo que dura la recepción de 4 bytes o si no se reciben datos durante el tiempo que tomaría recibir 4 bytes. 12) FCR (FIFO Control Register). Sólo disponible en el 16550, no en el 8250. ┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┼─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

│

7

│

6

│

5

│

4

│

3

│

2

│

1

│

│ │ 0

│

└────┬────┴────┬────┴─────────┴─────────┼────┬────┴────┬────┴────┬────┴────┬────┘ │ ┌───────┘ │ │

Tamaño cola

│

│

A 1 si cambiar los

│

│

│

borrado de colas FIFO XMIT y RCVR.

0 0 -

1 byte

pines RXRDY y TXRDY

│

│

0 1 -

4 bytes

del modo 0 al modo 1

│

│

1 0 -

8 bytes

1 1 - 14 bytes

│

1 - Habilita el

1 - Borrar cola RCVR

1 - Borrar cola XMIT

346


El bit 0 debe estar a 1 para escribir los bits 1 ó 2. Cuando el bit 1 ó el 2 son activados, la cola afectada es borrada y el bit es devuelto a 0. Los registros de desplazamiento de la transmisión y la recepción, en cada caso, no resultan afectados. LA TRANSMISIÓN Y LA RECEPCIÓN EN EL 8250 La sección de transmisión del 8250 consiste en el Registro de Retención de transmisión (THR), el Registro de Desplazamiento de la Transmisión (TSR) y en la lógica de control asociada. Dos bits en el LSR indican si está vacío el THR (bit THRE) o el TSR (bit TEMT). El carácter de 5-8 bits a ser transmitido es escrito en el THR; la CPU debería realizar esta operación sólo si THRE está activo: este bit es activado cuando el carácter es copiado del THR al TSR durante la transmisión del bit de inicio. Cuando el transmisor está inactivo, tanto THRE como TEMT están activos. El primer carácter escrito provoca que THRE baje; tras completarse la transferencia vuelve a subir aunque TEMT permanecerá bajo mientras dure la transferencia en serie del carácter a través de TSR. Si un segundo carácter es escrito en THR, THRE vuelve a bajar y permanecerá bajo hasta que el TSR termine la transmisión, porque no es posible volcar el contenido de THR en TSR hasta que este último no acabe con el carácter que estaba transmitiendo. Cuando el último carácter ha sido transmitido fuera del TSR, TEMT vuelve a activarse y THRE también lo hará tras un cierto tiempo (el que tarda en escribirse THR en TSR). En la recepción, los datos en serie asíncronos entran por la patilla SIN. El estado inactivo de la línea se considera el '1' lógico. Un circuito de detección de bit de inicio está continuamente buscando una transición alto─Ψbajo que interrumpa el estado inactivo. Cuando la detecta, se resetea un contador interno y cuenta 7½ pulsos de reloj (tener en cuenta que la frecuencia base es dividida por 16), posicionándose en el centro del bit de inicio. El bit de inicio se considera válido si SIN continúa aún bajo en ese momento. La validación del bit de inicio evita que un ruido espúreo en la línea sea confundido con un nuevo carácter. El LCR tiene toda la información necesaria para la recepción: tamaño del carácter (5-8 bits), número de bits de stop, si hay paridad o no... la información de estado que se genere será depositada en el LSR. Cuando un carácter es transmitido desde el Registro de Desplazamiento de la Recepción (RSR) al Registro Buffer de Recepción (RBR), el bit DR del LSR se activa. La CPU lee entonces el RBR, lo que hace bajar de nuevo DR. Si el carácter no es leído antes de que el siguiente carácter que se está formando pase del RSR al RBR, el bit OE (overrun) del LSR se activa. También se puede activar PE en el LSR si hay un error de paridad. Finalmente, la circuitería que chequea la validez del bit de stop podría activar el bit FE del LSR en caso de error. El centro del bit de inicio se define como 7½ pulsos de reloj; si los datos que entran por SIN constituyen una onda cuadrada simétrica, el centro de las celdas que contienen los bits se desviará a lo sumo un ±3.125% del centro real, lo que deja un margen de error del 46.875%; el bit de inicio puede comenzar, como mucho, 1 ciclo de reloj (de los 16) antes de ser detectado. EL B.R.G. (BAUD RATE GENERATOR) El BRG genera las señales de reloj para el funcionamiento de la UART, permitiendo los ratios de transferencia del estándar ANSI/CCITT. Se puede conectar un cristal a XTAL1 y XTAL2 ó una señal de reloj a XTAL1. La salida -BAUDOUT puede excitar la línea XTAL1 de otro 8250. La velocidad es determinada por los registros DLL y DLM almacenando un valor divisor de la frecuencia del reloj conectado al 8250. El resultado debe ser 16 veces mayor que la frecuencia en baudios deseada, ya que el 8250 utiliza 16 pulsos de reloj para cada bit. El siguiente cuadro resume los valores que hay que asignar al divisor para lograr las frecuencias más usuales con los cristales más comunes. ┌────────────────────────────┬────────────────────────────┬────────────────────────────┐ │

Cristal de 1.8432 MHz

│


│


│

┌─────────┼───────────────┬────────────┼───────────────┬────────────┼───────────────┬────────────┤ │ Baudios │ Divisor usado │

% error

│ Divisor usado │

% error

│ Divisor usado │

% error

│

346


│ finales │ para 16xReloj │ si lo hay

│ para 16xReloj │ si lo hay

│ para 16xReloj │ si lo hay

│

├─────────┼───────────────┼────────────┼───────────────┼────────────┼───────────────┼────────────┤ │

50

│

2304

│

│

3072

│

│

3840

│

│

75

│

1536

│

│

2048

│

│

2560

│

│

110

│

1047

│

0.026

│

1396

│

0.026

│

1745

│

0.026

│

│

134.5 │

857

│

0.058

│

1142

│

0.0007

│

1428

│

0.034

│

│

150

│

768

│

│

1024

│

│

1280

│

│

│

300

│

384

│

│

512

│

│

640

│

│

│

600

│

192

│

│

256

│

│

320

│

│

│

1200

│

96

│

│

128

│

│

160

│

│

1800

│

64

│

│

85

│

0.392

│

107

│

│

2000

│

58

│

│

77

│

0.260

│

96

│

│

2400

│

48

│

│

64

│

│

80

│

│

3600

│

32

│

│

43

│

│

53

│

│

4800

│

24

│

│

32

│

│

40

│

│

7200

│

16

│

│

21

│

│

27

│

│

9600

│

12

│

│

16

│

│

20

│

│

│ 19200

│

6

│

│

8

│

│

10

│

│

│ 38400

│

3

│

│

4

│

│

5

│

│

│ 56000

│

2

│

│

-

│

│

-

│

│

0.69

2.86

0.775 1.587

│ │

│ 0.315

│ │ │

0.628

│ │

1.23

│

└─────────┴───────────────┴────────────┴───────────────┴────────────┴───────────────┴────────────┘

RESET DEL 8250 Tras dar corriente al 8250 hay que tenerlo unos 500 ns con MR alto para resetearlo. Un nivel alto en MR provoca: 1)Se inicializan los contadores internos de transmisión y recepción. 2)Se limpia el LSR salvo en sus bits TEMT y THRE (que son puestos a 1). MCR, todas las líneas discretas, elementos de memoria y demás son puestos a 0. DLL y DLM, RBR y THR no son afectados. Tras el reset (MR llevado a estado bajo) el 8250 permanece en estado inactivo hasta ser programado. Un reset hardware activa THRE y TEMT: cuando las interrupciones sean habilitadas, THRE provocará una. Por software se puede forzar al 8250 a retornar a un estado totalmente conocido. Dicho reset consiste en escribir el LCR, DLL y DLM, así como MCR. LSR y RBR deberían ser leídos antes de habilitar las interrupciones para borrar cualquier información residual (datos o estado) de las operaciones anteriores. ┌─────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────┐ │

REGISTRO / SEÑAL

│

CONTROL DEL RESET

│

EFECTO DEL RESET EN EL 8250

│

├─────────────────────────────────────────┼──────────────────────────────┼──────────────────────────────────────────────┤ │ IER

│ MR

│ Todos los bits a 0 (4..7 ya lo estaban)

│ IIR

│ MR

│ Bit 0 a 1, Bits 1 y 2 a 0, demás siempre a 0 │

│

│ LCR

│ MR

│ Todos los bits a 0

│

│ MCR

│ MR

│ Todos los bits a 0

│

│ LSR

│ MR

│ Todos los bits a 0, salvo el 5 y el 6 (a 1)

│

│ MSR

│ MR

│ Bits 0..3 a 0, bits 4..7 señal de entrada

│

│ SOUT

│ MR

│ En alto

│

│ INTRPT (RCVR error)

│ Leer LSR / MR

│ En bajo

│

│ INTRPT (RCVR dato listo)

│ Leer RBR / MR

│ En bajo

│

│ INTRPT (THRE)

│ Leer IIR / Escribir THR / MR │ En bajo

│

│ INTRPT (Cambios en el estado del modem) │ Leer MSR / MR

│ En bajo

│

│ -OUT2

│ MR

│ En alto

│

│ -RTS

│ MR

│ En alto

│

│ -DTR

│ MR

│ En alto

│

│ -OUT1

│ MR

│ En alto

│

└─────────────────────────────────────────┴──────────────────────────────┴──────────────────────────────────────────────┘

346


PROGRAMACIÓN DEL 8250 El 8250 se programa a través de los registros de control LCR, IER, DLL, DLM y MCR. Aunque los registros de control pueden ser escritos en cualquier orden, IER debe ser escrito al final porque controla la habilitación de las interrupciones. Una vez que el 8250 ha sido programado, los registros pueden ser actualizados en cualquier momento en que el 8250 no se encuentre enviando o recibiendo datos. 12.9.2. - EL 8250 EN EL ORDENADOR. Los ordenadores compatibles pueden tener conectados, de manera normal, hasta 4 puertos serie, nombrados COM1-COM4. En el área de datos de la BIOS (segmento 40h) y justo al principio de la misma, hay 4 palabras con la dirección de memoria base de los puertos serie. A esta dirección de memoria base habrá que sumar el desplazamiento relativo del número de registro a ser accedido. El principal problema reside en que sólo están previstas 2 interrupciones para los puertos serie. Ello implica que generalmente sólo 2 de los puertos podrán emplear interrupciones a un tiempo, debido a la arquitectura del bus ISA. Generalmente COM1 y COM3 compartirán la IRQ4 (INT 0Ch) y COM2/COM4 la IRQ3 (INT 0Bh). Estas asignaciones pueden ser cambiadas por el usuario actuando sobre los switches de configuración de las tarjetas (que en ocasiones permiten incluso elegir la IRQ5). Por tanto, no está de más tener cuidado en los programas y permitir un cierto grado de configuración en estas cuestiones. ┌────────┬──────┬──────┬────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┐ │

│

OFFSET

│

DLAB

│

MODO

│

NOMBRE

SIGNIFICADO

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

│

0

│

0

│

R

RBR

│

Receiver

Buffer

Register

(Registro

buffer

de

recepción)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

│

0

│

1

R/W

│

DLL

│

Divisor

Latch

LSB

(Divisor

de

velocidad,

parte

baja)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

│

0

0

│

│

W

│ Transmitter Holding Register

THR

(Registro de retención de transmisión)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

│

1

0

│

R/W │

│ Interrupt Enable Register

IER

(Registro de habilitación de interrupciones)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

│

1

│

1

R/W

│

DLM

│

Divisor

latch

MSB

(Divisor

de

velocidad,

parte

alta)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

2

│

X

│

│

R

IIR

│ Interrupt Identification Register

(Registro de identificación de interrupciones)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

2

│

X

│

W

│

FCR

│ FIFO Control Register

(Registro de control FIFO)

- SOLO 16550 -

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

3

│

X

│

R/W │

LCR

│ Line Control Register

(Registro de control de línea)

¡¡EL BIT 7 ES DLAB!!

346


│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

4

│

│

X

R/W

│

MCR

│

Modem

Control

Register

(Registro

de

control

del

modem)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

5

│

│

X

R/W

│

LSR

│

Line

Status

Register

(Registro

de

estado

de

la

línea)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

6

│

│

X

R/W

│

│

MSR

Modem

Status

Register

(Registro

de

estado

del

modem)

│ ├────────┼──────┼──────┼────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┤ │

│

7

│

X

R/W

│

SCR

│

Scratch

Register

(Registro

residual)

│ └────────┴──────┴──────┴────────┴─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┘

El cuadro superior muestra los desplazamientos (offsets) que hay que sumar a la dirección E/S base del puerto serie para acceder a sus registros. COM1 suele estar en 3F8h, COM2 en 2F8h, COM3 en 3E8h y COM4 en 2E8h. Sin embargo, es mejor acceder a las variables de la BIOS para obtener la dirección. La INT 14h de la BIOS se encarga de controlar el puerto serie. El trabajo del DOS a través de los dispositivos COM1: (conocido también como AUX:) al COM4: se realiza también apoyándose en esta interrupción. El comando MODE del sistema permite inicializar el puerto serie a alto nivel. Sin embargo, tanto el DOS como la BIOS no permiten exceder los 9600 baudios, velocidad excesivamente baja para la transmisión de datos entre dos ordenadores cercanos o el trabajo con un modem. El cristal que gobierna el 8250 oscila a 1.8432 MHz. Nosotros debemos considerar esta frecuencia dividida por 16 de cara a calcular el valor para el divisor. Por tanto, la velocidad máxima que puede alcanzar el puerto serie de los PC es de 1843200/16 = 115200 baudios. ┌─────────┬────────────────────────────┐ Con datos de 8 bit se pueden empaquetar los bytes en 10 baudios │ Baudios │ Divisor a emplear en el PC │ (1 bit de inicio, 8 de datos, 1 de stop), lo que permite alcanzar │ más ├────────────┬───────┬───────┤ 11520 bytes/seg (11.25 Kb/seg). Para distancias de pocos metros │ comunes │ Divisor │ DLM │ DLL │ (no decenas ni centenas) no habrá problemas, incluso para ├─────────┼────────────┼───────┼───────┤ distancias algo mayores si los cables se diseñan con cuidado. La │ 50 │ 2304 │ 9 │ 0 │ programación del puerto serie en el PC a nivel de hardware es │ 110 │ 1047 │ 4 │ 23 │ necesaria a menudo por dos razones de mucho peso: poder │ 150 │ 768 │ 3 │ 0 │ utilizar interrupciones y emplear velocidades superiores a 9600 │ 300 │ 384 │ 1 │ 128 │ baudios. Por supuesto, en estas transferencias los paquetes │ 1200 │ 96 │ 0 │ 96 │ deberían llevar algún control de errores, aunque no precisamente │ 2400 │ 48 │ 0 │ 48 │ basado en la paridad. │ 4800 │ 24 │ 0 │ 24 │ │

9600

│

12

│

0

│

12

│

│

14400

│

8

│

0

│

8

│

│

19200

│

6

│

0

│

6

│

│

28800

│

4

│

0

│

4

│

│

38400

│

3

│

0

│

3

│

│

57600

│

2

│

0

│

2

│

│ 115200

│

1

│

0

│

1

│

└─────────┴────────────┴───────┴───────┘

Nota:El bit OUT2 del MCR controla en los PC la salida de la línea INTRPT. Esto significa que si dicho bit, por defecto inicializado a 0, es puesto a 1, las interrupciones del puerto serie quedan inhibidas. El bit OUT1, por el contrario, debe estar a 1 por motivos no muy claros. También se podría inhibir la INTRPT a través del 8259, por lo que este dato no es muy importante, con la excepción de evitar que una involuntaria e incorrecta asignación de OUT1 y OUT2 inhiba las

346


interrupciones. La ventaja de inhibir las interrupciones en el 8250 radica en la posibilidad de utilizar plenamente todas sus funciones incluso en el modo de no interrupciones: el olvido del diseñador de incluir esta característica obligó a IBM a utilizar para este fin OUT2. Realmente, el 8250 está concebido para ser utilizado por medio de interrupciones, y hay quien duda incluso de la veracidad de la afirmación del fabricante acerca del double buffering (buffers duplicados) que son muy aconsejables al trabajar sin interrupciones.

12.9.3. - EJEMPLO: AUTODIAGNÓSTICO DEL 8250. El siguiente programa de ejemplo coloca el 8250 en modo lazo (LOOP) y seguidamente comienza a transmitir datos de 8 bits (desde 0 hasta 255) comprobando que le llegan los mismos datos que envía y sin que se produzcan errores. Se permite elegir el puerto deseado así como la velocidad de transmisión. /********************************************************************* * *

8250T.C

1.0

-

UTILIDAD DE AUTODIAGNOSTICO DEL 8250 EN TURBO C

*

*

printf("- Elige divisor (1-65535): ");

*

scanf ("%d", &divisor);

if (!divisor) divisor=1;

*

*

(c) 1993 Ciriaco García de Celis.

*

printf("\nComprobando 8250 en %03Xh a %lu baudios.\nEspera...",

*

base, 1843200L/divisor/16);

*

*********************************************************************/ outportb (LCR, 0x83);

/* DLAB=1, 8 bits, 1 stop, sin paridad */

#include

outportb (IER, 0);

#include

outportb (DLL, divisor % 256); outportb (DLM, divisor >> 8);

#define LCR (base+3)

/* registro de control de línea */

outportb (MCR, 8+16);

#define IER (base+1)

/* registro de activación de interrupciones */

outportb (LCR, 0x03);

#define DLL (base+0)

/* parte baja del divisor */

#define DLM (base+1)

/* parte alta del divisor */

#define MCR (base+4)

/* registro de control del modem */

#define LSR (base+5)

/* registro de estado de línea */

#define RBR (base+0)

/* registro buffer de recepción */

#define THR (base+0)

/* registro de retención de transmisión */

/* modo LOOP */ /* DLAB=0, 8 bits, 1 stop, sin paridad */

for (dato=0; (dato<0x100) && !kbhit(); dato++) {

do {

/* esperar por THR vacío */

lsr=inportb(LSR); if (lsr & (OE|PE|FE|BI)) error(); } while (!(lsr & THRE));

#define DR

1

/* bit dato disponible del LSR */

#define OE

2

/* bit de error de overrun del LSR */

#define PE

4

/* bit de error de paridad del LSR */

#define FE

8

/* bit de error en bits de stop del LSR */

#define BI

0x10

/* bit de error de break en el LSR */

#define THRE 0x20

outportb (THR, dato);

/* enviar carácter */

do {

/* esperar por RBR lleno */

lsr=inportb(LSR); if (lsr & (OE|PE|FE|BI)) error();

/* bit de THR vacío */

} while (!(lsr & DR));

entrada=inportb (RBR);

void error()

/* recibir carácter */

{ printf ("\r

if (dato!=entrada) error();

¡¡Fallo del puerto serie!!\n");

printf ("\rEnviado y recibido byte %d",dato);

exit (2);

}

}

if (!kbhit()) printf("\rAutodiagnóstico del 8250 en COM%d superado.\n", com);

void main()

else

{

{ getch(); printf("\rTecla pulsada - prueba abortada.\n");}

unsigned com, base, divisor, dato, entrada, lsr; } printf("\n8250 Test v1.0 - (c) 1993 Ciriaco García de Celis.\n");

printf("- Elige COM (1, 2, ...):

"); scanf ("%d", &com);

base=peek(0x40, (com-1)*2); if (base==0) { printf("\n exit (1); }

¡El COM elegido no existe para la BIOS!.\n");


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12.10. - EL PUERTO DE LA IMPRESORA. La impresora se controla desde el DOS referenciándola como dispositivo LPT1 (PRN) ó LPT2. La BIOS utiliza la INT 17h para los servicios de impresora. En ambos casos, el funcionamiento es realmente trivial y la dificultad estriba en el modelo de impresora que se trate (IBM, Epson, HP-III, PostScript, etc.) de cara al lenguaje que soporta. Eso no lo trataremos aquí, ya que todas las impresoras vienen acompañadas de un manual técnico de programación (o en su defecto se puede adquirir opcionalmente). Lo que veremos a continuación son los registros a bajo nivel del puerto paralelo, así como pistas para una utilización algo más allá de la impresora: la comunicación entre ordenadores. 12.10.1. - LOS REGISTROS DEL PUERTO PARALELO. La dirección base del puerto paralelo en los ordenadores compatibles depende del tipo de adaptador que incorporen. Las primeras máquinas traían un puerto paralelo en el adaptador de vídeo monocromo, cuya dirección base es 3BCh. Sin embargo, otros adaptadores utilizan la dirección base 378h para LPT1 y 278h para LPT2. Por fortuna, la BIOS tiene en el área de datos una tabla con las direcciones base de los 4 posibles puertos paralelos. Dicha tabla comienza en 40h:8 y consta de 1 palabra por puerto (a 0 si ese puerto no existe). La asignación que realizan diversas BIOS puede ser un tanto discutible, pero si el usuario no ve salir los datos por la impresora que desea, siempre puede cambiar los cables o configurar su programa... Los registros de que consta el puerto paralelo son 3: el primero es el registro de datos, de 8 bits, ubicado en la dirección base (3BCh, 378h, 278h, etc.). Este registro es de sólo escritura, para enviar los caracteres a la impresora. El siguiente registro, de sólo lectura, es el registro de estado, inmediatamente a continuación del anterior (3BDh, 379h, 279h). Finalmente, tras ellos hay un registro de sólo escritura, el registro de control (en 3BEh, 37Ah, 27Ah). Aunque en los tres casos he indicado la dirección, hay que tener en cuenta que lo correcto es consultar la variable de la BIOS y tomarla como punto de partida. Los registros de estado y control están asociados a unas líneas físicas del puerto paralelo estándar, y poseen un significado concreto que resumimos a continuación. En el valor pin se hace referencia al pin del puerto paralelo del ordenador y al correspondiente en la impresora (ordenador/impresora). Las líneas o pines que no aparecen aquí son las de datos (líneas 2 a la 9, conectadas también con las líneas 2 a la 9 del lado de la impresora; las restantes están a masa). n Registro de estado: - Bits 0-2: no utilizados. - Bit 3:

pin 15/32 (-ERROR). A 0 si hay un error gordo (a revisar los cables).

- Bit 4:

pin 13/13 (SLCT). A 1 si la impresora está ON LINE.

- Bit 5:

pin 12/12 (PE). A 1 si la impresora no tiene papel (PAPER ERROR).

- Bit 6:

pin 10/10 (-ACK). A 0 si la impresora confirma la recepción del carácter.

- Bit 7:

pin 11/11 (-BUSY). A 0 si la impresora está ocupada.

n Registro de control: - Bit 0:

pin 1/1 (-STROBE). A 0 si hay un carácter en el registro de datos.

- Bit 1:

pin 14/14 (-AUTO FEED). A 1 si la impresora debe saltar línea tras cada código 13 (CR).

- Bit 2:

pin 16/31 (-INIT). A 0 para resetear la impresora.

- Bit 3:

pin 17/36 (SLCT IN). A 1 para seleccionar la impresora (0 para OFF-LINE).

- Bit 4:

no conectado al puerto de impresora. A 1 activa la interrupción de la impresora.

- Bits 5-7: no utilizados.

La posibilidad de emplear interrupciones es realmente interesante: cuando la señal -ACK se pone a nivel 0 (esto es, se activa) viene una IRQ7 ó una IRQ5 (según cómo esté configurada la tarjeta). De todos modos, habrá que mandar primero un carácter por el método tradicional para iniciar la transmisión. La BIOS, sin embargo, no utiliza la interrupción de la impresora. 12.10.2. - ENVÍO DE CARACTERES. Ante todo dejar claro que cuando digamos 0 ó 1 nos referimos al valor del bit en el registro del PC,

346


olvidando ya cuestiones como el nivel al que son activas las señales, para evitar lios: los nombres de las señales les tomaremos como referencia, sin considerar su polaridad. Para enviar un carácter, primero se le coloca en el registro de datos. A continuación se pone a 0 en el registro de control el bit de STROBE. Este bit debe estar muy poco tiempo activo, para evitar que la impresora lea dos veces el mismo carácter (del orden de un microsegundo). Como la impresora no tiene una capacidad de aguante ilimitada, se puede defender poniendo el bit de BUSY en el registro de estado a 0 para poder leer con tranquilidad el STROBE que le llega. Cuando lo haya leído, pondrá un 0 en ACK para indicar que ya ha recibido el carácter. Este es el esquema básico del envío de caracteres. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la impresora puede devolver ciertas condiciones de error, tanto leves (falta de papel) como más graves, como el caso de ERROR. También el ordenador puede provocar ciertos efectos en la impresora, a través del registro de control, como vimos anteriormente. Quizá el más curioso es el del AUTO FEED: ya se podían haber puesto de acuerdo el primer día, resulta triste que además de perder horas configurando impresoras y programas, hasta el propio puerto pueda meter las narices en el control del salto de línea... 12.10.3. - CABLE NULL-MODEM PARA CONECTAR DOS ORDENADORES. Anteriormente hemos visto una descripción de patillas del puerto paralelo suficiente para que cualquiera se pueda construir su propio cable centronics. De todas formas, estos cables afortunadamente se venden ya construidos por un precio poco aceptable. Los que no se venden, aunque sí acompañan a ciertas aplicaciones software e incluso hardware (como disqueteras externas vía puerto de impresora) permiten una comunicación bidireccional. El truco consiste en utilizar las líneas del registro de estado para recibir datos, aunque esto limita la transferencia a 5 bits (realmente 4, más otro para el protocolo de transferencia). Se toman dos conectores centronic 25-pin machos. Se unen los pins de la siguiente forma: ┌────┐

┌────┐

│

2 ├──────────────────┤ 15 │

│

3 ├──────────────────┤ 13 │

│

4 ├──────────────────┤ 12 │

│

5 ├──────────────────┤ 10 │

│

6 ├──────────────────┤ 11 │

│ 10 ├──────────────────┤

5 │

│ 11 ├──────────────────┤

6 │

│ 12 ├──────────────────┤

4 │

│ 13 ├──────────────────┤

3 │

│ 15 ├──────────────────┤

2 │

│ 18 ├──────────────────┤ 18 │ └────┘

└────┘

El motivo de emplear esta asignación y no otra se debe a que es la ya utilizada por ciertas aplicaciones comerciales, como LAPLINK. Es por razones de compatibilidad, para que no pase como con los saltos de línea. La línea común (18) es masa, aunque valdría cualquier patilla entre la 18 y la 25; si se emplea un cable de 10 hilos más malla, esta última es la más adecuada para hacer de masa. Con este cable, para enviar datos se utilizan las líneas D0 a D4 del registro de datos y para recibirlos las 5 líneas útiles del registro de estado. Como D0-D1-D2-D3-D4 están conectados en este mismo orden a ERROR-SLCT-PE-ACK-BUSY, lo ideal es utilizar D0-D3 para transmitir datos y ERROR-SLCT-PE-ACK para recibirlos. Las señales BUSY y D4 sirven para establecer el protocolo de transmisión. La transferencia puede ser bidireccional y además de forma simultánea. En realidad, cuando se mande un dato y el ordenador remoto indique con BUSY que ya lo tiene (a través de su línea D4), de paso nos puede haber reenviado el dato en D0-D3 para que veamos si es correcto: un control de errores bastante fiable y rápido. Sin embargo, se podría aprovechar quizá para enviar otro medio byte en sentido contrario en el caso de que las dos máquinas se estén pasando información simultáneamente la una a la otra; el control de errores ya se haría de otra manera, a nivel de bloques con checksum, etc. Conviene aprovechar y mandar otros 4 bits de datos cada vez que se envía un reconocimiento (al informar al receptor de que ya se ha recibido su señal de "dato recibido"), lo que permite


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transferir un byte completo en cada ciclo del protocolo de transferencia. Ah, no hay que olvidar la polaridad de las líneas: al poner un 0 en D4 aparece un 1 en el -BUSY del otro extremo... Si el cable no rebasa los 3 metros o poco más la transmisión será fiable, y además bastante rápida: 4 bits en paralelo, a la velocidad que pueda alcanzar la CPU del ordenador más lento. No emplear el ensamblador sería un acto imperdonable.

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12.11. - EL RATÓN. El ratón se controla normalmente a través de llamadas a la INT 33h. Existen toda suerte de funciones para controlar su posición, el estado de los botones, el puntero que se visualiza... todas ellas son bastante intuitivas y aptas para un programador en lenguajes de alto nivel. Aquí estudiaremos, sin embargo, el funcionamiento a bajo nivel del ratón. En concreto, del ratón de Microsoft, el más extendido y con el que son compatibles casi todos los demás (aunque sea accionando el correspondiente conmutador). La mayoría de los ratones se conectan vía puerto serie a 1200 baudios, 7 bits y sin paridad. Para detectar la presencia del ratón, hay que poner la línea DTR del puerto serie a 1. Al cabo de un rato, el ratón devuelve el código ASCII de la letra M (¿será por lo de Mouse o por Microsoft?). Los controladores de Microsoft son un poco estrictos en esta comprobación, y si el ratón no responde en unos márgenes de tiempo muy concretos consideran que no existe, de ahí que en ocasiones haya que emplear otro controlador un poco más flexible. Llegados a este punto, el funcionamiento se establece a partir de interrupciones de puerto serie. Se trasmiten 3 bytes cada vez que hay un envío: en ellos se indica cuánto se ha movido el ratón en los ejes X e Y desde la última vez, así como el estado de los botones. La unidad de medida, cómo no, son los Mickeys, que según la resolución del aparato serán 1/200 ó 1/400 pulgadas. Los desplazamientos se toman en complemento a dos; como hay 8 bits por cada eje, el movimiento puede oscilar en el rango +128 a -127. Hay además un bit por cada botón. De los 7 bits recibidos en cada interrupción, el más significativo (bit 6) está a 1 en el primer envío y a 0 en los restantes, con objeto de evitar malas interpretaciones de la secuencia si se pierde alguna interrupción por cualquier motivo. El formato empleado para codificar la información es el siguiente: ┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐

┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐

┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐

│

│

│

1 │

L │

R │ Y7 │ Y6 │ X7 │ X6 │

└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

0 │ X5 │ X4 │ X3 │ X2 │ X1 │ X0 │

└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

0 │ Y5 │ Y4 │ Y3 │ Y2 │ Y1 │ Y0 │

└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

El otro gran estándar de ratón, el Mouse Systems, permite trabajar hasta con tres botones. Estos ratones envían (cuando están en modo Mouse) 5 bytes por cada evento. En el primero hay información sobre el estado de los botones; los 4 siguientes parecen contener el desplazamiento relativo en los ejes X e Y. El funcionamiento es, por tanto, similar, y al parecer quizá todavía con 7 bits. Curiosamente, al conmutar el selector de modo (Microsoft-Mouse) aparece una secuencia de bytes un tanto especial, distinta según el sentido de la conmutación, para ayudar al controlador de ratón a detectar el paso al nuevo protocolo con objeto de poder adaptarse al mismo.

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12.12. - EL RELOJ DE TIEMPO REAL DEL AT: MOTOROLA MC146818. 12.12.1. - DESCRIPCIÓN DEL INTEGRADO. El MC146818 incorpora un completo reloj con alarma, calendario, interrupción periódica programable, generador de onda cuadrada y 64 bytes libres de RAM estática de bajo consumo. Los primeros 10 bytes de esta RAM son empleados para gestionar la fecha y la hora y los 4 siguientes son registros (A, B, C y D); los 50 restantes quedan a disposición del usuario. ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▌

▐

NC ██▌ 1

24 ▐██ Vcc

▌

▐

OSC 1 ██▌ 2

23 ▐██ SQW

▌

▐

OSC 2 ██▌ 3

22 ▐██ PS

▌

▐

AD 0 ██▌ 4

21 ▐██ CKOUT

▌

▐

AD 1 ██▌ 5

20 ▐██ CKFS

▌

▐

AD 2 ██▌ 6

19 ▐██ -IRQ

▌

▐

AD 3 ██▌ 7

18 ▐██ -RESET

▌

▐

AD 4 ██▌ 8

17 ▐██ DS

▌

▐

AD 5 ██▌ 9

16 ▐██ NC

▌

▐

AD 6 ██▌ 10

15 ▐██ R/-W

▌

┌───────────────┬───────────────┬────────────────┐ │ Señal en OSC1 │ Nivel de CKFS │ Señal en CKOUT │ ├───────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

4,194304 Mhz │

1

│

4,194304 Mhz

│

│

4,194304 Mhz │

0

│

1,048576 Mhz

│

│

1,048576 Mhz │

1

│

1,048576 Mhz

│

│

1,048576 Mhz │

0

│

262,144 KHz

│

│

32,768 Khz │

1

│

32,768 Khz

│

│

32,768 Khz │

0

│

8,192 Khz

│

└───────────────┴───────────────┴────────────────┘

La salida SQW genera una onda cuadrada, cuya frecuencia es programable (útil para alarmas). La línea -IRQ se

▐

AD 7 ██▌ 11

14 ▐██ AS

▌

▐

GND ██▌ 12 ▌

La línea OSC1 (de entrada) puede conectarse a señales cuadradas de 4.194304 Mhz, 1.048576 Mhz y 32768 Hz. La frecuencia de esta base de tiempos, como se verá, ha de indicarse en el registro A (bits DV0 a DV2). El chip provee una útil salida de reloj en CKOUT dependiente del nivel de la entrada CKFS, según la siguiente tabla:

13 ▐██ -CE '146818

▐

▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

encarga de solicitar las interrupciones periódicas si están habilitadas. La línea de entrada -RESET reinicializa el integrado asignando valores por defecto a ciertos bits de los registros B y C, aunque no afecta a la fecha/hora ni a la memoria. La entrada PS debe ┌──────────────────┐ 00 │ Segundos │ mantenerse a nivel bajo cuando se alimenta el chip hasta que la tensión se ├──────────────────┤ estabilice, poniéndose después en alto; esta entrada está asociada al bit VRT 01 │ Segundos Alarma │ del registro D que indica si el integrado está en condiciones de operar. El bus ├──────────────────┤ bidireccional de direcciones y datos está multiplexado (líneas AD0..AD7): en 02 │ Minutos │ los flancos de bajada de la entrada de validación de direcciones (línea AS) ├──────────────────┤ contiene direcciones, y datos en los flancos de subida de la entrada de 03 │ Minutos alarma │ validación de datos (línea DS). La línea -R/-W indica si la operación es de ├──────────────────┤ entrada o salida; -CE permite habilitar el chip o desconectarlo de los buses. 04 │ Horas │ El cuadro de la derecha refleja la estructura de la memoria del MC146818. Los primeros 14 bytes son empleados para la fecha y hora.

├──────────────────┤ 05

│

Horas alarma

│

├──────────────────┤ 06

│ Dia de la semana │ ├──────────────────┤

07

│

Dia del mes

│

├──────────────────┤ 08

│

Mes

│

├──────────────────┤ 09

│

Año

│

├──────────────────┤

346


0A

│

│

Registro A

├──────────────────┤ 0B

│

│

Registro B

├──────────────────┤ 0C

│

│

Registro C

├──────────────────┤ 0D

│

│

Registro D

├──────────────────┤ 0E..3F │ 50 bytes libres

│

└──────────────────┘

REGISTROS DEL MC146818 REGISTRO A (lectura/escritura, excepto UIP). Este registro sirve para indicar al integrado qué tipo de reloj lo gobierna, así como elegir la frecuencia de la interrupción periódica programable y la de la salida SQW. También contiene un bit que indica si hay una actualización del reloj en curso, lo que sucede una vez cada segundo, ya que en ese preciso instante no se pueden leer los registros con objeto de evitar lecturas incorrectas. D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌──────┬──────┬──────┬──────┼──────┬──────┬──────┬──────┐ │ UIP

│ DV2

│ DV1

│ DV0

│ RS3

│ RS2

│ RS1

│ RS0

│

└──────┴──┬───┴──┬───┴──┬───┼──────┴──────┴──────┴──────┘ │ ┌────┘

│

│ │ ┌─────────┘ 0 0 0

Reloj de 4,194304 MHz

0 0 1

Reloj de 1,048576 MHz

0 1 0

Reloj de 32768 Hz

─┐ │Ψ Tipo de reloj conectado ─┘

El bit UIP (Update In Progress), de sólo lectura, se pone a 1 mientras se actualizan los primeros 14 bytes de la memoria y poco tiempo antes de que comience dicha actualización. Antes de acceder a estos bytes, hay que esperar a que el bit UIP se ponga a cero (si no lo estaba ya): con el bit UIP a 0, es seguro que en un intervalo de al menos 244 microsegundos no se va a producir ninguna actualización, por lo que hay tiempo suficiente para acceder (sin prisas, pero tampoco con pausas). La actualización dura 248 microsegundos (1984 con relojes de 32768 Hz). Los bits RS0..RS3, de selección de velocidad, definen la frecuencia de la onda cuadrada generada en SQW y/o la de la interrupción periódica, como indica esta tabla: ┌────────────────────────────────┬────────────────────────────────┐ │

Reloj 1,048576 ó 4,194304 Mhz │

Reloj de 32768 Hz

│

┌─────┬─────┬─────┬─────┼───────────────┬────────────────┼───────────────┬────────────────┤ │ RS3 │ RS2 │ RS1 │ RS0 │ Velocidad INT │ Frecuencia SQW │ Velocidad INT │ Frecuencia SQW │ ├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

0

│

0

│

0

│

(no actúa)

│

(nula)

│

(no actúa)

│

(nula)

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

0

│

0

│

1

│

30,517 µs

│

32768 Hz

│

3,90625 ms

│

256 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

0

│

1

│

0

│

61,035 µs

│

16384 Hz

│

7,81250 ms

│

128 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

0

│

1

│

1

│

122,070 µs

│

8192 Hz

│

122,070 µs

│

8192 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

1

│

0

│

0

│

244,141 µs

│

4096 Hz

│

244,141 µs

│

4096 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

1

│

0

│

1

│

488,281 µs

│

2048 Hz

│

488,281 µs

│

2048 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

1

│

1

│

0

│

976,562 µs

│

1024 Hz

│

976,562 µs

│

1024 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

0

│

1

│

1

│

1

│

1,953125 ms

│

512 Hz

│

1,953125 ms

│

512 Hz

│

346


├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

0

│

0

│

0

│

3,90625 ms

│

256 Hz

│

3,90625 ms

│

256 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

0

│

0

│

1

│

7,8125 ms

│

128 Hz

│

7,8125 ms

│

128 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

0

│

1

│

0

│

15,625 ms

│

64 Hz

│

15,625 ms

│

64 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

0

│

1

│

1

│

31,25 ms

│

32 Hz

│

31,25 ms

│

32 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

1

│

0

│

0

│

62,5 ms

│

16 Hz

│

62,5 ms

│

16 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

1

│

0

│

1

│

125 ms

│

8 Hz

│

125 ms

│

8 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

1

│

1

│

0

│

250 ms

│

4 Hz

│

250 ms

│

4 Hz

│

├─────┼─────┼─────┼─────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │

1

│

1

│

1

│

1

│

500 ms

│

2 Hz

│

500 ms

│

2 Hz

│

└─────┴─────┴─────┴─────┴───────────────┴────────────────┴───────────────┴────────────────┘

REGISTRO B (lectura/escritura). En este registro hay bits útiles, entre otros, para controlar la inicialización de la fecha y hora, para habilitar o inhibir las diversas interrupciones y para establecer ciertas características de operación. D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌──────┬──────┬──────┬──────┼──────┬──────┬──────┬──────┐ │ SET

│ PIE

│ AIE

│ UIE

│ SQWE │

DM

│24/12 │ DSE

│

└──────┴──────┴──────┴──────┼──────┴──────┴──────┴──────┘

El bit SET puede ser establecido a 1, con lo que cualquier ciclo de actualización de los primeros 14 bytes de la RAM resulta abortado: de este modo, es factible proceder a inicializar la fecha y la hora sin el riesgo de que se produzca en medio una actualización. Este bit no se ve afectado por la señal -RESET. El bit PIE (Periodic Interrupt Enable) sirve para permitir la interrupción periódica cuando es puesto a 1; tras una señal -RESET es puesto a 0. El bit AIE (Alarm Interrupt Enable) ha de estar a 1 para habilitar la interrupción de alarma; también es puesto a cero tras un -RESET. El bit UIE (Update Interrupt Enable) sirve para habilitar o inhibir la interrupción de fin de actualización, que se produciría tras cada actualización del reloj; la señal -RESET baja el bit UIE. Por último, el bit SQWE (Square Wave Enable) permite habilitar o inhibir la señal de onda cuadrada de la salida SQW; también es borrado ante una señal -RESET. El bit DM (Data Mode) permite seleccionar datos en binario (1) o BCD (0) en los bytes de fecha y hora; la señal -RESET no afecta a este bit. El bit 24/12 sirve para elegir entre el modo 12 horas del reloj (bit a 0) o el de 24 (bit a 1): en el modo de 12 horas, el bit más significativo del byte de la hora estará activo para indicar "PM". Si bit DSE está activo, el último domingo de abril la hora pasa de 1:59:59 AM a 3:00:00 AM; en el último domingo de octubre pasa de 1:59:59 AM a 1:00:00 AM (sólo la primera vez, claro) para ajustarse al cambio de hora oficial; este bit no es afectado por -RESET. REGISTRO C (sólo lectura). Este registro contiene bits que informan de las interrupciones que se producen. Permite identificar al ordenador qué o cuáles interrupción(es) se ha(n) producido. D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌──────┬──────┬──────┬──────┼──────┬──────┬──────┬──────┐ │ IRQF │

PF

│

AF

│

UF

│

0

│

0

│

0

│

0

│

└──────┴──────┴──────┴──────┼──────┴──────┴──────┴──────┘

El bit IRQF (Interrupt ReQuest Flag) se activa cuando el bit PF y el PIE (registro B) están activos, o bien cuando el bit AF y el AIE (registro B) están activos, o bien cuando UF y el bit UIE (registro B) están activos. Es decir, IRQF se pone en alto cuando es necesario que se produzca una interrupción: la línea -IRQ se

346


encarga de pedirla entonces. Por su parte: PF (Periodic Flag), AF (Alarm Flag) y UF (Update Flag) indican si es necesario que se produzca la interrupción correspondiente. Todos los bits de este registro son borrados ante una señal -RESET, pero también ante una lectura por software del registro C. REGISTRO D (sólo lectura). Este registro contiene sólo el bit VRT (Valid RAM and Time). Este bit está a cero cuando la patilla PS está a cero (PS se eleva a 1 cuando la tensión de alimentación es correcta). Por software, el bit VRT puede ser puesto a 1 mediante una simple lectura del registro D (si la patilla PS=1), con objeto de indicar que la fecha y hora establecidas son correctas; si fallara la alimentación, al caer la tensión en la patilla PS este bit pasaría de nuevo a cero. VRT no es afectado por -RESET. D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ┌──────┬──────┬──────┬──────┼──────┬──────┬──────┬──────┐ │ VRT

│

0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

0

│

└──────┴──────┴──────┴──────┼──────┴──────┴──────┴──────┘

FUNCIONAMIENTO DE LA ALARMA La interrupción de alarma se produce todos los días cuando llega la hora en que ha sido programada y el bit que permite esta interrupción está habilitado. Existe un método alternativo para programar la alarma, basado en los códigos indiferentes almacenables en los bytes de la alarma. Un código indiferente es cualquier valor comprendido entre 0C0h y 0FFh. Si la hora de alarma es un código indiferente, la alarma se producirá cada hora. Si la hora y minuto de alarma son códigos indiferentes, ésta se producirá cada minuto. Si tanto la hora como el minuto y segundo de la alarma son códigos indiferentes, la alarma se producirá cada segundo. 12.12.2. - EL MC146818 DENTRO DEL ORDENADOR. El MC146818 es por lo general exclusivo de los AT y PS/2. En muchos ordenadores, la implementación física se realiza con circuitos totalmente compatibles que incluyen 128 bytes de RAM en lugar de 64. En la RAM que sobra por encima de los primeros 14 bytes se almacenan parámetros de la configuración del sistema, modificables con el programa SETUP durante el arranque. Por defecto, la BIOS inicializa el chip para trabajar con un reloj de 32768 Hz y a un ritmo de 1024 interrupciones periódicas por segundo (cuando están habilitadas), al escribir el valor 26h en el registro A. De la misma manera, el registro B se carga con 2 (modo 24 horas, datos en BCD y sin horario verano/invierno). El MC146818 está diseñado para ser conectado a un bus multiplexado, por lo que la circuitería de apoyo de los AT se encarga de gestionar la comunicación con el microprocesador, estableciendo dos puertos de entrada/salida en las direcciones 70h y 71h. Para leer o escribir cualquier registro de la RAM CMOS, basta con enviar al puerto 70h el número de registro y, a continuación, leer o escribir del puerto 71h. Entre los accesos a ambos puertos debe mediar un tiempo mínimo; de lo contrario la operación fallará. En particular, las últimas versiones de los compiladores de Borland no permiten acceder al reloj de tiempo real en la mayoría de las máquinas a través de las funciones outportb() e inportb(). La razón es que esas funciones están en una librería y es preciso llamarlas con paso de parámetros a través de la pila, lo que ralentiza excesivamente el proceso. Desde el lenguaje ensamblador, nunca hay problemas, aunque como es costumbre es conveniente insertar algún estado de espera (JMP SHORT $+2) entre dos operaciones E/S consecutivas, precaución necesaria en los ordenadores más antiguos. A nivel de interrupciones, la salida -IRQ del MC146818 está conectada a IRQ8 (INT 70h) a través del segundo controlador de interrupciones (véase la documentación del mismo). Desde la interrupción 1Ah, la BIOS implementa una serie de servicios para acceder al reloj de tiempo real, incluyendo la posibilidad de programar la alarma (que invoque una INT 4Ah cuando llegue la hora). Las funciones de retardo de la INT 15h se apoyan también en el reloj de tiempo real.


346

Conviene tener presente que es de vital importancia acceder a los primeros 14 bytes de la CMOS sólo si el bit UIP del registro A (bit 7) está a cero. También es necesario poner a 1 el bit SET del registro B (bit 7) antes de modificar dichos bytes, devolviéndolo a 1 después. No respetar este principio puede provocar la lectura de fechas u horas incorrectas o una errónea asignación de valores. Para los demás bytes de la CMOS no es necesario tomar esta precaución. 12.12.3. - UN MÉTODO PARA AVERIGUAR LA CONFIGURACIÓN DEL AT Y PS/2. Como se dijo antes, los AT y superiores almacenan en los 50 ó 114 últimos bytes de RAM libres de la CMOS información relativa a la configuración del sistema. Los bytes más importantes y comunes a todas las máquinas se muestran a continuación. Byte 0Eh:Diagnostics Status Byte. El bit 7 indica (si vale 1) que el MC146818 tiene un déficit de corriente eléctrica. El bit 6 indica (si es 1) que el chechsum o suma de comprobación de la CMOS ha fallado. El bit 5 indica (si vale 1) que la configuración del sistema es incorrecta (no hay al menos una disquetera presente o el modo de vídeo de la configuración no coincide con el detectado en el hardware). El bit 4 es puesto a 1 si el tamaño de la memoria detectado no coincide con el indicado en la configuración. El bit 3 activo indica que el adaptador o el disco fijo C: falló en la inicialización, siendo imposible botar desde él. El bit 2 activo indica que la hora del reloj es incorrecta. Los bits 1 y 0 están reservados. Byte 0Fh:Shutdown Status Byte. Los bits de este byte son asignados durante la inicialización del sistema por parte de la BIOS, informando de su desarrollo (véase listado de la BIOS). Byte 10h:Diskette Drive Type Byte. Los bits 7..4 indican el tipo de la disquetera A y los bits 3..0 el tipo de la disquetera B. Los valores posibles son 0 (no existe esa disquetera), 1 (5¼-360K), 2 (5¼-1.2M), 3 (3½-720K), 4 (3½-1.44M) y 5 (3½-2.88M en BIOS AMI) ó 6 (3½-2.88M en BIOS IBM). Byte 11h:Reservado. Byte 12h:Fixed Disk Type Byte. Los bits 7..4 indican el tipo del primer disco fijo y los bits 3..0 el tipo del segundo. Existe una tabla definida por IBM cuando lanzó el AT con 14 tipos de disco; ninguno que se vende hoy en dia está en la tabla, por lo que es frecuente que estos campos estén inicializados con el valor 1111b (ó 0 si no hay disco duro instalado) para indicar simplemente la presencia de disco duro. Byte 13h:Reservado. Byte 14h:Equipment Byte. Los bits 7 y 6 indican el número de disquetes instalados; los bits 5 y 4 el tipo de adaptador de vídeo primario (00: EGA/VGA, 01: CGA-80, 10: CGA-40, 11: MDA); los bits 3 y 2 no se emplean. El bit 1 indica si hay coprocesador aritmético y el bit 0 está activo para confirmar que hay disqueteras. Byte 15h-16h:Low and High Base Memory Bytes. El 15h es el bajo y el 16h el alto. Entre ambos forman una palabra de 16 bits que indica la cantidad de memoria convencional (típicamente 640 Kb). Byte 17h-18h:Low and High Memory Expansion Bytes. El 17h es el bajo y el 18h el alto. Entre ambos forman una palabra de 16 bits que indica la cantidad de memoria extendida, en Kbytes. Byte 19h:Número del primer disco duro. Número de identificación que la BIOS asigna al primer disco duro instalado. Byte 1Ah-2Dh:Reservados. Byte 2Eh-2Fh:Checksum. El 2Eh es el alto y el 2Fh el bajo. Entre ambos forman una palabra de 16 bytes que constituye el checksum o suma de comprobación de los bytes 10h-20h. Byte 30h-31h:Low and High Memory Expansion Bytes. Habitualmente es el mismo valor que el almacenado en los bytes 17h y 18h; esta variable refleja sólo la memoria extendida ubicada por encima del primer megabyte que detecta la BIOS en el momento de arrancar. Byte 32h:Date Century Byte. Valor BCD del siglo actual-1. Para 1992, por ejemplo, es 19h. Byte 33h:Information Flag. El bit 7 indica si está instalada la vieja opción de ampliación de 128 Kb (hasta los 640 Kb) del IBM AT original: hoy en día suele estar siempre activo. El bit 6 es empleado por el programa SETUP para eliminar el mensaje inicial al usuario tras el primer SETUP. Los demás bits están reservados. Byte 34h-3Fh:Reservados.

373

EL ENSAMBLADOR Y EL LENGUAJE C

Capítulo XIII: EL ENSAMBLADOR Y EL LENGUAJE C

El lenguaje C es sin duda el más apropiado para la programación de sistemas, pudiendo sustituir al ensamblador en muchos casos. Sin embargo, hay ocasiones en que es necesario acceder a un nivel más bajo por razones de operatividad e incluso de necesidad (programas residentes que economicen memoria, algoritmos rápidos para operaciones críticas, etc.). Es entonces cuando resulta evidente la necesidad de poder emplear el ensamblador y el C a la vez. Para comprender este capítulo, basta tener unos conocimientos razonables de C estándar. Aquí se explicarán las funciones de librería necesarias para acceder al más bajo nivel, así como la manera de integrar el ensamblador y el C. 13.1 - USO DEL TURBO C y BORLAND C A BAJO NIVEL. A continuación veremos algunas funciones, macros y estructuras de la librería DOS.H del Turbo C. 13.1.1 - ACCESO A LOS PUERTOS DE E/S. int inp (int puerto);

/* leer del puerto E/S una palabra (16 bits) */

int inport (int puerto);

/* leer del puerto E/S una palabra (16 bits) */

unsigned char inportb (int puerto);

/* leer del puerto E/S un byte (8 bits) */

int outp (int puerto, int valor);

/* enviar al puerto E/S una palabra (16 bits) */

void outport (int puerto, int valor);

/* enviar al puerto E/S una palabra (16 bits) */

void outportb (int puerto, unsigned char valor);

/* enviar al puerto E/S un byte (8 bits) */

Aunque pueden parecer demasiadas, algunas son idénticas (caso de inp() e inport()) y otras se diferencian sólo ligeramente en el tipo de los datos devueltos, lo cual es irrelevante si se tiene en cuenta que el dato devuelto es descartado (caso de outp() y outport()). En general, lo normal es emplear inport() e inportb() para la entrada, así como outport() y outportb() para la salida. Por ejemplo, para enviar el EOI al final de una interrupción hardware se puede ejecutar: outportb(0x20, 0x20); 13.1.2 - ACCESO A LA MEMORIA. int peek (unsigned seg, unsigned off);

/* leer la palabra (16 bits) en seg:off */

char peekb (unsigned seg, unsigned off);

/* leer el byte (8 bits) en seg:off */

void poke (unsigned seg, unsigned off, int valor);

/* poner palabra valor (16 bits) en seg:off */

void pokeb (unsigned seg, unsigned off, char valor); /* poner byte valor (8 bits) en seg:off */ unsigned FP_OFF (void far *puntero);

/* obtener offset de variable tipo far */

unsigned FP_SEG (void far *puntero);

/* obtener segmento de variable tipo far */

void far *MK_FP (unsigned seg, unsigned off);

/* convertir seg:off en puntero tipo far */

Las funciones peek(), peekb(), poke() y pokeb() tienen una utilidad evidente de cara a consultar y modificar las posiciones de memoria. Cuando se necesita saber el segmento y/o el offset de una variable del programa, las macros FP_OFF y FP_SEG devuelven dicha información. Por último, con MK_FP es posible asignar una dirección de memoria absoluta a un puntero far. Por ejemplo, si se declara una variable: char far *pantalla_color; se puede hacer que apunte a la memoria de vídeo del modo texto de los adaptadores de color con:

373


pantalla_color = MK_FP (0xB800, 0); y después se podría limpiar la pantalla con un bucle: for (i=0; i<4000; i++) *pantalla_color++=0; 13.1.3 - CONTROL DE INTERRUPCIONES. void enable(void);

/* habilitar interrupciones hardware, equivalente a STI */

void disable(void);

/* inhibir interrupciones hardware, equivalente a CLI */

13.1.4 - LLAMADA A INTERRUPCIONES. Para llamar a las interrupciones es conveniente conocer antes ciertas estructuras y uniones. struct WORDREGS { unsigned int

ax, bx, cx, dx, si, di, cflag, flags;

}; struct BYTEREGS { unsigned char

al, ah, bl, bh, cl, ch, dl, dh;

}; union

REGS

{

struct

WORDREGS x;

struct

BYTEREGS h;

}; struct

SREGS

{

unsigned int es;

unsigned int cs;

unsigned int ss;

unsigned int ds;

}; struct

REGPACK {

unsigned

r_ax, r_bx, r_cx, r_dx;

unsigned

r_bp, r_si, r_di, r_ds, r_es, r_flags;

};

A continuación, se listan las funciones que permiten invocar las interrupciones: int int86(int interrupción, union REGS *entrada, union REGS *salida); int int86x(int interrupción, union REGS *entrada, union REGS *salida, struct REGS *rsegmento); void intr(int interrupción, struct REGPACK *registros);

Las dos primeras funciones se basan en la declaración de dos uniones: una para entrada y otra para salida, que simbolizan los valores iniciales (antes de llamar a la interrupción) y finales (tras la llamada) en los registros. Si se desea que la misma unión que indica los valores iniciales devuelva los finales, se puede indicar por duplicado: union REGS regs; regs.h.ah = 0; regs.h.al = 0x13;

/* VGA 320x200 - 256 colores */

int86 (0x10, ®s, ®s);

/* cambiar modo de vídeo */

La diferencia entre int86() e int86x() reside en que la última permite trabajar con los registros de segmento (la estructura SREGS se puede inicializar con los valores que tienen que tener los registros de segmento antes de llamar a la interrupción; a la vuelta, dicha estructura habrá sido modificada para indicar el valor devuelto en los registros de segmento tras la interrupción).

373


Hay quien prefiere trabajar con REGPACK, que con una sola estructura permite también operar con los registros de segmento y la emplea tanto para enviar como para recibir los resultados. El inconveniente, poco relevante, es que sólo admite registros de 16 bits, lo que suele obligar a hacer desplazamientos y forzar el empleo de máscaras para trabajar con las mitades necesarias: struct REGPACK bios; bios.r_ax = 0x13;

/* VGA 320x200 - 256 colores */

intr (0x10, &bios);

/* cambiar modo de vídeo */

13.1.5 - CAMBIO DE VECTORES DE INTERRUPCIÓN. void interrupt (*getvect(int interrupción))();

/* obtener vector de interrupción */

void setvect (int interrupción, void interrupt (*rutina)());

/* establecer vector de interrupción */

La función getvect() devuelve un puntero con la dirección del vector de interrupción indicado. La función setvect() permite desviar un vector hacia la rutina de tipo interrupt que se indica. Interrupt es una palabra clave del Turbo C que será explicada en el futuro. Por ahora, baste el siguiente programa de ejemplo: void interrupt nueva_rutina();

/* nuestra función de interrupción */

void interrupt (*vieja_rutina)();

/* variable para almacenar el vector inicial */

int main() { vieja_rutina = getvect (5);

/* almacenar dirección de INT 5 (activada con Print Screen) */

setvect (5, nueva_rutina);

/* desviar INT 5 a nuestra propia rutina de control */

. . . . . .

/* resto del programa */

. . . setvect (5, vieja_rutina);

/* restaurar rutina inicial de INT 5 */

} void interrupt nueva_rutina()

/* rutina de control de INT 5 */

{ . . . }

13.1.6 - PROGRAMAS RESIDENTES. void keep (unsigned char errorlevel, unsigned tamaño);

La función anterior, basada en el servicio 31h del DOS, permite a un programa realizado en C quedar residente en la memoria. Además del código de retorno, es preciso indicar el tamaño del área residente (en párrafos). Es difícil determinar con precisión la memoria que ocupa un programa en C. Sin embargo, en muchos casos la siguiente fórmula puede ser válida: keep (0,

(_SS + ((_SP + area_de_seguridad)/16) - _psp));

En los casos en que no lo sea, se le puede hacer que vuelva a serlo aumentando el tamaño del área de seguridad (que en los programas menos conflictivos será 0). Tanto _psp como _SS y _SP están definidas ya por el compilador, por lo que la línea anterior es perfectamente válida (sin más) al final de un programa. 13.1.7 - VARIABLES GLOBALES PREDEFINIDAS INTERESANTES. _version

/* devuelve la versión del DOS de manera completa */

_osmajor

/* devuelve el número principal de versión del DOS: ej., 5 en el DOS 5.0 */

_osminor

/* devuelve el número secundario de versión del DOS: ej., 0 en el DOS 5.0 */

_psp

/* segmento del PSP */

373


_stklen

/* contiene el tamaño de la pila, en bytes */

_heaplen

/* almacena el tamaño inicial del heap, en bytes (0 para maximizarlo) */

De estas variables predefinidas, las más útiles son quizá las que devuelven la versión del DOS, lo que ahorra el esfuerzo que supone averiguarlo llamando al DOS o empleando la función de librería correspondiente. También es útil _psp, que permite un acceso a este área del programa de manera inmediata. 13.1.8 - INSERCIÓN DE CÓDIGO EN LÍNEA. void _ _emit_ _ (argumento,...); void geninterrupt (int interrupción);

Por medio de _ _emit_ _() se puede colocar código máquina de manera directa dentro del programa en C. No es conveniente hacerlo así porque así, ya que alterar directamente los registros de la CPU acabará alterando el funcionamiento esperado del compilador y haciendo fallar el programa. Sin embargo, en un procedimiento dedicado exclusivamente a almacenar código inline (en línea), es seguro este método, sobre todo si se tiene cuidado de no alterar los registros SI y DI (empleados muy a menudo por el compilador como variables de tipo register). Por medio de geninterrupt() se puede llamar directamente a una interrupción: geninterrupt (interr) es exactamente lo mismo que _ _emit_ _(0xCD, interr) ya que 0xCD es el código de operación de INT. Por ejemplo, para volcar la pantalla por impresora se puede ejecutar geninterrupt(5). Con los símbolos _AX, _AL, _AH, _BX, _BL, _BH, _CX, _CL, _CH, _DX, _DL, _DH, _SI, _DI, _BP, _SP, _CS, _DS, _ES, _SS y _FLAGS se puede acceder directamente a los registros de la CPU. Hay que tomar también precauciones para evitar efectos laterales (una asignación tipo _DS=0x40 no afectará sólo a DS). 13.1.9 - LAS PALABRAS CLAVE INTERRUPT Y ASM. Con interrupt ; se declara una determinada función como de tipo interrupción. En estas funciones, el compilador preserva y restaura todos los registros al comienzo y final de las mismas; finalmente, retorna con IRET. Por tanto, es útil para funciones que controlan interrupciones. Para emplear esto, se debería compilar el programa con la opción test stack overflow y las variables tipo registro desactivadas. Con asm se pueden insertar instrucciones en ensamblador, como se verá más adelante. 13.2 - INTERFAZ C (BORLAND/MICROSOFT) - ENSAMBLADOR. 13.2.1 - MODELOS DE MEMORIA. Los modelos de memoria constituyen las diversas maneras de acceder a la memoria por parte de los compiladores de C. En el caso del Turbo C se pueden distinguir los siguientes: TINY: Se emplea en los programas donde es preciso apurar el consumo de memoria hasta el último byte. Los 4 registros de segmento (CS, DS, ES, SS) están asignados a la misma dirección, por lo que existe un total de 64 Kb donde se mezclan código, datos y pila. Los programas de este tipo pueden convertirse a formato COM. SMALL: Se utiliza en aplicaciones pequeñas. Los segmentos de código y datos son diferentes y no se solapan. Por ello,

╔══════════════════════════╦═════════════════╗ ║

║

Segmentos

Punteros

║

╔═════════╣────────┬────────┬────────╫────────┬────────╢ ║ Modelo

║ Código │ Datos

│

Pila

║ Código │ Datos

║

╠═════════╬════════╧════════╧════════╬════════╪════════╣ ║ Tiny

║

64 Kb

║

near

│

near

║

╟─────────╫────────┬─────────────────╫────────┼────────╢ ║ Small

║

64 Kb │

64 Kb

║

near

│

near

║

╟─────────╫────────┼─────────────────╫────────┼────────╢ ║ Medium

║

1 Mb │

64 Kb

║

far

│

near

║

╟─────────╫────────┼─────────────────╫────────┼────────╢ ║ Compact ║

64 Kb │

1 Mb

║

near

│

far

║

╟─────────╫────────┼─────────────────╫────────┼────────╢ ║ Large

║

1 Mb │

1 Mb

║

far

│

far

║

╟─────────╫────────┼─────────────────╫────────┼────────╢ ║ Huge

║

║

║

1 Mb │

1 Mb

║

│(bloques > 64 Kb)║

far

│ │

far

║ ║

╚═════════╩════════╧═════════════════╩════════╧════════╝


373

hay 64 kb para código y otros 64 Kb a repartir entre datos y pila. MEDIUM: Este modelo es ideal para programas largos que no manejan demasiados datos. Se utilizan punteros largos para el código (que puede extenderse hasta 1 Mb) y cortos para los datos: la pila y los datos juntos no pueden exceder de 64 Kb. COMPACT: Al contrario que el anterior, este modelo es el apropiado para los programas pequeños que emplean muchos datos. Por ello, el programa no puede exceder de 64 Kb aunque los datos que controla pueden alcanzar el Mb, ya que los punteros de datos son de tipo far por defecto. LARGE: Empleado en las aplicaciones grandes y también por los programadores de sistemas que no tienen paciencia para andar forzando continuamente el tipo de los punteros (para rebasar el límite de 64 Kb). Tanto los datos como el código pueden alcanzar el Mb, aunque no se admite que los datos estáticos ocupen más de 64 Kb. Este modo es el que menos problemas da para manejar la memoria, no siendo quizá tan lento y pesado como indica el fabricante. HUGE: Similar al anterior, pero con algunas ventajas: por un lado, todos los punteros son normalizados automáticamente y se admiten datos estáticos de más de 64 Kb. Por otro, y gracias a esto último, es factible manipular bloques de datos de más de 64 Kb cada uno, ya que los segmentos de los punteros se actualizan correctamente. Sin embargo, este modelo es el más costoso en tiempo de ejecución de los programas. 13.2.2 - INTEGRACIÓN DE MÓDULOS EN ENSAMBLADOR. LA SENTENCIA ASM La sentencia asm permite incluir código ensamblador dentro del programa C, utilizando los mnemónicos normales del ensamblador. Sin embargo, el uso de esta posibilidad está más o menos limitado según la versión del compilador. En Turbo C 2.0, los programas que utilizan este método es necesario salir a la línea de comandos para compilarlos con el tradicional compilador de línea, lo cual resulta poco atractivo. En Turbo C++ 1.0, se puede configurar adecuadamente el compilador para que localice el Turbo Assembler y lo utilice automáticamente para ensamblar, sin necesidad de salir del entorno integrado. Sin embargo, es a partir del Borland C++ cuando se puede trabajar a gusto: en concreto, la versión Borland C++ 2.0 permite ensamblar sin rodeos código ensamblador incluido dentro del listado C. El único inconveniente es la limitación del hardware disponible: para un PC/XT, el Turbo C 2.0 es el único compilador aceptablemente rápido. Sin embargo, en un 286 es más recomendable el Turbo C++, mientras que en un 386 modesto (o incluso en un 286 potente) resulta más interesante emplear el Borland C++ 2.0: las versiones 3.X de este compilador son las más adecuadas para un 486 o superior (bajo DOS). La sintaxis de asm se puede entender fácilmente con un ejemplo: main() { int dato1, dato2, resultado; printf("Dame dos números: "); scanf("%d %d", &dato1, &dato2); asm push ax; push cx; asm mov

cx,dato1

asm mov

ax,0h

mult: asm add

ax,dato2

asm loop mult asm mov

resultado,ax

asm pop

cx; pop ax;

printf("Su producto por el peor método da: %d", resultado);

373


}

Como se ve en el ejemplo, los registros utilizados son convenientemente preservados para no alterar el valor que puedan tener en ese momento (importante para el compilador). También puede observarse lo fácil que resulta acceder a las variables. Ah, cuidado con BP: el registro BP es empleado mucho por el compilador y no conviene tocarlo (ni siquiera guardándolo en la pila). De hecho, la instrucción MOV CX,DATO1 será compilada como MOV CX,[BP-algo] al ser una variable local de main(). Esta es la única sintaxis soportada por el Turbo C 2.0; sin embargo, en las versiones más modernas del compilador se admiten las llaves '{' y '}' para agrupar varias sentencias asm: asm { push ax; push cx; mov

cx,dato1

mov

ax,0h }

mult: asm { add

ax,dato2

loop mult mov

resultado,ax

pop

cx; pop ax;

}

SUBRUTINAS EN ENSAMBLADOR Cuando las rutinas a incluir son excesivamente largas, resulta más conveniente escribirlas como ficheros independientes y ensamblarlas por separado, incluyéndolas en un fichero de proyecto (*.PRJ) seleccionable en los menús del compilador. Para escribir este tipo de rutinas hay que respetar las mismas definiciones de segmentos que realiza el compilador. Hoy en día existe algo más de flexibilidad; sin embargo, aquí se expone el método general para mezclar código de ensamblador con C. Veamos el siguiente programa en C: int variable; extern dato; extern funcion(); main() { int a=21930; char b='Z'; variable = funcion (a, b, 0x12345678); }

La variable variable es una variable global del programa a la que no se asigna valor alguno en el momento de definirla. Tanto a como b son variables locales del procedimiento main() y son asignadas con un cierto valor inicial; funcion() no aparece por ningún sitio, ya que será codificada en ensamblador en un fichero independiente. A dicha función se le pasan 3 parámetros. La manera de hacerlo es colocándolos en la pila (empezando por el último y acabando por el primero). Por ello, el compilador meterá primero en la pila el valor 1234h y luego el 5678h (necesita dos palabras de pila porque es un dato de tipo long). Luego coloca en la pila el carácter almacenado en la variable b: como los valores que se apilan son siempre de 16 bits, la parte alta está a 0. Finalmente, deposita el dato entero a. Seguidamente, llama a la función funcion() con un CALL que puede ser de dos tipos: corto (CALL/RET en el mismo segmento) o largo (CALL/RETF entre distintos segmentos). Esta llamada a la función, por tanto, provoca un almacenamiento adicional de 2 bytes (modelos TINY, SMALL y COMPACT) o 4 (en los restantes modelos de memoria, que podríamos llamar largos).

373


El esqueleto de la subrutina en ensamblador que ha de recibir esos datos y, tras procesarlos, devolver un resultado de tipo int es el siguiente:

DGROUP

GROUP

_DATA, _BSS

_DATA

SEGMENT WORD PUBLIC 'DATA' PUBLIC _dato

; _dato será accesible desde el programa C

_dato

DW

; valor inicial a 0

_DATA

ENDS

_BSS

SEGMENT EXTRN

0

WORD PUBLIC 'BSS'

_variable:WORD ?

; variable externa

_info

DW

_BSS

ENDS

; sin valor inicial

_TEXT

SEGMENT BYTE PUBLIC 'CODE' ASSUME CS:_TEXT,DS:DGROUP,SS:DGROUP

_funcion

PUBLIC _funcion

; _funcion será accesible desde el programa C

PROC

NEAR

; funcion() del C

PUSH

BP

MOV

BP,SP

MOV

BX,[BP+4]

; recuperar variable 'a'

MOV

CX,[BP+6]

; recuperar variable 'b'

MOV

AX,[BP+8]

; AX = 5678h

MOV

DX,[BP+10]

; DX = 1234h -> DX:AX = 12345678h

ADD

CX,BX

; cuerpo de la función

ADD

CX,AX

SUB

CX,DX

; ... ; ...

; ... ; ... MOV

AX,CX

MOV

SP,BP

POP

BP

; resultado (tipo int)

RET _funcion

ENDP

_TEXT

ENDS END

Como se puede observar, se respetan ciertas convenciones en cuanto a los nombres de los segmentos y grupos. En el segmento _DATA se definen las variables inicializadas (las que tienen un valor inicial): _dato podría haber sido accedida perfectamente desde el programa en C, ya que es declarada como pública. Por otro lado, en el segmento _BSS se definen o declaran las variables que no son inicializadas con un valor inicial (como es el caso de la variable _variable del programa C, que fue definida simplemente como int variable: en el listado ensamblador se la declara como externa ya que está definida en el programa C). El compilador de C precede siempre de un subrayado a todas las variables y funciones cuando compila, motivo por el cual hay que hacer lo propio en el listado ensamblador. Al tratarse de un modelo de memoria pequeño, _BSS y _DATA están agrupados. En el segmento _TEXT se almacena el código, es decir, las funciones definidas: en nuestro caso,

373


sólo una (el procedimiento _funcion). Como es de tipo NEAR, sólo se podrá emplear con programas C compilados en un modelo de memoria TINY, SMALL o COMPACT (para los demás modelos hay que poner FAR en lugar de NEAR). Esta función de ejemplo en ensamblador no utiliza ninguna variable, pero tanto _variable (la variable del programa C) como, por supuesto, _info o _dato son plenamente accesibles. A la hora de acceder a las variables, hay que tener en cuenta el modelo de memoria: como no emplea más de 64 Kb para código (modelos TINY, SMALL o COMPACT), el compilador sólo ha colocado en la pila el offset de la dirección de retorno (registro IP). Nosotros apilamos después BP (ya que lo vamos a manchar) por lo que el último dato que apiló el programa C antes de llamar a la rutina en ensamblador habrá de ser accedido en [BP+4]. La ventaja de inicializar BP es que luego se pueden introducir datos en la pila sin perder la posibilidad de acceder a los parámetros de la rutina que llama. Si el procedimiento fuera de tipo FAR (modelos MEDIUM, LARGE y HUGE), todos los accesos indexados sobre la pila se incrementarían en dos unidades (por ejemplo, [BP+6] en vez de [BP+4] para acceder a la variable a) debido a que también se habría almacenado CS en la llamada. Como se puede observar, la rutina no preserva ni restaura todos los registros que va a emplear: sólo es necesario devolver intactos DS, SS, BP y (por si se emplean variables register) SI y DI; los demás registros pueden ser libremente alterados. Como la función es de tipo entero, devuelve el resultado en AX; si fuera de tipo long lo devolvería en DX:AX. El modelo de memoria también cuenta en los parámetros que son pasados a la rutina en ensamblador cuando no son pasados por valor (es decir, cuando se pasan punteros). En el ejemplo, podríamos haber pasado un puntero que podría ser de tipo corto (para cargarlo en BX, por ejemplo, y efectuar operaciones tipo [BX]). Sin embargo, si se pasan punteros a variables de tipo far (o si se emplea un modelo de memoria COMPACT, LARGE o HUGE) es necesario cargar la dirección con una instrucción LES de 32 bits. Esta rutina de ejemplo en ensamblador es sólo demostrativa, por lo que no debe el lector intentar encontrar alguna utilidad práctica, de ahí que incluso ni siquiera emplee todas las variables que define. Evidentemente, cuando el programa C retome el control, habrá de equilibrar la pila sumando 8 unidades a SP (para compensar las 4 palabras que apiló antes de llamar a la función en ensamblador). En general, el funcionamiento general del C en las llamadas a procedimientos se basa en apilar los parámetros empezando por el último y llamar al procedimiento: éste, a su vez, preserva BP y lo hace apuntar a dichos parámetros (a los que accederá con [BP+desp]); a continuación, le resta a SP una cantidad suficiente para que quepan en la pila todas las variables locales (a las que accederá con [BP-desp]); antes de retornar restaura el valor inicial de SP y recupera BP de la pila. Es entonces cuando el procedimiento que llamó, al recuperar el control, se encarga de sumar el valor adecuado a SP para equilibrar la pila (devolverla al estado previo a la introducción de los parámetros). Desde las rutinas en ensamblador también se puede llamar a las funciones del compilador, apilando adecuadamente los parámetros en la pila (empezando por el último) y haciendo un CALL al nombre de la función precedido de un subrayado: no olvidar nunca al final sumar a SP la cantidad necesaria para reequilibrar la pila. AVISO IMPORTANTE: Algo a tener en cuenta es que el compilador de C es sensible a las mayúsculas: funcion() no es lo mismo que FUNCION(). Por ello, al ensamblar, es obligatorio emplear como mínimo el parámetro /mx del ensamblador con objeto de que no ponga todos los símbolos automáticamente en mayúsculas (con /mx se respetan las minúsculas en los símbolos globales y con /ml en todos los símbolos). En MASM 6.0, el equivalente a /mx es /Cx y la opción /Cp se corresponde con /ml.

381

APÉNDICES

Apéndice I - MAPA DE MEMORIA BAJO MS-DOS y DR-DOS 6.0

┌─ FFFFFFFF ──┬──────────────────────────────────────────────────┐ │ │ 3,98 Gb Memoria extendida (386) │ Memoria extendida │ FFFFFF ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ │ │ 14,9 Mb Memoria extendida (286/386) │ └─ 110000 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ ┌─ │ 64 Kb HMA (286/386) para el núcleo del DOS (AT) │ Memoria alta │ │ - zona más alta accesible por el DOS │ (64 Kb) └─ 100000 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ ┌─ │ 64 Kb ROM BIOS (y/o memoria superior 386) │ │ F0000 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ │ │ 64 Kb EMS (PC/XT/AT) (o memoria superior 386) │ │ E0000 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ Memoria superior │ │ 64 Kb EMS (PC/XT/AT) (o memoria superior 386) │ (máximo 384 Kb) │ D0000 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ │ │ 64 Kb extensiones ROM (y/o memoria superior 386) │ │ C0000 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ │ │ 128 Kb memoria máxima de vídeo direccionable │ └─ A0000 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ ┌─ │ 638,5 Kb RAM de usuario (y núcleo del DOS PC/XT) │ │ 00600 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ Memoria Convencional │ │ Area de datos del DOS y del BASIC │ (640 Kb) │ 00500 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ │ │ Variables de la BIOS y de las extensiones ROM │ │ 00400 ──┼──────────────────────────────────────────────────┤ │ │ Vectores de interrupción │ └─ 00000 ──┴──────────────────────────────────────────────────┘

La memoria convencional en las máquinas más potentes está casi enteramente a disposición del usuario, aunque en los PC/XT el núcleo del sistema operativo ocupa un buen fragmento de la misma (unos 45 Kb). En los 286 y superiores, el núcleo del sistema se ubica en el HMA (primeros 64 Kb de la memoria extendida). La memoria de vídeo está dividida en dos bloques de 64 Kb: el ubicado entre A0000-AFFFF lo emplean la EGA, VGA y SuperVga en modo gráfico. El segundo, entre B0000-BFFFF es usado por la CGA y la Hércules, también en modo gráfico. En modo de texto, el adaptador monocromo de IBM (primeros PC sin gráficos) emplea 4 Kb a partir de B0000; el adaptador de color utiliza 16 kb a partir de B8000. Las EGA/VGA soportan ambos tipos de pantallas de texto; las tarjetas «bifrecuencia» también. Entre C0000 y CFFFF puede estar ubicada la BIOS de la VGA (normalmente entre C0000 y C7FFF) o las BIOS de discos duros de XT, el resto de este segmento (en 386) es memoria superior donde cargar los programas residentes con HILOAD (o LOADHIGH en MS-DOS) que así no ocupan memoria convencional. Los segmentos de 64 Kb que comienzan en D0000 y E0000 pueden contener extensiones de la BIOS (normalmente discos duros de XT) o también memoria superior. Uno de los dos puede ser empleado para la «ventana» de memoria expandida EMS (PC/XT/AT), normalmente el primero. En F0000 está colocada la ROM BIOS (aunque en PC/XT es frecuente que sólo estén ocupados los últimos 8 Kb; en los AT suele ubicarse un programa SETUP que permite al usuario definir la configuración de la máquina). Por encima, los primeros 64 Kb de memoria extendida son accesibles incluso desde el modo real del 286 y 386, siempre que la línea de direcciones A20 esté habilitada (lo que sucede a partir del DR-DOS y del MS-DOS 5.0). Para ello, con CS=FFFF se puede acceder a 65520 bytes (casi 64Kb) de RAM adicionales donde se puede cargar el núcleo del sistema

381


operativo y quizá algún que otro programa residente (DR-DOS 6.0). El resto de la memoria en máquinas 286/386 es memoria extendida, que puede ser direccionada por controladores de disco virtual o cachés de disco duro, e incluso -en 386- puede ser convertida por software en memoria expandida paginable en el segmento (dentro del primer mega) habilitado al efecto.

APÉNDICES

381

Apéndice II - TABLA DE INTERRUPCIONES DEL SISTEMA INT 00:

División por cero

INT 01:

Ejecución paso a paso

INT 02:

No Enmascarable (NMI)

INT 03:

Puntos de ruptura

INT 04:

Desbordamiento (INTO)

INT 05:

Volcar pantalla por impresora (BIOS)

INT 06:

Código de operación incorrecto

INT 07:

Reservada

INT 08:

IRQ 0: Contador de hora del sistema (BIOS)

INT 09:

IRQ 1: Interrupción de teclado (BIOS)

INT 0A:

IRQ 2: canal E/S, segundo 8259 del AT

INT 0B:

IRQ 3: COM2

INT 0C:

IRQ 4: COM1

INT 0D:

IRQ 5: disco duro XT, LPT2 en AT, retrazo vertical PCjr

INT 0E:

IRQ 6: Controlador del disquete

INT 0F:

IRQ 7: LPT1

INT 10:

Servicios de vídeo (BIOS)

INT 11:

Listado del equipo (BIOS)

INT 12:

Tamaño de memoria (BIOS)

INT 13:

Servicios de disco (BIOS)

INT 14:

Comunicaciones en serie (BIOS)

INT 15:

Servicios del sistema (BIOS)

INT 16:

Servicios de teclado (BIOS)

INT 17:

Servicios de impresora (BIOS)

INT 18:

IBM Basic (ROM del BASIC)

INT 19:

Arranque del sistema (BIOS)

INT 1A:

Fecha/hora del sistema

INT 1B:

Acción de CTRL-BREAK (BIOS)

INT 1C:

Proceso periódico del usuario (Usuario)

INT 1D:

Parámetros de vídeo (BIOS)

INT 1E:

Parámetros del disquete (BIOS)

INT 1F:

Tabla de caracteres gráficos (BIOS)

INT 20:

Fin de programa (DOS)

INT 21:

Servicio del sistema operativo (DOS)

INT 22:

Dirección de terminación (DOS)

INT 23:

DOS CTRL-BREAK (DOS)

INT 24:

Manipulador de errores críticos (DOS)

INT 25:

Lectura absoluta de disco (DOS)

INT 26:

Escritura absoluta en disco (DOS)

INT 27:

Terminar permaneciendo residente (DOS)

INT 28:

DOS Idle (programas residentes que usan funciones DOS)

INT 29:

DOS TTY (impresión en pantalla)

INT 2A:

Red local MS net

INT 2B-2D: Uso interno del DOS INT 2E:

Procesos Batch (DOS)

INT 2F:

Multiplex (DOS)

INT 30:

Compatibilidad CP/M-80 (xx:YYyy en JMP XXxx:YYyy)

INT 31:

Compatibilidad CP/M-80 (XX en JMP XXxx:YYyy)

INT 32:

Reservada

INT 33:

Controlador del ratón

INT 34-3F: Reservadas INT 40:

Interrupción de disquete (BIOS)

INT 41:

Parámetros del disco duro 1 (BIOS)

INT 42:

Apunta a la INT 10h original del BIOS si existe VGA

INT 43:

Caracteres gráficos EGA (BIOS)

INT 44-45: Reservadas INT 46:

Parámetros del disco duro 2 (BIOS)

INT 47-49: Reservadas INT 4A:

Alarma del usuario

INT 4B-5F: Reservadas

382

APÉNDICES

INT 60-66: Para uso de los programas INT 67:

Interrupción de EMS (controlador EMS)

INT 68-6F: Reservadas INT 70:

IRQ 8:

Reloj de tiempo real AT (2º chip 8259-AT)

INT 71:

IRQ 9:

IRQ 2 redireccionada (2º chip 8259-AT)

INT 72:

IRQ 10:

reservada (2º chip 8259-AT)

INT 73:

IRQ 11:


INT 74:

IRQ 12:

interrupción de ratón IBM (2º chip 8259-AT)

INT 75:

IRQ 13:

error de coprocesador matemático (2º chip 8259-AT)

INT 76:

IRQ 14:

controlador disco fijo (2º chip 8259-AT)

INT 77:

IRQ 15:


INT 78-7F: Reservadas INT 80-85: Reservadas para el Basic INT 86-F0: Usadas por el Basic INT F1-FF: Para uso de los programas

382


Apéndice III - TABLA DE VARIABLES DE LA BIOS La siguiente información procede del fichero MEMORY.LST de Robin Walker, incluido en el mismo paquete del INTERRUP.LST. La información está actualizada mayoritariamente al 24/8/92. Se han eliminado aspectos demasiado técnicos sobre las tarjetas EGA/VGA y alguna información sobre hardware no estándar. Las variables de la BIOS comienzan en el segmento de memoria 40h, justo después de la tabla de vectores de interrupción. Son empleadas por los programas de control ubicados en las memorias ROM del ordenador. En general, siempre es preferible utilizar una función de la BIOS que modificar directamente sus variables, aunque a veces ello no es posible o puede no resultar conveniente. Los campos colocados entre llaves ('{' y '}') no están documentados por IBM y podrían cambiar en el futuro. Los códigos entre corchetes indican a qué máquinas o configuraciones, en exclusiva, se aplica la información.

Offset 00h 02h 04h 06h

Tamaño WORD WORD WORD WORD

08h 0Ah 0Ch 0Eh

WORD WORD WORD WORD

10h

WORD

12h

BYTE

13h 15h 16h

WORD BYTE BYTE

17h

BYTE

Descripción Dirección E/S base del primer puerto serie (0 si no instalado) Dirección E/S base del segundo puerto serie (0 si no instalado) Dirección E/S base del tercer puerto serie (0 si no instalado) Dirección E/S base del cuarto puerto serie (0 si no instalado) Nota: Los campos de arriba son rellenados en estricto orden por el programa POST de la BIOS que inicializa el sistema, sin dejar huecos. Los puertos serie del DOS y de la BIOS pueden redefinirse modificando estos campos. Dirección E/S base del primer puerto paralelo (0 si no instalado) Dirección E/S base del segundo puerto paralelo (0 si no instalado) Dirección E/S base del tercer puerto paralelo (0 si no instalado) [Máquinas no PS]: Dirección E/S base del cuarto puerto paralelo (0 si no instalado) [Máquinas PS]: Segmento del área de datos extendida de la BIOS Nota: Los campos de arriba son rellenados en estricto orden por el programa POST de la BIOS que inicializa el sistema, sin dejar huecos. Los puertos paralelo del DOS y de la BIOS pueden redefinirse modificando estos campos. Hardware instalado: bits 15-14: número de puertos paralelos bit 13: [PC Convertible] = 1 si hay modem interno bit 12: reservado bits 11- 9: número de puertos serie bit 8: reservado bits 7- 6: número de disqueteras - 1 bits 5- 4: modo de vídeo inicial 00b = EGA,VGA,PGA 01b = 40 x 25 color 10b = 80 x 25 color 11b = 80 x 25 mono bit 3: reservado bit 2: [máquinas PS] = 1 si hay dispositivo apuntador [máquinas no PS] reservado bit 1: = 1 si hay coprocesador bit 0: = 1 si hay disquete disponible para arrancar [PC Convertible] estado del POST [AT] {Banderines de inicialización de los test de fabricación} Tamaño de memoria convencional en kbytes (0-640) [AT] {Usado en los test de fabricación} [AT] {Usado en los test de fabricación} [PS/2 Mod 30] Banderines de control de la BIOS Banderines de estado del teclado 1: bit 7 =1 INSert activo

383

18h


BYTE

19h BYTE 1Ah WORD 1Ch WORD 1Eh 16 WORDs 3Eh BYTE

3Fh

BYTE

40h 41h

BYTE BYTE

42h 7 BYTEs 49h BYTE 4Ah WORD 4Ch WORD 4Eh WORD 50h 16 BYTEs 60h WORD

bit 6 =1 Caps Lock activo bit 5 =1 Num Lock activo bit 4 =1 Scroll Lock activo bit 3 =1 cualquier Alt pulsado bit 2 =1 cualquier Ctrl pulsado bit 1 =1 Shift izquierdo pulsado bit 0 =1 Shift derecho pulsado Banderines de estado del teclado 2: bit 7 = 1 INSert pulsado bit 6 = 1 Caps Lock pulsado bit 5 = 1 Num Lock pulsado bit 4 = 1 Scroll Lock pulsado bit 3 = 1 Estado de pausa activo bit 2 = 1 Sys Req pulsada bit 1 = 1 Alt izquierdo pulsado bit 0 = 1 Ctrl izquierdo pulsado Teclado: Area de trabajo para Alt-nnn (nnn=teclado numérico) Teclado: puntero al próximo carácter en el buffer Teclado: puntero a la primera entrada vacía en el buffer Buffer del teclado (cola circular, ver offsets 80h y 82h para moverlo) Estado de recalibración del disquete: bit 7 = 1 Se ha producido interrupción hardware del disquete bits 6-4 reservados bit 3 = 1 Recalibrada disquetera 3 bit 2 = 1 Recalibrada disquetera 2 bit 1 = 1 Recalibrada disquetera 1 bit 0 = 1 Recalibrada disquetera 0 Estado del motor del disquete: bit 7 = 1 la operación en curso es escritura o formateo = 0 la operación en curso es lectura o verificación bit 6 reservado bits 5-4 número de disquetera seleccionada (0-3) bit 3 = 1 motor de la disquetera 3 en marcha bit 2 = 1 motor de la disquetera 2 en marcha bit 1 = 1 motor de la disquetera 1 en marcha bit 0 = 1 motor de la disquetera 0 en marcha Contador de tics de reloj que faltan para parar motor de la disquetera Estado de la última operación de disco (0 = correcta) bit 7 = 1 unidad no preparada bit 6 = 1 error de posicionamiento del cabezal bit 5 = 1 fallo general del controlador bits 4-0: 00h no hay error 01h solicitud incorrecta 02h no encontrada la marca de direcciones 03h error de protección contra escritura 04h sector no encontrado 06h línea de disco cambiado activa 08h el DMA se ha desbordado 09h el DMA ha cruzado una frontera de 64k 0Ch medio físico desconocido 10h fallo de CRC al leer Bytes de estado/comandos de la Disquetera/Disco fijo Modo de vídeo activo Número de columnas en pantalla Tamaño del buffer de vídeo de la página activa en bytes Desplazamiento sobre la memoria de pantalla de la página activa Posición del cursor (columna, fila) para las 8 páginas Tipo de cursor, compatible 6845, byte alto=línea inicial, bajo=final

383

APÉNDICES

62h 63h 65h 66h 67h 6Bh 6Ch 70h 71h 72h

BYTE WORD BYTE BYTE DWORD BYTE DWORD BYTE BYTE WORD

74h

BYTE

75h 76h 77h 78h 7Bh

BYTE BYTE BYTE 3 BYTEs BYTE

Página activa Dirección E/S base del controlador de vídeo: color=03D4h, mono=03B4h Valor actual del registro de selección de modo 03D8h/03B8h Valor actual almacenado en el registro de paleta de la CGA 03D9h Punto de retorno al modo real tras ciertos resets del POST Ultima interrupción no esperada por el POST Tics de reloj (1/18,2 segundos) ocurridos desde medianoche Flag de medianoche, <> 0 si el contador pasa de las 23:59:59.99 Banderín de Ctrl-Break: bit 7=1 Banderín de reset del POST: = 1234h si no realizar chequeo de memoria (arranque caliente) = 4321h [solo PS/2 MCA] si preservar la memoria al arrancar = 5678h [PC Convertible] sistema detenido = 9ABCh [PC Convertible] test de fabricación = ABCDh [PC Convertible] bucle del POST = 64h modo «Burn-in» Estado de la última operación del disco fijo: {salvo unidades ESDI} 00h no hubo error 01h función solicitada incorrecta 02h no encontrada marca de direcciones 03h error de protección contra escritura 04h sector no encontrado 05h fallo en el reset 07h fallo en la actividad de los parámetros del disco 08h el DMA se ha desbordado 09h alineamiento de datos incorrecto para el DMA 0Ah detectado banderín de sector erróneo 0Bh detectada pista errónea 0Dh número incorrecto de sectores para el formateo 0Eh detectada marca de direcciones de control 0Fh nivel de arbitrio del DMA fuera de rango 10h error ECC o CRC incorregible 11h error de datos ECC corregido 20h fallo general del controlador 40h fallo en el posicionamiento del cabezal 80h fuera de tiempo, no responde AAh disco no preparado BBh error indefinido CCh fallo de escritura en el disco seleccionado E0h el registro de errores es cero FFh fallo de sentido Disco fijo: número de discos fijos Disco fijo: byte de control {IBM lo documenta sólo en el XT} Disco fijo: offset del puerto E/S {IBM lo documenta sólo en el XT} Contadores de «time-out» para los puertos paralelos 1-3 Contador «time-out» para puerto paralelo 4 [máquinas no PS] bit 5 = 1 si especificación de DMA virtual soportada [PS] (ver INT

4B)

7Ch 80h

4 BYTEs WORD

82h

WORD

Contadores de «time-out» para los puertos serie 1-4 Offset de inicio del buffer del teclado respecto al segmento 40h (normalmente 1Eh) Offset del fin del buffer del teclado+1 respecto al segmento 40h (normalmente 3Eh) [La BIOS del XT con fecha 8/11/82 acaba aquí]

84h 85h 87h

BYTE WORD BYTE

Vídeo: líneas en pantalla menos 1 en EGA/MCGA/VGA Video: altura del carácter, en pixels, en EGA/MCGA/VGA Vídeo: control de EGA/VGA.

383


88h 89h 8Ah 8Bh

BYTE BYTE BYTE BYTE

8Ch 8Dh 8Eh 8Fh

BYTE BYTE BYTE BYTE

90h 91h

BYTE BYTE

bit 7: = 1 si no limpiar RAM (ver INT 10h, AH=0) Vídeo: switches EGA/VGA [MCGA: reservado] Vídeo: MCGA/VGA opción de control del modo Vídeo [MCGA/VGA]: índice en tabla Códigos de Combinaciones de Pantalla Control del medio físico del disco [no XT]: bits 7-6: Ultima tasa de transferencia fijada por el controlador: 00=500kbps, 01=300kbps, 10=250kbps, 11=1Mbps bits 5-4:Ultimo «step rate» seleccionado en el disquete: 00-0Ch, 01=0Dh, 10=0Eh, 11=0Ah bits 3-2: {Tasa de transferencia al inicio de la operación} bits 1-0: reservado Estado del controlador del disco fijo [no XT] Estado de error del controlador de disco fijo [no XT] Control de interrupciones del disco fijo [no XT] Información del controlador de disquete [no XT]: bit 7: reservado bit 6: = 1 si disco 1 determinado bit 5: = 1 si disco 1 es multi-ratio, válido si disco determinado bit 4: = 1 si disco 1 soporta 80 pistas, siempre válido bit 3: reservado bit 2: = 1 si disco 0 determinado bit 1: = 1 si disco 0 es multi-ratio, válido si disco determinado bit 0: = 1 si disco 0 soporta 80 pistas, siempre válido Estado físico de la disquetera 0 Estado físico de la disquetera 1 bits 7-6:tasa de transferencia a disquete: 00=500kbps, 01=300kbps, 10=250kbps, 11=1Mbps bit 5: = 1 si doble salto de pista requerido (e.g. 360Kb en

1.2Mb)

92h 93h 94h 95h 96h

BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE

97h

BYTE

bit 4: = 1 si superficie ya determinada bit 3: reservado bits 2-0: a la salida de la BIOS, contiene: 000 intentando 360Kb en 360Kb 001 intentado 360Kb en 1.2Mb 010 intentando 1.2MB en 1.2Mb 011 determinado 360Kb en 360Kb 100 determinado 360Kb en 1.2Mb 101 determinado 1.2Mb en 1.2Mb (continúa en pág siguiente) 110 reservado 111 todos los demás formatos Estado físico de la disquetera 0 al inicio de la operación Estado físico de la disquetera 1 al inicio de la operación Número de pista en curso de la disquetera 0 Número de pista en curso de la disquetera 1 Estado del teclado, byte 1 bit 7 = 1 proceso de lectura de ID en marcha bit 6 = 1 el último código leído fue el primero de dos códigos ID bit 5 = 1 forzar Num Lock si se lee el ID y es un teclado expandido bit 4 = 1 teclado expandido instalado bit 3 = 1 Alt derecho pulsado bit 2 = 1 Ctrl derecho pulsado bit 1 = 1 último código leído fue E0h bit 0 = 1 último código leído fue E1h Estado del teclado, byte 2 bit 7 = 1 error de transmisión del teclado bit 6 = 1 actualización de LEDs en curso bit 5 = 1 código RESEND recibido del teclado bit 4 = 1 código ACK recibido del teclado bit 3 reservado, debe ser cero

383

APÉNDICES

98h

DWORD

9Ch A0h

DWORD BYTE

A1h 7 BYTEs A4h DWORD A8h DWORD ACh-AFh B0h BYTE B0h DWORD B4h WORD B6h 3 BYTEs B9h 7 BYTEs C0h 14 BYTEs CEh WORD D0h-EFh D0h-DCh F0h-FFh 100h BYTE 10Eh BYTE 10Fh BYTE 116h DWORD 11Ah DWORD

bit 2 LED de Caps Lock bit 1 LED de Num Lock bit 0 LED de Scroll Lock Timer2: [AT, PS excepto Mod 30] puntero al banderín de espera de usuario completada (ver INT 15, AX=8300h) Timer2: [AT, PS exc Mod 30] contador de espera del usuario (microseg.) Timer2: [AT, PS exc Mod 30] banderín de espera activa: bit 7 = 1 tiempo de espera transcurrido bits 6-1 reservados bit 0 = 1 INT 15h, AH=86h ha sucedido Reservado para adaptadores de red local (¿será verdad?) [PS/2 Mod 30] Vector de la interrupción del disco duro preservada Video: En EGA/MCGA/VGA, puntero al «Video Save Pointer Table» Reservados (Phoenix 386 BIOS 1.10 10a) contador para retardo LOOP cuando se pita ante un buffer de teclado lleno Puntero al controlador de disco óptico 3363. Reservado ¿Reservado para el POST? ??? Reservado ¿¿¿Cuenta de días desde el último arranque??? Reservado Usado por Digiboard MV/4 Reservado para el usuario Byte de estado de Print Screen Estado de BREAK al inicio de la ejecución de BASICA.COM Banderín: 02h si BASICA v2.10 está ejecutándose INT 1Bh al inicio de la ejecución de BASICA.COM INT 24h al inicio de la ejecución de BASICA.COM

383


383

APÉNDICES

Apéndice IV - PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA PC/XT 000 - 00F Controlador de DMA (8237) 020 - 021 Controlador de interrupciones (8259) 040 - 043 Temporizador (8253) 060 - 063 Interface programable de periféricos (PPI, 8255) 081 - 083 Registros de página del DMA (74LS612) 0A0 - 0AF Registro de máscara de la NMI (0A0) 200 - 20F Joystick 210 - 217 Unidad de expansión 2F8 - 2FF 2º puerto serie 300 - 31F Tarjetas prototipo 320 - 32F Disco duro 378 - 37F 1º puerto paralelo 380 - 38C SDLC 3B0 - 3BF Adaptador monocromo/impresora 3D0 - 3D7 Adaptador CGA 3F0 - 3F7Controlador de disquete (NEC 765) 3F8 - 3FF 1º Puerto serie 790 - 793 Bloques (adaptador 1) B90 - B93 Bloques (adaptador 2) 1390 - 1393 Bloques (adaptador 3) 2390 - 2393 Bloques (adaptador 4)

PC/AT 000 - 01F 1º Controlador de DMA (8237) 020 - 021 1º Controlador de interrupciones (8259) 040 - 05F Temporizador (8254) 060 - 06F Controlador del teclado (8042) 070 - 07F Registro de máscara de la NMI; reloj de tiempo real 080 - 09F Registros de página del DMA (74LS612) 0A0 - 0A1 2º Controlador de interrupciones (8259) 0C0 - 0DF 2º Controlador de DMA (8237) 0F0 - 0FF Coprocesador matemático 1F0 - 1F8Disco duro 200 - 207 Joystick 258 - 25F Intel «Above Board» 278 - 27F 2º puerto paralelo 2E1 GPIB (adaptador 0) 2E2 - 2E3 Adquisición de datos (adaptador 0) 2F8 - 2FF 2º puerto serie 300 - 31F Tarjetas prototipo 360 - 36F Reservados 378 - 37F 1º puerto paralelo 380 - 38C 2º SDLC o comunicación bisíncrona 3A0 - 3AF 1º SDLC 3B0 - 3BF Adaptador monocromo/impresora 3C0 - 3CF EGA/VGA 3D0 - 3DF Adaptador CGA 3F0 - 3F7Controlador de disquete (NEC 765) 3F8 - 3FF 1º Puerto serie 6E2 - 6E3 Adquisición de datos (Adaptador 1) 790 - 793 Bloques (adaptador 1) AE2 - AE3 Adquisición de datos (Adaptador 2) B90 - B93 Bloques (adaptador 2) EE2 - EE3 Adquisición de datos (Adaptador 3) 1390 - 1393 Bloques (adaptador 3) 22E1 GPIB (Adaptador 1)

383


2390 - 2393 42E1 62E1 82E1 A2E1 C2E1 E2E1

Bloques (adaptador 4) GPIB (Adaptador 2) GPIB (Adaptador 3) GPIB (Adaptador 4) GPIB (Adaptador 5) GPIB (Adaptador 6) GPIB (Adaptador 7)

APÉNDICES

383

Apéndice V - CÓDIGOS DE RASTREO DEL TECLADO. CÓDIGOS SECUNDARIOS.

01 3B 3C 3D 3E 3F 40 41 42 43 44 57 58 ┌───┐┌──┬──┬──┬──┐┌──┬──┬──┬──┐┌──┬───┬───┬───┐ │ESC││F1│F2│F3│F4││F5│F6│F7│F8││F9│F10│F11│F12│ └───┘└──┴──┴──┴──┘└──┴──┴──┴──┘└──┴───┴───┴───┘

Ex 46 Ex ┌───┬───┬───┐ │Ipt│Bdp│Pau│ └───┴───┴───┘

29 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E ┌───┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬─────┐ │ºª\│ 1│ 2│ 3│ 4│ 5│ 6│ 7│ 8│ 9│ 0│'?│¡¿│ ── │ └───┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴─────┘

Ex Ex Ex 45 Ex 37 4A ┌───┬───┬───┐ ┌──┬──┬──┬──┐ │Ins│Ini│Rpg│ │Bn│ /│ *│ -│ └───┴───┴───┘ └──┴──┴──┴──┘

0F 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C ┌────┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬────┐ │ TAB│ Q│ W│ E│ R│ T│ Y│ U│ I│ O│ P│`[│+]│ │ └────┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴┐ │ │ │ ┘ │ 3A 1E 1F 20 21 22 23 24 25 26 27 28 2B└───┘ ┌─────┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐ │B.May│ A│ S│ D│ F│ G│ H│ J│ K│ L│ Ñ│'{│Ç}│ └─────┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘

Ex Ex Ex ┌───┬───┬───┐ │Sup│Fin│Apg│ └───┴───┴───┘

2A 56 2C 2D 2E 2F 30 31 32 33 34 35 36 ┌────┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬───────┐ │ │<>│ Z│ X│ C│ V│ B│ N│ M│,;│.:│-_│ │ └────┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴───────┘

Ex ┌───┐ │ ↑│ └───┘

1D 38 39 Ex Ex ┌────┐ ┌─────┬───────────────────┬─────┐ ┌────┐ │Ctrl│ │ Alt │ │AltGr│ │Ctrl│ └────┘ └─────┴───────────────────┴─────┘ └────┘

┌───┬───┬───┐ │ │ │ │ └───┴───┴───┘

47 48 49 4E ┌──┬──┬──┬──┐ │ 7│↑8│ 9│ │ └──┴──┴──┤ +│ │ │ 4B 4C 4D└──┘ ┌──┬──┬──┐ │←4│ 5│→6│ └──┴──┴──┘

4F 50 51 Ex ┌──┬──┬──┬──┐ │ 1│↓2│ 3│ │ └──┴──┴──┤ │ │ ┘│ Ex Ex Ex 52 53 └──┘ ┌───┬───┬───┐ ┌─────┬──┐ │ ← │ ↓ │ → │ │ 0 │ .│ └───┴───┴───┘ └─────┴──┘

Las teclas marcadas con 'Ex' son exclusivas de teclados expandidos; generan los mismos códigos de rastreo que sus correspondientes teclas «no expandidas», aunque precedidos de un código de rastreo adicional 0E0h como mínimo, por lo general (consultar el apartado 5.2 del capítulo 7 para más detalles). Códigos secundarios. A continuación se listan los códigos secundarios. Estos se producen al pulsar ciertas combinaciones especiales de teclas, a las que el controlador de INT 9 responde colocando un código ASCII 0 en el buffer, a menudo junto al código de rastreo, para identificarlas; las teclas expandidas provocan frecuentemente la inserción de un ASCII 0E0h o bien 0F0h. Estos códigos secundarios son el valor devuelto en AH por las funciones 0, 1, 10h y 11h de la BIOS, cuando éstas devuelven un carácter ASCII 0 ó 0E0h en AL. Ha de tenerse en cuenta que la BIOS modifica en ocasiones el valor leído del buffer del teclado, aunque en la siguiente tabla hay pautas para detectar esta circunstancia si fuera necesario. En primer lugar, cuando se invoca a la BIOS con las funciones 0 y 1, éste se encarga de simular las teclas normales con las expandidas, así como de ocultar las combinaciones exclusivamente expandidas. Aquellos códigos precedidos de (*) en la tabla son ocultados por la BIOS (como si no se hubiera pulsado las teclas) al emplear las funciones 0 y 1, sacándolos del buffer e ignorándolos. En concreto, estos códigos son almacenados con un código ASCII 0F0h en el buffer del teclado. Lógicamente, para las funciones 10h y 11h sí existen, aunque la BIOS devuelve un 0 en AL (y no un 0F0h). A los códigos precedidos por (#) les sucede lo mismo: sólo existen para las funciones 10h y 11h, al emplear dichas funciones la BIOS devuelve en AL el valor 0 (el auténtico contenido del buffer en esta ocasión, sin necesidad de transformarlo). Por último, los códigos precedidos por (@) existen tanto para las funciones 0 y 1 como para la 10h y la 11h: la ventaja de usar las dos últimas es que devuelven en AL el auténtico código ASCII del buffer (0E0h), permitiendo diferenciar entre la pulsación de una tecla normal y su correspondiente

389


expandida. En general, quien no desee complicarse la vida con este galimatías (debido a una evidente falta de previsión en el diseño del primer teclado) puede limitarse a emplear las combinaciones normales (las no marcadas con #, # ni *). Por otra parte, para emplear las combinaciones señaladas con (#), (@) o (*) hay que asegurarse previamente de que la BIOS soporta teclado expandido (véase capítulo 7, apartado 5.3). Para diferenciar las teclas repetidas, en la tabla siguiente, las teclas entrecomilladas se suponen expandidas o, en su defecto, ubicadas en el teclado numérico. Por ejemplo: "5" es el 5 del teclado numérico, "←" es el cursor izquierdo expandido y ← a secas el normal (esto es, la tecla 4 del teclado numérico con Num Lock inactivo). Se emplea la notación anglosajona: Ctrl (Control), Alt (Alt o AltGr), Shift (Mays), Ins (Insert), Del (Supr), Home (Inicio), End (Fin), PgUp (RePág), PgDn (AvPág). ┌──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┐ │ * 01 Alt ESC │ * 35 Alt │ 58 Shift F5 │ 7F Alt 8 │ │ 03 Ctrl 2, NUL│ * 37 Alt "*" │ 59 Shift F6 │ 80 Alt 9 │ │ * 0E Alt ── │ 3B F1 │ 5A Shift F7 │ 81 Alt 0 │ │ 0F Shift Tab │ 3C F2 │ 5B Shift F8 │ 82 Alt ' │ │ 10 Alt Q │ 3D F3 │ 5C Shift F9 │ 83 Alt ¡ │ │ 11 Alt W │ 3E F4 │ 5D Shift F10 │ 84 Ctrl PgUp │ │ 12 Alt E │ 3F F5 │ 5E Ctrl F1 │ # 85 F11 │ │ 13 Alt R │ 40 F6 │ 5F Ctrl F2 │ # 86 F12 │ │ 14 Alt T │ 41 F7 │ 60 Ctrl F3 │ # 87 Shift F11 │ │ 15 Alt Y │ 42 F8 │ 61 Ctrl F4 │ # 88 Shift F12 │ │ 16 Alt U │ 43 F9 │ 62 Ctrl F5 │ # 89 Ctrl F11 │ │ 17 Alt I │ 44 F10 │ 63 Ctrl F6 │ # 8A Ctrl F12 │ │ 18 Alt O │ 47 Home │ 64 Ctrl F7 │ # 8B Alt F11 │ │ 19 Alt P │ @ 47 "Home" │ 65 Ctrl F8 │ # 8C Alt F12 │ │ * 1A Alt [ │ 48 ↑ │ 66 Ctrl F9 │ # 8D Ctrl "↑" │ │ * 1B Alt ] │ @ 48 "↑" │ 67 Ctrl F10 │ # 8E Ctrl "-" │ │ * 1C Alt Intro │ 49 PgUp │ 68 Alt F1 │ # 8F Ctrl "5" │ │ 1E Alt A │ @ 49 "PgUp" │ 69 Alt F2 │ # 90 Ctrl "+" │ │ 1F Alt S │ * 4A Alt "-" │ 6A Alt F3 │ # 91 Ctrl "↓" │ │ 20 Alt D │ 4B ← │ 6B Alt F4 │ # 92 Ctrl "Ins" │ │ 21 Alt F │ @ 4B "←" │ 6C Alt F5 │ # 93 Ctrl "Del" │ │ 22 Alt G │ * 4C "5" │ 6D Alt F6 │ # 94 Ctrl Tab │ │ 23 Alt H │ 4D → │ 6E Alt F7 │ # 95 Ctrl "/" │ │ 24 Alt J │ @ 4D "→" │ 6F Alt F8 │ # 96 Ctrl "*" │ │ 25 Alt K │ * 4E Alt "+" │ 70 Alt F9 │ # 97 Alt "Home" │ │ 26 Alt L │ 4F End │ 71 Alt F10 │ # 98 Alt "↑" │ │ * 27 Alt Ñ │ @ 4F "End" │ 72 Ctrl Ptr │ # 99 Alt "PgUp" │ │ * 28 Alt { │ 50 ↓ │ 73 Ctrl ← │ # 9B Alt "←" │ │ * 29 Alt \ │ @ 50 "↓" │ 74 Ctrl → │ # 9D Alt "→" │ │ * 2B Alt } │ 51 PgDn │ 75 Ctrl End │ # 9F Alt "End" │ │ 2C Alt Z │ @ 51 "PgDn" │ 76 Ctrl PgDn │ # A0 Alt "↓" │ │ 2D Alt X │ 52 Ins │ 77 Ctrl Home │ # A1 Alt "PgDn" │ │ 2E Alt C │ @ 52 "Ins" │ 78 Alt 1 │ # A2 Alt "Ins" │ │ 2F Alt V │ 53 Del │ 79 Alt 2 │ # A3 Alt "Del" │ │ 30 Alt B │ @ 53 "Del" │ 7A Alt 3 │ # A4 Alt "/" │ │ 31 Alt N │ 54 Shift F1 │ 7B Alt 4 │ # A5 Alt Tab │ │ 32 Alt M │ 55 Shift F2 │ 7C Alt 5 │ # A6 Alt "Intro"│ │ * 33 Alt , │ 56 Shift F3 │ 7D Alt 6 │ │ │ * 34 Alt . │ 57 Shift F4 │ 7E Alt 7 │ │ └──────────────────┴──────────────────┴──────────────────┴──────────────────┘

APÉNDICES

389

Excepciones: Hay un par de teclas que sin tener un código ASCII 0, 0E0h ni 0F0h reciben un tratamiento especial por parte de la BIOS, que provoca que el código secundario no sea el de rastreo acostumbrado: el Intro del teclado numérico genera un código ASCII 0Dh, como cabría esperar, pero su código secundario es 0E0h; lo mismo sucede con el '/' del teclado numérico. Las funciones 0 y 1 de la BIOS traducen este 0E0h al valor correspondiente a la tecla Intro principal y al '-' del teclado principal (tecla que ocupa la posición del '/' en los teclados norteamericanos), para compatibilizar con los teclados no expandidos.

389


Apéndice VI - TAMAÑOS Y TIEMPOS DE EJECUCIÓN DE LAS INSTRUCCIONES

En la tabla de las siguientes páginas se listan las instrucciones del ensamblador por orden alfabético, indicándose el número de bytes consumidos al ser ensambladas así como los tiempos teóricos de ejecución en 8088, 286, 386 y 486. Estos tiempos son teóricos y no deberían ser utilizados para temporizaciones exactas. Por otra parte son diferentes de un procesador a otro. Los tiempos se expresan en estados de máquina (1 MHz equivale a 1.000.000 de estados o ciclos de reloj) estando la capacidad de ejecución de instrucciones lógicamente en función de los MHz del equipo que se trate. Estos tiempos se aplican suponiendo que se cumplen las siguientes hipótesis: - La instrucción ya ha sido extraída de la memoria y decodificada. - Los datos, si los hay, están alineados (a palabra o doble palabra). - No hay estados de espera en la placa principal del ordenador. - Nadie ha sustraido el control del bus a la CPU (el DMA no debe estar actuando y no han de ciclos de refresco de la memoria). - No se produce ninguna interrupción o excepción durante la ejecución.

producirse

Evidentemente, es casi imposible que los tiempos teóricos sean los reales, teniendo en cuenta todos estos factores. Cuanto menos potente es la máquina, mucho más lentos son los tiempos reales; por el contrario, en ordenadores con caché y procesador avanzado ¡los tiempos efectivos pueden ser en ocasiones mejores que los teóricos!. Por ejemplo, el 486 emplea ya la tecnología pipeline, lo que le permite simultanear la ejecución de una instrucción con la decodificación de la siguiente y la lectura de memoria de la posterior así como almacenar el resultado de la anterior. Esto, con las lógicas limitaciones de un procesador CISC, permite en la práctica ejecutar un alto número de instrucciones en un solo ciclo (cada una de ellas, claro). Por tanto, para lo que sí sirven las tablas es para decidir qué instrucciones emplear en ciertos procesos en que el tiempo de ejecución o la memoria consumida son críticos, especialmente en las máquinas menos potentes. Como muestra de lo sumamente teóricos que son estos tiempos, a continuación se listan dos rutinas con las que he probado experimentalmente los tiempos de ejecución en diversos microprocesadores. Ambas rutinas constan de un bucle que se repite cierto número de veces; mientras tanto las interrupciones están inhibidas, por lo que se cronometran a mano: Ciclos teóricos 8088 RutinaA:

286

386

486

CLI MOV

AX,1000h

bucle:

XOR

CX,CX

repite:

LOOP repite DEC

AX

JNZ

bucle

3 17 ó 5 2 16 ó 4

2 8+m ó 4 (m=2) 2 7+m ó 3 (m=2)

2 11+m (m=2) 2 7+m ó 3 (m=2)

1 6 ó 2 1 3 ó 1

STI RutinaB:

CLI XOR

CX,CX

bucle1:

MOV

AX,BX

2

2

2

1

bucle2:

MOV

AX,BX

2

2

2

1

.

.

.

.

AX,BX

2

2

2

.

DEC

CX

2

2

2

JNZ

fin

16 ó 4

... bucle16384: MOV

7+m ó 3

7+m ó 3 (m=1)

1 3 ó 1

389

APÉNDICES

JMP fin:

bucle1

15

7+m

7+m

(m=2)

3

STI

Por ejemplo, la rutina B ejecuta 16384 instrucciones del tipo MOV AX,BX (2 ciclos cada una) así como un decremento (2 ciclos) un salto que no se realiza -salvo al final del todo- (4 ciclos en 8088) y otro salto absoluto (15 ciclos en 8088). Se emplea este rodeo ya que los saltos condicionales, como conocerá el lector, sólo pueden desviar algo más de 100 bytes el flujo del programa (y este bucle ocupa nada menos que 32 Kb). En total, 32787 ciclos que, repetidos 65536 veces, suponen 2.148.728.832 ciclos. Con un 8088 corriendo a 8 MHz (8 millones de ciclos) cabría esperar una demora de 268,59 segundos. Sin embargo, mi reloj de pulsera dice que son nada menos que ¡1194!, unas 4,44 veces más de lo que los tiempos teóricos de Intel sugieren. De hecho, esto implica que cada MOV tarda casi 9 ciclos reales en un 8088, y no 2. Sin embargo, en el caso de la rutina A apenas hay diferencia entre el tiempo teórico y el real: el tiempo que emplea la instrucción LOOP es bastante alto en comparación con lo que se tarda en traer dicha instrucción de la memoria, por lo que la diferencia porcentual se reduce notablemente. ╔═══════════════════════╦═══════════════════════╗ ║ RUTINA A ║ RUTINA B ║ ╠═══════════╦═══════════╬═══════════╦═══════════╣ ║ Teórico ║ Efectivo ║ Teórico ║ Efectivo ║ ╔═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╣ ║ 8088-4.77 ║ 956,71 ║ 1014,00 ║ 450,47 ║ 1946,00 ║ ╠═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╣ ║ V20-8 ║ 570,43 ║ 623,30 ║ 268,59 ║ 1194,00 ║ ╠═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╣ ║ 286-12 ║ 223,70 ║ 254,00 ║ 179,02 ║ 188,25 ║ ╠═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╣ ║ 386-25* ║ 139,59 ║ 135,20 ║ 85,93 ║ 93,50 ║ ╠═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╣ ║ 486-25* ║ 64,42 ║ 75,50 ║ 42,96 ║ 69,10 ║ ╚═══════════╩═══════════╩═══════════╩═══════════╩═══════════╝

(*) El 386 carecía de memoria caché y el 486 sólo poseía los 8 Kb de caché incluidos en el chip. Pautas para interpretar la tabla de las siguientes páginas. El 8088, bastante menos potente que el 286, varía enormemente la velocidad de ejecución de las instrucciones en función del modo de direccionamiento, hay que añadir además dos ciclos de reloj en este procesador cuando se usa un prefijo de registro de segmento. En la siguiente tabla se indica el número de ciclos de reloj adicionales que deben considerarse en el 8086/8088 para calcular la dirección de memoria efectiva (EA, Efective Address) en la tabla de tiempos, según el tipo de direccionamiento: Componentes ──────────────────────────

Operandos valor EA ──────────────────────────────────────── ──────────

(a) Base o índice (b) Desplazamiento (c) Base + índice (d) Desplaz.+ base/índice (e) Desplaz.+ base + índice

[BX], [BP], [SI], [DI] desp [BX+SI], [BX+DI] [BP+SI], [BP+DI] [BX+desp], [BP+desp], [DI+desp], [SI+desp] [BX+SI+desp], [BX+DI+desp] [BP+SI+desp], [BP+DI+desp]

5 6 7 8 9 11 12

Los datos entre paréntesis en el 8088 indican el tiempo empleado por las palabras de 16 bits, fuera del paréntesis hacen referencia a 8 bits (los 8086 y superiores no son más lentos con datos de 16 que con los de 8 bits, siempre lógicamente que éstos estén en una posición de memoria par). Aunque el 286 y 386 no penalizan tanto los modos de direccionamiento complejos, a los tiempos marcados con (#) hay que añadir un ciclo si en el offset participan tres elementos (ej., BP+DI+desp). La letra «m» se refiere al número de bytes totales de la

389


siguiente instrucción que se va a ejecutar. Cuando aparecen dos opciones en las instrucciones de salto condicional, el menor tiempo de ejecución se verifica cuando el salto no se realiza. Todas las instrucciones específicas de 386 ocupan, bajo DOS, un byte más de lo que indican las tablas debido a que se utiliza un prefijo para forzar el modo 32 bit en segmentos de 16. En los tiempos del 386, los datos entre paréntesis se aplican cuando la CPU está en modo virtual 86; en general, los tiempos de ejecución corresponden al modo real (en modo protegido, podrían variar).

389

APÉNDICES

Inst.

Operandos

Bytes

Ciclos 8088

Ciclos 286

────── ─────────────────────────────────── ─────── ─────────────── ────────────

Ciclos 386

Ciclos 486

────────────

────────────

AAA

1

8

3

4

3

AAD

2

60

14

19

14

AAM

2

83

16

17

15

AAS

1

8

3

4

3

2

2

1

ADC

registro, registro

2

3

ADC

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

7 #

6

2

ADC

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

7 #

7

3

ADC

registro, inmediato

3-4

4

ADC

memoria, inmediato

3-6

17(25)+EA

3

2

1

7 #

7

3

ADC

acumulador, inmediato

2-3

4

3

2

1

ADD

registro, registro

2

3

2

2

1

ADD

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

7 #

6

2

ADD

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

7 #

7

3

ADD

registro, inmediato

3-4

4

ADD

memoria, inmediato

3-6

17(25)+EA

3

2

1

7 #

7

3

ADD


2-3

4

3

2

1

AND

registro, registro

2

3

2

2

1

AND

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

7 #

6

2

AND

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

7 #

7

3

AND

registro, inmediato

3-4

4

AND

memoria, inmediato

3-6

17(25)+EA

3

2

1

7 #

7

3

AND


2-3

4

3

2

1

BOUND

registro16, memoria16

2-4

(no existe)

13 #

10

7

BOUND


2-6

(no existe)

(no existe)

10

7

BSF

registro16, registro16

3

(no existe)

(no existe)

10+3*n

6-42

BSF


5-7

(no existe)

(no existe)

10+3*n

7-43

BSF


3

(no existe)

(no existe)

10+3*n

6-42

BSF


5-7

(no existe)

(no existe)

10+3*n

7-43

BSR


3

(no existe)

(no existe)

10+3*n

6-42

BSR


5-7

(no existe)

(no existe)

10+3*n

7-43

BSR


3

(no existe)

(no existe)

10+3*n

6-42

BSR


5-7

(no existe)

(no existe)

10+3*n

7-43

BT


3

(no existe)

(no existe)

3

3

BT

memoria16, registro16

5-7

(no existe)

(no existe)

12

8

BT


3

(no existe)

(no existe)

3

3

BT


5-7

(no existe)

(no existe)

12

8

BT

registro16, inmediato8

4

(no existe)

(no existe)

3

3

BT

memoria16, inmediato8

6-8

(no existe)

(no existe)

6

3

BT


4

(no existe)

(no existe)

3

3

BT


6-8

(no existe)

(no existe)

6

3

BTC


3

(no existe)

(no existe)

6

6

BTC


5-7

(no existe)

(no existe)

13

13

BTC


3

(no existe)

(no existe)

6

6

BTC


5-7

(no existe)

(no existe)

13

13

BTC


4

(no existe)

(no existe)

6

6

BTC


6-8

(no existe)

(no existe)

8

8

BTC


4

(no existe)

(no existe)

6

6

BTC


6-8

(no existe)

(no existe)

8

8

BTR


3

(no existe)

(no existe)

6

6 13

BTR


5-7

(no existe)

(no existe)

13

BTR


3

(no existe)

(no existe)

6

6

BTR


5-7

(no existe)

(no existe)

13

13

BTR


4

(no existe)

(no existe)

6

6

BTR


6-8

(no existe)

(no existe)

8

8

BTR


4

(no existe)

(no existe)

6

6

BTR


6-8

(no existe)

(no existe)

8

8

BTS


3

(no existe)

(no existe)

6

6

389


BTS


5-7

(no existe)

(no existe)

13

BTS


3

(no existe)

(no existe)

6

6

BTS


5-7

(no existe)

(no existe)

13

13

BTS


4

(no existe)

(no existe)

6

6

BTS


6-8

(no existe)

(no existe)

8

8

BTS


4

(no existe)

(no existe)

6

6

BTS


6-8

(no existe)

(no existe)

8

8

CALL

procedimiento near (intrasegmento)

3

23

7+m

7+m

3

CALL

procedimiento far

5

36

13+m

17+m

18

(intersegmento)

13

CALL

intrasegmento indirecto a memoria

2-4

29+EA

11+m

10+m

5

CALL

intrasegmento indirecto a registro

2

24

7+m

7+m

5

CALL

intersegmento indirecto a memoria

2-4

57+EA

16+m

22+m

17

CBW

1

2

2

3

3

CDQ

1

(no existe)

(no existe)

2

3

CLC

1

2

2

2

2

CLD

1

2

2

2

2

CLI

1

2

3

3

5

CMC

1

2

2

2

2

2

2

1

CMP

registro, registro

2

3

CMP

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

6 #

6

2

CMP

memoria, registro

2-4

9(13)+EA

7 #

5

2

CMP

registro, inmediato

3-4

4

3

2

1

CMP

memoria, inmediato

3-6

6 #

5

2

CMP


2-3

4

3

2

1

1

22(30)

8

10

8

CMPS CMPS

(REP)

10(14)+EA

1

9+22(30)*n

5+9*n

5+9*n

CWD

1

5

2

2

5 (CX=0) ó 7+7*n 3

CWDE

1

(no existe)

(no existe)

3

3

DAA

1

4

3

4

2

DAS

1

4

3

4

2

DEC

registro byte

2

3

2

2

1

DEC

registro palabra

1

2

2

2

1

DEC

memoria

DIV

registro byte

2

DIV

registro palabra

2

144-162

22

22

24

DIV

registro32

2

(no existe)

(no existe)

38

40

DIV

byte de memoria

2-4

86-96+EA

17 #

17

16

DIV

palabra de memoria

2-4

154-172+EA

25 #

25

24

2-4

15(23)+EA 80-90

7 # 14

6

3

14

16

DIV

palabra32 de memoria

2-6

(no existe)

(no existe)

41

40

ENTER

constante16, 0

4

(no existe)

11

10

14

ENTER

constante16, 1

4

(no existe)

15

ENTER

constante16, nivel

4

(no existe)

12+4*(n-1)

Bytes

Ciclos 8088

Ciclos 286

Inst.

Operandos

────── ─────────────────────────────────── ─────── ─────────────── ────────────

12 15+4*(n-1)

17 17+3*n

Ciclos 386

Ciclos 486

────────────

────────────

ESC

inmediato, memoria

2-4

8(12)+EA

9-20 #

(ver coproc.) (ver coproc.)

ESC

inmediato, registro

2

2

2

(ver coproc.) (ver coproc.)

1

2

2

5

4

2

101-112

17

19

19

HLT IDIV

registro byte

IDIV

registro palabra

2

165-185

25

27

27

IDIV

registro32

2

(no existe)

(no existe)

43

43

IDIV

byte de memoria

2-4

107-118+EA

20 #

19

20

IDIV

palabra de memoria

2-4

175-194+EA

28 #

27

28

IDIV


2-6

(no existe)

(no existe)

43

44

IMUL

registro byte

2

80-98

13

9-14

13-18

IMUL

registro palabra

2

128-154

21

9-22

13-26

IMUL

registro32

2

(no existe)

(no existe)

9-38

13-42

IMUL

byte de memoria

2-4

86-104+EA

16

12-17

13-18

IMUL

palabra de memoria

2-4

138-164+EA

24 #

12-25

13-26

IMUL


2-6

(no existe)

(no existe)

12-41

13-42

389

APÉNDICES

IMUL

registro16 destino, constante

3-4

(no existe)

21

9-22

13-26

IMUL

registro16 destino, memoria

5-7

(no existe)

(no existe)

12-25

13-26

IMUL

registro32 destino, memoria

5-7

(no existe)

(no existe)

12-41

13-42

IMUL

registro destino, registro, cte.

2-4

(no existe)

21

9-22

13-26

IMUL

registro destino, memoria, cte.

3-4

(no existe)

24 #

12-25

13-26

IN

acumulador, puerto fijo

2

10(14)

5

12(26)

14(27)

IN

acumulador, DX

1

8(12)

5

13(27)

14(27)

INC

registro byte

2

3

2

2

1

INC

registro palabra

1

2

2

2

1

INC

memoria

7 #

6

3

INS

2-4

15(23)+EA

1

(no existe)

INS

(REP)

2

(no existe)

5+4*n

INT

3

1

52

23+m

33

INT

inmediato

2

51

23+m

37

30

24+m ó 3

35 ó 3

28 ó 3

INTO

1

IRET

1

JCXZ

2

JECXZ

53 ó 4 32 18 ó 6

5

17+m

15(29)

17(30)

13(27)+6*n

22

16(29)+8*n 26

15

8+m ó 4

9+m ó 5

3 ó 1

2

(no existe)

(no existe)

9+m ó 5

3 ó 1

2

15

7+m

7+m

3

(intrasegmento)

3

15

7+m

7+m

3

(intersegmento)

5

15

11+m

12+m

17

intrasegmento indirecto a memoria

2-4

18+EA

11+m #

10+m

5

intrasegmento indirecto a registro

2

11

7+m

7+m

5

JMP

intersegmento indirecto a memoria

2-4

24+EA

15+m

17+m

13

Jxxx

inmediato8

2

16 ó 4

7+m ó 3

7+m ó 3

3 ó 1

Jxxx

inmediato32

6

(no existe)

(no existe)

7+m ó 3

3 ó 1

LAHF

1

4

LDS

2-4

LEA

2-4

JMP

short

JMP

near

JMP

far

JMP JMP

LEAVE

1

2

2

3

24+EA

7 #

7

6

2+EA

3 #

2

1

5

4

5

(no

existe)

LES

2-4

24+EA

7 #

7

6

LFS

2-4

(no existe)

(no existe)

7

6

LGS

2-4

(no existe)

(no existe)

7

6

LSS

2-4

(no existe)

(no existe)

7

6

LOCK

1

2

0

1

LODS LODS

(REP)

1

12(16)

1

9+13(17)*n

0 5

5

5+4*n

5+6*n

5 5 (CX=0) ó 7+4*n

LOOP

2

17 ó 5

8+m ó 4

11+m

LOOPE

2

18 ó 6

8+m ó 4

11+m

2 ó 6 9 ó 6

LOOPNE

2

19 ó 5

8+m ó 4

11+m

9 ó 6

LOOPZ

2

18 ó 6

8+m ó 4

11+m

9 ó 6

LOOPNZ

2

19 ó 5

8+m ó 4

11+m

9 ó 6 1

MOV

memoria, acumulador

3

10(14)

3

2

MOV

acumulador, memoria

3

10(14)

5

4

1

MOV

registro, registro

2

2

2

2

1

MOV

registro, memoria

2-4

8(12)+EA

5 #

4

1

MOV

memoria, registro

2-4

9(13)+EA

3 #

2

1

MOV

registro, inmediato

2-3

4

2

2

1

MOV

memoria, inmediato

3-6

3 #

2

1

MOV

registro de segmento, registro

2

2

2

2

3

MOV

registro, registro de segmento

2

2

2

2

3

MOV

registro de segmento, memoria

2-4

8(12)+EA

5 #

5

9

MOV

memoria, registro de segmento

2-4

9(13)+EA

MOVS

1

10(14)+EA

18(26)

3 #

2

3

5

7

7

MOVS

(REP)

1

9+17(25)*n

5+4*n

MOVSX


3

(no existe)

(no existe)

5+4*n 3

5 (CX=0) ó 12+3*n 3

MOVSX


5-7

(no existe)

(no existe)

6

3

MOVSX


3

(no existe)

(no existe)

3

3

MOVSX


5-7

(no existe)

(no existe)

6

3

389


MOVSX


3

(no existe)

(no existe)

3

MOVSX


5-7

(no existe)

(no existe)

6

3 3

MOVZX


3

(no existe)

(no existe)

3

3

MOVZX


5-7

(no existe)

(no existe)

6

3

MOVZX


3

(no existe)

(no existe)

3

3

MOVZX


5-7

(no existe)

(no existe)

6

3

MOVZX


3

(no existe)

(no existe)

3

3

MOVZX


5-7

(no existe)

(no existe)

6

3

MUL

registro byte

2

13

9-14

13

MUL

registro palabra

2

118-133

21

9-22

13

MUL

registro32

2

(no existe)

(no existe)

9-38

13

MUL

byte de memoria

2-4

76-83+EA

16 #

12-27

18

MUL

palabra de memoria

2-4

128-143+EA

24 #

12-25

26

12-41

42

70-77

MUL


2-6

(no existe)

(no existe)

NEG

registro

2

3

2

2

NEG

memoria

2-4

16(24)+EA

7 #

6

3

1

3

3

3

1

NOP

1

NOT

registro

2

3

NOT

memoria

2-4

16(24)+EA

OR

registro, registro

2

3

2

2

1

OR

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

7 #

6

3

OR

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

7 #

7

3

OR

registro, inmediato

3-4

4

3

2

1

OR

memoria, inmediato

3-6

17(25)+EA

7 #

7

3

OR


Inst.

Operandos

2

2

1

7 #

6

3

2-3

4

3

Bytes

Ciclos 8088

Ciclos 286

────── ─────────────────────────────────── ─────── ─────────────── ────────────

2

1

Ciclos 386

Ciclos 486

────────────

────────────

OUT

puerto fijo, acumulador

2

10(14)

3

10(24)

16(29)

OUT

DX, acumulador

1

8(12)

3

11(25)

16(29)

OUTS

byte o palabra

1

(no existe)

5

14(28)

17(30)

OUTS

(REP)

2

(no existe)

5+4*n

12(26)+5*n

17(31)+5*n

POP

registro normal

1

12

5

4

4

POP

registro de segmento

1

12

5

7

3

POP

memoria

2-4

25+EA

5 #

5

6

POPA

1

(no existe)

19

24

9

POPAD

1

(no existe)

(no existe)

24

9

POPF

1

12

5

5

9

POPFD

1

(no existe)

(no existe)

5

9

3

2

1

5 #

5

4

3

2

1

PUSH

registro

1

14

PUSH

memoria

2-4

24+EA

PUSH

inmediato

2-3

(no existe)

PUSHA

1

(no existe)

17

18

11

PUSHAD

1

(no existe)

(no existe)

18

11

PUSHF

1

14

3

4

4

PUSHFD

1

(no existe)

(no existe)

4

4

2

9

3

RCL

registro,1

2

2

RCL

registro,CL

2

8+4*bits

5

9

8-30

RCL

registro, contador

3

(no existe)

5

9

8-30

RCL

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

10

9-31

RCL

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

10

4

RCL

memoria,CL

2-4

20(28)+EA+4*bits

8 #

10

9-31

RCR

registro,1

2

2

2

9

3

RCR

registro,CL

2

8+4*bits

5

9

8-30

RCR

registro, contador

3

(no existe)

5

9

8-30

RCR

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

10

9-31

RCR

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

10

4

RCR

memoria,CL

2-4

20(28)+EA+4*bits

8 #

10

9-31

REP

1

2

0

0

0

REPE

1

2

0

0

0

389

APÉNDICES

REPNE

1

2

0

0

REPZ

1

2

0

0

0 0

REPNZ

1

2

0

0

0

RET

intrasegmento

1

20

11+m

10+m

5

RET

intrasegmento con SP+inmediato

3

24

11+m

10+m

5

RET

intersegmento

1

32

15+m

18+m

13

RET

intersegmento con SP+inmediato

3

31

15+m

18+m

14

ROL

registro,1

2

2

2

3

3

ROL

registro,CL

2

8+4*bits

5

3

3

ROL

registro, contador

3

(no existe)

5

3

2

ROL

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

7

4

ROL

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

7

4

ROL

memoria,CL

2-4

20(28)+EA+4*bits

8 #

7

4

ROR

registro,1

2

2

2

3

3

ROR

registro,CL

2

8+4*bits

5

3

3

ROR

registro, contador

3

(no existe)

5

3

2

ROR

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

7

4

ROR

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

7

4

ROR

memoria,CL

2-4

20(28)+EA+4*bits

8 #

7

4 2

SAHF

1

4

2

3

SAL

registro,1

2

2

2

3

3

SAL

registro,CL

2

8+4*bits

5

3

3

SAL

registro, contador

3

(no existe)

5

3

2

SAL

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

7

4

SAL

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

7

4

SAL

memoria,CL

2-4

8 #

7

4

SAR

registro,1

2

2

2

3

3

SAR

registro,CL

2

8+4*bits

5

3

3

SAR

registro, contador

3

(no existe)

5

3

2

SAR

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

7

4

SAR

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

7

4

SAR

memoria,CL

2-4

20(28)+EA+4*bits

8 #

7

4

SBB

registro, registro

2

2

2

1

SBB

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

7 #

6

2

SBB

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

7 #

7

3

SBB

registro, inmediato

3-4

3

2

1

SBB

memoria, inmediato

3-6

7 #

7

3

SBB


2-3

4

3

2

1

1

15(19)

7

7

6

SCAS

20(28)+EA+4*bits

3

4 17(25)+EA

SCAS

(REP)

1

9+15(19)*n

5+8*n

5+8*n

SETcc

registro8

2

(no existe)

(no existe)

4

5 (CX=0) ó 7+5*n

SETcc

memoria8

4-6

(no existe)

(no existe)

5

3

SHL

registro,1

2

2

2

3

3

SHL

registro,CL

2

8+4*bits

5

3

3

SHL

registro, contador

3

(no existe)

5

3

2

SHL

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

7

4

SHL

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

7

4

SHL

memoria,CL

2-4

20(28)+EA+4*bits

8 #

7

4

SHLD

registro16, registro16, inmediato8

4

(no existe)

(no existe)

3

2

SHLD

memoria16, registro16, inmediato8

6-8

(no existe)

(no existe)

7

3

SHLD


4

(no existe)

(no existe)

3

2

4

SHLD


6-8

(no existe)

(no existe)

7

3

SHLD

registro16, registro16, CL

3

(no existe)

(no existe)

3

2

SHLD

memoria16, registro16, CL

5-7

(no existe)

(no existe)

7

3

SHLD


3

(no existe)

(no existe)

3

2

SHLD


5-7

(no existe)

(no existe)

7

3

SHR

registro,1

2

2

2

3

3

SHR

registro,CL

2

8+4*bits

5

3

3

SHR

registro, contador

3

(no existe)

5

3

2

389


SHR

memoria, contador

3-6

(no existe)

8 #

7

SHR

memoria,1

2-4

15(23)+EA

7 #

7

4

SHR

memoria,CL

2-4

20(28)+EA+4*bits

8 #

7

4

SHRD


4

(no existe)

(no existe)

3

2

SHRD


6-8

(no existe)

(no existe)

7

3

SHRD


4

(no existe)

(no existe)

3

2

SHRD


6-8

(no existe)

(no existe)

7

3

SHRD


3

(no existe)

(no existe)

3

2

Inst.

Operandos

Bytes

Ciclos 8088

Ciclos 286

────── ─────────────────────────────────── ─────── ─────────────── ────────────

4

Ciclos 386

Ciclos 486

────────────

────────────

SHRD


5-7

(no existe)

(no existe)

7

3

SHRD


3

(no existe)

(no existe)

3

2

SHRD


5-7

(no existe)

(no existe)

7

3

STC

1

2

2

2

2

STD

1

2

2

2

2

STI

1

2

2

3

5

STOS

1

11(15)

3

4

5

STOS

(REP)

1

9+10(14)*n

4+3*n

5+5*n

SUB

registro, registro

2

3

2

2

5 (CX=0) ó 7+4*n

SUB

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

7 #

6

2

SUB

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

7 #

7

3

SUB

registro, inmediato

3-4

4

SUB

memoria, inmediato

3-6

17(25)+EA

1

3

2

1

7 #

7

3

SUB


2-3

4

3

2

1

TEST

registro, registro

2

3

2

2

1

TEST

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

6 #

5

2

TEST

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

6 #

5

2

TEST

registro, inmediato

3-4

4

TEST

memoria, inmediato

3-6

17(25)+EA

TEST


2-3

4

3

2

1

1

3

3

6

1-3

WAIT

3

2

1

6 #

5

2

XCHG

AX,registro16

1

3

3

3

3

XCHG

registro, registro

2

4

3

3

3

XCHG

memoria, registro

2-4

17(25)+EA

5 #

5

5

1

11

5

5

4

3

2

2

1

XLAT XOR

registro, registro

2

XOR

registro, memoria

2-4

9(13)+EA

7 #

6

2

XOR

memoria, registro

2-4

16(24)+EA

7 #

7

3

XOR

registro, inmediato

3-4

4

XOR

memoria, inmediato

3-6

17(25)+EA

XOR


2-3

4

3

2

1

7 #

7

3

3

2

1

389

APÉNDICES

Apéndice VII - SEÑALES DEL SLOT DE EXPANSIÓN ISA El slot de expansión del XT, de 8 bits, consta de 62 terminales en un conector hembra, 31 por cada cara. La cara A es la de los componentes; por la B sólo hay pistas. Viendo las tarjetas por arriba (por la cara de componentes) y con los conectores exteriores a la derecha, la numeración comienza de derecha a izquierda. En los AT el slot de 16 bits consta de 36 terminales más, distribuidos en grupos de 18 en dos nuevas caras (C y D). La mayoría de las máquinas AT poseen slots de 8 y 16 bits, aunque lo ideal sería que todos fueran de 16 (en los de 16 bits se pueden insertar también tarjetas de 8 bits, dejando la otra mitad al aire). Las señales en la parte de 8 bits son idénticas en XT y AT, si se exceptúa la línea IRQ2 que en los AT es realmente IRQ9 (IRQ2 es empleada en la placa base para conectar en cascada el segundo controlador de interrupciones; por compatibilidad con los XT, cuando se produce una IRQ9 -normalmente una INT 71h- se invoca por software la INT 0Ah). En el siguiente esquema, las líneas activas en alto van precedidas de un signo (+); las activas en estado lógico bajo (-). Los símbolos I (Input) y O (Output) indican si las líneas son de entrada, salida o bidireccionales. ┌───────────────────────────┐ GND ──┤ B1 I A1 ├── -I/O CH CK RESET DRV ──┤ B2 O I/O A2 ├── +D7 +5v ──┤ B3 I/O A3 ├── +D6 +IRQ2/+IRQ9 ──┤ B4 I I/O A4 ├── +D5 -5v ──┤ B5 I/O A5 ├── +D4 +DRQ2 ──┤ B6 I I/O A6 ├── +D3 -12v ──┤ B7 I/O A7 ├── +D2 RESERVADO (0 WS) ──┤ B8 I I/O A8 ├── +D1 +12v ──┤ B9 I/O A9 ├── +D0 GND ──┤ B10 I A10 ├── +I/O CH RDY -MEMW ──┤ B11 O O A11 ├── +AEN -MEMR ──┤ B12 O I/O A12 ├── +A19 -IOW ──┤ B13 O I/O A13 ├── +A18 -IOR ──┤ B14 O I/O A14 ├── +A17 -DACK3 ──┤ B15 O I/O A15 ├── +A16 +DRQ3 ──┤ B16 I I/O A16 ├── +A15 -DACK1 ──┤ B17 O I/O A17 ├── +A14 +DRQ1 ──┤ B18 I I/O A18 ├── +A13 -MEMREF ──┤ B19 I/O I/O A19 ├── +A12 CLOCK ──┤ B20 O I/O A20 ├── +A11 +IRQ7 ──┤ B21 I I/O A21 ├── +A10 +IRQ6 ──┤ B22 I I/O A22 ├── +A9 +IRQ5 ──┤ B23 I I/O A23 ├── +A8 +IRQ4 ──┤ B24 I I/O A24 ├── +A7 +IRQ3 ──┤ B25 I I/O A25 ├── +A6 -DACK2 ──┤ B26 O I/O A26 ├── +A5 +TC ──┤ B27 O I/O A27 ├── +A4 +ALE ──┤ B28 O I/O A28 ├── +A3 +5v ──┤ B29 I/O A29 ├── +A2 +OSC ──┤ B30 O I/O A30 ├── +A1 GND ──┤ B31 I/O A31 ├── +A0 ├───────────────────────────┤ -MEM CS 16 ──┤ D1 I I/O C1 ├── +BHE -I/O CS 16 ──┤ D2 I I/O C2 ├── +A23 +IRQ10 ──┤ D3 I I/O C3 ├── +A22 +IRQ11 ──┤ D4 I I/O C4 ├── +A21 +IRQ12 ──┤ D5 I I/O C5 ├── +A20 +IRQ15 ──┤ D6 I I/O C6 ├── +A19 +IRQ14 ──┤ D7 I I/O C7 ├── +A18 -DACK0 ──┤ D8 O O C8 ├── +A17

389


+DRQ0 -DACK5 +DRQ5 -DACK6 +DRQ6 -DACK7 +DRQ7 +5v -MASTER GND

──┤ D9 I O C9 ├── -MEMR ──┤ D10 O I/O C10 ├── -MEMW ──┤ D11 I I/O C11 ├── +D8 ──┤ D12 O I/O C12 ├── +D9 ──┤ D13 I I/O C13 ├── +D10 ──┤ D14 O I/O C14 ├── +D11 ──┤ D15 I I/O C15 ├── +D12 ──┤ D16 I/O C16 ├── +D13 ──┤ D17 I I/O C17 ├── +D14 ──┤ D18 I/O C18 ├── +D15 └───────────────────────────┘

El slot de expansión de los PC contiene básicamente las principales señales del 8086 demultiplexadas, así como otras de interrupciones, DMA, control de E/S, etc. Las señales presentes en el slot de expansión de 8 bits son: OSC:(Oscilator) Señal de reloj de casi 70 ns (14,31818 MHz) que está la mitad del período en estado alto y la otra mitad en estado bajo. ALE:(Address Latch Enable) Indica en su flanco de bajada que el latch de direcciones se ha cargado con una dirección válida procedente del microprocesador. TC: (Terminal Count) Indica el final de la cuenta en algún canal de DMA. DRQ1-DRQ3:(DMA Request) Líneas asíncronas de petición de DMA (1 mayor prioridad, 3 menor). Esta línea debe activarse hasta que DACK (activo a nivel bajo) suba. DACK1-DACK3:(DMA Acknowledge) Indica que ha sido atendida la petición de DMA y que debe bajarse el correspondiente DRQ. IRQ2-IRQ7:(Interrupt request) Indica una petición de interrupción (2 mayor prioridad, 7 menor). La señal debe mantenerse activa hasta que la interrupción acabe de ser procesada. IOR:(Input/Output Read) Señala al dispositivo de E/S que se va a leer el bus de datos; esta línea la controla la CPU o el DMA. IOW:(Input/Output Write) Señala al dispositivo de E/S que se va a escribir en el bus de datos; esta línea la controla también la CPU o el DMA. MEMR:(Memory Read) Indica que se va a efectuar una lectura de la memoria en la dirección contenida en el bus de direcciones. La activa la CPU o el DMA. MEMW:(Memory Write) Indica que se va a efectuar una escritura en memoria en la dirección contenida en el bus de direcciones. La activa la CPU o el DMA. RESET DRV:(Reset drive) Avisa de que el sistema está en proceso de reinicialización, para que todos los dispositivos conectados se inicialicen. Se activa en el flanco de bajada de la señal del reloj. A0-A19:(Address) Bus de direcciones común a la memoria y a la E/S, controlado por la CPU o el DMA. D0-D7:(Data) Bus de datos que conecta el microprocesador y los demás componentes. AEN:(Address Enable) Valida la dirección almacenada en A0-A19. Esto permite inhibir la CPU y los demás dispositivos, pudiendo el DMA tomar el control. Los periféricos deben decodificar la dirección comprobando que AEN está en estado bajo. I/O CH RDY:(I/O Channel Ready) Esta línea se pone momentáneamente en estado bajo por los periféricos lentos (no durante más de 10 ciclos de reloj) cuando detectan una dirección válida en una operación de E/S, con objeto de poder sincronizarse con la CPU, que genera estados de espera. I/O CH CK:(I/O Channel Check) Indica si se ha producido un error de paridad en la memoria o en los dispositivos E/S. En los AT, las líneas adicionales completan fundamentalmente la nueva longitud de los buses de datos y direcciones, permitiendo acceder también al resto del nuevo hardware: DRQ y DACK:Nuevas líneas de petición/reconocimiento de DMA para los canales 5, 6 y 7, así como el 0 (realmente el 4) que en los XT no estaba disponible al ser empleado por el refresco de memoria.

APÉNDICES

389

IRQ:Nuevos niveles de interrupción: 10, 11, 12, 13, 14 y 15. IRQ8 es interna a la placa base y no está presente en el slot; IRQ9 se utiliza para emular IRQ2. I/O CS 16:Indica un acceso de 16 bits en los puertos E/S. MEM CS 16:Indica un acceso de 16 bits en la memoria. D8-D15:Parte alta del bus de datos. A17-A23:Parte alta del bus de direcciones.

389


389

APÉNDICES

Apéndice VIII - FUNCIONES DEL SISTEMA, LA BIOS Y EL DOS ALUDIDAS EN ESTE LIBRO

Lógicamente, las funciones del DOS y la BIOS podrían llenar varios libros de mayor tamaño que éste. Por ello, se listarán exclusivamente las funciones que se utilizan en los programas ejemplo y en las explicaciones. Toda la información ha sido obtenida del INTERRUPT.LST, en su mayoría de la versión 39 del mismo (ver bibliografía), en este libro se recoge menos de un 8% de las líneas de dicho fichero. Todas las funciones recogidas en el INTERRUPT tienen el siguiente formato: --------V-1000------------------------------INT 10 - VIDEO - SET VIDEO MODE AH = 00h AL = mode (see below) Return: AL = video mode flag (Phoenix BIOS) 20h mode > 7 30h modes 0-5 and 7 3Fh mode 6 AL = CRT controller mode byte (Phoenix 386 BIOS v1.10)

Al principio de la función, en la línea de guiones, suele haber uno, dos o tres números hexadecimales de 8 bits (pegados unos a otros) que indican, por orden de aparición: número de la interrupción, valor de llamada en AH, valor de llamada en AL. En el ejemplo superior se trata de la INT 10h, a la que hay que llamar con AH=0. Si fueran necesarios más valores en otros registros normalmente se indicará de manera explícita en la cabecera. Esta cabecera es útil, ya que un fichero de varios megas no es operativo consultarlo con TYPE (y muchos editores de texto no pueden cargarlo): lo normal es emplear una de esas pequeñas utilidades para ver ficheros de texto, que permiten moverse arriba y abajo con las teclas de los cursores (como README.COM que acompaña a los compiladores de Borland): esos programas suelen tener opciones de búsqueda de texto; de esta manera, buscando la cadena "-210A" se podría encontrar rápidamente la función 0Ah del DOS (INT 21h). --------

P - printer enhancements, p - power management,

!---FLAGS-------------------------------------------------

Q - DESQview/TopView and Quarterdeck programs,

The use of -> instead of = signifies that the indicated register or register

R - remote control/file access, r - runtime support,

pair contains a pointer to the specified item, rather than the item itself.

S - serial I/O, s - sound/speech,

One or more letters may follow the interrupt number; they have the following

T - DOS-based task switchers/multitaskers, t - TSR libraries

meanings:

U - resident utilities, u - emulators,

U - undocumented function, u - partially documented function,

P - available only in protected mode, R - available only in real or V86 mode,

V - video, v - virus/antivirus,

C - callout or callback (usually hooked rather than called),

W - MS Windows, X - expansion bus BIOSes, y - security, * - reserved (and not otherwise classified)

O - obsolete (no longer present in current versions)

--------

--------

!---CATEGORIES--------------------------------------------

C-00------------------------------------------------------

The ninth column of the divider line preceding an entry usually contains a

INT 00 - CPU-generated - DIVIDE ERROR

classification code (the entry has not been classified if that character is

Desc:

a dash).

generated if the divisor of a DIV or IDIV instruction is zero or the

The codes currently in use are:

quotient

A - applications, a - access software (screen readers, etc),

unchanged.

B - BIOS, b - vendor-specific BIOS extensions,

Notes:

C - CPU-generated, c - caches/spoolers,

instruction

on

an

overflows

8086/8088,

the

the

result

return

register;

address

DX

points

and

to

AX

the

will

be

following

D - DOS kernel, d - disk I/O enhancements,

on an 80286+, the return address points to the divide instruction

E - DOS extenders, e - electronic mail, F - FAX,

an 8086/8088 will generate this interrupt if the result of a division

f - file manipulation, G - debuggers/debugging tools,

is 80h (byte) or 8000h (word)

H - hardware, h - vendor-specific hardware,

SeeAlso: INT 04

I - IBM workstation/terminal emulators, i - system info/monitoring

--------

J - Japanese, j - joke programs,

C-01------------------------------------------------------

K - keyboard enhancers, k - file compression,

INT 01 - CPU-generated - SINGLE STEP

l - shells/command interpreters,

Desc:

generated after each instruction if TF (trap flag) is set; TF is

Notes:

interrupts are prioritized such that external interrupts are invoked

M - mouse/pointing device, m - memory management, N - network, n - non-traditional input devices, O - other operating systems,

cleared on invoking the single-step interrupt handler

after the INT 01 pushes CS:IP/FLAGS and clears TF, but before the

389


BIOSes

first instruction of the handler executes used by debuggers for single-instruction execution tracing, such as

SeeAlso: INT 10/AH=12h/BL=20h

--------

MS-DOS DEBUG's T command SeeAlso: INT 03

C-05------------------------------------------------------

--------

INT 05 - CPU-generated (80186+) - BOUND RANGE EXCEEDED

H-02------------------------------------------------------

Desc:

INT 02 - external hardware - NON-MASKABLE INTERRUPT

than

generated by BOUND instruction when the value to be tested is less

the

Desc:

generated by the CPU when the input to the NMI pin is asserted

Notes:

return address points to start of interrupted instruction on 80286+

bound.

on the 80286+, further NMIs are disabled until the next IRET

Note:

returning

instruction, but one additional NMI is remembered by the hardware

instruction

and will be serviced after the IRET instruction reenables NMIs

--------

maskable interrupts may interrupt the NMI handler if interrupts are

indicated

lower

from

bound

this

or

greater

interrupt

than

re-executes

the

indicated

upper

failing

BOUND

the

C-06-----------------------------------------------------INT 06 - CPU-generated (80286+) - INVALID OPCODE

enabled although the Intel documentation states that this interrupt is

Desc:

this interrupt is generated when the CPU attempts to execute an

typically used for power-failure procedures, it has many other uses

invalid opcode (most protected-mode instructions are considered

on IBM-compatible machines:

invalid in real mode) or a BOUND, LDS, LES, or LIDT instruction

Memory parity error: all except Jr, CONV, and some machines without memory parity

which specifies a register rather than a memory address Notes:

Breakout switch on hardware debuggers

return address points to beginning of invalid instruction with proper programming, this interrupt may be used to emulate

Coprocessor interrupt: all except Jr and CONV

instructions which do not exist; many 386 BIOSes emulate the 80286

Keyboard interrupt: Jr, CONV

undocumented LOADALL instruction which was removed from the 80386+

I/O channel check: CONV, PS50+

generated

Disk-controller power-on request: CONV

by

the

80386+

when

the

LOCK

prefix

is

used

System suspend: CONV

other than BTS, BTR, BTC, XCHG, XADD (486), CMPXCHG (486), INC,

Real-time clock: CONV

DEC,

System watch-dog timer, time-out interrupt: PS50+

NOT, NEG, ADD, ADC, SUB, SBB, AND, OR, or XOR, or any instruction

DMA timer time-out interrupt: PS50+

not accessing memory.

Low battery: HP 95LX

SeeAlso: INT 0C"CPU",INT 0D"CPU"

Module pulled: HP 95LX

--------

--------

C-07------------------------------------------------------

C-03------------------------------------------------------

INT

INT 03 - CPU-generated - BREAKPOINT

AVAILABLE

Desc:

generated by the one-byte breakpoint instruction (opcode CCh)

Desc:

Notes:

used by debuggers to implement breakpoints, such as MS-DOS DEBUG's G

is

07

-

CPU-generated

(80286+)

-

PROCESSOR

EXTENSION

NOT

this interrupt is automatically called if a coprocessor instruction

command

encountered when no coprocessor is installed

also used by Turbo Pascal versions 1,2,3 when {$U+} specified

Note:

can be used to emulate a numeric coprocessor in software

return address points to byte following the breakpoint instruction

SeeAlso: INT 09"MATH UNIT PROTECTION"

SeeAlso: INT 01

--------

--------

H-08------------------------------------------------------

C-04------------------------------------------------------

INT 08 - IRQ0 - SYSTEM TIMER

INT 04 - CPU-generated - INTO DETECTED OVERFLOW

Desc:

Desc:

timer,

the INTO instruction will generate this interrupt if OF (Overflow

generated 18.2 times per second by channel 0 of the 8254 system

this interrupt is used to keep the time-of-day clock updated

Flag) Notes:

is set; otherwise, INTO is effectively a NOP Note:

with

instructions

programs which need to be invoked regularly should use INT 1C unless they

may be used for convenient overflow testing (to prevent errors from

need

to

reprogram

the

timer

while

still

keeping

the

time-of-day

propagating) instead of JO or a JNO/JMP combination

clock running at the proper rate

SeeAlso: INT 00

--------

default

B-05------------------------------------------------------

handler

is

at

F000h:FEA5h

in

IBM

PC

and

100%-compatible

BIOSes

INT 05 - PRINT SCREEN

may be masked by setting bit 0 on I/O port 21h

Desc:

dump the current text screen to the first printer

SeeAlso: INT 1C,INT 4A,INT 50"DESQview",INT 58"DoubleDOS",INT 70,INT 78"GO32"

Notes:

normally invoked by the INT 09 handler when PrtSc key is pressed, but

SeeAlso: INT D8"Screen Thief"

--------

may be invoked directly by applications byte at 0050h:0000h contains status used by default handler

C-08------------------------------------------------------

00h not active

INT 08 - CPU-generated (80286+) - DOUBLE EXCEPTION DETECTED

01h PrtSc in progress

Desc:

called when multiple exceptions occur on one instruction, or an

Notes:

called in protected mode if an interrupt above the defined limit of

FFh last PrtSc encountered error default

handler

is

at

F000h:FF54h

exception occurs in an exception handler in

IBM

PC

and

100%-compatible

389

APÉNDICES

14h

T

44h

F10

74h

ExSel

return address points at beginning of instruction with errors or the

15h

Y

45h

NumLock

75h

--

beginning of the instruction which was about to execute when the

16h

U

46h

ScrollLock

76h

Clear

external interrupt caused the exception

17h

I

47h

Home

if an exception occurs in the double fault handler, the CPU goes into

18h

O

48h

UpArrow

SHUTDOWN mode (which circuitry in the PC/AT converts to a reset);

19h

P

49h

PgUp

this "triple fault" is a faster way of returning to real mode on

1Ah

[ {

4Ah

Grey-

many 80286 machines than the standard keyboard controller reset

1Bh

] }

4Bh

LeftArrow

--------

1Ch

Enter

4Ch

Keypad 5

H-09------------------------------------------------------

1Dh

Ctrl

4Dh

RightArrow

INT 09 - IRQ1 - KEYBOARD DATA READY

1Eh

A

4Eh

Grey+

Desc:

this interrupt is generated when data is received from the keyboard.

1Fh

S

4Fh

End

This is normally a scan code (from either a keypress *or* a key

20h

D

50h

DownArrow

E0h

prefix code

release), but may also be an ACK or NAK of a command on AT-class

21h

F

51h

PgDn

E1h

prefix code

keyboards.

22h

G

52h

Ins

FAh

ACK

this IRQ may be masked by setting bit 1 on I/O port 21h

23h

H

53h

Del

FEh

RESEND

if the BIOS supports an enhanced (101/102-key) keyboard, it calls

24h

J

54h

SysRq

FFh

kbd error/buffer full

INT 15/AH=4Fh after reading the scan code from the keyboard and

25h

K

before further processing; all further processing uses the scan

26h

L

56h

left \| (102-key)

code returned from INT 15/AH=4Fh

27h

; :

57h

F11

28h

' "

58h

F12

29h

` ~

2Ah

Left Shift

5Ah

PA1

2Bh

\ |

5Bh

F13

clear keyboard buffer, place word 0000h in buffer,

2Ch

Z

5Ch

F14

invoke INT 1B, and set flag at 0040h:0071h

2Dh

X

5Dh

F15

invoke INT 15/AH=85h

2Eh

C

Ctrl-Numlock place system in a tight wait loop until next INT 09

2Fh

V

Ctrl-Alt-Del jump to BIOS startup code (either F000h:FFF0h or the

30h

B

the interrupt vector table occurs

Notes:

the default interrupt handler is at F000h:E987h in 100%-compatible BIOSes the interrupt handler performs the following actions for certain special keystrokes: Ctrl-Break

SysRq

destination of the jump at that address) Shift-PrtSc

Note:

scan codes 56h-E1h are only available on the extended (101/102-key) keyboard and Host Connected (122-key) keyboard; scan codes 5Ah-76h

invoke INT 05

are only available on the 122-key keyboard

DRDOS hooks this interrupt to control the cursor shape (underscore/

--------

half block) for overwrite/insert mode DR Multiuser DOS hooks this interrupt for cursor shape control and to

C-09------------------------------------------------------

control whether Ctrl-Alt-Del reboots the current session or the

INT

entire system

PROTECTION ERROR

SeeAlso: INT 05,INT 0B"HP 95LX",INT 15/AH=4Fh,INT 15/AH=85h,INT 16,INT 1B

09

Desc:

-

CPU-generated

(80286,80386)

-

PROCESSOR

EXTENSION

called if the coprocessor attempts to access memory outside a segment

SeeAlso: INT 2F/AX=A901h,INT 51"DESQview",INT 59"DoubleDOS",INT 79"GO32"

boundary; it may occur at an arbitrary time after the coprocessor instruction was issued

Values for scan code:

Note:

until the condition is cleared or the coprocessor is reset, the only

01h

Esc

31h

N

02h

1 !

32h

M

03h

2 @

33h

, <

63h

F16

04h

3 #

34h

. >

64h

F17

SeeAlso: INT 07"CPU"

05h

4 $

35h

/ ?

65h

F18

--------

06h

5 %

36h

Right Shift

66h

F19

H-0A------------------------------------------------------

07h

6 ^

37h

Grey*

67h

F20

INT 0A - IRQ2 - LPT2 (PC), VERTICAL RETRACE INTERRUPT (EGA,VGA)

08h

7 &

38h

Alt

68h

F21

Notes:

09h

8 *

39h

SpaceBar

69h

F22

default

0Ah

9 (

3Ah

CapsLock

6Ah

F23

DOS 3.2 revectors IRQ2 to a stack-switching routine

0Bh

0 )

3Bh

F1

6Bh

F24

on ATs and above, the physical data line for IRQ2 is labeled IRQ9 and

0Ch

- _

3Ch

F2

6Ch

--

connects to the slave 8259.

0Dh

= +

3Dh

F3

6Dh

EraseEOF

IRQ9 back here.

0Eh

Backspace

3Eh

F4

0Fh

Tab

3Fh

F5

6Fh

Copy/Play

10h

Q

40h

F6

11h

W

41h

F7

12h

E

42h

F8

13h

R

43h

F9

coprocessor instruction which may be used is FNINIT; WAIT or other coprocessor instructions will cause a deadlock because the coprocessor is still busy waiting for data

the TOPS and PCnet adapters use this interrupt request line by

The BIOS redirects the interrupt for

under DESQview, only the INT 15h vector and BASIC segment address (the word at 0000h:0510h) may be assumed to be valid for the handler's process 72h

CrSel

many VGA boards do not implement the vertical retrace interrupt, including the IBM VGA Adapter where the traces are either cut or

389


removed

SeeAlso: INT 0D"LPT2",INT 57"DESQview",INT 5F"DoubleDOS",INT 7F"GO32"

SeeAlso: INT 52"DESQview",INT 5A"DoubleDOS",INT 71,INT 7A"GO32"

--------

--------

V-1000----------------------------------------------------

H-0B------------------------------------------------------

INT 10 - VIDEO - SET VIDEO MODE

INT 0B - IRQ3 - SERIAL COMMUNICATIONS (COM2) Desc:

AH = 00h

Return: AL = video mode flag (Phoenix BIOS)

UART has been programmed to generate interrupts Notes:

AL = mode (see below)

automatically asserted by the UART when COM2 needs attention, if the

20h mode > 7

the TOPS and PCnet adapters use this interrupt request line as an

30h modes 0-5 and 7

alternate

3Fh mode 6

on PS/2s, COM2 through COM8 share this interrupt; on many PC's, COM4

AL = CRT controller mode byte (Phoenix 386 BIOS v1.10)

shares this interrupt Desc:

specify the display mode for the currently active display adapter

SeeAlso: INT 0C"COM1",INT 53"DESQview",INT 5B"DoubleDOS",INT 7B"GO32"

Notes:

IBM standard modes do not clear the screen if the high bit of AL is

--------

set


H-0C------------------------------------------------------

(EGA or higher only)

INT 0C - IRQ4 - SERIAL COMMUNICATIONS (COM1) Desc:

Values for video mode:

automatically asserted by the UART when COM1 needs attention, if the

text/ text pixel grph resol

UART has been programmed to generate interrupts

box

pixel

colors

resoltn

disply

scrn

pages

addr

system

00h = T

40x25

8x8

16gray

8

B800 CGA,PCjr,Tandy

= T

40x25

8x14

16gray

8

B800 EGA

= T

40x25

8x16

16

8

B800 MCGA

= T

40x25

9x16

16

8

B800 VGA

01h = T

40x25

8x8

16

8

B800 CGA,PCjr,Tandy

= T

40x25

8x14

16

8

B800 EGA

SeeAlso: INT 0B"COM2",INT 54"DESQview",INT 5C"DoubleDOS",INT 7C"GO32"

= T

40x25

8x16

16

8

B800 MCGA

--------

= T

40x25

9x16

16

8

B800 VGA

02h = T

80x25

8x8

16gray

4

B800 CGA,PCjr,Tandy

INT 0D - IRQ5 - FIXED DISK (PC,XT), LPT2 (AT), reserved (PS/2)

= T

80x25

8x14

16gray

4

B800 EGA

Notes:

= T

80x25

8x16

16

4

B800 MCGA

= T

80x25

9x16

16

4

B800 VGA

03h = T

80x25

8x8

16

4

B800 CGA,PCjr,Tandy

= T

80x25

8x14

16

4

B800 EGA

the Tandy 1000, 1000A, and 1000HD use IRQ2 for the hard disk; the

= T

80x25

8x16

16

4

B800 MCGA

1000EX, HX, RLX, RLX-HD, RLX-B, RLX-HD-B use IRQ5 instead; the

= T

80x25

9x16

16

4

B800 VGA

1000RL, RL-HD, SL, SL/2, TL, TL/2, and TL/3 are jumper-selectable

04h = G

40x25

8x8

320x200

4

for either IRQ2 or IRQ5 (default IRQ5); the 1000SX and TX are

05h = G

40x25

8x8

320x200

4gray

= G

40x25

8x8

320x200

4

06h = G

80x25

8x8

640x200

2

07h = T

80x25

9x14

mono

= T

80x25

9x16

mono

08h = T

132x25

8x8

16

B800 ATI EGA/VGA Wonder [2]

SeeAlso: INT 7D"GO32"

= T

132x25

8x8

mono

B000 ATI EGA/VGA Wonder [2]

--------

= G

20x25

8x8

160x200

16

PCjr, Tandy 1000

H-0E------------------------------------------------------

= G

90x43

8x8

720x352

mono

B000 Hercules + MSHERC.COM

mono

B000 Hercules + HERKULES [11]

BUG:

this vector is modified but not restored by Direct Access v4.0, and may

be

left

dangling

by

other

programs

written

with

the

same

version of compiled BASIC Notes:

on many PC's, COM3 shares this interrupt may be masked by setting bit 4 on I/O port 21h

H-0D------------------------------------------------------

under DESQview, only the INT 15h vector and BASIC segment address

(the word at 0000h:0510h) may be assumed to be valid for the handler's process

DIP-switch selectable for IRQ2 or IRQ5 (default IRQ2); the RSX and RSX-HD use IRQ14.

Tandy systems which use IRQ2 for the hard disk

interrupt use IRQ5 for vertical retrace. may be masked by setting bit 5 on I/O port 21h SeeAlso: INT 0E"IRQ6",INT 0F"IRQ7",INT 55"DESQview",INT 5D"DoubleDOS"

INT 0E - IRQ6 - DISKETTE CONTROLLER Desc:

this interrupt is generated by the floppy disk controller on completion of an operation

Notes:

default handler is at F000h:EF57h in IBM PC and 100%-compatible


B800 CGA,PCjr,EGA B800 MCGA,VGA B800 CGA,PCjr,EGA,MCGA,VGA var

B000 MDA,Hercules,EGA B000 VGA

= G

90x45

8x8

09h = G

40x25

8x8

320x200

16

PCjr, Tandy 1000

0Ah = G

80x25

8x8

640x200

4

PCjr, Tandy 1000

0Bh = = G

BIOSes

B800 CGA,PCjr,EGA,MCGA,VGA

0Ch =

reserved (used internally by EGA BIOS) 80x25

8x8

640x200

16

Tandy 1000 SL/TL [13]

reserved (used internally by EGA BIOS)

SeeAlso: INT 0D"IRQ5",INT 56"DESQview",INT 5E"DoubleDOS",INT 7E"GO32"

0Dh = G

40x25

8x8

320x200

16

8

A000 EGA,VGA

--------

0Eh = G

80x25

8x8

640x200

16

4

A000 EGA,VGA

H-0F------------------------------------------------------

0Fh = G

80x25

8x14

640x350

mono

2

A000 EGA,VGA

INT 0F - IRQ7 - PARALLEL PRINTER

10h = G

80x25

8x14

640x350

4

2

A000 64k EGA

640x350

16

Desc:

this interrupt is generated by the LPT1 printer adapter when the printer becomes ready

Notes:

most printer adapters do not reliably generate this interrupt the 8259 interrupt controller generates an interrupt corresponding to IRQ7 when an error condition occurs

= G

A000 256k EGA,VGA

11h = G

80x30

8x16

640x480

mono

A000 VGA,MCGA,ATI EGA,ATI VIP

12h = G

80x30

8x16

640x480

16/256k

A000 VGA,ATI VIP

= G

80x30

8x16

640x480

16/64

A000 ATI EGA Wonder

640x480

16

= G

UltraVision+256K EGA

389

APÉNDICES

13h = G

40x25

8x8

320x200 256/256k

Index:

video modes

Index:

installation check|HERKULES

A000 VGA,MCGA,ATI VIP

AL = character Notes:

for monochrome displays, a foreground of 1 with background 0 is underlined

--------

the blink bit may be reprogrammed to enable intense background colors

V-1002----------------------------------------------------

using AX=1003h or by programming the CRT controller

INT 10 - VIDEO - SET CURSOR POSITION

the foreground intensity bit (3) can be programmed to switch between

AH = 02h

character sets A and B on EGA and VGA cards, thus enabling 512

BH = page number

simultaneous characters on screen.

0-7 in modes 0&1

In this case the bit's usual

function (intensity) is regularly turned off.

0-3 in modes 2&3

SeeAlso: AH=09h,AX=1003h,AX=5001h

0 in graphics modes DH = row (00h is top) DL = column (00h is left) SeeAlso: AH=03h,AH=05h,INT 60/DI=030Bh

Bitfields for character's attribute: bit 7

blink

bits 6-4

background color

--------

000 black

100 red

V-1003----------------------------------------------------

001 blue

101 magenta

INT 10 - VIDEO - GET CURSOR POSITION AND SIZE

010 green

110 brown

011 cyan

111 white

AH = 03h BH = page number

bits 3-0

0-3 in modes 2&3

0000 black

1000 dark gray

0-7 in modes 0&1

0001 blue

1001 light blue

0 in graphics modes

0010 green

1010 light green

0011 cyan

1011 light cyan

CH = start scan line

0100 red

1100 light red

CL = end scan line

0101 magenta

1101 light magenta

DH = row (00h is top)

0110 brown

1110 yellow

DL = column (00h is left)

0111 light gray

1111 white

Return: AX = 0000h (Phoenix BIOS)

Notes:

foreground color

a separate cursor is maintained for each of up to 8 display pages

--------

many ROM BIOSes incorrectly return the default size for a color

V-1009---------------------------------------------------INT 10 - VIDEO - WRITE CHARACTER AND ATTRIBUTE AT CURSOR POSITION

display (start 06h, end 07h) when a monochrome display is attached

AH = 09h

SeeAlso: AH=01h,AH=02h,AH=12h/BL=34h

AL = character to display

--------

BH = page number (00h to number of pages - 1) (see AH=00h)

V-1005---------------------------------------------------INT 10 - VIDEO -

BL = attribute (text mode) or color (graphics mode)

SELECT ACTIVE DISPLAY PAGE

if bit 7 set in graphics mode, character is xor'ed onto screen CX = number of times to write character

AH = 05h AL = new page number (00h to number of pages - 1) (see AH=00h) Desc:

specify which of possibly multiple display pages will be visible

Note:

to determine whether the requested page actually exists, use AH=0Fh

Notes:

all characters are displayed, including CR, LF, and BS replication

in

CX

may

produce

an

unpredictable

result

the

--------

current row

V-1006----------------------------------------------------

SeeAlso: AH=08h,AH=0Ah,AH=4Bh"GRAFIX",INT 17/AH=60h,INT 1F,INT 43,INT 44

INT 10 - VIDEO - SCROLL UP WINDOW

--------

AH = 06h

V-100C----------------------------------------------------

AL = number of lines by which to scroll up (00h = clear entire

INT 10 - VIDEO - WRITE GRAPHICS PIXEL

window)

Note:

AH = 0Ch BH = attribute used to write blank lines at bottom of window

BH = page number

CH,CL = row,column of window's upper left corner

AL = pixel color (if bit 7 set, value is xor'ed onto screen)

DH,DL = row,column of window's lower right corner

CX = column

affects only the currently active page (see AH=05h)

DX = row

Warning: some implementations have a bug which destroys BP

Desc:

set a single pixel on the display in graphics modes

SeeAlso: AH=07h,AH=72h,AH=73h,AX=7F07h,INT 50/AX=0014h

Notes:

valid only in graphics modes

--------

BH is ignored if the current video mode supports only one page

V-1008----------------------------------------------------

SeeAlso: AH=0Dh,AH=46h

INT 10 - VIDEO - READ CHARACTER AND ATTRIBUTE AT CURSOR POSITION

--------

AH = 08h

V-100E----------------------------------------------------

BH = page number (00h to number of pages - 1) (see AH=00h)

INT 10 - VIDEO - TELETYPE OUTPUT

Return: AH = charater's attribute (see below)

in

modes if it is greater than the number of positions remaining in

to query the current page after making this call SeeAlso: AH=0Fh,AH=43h,AH=45h

count

graphics

AH = 0Eh

389


AL = character to write

V-101A00--------------------------------------------------

BH = page number

INT 10 - VIDEO - GET DISPLAY COMBINATION CODE (PS,VGA/MCGA)

BL = foreground color (graphics modes only) Desc:

AX = 1A00h

display a character on the screen, advancing the cursor and scrolling

Return: AL = 1Ah if function was supported

the screen as necessary Notes:

characters

07h

(BEL),

BL = active display code (see below) 08h

(BS),

0Ah

(LF),

and

0Dh

(CR)

are

interpreted

BH = alternate display code SeeAlso: AH=12h/BL=35h,AX=1A01h,AH=1Bh

and do the expected things IBM PC ROMs dated 4/24/81 and 10/19/81 require that BH be the same as the current active page

Values for display combination code: 00h

no display

SeeAlso: AH=02h,AH=0Ah

01h

monochrome adapter w/ monochrome display

--------

02h

CGA w/ color display

V-100F----------------------------------------------------

03h

reserved

INT 10 - VIDEO - GET CURRENT VIDEO MODE

04h

EGA w/ color display

05h

EGA w/ monochrome display

06h

PGA w/ color display

AL = display mode (see AH=00h)

07h

VGA w/ monochrome analog display

BH = active page (see AH=05h)

08h

VGA w/ color analog display

09h

reserved

0Ah

MCGA w/ digital color display

0Bh

MCGA w/ monochrome analog display

0Ch

MCGA w/ color analog display

FFh

unknown display type

AH = 0Fh Return: AH = number of character columns

Notes:

if mode was set with bit 7 set ("no blanking"), the returned mode

will also have bit 7 set EGA, VGA, and UltraVision return either AL=03h (color) or AL=07h (monochrome) in all extended-row text modes SeeAlso: AH=00h,AH=05h,AX=10F2h/BL=00h,AX=1130h,AX=CD04h

--------V-104F00-----------------------------

--------

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - GET SuperVGA INFORMATION

V-101002--------------------------------------------------

AX = 4F00h

INT 10 - VIDEO - SET ALL PALETTE REGISTERS (PCjr,Tandy,EGA,VGA) AX = 1002h

ES:DI -> 256-byte buffer for SuperVGA information (see #0063) Return: AL = 4Fh if function supported AH = status

ES:DX -> palette register list Note:

00h successful

under UltraVision, the palette locking status (see AX=CD01h)

ES:DI buffer filled

determines the outcome

01h failed

SeeAlso: AX=1000h,AX=1001h,AX=1009h,AX=CD01h Desc: Format of palette register list: Offset

Size

determine

whether

VESA

BIOS

extensions

present

and

the

supported by the display adapter

Description

00h 16 BYTEs

colors for palette registers 00h through 0Fh

SeeAlso: AX=4E00h,AX=4F01h,AX=7F00h,AX=A00Ch

10h

border color

Index:

BYTE

are

capabilities

installation check;VESA SuperVGA

-------V-101012--------------------------------------------------

Format of SuperVGA information:

INT 10 - VIDEO - SET BLOCK OF DAC REGISTERS (VGA/MCGA)

Offset

Size

Description

(Table 0063)

AX = 1012h

00h

4 BYTEs

signature ("VESA")

BX = starting color register

04h

WORD

VESA version number

CX = number of registers to set

06h

DWORD

pointer to OEM name

0Ah

4 BYTEs

0Eh

DWORD

V-101013--------------------------------------------------

12h

WORD

INT 10 - VIDEO - SELECT VIDEO DAC COLOR PAGE (VGA)

14h 236 BYTEs

"761295520" for ATI

ES:DX -> table of 3*CX bytes where each 3 byte group represents one byte each of red, green and blue (0-63) SeeAlso: AX=1010h,AX=1017h,INT 62/AX=00A5h

--------

AX = 1013h

Notes:

BL = subfunction

of

BH = 00h select 4 blocks of 64 BH = 01h select 16 blocks of 16 01h select page BH = page number (00h to 03h) or (00h to 0Fh) this function is not valid in mode 13h

SeeAlso: AX=101Ah

--------

pointer to list of supported VESA and OEM video modes (list of words terminated with FFFFh)

00h select paging mode

Note:

capabilities

total amount of video memory in 64K blocks reserved

the list of supported video modes is stored in the reserved portion

the SuperVGA information record by some implementations, and it may thus be necessary to either copy the mode list or use a different buffer for all subsequent VESA calls the 1.1 VESA document specifies 242 reserved bytes at the end, so the buffer should be 262 bytes to ensure that it is not overrun

--------V-104F01----------------------------INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - GET SuperVGA MODE INFORMATION AX = 4F01h

389

APÉNDICES

CX = SuperVGA video mode ES:DI -> 256-byte buffer for mode information (see #0064) Return: AL = 4Fh function supported

(Table 0067) Values for VESA SuperVGA memory model type: 00h

text

01h

CGA graphics

02h

HGC graphics

03h

16-color (EGA) graphics

04h

packed pixel graphics

05h

"sequ 256" (non-chain 4) graphics

06h

direct color (HiColor, 24-bit color)

Format of VESA SuperVGA mode information:

07h

YUV (luminance-chrominance, also called YIQ)

Offset

Size

Description

08h-0Fh reserved for VESA

00h

WORD

mode attributes (see #0065)

02h

BYTE

window attributes, window A (see #0066)

--------V-104F02-----------------------------

03h

BYTE

window attributes, window B (see #0066)

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - SET SuperVGA VIDEO MODE

04h

WORD

window granularity in KB

AX = 4F02h

06h

WORD

window size in KB

BX = mode

08h

WORD

start segment of window A

0Ah

WORD

start segment of window B

0Ch

DWORD

-> FAR window positioning function (equivalent to AX=4F05h)

10h

WORD

bytes per scan line

AH = status 00h successful ES:DI buffer filled 01h failed Desc:

determine the attributes of the specified video mode

SeeAlso: AX=4F00h,AX=4F02h

(Table 0064)

10h-FFh OEM memory models

bit 15 set means don't clear video memory Return: AL = 4Fh function supported AH = status 00h successful

---remainder is optional for VESA modes in v1.0/1.1, needed for OEM modes---

01h failed

12h

WORD

width in pixels (graphics) or characters (text)

14h

WORD

height in pixels (graphics) or characters (text)

16h

BYTE

width of character cell in pixels

(Table 0068)

17h

BYTE

height of character cell in pixels

Values for VESA video mode:

18h

BYTE

number of memory planes

00h-FFh OEM video modes (see #0009 at AH=00h)

19h

BYTE

number of bits per pixel

100h

640x400x256

1Ah

BYTE

number of banks

101h

640x480x256

1Bh

BYTE

memory model type (see #0067)

102h

800x600x16

1Ch

BYTE

size of bank in KB

103h

800x600x256

1Dh

BYTE

number of image pages

104h

1024x768x16

1Eh

BYTE

reserved (0)

105h

1024x768x256

106h

1280x1024x16

---VBE v1.2+---

SeeAlso: AX=4E03h,AX=4F01h,AX=4F03h

1Fh

BYTE

red mask size

107h

1280x1024x256

20h

BYTE

red field position

108h

80x60 text

21h

BYTE

green mask size

109h

132x25 text

22h

BYTE

green field size

10Ah

132x43 text

23h

BYTE

blue mask size

10Bh

132x50 text

24h

BYTE

blue field size

10Ch

132x60 text

25h

BYTE

reserved mask size

26h

BYTE

reserved mask position

10Dh

320x200x32K

27h

BYTE

direct color mode info

10Eh

320x200x64K

reserved (0)

10Fh

320x200x16M

110h

640x480x32K

Bitfields for VESA SuperVGA mode attributes:

111h

640x480x64K

Bit(s)

112h

640x480x16M

28h 216 BYTEs

Description

(Table 0065)

---VBE v1.2---

0

mode supported

113h

800x600x32K

1

optional information available

114h

800x600x64K

2

BIOS output supported

115h

800x600x16M

3

set if color, clear if monochrome

116h

1024x768x32K

4

set if graphics mode, clear if text mode

117h

1024x768x64K

118h

1024x768x16M

Bitfields for VESA SuperVGA window attributes:

119h

1280x1024x32K

Bit(s)

11Ah

1280x1024x64K

11Bh

1280x1024x16M

Description

0

exists

1

readable

2

writable

3-7

reserved

(Table 0066)

Index:

video modes

(Table 0069)

389


Values for S3 OEM video mode:

SeeAlso: AX=4F01h,AX=4F06h,AX=4F07h,AX=7000h/BX=0004h

201h

640x480x256

--------V-104F06-----------------------------

202h

800x600x16

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS v1.1+ - GET/SET LOGICAL SCAN LINE

203h

800x600x256

LENGTH

204h

1024x768x16

AX = 4F06h

205h

1024x768x256

BL = function

206h

1280x960x16

208h

1280x1024x16

211h

640x480x64K (Diamond Stealth 24)

212h

640x480x16M (Diamond Stealth 24)

301h

640x480x32K

00h set scan line length CX = desired width in pixels 01h get scan line length Return: AL = 4Fh if function supported AH = status

Note:

these modes are only available on video cards using S3's VESA driver

Index:

video modes

00h successful 01h failed

--------V-104F03-----------------------------

BX = bytes per scan line

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - GET CURRENT VIDEO MODE

CX = number of pixels per scan line DX = maximum number of scan lines

AX = 4F03h Return: AL = 4Fh function supported

Notes:

if the desired width is not achievable, the next larger width will be set

AH = status

the scan line may be wider than the visible area of the screen

00h successful

this function is valid in text modes, provided that values are

BX = video mode (see #0068,#0069)

multiplied by the character cell width/height

01h failed SeeAlso: AH=0Fh,AX=4E04h,AX=4F02h

SeeAlso: AX=4F01h,AX=4F05h,AX=4F07h

--------V-104F04-----------------------------

--------V-104F07BH00-------------------------

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - SAVE/RESTORE SuperVGA VIDEO STATE

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS v1.1+ - GET/SET DISPLAY START

AX = 4F04h

AX = 4F07h

DL = subfunction

BH = 00h (reserved)

00h get state buffer size

BL = function

Return: BX = number of 64-byte blocks needed

00h set display start

01h save video states

CX = leftmost displayed pixel in scan line

ES:BX -> buffer

DX = first displayed scan line

02h restore video states

01h get display start

ES:BX -> buffer

Return: BH = 00h

CX = states to save/restore (see #0070)

CX = leftmost displayed pixel in scan line

Return: AL = 4Fh function supported AH = status

DX = first displayed scan line Return: AL = 4Fh if function supported

00h successful

AH = status

01h failed

00h successful 01h failed

Bitfields for VESA SuperVGA states to save/restore: Bit(s)

Description

Note:

this function is valid in text modes, provided that values are

(Table 0070)

multiplied by the character cell width/height

0

video hardware state

SeeAlso: AX=4F01h,AX=4F05h,AX=4F06h

1

video BIOS data state

--------V-104F08-----------------------------

2

video DAC state

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS v1.2+ - GET/SET DAC PALETTE CONTROL

3

SuperVGA state

AX = 4F08h

--------V-104F05-----------------------------

BL = function

INT 10 - VESA SuperVGA BIOS - CPU VIDEO MEMORY CONTROL

00h set DAC palette width BH = desired number of bits per primary color

AX = 4F05h

01h get DAC palette width

BH = subfunction 00h select video memory window

Return: AL = 4Fh if function supported AH = status

DX = window address in video memory (in granularity units)

BH = current number of bits per primary (06h = standard VGA)

01h get video memory window Return: DX = window address in video memory (in gran. units) BL = window number

-------B-11------------------------------------------------------

00h window A

INT 11 - BIOS - GET EQUIPMENT LIST

01h window B

Return: (E)AX = BIOS equipment list word (see below)

Return: AL = 4Fh function supported AH = status 00h successful 01h failed

Note:

since older BIOSes do not know of the existence of EAX, the high word of EAX should be cleared before this call if any of the high bits will be tested

389

APÉNDICES

Bitfields for BIOS equipment list:

AH = status of previous operation (see below)

bit 0

floppy disk(s) installed (see bits 6-7)

Note:

bit 1

80x87 coprocessor installed

the

some BIOSes return the status in AL; the PS/2 Model 30/286 returns

bits 2,3 number of 16K banks of RAM on motherboard (PC only)

status in both AH and AL

number of 64K banks of RAM on motherboard (XT only) bit 2

pointing device installed (PS)

bit 3

unused (PS)

Values for status: 00h

successful completion

01h

invalid function in AH or invalid parameter

00 EGA, VGA, or PGA

02h

address mark not found

01 40x25 color

03h

disk write-protected

10 80x25 color

04h

sector not found/read error

11 80x25 monochrome

05h

reset failed (hard disk)

bits 6-7 number of floppies installed less 1 (if bit 0 set)

06h

disk changed (floppy)

bit 8

DMA support installed (PCjr, Tandy 1400LT)

07h

drive parameter activity failed (hard disk)

DMA support *not* installed (Tandy 1000's)

08h

DMA overrun

bits 9-11 number of serial ports installed

09h

attempted DMA across 64K boundary

bit 12 game port installed

0Ah

bad sector detected (hard disk)

bit 13 serial printer attached (PCjr)

0Bh

bad track detected (hard disk)

0Ch

unsupported track or invalid media

0Dh

invalid number of sectors on format (hard disk)

0Eh

control data address mark detected (hard disk)

bit 23: page tables set so that Weitek coprocessor addressable in real mode

0Fh

DMA arbitration level out of range (hard disk)

bit 24: Weitek math coprocessor present

10h

uncorrectable CRC or ECC error on read

11h

data ECC corrected (hard disk)

bit 25: internal DMA parallel port available

20h

controller failure

bit 26: IRQ for internal DMA parallel port (if bit 25 set)

31h

no such drive (Compaq)

0 = IRQ5

32h

incorrect drive type stored in CMOS (Compaq)

1 = IRQ7

40h

seek failed

bits 27,28: parallel port DMA channel

80h

timeout (not ready)

00 DMA channel 0

AAh

drive not ready (hard disk)

01 DMA channel 0 ???

BBh

undefined error (hard disk)

10 reserved

CCh

write fault (hard disk)

11 DMA channel 3

E0h

status register error (hard disk)

FFh

sense operation failed (hard disk)

bits 4-5 initial video mode

internal modem installed (PC/Convertible) bits 14-15 number of parallel ports installed ---Compaq, Dell, and many other 386/486 machines--

---Compaq Systempro---

SeeAlso: INT 12

--------

--------

B-12------------------------------------------------------

B-1302----------------------------------------------------

INT 12 - BIOS - GET MEMORY SIZE

INT 13 - DISK - READ SECTOR(S) INTO MEMORY

Return: AX = kilobytes of contiguous memory starting at absolute address

AH = 02h

00000h

AL = number of sectors to read (must be nonzero)

Note:

this call returns the contents of the word at 0040h:0013h; in PC and

CH = low eight bits of cylinder number

XT, this value is set from the switches on the motherboard

CL = sector number 1-63 (bits 0-5)

SeeAlso: INT 11,INT 2F/AX=4A06h

high two bits of cylinder (bits 6-7, hard disk only)

--------

DH = head number

B-1300----------------------------------------------------

DL = drive number (bit 7 set for hard disk)

INT 13 - DISK - RESET DISK SYSTEM AH = 00h

ES:BX -> data buffer Return: CF set on error if AH = 11h (corrected ECC error), AL = burst length

DL = drive (if bit 7 is set both hard disks and floppy disks reset)

CF clear if successful

Return: AH = status (see AH=01h)

AH = status (see AH=01h)

CF clear if successful (returned AH=00h)

AL = number of sectors transferred

CF set on error Note:

forces controller to recalibrate drive heads (seek to track 0)

SeeAlso: AH=0Dh,AH=11h,INT 21/AH=0Dh,INT 4E"TI Professional"

-------B-1301---------------------------------------------------INT 13 - DISK - GET STATUS OF LAST OPERATION AH = 01h DL = drive (bit 7 set for hard disk) Return: CF clear if successful (returned status 00h) CF set on error

Notes:

errors on a floppy may be due to the motor failing to spin up quickly enough; the read should be retried at least three times, resetting the disk with AH=00h between attempts the IBM AT BIOS and many other BIOSes use only the low four bits of DH (head number) since the WD-1003 controller which is the standard AT controller (and the controller that IDE emulates) only supports 16 heads AWARD AT BIOS and AMI 386sx BIOS have been extended to handle more than 1024 cylinders by placing bits 10 and 11 of the cylinder

389


SeeAlso: AH=02h

number into bits 6 and 7 of DH

--------


B-1305----------------------------------------------------

--------

INT 13 - FLOPPY - FORMAT TRACK

B-1303----------------------------------------------------

AH = 05h

INT 13 - DISK - WRITE DISK SECTOR(S)

AL = number of sectors to format

AH = 03h

CH = track number

AL = number of sectors to write (must be nonzero)

DH = head number

CH = low eight bits of cylinder number

DL = drive number ES:BX -> address field buffer (see below)

CL = sector number 1-63 (bits 0-5) high two bits of cylinder (bits 6-7, hard disk only)

Return: CF set on error CF clear if successful

DH = head number


DL = drive number (bit 7 set for hard disk) ES:BX -> data buffer

Notes:

on AT or higher, call AH=17h first the number of sectors per track is read from the diskette parameter

Return: CF set on error

table pointed at by INT 1E

CF clear if successful AH = status (see AH=01h)

SeeAlso: AH=05h"FIXED",AH=17h,AH=18h,INT 1E

AL = number of sectors transferred Notes:

errors on a floppy may be due to the motor failing to spin up quickly

Format of address field buffer entry (one per sector in track): Offset

Size

Description

00h

BYTE

track number

01h

BYTE

head number (0-based)

DH (head number) since the WD-1003 controller which is the standard

02h

BYTE

sector number

AT controller (and the controller that IDE emulates) only supports

03h

BYTE

sector size (00h=128 bytes, 01h=256 bytes, 02h=512, 03h=1024)

enough; the write should be retried at least three times, resetting the disk with AH=00h between attempts the IBM AT BIOS and many other BIOSes use only the low four bits of

16 heads AWARD AT BIOS and AMI 386sx BIOS have been extended to handle more

--------B-13057FSI324D----------------------INT 13 - 2M - FORMAT TRACK

than 1024 cylinders by placing bits 10 and 11 of the cylinder

AX = 057Fh

number

SI = 324Dh ("2M") into bits 6 and 7 of DH

CH = track number

SeeAlso: AH=02h,AH=0Bh

DH = head number

--------

DL = drive number

B-1304---------------------------------------------------INT 13 - DISK - VERIFY DISK SECTOR(S)

ES:BX -> boot sector of future 2M diskette Return: CF set on error CF clear if successful

AH = 04h


AL = number of sectors to verify (must be nonzero) CH = low eight bits of cylinder number

Program: 2M is a TSR developed by Ciriaco Garcia de Celis to support non standard diskettes with 820-902/1476-1558K (5.25 DD/HD)

CL = sector number 1-63 (bits 0-5)

and 984-1066/1804-1886K/3608-3772K (3.5 DD/HD/ED)

high two bits of cylinder (bits 6-7, hard disk only) DH = head number

Notes:

it is not necessary to call AH=17h/AH=18h first (will be ignored)

DL = drive number (bit 7 set for hard disk)

diskette format must begin always on cylinder 0 head 0

ES:BX -> data buffer (PC,XT,AT with BIOS prior to 11/15/85)

the installation check for 2M must search a "CiriSOFT:2M:3.0" or "CiriSOFT:2MX:3.0" or similar (recomended ":2M:" or ":2MX:"


substrings) in CiriSOFT TSR interface


the boot sector can be obtained from a 2M diskette already formatted

AH = status (see AH=01h) AL = number of sectors verified Notes:

if reading (AH=02h) with normal head number in 2M 1.x and with head

errors on a floppy may be due to the motor failing to spin up quickly enough; the write should be retried at least three times, resetting

80h in 2M 2.0+

the disk with AH=00h between attempts

since

this function does not compare the disk with memory, it merely checks whether the sector's stored CRC matches the data's actual

2M

2.0+

release,

the

BOOT

sector

is

emulated

using

first

physical sector of FAT2; the second-sixth physical sectors of FAT2 in HD or

CRC the IBM AT BIOS and many other BIOSes use only the low four bits of

ED diskettes store the SuperBOOT code. To skip the FAT2 emulation

DH (head number) since the WD-1003 controller which is the standard AT controller (and the controller that IDE emulates) only supports

(using FAT1) of 2M, in order to read the SuperBOOT code, in 2M 2.0+ the

16 heads AWARD AT BIOS and AMI 386sx BIOS have been extended to handle more

head number must be 80h instead 0 (bit 7 on) in read/write functions,

than 1024 cylinders by placing bits 10 and 11 of the cylinder and

number into bits 6 and 7 of DH

the number of sectors must be 7+FT in HD and 2+FT in DD, being FT

389

APÉNDICES

the

06h change line active or not supported number of sectors ocupied by one FAT. This lets diskcopy programs

to

80h drive not ready or not present Note:

call AH=15h first to determine whether the drive supports a change

format 2M target disks copying also the SuperBOOT code. If target

line

diskette is already 2MF formatted (provided of boot code) this

SeeAlso: AH=15h

--------

trick

B-154F----------------------------------------------------

it is not necessary when using STV technology (offset 65 of boot sector equal to 1) it is necessary to write the full track before formatting (except track 0

INT

15

-

KEYBOARD

side 0) to complete the format and skip future CRC errors on read;

AH = 4Fh

with 2M 2.0+ in track 0 side 1 the head used must be 81h instead 1.

AL = hardware scan code

Optimized diskcopy programs may do a format-write-verify secuential phases to improve performance

-

KEYBOARD

INTERCEPT

(AT

model

CF set Return: CF set

SeeAlso: AH=05h"FLOPPY",INT 2F"CiriSOFT TSR interface"

AL = hardware scan code

--------

CF clear

B-1308----------------------------------------------------

scan code should be ignored

INT 13 - DISK - GET DRIVE PARAMETERS (PC,XT286,CONV,PS,ESDI,SCSI)

Note:

called by INT 09 handler to translate scan codes; the INT 09 code

does

AH = 08h

not examine the scan code it reads from the keyboard until after

DL = drive (bit 7 set for hard disk)

this function returns.


This permits software to rearrange the

keyboard; for example, swapping the CapsLock and Control keys, or

AH = status (07h) (see AH=01h)

turning the right Shift key into Enter.

CF clear if successful AH = 00h

SeeAlso: INT 09,INT 15/AH=C0h

BL = drive type (AT/PS2 floppies only) (see below)

--------

CH = low eight bits of maximum cylinder number

B-1585----------------------------------------------------

CL = maximum sector number (bits 5-0)

INT 15 C - OS HOOK - SysRq KEY ACTIVITY (AT,PS)

high two bits of maximum cylinder number (bits 7-6)

AH = 85h

DH = maximum head number

AL = SysRq key action (00h pressed, 01h released)

DL = number of drives

CF clear

ES:DI -> drive parameter table (floppies only) Notes:

C

3x9,XT2,XT286,CONV,PS)

Return: CF clear if successful

may return successful even though specified drive is greater than the

AH = 00h

number of attached drives of that type (floppy/hard); check DL to

CF set on error

ensure validity


for systems predating the IBM AT, this call is only valid for hard

Notes:

disks, as it is implemented by the hard disk BIOS rather than the

called by keyboard decode routine the default handler simply returns successfully; programs which wish

ROM BIOS

to monitor the SysRq key must hook this call

Toshiba laptops with HardRAM return DL=02h when called with DL=80h, but fail on DL=81h.

SeeAlso: INT 09

The BIOS data at 40h:75h correctly reports

--------

01h.

B-1586----------------------------------------------------

SeeAlso: AH=06h"Adaptec",AH=15h,INT 1E,INT 41

INT 15 - BIOS - WAIT (AT,PS) AH = 86h

Values for drive type:

CX:DX = interval in microseconds

01h

360K

02h

1.2M

03h

720K

04h

1.44M

05h

??? (reportedly an obscure drive type shipped on some IBM machines)

Return: CF clear if successful (wait interval elapsed) CF set on error or AH=83h wait already in progress AH = status (see AH=84h) Note:

because most BIOSes use the 1/1024 second fast interrupt from the

2.88M on some machines (at least AMI 486 BIOS) 06h

AT

2.88M

real-time clock chip which is available on INT 70

--------

SeeAlso: AH=41h,AH=83h,INT 1A/AX=FF01h,INT 70

--------

B-1316---------------------------------------------------INT

the resolution of the wait period is 977 microseconds on most systems

13

-

FLOPPY

DISK

-

DETECT

later,XT286,AT,PS)

DISK

CHANGE

(XT

1/10/86

or

B-1590---------------------------------------------------INT 15 - OS HOOK - DEVICE BUSY (AT,PS)

AH = 16h

AH = 90h

DL = drive number

AL = device type (see below)

Return: CF clear if change line inactive AH = 00h (disk not changed) CF set if change line active AH = status

ES:BX -> request block for type codes 80h through BFh CF clear Return: CF set if wait time satisfied CF clear if driver must perform wait

389


Tandy 1000 machines contain 21h in the byte at F000h:C000h and FFh in

AH = 00h Notes:

the byte at FFFFh:000Eh; Tandy 1000SL/TL machines only provide the

type codes are allocated as follows:

first three data bytes (model/submodel/revision) in the returned

00-7F non-reentrant devices; OS must arbitrate access

table

80-BF reentrant devices; ES:BX points to a unique control block

some AST machines contain the string "COPYRIGHT AST RESEARCH" one

C0-FF wait-only calls, no complementary INT 15/AH=91h call floppy and hard disk BIOS code uses this call to implement a timeout;

byte past the end of the configuration table

for device types 00h and 01h, a return of CF set means that the

the Phoenix 386 BIOS contains a second version and date string

timeout expired before the disk responded.

(presumably the last modification for that OEM version) beginning

this function should be hooked by a multitasker to allow other tasks to

execute

while

the

BIOS

is

waiting

for

I/O

completion;

the

at F000h:FFD8h, with each byte doubled (so that both ROM chips contain

default

the complete information)

handler merely returns with AH=00h and CF clear SeeAlso: AH=91h,INT 13/AH=00h,INT 17/AH=00h,INT 1A/AH=83h

SeeAlso: AH=C7h,AH=C9h,AH=D1h

Values for device type:

Format of ROM configuration table:

00h

disk

Offset

Size

Description

01h

diskette

00h

WORD

number of bytes following

02h

keyboard

02h

BYTE

model (see below)

03h

PS/2 pointing device

03h

BYTE

submodel (see below)

21h

waiting for keyboard input (Phoenix BIOS)

04h

BYTE

BIOS revision: 0 for first release, 1 for 2nd, etc.

80h

network

05h

BYTE

feature byte 1 (see below)

FBh

digital sound (Tandy)

06h

BYTE


FCh

disk reset (PS)

07h

BYTE


FDh

diskette motor start

08h

BYTE

feature byte 4:

FEh

printer

bit 7: ??? (set on N51SX, CL57SX)

--------

bits 6-4: reserved

B-1591----------------------------------------------------

bit 3: ??? (set on some 1992 PS/1's, 35SX, 40SX)

INT 15 - OS HOOK - DEVICE POST (AT,PS)

bits 2-1: reserved bit 0: ??? (set on N51SX, CL57SX, 57SX)

AH = 91h 09h

AL = device type (see AH=90h)

BYTE

??? (08h) (Phoenix 386 v1.10)

CF clear

---AWARD BIOS---

Return: AH = 00h Note:

this function should be hooked by a multitasker to allow other tasks to

execute

feature byte 5: reserved (0) (IBM)

ES:BX -> request block for type codes 80h through BFh

while

the

BIOS

is

waiting

for

I/O

completion;

the

0Ah

N BYTEs

AWARD copyright notice

---Phoenix BIOS--0Ah

BYTE

??? (00h)

0Bh

BYTE

major version

SeeAlso: AH=90h

0Ch

BYTE

minor version (BCD)

--------

0Dh

4 BYTEs

default handler merely returns with AH=00h and CF clear

B-15C0---------------------------------------------------INT 15 - SYSTEM - GET CONFIGURATION (XT after 1/10/86,AT mdl

ASCIZ string "PTL" (Phoenix Technologies Ltd)

---Quadram Quad386--0Ah 17 BYTEs

ASCII signature string "Quadram Quad386XT"

3x9,CONV,XT286,PS) AH = C0h

DMA channel 3 used by hard disk BIOS

bit 6

2nd 8259 installed

bit 5

Real-Time Clock installed

bit 4

INT 15/AH=4Fh called upon INT 09h

00h successful

bit 3

wait for external event (INT 15/AH=41h) supported

86h unsupported function

bit 2

extended BIOS area allocated (usually at top of RAM)

the 1/10/86 XT BIOS returns an incorrect value for the feature byte

bit 1

bus is Micro Channel instead of ISA

the configuration table is at F000h:E6F5h in 100% compatible BIOSes

bit 0

system has dual bus (Micro Channel + ISA)

CF clear on success ES:BX -> ROM table (see below) AH = status

Notes:

Bitfields for feature byte 1: bit 7

Return: CF set if BIOS doesn't support call

Dell machines contain the signature "DELL" or "Dell" at absolute Bitfields for feature byte 2:

FE076h

bit 7

reserved

bit 6

INT 16/AH=09h (keyboard functionality) supported

bit 5

INT 15/AH=C6h (get POS data) supported

bit 4

INT 15/AH=C7h (return memory map info) supported

Compaq machines can be identified by the signature string "COMPAQ" at

bit 3

INT 15/AH=C8h (en/disable CPU functions) supported

F000h:FFEAh, and is preceded by additional information (see below)

bit 2

non-8042 keyboard controller

and a model byte at absolute address FE845h Hewlett-Packard machines contain the signature "HP" at F000h:00F8h and a product identifier at F000h:00FAh (see below)

389

APÉNDICES

bit 1

data streaming supported

FCh

30h

***

???

Epson, unknown model

bit 0

reserved

FCh

31h

***

???


FCh

33h

***

???


FCh

42h

***

???

Olivetti M280

bits 7-5 reserved

FCh

45h

***

???

Olivetti M380 (XP 1, XP3, XP 5)

bit 4

??? (set on 1992 PS/1's, N51SX, CL57SX, 35SX?, 40SX?)

FCh

48h

***

???

Olivetti M290

bit 3

SCSI subsystem supported on system board

FCh

4Fh

***

???

Olivetti M250

bit 2

information panel installed

FCh

50h

***

???

Olivetti M380 (XP 7)

bit 1

IML (Initial Machine Load) system

FCh

51h

***

???

Olivetti PCS286

bit 0

SCSI supported in IML

FCh

52h

***

???

Olivetti M300

FCh

81h

00h

01/15/88

FCh

81h

01h

???

"OEM machine"

Bitfields for feature byte 3:

Values for model/submodel/revision: Model

Submdl

Phoenix 386 BIOS v1.10 10a

Rev

BIOS date

System

FCh

82h

01h

???

"OEM machine" Zenith 386

FFh

*

*

04/24/81

PC (original)

FCh

94h

00h

???

FFh

*

*

10/19/81

PC (some bugfixes)

FBh

00h

01h

01/10/86

PC XT-089, Enh Keyb, 3.5" support

FFh

*

*

10/27/82

PC (HD, 640K, EGA support)

FBh

00h

02h

05/09/86

PC XT

FFh

00h

rev

???

Tandy 1000SL

FBh

4Ch

***

???

FFh

01h

rev

???

Tandy 1000TL

FAh

00h

00h

09/02/86

PS/2 Model 30 (8 MHz 8086)

FFh

46h

***

???

Olivetti M15

FAh

00h

01h

12/12/86

PS/2 Model 30

FEh

*

*

08/16/82

PC XT

FAh

01h

00h

???

PS/2 Model 25/25L (8 MHz 8086)

FEh

*

*

11/08/82

PC XT and Portable

FAh

30h

00h

???

IBM Restaurant Terminal

FEh

43h

***

???

Olivetti M240

FAh

4Eh

***

???

Olivetti M111

FEh

A6h

???

???

Quadram Quad386

FAh

FEh

00h

???

IBM PCradio 9075

FDh

*

*

06/01/83

PCjr

F9h

00h

00h

09/13/85

FCh

*

*

01/10/84

AT models 068,099 6 MHz 20MB

F9h

FFh

00h

???

FCh

00h

00h

???

PC3270/AT

F8h

00h

00h

03/30/87

** PS/2 Model 80 (16MHz 386)

FCh

00h

01h

06/10/85

AT model

F8h

01h

00h

10/07/87

PS/2 Model 80 (20MHz 386)

FCh

00h

> 01h

F8h

02h

00h

???

PS/2 Model 55-5571

F8h

04h

00h

???

PS/2 Model 70

FCh

01h

00h

???

239

6 MHz 30MB

7531/2 Industrial AT

11/15/85

AT models 319,339 8 MHz, Enh Keyb,

F8h

3.5"

Olivetti M200

PC Convertible PC Convertible

04h

02h

04/11/88

PS/2 Model 70 20MHz, type 2 system

04h

03h

03/17/89


brd

FCh

01h

00h

09/17/87

Tandy 3000

FCh

01h

00h

01/15&88

Toshiba T5200/100

FCh

01h

00h

12/26*89

Toshiba T1200/XE

FCh

01h

00h

04/05A92

Toshiba T4500SX-C

F8h

05h

00h

???

IBM PC 7568

FCh

01h

00h

07/17o92

Toshiba T1800SX

F8h

06h

00h

???

PS/2 Model 55-5571

FCh

01h

00h

12/25n92

Toshiba T1850SX

F8h

07h

00h

???

IBM PC 7561/2

FCh

01h

00h

01/13E93

Toshiba T4400C

F8h

07h

01h

???

PS/2 Model 55-5551

(Those date characters are not typos)

F8h

07h

02h

???

IBM PC 7561/2

Compaq DESKPRO/i

F8h

07h

03h

???

PS/2 Model 55-5551

Compaq DESKPRO, SystemPro, ProSignia

F8h

F8h brd

FCh

01h

00h

03/08/93

FCh

01h

00h

various

FCh

01h

20h

06/10/92

FCh

01h

30h

???

Tandy 3000NL

F8h

09h

02h

04/11/88

PS/2 Model 70 some models

FCh

01h

???

???

Compaq 286/386

F8h

09h

03h

03/17/89

PS/2 Model 70 some models

FCh

02h

00h

04/21/86

PC XT-286

F8h

0Bh

FCh

02h

00h

various

FCh

02h

00h

08/05/93

Compaq Contura 486/486c/486cx

F8h

0Bh

02h

12/16/89

PS/2 Model P70 ??

FCh

04h

00h

02/13/87

** PS/2 Model 50 (10 MHz/1 ws 286)

F8h

0Ch

00h

11/02/88

PS/2 Model 55SX (16 MHz 386SX)

FCh

04h

02h

???

FCh

04h

03h

04/18/88

FCh

04h

04h

???

F8h

0Eh

00h

???

PS/1 486SX

FCh

05h

00h

02/13/87

** PS/2 Model 60 (10 MHz 286)

F8h

0Fh

00h

???

PS/1 486DX

FCh

06h

00h

???

IBM 7552-140 "Gearbox"

F8h

10h

00h

???

PS/2 Model 55-5551

FCh

06h

01h

???

IBM 7552-540 "Gearbox"

F8h

11h

00h

10/01/90

FCh

08h

***

???


F8h

12h

00h

???

FCh

08h

00h

???

PS/2 Model 25/286

F8h

13h

00h

10/01/90

PS/2 Model 90 XP (33 MHz 486)

FCh

09h

00h

???

PS/2 Model 25 (10 MHz 286)

F8h

14h

00h

10/01/90

PS/2 Model 90-AK9 (25 MHz 486), 95 XP

FCh

09h

02h

06/28/89

PS/2 Model 30-286

F8h

15h

00h

???

FCh

0Bh

00h

02/16/90

PS/1 Model 2011 (10 MHz 286)

F8h

16h

00h

10/01/90

FCh

20h

00h

02/18/93

Compaq ProLinea

F8h

17h

00h

???

AST

Compaq LTE Lite

PS/2 Model 50 PS/2 Model 50Z (10 MHz/0 ws 286) PS/2 Model 50Z

09h

00h

???


brd

00h

01/18/89

PS/2 Model P70 (8573-121) typ 2 sys

brd

F8h

0Dh

00h

???


brd

PS/2 Model 90 XP (25 MHz 486) PS/2 Model 95 XP

PS/2 Model 90 XP PS/2 Model 90-AKD (33 MHz 486) PS/2 Model 90 XP

389

F8h

19h


05h

???

F8h

88h

00h

???

PS/2 Model 55-5530T

F8h

97h

00h

???

PS/2 Model 55 Note N23SX

PS/2 Model 95 XP

F8h

99h

00h

???

PS/2 Model N51 SX

PS/2 Model 35/35LS or 40 (20 MHz

386SX) F8h

1Ah

00h

???

F8h

1Bh

00h

10/02/89

PS/2 Model 70-486 (25 MHz 486)

F8h

F2h

30h

???

Reply Model 32

F8h

1Ch

00h

02/08/90

PS/2 Model 65-121 (16 MHz 386SX)

F8h

F6h

30h

???

Memorex Telex

F8h

1Eh

00h

02/08/90

PS/2 Model 55LS (16 MHz 386SX)

F8h

FDh

00h

???

IBM Processor Complex (with VPD)

F8h

23h

00h

???

PS/2 Model L40 SX

F8h

???

???

???

PS/2 Model 90 (25 MHz 486SX)

F8h

23h

01h

???

PS/2 Model L40 SX (20 MHz 386SX)

F8h

???

???

???


F8h

25h

00h

???

PS/2 Model 57 SLC

F8h

???

???

???

PS/2 Model 90 (25 MHz 486SX + 487SX)

F8h

25h

06h

???

PS/2 Model M57 (20 MHz 386SLC)

F8h

???

???

???

PS/2 Model 95 (25 MHz 486SX + 487SX)

F8h

26h

00h

???

PS/2 Model 57 SX

E1h

???

???

???

??? (checked for by DOS4GW.EXE)

F8h

26h

01h

???


E1h

00h

00h

???

PS/2 Model 55-5530 Laptop

F8h

28h

00h

???

PS/2 Model 95 XP

9Ah

*

*

???

Compaq XT/Compaq Plus

F8h

29h

00h

???

PS/2 Model 90 XP

30h

???

???

???

Sperry PC

F8h

2Ah

00h

???

PS/2 Model 95 XP (50 MHz 486)

2Dh

*

*

???

Compaq PC/Compaq Deskpro

F8h

2Bh

00h

???

PS/2 Model 90 (50 MHz 486)

???

56h

???

???

Olivetti, unknown model

F8h

2Ch

00h

???

PS/2 Model 95 XP

???

74h

???

???

Olivetti, unknown model

F8h

2Ch

01h

???


F8h

2Dh

00h

???

PS/2 Model 90 XP (20 MHz 486SX)

F8h

2Eh

00h

???

PS/2 Model 95 XP

F8h

2Eh

01h

???

PS/2 Model 95 (20 MHz 486SX + 487SX)

F8h

2Fh

00h

???

* This BIOS call is not implemented in these early versions. Read Model byte at F000h:FFFEh and BIOS date at F000h:FFF5h. ** These BIOS versions require the DASDDRVR.SYS patches. *** These Olivetti and Epson machines store the submodel in the byte at F000h:FFFDh.

PS/2 Model 90 XP (20 MHz 486SX +

487SX) Values for Dell model byte:

F8h

30h

00h

???


F8h

33h

00h

???

PS/2 Model 30-386

02h

Dell 200

F8h

34h

00h

???

PS/2 Model 25-386

03h

Dell 300

F8h

36h

00h

???

PS/2 Model 95 XP

05h

Dell 220

F8h

37h

00h

???

PS/2 Model 90 XP

06h

Dell 310

F8h

38h

00h

???

PS/2 Model 57

07h

Dell 325

F8h

39h

00h

???

PS/2 Model 95 XP

09h

Dell 310A

F8h

3Fh

00h

???

PS/2 Model 90 XP

0Ah

Dell 316

F8h

40h

00h

???

PS/2 Model 95 XP

0Bh

Dell 220E

F8h

41h

00h

???

PS/2 Model 77

0Ch

Dell 210

F8h

45h

00h

???

PS/2 Model 90 XP (Pentium)

0Dh

Dell 316SX

F8h

46h

00h

???

PS/2 Model 95 XP (Pentium)

0Eh

Dell 316LT

F8h

47h

00h

???

PS/2 Model 90/95 E (Pentium)

0Fh

Dell 320LX

F8h

48h

00h

???

PS/2 Model 85

11h

Dell 425E

F8h

49h

00h

???

PS/ValuePoint 325T

F8h

4Ah

00h

???

PS/ValuePoint 425SX

Format of Compaq product information:

F8h

4Bh

00h

???

PS/ValuePoint 433DX

Address

Size

Description

F8h

4Eh

00h

???

PS/2 Model 295

F000h:FFE4h

BYTE

product family code (first byte)

F8h

50h

00h

???

PS/2 Model P70 (8573) (16 MHz 386)

F000h:FFE4h

BYTE

Point release number

F8h

50h

01h

12/16/89

PS/2 Model P70 (8570-031)

F000h:FFE4h

BYTE

ROM version code

F8h

52h

00h

???

PS/2 Model P75 (33 MHz 486)

F000h:FFE4h

BYTE

product family code (second byte)

F8h

56h

00h

???

PS/2 Model CL57 SX

F000h:FFE8h

WORD

BIOS type code

F8h

57h

00h

???

PS/2 Model 90 XP

F8h

58h

00h

???

PS/2 Model 95 XP

F8h

59h

00h

???

PS/2 Model 90 XP

F8h

5Ah

00h

???

PS/2 Model 95 XP

0 original Vectra

F8h

5Bh

00h

???

PS/2 Model 90 XP

1 ES/12

F8h

5Ch

00h

???

PS/2 Model 95 XP

2 RS/20

F8h

5Dh

00h

???

PS/2 Model N51 SLC

3 Portable/CS

F8h

5Eh

00h

???

IBM ThinkPad 700

4 ES

F8h

61h

***

???

Olivetti P500

5 CS

F8h

62h

***

???

Olivetti P800

6 RS/16

F8h

80h

00h

???

PS/2 Model 80 (25 MHz 386)

F8h

80h

01h

11/21/89

PS/2 Model 80-A21

F8h

81h

00h

???

PS/2 Model 55-5502

0 = 80286

F8h

87h

00h

???

PS/2 Model N33SX

1 = 8088

Bitfields for Hewlett-Packard product identifier: bits 4-0

machine code

other reserved bits 7-5

CPU type

389

APÉNDICES

2 = 8086

actions when they are read from the keyboard buffer:

3 = 80386

38FBh or FB00h

other reserved

switch to next window (only if main menu popped up)

--------

38FCh or FC00h

pop up DESQview main menu

B-1600----------------------------------------------------

38FEh or FE00h

close the current window

INT 16 - KEYBOARD - GET KEYSTROKE

38FFh or FF00h

pop up DESQview learn menu

SeeAlso: AH=00h,AH=71h,AH=FFh,INT 15/AX=DE10h

AH = 00h

--------

Return: AH = BIOS scan code

B-1610----------------------------------------------------

AL = ASCII character Notes:

on

extended

keyboards,

this

function

discards

any

extended

INT 16 - KEYBOARD - GET ENHANCED KEYSTROKE (enhanced kbd support only)

keystrokes, returning only when a non-extended keystroke is available the BIOS scan code is usually, but not always, the same as the

AH = 10h Return: AH = BIOS scan code

hardware

AL = ASCII character scan code processed by INT 09.

It is the same for ASCII keystrokes

Notes:

if no keystroke is available, this function waits until one is placed

and most unshifted special keys (F-keys, arrow keys, etc.), but

in the keyboard buffer

differs for shifted special keys.

the BIOS scan code is usually, but not always, the same as the

SeeAlso: AH=01h,AH=05h,AH=10h,AH=20h,INT 18/AH=00h

hardware

--------

scan code processed by INT 09.

B-1601----------------------------------------------------

and most unshifted special keys (F-keys, arrow keys, etc.), but

INT 16 - KEYBOARD - CHECK FOR KEYSTROKE

differs for shifted special keys. unlike AH=00h, this function does not discard extended keystrokes

AH = 01h

INT 16/AH=09h can be used to determine whether this function is

Return: ZF set if no keystroke available

supported, but only on later model PS/2s

ZF clear if keystroke available

Note:

It is the same for ASCII keystrokes

AH = BIOS scan code

SeeAlso: AH=00h,AH=09h,AH=11h,AH=20h

AL = ASCII character

--------

if a keystroke is present, it is not removed from the keyboard

B-1611---------------------------------------------------INT 16 - KEYBOARD - CHECK FOR ENHANCED KEYSTROKE (enh kbd support

buffer; however,

any

extended

keystrokes

which

are not compatible with

only)

83/84-

AH = 11h key keyboards are removed in the process of checking whether a

Return: ZF set if no keystroke available

non-extended keystroke is available

ZF clear if keystroke available

SeeAlso: AH=00h,AH=11h,AH=21h,INT 18/AH=01h

AH = BIOS scan code

--------

AL = ASCII character

B-1602----------------------------------------------------

Notes:

INT 16 - KEYBOARD - GET SHIFT FLAGS

buffer

if a keystroke is available, it is not removed from the keyboard

unlike AH=01h, this function does not discard extended keystrokes

AH = 02h

some versions of the IBM BIOS Technical Reference erroneously report

Return: AL = shift flags (see below)

that CF is returned instead of ZF

SeeAlso: AH=12h,AH=22h,INT 17/AH=0Dh,INT 18/AH=02h

INT 16/AH=09h can be used to determine whether this function is supported, but only on later model PS/2s

Bitfields for shift flags: bit 7

Insert active

SeeAlso: AH=01h,AH=09h,AH=10h,AH=21h

bit 6

CapsLock active

--------

bit 5

NumLock active

B-1612----------------------------------------------------

bit 4

ScrollLock active

INT 16 - KEYBOARD - GET EXTENDED SHIFT STATES (enh kbd support

bit 3

Alt key pressed (either Alt on 101/102-key keyboards)

only)

bit 2

Ctrl key pressed (either Ctrl on 101/102-key keyboards)

bit 1

left shift key pressed

bit 0

right shift key pressed

--------

AH = 12h Return: AL = shift flags 1 (same as returned by AH=02h) (see below) AH = shift flags 2 (see below) Notes:

AL bit 3 set only for left Alt key on many machines

B-1605----------------------------------------------------

AH bits 7 through 4 always clear on a Compaq SLT/286

INT 16 - KEYBOARD - STORE KEYSTROKE IN KEYBOARD BUFFER (AT/PS w

INT 16/AH=09h can be used to determine whether this function is

enh keybd only) AH = 05h

supported, but only on later model PS/2s SeeAlso: AH=02h,AH=09h,AH=22h,AH=51h,INT 17/AH=0Dh

CH = scan code CL = ASCII character Return: AL = 00h if successful 01h if keyboard buffer full Note:

under DESQview, the following "keystrokes" invoke the following

Bitfields for shift flags 1: bit 7

Insert active

bit 6

CapsLock active

bit 5

NumLock active

389


MS-DOS 3.2+ hangs on booting (even from floppy) if the hard disk

bit 4

ScrollLock active

bit 3

Alt key pressed (either Alt on 101/102-key keyboards)

contains extended partitions which point at each other in a loop,

bit 2

Ctrl key pressed (either Ctrl on 101/102-key keyboards)

since it will never find the end of the linked list of extended

bit 1

left shift key pressed

partitions

bit 0

right shift key pressed

SeeAlso: INT 14/AH=17h,INT 18

Format of VDISK header block (at beginning of INT 19 handler's segment):

Bitfields for shift flags 2:

Offset

Size

Description

bit 7

SysRq key pressed

bit 6

CapsLock pressed

00h 18 BYTEs

n/a (for VDISK.SYS, the device driver header)

bit 5

NumLock pressed

12h 11 BYTEs

signature string "VDISK

bit 4

ScrollLock pressed

1Dh 15 BYTEs

n/a

bit 3

right Alt key pressed

2Ch

linear address of first byte of available extended memory

bit 2

right Ctrl key pressed

bit 1

left Alt key pressed

Format of hard disk master boot sector:

bit 0

left Ctrl key pressed

Offset

--------

3 BYTEs

Size

00h 446 BYTEs

Vn.m" for VDISK.SYS version n.m

Description Master bootstrap loader code

B-18------------------------------------------------------

1BEh 16 BYTEs

partition record for partition 1 (see below)

INT 18 - DISKLESS BOOT HOOK (START CASSETTE BASIC)

1CEh 16 BYTEs

partition record for partition 2

Desc:

called when there is no bootable disk available to the system

1DEh 16 BYTEs


Notes:

only PCs produced by IBM contain BASIC in ROM, so the action is

1EEh 16 BYTEs


1FEh

signature, AA55h indicates valid boot block

unpredictable on compatibles; this interrupt often reboots the

WORD

system, and often has no effect at all Format of partition record:

network cards with their own BIOS can hook this interrupt to allow

Offset

Size

Description

00h

BYTE

boot indicator (80h = active partition)

SeeAlso: INT 86"NetBIOS"

01h

BYTE

partition start head

--------

02h

BYTE

partition start sector (bits 0-5)

B-19------------------------------------------------------

03h

BYTE

partition start track (bits 8,9 in bits 6,7 of sector)

INT 19 - SYSTEM - BOOTSTRAP LOADER

04h

BYTE

operating system indicator (see below)

05h

BYTE

partition end head

06h

BYTE

partition end sector (bits 0-5)

07h

BYTE

partition end track (bits 8,9 in bits 6,7 of sector)

interrupt usually causes a system hang if any TSRs have hooked

08h

DWORD

sectors preceding partition

vectors from 00h through 1Ch, particularly INT 08.

0Ch

DWORD

length of partition in sectors

a diskless boot off the network (even when a hard disk is present if none of the partitions is marked as the boot partition)

Desc:

This

interrupt

reboots

the

system

without

clearing

memory

or

restoring interrupt vectors.

Notes:

Because interrupt vectors are preserved, this

Usually, the BIOS will try to read sector 1, head 0, track 0 from Values for operating system indicator:

drive

00h

empty

01h

DOS 12-bit FAT

02h

XENIX root file system

03h

XENIX /usr file system (obsolete)

04h

DOS 16-bit FAT

05h

DOS 3.3+ extended partition

06h

DOS 3.31+ Large File System

07h

QNX

table for an active partition, and will then load the operating

07h

OS/2 HPFS

system's bootstrap loader (contained in the first sector of the

07h

Advanced Unix

active partition) and give it control.

08h

AIX bootable partition, SplitDrive

09h

AIX data partition

09h

Coherent filesystem

0Ah

OS/2 Boot Manager

0Ah

OPUS

0Ah

Coherent swap partition

10h

OPUS

18h

AST special Windows swap file

DOS 3.3+

24h

NEC MS-DOS 3.x

PRINT hooks INT 19 but does not set up a correct VDISK header block

40h

VENIX 80286

at the beginning of its INT 19 handler segment, thus causing some

50h

Disk Manager, read-only partition

programs to overwrite extended memory which is already in use.

51h

Disk Manager, read/write partition

the default handler is at F000h:E6F2h for 100% compatible BIOSes

51h

Novell???

A: to 0000h:7C00h.

If this fails, and a hard disk is installed,

the BIOS will read sector 1, head 0, track 0 of the first hard disk. This

sector

should

contain

a

master

bootstrap

loader

and

a

partition table.

After loading the master boot sector at 0000h:7C00h, the

master

bootstrap

loader

is

given

control.

It

will

scan

the

partition

true IBM PCs and most clones issue an INT 18 if neither floppy nor hard disk have a valid boot sector to accomplish a warm boot equivalent to Ctrl-Alt-Del, store 1234h in 0040h:0072h and jump to FFFFh:0000h.

For a cold boot equivalent to

a reset, store 0000h at 0040h:0072h before jumping. VDISK.SYS hooks this interrupt to allow applications to find out how much extended memory has been used by VDISKs (see below).

389

APÉNDICES

bits 3-0: head unload time (0Fh = 240 ms)

52h

CP/M

52h

Microport System V/386

56h

GoldenBow VFeature

61h

SpeedStor

63h

Unix SysV/386, 386/ix

63h

Mach, MtXinu BSD 4.3 on Mach

63h

GNU HURD

64h

Novell NetWare

04h

BYTE

sectors per track

65h

Novell NetWare (3.11)

05h

BYTE

length of gap between sectors (2Ah for 5.25", 1Bh for 3.5")

70h

DiskSecure Multi-Boot

06h

BYTE

data length (ignored if bytes-per-sector field nonzero)

75h

PC/IX

07h

BYTE

gap length when formatting (50h for 5.25", 6Ch for 3.5")

80h

Minix v1.1 - 1.4a

08h

BYTE

format filler byte (default F6h)

81h

Minix v1.4b+

09h

BYTE

head settle time in milliseconds

81h

Linux

0Ah

BYTE

motor start time in 1/8 seconds

81h

Mitac Advanced Disk Manager

--------

82h

Linux Swap partition (planned)

B-1F------------------------------------------------------

84h

OS/2-renumbered type 04h partition (related to hiding DOS C: drive)

INT 1F - SYSTEM DATA - 8x8 GRAPHICS FONT

93h

Amoeba file system

Desc:

this vector points at 1024 bytes of graphics data, 8 bytes for each

94h

Amoeba bad block table

B7h

BSDI file system (secondarily swap)

Note:

graphics data for characters 00h-7Fh stored at F000h:FA6Eh in 100%

B8h

BSDI swap partition (secondarily file system)

C1h

DR-DOS 6.0 LOGIN.EXE-secured 12-bit FAT partition

SeeAlso: INT 10/AX=5000h,INT 43

C4h

DR-DOS 6.0 LOGIN.EXE-secured 16-bit FAT partition

--------

C6h

DR-DOS 6.0 LOGIN.EXE-secured Huge partition

D-20------------------------------------------------------

DBh

CP/M, Concurrent CP/M, Concurrent DOS

INT 20 - DOS 1+ - TERMINATE PROGRAM

DBh

CTOS (Convergent Technologies OS)

E1h

SpeedStor 12-bit FAT extended partition

Return: never

E4h

SpeedStor 16-bit FAT extended partition

Note:

F2h

DOS 3.3+ secondary

SeeAlso: INT 21/AH=00h,INT 21/AH=4Ch

FEh

LANstep

--------

FFh

Xenix bad block table

D-2102----------------------------------------------------

--------

01h

BYTE

second specify byte bits 7-1: head load time (01h = 4 ms) bit

02h 03h

BYTE BYTE

bytes per sector (00h = 128, 01h = 256, 02h = 512, 03h =

1024)

character 80h-FFh

compatible BIOSes

CS = PSP segment

(see INT 21/AH=00h)

INT 21 - DOS 1+ - WRITE CHARACTER TO STANDARD OUTPUT

B-1B------------------------------------------------------

AH = 02h

INT 1B C - KEYBOARD - CONTROL-BREAK HANDLER Desc:

this interrupt is automatically called when INT 09 determines that

Note:

normally points to a short routine in DOS which sets the Ctrl-C flag,

DL = character to write Return: AL = last character output (despite the official docs which state nothing is returned) (at least DOS 3.3-5.0)

Control-Break has been pressed Notes:

^C/^Break are checked, and INT 23 executed if pressed standard output is always the screen under DOS 1.x, but may be

thus invoking INT 23h the next time DOS checks for Ctrl-C.

redirected under DOS 2+

SeeAlso: INT 23

--------

the last character output will be the character in DL unless DL=09h

B-1C------------------------------------------------------

on entry, in which case AL=20h as tabs are expanded to blanks

INT 1C - TIME - SYSTEM TIMER TICK

SeeAlso: AH=06h,AH=09h

Desc:

--------

this interrupt is automatically called on each clock tick by the INT

D-2109----------------------------------------------------

08 handler Notes:

INT 21 - DOS 1+ - WRITE STRING TO STANDARD OUTPUT

this is the preferred interrupt to chain when a program needs to be

AH = 09h

invoked regularly not available on NEC 9800-series PCs

DS:DX -> '$'-terminated string Return: AL = 24h (the '$' terminating the string, despite official docs which

SeeAlso: INT 08

state that nothing is returned) (at least DOS 3.3-5.0)

--------

Notes:

B-1E------------------------------------------------------

^C/^Break are checked, and INT 23 is called if either pressed standard output is always the screen under DOS 1.x, but may be

INT 1E - SYSTEM DATA - DISKETTE PARAMETERS Note:

0: non-DMA mode (always 0)

delay until motor turned off (in clock ticks)

default parameter table at F000h:EFC7h for 100% compatible BIOSes

SeeAlso: INT 13/AH=0Fh,INT 41

redirected under DOS 2+ under the FlashTek X-32 DOS extender, the pointer is in DS:EDX SeeAlso: AH=02h,AH=06h"OUTPUT"

-------Format of diskette parameter table:

D-210A----------------------------------------------------

Offset

Size

Description

INT 21 - DOS 1+ - BUFFERED INPUT

00h

BYTE

first specify byte

AH = 0Ah

bits 7-4: step rate

DS:DX -> buffer (see below)

389


Return: buffer filled with user input Notes:

DL = 1/100 seconds

^C/^Break are checked, and INT 23 is called if either detected

Note:

reads from standard input, which may be redirected under DOS 2+

5/100sec,

on

if the maximum buffer size (see below) is set to 00h, this call

most

systems,

the

resolution

of

the

system

clock

is

about

so returned times generally do not increment by 1

returns

on some systems, DL may always return 00h immediately without reading any input

SeeAlso: AH=2Ah,AH=2Dh,AH=E7h,INT 1A/AH=00h,INT 1A/AH=02h,INT 1A/AH=FEh

SeeAlso: AH=0Ch,INT 2F/AX=4810h

SeeAlso: INT 2F/AX=120Dh

-------Format of input buffer:

D-212F----------------------------------------------------

Offset

Size

Description

INT 21 - DOS 2+ - GET DISK TRANSFER AREA ADDRESS

00h

BYTE

maximum characters buffer can hold

01h

BYTE

(input) number of chars from last input which may be recalled

Return: ES:BX -> current DTA

(return) number of characters actually read, excluding CR

Note:

02h

N BYTEs

actual characters read, including the final carriage return

SeeAlso: AH=1Ah

AH = 2Fh

under the FlashTek X-32 DOS extender, the pointer is in ES:EBX

--------

--------

D-211A----------------------------------------------------

D-2130----------------------------------------------------

INT 21 - DOS 1+ - SET DISK TRANSFER AREA ADDRESS

INT 21 - DOS 2+ - GET DOS VERSION

AH = 1Ah

AH = 30h

DS:DX -> Disk Transfer Area (DTA) Notes:

---DOS 5+ ---

the DTA is set to PSP:0080h when a program is started

AL = what to return in BH

under the FlashTek X-32 DOS extender, the pointer is in DS:EDX

00h OEM number (as for DOS 2.0-4.0x)

SeeAlso: AH=11h,AH=12h,AH=2Fh,AH=4Eh,AH=4Fh

01h version flag

--------

Return: AL = major version number (00h if DOS 1.x)

D-2125----------------------------------------------------

AH = minor version number

INT 21 - DOS 1+ - SET INTERRUPT VECTOR

BL:CX = 24-bit user serial number (most versions do not use this) ---if DOS <5 or AL=00h---

AH = 25h

BH = MS-DOS OEM number (see below)

AL = interrupt number

---if DOS 5+ and AL=01h---

DS:DX -> new interrupt handler Notes:

BH = version flag

this function is preferred over direct modification of the interrupt

bit 3: DOS is in ROM

vector table

other: reserved (0)

some DOS extenders place an API on this function, as it is not Notes:

directly meaningful in protected mode

the OS/2 v2.x Compatibility Box returns major version 14h (20)

under DR-DOS 5.0+, this function does not use any of the DOS-internal

the Windows/NT DOS box returns version 5.00, subject to SETVER

stacks and may thus be called at any time

DOS 4.01 and 4.02 identify themselves as version 4.00; use

Novell NetWare (except the new DOS Requester) monitors the offset of

INT 21/AH=87h to distinguish between the original European MS-DOS

any INT 24 set, and if equal to the value at startup, substitutes its

own

handler

to

allow

handling

the OS/2 v1.x Compatibility Box returns major version 0Ah (10)

of

network

errors;

this

4.0 and the later PC-DOS 4.0x and MS-DOS 4.0x

introduces

IBM DOS 6.1 reports its version as 6.00; use the OEM number to

the potential bug that any program whose INT 24 handler offset

distinguish between MS-DOS 6.00 and IBM DOS 6.1 (there was never an

happens to be the same as COMMAND.COM's will not have its INT 24

IBM DOS 6.0)

handler installed

generic

SeeAlso: AX=2501h,AH=35h

-------D-212A----------------------------------------------------

and

others

version number SeeAlso: AX=3000h/BX=3000h,AX=3306h,AX=4452h,AH=87h,INT 15/AX=4900h SeeAlso: INT 2F/AX=122Fh,INT 2F/AX=E002h

AL = day of week (00h=Sunday) Values for DOS OEM number:

--------

00h

IBM

D-212C----------------------------------------------------

01h

Compaq

INT 21 - DOS 1+ - GET SYSTEM TIME

02h

MS Packaged Product

04h

AT&T

05h

Zenith

CL = minute

06h

Hewlett-Packard

DH = second

0Dh

Packard-Bell

Return: CH = hour

3.31,

identify

DOS 5+ may be modified by SETVER--use AX=3306h to get the true

DH = month

AH = 2Ch

MS-DOS

the special program list (see AH=52h); the version returned under

AH = 2Ah

SeeAlso: AH=2Bh"DOS",AH=2Ch,AH=E7h,INT 1A/AH=04h,INT 2F/AX=120Dh

Compaq

the version returned under DOS 4.0x may be modified by entries in

Return: CX = year (1980-2099)

---DOS 1.10+---

3.30,

as PC-DOS by returning OEM number 00h

INT 21 - DOS 1+ - GET SYSTEM DATE

DL = day

MS-DOS

themselves

389

APÉNDICES

16h

DEC

--------

23h

Olivetti

D-2136----------------------------------------------------

29h

Toshiba

INT 21 - DOS 2+ - GET FREE DISK SPACE

33h

Novell (Windows/386 device IDs only)

34h

MS Multimedia Systems (Windows/386 device IDs only)

35h

MS Multimedia Systems (Windows/386 device IDs only)

4Dh

Hewlett-Packard

66h

PhysTechSoft (PTS-DOS)

AX = sectors per cluster

99h

General Software's Embedded DOS

BX = number of free clusters

EEh

DR-DOS

CX = bytes per sector

EFh

Novell DOS

FFh

Microsoft, Phoenix

AH = 36h DL = drive number (00h = default, 01h = A:, etc) Return: AX = FFFFh if invalid drive else

DX = total clusters on drive Notes:

free space on drive in bytes is AX * BX * CX

--------

total space on drive in bytes is AX * CX * DX

D-2131----------------------------------------------------

"lost clusters" are considered to be in use

INT 21 - DOS 2+ - TERMINATE AND STAY RESIDENT

according to Dave Williams' MS-DOS reference, the value in DX is incorrect for non-default drives after ASSIGN is run

AH = 31h AL = return code

SeeAlso: AH=1Bh,AH=1Ch

DX = number of paragraphs to keep resident

--------

Return: never

D-2138----------------------------------------------------

Notes:

INT 21 - DOS 2+ - GET COUNTRY-SPECIFIC INFORMATION

the value in DX only affects the memory block containing the PSP; additional memory allocated via AH=48h is not affected the minimum number of paragraphs which will remain resident is 11h

AH = 38h --DOS 2.x--

for DOS 2.x and 06h for DOS 3+

AL = 00h get current-country info

most TSRs can save some memory by releasing their environment block before terminating (see AH=26h,AH=49h)

DS:DX -> buffer for returned info (see below) Return: CF set on error

SeeAlso: AH=00h,AH=4Ch,AH=4Dh,INT 20,INT 22,INT 27

AX = error code (02h)

--------


D-2134----------------------------------------------------

AX = country code (MS-DOS 2.11 only)

INT 21 - DOS 2+ - GET ADDRESS OF INDOS FLAG

buffer at DS:DX filled --DOS 3+--

AH = 34h Return: ES:BX -> one-byte InDOS flag

AL = 00h for current country

Notes:

AL = 01h thru 0FEh for specific country with code <255

the value of InDOS is incremented whenever an INT 21 function begins

AL = 0FFh for specific country with code >= 255

and decremented whenever one completes

BX = 16-bit country code

during an INT 28 call, it is safe to call some INT 21 functions even

DS:DX -> buffer for returned info (see below)

though InDOS may be 01h instead of zero InDOS alone is not sufficient for determining when it is safe to

Return: CF set on error AX = error code (02h)

enter DOS, as the critical error handling decrements InDOS and


increments the critical error flag for the duration of the critical error.

BX = country code

Thus, it is possible for InDOS to be zero even if DOS is

DS:DX buffer filled

busy. SMARTDRV 4.0 sets the InDOS flag while flushing its buffers to disk,

Note:

is returned; as a workaround, one should allocate a buffer in

then zeros it on completion

conventional memory with INT 31/AX=0100h and simulate an INT 21

the critical error flag is the byte immediately following InDOS in DOS 2.x, and the byte BEFORE the InDOS flag in DOS 3+ and

with INT 31/AX=0300h

DR-DOS 3.41+ (except COMPAQ DOS 3.0, where the critical error flag is located 1AAh bytes BEFORE the critical section flag)

this function is not supported by the Borland DPMI host, but no error

SeeAlso: AH=65h,INT 10/AX=5001h,INT 2F/AX=110Ch,INT 2F/AX=1404h

for DOS 3.1+, an undocumented call exists to get the address of the critical error flag (see AX=5D06h) this function was undocumented prior to the release of DOS 5.0. SeeAlso: AX=5D06h,AX=5D0Bh,INT 15/AX=DE1Fh,INT 28

Format of DOS 2.00-2.10 country info: Offset

Size

Description

00h

WORD

date format

--------

0 = USA

mm dd yy

1 = Europe dd mm yy

D-2135---------------------------------------------------INT 21 - DOS 2+ - GET INTERRUPT VECTOR

2 = Japan

yy mm dd

02h

BYTE

currency symbol

AH = 35h

03h

BYTE

00h

AL = interrupt number

04h

BYTE

thousands separator char

Return: ES:BX -> current interrupt handler

05h

BYTE

00h

Note:

06h

BYTE

decimal separator char

07h

BYTE

00h

under DR-DOS 5.0+, this function does not use any of the DOS-internal stacks and may thus be called at any time

SeeAlso: AH=25h,AX=2503h

08h 24 BYTEs

reserved

389


CX = file attributes (see below) Format of DOS 2.11+ country info:

DS:DX -> ASCIZ filename

Offset

Size

Description

00h

WORD

date format (see above)

02h

5 BYTEs

ASCIZ currency symbol string

07h

2 BYTEs

ASCIZ thousands separator

09h

2 BYTEs

ASCIZ decimal separator

0Bh

2 BYTEs

ASCIZ date separator


0Dh

2 BYTEs

ASCIZ time separator

DR-DOS checks the system password or explicitly supplied password at

0Fh

BYTE

Return: CF clear if successful AX = file handle CF set on error AX = error code (03h,04h,05h) (see AH=59h) Notes:

if a file with the given name exists, it is truncated to zero length

currency format

the end of the filename against the reserved field in the directory

bit 2 = set if currency symbol replaces decimal point bit 1 = number of spaces between value and currency symbol

entry before allowing access SeeAlso: AH=16h,AH=3Dh,AH=5Ah,AH=5Bh,AH=93h,INT 2F/AX=1117h

bit 0 = 0 if currency symbol precedes value 1 if currency symbol follows value

Bitfields for file attributes:

10h

BYTE

number of digits after decimal in currency

bit 0

read-only

11h

BYTE

time format

bit 1

hidden

bit 0 = 0 if 12-hour clock

bit 2

system

1 if 24-hour clock

bit 3

volume label (ignored)

address of case map routine

bit 4

reserved, must be zero (directory)

(FAR CALL, AL = character to map to upper case [>= 80h])

bit 5

archive bit

ASCIZ data-list separator

bit 7

if set, file is shareable under Novell NetWare

12h

16h

DWORD

2 BYTEs

18h 10 BYTEs

reserved

-------D-213D----------------------------------------------------

Values for country code:

INT 21 - DOS 2+ - "OPEN" - OPEN EXISTING FILE

001h

United States

AH = 3Dh

002h

Canadian-French

AL = access and sharing modes (see below)

003h

Latin America

DS:DX -> ASCIZ filename

01Fh

Netherlands

020h

Belgium

021h

France

022h

Spain

024h

Hungary (not supported by DR-DOS 5.0)

026h

Yugoslavia (not supported by DR-DOS 5.0)

027h

Italy

029h

Switzerland

02Ah

Czechoslovakia/Tjekia (not supported by DR-DOS 5.0)

files may be opened even if given the hidden or system attributes

02Bh

Austria (DR-DOS 5.0)


02Ch

United Kingdom

DR-DOS checks the system password or explicitly supplied password at

02Dh

Denmark

02Eh

Sweden

02Fh

Norway

030h

Poland (not supported by DR-DOS 5.0)

031h

Germany

037h

Brazil (not supported by DR-DOS 5.0)

03Dh

International English [Australia in DR-DOS 5.0]

051h

Japan (DR-DOS 5.0, MS-DOS 5.0+)

000 read only

052h

Korea (DR-DOS 5.0)

001 write only

056h

China (MS-DOS 5.0+)

010 read/write

058h

Taiwan (MS-DOS 5.0+)

011 (DOS 5+ internal) passed to redirector on EXEC to allow

05Ah

Turkey (MS-DOS 5.0+)

15Fh

Portugal

bit 3

162h

Iceland

bits 6-4 sharing mode (DOS 3+)

166h

Finland

000 compatibility mode

311h

Middle East/Saudi Arabia (DR-DOS 5.0,MS-DOS 5.0+)

001 "DENYALL" prohibit both read and write access by others

3CCh

Israel (DR-DOS 5.0,MS-DOS 5.0+)

010 "DENYWRITE" prohibit write access by others

CL = attribute mask of files to look for (server call only) Return: CF clear if successful AX = file handle CF set on error AX = error code (01h,02h,03h,04h,05h,0Ch,56h) (see AH=59h) Notes:

file pointer is set to start of file file handles which are inherited from a parent also inherit sharing and access restrictions

the end of the filename against the reserved field in the directory entry before allowing access sharing modes are only effective on local drives if SHARE is loaded SeeAlso: AH=0Fh,AH=3Ch,AX=4301h,AX=5D00h,INT 2F/AX=1116h,INT 2F/AX=1226h

Bitfields for access and sharing modes: bits 2-0 access mode

case-sensitive filenames reserved (0)

--------

011 "DENYREAD" prohibit read access by others

D-213C----------------------------------------------------

100 "DENYNONE" allow full access by others

INT 21 - DOS 2+ - "CREAT" - CREATE OR TRUNCATE FILE AH = 3Ch

111 network FCB (only available during server call) bit 7

inheritance

389

APÉNDICES

is updated after a successful read

if set, file is private to current process and will not be inherited

the returned AX may be smaller than the request in CX if a partial

by child processes

read occurred if reading from CON, read stops at first CR

File sharing behavior: |


Second and subsequent Opens

First

|Compat

Deny

Deny

Deny

Deny

SeeAlso: AH=27h,AH=40h,AH=93h,INT 2F/AX=1108h,INT 2F/AX=1229h

Open

|

All

Write

Read

None

-------D-2140----------------------------------------------------

|R W RW R W RW R W RW R W RW R W RW

INT 21 - DOS 2+ - "WRITE" - WRITE TO FILE OR DEVICE

- - - - -| - - - - - - - - - - - - - - - - Compat R |Y Y Y

N N N

1 N N

N N N

1 N N

AH = 40h

W |Y Y Y

N N N

N N N

N N N

N N N

BX = file handle

RW|Y Y Y

N N N

N N N

N N N

N N N

CX = number of bytes to write

- - - - -|

DS:DX -> data to write

Deny

R |C C C

N N N

N N N

N N N

N N N

All

W |C C C

N N N

N N N

N N N

N N N

RW|C C C

N N N

N N N

N N N

N N N

Return: CF clear if successful AX = number of bytes actually written CF set on error

- - - - -|

AX = error code (05h,06h) (see AH=59h)

Deny

R |2 C C

N N N

Y N N

N N N

Y N N

Write

W |C C C

N N N

N N N

Y N N

Y N N

RW|C C C

N N N

N N N

N N N

Y N N

data is written beginning at the current file position, and the file

the usual cause for AX < CX on return is a full disk

Notes:

if CX is zero, no data is written, and the file is truncated or extended to the current position

- - - - -|

position is updated after a successful write

Deny

R |C C C

N N N

N Y N

N N N

N Y N

Read

W |C C C

N N N

N N N

N Y N

N Y N

RW|C C C

N N N

N N N

N N N

N Y N

BUG:

a write of zero bytes will appear to succeed when it actually failed if the write is extending the file and there is not enough disk

- - - - -|

space for the expanded file (DOS 5.0-6.0); one should therefore

Deny

R |2 C C

N N N

Y Y Y

N N N

Y Y Y

None

W |C C C

N N N

N N N

Y Y Y

Y Y Y

RW|C C C

N N N

N N N

N N N

Y Y Y

check whether the file was in fact extended by seeking to 0 bytes from the end of the file (INT 21/AX=4202h/CX=0/DX=0)

Legend: Y = open succeeds, N = open fails with error code 05h


C = open fails, INT 24 generated

SeeAlso: AH=28h,AH=3Fh,AH=93h,INT 2F/AX=1109h

1 = open succeeds if file read-only, else fails with error code

--------

2 = open succeeds if file read-only, else fails with INT 24

O-214452--------------------------------------------------

--------

INT 21 - DR-DOS 3.41+ - DETERMINE DOS TYPE/GET DR-DOS VERSION

D-213E----------------------------------------------------

AX = 4452h ("DR")

INT 21 - DOS 2+ - "CLOSE" - CLOSE FILE

CF set Return: CF set if not DR-DOS

AH = 3Eh

AX = error code (see AH=59h)

BX = file handle

CF clear if DR-DOS


DX = AX = version code

AX destroyed

AH = single-user/multiuser nature

CF set on error

10h single-user

AX = error code (06h) (see AH=59h) Note:

AL = operating system version ID (see below)

if the file was written to, any pending disk writes are performed,

14h multiuser

the

AL = operating system version ID (see AX=4451h)

time and date stamps are set to the current time, and the directory Notes:

entry is updated

the DR-DOS version is stored in the environment variable VER use this function if looking for single-user capabilities, AX=4451h

SeeAlso: AH=10h,AH=3Ch,AH=3Dh,INT 2F/AX=1106h,INT 2F/AX=1227h

--------

if looking for multiuser; this call should never return multiuser

D-213F----------------------------------------------------

values

INT 21 - DOS 2+ - "READ" - READ FROM FILE OR DEVICE

SeeAlso: AX=4412h,AX=4451h,AX=4459h

AH = 3Fh Values for operating system version ID:

BX = file handle CX = number of bytes to read

60h

DOS Plus

DS:DX -> buffer for data

63h

DR-DOS 3.41

64h

DR-DOS 3.42

65h

DR-DOS 5.00

67h

DR-DOS 6.00

70h

PalmDOS

71h

DR-DOS 6.0 March 1993 "business update"

72h

Novell DOS 7.0

Return: CF clear if successful AX = number of bytes actually read (0 if at EOF before call) CF set on error AX = error code (05h,06h) (see AH=59h) Notes: position

data

is

read

beginning

at

current

file

position,

and

the file

389


-------O-214458--------------------------------------------------

Format of HMA Memory Block (DR-DOS 6.0 kernel loaded in HMA):

INT

Offset

Size

Description

00h

WORD

offset of next HMA Memory Block (0000h if last block)

02h

WORD

size of this block in bytes (at least 10h)

04h

BYTE

type of HMA Memory Block (interpreted by MEM)

21

U

-

DR-DOS

5.0+

internal

-

GET

POINTER

TO

INTERNAL

VARIABLE TABLE AX = 4458h Return: ES:BX -> internal variable table (see below)

00h system

AX = ??? (0B50h for DR-DOS 5.0, 0A56h for DR-DOS 6.0)

01h KEYB

SeeAlso: AX=4452h

02h NLSFUNC Format of internal variable table:

03h SHARE

Offset

Size

Description

04h TaskMAX

00h

WORD

???

02h

WORD

segment of ???

04h

7 BYTEs

0Bh

WORD

KB of extended memory at startup

--------

0Dh

BYTE

number of far jump entry points

D-2148----------------------------------------------------

0Eh

05h COMMAND 05h

TSR (or system) code and data. DR-DOS TSR's, such as KEYB, hooks interrupts using segment FFFEh instead FFFFh.

???

WORD

segment containing far jumps to DR-DOS entry points (see

INT 21 - DOS 2+ - ALLOCATE MEMORY

below) 10h

var

AH = 48h WORD

(only if kernel loaded in HMA) offset in HMA of first free

HMA

BX = number of paragraphs to allocate Return: CF clear if successful

memory block (see below) or 0000h if none; segment is FFFFh 12h

WORD

AX = segment of allocated block

pointer to segment of environment variables set in CONFIG,

CF set on error

or 0000h if already used

AX = error code (07h,08h) (see AH=59h)

---DR-DOS 6.0--14h

WORD

BX = size of largest available block (only if kernel loaded in HMA) offset in HMA of first used

Notes:

DOS 2.1-6.0 coalesces free blocks while scanning for a block to

HMA

allocate memory block (see below) or 0000h if none; segment is FFFFh

Note:

.COM programs are initially allocated the largest available memory

the segment used for the DR-DOS 6.0 CONFIG environment variables (excluding COMSPEC, VER and OS) is only useful for programs/drivers

block, and should free some memory with AH=49h before attempting any

called from CONFIG.SYS. The word is set to zero later when the area is copied to the COMMAND.COM environment space.

allocations

This allows

under the FlashTek X-32 DOS extender, EBX contains a protected-mode

CONFIG.SYS to pass information to AUTOEXEC.BAT.

near pointer to the allocated block on a successful return SeeAlso: AH=49h,AH=4Ah,AH=58h,AH=83h

Format of kernel entry jump table for DR-DOS 5.0-6.0:

--------

Offset

Description

D-2149---------------------------------------------------INT 21 - DOS 2+ - FREE MEMORY

Size

00h

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for CP/M CALL 5

05h

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 20

0Ah

5 BYTEs


0Fh

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 22 (RETF)


14h

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 23 (RETF)

CF set on error

19h

5 BYTEs


1Eh

5 BYTEs


Notes:

23h

5 BYTEs


2.1+

28h

5 BYTEs


2Dh

5 BYTEs


32h

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 2A (IRET)

37h

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 2B (IRET)

3Ch

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 2C (IRET)

41h

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 2D (IRET)


46h

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 2E (IRET)

--------

4Bh

5 BYTEs

far jump to kernel entry point for INT 2F

D-214A----------------------------------------------------

Notes:

all of these entry points are indirected through this jump table

AH = 49h ES = segment of block to free

AX = error code (07h,09h) (see AH=59h) apparently never returns an error 07h, despite official docs; DOS

code contains only an error 09h exit DOS 2.1-6.0 does not coalesce adjacent free blocks when a block is freed, only when a block is allocated or resized the code for this function is identical in DOS 2.1-6.0 except for calls to start/end a critical section in DOS 3+

INT 21 - DOS 2+ - RESIZE MEMORY BLOCK

to allow the kernel to be relocated into high memory while leaving

AH = 4Ah

the actual entry addresses in low memory for maximum compatibility

BX = new size in paragraphs

some of these entry points (22h,23h,24h,2Eh,2Fh) are replaced as soon as COMMAND.COM is loaded, and return immediately to the caller, some

ES = segment of block to resize Return: CF clear if successful CF set on error

returning an error code (the original handler for INT 2F returns

AX = error code (07h,08h,09h) (see AH=59h)

AL=03h [fail]).

BX = maximum paragraphs available for specified memory block

389

APÉNDICES

Notes:

names for the various executable type understood by various

under DOS 2.1-6.0, if there is insufficient memory to expand the

environments:

block as much as requested, the block will be made as large as possible

MZ

old-style DOS executable

DOS 2.1-6.0 coalesces any free blocks immediately following the block

NE

Windows or OS/2 1.x segmented ("new") executable

LE

Windows virtual device driver (VxD) linear executable

SeeAlso: AH=48h,AH=49h,AH=83h

LX

variant of LE used in OS/2 2.x

--------

W3

Windows WIN386.EXE file; a collection of LE files

D-214B----------------------------------------------------

PE

to be resized

INT 21 - DOS 2+ - "EXEC" - LOAD AND/OR EXECUTE PROGRAM

Win32 (Windows NT and Win32s) portable executable based

on Unix COFF

AH = 4Bh AL = type of load

BUGS:

DOS 2.00 assumes that DS points at the current program's PSP Load Overlay (subfunction 03h) loads up to 512 bytes too many if the

00h load and execute

file contains additional data after the actual overlay

01h load but do not execute 03h load overlay

SeeAlso: AX=4B05h,AH=4Ch,AH=4Dh,AH=64h"OS/2",AH=8Ah,INT 2E

04h load and execute in background (European MS-DOS 4.0 only) "Exec & Go" (see also AH=80h) DS:DX -> ASCIZ program name (must include extension) ES:BX -> parameter block (see below) CX = mode (subfunction 04h only)

Format of EXEC parameter block for AL=00h,01h,04h: Offset

Size

00h

Description

WORD

segment of environment to copy for child process (copy

caller's environment if 0000h)

0000h child placed in zombie mode after termination 02h

DWORD

pointer to command tail to be copied into child's PSP

06h

DWORD

pointer to first FCB to be copied into child's PSP

BX,DX destroyed

0Ah

DWORD

pointer to second FCB to be copied into child's PSP

if subfunction 01h, process ID set to new program's PSP; get with

0Eh

DWORD

(AL=01h) will hold subprogram's initial SS:SP on return

12h

DWORD

(AL=01h) will hold entry point (CS:IP) on return

0001h child's return code discarded on termination Return: CF clear if successful

INT 21/AH=62h CF set on error AX = error code (01h,02h,05h,08h,0Ah,0Bh) (see AH=59h) Notes:

Format of EXEC parameter block for AL=03h: Offset

Size

Description

under ROM-based DOS, if no disk path characters (colons or slashes)

00h

WORD

segment at which to load overlay

are included in the program name, the name is searched for in the

02h

WORD

relocation factor to apply to overlay if in .EXE format

DOS 2.x destroys all registers, including SS:SP

ROM module headers (see below) before searching on disk for functions 00h and 01h, the calling process must ensure that there is enough unallocated memory available; if necessary, by releasing memory with AH=49h or AH=4Ah for function 01h, the AX value to be passed to the child program is

Format of EXEC parameter block for FlashTek X-32: Offset

Size

Description

00h

PWORD

48-bit far pointer to environment string

06h

PWORD

48-bit far pointer to command tail string

put on top of the child's stack for function 03h, DOS assumes that the overlay is being loaded into

Format of .EXE file header: Offset

Size

Description

00h

2 BYTEs

.EXE signature, either "MZ" or "ZM" (5A4Dh or 4D5Ah)

function 01h was undocumented prior to the release of DOS 5.0

02h

WORD

number of bytes in last 512-byte page of executable

some versions (such as DR-DOS 6.0) check the parameters and parameter

04h

WORD

total number of 512-byte pages in executable (includes any

06h

WORD

number of relocation entries

08h

WORD

header size in paragraphs

0Ah

WORD

minimum paragraphs of memory to allocation in addition to

memory allocated by the caller

partial last page)

block and return an error if an invalid value (such as an offset of FFFFh) is found background programs under European MS-DOS 4.0 must use the new executable format

executable's size

new executables begin running with the following register values AX = environment segment

0Ch

WORD

maximum paragraphs to allocate in addition to executable's

BX = offset of command tail in environment segment

size

CX = size of automatic data segment (0000h = 64K)

0Eh

WORD

initial SS relative to start of executable

ES,BP = 0000h

10h

WORD

initial SP

DS = automatic data segment

12h

WORD

checksum (one's complement of sum of all words in executable)

SS:SP = initial stack

14h

DWORD

initial CS:IP relative to start of executable

18h

WORD

offset within header of relocation table

the command tail corresponds to an old executable's PSP:0081h and

40h

following, except that the 0Dh is turned into a NUL (00h); new format executables have no PSP under the FlashTek X-32 DOS extender, only function 00h is supported and the pointers are passed in DS:EDX and ES:EBX DR-DOS 6 always loads .EXE-format programs with no fixups above the 64K mark to avoid the EXEPACK bug

or

greater

for

new-format

(NE,LE,LX,W3,PE,etc.)

executable 1Ah

WORD

overlay number (normally 0000h = main program)

---new executable--1Ch

4 BYTEs

20h

WORD

??? behavior bits

389


22h 26 BYTEs

reserved for additional behavior info

00h

2 BYTEs

3Ch

offset of new executable (NE,LE,etc) header within disk file,

02h

BYTE

or 00000000h if plain MZ executable

03h

3 BYTEs

DWORD

---Borland TLINK--1Ch

2 BYTEs

1Eh

BYTE

signature FBh

1Fh

BYTE

TLINK version (major in high nybble, minor in low nybble)

20h

2 BYTEs

06h

ROM signature 55h, AAh size of ROM in 512-byte blocks POST initialization entry point (near JMP instruction)

ROM Program Name List [array] Offset

??? (apparently always 01h 00h)

Size

Description

00h

BYTE

length of ROM program's name (00h if end of name

01h

N BYTEs

program name

N+1

3 BYTEs

program entry point (near JMP instruction)

list)

??? (v2.0 apparently always 72h 6Ah, v3.0+ seems always 6Ah

72h) ---ARJ self-extracting archive--1Ch

4 BYTEs

signature "RJSX" (older versions, new signature is "aRJsfX"

the first 1000 bytes of the file) ---LZEXE 0.90 compressed executable--1Ch

4 BYTEs

signature "LZ09"

---LZEXE 0.91 compressed executable--1Ch

Format of new executable header: Offset

in

4 BYTEs

signature "LZ91"

---PKLITE compressed executable---

Size

Description

00h

2 BYTEs

"NE" (4Eh 45h) signature

02h

2 BYTEs

linker version (major, then minor)

04h

WORD

offset from start of this header to entry table (see below)

06h

WORD

length of entry table in bytes

08h

DWORD

file load CRC (0 in Borland's TPW)

0Ch

BYTE

program flags bits 0-1 DGROUP type

1Ch

BYTE

minor version number

1Dh

BYTE

bits 0-3: major version

0 = none

bit 4: extra compression

1 = single shared

bit 5: huge (multi-segment) file

2 = multiple (unshared)

1Eh

6 BYTEs

3 = (null)

signature "PKLITE" (followed by copyright message)

---LHarc 1.x self-extracting archive---

bit 2:

global initialization

1Ch

4 BYTEs

unused???

bit 3:

protected mode only

20h

3 BYTEs

jump to start of extraction code

bit 4:

8086 instructions

23h

2 BYTEs

???

bit 5:

80286 instructions

signature "LHarc's SFX "

bit 6:

80386 instructions

bit 7:

80x87 instructions

25h 12 BYTEs

---LHA 2.x self-extracting archive--1Ch

8 BYTEs

24h 10 BYTEs

???

0Dh

BYTE

bits 0-2: application type

signature "LHa's SFX " (v2.10) or "LHA's SFX " (v2.13)

001 full screen (not aware of Windows/P.M. API)

---TopSpeed C 3.0 CRUNCH compressed file--1Ch

DWORD

018A0001h

20h

WORD

1565h

application flags

010 compatible with Windows/P.M. API 011 uses Windows/P.M. API bit 3: is a Family Application (OS/2)

---PKARCK 3.5 self-extracting archive--1Ch

DWORD

00020001h

bit 5: 0=executable, 1=errors in image

20h

WORD

0700h

bit 6: non-conforming program (valid stack is not maintained) bit 7: DLL or driver rather than application

---BSA (Soviet archiver) self-extracting archive--1Ch

WORD

000Fh

1Eh

BYTE

A7h

(SS:SP info invalid, CS:IP points at FAR init routine called with AX=module handle which returns AX=0000h on failure, AX nonzero on successful initialization)

---LARC self-extracting archive--1Ch

4 BYTEs

20h 11 BYTEs

???

0Eh

WORD

auto data segment index

"SFX by LARC "

10h

WORD

initial local heap size

12h

WORD

initial stack size (added to data seg, 0000h if SS <> DS)

---LH self-extracting archive--1Ch

8 BYTEs

???

14h

DWORD

program entry point (CS:IP), "CS" is index into segment table

24h

8 BYTEs

"LH's SFX "

18h

DWORD

initial stack pointer (SS:SP), "SS" is segment index if SS=automatic data segment and SP=0000h, the stack pointer

---other linkers--1Ch

var

optional information

is

relocation items

the

set to the top of the automatic data segment, just below

--N

N DWORDs

Notes:

local heap

if word at offset 02h is 4, it should be treated as 00h, since 1Ch

WORD

segment count

1Eh

WORD

module reference count

20h

WORD

length of nonresident names table in bytes

program is loaded as high in memory as possible

22h

WORD

offset from start of this header to segment table (see below)

the maximum allocation is set to FFFFh by default

24h

WORD

offset from start of this header to resource table

26h

WORD

offset from start of this header to resident names table

Format of ROM Module Header:

28h

WORD

offset from start of this header to module reference table

Offset

2Ah

WORD

offset from start of this header to imported names table

pre-1.10 versions of the MS linker set it that way if both minimum and maximum allocation (offset 0Ah/0Ch) are zero, the

Size

Description

389

APÉNDICES

(array of counted strings, terminated with a string of length

01h

BYTE

segment number (00h if end of entry table list)

02h 3N BYTEs

00h)

entry records

2Ch

DWORD

offset from start of file to nonresident names table

Offset

Size

Description

30h

WORD

count of moveable entry point listed in entry table

00h

BYTE

flags

32h

WORD

file alignment size shift count

bit 0: exported

0 is equivalent to 9 (default 512-byte pages)

bit 1: single data

34h

WORD

number of resource table entries

36h

BYTE

target operating system

bits 2-7: unused??? 01h

WORD

offset within segment

00h unknown 01h OS/2

Format of new executable relocation data (immediately follows segment image):

02h Windows

Offset

Size

Description

03h European MS-DOS 4.x

00h

WORD

number of relocation items

04h Windows 386

02h 8N BYTEs

relocation items

05h BOSS (Borland Operating System Services) 37h

BYTE

other EXE flags

Size

Description

00h

BYTE

relocation type

bit 0: supports long filenames

00h LOBYTE

bit 1: 2.X protected mode

02h BASE

bit 2: 2.X proportional font

03h PTR

bit 3: gangload area

05h OFFS 0Bh PTR48

38h

WORD

offset to return thunks or start of gangload area

3Ah

WORD

offset to segment reference thunks or length of gangload area

3Ch

WORD

minimum code swap area size

3Eh

2 BYTEs

Note:

Offset

0Dh OFFS32 01h

BYTE

flags

02h

WORD

offset within segment

04h

WORD

target address segment

06h

WORD

target address offset

bit 2: additive

expected Windows version (minor version first)

this

header

is

documented

in

detail

in

the

Windows

3.1

SDK

Programmer's Reference, Vol 4.

Format of Codeview trailer (at end of executable):

Format of new executable resource data:

Offset

Size

Description

Offset

Size

Description

00h

WORD

signature 4E42h ('NB')

00h

WORD

alignment shift count for resource data

02h

WORD

Microsoft debug info version number

02h

04h

DWORD

Codeview header offset

N RECORDs resources Format of resource record:

Format of new executable segment table record: 00h

WORD

Offset

Size

Description

00h

WORD

type ID 0000h if end of resource records

offset in file (shift left by alignment shift to get byte

>= 8000h if integer type

offs) 02h

WORD

length of image in file (0000h = 64K)

04h

WORD

segment attributes (see below)

06h

WORD

number of bytes to allocate for segment (0000h = 64K)

Note:

else

the first segment table entry is entry number 1

from

start

of

resource table to type

02h

WORD

number of resources of this type

04h

DWORD

reserved for runtime use

08h Bitfields for segment attributes:

offset

string

Note:

N Resources (see below)

resource type and name strings are stored immediately following the resource table, and are not null-terminated

bit 0

data segment rather than code segment

bit 1

unused???

bit 2

real mode

Format of new executable resource entry:

bit 3

iterated

Offset

Size

Description

bit 4

movable

00h

WORD

offset in alignment units from start of file to contents of

bit 5

sharable

bit 6

preloaded rather than demand-loaded

02h

WORD

length of resource image in bytes

bit 7

execute-only (code) or read-only (data)

04h

WORD

flags

bit 8

relocations (directly following code for this segment)

bit 4: moveable

bit 9

debug info present

bit 5: shareable

bits 10,11

80286 DPL bits

bit 12

discardable

bits 13-15

discard priority

the resource data

bit 6: preloaded 06h

WORD

resource ID >= 8000h if integer resource else offset from start of resource table to resource string

Format of new executable entry table item (list): Offset

Size

Description

00h

BYTE

number of entry points (00h if end of entry table list)

08h Notes:

DWORD

reserved for runtime use

resource type and name strings are stored immediately following the resource table, and are not null-terminated

389


bit 2: initialization (only for DLLs)

strings are counted strings, with a string of length 0 indicating the

0 = global

end of the resource table

1 = per-process Format of new executable module reference table [one bundle of entries]:

bit 4: no internal fixups in executable image

Offset

Size

Description

bit 5: no external fixups in executable image

00h

BYTE

number of records in this bundle (00h if end of table)

bits 8,9,10:

01h

BYTE

segment indicator

0 = unknown

00h unused

1 = incompatible with PM windowing \

FFh movable segment, segment number is in entry

2 = compatible with PM windowing

else segment number of fixed segment

3 = uses PM windowing API

02h

bits 17,16,15: module type

Format of segment record Offset

Size

Description

000 program

00h

BYTE

flags

001 library (DLL)

bit 0: entry is exported

011 protected memory library module

bit 1: entry uses global (shared) data

100 physical device driver 110 virtual device driver

bits 7-3: number of parameter words

bit 30: per-process library termination

---fixed segment--01h

WORD

(requires valid CS:EIP, can't be set for .EXE)

offset

---moveable segment--INT 3F instruction (CDh 3Fh)

14h

DWORD

number of memory pages

18h

Initial CS:EIP

01h

2 BYTEs

03h

BYTE

segment number

DWORD

object number

05h

WORD

offset

DWORD

offset

table entries are numbered starting from 1

20h

Format of new executable resident/nonresident name table entry:

Initial SS:ESP DWORD

object number

DWORD

offset

Offset

Size

Description

28h

DWORD

memory page size

00h

BYTE

length of string (00h if end of table)

2Ch

DWORD

(Windows LE) bytes on last page

01h

N BYTEs

N+1

WORD

30h

DWORD

fixup section size

34h

DWORD

fixup section checksum

38h

DWORD

loader section size

3Ch

DWORD

loader section checksum

40h

DWORD

offset of object table (see below)

44h

DWORD

object table entries

Format of Linear Executable (enhanced mode executable) header:

48h

DWORD

object page map table offset

Offset

Description

4Ch

DWORD

object iterate data map offset

"LE" (4Ch 45h) signature (Windows)

50h

DWORD

resource table offset

"LX" (4Ch 58h) signature (OS/2)

54h

DWORD

resource table entries

Notes:

ordinal number (index into entry table)

first entry in the nonresident name table is the module description the strings are case-sensitive; if the executable was linked with /IGNORECASE, all strings are in uppercase

00h

2 BYTEs

(OS/2 LX) page offset shift count

ASCII text of string

the first string in the resident name table is the module name; the

Size

02h

BYTE

byte order (00h = little-endian, nonzero = big-endian)

58h

DWORD

resident names table offset

03h

BYTE

word order (00h = little-endian, nonzero = big-endian)

5Ch

DWORD

entry table offset

04h

DWORD

executable format level

60h

DWORD

module directives table offset

08h

WORD

CPU type (see also INT 15/AH=C9h)

64h

DWORD

Module Directives entries

01h Intel 80286 or upwardly compatible

68h

DWORD

Fixup page table offset


6Ch

DWORD

Fixup record table offset


70h

DWORD

imported modules name table offset

04h Intel Pentium (80586) or upwardly compatible

74h

DWORD

imported modules count

20h Intel i860 (N10) or compatible

78h

DWORD

imported procedures name table offset

21h Intel "N11" or compatible

7Ch

DWORD

per-page checksum table offset

40h MIPS Mark I (R2000, R3000) or compatible

80h

DWORD

data pages offset

41h MIPS Mark II (R6000) or compatible

84h

DWORD

preload page count

42h MIPS Mark III (R4000) or compatible

88h

DWORD

non-resident names table offset

target operating system

8Ch

DWORD

non-resident names table length

01h OS/2

90h

DWORD

non-resident names checksum

02h Windows

94h

DWORD

automatic data object

03h European DOS 4.0

98h

DWORD

debug information offset

04h Windows 386

9Ch

DWORD

debug information length

0Ah

WORD

programs)

bit 13: module not loadable (only for programs)

N RECORDs

Note:

> (only for /

0Ch

DWORD

module version

A0h

DWORD

preload instance pages number

10h

DWORD

module type

A4h

DWORD

demand instance pages number

389

APÉNDICES

A8h

DWORD

03h

extra heap allocation

BYTE

entry type flags

ACh 20 BYTEs

reserved

bit 0: exported

C0h

WORD

device ID (MS-Windows VxD only)

bit 1: uses single data rather than instance

C2h

WORD

DDK version (MS-Windows VxD only)

bit 2: reserved

Note:

bits 3-7: number of stack parameters

used by EMM386.EXE, QEMM, and Windows 3.0 Enhanced Mode drivers

Format of object table entry:

04h

DWORD

08h

2 BYTEs

offset of entry point ???

Offset

Size

Description

Note:

00h

DWORD

virtual size in bytes

indices,

04h

DWORD

relocation base address

08h

DWORD

object flags (see below)

0Ch

DWORD

page map index

Format of LX linear executable entry table [array]:

10h

DWORD

page map entries

Offset

Size

Description

14h

4 BYTEs

00h

BYTE

number of bundles following (00h = end of entry table)

01h

BYTE

bundle type

reserved??? (apparently always zeros)

empty bundles (bit flags at 00h = 00h) are used to skip unused

and do not contain the remaining nine bytes

00h empty

Bitfields for object flags: bit 0

readable

01h 16-bit entry

bit 1

writable

02h 286 callgate entry

bit 2

executable

03h 32-bit entry

bit 3

resource

04h forwarder entry

bit 4

discardable

bit 5

shared

present

bit 6

preloaded

---bundle type 00h---

bit 7

invalid

bit

7

set

if

typing

information

is

no additional fields

00 normal

02h

WORD

object number

01 zero-filled

04h

BYTE

entry flags bit 0: exported

10 resident


11 resident and contiguous bit 10 resident and long-lockable

05h

WORD

offset of entry point in object (shifted by page size shift)


bit 11 reserved bit 12 16:16 alias required

02h

WORD

object number

bit 13 "BIG" (Huge: 32-bit)

04h

BYTE

entry flags bit 0: exported

bit 14 conforming


bit 15 "OBJECT_I/O_PRIVILEGE_LEVEL" bits 16-31 reserved

Format of object page map table entry:

05h

WORD

offset of entry point in object

07h

WORD

reserved for callgate selector (used by loader)


Offset

Size

Description

02h

WORD

object number

00h

BYTE

??? (usually 00h)

04h

BYTE

entry flags

01h

WORD

(big-endian) index to fixup table

bit 0: exported bits 7-3: number of stack parameters

0000h if no relocation info BYTE

parameter


bit 8-9 type

03h

additional

type (00h hard copy in file, 03h some relocation needed)

05h

DWORD

offset of entry point in object

---bundle type 04h--Format of resident names table entry:

02h

WORD

reserved

Offset

Size

Description

04h

BYTE

forwarder flags

00h

BYTE

length of name

01h

N BYTEs

name

N+1

3 BYTEs

???

bit 0: import by ordinal bits 7-1 reserved 05h

WORD

07h

DWORD

module ordinal (forwarder's index into Import Module Name table)

Format of LE linear executable entry table:

Note:

Offset

Size

Description

00h

BYTE

number of entries in table

procedure name offset or import ordinal number

all fields after the first two bytes are repeated N times

Bitfields for linear executable fixup type:

01h 10 BYTEs per entry Offset

Size

Description

bit 7

ordinal is BYTE rather than WORD

00h

BYTE

bit flags

bit 6

16-bit rather than 8-bit object number/module ordinal

bit 0: non-empty bundle

bit 5

addition with DWORD rather than WORD

bit 1: 32-bit entry

bit 4

relocation info has size with new two bytes at end

object number

bit 3

reserved (0)

01h

WORD

389


00h

2 BYTEs

type

02h

WORD

level (01h flat-model file, 02h multisegmented file)

00 internal fixup

04h

WORD

header size

01 external fixup, imported by ordinal

06h

DWORD

file size in bytes

10 external fixup, imported by name

0Ah

WORD

checksum

11 internal fixup via entry table

0Ch

DWORD

offset of run-time parameters within file

10h

DWORD

size of run-time parameters in bytes

Format of linear executable fixup record:

14h

DWORD

offset of relocation table within file

Offset

Size

Description

18h

DWORD

size of relocation table in bytes

00h

BYTE

type

1Ch

DWORD

offset of segment information table within file

bits 7-4: modifier (0001 single, 0011 multiple)

20h

DWORD

size of segment information table in bytes

bits 3-0: type

24h

WORD

size of segment information table entry in bytes

0000 byte offset

26h

DWORD

offset of load image within file

0010 word segment

2Ah

DWORD

size of load image on disk

0011 16-bit far pointer (DWORD)

2Eh

DWORD

offset of symbol table within file

0101 16-bit offset

32h

DWORD

size of symbol table in bytes

0110 32-bit far pointer (PWORD)

36h

DWORD

offset of GDT within load image

0111 32-bit offset

3Ah

DWORD

size of GDT in bytes

3Eh

DWORD

offset of LDT within load image

42h

DWORD

size of LDT in bytes

46h

DWORD

offset of IDT within load image

4Ah

DWORD

size of IDT in bytes

4Eh

DWORD

offset of TSS within load image

DWORD

size of TSS in bytes

bit 2

set if add to destination, clear to replace destination

bits 1-0

1000

near

call

or

jump,

WORD/DWORD

based

on

seg

attrib 01h

BYTE

linear executable fixup type (see above)

---if single type--02h

WORD

04h

relocation information

52h

---internal fixup---

56h

BYTE

offset within page

object number

DWORD

one-based module number in Import Module table

BYTE/WORD ordinal number

minimum number of extra bytes to be allocated at end of

program (level 1 executables only)

---external,ordinal--BYTE

signature ("P2" for 286 .EXP executable, "P3" for 386 .EXP)

5Ah

DWORD

maximum number of extra bytes to be allocated at end of

program (level 1 executables only)

WORD/DWORD value to add (only present if modifier bit 4 set) ---external,name---

5Eh

DWORD

base load offset (level 1 executables only)

BYTE

one-based module number in Import Module table

62h

DWORD

initial ESP

WORD

offset in Import Procedure names

66h

WORD

initial SS

68h

DWORD

initial EIP

6Ch

WORD

initial CS

WORD/DWORD value to add (only present if modifier bit 4 set) ---if multiple type--02h

BYTE

number of items

6Eh

WORD

initial LDT

03h

var

relocation info as for "single" type (see above)

70h

WORD

initial TSS

offsets of items to relocate

72h

WORD

flags

N WORDs

bit 0: load image is packed bit 1: 32-bit checksum is present

Format of old Phar Lap .EXP file header: Offset

Size

bits 4-2: type of relocation table

Description "MP" (4Dh 50h) signature

74h

DWORD

memory requirements for load image

WORD

remainder of image size / page size (page size = 512h)

78h

DWORD

32-bit checksum (optional)

04h

WORD

size of image in pages

7Ch

DWORD

size of stack segment in bytes

06h

WORD

number of relocation items

80h 256 BYTEs

08h

WORD

header size in paragraphs

0Ah

WORD

minimum number of extra 4K pages to be allocated at the end

Format of Phar Lap segment information table entry:

of program, when it is loaded

00h

2 BYTEs

02h

0Ch

WORD

reserved (0)

Offset

Size

Description

maximum number of extra 4K pages to be allocated at the end

00h

WORD

selector number

of program, when it is loaded

02h

WORD

flags

0Eh

DWORD

initial ESP

04h

DWORD

base offset of selector

12h

WORD

word checksum of file

08h

DWORD

minimum number of extra bytes to be allocated to the segment

14h

DWORD

initial EIP

18h

WORD

offset of first relocation item

Format of 386|DOS-Extender run-time parameters:

1Ah

WORD

overlay number

Offset

1Ch

WORD

??? (wants to be 1)

Size

Description

00h

2 BYTEs

02h

WORD

minimum number of real-mode params to leave free at run time

Format of new Phar Lap .EXP file header:

04h

WORD

maximum number of real-mode params to leave free at run time

Offset

06h

WORD

minimum interrupt buffer size in KB

Size

Description

signature "DX" (44h 58h)

389

APÉNDICES

Borland's Open Architecture Handbook

08h

WORD

maximum interrupt buffer size in KB

0Ah

WORD

number of interrupt stacks

--------

0Ch

WORD

size in KB of each interrupt stack

D-214C----------------------------------------------------

0Eh

DWORD

offset of byte past end of real-mode code and data

INT 21 - DOS 2+ - "EXIT" - TERMINATE WITH RETURN CODE

12h

WORD

size in KB of call buffers

14h

WORD

flags

16h

WORD

18h 104 BYTEs

AH = 4Ch AL = return code

bit 0: file is virtual memory manager

Return: never returns

bit 1: file is a debugger

Notes:

unless the process is its own parent (see AH=26h, offset 16h in PSP),

unprivileged flag (if nonzero, executes at ring 1, 2, or 3)

all open files are closed and all memory belonging to the process

reserved (0)

is freed all network file locks should be removed before calling this function

Format of Phar Lap repeat block header:

SeeAlso: AH=00h,AH=26h,AH=4Bh,AH=4Dh,INT 15/AH=12h/BH=02h,INT 20,INT 22

Offset

Size

Description

SeeAlso: INT 60/DI=0601h

00h

WORD

byte count

--------

02h

BYTE

repeat string length

D-2150---------------------------------------------------INT 21 - DOS 2+ internal - SET CURRENT PROCESS ID (SET PSP

Format of Borland debugging information header (following load image):

ADDRESS)

Offset

Size

Description

00h

WORD

signature 52FBh

02h

WORD

version ID

Notes:

04h

DWORD

size of name pool in bytes

files

08h

WORD

number of names in namem pool

0Ah

WORD

number of type entries

0Ch

WORD

number of structure members

0Eh

WORD

number of symbols

10h

WORD

number of global symbols

12h

WORD

number of modules

14h

WORD

number of locals (optional)

16h

WORD

number of scopes in table

18h

WORD

number of line-number entries

1Ah

WORD

number of include files

1Ch

WORD

number of segment records

they are running under MS-DOS rather than a compatible OS; although

1Eh

WORD

number of segment/file correlations

one should only call this function with valid PSP addresses, any

20h

DWORD

AH = 50h BX = segment of PSP for new process

and memory; it corresponds to process identifiers used by other OSs under DOS 2.x, this function cannot be invoked inside an INT 28h handler without setting the Critical Error flag under MS-DOS 3+ and DR-DOS 3.41+, this function does not use any of the DOS-internal stacks and may thus be called at any time, even during another INT 21h call some Microsoft applications such as Quick C 2.51 use segments of 0000h and FFFFh and direct access to the SDA (see AX=5D06h) to test whether

size of load image after removing uninitialized data and

program hooking it should be prepared to handle invalid addresses

debug

supported by OS/2 compatibility box info

24h

28h

DOS uses the current PSP address to determine which processes own

DWORD

BYTE

this call was undocumented prior to the release of DOS 5.0

debugger hook; pointer into debugged program whose meaning


depends on program flags

--------

program flags

D-2151----------------------------------------------------

bit 0: case-sensitive link

INT 21 - DOS 2+ internal - GET CURRENT PROCESS ID (GET PSP

bit 1: pascal overlay program

ADDRESS)

29h

WORD

no longer used

2Bh

WORD

size of data pool in bytes

Return: BX = segment of PSP for current process

2Dh

BYTE

padding

Notes:

2Eh

WORD

size of following header extension (currently 00h, 10h, or

AH = 51h

DOS uses the current PSP address to determine which processes own

files

20h)

and memory; it corresponds to process identifiers used by other OSs

30h

WORD

number of classes

32h

WORD

number of parents

34h

WORD

number of global classes (currently unused)

36h

WORD

number of overloads (currently unused)

38h

WORD

number of scope classes

3Ah

WORD

number of module classes

3Ch

WORD

number of coverage offsets

supported by OS/2 compatibility box

3Eh

DWORD

offset relative to symbol base of name pool

identical to the documented AH=62h

42h

WORD

number of browser information records

44h

WORD

number of optimized symbol records


46h

WORD

debugging flags

--------

48h

8 BYTEs

padding

D-2152----------------------------------------------------

Note:

additional information on the Borland debugging info may be found in

under DOS 2.x, this function cannot be invoked inside an INT 28h handler without setting the Critical Error flag under DOS 3+, this function does not use any of the DOS-internal stacks and may thus be called at any time, even during another INT 21h call

this call was undocumented prior to the release of DOS 5.0

INT 21 U - DOS 2+ internal - "SYSVARS" - GET LIST OF LISTS

389


1Ah

DWORD

pointer to system FCB tables (see below)

Return: ES:BX -> DOS list of lists

1Eh

WORD

number of protected FCBs (the y in the CONFIG.SYS FCBS=x,y)

Notes:

20h

BYTE

number of block devices installed

21h

BYTE

number of available drive letters (largest of 5, installed

AH = 52h

partially supported by OS/2 v1.1 compatibility box (however, most pointers are FFFFh:FFFFh, LASTDRIVE is FFh, and the NUL header

block devices, and CONFIG.SYS LASTDRIVE=).

"next"

on

return,

ES

points

at

Also size of

current directory structure array.

pointer is FFFFh:FFFFh). the

DOS

data

segment

(see

also

INT

22h 18 BYTEs

actual NUL device driver header (not a pointer!) NUL is always the first device on DOS's linked list of device

2F/AX=1203h)

drivers. (see below)

SeeAlso: INT 2F/AX=1203h 34h

BYTE

number of JOIN'ed drives

---DOS 4.x---

Format of List of Lists: Offset

Size

Description

10h

WORD

maximum bytes per sector of any block device

-24

WORD

(DOS 3.1+) contents of CX from INT 21/AX=5E01h

12h

DWORD

pointer to disk buffer info record (see below)

-22

WORD

(DOS ???+) LRU counter for FCB caching

16h

DWORD

pointer to array of current directory structures (see below)

-20

WORD

(DOS ???+) LRU counter for FCB opens

1Ah

DWORD

pointer to system FCB tables (see below)

1Eh

WORD

number of protected FCBs (the y in the CONFIG.SYS FCBS=x,y)

20h

BYTE

number of block devices installed

21h

BYTE

number of available drive letters (largest of 5, installed

-18

DWORD

(DOS ???+) address of OEM function handler (see INT

(always 00h for DOS 5.0)

21/AH=F8h) FFFFh:FFFFh if not installed or not available -14

WORD

(DOS ???+) offset in DOS CS of code to return from INT 21

block devices, and CONFIG.SYS LASTDRIVE=).

call -12

WORD

(DOS 3.1+) sharing retry count (see AX=440Bh)

-10

WORD

(DOS 3.1+) sharing retry delay (see AX=440Bh)

-8

DWORD

(DOS 3+) pointer to current disk buffer

-4

WORD

(DOS 3+) pointer in DOS data segment of unread CON input

22h 18 BYTEs

NUL is always the first device on DOS's linked list of device drivers. (see below) 34h

BYTE

number of JOIN'ed drives

and returns the requested portion, buffering the rest

35h

WORD

pointer within IBMDOS code segment to list of special program

WORD

segment of first memory control block

00h

DWORD

pointer to first Drive Parameter Block (see AH=32h)

04h

DWORD

pointer to first System File Table (see below)

DWORD

names (see below)

0000h indicates no unread input

-2

(always 0000h for DOS 5.0) 37h

DWORD

pointer to FAR routine for resident IFS utility functions (see below) may be called by any IFS driver which does not wish to

pointer to active CLOCK$ device's header (most recently

service functions 20h or 24h-28h itself

loaded

0Ch

actual NUL device driver header (not a pointer!)

when CON is read via a handle, DOS reads an entire line,

for the next read.

08h

Also size of

current directory structure array.

DWORD

driver with CLOCK bit set)

3Bh

DWORD

pointer to chain of IFS (installable file system) drivers

pointer to active CON device's header (most recently loaded

3Fh

WORD

the x in BUFFERS x,y (rounded up to multiple of 30 if in EMS)

driver with STDIN bit set)

41h

WORD

number of lookahead buffers (the y in BUFFERS x,y)

43h

BYTE

boot drive (1=A:)

---DOS 2.x--10h

BYTE

number of logical drives in system

44h

BYTE

flag: 01h to use DWORD moves (80386+), 00h otherwise

11h

WORD

maximum bytes/block of any block device

45h

WORD

extended memory size in KB

13h

DWORD

pointer to first disk buffer (see below)

17h 18 BYTEs

---DOS 5.0-6.0---


10h 39 BYTEs

as for DOS 4.x (see above)

NUL is always the first device on DOS's linked list of device

37h

DWORD

pointer to SETVER program list or 0000h:0000h


3Bh

WORD

(DOS=HIGH) offset in DOS CS of function to fix A20 control

3Dh

when executing special .COM format

---DOS 3.0--WORD

PSP of most-recently EXECed program if DOS in HMA, 0000h if

10h

BYTE

number of block devices

11h

WORD

maximum bytes/block of any block device

13h

DWORD

pointer to first disk buffer (see below)

17h

DWORD


1Bh

BYTE

value of LASTDRIVE command in CONFIG.SYS (default 5)

Format of memory control block (see also below):

1Ch

DWORD

pointer to STRING= workspace area

Offset

Size

Description

20h

WORD

size of STRING area (the x in STRING=x from CONFIG.SYS)

00h

BYTE

block type: 5Ah if last block in chain, otherwise 4Dh

22h

DWORD

pointer to FCB table

01h

WORD

PSP segment of owner or

26h

WORD

the y in FCBS=x,y from CONFIG.SYS

0000h if free


0006h if DR-DOS XMS UMB

NUL is always the first device on DOS's linked list of device

0007h if DR-DOS excluded upper memory ("hole")


0008h if belongs to DOS

28h 18 BYTEs

---DOS 3.1-3.3---

low 3Fh

8 BYTEs

as for DOS 4.x (see above)

FFFAh if 386MAX UMB control block (see AX=4402h"386MAX")

10h

WORD

maximum bytes per sector of any block device

FFFDh if 386MAX locked-out memory

12h

DWORD

pointer to first disk buffer in buffer chain (see below)

FFFEh if 386MAX UMB (immediately follows its control block)

16h

DWORD


FFFFh if 386MAX 6.01 device driver

389

APÉNDICES

03h

WORD

05h

3 BYTEs

driver

size of memory block in paragraphs

was loaded (unused for other types)

unused by MS-DOS (386MAX) if locked-out block, region start/prev region end

Format of data at start of STACKS code segment (if present):

---DOS 2.x,3.x--08h

Offset

Size

Description

00h

WORD

???

02h

WORD

number of stacks (the x in STACKS=x,y)

04h

WORD

size of stack control block array (should be 8*x)

06h

WORD

size of each stack (the y in STACKS=x,y)

the next MCB is at segment (current + size + 1)

08h

DWORD

pointer to STACKS data segment

under DOS 3.1+, the first memory block is the DOS data segment,

0Ch

WORD

offset in STACKS data segment of stack control block array

0Eh

WORD

offset in STACKS data segment of last element of that array

10h

WORD

offset in STACKS data segment of the entry in that array for

8 BYTEs

unused

---DOS 4+ --08h

8 BYTEs

ASCII program name if PSP memory block or DR-DOS UMB, else garbage null-terminated if less than 8 characters

Notes:

containing installable drivers, buffers, etc.

Under DOS 4+ it is

divided into subsegments, each with its own memory control block

the next stack to be allocated (initially same as value in

(see below), the first of which is at offset 0000h. for DOS 5+, blocks owned by DOS may have either "SC" or "SD" in bytes 08h and 09h.

0Eh and works its way down in steps of 8 to the value in 0Ch as

"SC" is system code or locked-out inter-UMB memory,

hardware interrupts pre-empt each other)

"SD" is system data, device drivers, etc. Some versions of DR-DOS use only seven characters of the program

Note:

the STACKS code segment data may, if present, be located as follows:

DOS 3.2:

name,

The code segment data is at a paragraph boundary fairly early in the IBMBIO segment (seen at 0070:0190h)

placing a NUL in the eighth byte. DOS 3.3:

The code segment is at a paragraph boundary in the DOS data

Format of MS-DOS 5+ UMB control block:

segment, which may be determined by inspecting the segment

Offset

Size

Description

pointers of the vectors for those of interrupts 02h, 08h-0Eh,

00h

BYTE

type: 5Ah if last block in chain, 4Dh otherwise

01h

WORD

first available paragraph in UMB if control block at start

03h

WORD

05h

3 BYTEs

08h

8 BYTEs

70h, 72-77h which have not been redirected by device drivers or TSRs.

of UMB, 000Ah if control block at end of UMB DOS 4+

length in paragraphs of following UMB or locked-out region

Identified by sub-segment control block type "S" within the

DOS

unused

data segment.

block type name: "UMB" if start block, "SM" if end block in

SeeAlso: INT B4"STACKMAN"

UMB

Format of STARLITE (General Software's Embedded DOS) memory control block:

Format of array elements in STACKS data segment:

Offset

Size

Description

Offset

Size

Description

00h

BYTE

block type: 5Ah if last block in chain, otherwise 4Dh

00h

BYTE

status: 00h=free, 01h=in use, 03h=corrupted by overflow of

01h

WORD

PSP segment of owner, 0000h if free, 0008h if belongs to DOS

03h

WORD

size of memory block in paragraphs

01h

BYTE

not used

05h

BYTE

unused

02h

WORD

previous SP

06h

WORD

segment address of next memory control block (0000h if last)

04h

WORD

previous SS

08h

WORD

segment address of previous memory control block or 0000h

06h

0Ah

6 BYTEs

higher stack.

WORD

ptr to word at top of stack (new value for SP). The word at

the

reserved

top of the stack is preset to point back to this control Format of DOS 4+ data segment subsegment control blocks:

block.

Offset

Size

Description

00h

BYTE

subsegment type (blocks typically appear in this order)

SHARE.EXE hooks (DOS 3.1-6.00):

"D"

device driver

(offsets from first system file table--pointed at by ListOfLists+04h)

"E"

device driver appendage

Offset

Size

Description

"I"

IFS (Installable File System) driver

-3Ch

DWORD

pointer to FAR routine for ???

"F"

FILES=

control block storage area (for FILES>5)

"X"

FCBS=

control block storage area, if present

"C"

BUFFERS EMS workspace area (if BUFFERS /X option used)

"B"

BUFFERS=

"L"

Note: not called by MS-DOS 3.3, set to 0000h:0000h by SHARE 3.3+ -38h

DWORD

on

storage area

LASTDRIVE=

current directory structure array storage

internal

DOS

location

points

at

filename(see

Return: CF clear if successful "S"

STACKS=

"T"

INSTALL= transient code

paragraph of subsegment start (usually the next paragraph)

03h

WORD

size of subsegment in paragraphs

05h

3 BYTEs 8 BYTEs

CF set on error

code and data area, if present (see below)

WORD

08h

call,

AX=5D06h)

area

01h

pointer to FAR routine called on opening file

AX = DOS error code (24h) (see AH=59h) Note: SHARE directly accesses DOS-internal data to get name of file just opened

unused for types "D" and "I", base name of file from which the

-34h

DWORD

pointer to FAR routine called on closing file

389

-30h

DWORD


ES:DI -> system file table

starting cluster of file

0Bh

1Ah

Note: does something to every Record Lock Record for file

sharing record offset

33h

1Ch

pointer to FAR routine to close all files for given computer

file attribute

04h

1Eh

-10h

(called by AX=5D03h) -2Ch

DWORD

DWORD

pointer to FAR routine to get first cluster of FCB file ??? call with ES:DI -> system file table entry

pointer to FAR routine to close all files for given process

DS:SI -> FCB

(called by AX=5D04h) -28h

DWORD

Return: CF set if SFT closed or sharing record offsets

pointer to FAR routine to close file by name

mismatched

(called by AX=5D02h)


DS:SI -> DOS parameter list (see AX=5D00h)

BX = starting cluster number from FCB

DPL's DS:DX -> name of file to close Return: CF clear if successful

-0Ch

DWORD

DS:SI -> system file table

CF set on error

Return: AX = number of handle in JFT which already uses SFT

AX = DOS error code (03h) (see AH=59h) -24h

DWORD

pointer to FAR routine to close file if duplicate for process

pointer to FAR routine to lock region of file

Note: called during open/create of a file

call with BX = file handle

Note: if SFT was opened with inheritance enabled and sharing

---DOS 3.x---

mode 111, does something to all other SFTs owned by

CX:DX = starting offset

same process which have the same file open mode and sharing record

SI:AX = size -08h

---DOS 4+---

DWORD

pointer to FAR routine for closing file Note: closes various handles referring to file most-recently

DS:DX -> lock range

opened

DWORD start offset DWORD size in bytes

-04h

DWORD

SFT


entries

AL = DOS error code (21h) (see AH=59h)

call with ES:DI -> system file table entry for file (see

Note: not called if file is marked as remote -20h

DWORD

pointer to FAR routine to update directory info in related

pointer to FAR routine to unlock region of file

below) AX = subfunction (apply to each related SFT)

call with BX = file handle

00h: update time stamp (offset 0Dh) and date

---DOS 3.x---

stamp (offset 0Fh)

CX:DX = starting offset 01h:

SI:AX = size

cluster

DS:DX -> lock range DWORD start offset

Note: not called if file is marked as remote

11h)

and

0Bh).

Sets

as

function

01h,

but

last-accessed

always changed

pointer to FAR routine to check if file region is locked

03h: do both functions 00h and 02h Note: follows ptr at offset 2Bh in system file table entries

CX = length of region from current position in file

Note: NOP if opened with no-inherit or via FCB

Return: CF set if any portion of region locked AX = 0021h

(offset

fields

call with ES:DI -> system file table entry for file

DWORD

(offset

never accessed 02h:

AL = DOS error code (21h) (see AH=59h)

-18h

size

cluster fields to start of file if file

DWORD size in bytes

DWORD

file

last-accessed


-1Ch

update

starting

---DOS 4+---

Notes:

most of the above hooks (except -04h, -14h, -18h, and -3Ch) assume either that SS=DOS DS or SS=DS=DOS DS and directly access

pointer to FAR routine to get open file list entry

DOS-internal data

(called by AX=5D05h)

sharing hooks are not supported by DR-DOS 5-6; will reportedly be

call with DS:SI -> DOS parameter list (see AX=5D00h)

supported by Novell DOS 7

DPL's BX = index of sharing record DPL's CX = index of SFT in SFT chain of sharing rec Return: CF set on error or not loaded AX = DOS error code (12h) (see AH=59h) CF clear if successful

Format of sharing record: Offset

Size

Description

00h

BYTE

flag

ES:DI -> filename

00h free block

CX = number of locks owned by specified SFT

01h allocated block FFh end marker

BX = network machine number 01h

WORD

size of block

03h

BYTE

checksum of pathname (including NUL)

04h

WORD

offset in SHARE's DS of first Record Lock Record (see below)

Return: BL = C0h???

06h

DWORD

pointer to start of system file table chain for file

Note: copies following fields from SFT to FCB:

0Ah

WORD

unique sequence number

DX destroyed -14h

DWORD

pointer to FAR routine for updating FCB from SFT???

if sum of ASCII values is N, checksum is (N/256 + N%256)

call with DS:SI -> unopened FCB ES:DI -> system file table entry

389

APÉNDICES

0Ch

var

Note:

36h

ASCIZ full pathname

WORD

??? apparently always 0000h

not supported by DR-DOS SHARE 1.1 and 2.0; will reportedly be Format of DOS 3.1-3.3x, DR-DOS 5.0-6.0 system file tables and FCB tables:

supported by Novell DOS 7

Offset

Size

Description

Format of Record Lock Record (SHARE.EXE):

00h

DWORD

pointer to next file table (offset FFFFh if last)

Offset

Size

Description

04h

WORD

number of files in this table

00h

WORD

offset in SHARE's DS of next lock table in list or 0000h

06h

02h

DWORD

offset in file of start of locked region

Offset

Size

Description

06h

DWORD

offset in file of end of locked region

00h

WORD

number of file handles referring to this file

0Ah

DWORD

pointer to System File Table entry for this file

02h

WORD

file open mode (see AH=3Dh)

0Eh

WORD

PSP segment of lock's owner 04h

BYTE

file attribute (see AX=4301h)

05h

WORD

device info word (see AX=4400h)

35h bytes per file

bit 15 set if this file opened via FCB

---DOS 5+ --10h

WORD

lock type: (00h lock all, 01h lock writes only)

bit 15 set if remote file Format of DOS 2.x system file tables:

bit 14 set means do not set file date/time on closing

Offset

Size

Description

bit 12 set means don't inherit on EXEC

00h

DWORD


04h

WORD


06h

bits 5-0 drive number for disk files 07h

DWORD

to

DOS

Drive

Parameter

Size

Description

00h

BYTE


0Bh

WORD


01h

BYTE

file open mode (see AH=3Dh)

0Dh

WORD

file time in packed format (see AX=5700h)

02h

BYTE

file attribute

03h

BYTE

drive (0 = character device, 1 = A, 2 = B, etc)

0Fh

WORD

11h

DWORD

11

BYTEs

filename

in

FCB

format

(no

file date in packed format (see AX=5700h)

file size

---system file table---

WORD

???

11h

WORD

???

13h

DWORD

file size???

17h

WORD


19h

WORD


15h

WORD

counter for last I/O to FCB

1Bh

BYTE

device attribute (see AX=4400h)

17h

WORD

counter for last open of FCB

15h

DWORD

current offset in file (may be larger than size of file; INT 21/AH=42h does not check new position)

---FCB table---

(these are separate to determine the times of the

---character device--DWORD

(see

not used for character devices in DR-DOS

path,no

0Fh

1Ch

Block

not used for character devices in DR-DOS

period,blank-padded)

latest I/O and open)

pointer to device driver ---

---block device--1Ch

WORD


19h

WORD

relative cluster within file of last cluster accessed

1Eh

WORD

relative cluster in file of last cluster accessed

1Bh

WORD

absolute cluster number of last cluster accessed

20h

WORD

absolute cluster number of current cluster

1Dh

WORD

number of sector containing directory entry

22h

WORD

???

1Fh

BYTE

number of dir entry within sector (byte offset/32)

24h

DWORD

current file position???

20h 11 BYTEs

filename in FCB format (no path/period, blank-padded)

2Bh

DWORD

(SHARE.EXE) pointer to previous SFT sharing same file

2Fh

WORD

(SHARE.EXE) network machine number which opened file

0000h if file never read or written???

------

Format of DOS 3.0 system file tables and FCB tables:

(Windows

Offset

Size

Description

00h

DWORD


WORD


06h

pointer

AH=32h)

Offset

04h

04h

pointer to device driver header if character device else

28h bytes per file

Size

WORD

WORD

DOSMGR

uses

WORD

offset within SHARE.EXE code segment of sharing record (see above)

0000h = none

21h 11 BYTEs


2Ch

DWORD


30h

WORD


Format of DOS 4.0-6.0 system file tables and FCB tables:

(Windows

Offset

Size

Description

00h

DWORD


ID as the machine number; see INT 2F/AX=1683h)

04h

WORD


PSP segment of file's owner (first three entries for

06h

mode

DOSMGR

uses

the

virtual

machine

32h

WORD

34h

WORD

virtual

PSP segment of file's owner (see AH=26h) (first three

startup code) 33h

byte offset of directory entry within sector

Enhanced

the

entries for AUX/CON/PRN contain segment of IO.SYS

Description

00h-1Eh as for DOS 3.1+ (see below) 1Fh

mode

ID as the machine number; see INT 2F/AX=1683h) 31h

38h bytes per file Offset

Enhanced

machine

3Bh bytes per file

AUX/CON/PRN contain segment of IO.SYS startup code)

Offset

Size

Description

(SHARE.EXE) offset in SHARE code seg of share record

00h

WORD


389


exempt from network connection make/break commands;

FFFFh if in use but not referenced 02h

WORD

set for CD-ROM drives

file open mode (see AH=3Dh) 45h

bit 15 set if this file opened via FCB

DWORD

---local drives---

04h

BYTE

file attribute (see AX=4301h)

05h

WORD

device info word (see also AX=4400h)

49h

WORD

bit 14 set means do not set file date/time on closing

4Bh

WORD

??? seems to be FFFFh always

bit 13 set if named pipe

4Dh

WORD

??? seems to be FFFFh always

---network drives---

bit 12 set if no inherit bit 11 set if network spooler bit 7

pointer to device driver header if character device else

49h

DWORD

4Dh

WORD

pointer

to

DOS

Drive

Parameter

Block

(see

pointer to redirector or REDIRIFS record, or FFFFh:FFFFh (DOS 4 only) available for use by IFS driver

set if device, clear if file (only if local)

bits 6-0 as for AX=4400h DWORD

starting cluster of current directory 0000h = root, FFFFh = never accessed

bit 15 set if remote file

07h

pointer to Drive Parameter Block for drive (see AH=32h)

stored user data from INT 21/AX=5F03h

-----4Fh

WORD

offset in current directory path of backslash corresponding

to

AH=32h)

root directory for drive

or REDIR data

this value specifies how many characters to hide from the

0Bh

WORD

starting cluster of file (local files only)

0Dh

WORD


"CHDIR" and "GETDIR" calls; normally set to 2 to hide the

0Fh

WORD


drive letter and colon, SUBST, JOIN, and networks change it

11h

DWORD

file size

so that only the appropriate portion of the true path is

15h

DWORD

current offset in file (SFT)

visible to the user ---DOS 4+ ---

LRU counters (FCB table, two WORDs)

51h

---local file--19h

WORD

relative cluster within file of last cluster accessed

1Bh

DWORD

number of sector containing directory entry

1Fh

BYTE

number of dir entry within sector (byte offset/32)

BYTE

04h network drive 52h

DWORD

DWORD

1Dh

3 BYTEs

pointer to IFS driver (DOS 4) or redirector block (DOS 5+)

for this drive, 00000000h if native DOS

---network redirector--19h

(DOS 4 only, remote drives) device type

56h

pointer to REDIRIFS record

WORD

available for use by IFS driver

???

Notes:

the path for invalid drives is normally set to X:\, but may be empty

20h 11 BYTEs


versions

2Bh

DWORD


2Fh

WORD


DR-DOS 5.0 uses other combinations for bits 15-12: 0111 JOIN,

(Windows

0001 SUBST, 0101 ASSIGN (see below)

after JOIN x: /D in DR-DOS 5.0 or NET USE x: /D in older LAN

------

Enhanced

mode

DOSMGR

uses

the

normally, only one of bits 13&12 may be set together with bit 14, but

virtual

machine

31h

WORD

ID as the machine number; see INT 2F/AX=1683h)

Format of DR-DOS 5.0-6.0 current directory structure entry (array):

PSP segment of file's owner (see AH=26h) (first three

Offset

entries for AUX/CON/PRN contain segment of IO.SYS

WORD

offset within SHARE.EXE code segment of sharing record (see above)

35h

WORD

Description ASCIZ pathname of actual root directory for this logical

drive

startup code) 33h

Size

00h 67 BYTEs

43h

WORD

drive attributes 1000h SUBSTed drive

0000h = none

3000h??? JOINed drive

(local) absolute cluster number of last clustr

4000h physical drive

accessed

5000h ASSIGNed drive

(redirector) ??? 37h

DWORD

7000h JOINed drive

pointer to IFS driver for file, 0000000h if native

8000h network drive

DOS the OS/2 2.0 DOS Boot Session does not properly fill in the filename

45h

BYTE

physical drive number (0=A:) if this logical drive is valid

field due to incomplete support for SFTs; the OS/2 2.0 DOS Window

46h

BYTE

??? apparently flags for JOIN and ASSIGN

does not appear to support SFTs at all

47h

WORD

cluster number of start of parent directory (0000h = root)

49h

WORD

entry number of current directory in parent directory

Format of current directory structure (CDS) (array, LASTDRIVE entries):

4Bh

WORD

cluster number of start of current directory

Offset

Description

4Dh

WORD

used for media change detection (details not available)

00h 67 BYTEs

ASCIZ path in form X:\PATH (local) or \\MACH\PATH (network)

4Fh

WORD

cluster number of SUBST/JOIN "root" directory

43h

drive attributes (see also note below and AX=5F07h)

Note:

Size

WORD

bit 15: uses network redirector

\ invalid if 00, installable

bit 14: physical drive

/ file system if 11

bit 13: JOIN'ed

\ path above is true path that would be

bit 12: SUBST'ed

/ needed if not under SUBST or JOIN

bit

7: remote drive hidden from redirector's assign-list and

0000h if physical root directory

Format of device driver header: Offset

Size

Description

00h

DWORD

pointer to next driver, offset=FFFFh if last driver

04h

WORD

device attributes

389

APÉNDICES

16h

Character device:

6 BYTEs

(CD-ROM driver) signature 'MSCDnn' where 'nn' is version (currently '00')

bit 15 set (indicates character device) bit 14 IOCTL supported (see AH=44h) bit 13 (DOS 3+) output until busy supported

Format of CLOCK$ transfer record:

bit 12 reserved

Offset

Size

Description

bit 11 (DOS 3+) OPEN/CLOSE/RemMedia calls supported

00h

WORD

number of days since 1-Jan-1980

bits 10-8 reserved

02h

BYTE

minutes

bit 7

03h

BYTE

hours

04h

BYTE

hundredths of second

05h

BYTE

seconds

(DOS 5+) Generic IOCTL check call supported (cmd

19h) (see AX=4410h,AX=4411h) bit 6

(DOS 3.2+) Generic IOCTL call supported (command Format of DOS 2.x disk buffer:

13h) (see AX=440Ch,AX=440Dh) bit 5 bit

4

reserved device

is

special

(use

INT

29

"fast

Size

Description

00h

DWORD

pointer to next disk buffer, offset = FFFFh if last

04h

BYTE

05h

3 BYTEs

08h

WORD

logical sector number

least-recently used buffer is first in chain

console

output") bit 3

Offset

device is CLOCK$ (all reads/writes use transfer record described below)

drive (0=A, 1=B, etc), FFh if not in use unused??? (seems always to be 00h 00h 01h)

bit 2

device is NUL

0Ah

BYTE

number of copies to write (1 for non-FAT sectors)

bit 1

device is standard output

0Bh

BYTE

sector offset between copies if multiple copies to be written

bit 0

device is standard input

0Ch

DWORD

pointer to DOS Drive Parameter Block (see AH=32h)

10h

Block device:

buffered data

bit 15 clear (indicates block device) bit 14 IOCTL supported

Format of DOS 3.x disk buffer:

bit 13 non-IBM format

Offset

Size

Description

00h

DWORD

pointer to next disk buffer, offset = FFFFh if last

bit 10 reserved

04h

BYTE

drive (0=A,1=B, etc), FFh if not in use

bit 9

05h

BYTE

buffer flags

bit 12 network device (device is remote)

least-recently used buffer is first in chain

bit 11 (DOS 3+) OPEN/CLOSE/RemMedia calls supported

bit 8 bit 7

direct I/O not allowed??? (set by DOS 3.3 DRIVER.SYS for "new" drives)

bit 7: ???

??? set by DOS 3.3 DRIVER.SYS for "new" drives

bit 6: buffer dirty bit 5: buffer has been referenced

(DOS 5+) Generic IOCTL check call supported (cmd

bit 4: ???

19h)

bit 3: sector in data area

(see AX=4410h,AX=4411h) bit 6

bit 2: sector in a directory, either root or subdirectory

(DOS 3.2+) Generic IOCTL call supported (command

bit 1: sector in FAT

13h)

bit 0: boot sector??? (guess)

implies support for commands 17h and 18h 06h

WORD

logical sector number

bits 5-2 reserved

08h

BYTE

number of copies to write (1 for non-FAT sectors)

bit 1

09h

BYTE

sector offset between copies if multiple copies to be written

0Ah

DWORD


0Eh

WORD

unused??? (almost always 0)

(see AX=440Ch,AX=440Dh,AX=440Eh,AX=440Fh)

driver supports 32-bit sector addressing (DOS

3.31+) bit 0

reserved

Note: for European MS-DOS 4.0, bit 11 also indicates that

10h

buffered data

bits

06h

08h

WORD

WORD

8-6 contain a version code (000 = DOS 3.0,3.1;

Format of DOS 4.00 (pre UR 25066) disk buffer info:

001 = DOS 3.2, 010 = European DOS 4.0)

Offset

Size

Description

device strategy entry point

00h

DWORD

pointer to array of disk buffer hash chain heads (see below)

call with ES:BX -> request header (see INT 2F/AX=0802h)

04h

device interrupt entry point

8 BYTEs

DWORD

pointer to lookahead buffer, zero if not present

0Ah

WORD

number of lookahead sectors, else zero (the y in BUFFERS=x,y)

0Ch

BYTE

00h if buffers in EMS (/X), FFh if not

number of subunits (drives) supported by driver

0Dh

WORD

EMS handle for buffers, zero if not in EMS

unused

0Fh

WORD

EMS physical page number used for buffers (usually 255)

11h

WORD

??? seems always to be 0001h

(CD-ROM driver) reserved, must be 0000h

13h

WORD

segment of EMS physical page frame

appears to be another device chain

15h

WORD

??? seems always to be zero

17h

4 WORDs

blank-padded character device name

---block device--0Ah

BYTE

0Bh

7 BYTEs

--12h

WORD

number of disk buffer hash chains (referred to as NDBCH

below) 06h

---character device--0Ah

WORD

14h

BYTE

(CD-ROM driver) drive letter (must initially be 00h)

15h

BYTE

(CD-ROM driver) number of units

EMS partial page mapping information???

389


Format of DOS 4.01 (from UR 25066 Corrctive Services Disk on) disk buffer

0Bh

WORD

offset in sectors between copies to write for FAT sectors

info:

0Dh

DWORD


Offset

Size

Description

11h

WORD

size of data in buffer if remote buffer (see flags above)

00h

DWORD

pointer to array of disk buffer hash chain heads (see below)

13h

BYTE

reserved (padding)

04h

WORD

number of disk buffer hash chains (referred to as NDBCH

14h

buffered data

Note:

below)

for DOS 4.x, all buffered sectors which have the same hash value

06h

DWORD


(computed as the sum of high and low words of the logical sector

0Ah

WORD


number divided by the number of disk buffer chains) are on the same

0Ch

BYTE

01h, possibly to distinguish from pre-UR 25066 format

doubly-linked circular chain; for DOS 5+, only a single circular

0Dh

WORD

??? EMS segment for BUFFERS (only with /XD)

0Fh

WORD

??? EMS physical page number of EMS seg above (only with /XD)

11h

WORD

??? EMS segment for ??? (only with /XD)

13h

WORD

??? EMS physical page number of above (only with /XD)

15h

BYTE

??? number of EMS page frames present (only with /XD)

16h

WORD

chain exists. the links consist of offset addresses only, the segment being the same

segment of one-sector workspace buffer allocated in main

for all buffers in the chain.

Format of DOS 5.0-6.0 disk buffer info: Offset

Size

Description

if BUFFERS/XS or /XD options in effect, possibly to avoid

00h

DWORD

pointer to least-recently-used buffer header (may be in HMA)

into EMS

04h

WORD

number of dirty disk buffers

memory

(see above)

DMA

18h

WORD

EMS handle for buffers, zero if not in EMS

06h

DWORD


1Ah

WORD

EMS physical page number used for buffers (usually 255)

0Ah

WORD


1Ch

WORD

??? appears always to be 0001h

0Ch

BYTE

buffer location

1Eh

WORD

segment of EMS physical page frame

20h

WORD

??? appears always to be zero

22h

BYTE

00h if /XS, 01h if /XD, FFh if BUFFERS not in EMS

00h base memory, no workspace buffer 01h HMA, workspace buffer in base memory 0Dh

DWORD

11h

3 BYTEs

Format of DOS 4.x disk buffer hash chain head (array, one entry per chain):

14h

WORD

???

Offset

Size

Description

16h

BYTE

flag: INT 24 fail while making an I/O status call

00h

WORD

EMS logical page number in which chain is resident, -1 if not

17h

BYTE

temp storage for user memory allocation strategy during EXEC

in EMS

18h

BYTE

counter: number of INT 21 calls for which A20 is off

19h

BYTE

bit flags

02h

DWORD

pointer to least recently used buffer header.

unused

this chain are in the same segment.

bit 0: ??? bit 1: SWITCHES=/W specified in CONFIG.SYS (don't load

06h

BYTE

number of dirty buffers on this chain

07h

BYTE

reserved (00h)

Notes:

All buffers on

pointer to one-segment workspace buffer in base memory

WINA20.SYS when MS Windows 3.0 starts) bit 2: in EXEC state (INT 21/AX=4B05h)

buffered disk sectors are assigned to chain N where N is the sector's address modulo NDBCH,

0 <= N <= NDBCH-1

each chain resides completely within one EMS page this structure is in main memory even if buffers are in EMS

Format of DOS 4.0-6.0 disk buffer: Offset

Size

Description

00h

WORD

forward ptr, offset only, to next least recently used buffer

02h

WORD

backward ptr, offset only

04h

BYTE

drive (0=A,1=B, etc) if bit 7 clear SFT index if bit 7 set

1Ah

WORD

offset

of

unpack

code

start

(used

only

during

1Ch

BYTE

bit 0 set iff UMB MCB chain linked to normal MCB chain

1Dh

WORD

minimum paragraphs of memory required by program being EXECed

1Fh

WORD

segment of first MCB in upper memory blocks or FFFFh if DOS memory chain in base 640K only (first UMB MCB usually at

9FFFh, locking out video memory with a DOS-owned memory block) 21h

WORD

paragraph from which to start scanning during memory

allocation

FFh if not in use 05h

BYTE

buffer flags

Format of IFS driver list:

bit 7: remote buffer

Offset

Size

Description

bit 6: buffer dirty

00h

DWORD

pointer to next driver header

bit 5: buffer has been referenced (reserved in DOS 5+)

04h

8 BYTEs

IFS driver name (blank padded), as used by FILESYS command

bit 4: search data buffer (only valid if remote buffer)

0Ch

4 BYTEs

???

bit 3: sector in data area

10h

DWORD

14h

WORD

bit 0: reserved 06h

DWORD

logical sector number (local buffers only)

0Ah

BYTE

number of copies to write for FAT sectors, same as number of FATs for data and directory sectors, usually 1

pointer to IFS utility function entry point (see below) call with ES:BX -> IFS request (see below)

bit 2: sector in a directory, either root or subdirectory bit 1: sector in FAT

INT

21/AX=4B05h)

offset in header's segment of driver entry point

???

Call IFS utility function entry point with: AH = 20h miscellaneous functions AL = 00h get date

389

APÉNDICES

Return: CX = year DH = month

03h

WORD

returned DOS error code

05h

BYTE

IFS driver exit status 00h success

DL = day AL = 01h get process ID and computer ID

01h ???

Return: BX = current PSP segment

02h ??? 03h ???

DX = active network machine number

04h ???

AL = 05h get file system info

FFh internal failure

ES:DI -> 16-byte info buffer 06h 16 BYTEs

Return: buffer filled Offset

Size

00h

2 BYTEs

02h

WORD

16h

BYTE

the first two file table arrays)

17h

BYTE

unused???

unused

function code 04h ???

number of SFTs (actually counts only

04h

WORD

number of FCB table entries

18h

DWORD

pointer to ???

06h

WORD

number of proctected FCBs

1Ch

DWORD

pointer to ???

08h

6 BYTEs

unused

20h

2 BYTEs

0Eh

WORD

???

---request class 03h---

largest sector size supported

16h

BYTE

function code

ES:DI -> 18-byte buffer for name

17h

BYTE

???

Return: buffer filled with name starting at offset 02h

18h

DWORD

pointer to ???

1Ch

DWORD

pointer to ???

22h

WORD

returned ???

24h

WORD

returned ???

Return: CF set

26h

WORD

returned ???

AH = 21h get redirection state

28h

BYTE

returned ???

29h

BYTE

unused???

AL = 06h get machine name

AL = 08h get sharing retry count Return: BX = sharing retry count AL = other

BH = type (03h disk, 04h printer)


Return: BH = state (00h off, 01h on) AH = 22h ??? some sort of time calculation AL = 00h ???

16h

DWORD

pointer to ???

1Ah

DWORD

pointer to ???


nonzero ???

16h

AH = 23h ??? some sort of time calculation

BYTE

function code 01h flush disk buffers

AH = 24h compare filenames DS:SI -> first ASCIZ filename

02h get disk space

ES:DI -> second ASCIZ filename

03h MKDIR

Return: ZF set if files are same ignoring case and / vs \

04h RMDIR 05h CHDIR

AH = 25h normalize filename

06h delete file

DS:SI -> ASCIZ filename

07h rename file

ES:DI -> buffer for result Return:

filename

uppercased,

forward

slashes

changed

08h search directory

to

09h file open/create

backslashes

0Ah LSEEK

AH = 26h get DOS stack

0Bh read from file

Return: DS:SI -> top of stack

0Ch write to file

CX = size of stack in bytes

Note:

???


Description

AH = 27h increment InDOS flag

0Dh lock region of file

AH = 28h decrement InDOS flag

0Eh commit/close file 0Fh get/set file attributes

IFS drivers which do not wish to implement functions 20h or 24h-28h

10h printer control

may

11h ???

pass them on to the default handler pointed at by [LoL+37h]

12h process termination 13h ???

Format of IFS request block:

---class 05h function 01h---

Offset

Size

Description

00h

WORD

total size in bytes of request

17h

7 BYTEs

02h

BYTE

class of request

1Eh

DWORD

02h ???

22h

4 BYTEs

???

03h redirection

26h

BYTE

???

04h ???

27h

BYTE

???

05h file access

??? pointer to ???


06h convert error code to string

17h

7 BYTEs

07h ???

1Eh

DWORD

??? pointer to ???

389


2Ah

???

DWORD

transfer address

22h

4 BYTEs

26h

WORD

returned total clusters

28h

WORD

returned sectors per cluster

17h

7 BYTEs

2Ah

WORD

returned bytes per sector

1Eh

DWORD

pointer to ???

2Ch

WORD

returned available clusters

22h

DWORD

pointer to IFS open file structure (see below)

2Eh

BYTE

returned ???

26h

BYTE

file handle???

2Fh

BYTE

???

27h

BYTE

unused???

28h

WORD

???

???

2Ah

WORD

???

pointer to ???

2Ch

WORD

???

???

2Eh

WORD

???

---class 05h functions 03h,04h,05h--17h

7 BYTEs

1Eh

DWORD

22h

4 BYTEs

26h

DWORD

pointer to directory name

---class 05h function 0Dh---

---class 05h function 0Eh--17h

7 BYTEs

???

1Eh

DWORD

pointer to ???

pointer to ???

22h

DWORD


???

26h

BYTE

00h commit file

27h

BYTE

---class 05h function 06h--17h

7 BYTEs

1Eh

DWORD

22h

4 BYTEs

26h

WORD

attribute mask

28h

DWORD

pointer to filename


17h

7 BYTEs

1Eh

DWORD

???

22h

4 BYTEs

WORD

attribute mask

26h

BYTE

28h

DWORD

pointer to source filespec

2Ch

DWORD

pointer to destination filespec

27h

BYTE

DWORD

22h

4 BYTEs

26h

7 BYTEs

1Eh

DWORD

22h

4 BYTEs

26h

BYTE

??? pointer to ??? ??? 02h GET attributes 03h PUT attributes unused???

28h 12 BYTEs

???

???

34h

WORD

search attributes???

pointer to ???

36h

DWORD

pointer to filename

???

3Ah

WORD

(GET) returned ???

00h FINDFIRST

3Ch

WORD

(GET) returned ???

01h FINDNEXT

3Eh

WORD

(GET) returned ???

---class 05h function 08h--17h

unused???

---class 05h function 0Fh---

pointer to ???

7 BYTEs

1Eh

???

01h close file

???

17h

???

28h

DWORD

pointer to FindFirst search data + 01h if FINDNEXT

40h

WORD

(GET) returned ???

2Ch

WORD

search attribute if FINDFIRST

42h

WORD

(PUT) new attributes

2Eh

DWORD

pointer to filespec if FINDFIRST


(GET) returned attributes ---class 05h function 10h---

17h

7 BYTEs

???

17h

7 BYTEs

1Eh

DWORD

pointer to ???

1Eh

DWORD

??? pointer to ???

22h

DWORD


22h

DWORD


26h

WORD

???

\ together, specify open vs. create, whether or

26h

WORD

???

28h

WORD

???

/ not to truncate

28h

DWORD

pointer to ???

2Ah

4 BYTEs

???

2Ch

WORD

???

2Eh

DWORD

pointer to filename

2Eh

BYTE

???

32h

4 BYTEs

???

2Fh

BYTE

subfunction

36h

WORD

file attributes on call

01h get printer setup

returned ???

03h ???

returned ???

04h ???

---class 05h function 0Ah---

05h ???

38h

WORD

???

06h ???

DWORD

pointer to ???

07h ???

22h

DWORD


26h

BYTE

seek type (02h = from end)

28h

DWORD

offset on call

17h

7 BYTEs

returned new absolute position

1Eh

DWORD

pointer to ???

22h

DWORD


???

26h

BYTE

subfunction

17h

7 BYTEs

1Eh

---class 05h functions 0Bh,0Ch---

21h set printer setup ---class 05h function 11h--???

17h

7 BYTEs

1Eh

DWORD

pointer to ???

27h

BYTE

unused???

22h

DWORD


28h

WORD

???

28h

WORD

number of bytes to transfer

2Ah

WORD

???

returned bytes actually transferred

2Ch

WORD

???

389

APÉNDICES

2Eh

BYTE

???

2Fh

BYTE

???

01h low memory best fit 02h low memory last fit


---DOS 5+ ---

17h 15 BYTEs

unused???

40h high memory first fit

26h

WORD

PSP segment

41h high memory best fit

28h

BYTE

type of process termination

42h high memory last fit

29h

BYTE

unused???

80h first fit, try high then low memory

---class 05h function 13h--17h 15 BYTEs

unused???

26h

PSP segment

WORD

81h best fit, try high then low memory 82h last fit, try high then low memory 01h set allocation strategy


BL = new allocation strategy (see above)

16h

DWORD

returned pointer to string corresponding to error code at 03h

1Ah

BYTE

returned ???

1Bh

BYTE

unused

BH = 00h (DOS 5+) Return: CF clear if successful CF set on error


AX = error code (01h) (see AH=59h)

16h

DWORD


1Ah

BYTE

???

1Bh

BYTE

unused???

Notes:

the Set subfunction accepts any value in BL for DOS 3.x and 4.x; 2 or greater means last fit the Get subfunction returns the last value set setting an allocation strategy involving high memory does not

Format of IFS open file structure:

automatically link in the UMB memory chain; this must be done

Offset

Size

Description

00h

WORD

???

02h

WORD

device info word

04h

WORD

file open mode

06h

WORD

???

08h

WORD

file attributes

SeeAlso: AH=48h,AH=49h,AH=4Ah,INT 2F/AX=4310h,INT 67/AH=3Fh

0Ah

WORD

owner's network machine number

--------

0Ch

WORD

owner's PSP segment

D-2158----------------------------------------------------

0Eh

DWORD

file size

INT 21 - DOS 5+ - GET OR SET UMB LINK STATE

12h

DWORD

current offset in file

AH = 58h

16h

WORD

file time

AL = subfunction

18h

WORD

file date

explicitly with AX=5803h in order to actually allocate high memory a program which changes the allocation strategy should restore it before terminating Toshiba MS-DOS 2.11 supports subfunctions 00h and 01h DR-DOS 3.41 reportedly reverses subfunctions 00h and 01h

02h get UMB link state

1Ah 11 BYTEs

filename in FCB format

25h

WORD

???

27h

WORD

hash value of SFT address

29h

3 WORDs

2Fh

WORD

Return: AL = 00h UMBs not part of DOS memory chain = 01h UMBs in DOS memory chain 03h set UMB link state

(low word of linear address + segment&F000h)

BX = 0000h remove UMBs from DOS memory chain

network info from SFT ???

= 0001h add UMBs to DOS memory chain Return: CF clear if successful CF set on error

Format of one item in DOS 4+ list of special program names:

AX = error code (01h) (see AH=59h)

Offset

Size

Description

00h

BYTE

length of name (00h = end of list)

01h

N BYTEs

name in format name.ext

--------

N

2 BYTEs

DOS version to return for program (major,minor)

D-2159--BX0000--------------------------------------------

(see AH=30h,INT 2F/AX=122Fh)

INT 21 - DOS 3+ - GET EXTENDED ERROR INFORMATION

Note:

terminating

---DOS 4 only--N+2 Note:

BYTE

a program which changes the UMB link state should restore it before

AH = 59h

number of times to return fake version number (FFh = always)

if the name of the executable for the program making the DOS "get

BX = 0000h Return: AX = extended error code (see below)

version" call matches one of the names in this list, DOS returns

BH = error class (see below)

the

BL = recommended action (see below) specified version rather than the true version number

CH = error locus (see below)

--------

ES:DI may be pointer (see error code list below)

D-2158---------------------------------------------------INT 21 - DOS 3+ - GET OR SET MEMORY ALLOCATION STRATEGY

CL, DX, SI, BP, and DS destroyed Notes:

functions available under DOS 2.x map the true DOS 3+ error code into one supported under DOS 2.x

AH = 58h

you should call this function to retrieve the true error code when an

AL = subfunction 00h get allocation strategy Return: AX = current strategy 00h low memory first fit

FCB or DOS 2.x call returns an error under DR-DOS 5.0, this function does not use any of the DOS-internal stacks and may thus be called at any time

389

SeeAlso: AH=59h/BX=0001h,AX=5D0Ah,INT 2F/AX=122Dh

Values for extended error code:


3Fh (63)

not enough space to print file

40h (64)

network name was deleted

41h (65)

network: Access denied

00h (0)

no error

42h (66)

network device type incorrect

01h (1)

function number invalid

43h (67)

network name not found

02h (2)

file not found

44h (68)

network name limit exceeded

03h (3)

path not found

45h (69)

network BIOS session limit exceeded

04h (4)

too many open files (no handles available)

46h (70)

temporarily paused

05h (5)

access denied

47h (71)

network request not accepted

06h (6)

invalid handle

48h (72)

network print/disk redirection paused

07h (7)

memory control block destroyed

49h (73)

network software not installed

08h (8)

insufficient memory

09h (9)

memory block address invalid

0Ah (10)

environment invalid (usually >32K in length)

0Bh (11)

format invalid

4Bh (75)

(LANtastic) password expired

0Ch (12)

access code invalid

4Ch (76)

(LANtastic) login attempt invalid at this time

0Dh (13)

data invalid

4Dh (77)

(LANtastic v3+) disk limit exceeded on network node

0Eh (14)

reserved

4Eh (78)

(LANtastic v3+) not logged in to network node

0Fh (15)

invalid drive

4Fh (79)

reserved

10h (16)

attempted to remove current directory

50h (80)

file exists

11h (17)

not same device

51h (81)

reserved

12h (18)

no more files

52h (82)

cannot make directory

53h (83)

fail on INT 24h

---DOS 3+---

(LANtastic) invalid network version 4Ah (74)

unexpected adapter close (LANtastic) account expired

13h (19)

disk write-protected

54h (84)

(DOS 3.3+) too many redirections

14h (20)

unknown unit

55h (85)

(DOS 3.3+) duplicate redirection

15h (21)

drive not ready

56h (86)

(DOS 3.3+) invalid password

16h (22)

unknown command

57h (87)

(DOS 3.3+) invalid parameter

17h (23)

data error (CRC)

58h (88)

(DOS 3.3+) network write fault

18h (24)

bad request structure length

59h (89)

(DOS 4+) function not supported on network

19h (25)

seek error

5Ah (90)

(DOS 4+) required system component not installed

1Ah (26)

unknown media type (non-DOS disk)

64h (100) (MSCDEX) unknown error

1Bh (27)

sector not found

65h (101) (MSCDEX) not ready

1Ch (28)

printer out of paper

66h (102) (MSCDEX) EMS memory no longer valid

1Dh (29)

write fault

67h (103) (MSCDEX) not High Sierra or ISO-9660 format

1Eh (30)

read fault

68h (104) (MSCDEX) door open

1Fh (31)

general failure

20h (32)

sharing violation

21h (33)

lock violation

01h

out of resource (storage space or I/O channels)

22h (34)

disk change invalid

02h

temporary situation (file or record lock)

03h

authorization (denied access)

ES:DI -> ASCIZ volume label of required disk

Values for Error Class:

23h (35)

FCB unavailable

04h

internal (system software bug)

24h (36)

sharing buffer overflow

05h

hardware failure

25h (37)

(DOS 4+) code page mismatch

06h

system failure (configuration file missing or incorrect)

26h (38)

(DOS 4+) cannot complete file operation (out of input)

07h

application program error

27h (39)

(DOS 4+) insufficient disk space

08h

not found

28h-31h

reserved

09h

bad format

32h (50)

network request not supported

0Ah

locked

33h (51)

remote computer not listening

0Bh

media error

34h (52)

duplicate name on network

0Ch

already exists

35h (53)

network name not found

0Dh

unknown

36h (54)

network busy

37h (55)

network device no longer exists

38h (56)

network BIOS command limit exceeded

01h

retry

39h (57)

network adapter hardware error

02h

delayed retry

3Ah (58)

incorrect response from network

03h

prompt user to reenter input

3Bh (59)

unexpected network error

04h

abort after cleanup

3Ch (60)

incompatible remote adapter

05h

immediate abort

3Dh (61)

print queue full

06h

ignore

3Eh (62)

queue not full

07h

retry after user intervention

Values for Suggested Action:

389

APÉNDICES

Values for Error Locus:

16h

BYTE

current drive

17h

BYTE

extended break flag

---remainder need only be swapped if in DOS---

01h

unknown or not appropriate

02h

block device (disk error)

18h

WORD

value of AX on call to INT 21

03h

network related

1Ah

WORD

PSP segment for sharing/network

04h

serial device (timeout)

1Ch

WORD

network machine number for sharing/network (0000h = us)

05h

memory related

1Eh

WORD

first usable memory block found when allocating memory

--------

20h

WORD

best usable memory block found when allocating memory

D-215D06--------------------------------------------------

22h

WORD

last usable memory block found when allocating memory

INT 21 U - DOS 3.0+ internal - GET ADDRESS OF DOS SWAPPABLE DATA

24h

WORD

memory size in paragraphs (used only during initialization)

AREA

26h

WORD

last entry checked during directory search

28h

BYTE

flag: INT 24 returned Fail

29h

BYTE

flags: allowable INT 24 actions (passed to INT 24 in AH)

2Ah

BYTE

directory flag (00h directory, 01h file)

2Bh

BYTE

flag: FFh if Ctrl-Break termination, 00h otherwise

2Ch

BYTE

flag: allow embedded blanks in FCB

2Dh

BYTE

padding (unused)

CX = size in bytes of area which must be swapped while in DOS

2Eh

BYTE

day of month

DX = size in bytes of area which must always be swapped

2Fh

BYTE

month

30h

WORD

year - 1980

(see AH=34h) to determine when it is safe to enter DOS from a TSR

32h

WORD

number of days since 1-1-1980

setting CritErr flag allows use of functions 50h/51h from INT 28h

34h

BYTE

day of week (0 = Sunday)

35h

BYTE

flag: console swapped during read from device

36h

BYTE

flag: safe to call INT 28 if nonzero

37h

BYTE

flag: if nonzero, INT 24 Abort turned into INT 24 Fail

AX = 5D06h Return: CF set on error AX = error code (see AH=59h) CF clear if successful DS:SI -> nonreentrant data area (includes all three DOS stacks) (critical error flag is first byte)

Notes:

the Critical Error flag is used in conjunction with the InDOS flag

under DOS 2.x by forcing use of correct stack swapping the data area allows reentering DOS unless DOS is in a

(set only during process termination)

critical section delimited by INT 2A/AH=80h and INT 2A/AH=81h,82h under DOS 4.0, AX=5D0Bh should be used instead of this function

38h 26 BYTEs

device driver request header (see INT 2F/AX=0802h)

SHARE and other DOS utilities consult the byte at offset 04h in the

52h

pointer to device driver entry point (used in calling driver)

DWORD

DOS data segment (see INT 2F/AX=1203h) to determine the SDA format

56h 22 BYTEs

device driver request header for I/O calls

in use: 00h = DOS 3.x, 01h = DOS 4.0-6.0, other = error.

6Ch 14 BYTEs

device driver request header for disk status check

7Ah

DWORD

pointer to device I/O buffer???

7Eh

WORD

???

80h

WORD

???

DR-DOS 3.41+ supports this function, but the SDA format beyond the first 18h bytes is completely different from MS-DOS SeeAlso: AX=5D0Bh,INT 2A/AH=80h,INT 2A/AH=81h,INT 2A/AH=82h

82h Format of DOS 3.10-3.30 Swappable Data Area:

BYTE

type of PSP copy (00h=simple for INT 21/AH=26h, FFh=make

child)

Offset

Size

Description

83h

BYTE

-34

BYTE

(DOS 3.10+) printer echo flag (00h off, FFh active)

84h

3 BYTEs

-31

BYTE

(DOS 3.30) current switch character

87h

BYTE

OEM number (see AH=30h)

-28

BYTE

(DOS 3.30) incremented on each INT 21/AX=5E01h call

88h

WORD

offset to error code conversion table for INT 25/INT 26

-27 16 BYTEs

(DOS 3.30) machine name set by INT 21/AX=5E01h

8Ah

6 BYTEs

-11

zero-terminated list of offsets which need to be patched to

90h

BYTE

device I/O buffer for single-byte I/O functions

enable critical-section calls (see INT 2A/AH=80h)

91h

BYTE

padding??? (unused)

unused padding

92h 128 BYTEs

buffer for filename

112h 128 BYTEs

buffer for filename

5 WORDs

-1

BYTE

---start of actual SDA---

padding (unused) 24-bit user number (see AH=30h)

CLOCK$ transfer record (see AH=52h)

00h

BYTE

critical error flag ("ErrorMode")

192h 21 BYTEs

findfirst/findnext search data block (see AH=4Eh)

01h

BYTE

InDOS flag (count of active INT 21 calls)

1A7h 32 BYTEs

directory entry for found file (see AH=11h)

02h

BYTE

drive on which current critical error occurred, or FFh

1C7h 81 BYTEs

copy of current directory structure for drive being accessed

(DR-DOS sets to drive number during INT 24, 00h otherwise)

218h 11 BYTEs

FCB-format filename for device name comparison terminating NUL for above filename

03h

BYTE

locus of last error

223h

04h

WORD

extended error code of last error

224h 11 BYTEs

wildcard destination specification for rename (FCB format)

06h

BYTE

suggested action for last error

22Fh

BYTE

terminating NUL for above spec

07h

BYTE

class of last error

230h

BYTE

???

08h

DWORD

ES:DI pointer for last error

231h

WORD

destination file/directory starting sector

0Ch

DWORD

current DTA

233h

5 BYTEs

10h

WORD

current PSP

238h

BYTE

extended FCB file attribute

12h

WORD

stores SP across an INT 23

239h

BYTE

type of FCB (00h regular, FFh extended)

23Ah

BYTE

directory search attributes

23Bh

BYTE

file open/access mode

23Ch

BYTE

file found/delete flag

14h

WORD

return code from last process termination (zerod after

reading with AH=4Dh)

BYTE

???

389


bit 0: file found

2AEh

WORD

used by INT 21 dispatcher to store caller's BX

bit 4: file deleted

2B0h

WORD

used by INT 21 dispatcher to store caller's DS

23Dh

BYTE

flag: device name found on rename, or file not found

2B2h

WORD

temporary storage while saving/restoring caller's registers

23Eh

BYTE

splice flag (file name and directory name together)

2B4h

DWORD

pointer to prev call frame (offset 250h) if INT 21 reentered

23Fh

BYTE

flag indicating how DOS function was invoked

also switched to for duration of INT 24

(00h = direct INT 20/INT 21, FFh = server call AX=5D00h)

2B8h

21

BYTEs

operation

FindFirst

search

data

for

source

file(s)

of

a

rename

240h

BYTE

sector position within cluster

241h

BYTE

flag: translate sector/cluster (00h no, 01h yes)

242h

BYTE

flag: 00h if read, 01h if write

2CDh 32 BYTEs

243h

BYTE

current working drive number

format)

244h

BYTE

cluster factor

2EDh 331 BYTEs

245h

BYTE

flag: cluster split mode

246h

BYTE

line edit (AH=0Ah) insert mode flag (nonzero = on)

438h 384 BYTEs

disk stack (functions greater than 0Ch, INT 25,INT 26)

247h

BYTE

canonicalized filename referred to existing file/dir if FFh

5B8h 384 BYTEs

character I/O stack (functions 01h through 0Ch)

248h

BYTE

volume ID flag

---DOS 3.2,3.3x only---

249h

BYTE

type of process termination (00h-03h) (see AH=4Dh)

738h

BYTE

device driver lookahead flag (usually printer) (see AH=64h)

24Ah

BYTE

file create flag (00h = no)

739h

BYTE

volume change flag

24Bh

BYTE

value with which to replace first byte of deleted file's name

73Ah

BYTE

flag: virtual open

(normally E5h, but 00h as described under INT 21/AH=13h)

73Bh

BYTE

???

24Ch

DWORD

pointer

to

Drive

(see AH=4Eh)

403h

Parameter

Block

for

critical

error

critical error stack

35 BYTEs scratch SFT

-------D-215D0A--------------------------------------------------

invocation temp: used during process termination

INT 21 - DOS 3.1+ - SET EXTENDED ERROR INFORMATION

250h

DWORD

pointer to stack frame containing user registers on INT 21

254h

WORD

stores SP across INT 24

256h

DWORD

pointer to DOS Drive Parameter Block for ???

Return:

25Ah

WORD

saving partial cluster number

AX,BX,CX,

25Ch

WORD

temp: sector of work current cluster

25Eh

WORD

high part of cluster number (only low byte referenced)

260h

WORD

??? temp

262h

BYTE

Media ID byte returned by AH=1Bh,1Ch

263h

BYTE

padding (unused)

264h

DWORD

pointer to device header

268h

DWORD

pointer to current SFT

26Ch

directory entry for file being renamed (see AH=11h for

DWORD

pointer to current directory structure for drive being

AX = 5D0Ah DS:DX -> 11-word DOS parameter list (see AX=5D00h) nothing.

next

call

to

AH=59h

will

return

values

from

fields

DX,DI, and ES in corresponding registers Notes:

documented for DOS 5+, but undocumented in earlier versions the MS-DOS Programmer's Reference incorrectly states that this call

was introduced in DOS 4, and fails to mention that the ERROR structure passed to this function is a DOS parameter list. BUG:

DR-DOS 3.41 and 5.0 read the value for ES from the DS field of the

DPL;

accessed

fortunately,

MS-DOS

ignores

the

DS

field,

allowing

a

generic

270h

DWORD

pointer to caller's FCB

274h

WORD

number of SFT to which file being opened will refer

276h

WORD

temporary storage for file handle

SeeAlso: AH=59h

278h

DWORD

pointer to a JFT entry in process handle table (see AH=26h)

--------

27Ch

WORD

offset in DOS DS of first filename argument

D-215D0B--------------------------------------------------

27Eh

WORD

offset in DOS DS of second filename argument

INT 21 OU - DOS 4.x only internal - GET DOS SWAPPABLE DATA AREAS

280h

WORD

offset of last component in pathname or FFFFh

282h

WORD

offset of transfer address to add

284h

WORD

last relative cluster within file being accessed

286h

WORD

temp: absolute cluster number being accessed

288h

WORD

directory sector number

28Ah

WORD

??? current cluster number

28Ch

WORD

??? current offset in file DIV bytes per sector

28Eh

WORD

current sector number

290h

WORD

current byte offset within sector

292h

DWORD

current offset in file

296h

DWORD

temp: file byte count

29Ah

WORD

temp: file byte count

29Ch

WORD

free file cluster entry

29Eh

WORD

last file cluster entry

2A0h

WORD

next file cluster number

2A2h

DWORD

number of bytes appended to file

2A6h

DWORD

pointer to current work disk buffer

Format of DOS 4.x swappable data area list:

2AAh

DWORD

pointer to working SFT

Offset

routine which sets both DS and ES fields to the same value

AX = 5D0Bh Return: CF set on error AX = error code (see AH=59h) CF clear if successful DS:SI -> swappable data area list (see below) Notes:

copying and restoring the swappable data areas allows DOS to be reentered unless it is in a critical section delimited by calls to INT 2A/AH=80h and INT 2A/AH=81h,82h SHARE and other DOS utilities consult the byte at offset 04h in the DOS data segment (see INT 2F/AX=1203h) to determine the SDA format in use: 00h = DOS 3.x, 01h = DOS 4.0-6.0, other = error. DOS 5+ use the SDA format listed below, but revert back to the DOS

3.x call for finding the SDA (see AX=5D06h) SeeAlso: AX=5D06h,INT 2A/AH=80h,INT 2A/AH=81h,INT 2A/AH=82h,INT 2F/AX=1203h

Size

Description

389

APÉNDICES

00h

WORD

02h

N BYTEs

count of data areas

37h

BYTE

flag: console swapped during read from device

"count" copies of data area record

38h

BYTE

flag: safe to call INT 28 if nonzero

Offset

Size

Description

39h

00h

DWORD

address

04h

WORD

length and type

BYTE

3Ah 30 BYTEs

device driver request header (see INT 2F/AX=0802h) for device calls

bit 15 set if swap always, clear if swap in 58h

DOS

flag: abort currently in progress, turn INT 24 Abort into

Fail

DWORD

pointer to device driver entry point (used in calling driver)

5Ch 22 BYTEs

device driver request header for I/O calls

72h 14 BYTEs

device driver request header for disk status check

Format of DOS 4.0-6.0 swappable data area:

80h

DWORD

pointer to device I/O buffer

Offset

Size

Description

84h

WORD

???

-34

BYTE

printer echo flag (00h off, FFh active)

86h

WORD

??? (0)

-31

BYTE

current switch character (ignored by DOS 5+)

88h

-28

BYTE

incremented on each INT 21/AX=5E01h call

bits 14-0: length in bytes

BYTE

type of PSP copy (00h=simple for INT 21/AH=26h, FFh=make

child)

-27 16 BYTEs

machine name set by INT 21/AX=5E01h

89h

DWORD

start offset of file region to lock/unlock

-11

zero-terminated list of offsets which need to be patched to

8Dh

DWORD

length of file region to lock/unlock

enable critical-section calls (see INT 2A/AH=80h)

91h

BYTE

padding (unused)

(all offsets are 0D0Ch, but this list is still present for

92h

3 BYTEs

DOS 3.x compatibility)

95h

BYTE

unused padding

96h

6 BYTEs

9Ch

BYTE

device I/O buffer for single-byte I/O functions???

BYTE

padding???

5 WORDs

-1

BYTE

---start of actual SDA---

24-bit user number (see AH=30h) OEM number (see AH=30h) CLOCK$ transfer record (see AH=52h)

00h

BYTE

critical error flag ("ErrorMode")

9Dh

01h

BYTE

InDOS flag (count of active INT 21 calls)

9Eh 128 BYTEs

buffer for filename

02h

BYTE

drive on which current critical error occurred or FFh

11Eh 128 BYTEs

buffer for filename

03h

BYTE

locus of last error

19Eh 21 BYTEs

findfirst/findnext search data block (see AH=4Eh)

04h

WORD

extended error code of last error

1B3h 32 BYTEs

directory entry for found file (see AH=11h)

06h

BYTE

suggested action for last error

1D3h 88 BYTEs

copy of current directory structure for drive being accessed

07h

BYTE

class of last error

22Bh 11 BYTEs

FCB-format filename for device name comparison

08h

DWORD

ES:DI pointer for last error

236h

terminating NUL for above filename

0Ch

DWORD

current DTA

237h 11 BYTEs

wildcard destination specification for rename (FCB format)

10h

WORD

current PSP

242h

BYTE

terminating NUL for above spec

12h

WORD

stores SP across an INT 23

243h

BYTE

???

244h

WORD

???

246h

5 BYTEs

???

with AH=4Dh)

24Bh

BYTE

extended FCB file attributes

14h

WORD

return code from last process termination (zerod after

reading

BYTE

16h

BYTE

current drive

24Ch

BYTE

type of FCB (00h regular, FFh extended)

17h

BYTE

extended break flag

24Dh

BYTE

directory search attributes

18h

BYTE

flag: code page switching

24Eh

BYTE

file open/access mode

19h

BYTE

flag: copy of previous byte in case of INT 24 Abort

24Fh

BYTE

??? flag bits

250h

BYTE

flag: device name found on rename, or file not found

---remainder need only be swapped if in DOS--1Ah

WORD

value of AX on call to INT 21

251h

BYTE

splice flag??? (file name and directory name together)

1Ch

WORD

PSP segment for sharing/network

252h

BYTE

flag indicating how DOS function was invoked

1Eh

WORD

network machine number for sharing/network (0000h = us)

20h

WORD

first usable memory block found when allocating memory

253h

BYTE

???

22h

WORD

best usable memory block found when allocating memory

254h

BYTE

???

24h

WORD

last usable memory block found when allocating memory

255h

BYTE

???

26h

WORD

memory size in paragraphs (used only during initialization)

256h

BYTE

???

28h

WORD

last entry checked during directory search

257h

BYTE

???

2Ah

BYTE

flag: nonzero if INT 24 Fail

258h

BYTE

???

2Bh

BYTE

flags: allowable INT 24 responses (passed to INT 24 in AH)

259h

BYTE

???

2Ch

BYTE

flag: do not set directory if nonzero

25Ah

BYTE

canonicalized filename referred to existing file/dir if FFh

2Dh

BYTE

flag: program aborted by ^C

25Bh

BYTE

???

2Eh

BYTE

flag: allow embedded blanks in FCB

25Ch

BYTE

type of process termination (00h-03h)

2Fh

BYTE

padding (unused)

25Dh

BYTE

???

30h

BYTE

day of month

25Eh

BYTE

???

31h

BYTE

month

25Fh

BYTE

???

32h

WORD

year - 1980

260h

34h

WORD

number of days since 1-1-1980

invocation

36h

BYTE

day of week (0 = Sunday)

264h

(00h = direct INT 20/INT 21, FFh = server call AX=5D00h)

DWORD

DWORD

pointer

to

Drive

Parameter

Block

for

critical

error

pointer to stack frame containing user registers on INT 21

389


268h

WORD

stores SP???

2F1h

WORD

??? bit flags

26Ah

DWORD

pointer to DOS Drive Parameter Block for ???

2F3h

DWORD

pointer to user-supplied filename

26Eh

WORD

segment of disk buffer

2F7h

DWORD

pointer to ???

270h

WORD

???

2FBh

WORD

stores SS during call to [List-of-Lists + 37h]

272h

WORD

???

2FDh

WORD

274h

WORD

???

2FFh

276h

WORD

???

[List-of-Lists+37h]

278h

BYTE

Media ID byte returned by AH=1Bh,1Ch

300h

279h

BYTE

??? (doesn't seem to be referenced)

operation

27Ah

DWORD

pointer to ???

27Eh

DWORD

pointer to current SFT

282h

DWORD

pointer to current directory structure for drive being

accessed

stores SP during call to [List-of-Lists + 37h] BYTE

21

flag,

BYTEs

FindFirst

nonzero

search

data

if

stack

for

source

switched

file(s)

in

of

calling

a

rename

(see AH=4Eh) 315h 32 BYTEs

directory entry for file being renamed (see AH=11h)

335h 331 BYTEs

critical error stack

480h 384 BYTEs

disk stack (functions greater than 0Ch, INT 25,INT 26)

286h

DWORD

pointer to caller's FCB

600h 384 BYTEs

character I/O stack (functions 01h through 0Ch)

28Ah

WORD

SFT index to which file being opened will refer

780h

BYTE

device driver lookahead flag (usually printer) (see AH=64h)

28Ch

WORD

temporary storage for file handle

781h

BYTE

volume change flag

28Eh

DWORD

pointer to a JFT entry in process handle table (see AH=26h)

782h

BYTE

flag: virtual open

292h

WORD

offset in DOS DS of first filename argument

783h

BYTE

???

294h

WORD

offset in DOS DS of second filename argument

784h

WORD

???

296h

WORD

???

786h

WORD

???

298h

WORD

???

788h

WORD

???

29Ah

WORD

???

78Ah

WORD

???

29Ch

WORD

???

--------

29Eh

WORD

???

D-2162----------------------------------------------------

2A0h

WORD

???

INT 21 - DOS 3+ - GET CURRENT PSP ADDRESS

2A2h

WORD

??? directory cluster number???

2A4h

DWORD

???

Return: BX = segment of PSP for current process

2A8h

DWORD

???

Notes:

2ACh

WORD

???

stacks

2AEh

DWORD

offset in file???

2B2h

WORD

???

2B4h

WORD

bytes in partial sector

2B6h

WORD

number of sectors

2B8h

WORD

???


2BAh

WORD

???

--------

2BCh

WORD

???

D-22------------------------------------------------------

2BEh

DWORD

number of bytes appended to file

INT 22 - DOS 1+ - PROGRAM TERMINATION ADDRESS

2C2h

DWORD

pointer to ??? disk buffer

Desc:

2C6h

DWORD

pointer to ??? SFT

2CAh

WORD

used by INT 21 dispatcher to store caller's BX

2CCh

WORD

used by INT 21 dispatcher to store caller's DS

Notes:

2CEh

WORD

temporary storage while saving/restoring caller's registers

during

2D0h

DWORD

pointer to prev call frame (offset 264h) if INT 21 reentered also switched to for duration of INT 24

AH = 62h

under DOS 3+, this function does not use any of the DOS-internal

and may thus be called at any time, even during another INT 21h call the current PSP is not necessarily the caller's PSP identical to the undocumented AH=51h

this vector specifies the address of the routine which is to be given control after a program is terminated; it should never be called directly, since it does not point at an interrupt handler this vector is restored from the DWORD at offset 0Ah in the PSP

termination, and then a FAR JMP is performed to the address in INT 22

2D4h

WORD

open mode/action for INT 21/AX=6C00h

2D6h

BYTE

??? (set to 00h by INT 21h dispatcher, 02h when a read is

2D7h

WORD

??? apparently unused

SeeAlso: INT 20,INT 21/AH=00h,INT 21/AH=31h,INT 21/AH=4Ch

2D9h

DWORD

stored ES:DI for AX=6C00h

--------

2DDh

WORD

extended file open action code (see AX=6C00h)

D-23------------------------------------------------------

2DFh

WORD

extended file open attributes (see AX=6C00h)

INT 23 - DOS 1+ - CONTROL-C/CONTROL-BREAK HANDLER

2E1h

WORD

extended file open file mode (see AX=6C00h)

---DOS 1.x---

2E3h

DWORD

pointer to filename to open (see AX=6C00h)

Return: AH = 00h abort program

2E7h

WORD

???

2E9h

WORD

???

2EBh

BYTE

???

2ECh

WORD

stores DS during call to [List-of-Lists + 37h]

2EEh

WORD

???

2F0h

BYTE

???

normally

points

at

the

instruction

immediately

following

21/AH=4Bh

performed, and 01h or 03h by INT 21/AX=6C00h)

call which loaded the current program

if all registers preserved, restart DOS call ---DOS 2+--CF clear Return: all registers preserved return via RETF or RETF 2 with CF set DOS will abort program with errorlevel 0

INT

389

APÉNDICES

Notes:

else (RETF/RETF 2 with CF clear or IRET)

WORD

original AX on entry to INT 21

interrupted DOS call is restarted

WORD

BX

WORD

CX

WORD

DX

MS-DOS 1.25 also invokes INT 23 on a divide overflow (INT 00)

WORD

SI

DOS remembers the stack pointer before calling INT 23, and if it is

WORD

DI

WORD

BP

WORD

DS

WORD

ES

DWORD

return address for INT 21 call

WORD

flags pushed by INT 21

this interrupt is invoked whenever DOS detects a ^C or ^Break; it should never be called directly

not the same on return, pops and discards the top word; this is what permits a return with RETF as well as IRET or RETF 2 any DOS call may safely be made within the INT 23 handler, although the handler must check for a recursive invocation if it does

Handler must return:

call DOS

AL = action code

SeeAlso: INT 1B

--------

00h ignore error and continue processing request

D-24------------------------------------------------------

01h retry operation

INT 24 - DOS 1+ - CRITICAL ERROR HANDLER

02h terminate program through the equivalent of INT 21/AH=4Ch

Note:

(INT 20h for DOS 1.x)

invoked when a critical (usually hardware) error is encountered;

03h fail system call in progress

should

SS,SP,DS,ES,BX,CX,DX preserved

never be called directly Notes:

SeeAlso: INT 21/AH=95h

the only DOS calls the handler may make are INT 21/AH=01h-0Ch,30h,59h if the handler returns to the application by popping the stack, DOS will be in an unstable state until the first call with AH > 0Ch

Critical error handler is invoked with:

for DOS 3.1+, IGNORE (AL=00h) is turned into FAIL (AL=03h) on network

AH = type and processing flags

critical errors

bit 7 clear = disk I/O error set

if IGNORE specified but not allowed, it is turned into FAIL

= -- if block device, bad FAT image in memory

if RETRY specified but not allowed, it is turned into FAIL

-- if char device, error code in DI bit 6

if FAIL specified but not allowed, it is turned into ABORT

unused

(DOS

bit 5 = 1 if Ignore allowed, 0 if not (DOS 3+) bit 4 = 1 if Retry allowed, 0 if not (DOS 3+)

3+)

if

a

critical

error

occurs

inside

the

critical

the DOS call is automatically failed

bit 3 = 1 if Fail allowed, 0 if not (DOS 3+) bit 2 \ disk area of error

00 = DOS area

01 = FAT

--------

bit 1 /

10 = root dir

11 = data area

D-25------------------------------------------------------

bit 0 = 1 if write, 0 if read

error

handler,

INT 25 - DOS 1+ - ABSOLUTE DISK READ (except partitions > 32M)

AL = drive number if AH bit 7 clear

AL = drive number (00h = A:, 01h = B:, etc)

BP:SI -> device driver header (BP:[SI+4] bit 15 set if char device)

CX = number of sectors to read

DI low byte contains error code if AH bit 7 set

DX = starting logical sector number (0000h - highest sector on drive)

00h write-protection violation attempted 01h unknown unit for driver

DS:BX -> buffer for data Return: CF clear if successful

02h drive not ready

CF set on error

03h unknown command given to driver

AH = status

04h data error (bad CRC)

80h device failed to respond (timeout)

05h bad device driver request structure length

40h seek operation failed

06h seek error

20h controller failed

07h unknown media type


08h sector not found

08h DMA failure

09h printer out of paper

04h requested sector not found

0Ah write fault

03h write-protected disk (INT 26 only)

0Bh read fault

02h bad address mark

0Ch general failure

01h bad command

0Dh (DOS 3+) sharing violation

AL = error code (same as passed to INT 24 in DI)

0Eh (DOS 3+) lock violation 0Fh invalid disk change

AX = 0207h if more than 64K sectors on drive -- use new-style call

10h (DOS 3+) FCB unavailable 11h (DOS 3+) sharing buffer overflow

may destroy all other registers except segment registers Notes:

original flags are left on stack, and must be popped by caller

12h (DOS 4+) code page mismatch

this call bypasses the DOS filesystem

13h (DOS 4+) out of input

examination of CPWIN386.CPL indicates that if this call fails with

14h (DOS 4+) insufficient disk space STACK:

DWORD

return address for INT 24 call

WORD

flags pushed by INT 24

error 0408h on an old-style (<32M) call, one should retry the call with the high bit of the drive number in AL set BUGS:

DOS 3.1 through 3.3 set the word at ES:[BP+1Eh] to FFFFh if AL is an

389


--------

invalid drive number DR-DOS 3.41 will return with a jump instead of RETF, leaving the

D-26----CXFFFF--------------------------------------------

wrong number of bytes on the stack; use the huge-partition version

INT

(INT 25/CX=FFFFh) for all partition sizes under DR-DOS 3.41

partition)

26

-

DOS

3.31+

-

ABSOLUTE

SeeAlso: INT 13/AH=02h,INT 25/CX=FFFFh,INT 26

CX = FFFFh

--------

AL = drive number (0=A, 1=B, etc)

D-25----CXFFFF-------------------------------------------INT

25

-

DOS

3.31+

-

ABSOLUTE

DISK

READ

(>32M

hard-disk

partition)

WRITE

(>32M

hard-disk

DS:BX -> disk write packet (see below) Return: same as above Notes:

partition is potentially >32M (and requires this form of the call) if bit 1 of device attribute word in device driver is set

CX = FFFFh AL = drive number (0=A, 1=B, etc)

original flags are left on stack, and must be removed by caller

DS:BX -> disk read packet (see below)

this call bypasses the DOS filesystem, though DOS 5+ invalidates any disk buffers referencing sectors which are written with this call

Return: same as above Notes:

DISK

partition is potentially >32M (and requires this form of the call) if

SeeAlso: INT 13/AH=03h,INT 25/CX=FFFFh,INT 26

bit 1 of device attribute word in device driver is set original flags are left on stack, and must be removed by caller

Format of disk write packet:

this call bypasses the DOS filesystem

Offset

Size

Description

00h

DWORD

sector number

04h

WORD

number of sectors to read

06h

DWORD

transfer address

SeeAlso: INT 13/AH=02h,INT 25,INT 26/CX=FFFFh

Format of disk read packet: Offset

Size

Description

--------

00h

DWORD

sector number

D-27------------------------------------------------------

04h

WORD

number of sectors to read

INT 27 - DOS 1+ - TERMINATE AND STAY RESIDENT

06h

DWORD

transfer address

DX = number of bytes to keep resident (max FFF0h)

--------

CS = segment of PSP

D-26------------------------------------------------------

Return: never

INT 26 - DOS 1+ - ABSOLUTE DISK WRITE (except partitions > 32M)

Notes:

this is an obsolete call

AL = drive number (00h = A:, 01h = B:, etc)

INT 22, INT 23, and INT 24 are restored from the PSP

CX = number of sectors to write

does not close any open files

DX = starting logical sector number (0000h - highest sector on drive)

the minimum number of bytes which will remain resident is 110h for DOS 2.x and 60h for DOS 3+; there is no minimum for DOS 1.x, which

DS:BX -> data to write

implements this service in COMMAND.COM rather than the DOS kernel

Return: CF clear if successful CF set on error AH = status

SeeAlso: INT 21/AH=31h

--------

80h device failed to respond (timeout)

D-28------------------------------------------------------

40h seek operation failed

INT 28 C - DOS 2+ - DOS IDLE INTERRUPT

20h controller failed

SS:SP = top of MS-DOS stack for I/O functions


Return: all registers preserved

08h DMA failure

Desc:

This interrupt is invoked each time one of the DOS character input

04h requested sector not found

functions loops while waiting for input.

03h write-protected disk (INT 26 only)

progress even though DOS is actually idle during such input waits,

02h bad address mark

hooking this function is necessary to allow a TSR to perform DOS

01h bad command

calls while the foreground program is waiting for user input.

AL = error code (same as passed to INT 24 in DI)

00h through 0Ch. Notes:

may destroy all other registers except segment registers Notes:

under DOS 2.x, the critical error flag (the byte immediately after

the

original flags are left on stack, and must be popped by caller

InDOS flag) must be set in order to call DOS functions 50h/51h from

this call bypasses the DOS filesystem, though DOS 5+ invalidates any

the INT 28h handler without destroying the DOS stacks.

disk buffers referencing sectors which are written with this call examination of CPWIN386.CPL indicates that if this call fails with

calls to INT 21/AH=3Fh,40h from within an INT 28 handler may not use a

error 0408h on an old-style (<32M) call, one should retry the call with the high bit of the drive number in AL set BUGS:

DOS 3.1 through 3.3 set the word at ES:[BP+1Eh] to FFFFh if AL is an

handle which refers to CON at the time of the call, the InDOS flag (see INT 21/AH=34h) is normally

invalid drive number DR-DOS 3.41 will return with a jump instead of RETF, leaving the

set

to

01h;

if

larger,

DOS

is

truly

busy

and

should

not

be

reentered

wrong number of bytes on the stack; use the huge-partition version

the default handler is an IRET instruction

(INT 26/CX=FFFFh) for all partition sizes under DR-DOS 3.41

supported in OS/2 compatibility box

SeeAlso: INT 13/AH=03h,INT 25,INT 26/CX=FFFFh

The

INT 28h handler may invoke any INT 21h function except functions

AX = 0207h if more than 64K sectors on drive -- use new-style call

Since a DOS call is in

the _MS-DOS_Programmer's_Reference_ for DOS 5.0 incorrectly documents

389

APÉNDICES

TSR honors specific return address

this interrupt as superseded

03h request pop-up

SeeAlso: INT 21/AH=34h,INT 2A/AH=84h,INT 2F/AX=1680h

--------

Return: AL = status

D-29------------------------------------------------------

00h not implemented or TSR is not a pop-up

INT 29 C - DOS 2+ - FAST CONSOLE OUTPUT

01h can not pop up at this time, try again later 02h can not pop up yet, will do so when able

AL = character to display Return: nothing

03h already popped up

Notes:

04h unable to pop up, user intervention required

automatically called when writing to a device with bit 4 of its

BX = standard reason code

device

0000h unknown failure

driver header set (see also INT 21/AH=52h)

0001h

COMMAND.COM v3.2 and v3.3 compare the INT 29 vector against the INT

interrupt

chain

through

which must be swapped out to pop up

vector and assume that ANSI.SYS is installed if the segment is

0002h swap-in failed

larger

CX = application's reason code if nonzero

the default handler under DOS 2.x and 3.x simply calls INT 10/AH=0Eh

FFh TSR popped up and was exited by user

the default handler under DESQview 2.2 understands the [2J

BX = return value

screen-clearing sequence, calls INT 10/AH=0Eh for all others SeeAlso: INT 21/AH=52h,INT 2F/AX=0802h,INT 79

0000h no return value

--------

0001h TSR unloaded

D-2D------------------------------------------------------

0002h-00FFh reserved

INT 2D - DOS 2+ - RESERVED Note:

0100h-FFFFh application-dependent 04h determine chained interrupts

this vector is not used in DOS versions <= 6.00, and points at an

IRET

BL = interrupt number (except 2Dh)

--------

Return: AL = status

t-2D-----------------------------------------------------INT

passes

memory

20

2D

-

ALTERNATE

MULTIPLEX

INTERRUPT

SPECIFICATION

00h not implemented

(AMIS)

01h (obsolete) unable to determine

[v3.5.1]

02h (obsolete) interrupt hooked 03h (obsolete) interrupt hooked, address returned

AH = multiplex number

DX:BX -> TSR's interrupt BL handler

AL = function

04h list of hooked interrupts returned

00h installation check

DX:BX -> interrupt hook list (see below)

Return: AL = 00h if free

FFh interrupt not hooked

AL = FFh if multiplex number in use Notes:

CX = binary version number (CH = major, CL =

since INT 2D is known to be hooked, the resident code need not test for BL=2Dh (to minimize its size),

minor) DX:DI -> signature string (see below) identifying

and the return value is therefore undefined in that

the program using the multiplex number case.

01h get entry point

BL is ignored if the TSR returns AL=04h; in that

Return: AL = 00h if all API calls via INT 2D case,

AL = FFh if entry point supported DX:BX

->

entry

point

for

bypassing

the caller needs to scan the return list rather

interrupt than

chain

making additional calls to this function.

02h uninstall

ignored by TSR)

cycle through the remaining interrupt numbers it wishes

Return: AL = status 00h not implemented

to check.

01h unsuccessful

return values 01h thru 03h are disparaged and will be

02h can not uninstall yet, will do so when able

removed

03h safe to remove, but no resident uninstaller (TSR still enabled)

If the

return is not 00h or 04h, then the caller must

DX:BX = return address for successful uninstall (may be

from

the

next

version

of

they are included for compatibility with version

BX = segment of memory block with resident 3.3,

code 04h safe to remove, but no resident uninstaller (TSR now disabled) BX = segment of memory block with resident

though they were probably never used in any implementation 05h get hotkeys Return: AL = status

code 05h not safe to remove now, try again later

00h not implemented

FFh successful

FFh supported

return at DX:BX with AX destroyed if successful and

this

specification;

DX:BX -> hotkey list (see below)

389


sharing protocol header (see below)

06h-0Fh reserved for future enhancements Return: AL = 00h (not implemented) other Notes:

Format of hotkey list:

application-dependent

programs should not use fixed multiplex numbers; rather, a program should scan all multiplex numbers from 00h to FFh, remembering the

Offset

Size

Description

00h

BYTE

type of hotkey checking

first unused multiplex in case the program is not yet installed.

bit 0: checks before chaining INT 09

For multiplex numbers which are in use, the program should compare

bit 1: checks after chaining INT 09

the first 16 bytes of the signature string to determine whether it

bit 2: checks before chaining INT 15/AH=4Fh

is already installed on that multiplex number.

bit 3: checks after chaining INT 15/AH=4Fh

If not previously

bit 4: checks on INT 16/AH=00h,01h,02h

installed, it should use the first free multiplex number.


functions other than 00h are not valid unless a program is installed


on the selected multiplex number to

be

considered

fully

compliant

with

version

3.5

of

bit 7: reserved (0)

the 01h

specification, programs must implement at least functions 00h, 02h (no resident uninstall code required), and 04h (return value 04h).

02h 6N BYTEs

array of hotkey definitions

Offset

Size

00h

The absolute minimum fully-compliant

implementation has an overhead of 64 bytes (80 bytes with function

number of hotkeys (may be zero if TSR can disable hotkeys)

(one per hotkey, first should be primary hotkey)

TSRs that

provide hotkeys with which the user can activate them must also implement function 05h.

BYTE

Description

BYTE

hotkey scan code (00h/80h if shift states

only) hotkey triggers on release if bit 7 set

05h) plus 22 bytes per hooked interrupt (for the interrupt sharing protocol header and hook list entry). the signature string and description may be used by memory mappers to display the installed programs

01h

WORD

required shift states (see below)

03h

WORD

disallowed shift states (see below)

05h

BYTE

flags bit 0: hotkey chained before processing

users of this proposal should adhere to the IBM interrupt sharing protocol (see below), which will permit removal of TSRs in

bit 1: hotkey chained after processing

arbitrary order and interrupt handler reordering.

bit 2: others should pass through this hotkey

All TSRs

so that it can be monitored

following this proposal should be removable, though they need not

bit 3: hotkey will not activate if other keys

keep the code for removing themselves resident; it is acceptable

pressed/released before hotkey press

for a separate program to perform the removal. A sample implementation including example TSRs and utility programs

is completed

may be found in a separate package distributed as AMISLnnn.ZIP

bit 4: this key is remapped into some other

(AMISL091.ZIP as of this writing). Please let me know if you choose to follow this proposal.

The

key bit 5-7: reserved (0)

signature and a list of the private API calls you use would be appreciated, as well.

Notes:

except for bit 7, the shift states correspond exactly to the return

SeeAlso: INT 2F

values from INT 16/AH=12h.

Index:

installation check;Alternate Multiplex Interrupt Specification

indicates that the corresponding shift state must be active when

A set bit in the required states word

Index:

installation check;AMIS|installation check;FASTMOUS

Index:

installation check;SPELLER|installation check;Monitor

hotkey's scan code is received for the hotkey to be recognized; a

Index:

installation check;NOLPT|installation check;NOTE

clear bit means that the corresponding state may be ignored.

Index:

installation check;RBkeyswp|installation check;SWITCHAR

bit in the disallowed shift states word indicates that the

Index:

installation check;VGABLANK|installation check;EATMEM

Index:

installation check;RECALL|installation check;XPTR2

Index:

uninstall;Alternate Multiplex Interrupt Specification|uninstall;AMIS

Index:

entry point;Alternate Multiplex Interrupt|entry point;AMIS

the

A set

corresponding shift state must be inactive. if bit 2 is set, either control key may be pressed for the hotkey; if bits 8 and 10 are both set, then both control keys must be pressed. Similarly for bits 3 and 9/11, as well as 7 and 0/1. for the disallowed-states word, if one of the "either" bits is set, then both the corresponding left bit and right bit must be set

Format of signature string: Offset

Size

examples:

Description

00h

8 BYTEs

blank-padded manufacturer's name (possibly abbreviated)

Ctrl-Alt-Del monitoring: 53h 000Ch 0003h 06h

08h

8 BYTEs

blank-padded product name

Alt-key tap (DESQview):

B8h 0000h 0007h 08h

ASCIZ product description (optional, may be a single 00h)

Shf-Shf-N (NOTE.COM):

31h 0003h 000Ch 00h

10h 64 BYTEs Note:

it is not necessary to reserve a full 64 bytes for the description,

Index:

hotkeys;AMIS

just enough to store the actual ASCIZ string Bitfields for shift states: Format of interrupt hook list [array]:

bit 0

right shift pressed

Offset

Size

Description

bit 1

left shift pressed

00h

BYTE

interrupt number (last entry in array is 2Dh)

bit 2

either control key pressed

01h

WORD

offset within hook list's segment of the interrupt handler

bit 3

either Alt key pressed

this will point at the initial short jump of the interrupt

bit 4

ScrollLock active

389

APÉNDICES

INT 2F - Multiplex - NOTES

bit 5

NumLock active

bit 6

CapsLock active

bit 7

either shift key pressed

00h-7Fh reserved for DOS

bit 8

left control key pressed

B8h-BFh reserved for networks

bit 9

left Alt key pressed

AH = identifier of program which is to handle the interrupt

C0h-FFh reserved for applications

bit 10 right control key pressed

AL is the function code

bit 11 right Alt key pressed

This is a general mechanism for verifying the presence of a TSR and

bit 12 ScrollLock pressed

communicating with it.

bit 13 NumLock pressed

using the installation check (AL=00h), the calling program should set

bit 14 CapsLock pressed

BX/CX/DX to 0000h and must not depend on any registers other than CS:IP

bit 15 SysRq key pressed

and

SS:SP

to

be

When searching for a free identifier code for AH

valid

on

return,

since

numerous

programs

now

use

additional Format of interrupt sharing protocol interrupt handler entry point: Offset 00h

Size

2 BYTEs

registers on input and/or output for the installation check.

Description

Notes:

Since the multiplex chain is growing so long, and beginning to

short jump to actual start of interrupt handler, immediately

experience multiplex number collisions, I am proposing an alternate

following this data block (EBh 10h)

multiplex interrupt on INT 2D. multiplex, please let me know.

02h

DWORD

address of next handler in chain

06h

WORD

signature 424Bh

08h

BYTE

EOI flag 00h

DOS and some other programs return values in the flags register, so any TSR which chains by calling the previous handler rather than

software

interrupt

or

secondary

hardware

interrupt

jumping to it should ensure that the returned flags are preserved

handler

09h

0Bh

If you decide to use the alternate

and passed back to the original caller

2 BYTEs

7 BYTEs

80h primary hardware interrupt handler (will issue EOI)

SeeAlso: INT 2D

short jump to hardware reset routine

--------

must point at a valid FAR procedure (may be just RETF)

t-2F------------------------------------------------------

reserved (0)

INT

2F

-

BMB

Compuscience

Canada

Utilities

Interface

-

INSTALLATION CHECK Signatures known to be in use: 'Byrial J' 'EKLAVO

'

AH = xx (dynamically assigned based upon a search for a multiplex

permits keyboard entry of Esperanto accented letters

'CoveSoft' 'Burnout+'

shareware screen saver Burnout Plus

'Crynwr

TSR spelling-checker

' 'SPELLER '

'CSJewell' 'Modula3L'

Curtis Jewell's Modula-3 compiler (non-TSR)

'DAISYCHA' 'INDRIVER'

number which doesn't answer installed) AL = 00h installation check ES:DI = EBEBh:BEBEh Return: AL = 00h not installed

Advanced Parallel Port daisy chain driver (vendor

01h not installed, not OK to install

name

FFh installed; if ES:DI was EBEBh:BEBEh on entry, ES:DI will in product description field, if desired)

point

(see also INT 2D/AL=DCh)

to a string of the form 'MMMMPPPPPPPPvNNNN' where MMMM is a

'ECLIPSE ' 'PLUMP

'

Eclipse Software's printer and plotter spooler

short form of the manufacturer's name, PPPPPPPP is a product

'GraySoft' 'GIPC

'

GraySoft's Inter-Process Communications driver

'heathh

'J. Berry' 'RATSR 'JWB

name and NNNN is the product's version number

--------

' 'Monitor ' '

' 'RAMLIGHT'

RemoteAccess Network Manager workstation module

t-2F------------------------------------------------------

James Birdsall's on-screen RAMdisk activity indicator

INT 2F - Ross Wentworth's Turbo Pascal POPUP LIBRARY

'Nildram ' 'ST

'

Screen Thief graphics screen grabber

AH = programmer-selected multiplex number

'R-Ware

' 'dLite

'

run-time data decompression TSR

AL = function

'Ralf B

' 'FASTMOUS'

example TSR included with sample AMIS library code

'Ralf B

' 'NOLPT n '

example TSR -- turn LPTn into bit-bucket

'Ralf B

' 'NOTE

example TSR -- popup note-taker

'Ralf B

' 'RBkeyswp'

'Ralf B

'

RBkeyswap v3.0+ -- swap Esc/~ and LCtrl/CapsLock keys

' 'SWITCHAR'

example TSR -- add switchar() support removed from

DOS5 'Ralf B

00h installation check Return: AL = FFh if installed 01h get TSR interrupt vectors Return: DX:AX -> vector table (see below) 02h get TSR code segment Return: AX = code segment for all interrupt handlers

' 'VGABLANK'

'Sally IS' 'Mdisk

'

example TSR -- VGA-only screen blanker

03h call user exit routine and release TSR's memory

removeable, resizeable RAMdisk

04h get signature string

'Sally IS' 'Scr2Tex '

screen dumper with output in (La)Tex format

'Thaco

Eirik Pedersen's programmer's delimiter matcher

' 'NEST

'

'TifaWARE' 'EATMEM

'

George A. Theall's public domain memory restrictor

for

Return: DX:AX -> counted string containing signature 05h get TSR's INT 2F handler Return: DX:AX -> INT 2F handler 06h enable/disable TSR

testing programs (v1.1+)

BL = new state (00h disabled, 01h enabled)

'TifaWARE' 'RECALL

'

public domain commandline editor and history (v1.2+)

07h activate TSR (popup if not disabled)

'Todd

'

PC-to-Transputer interface by Todd Radel

08h get hotkeys

' 'XPTR2

--------

BL = which hotkey (00h = hotkey 1, 01h = hotkey 2)

--2F------------------------------------------------------

Return: AX = hotkey (AH = keyflags, AL = scancode)

389


00h

09h set hotkey

var

"AUTHOR:PROGRAM_NAME:VERSION",0

(variable length, this area

BL = which hotkey (00h = hotkey 1, 01h = hotkey 2)

is used in order to determine if the TSR is already resident

CX = new hotkey (CH = keyflags, CL = scancode)

and it's version code; the ':' char is used as delimiter)

0Ah-1Fh reserved Index:

installation check;Ross Wentworth POPUP library

Format of vector_area table:

Index:

hotkeys;Ross Wentworth POPUP library

Offset

Size

Description

-1

BYTE

number of vectors intercepted by TSR

Format of vector table entry:

00h

BYTE

first vector number

Offset

Size

Description

01h

DWORD

first vector pointer before installing the TSR

00h

BYTE

vector number (00h = end of table)

05h

BYTE

second vector number

01h

DWORD

original vector

06h

DWORD

second vector pointer before installing the TSR

05h

WORD

offset of interrupt handler in TSR's code segment

0Ah

...

(and so on)

--------

Note:

the TSR must use these variables to invoke the previous interrupt

t-2F-----------------------------------------------------INT

2F

-

CiriSOFT

Spanish

University

of

handler routines

Valladolid

TSR's

Interface

Format of extra_area table (needed only to improve relocation feature):

AH = xx (dynamically assigned based upon a search for a multiplex number from C0h to FFh which doesn't answer installed) AL = 00h installation check

Offset

Size

Description

00h

WORD

offset to external_ctrl table (0 if not supported)

02h

WORD

reserved for future use (0)

ES:DI = 1492h:1992h Format of external_ctrl table:

Return: AL = 00h not installed 01h not installed, not OK to install FFh installed; and if ES:DI was 1492h:1992h on entry, ES:DI will point to author_name_ver table (see below)

Size

Description

00h

BYTE

bit 0: TSR is relocatable (no absolute segment references)

01h

WORD

offset to a variable which can activate/inhibit the TSR

---And if bit 0 in offset 00h is off:

AH = FFh Note:

Offset

this interface permits advanced communication with TSRs: it is

03h

DWORD

to

07h

DWORD

0Bh

DWORD

pointer to ASCIZ pathname for executable file which supports /SR parameter (silent installation & inhibit)

possible make

a

generic

uninstall

utility,

advanced

TSR

relocator

pointer to first variable to initialize on the copy reloaded from the previous TSR still resident

programs in order to fit fragmented memory areas, etc.

pointer to last variable (all variables packed in one block)

See also: INT 2D"AMIS",INT 2F"Compuscience"

--------

Index:

installation check;CiriSOFT TSR interface

W-2F1600--------------------------------------------------

Index:

uninstall;CiriSOFT TSR interface

INT 2F - MS Windows - WINDOWS ENHANCED MODE INSTALLATION CHECK AX = 1600h

Format of author_name_ver table:

Return: AL = status

Offset

Size

Description

00h neither Windows 3.x enhanced mode nor Windows/386 2.x running

-16

WORD

segment of the start of the resident TSR code (CS in programs

01h Windows/386 2.x running

with PSP, XMS upper memory segment if installed as UMB...)

80h XMS version 1 driver installed (neither Windows 3.x enhanced

-14

WORD

offset of the start of the resident TSR code (frequently 100h

mode nor Windows/386 2.x running) (obsolete--see note)

in *.COM programs and 0 in upper memory TSR's). -12

WORD

FFh Windows/386 2.x running

memory used by TSR (in paragraphs). Knowing the memory area

AL = anything else

used by TSR is possible to determine if hooked vectors are

AL = Windows major version number >= 3

still pointing it (and if it is safe to uninstall). -10

BYTE

AH = Windows minor version number

characteristics byte

Notes:

INT 2F/AH=16h comprises an API for non-Windows programs (DOS device

bits 0-2: 000 normal program (with PSP) 001

upper

XMS

memory

block

drivers, TSRs, and applications) to cooperate with multitasking (needed

HIMEM.SYS

Windows/386 2.x and Windows 3.x and higher enhanced mode.

function

certain calls are also supported in the Microsoft 80286 DOS extender to free memory when uninstalling)

in

010 device driver (*.SYS)

Windows standard mode

011 device driver in EXE format

this function served as the installation check and AX=1610h served to

1xx others (reserved) bits 3-6 reserved

get

bit 7 set if extra_table defined and supported -9

BYTE

-8

WORD

-6

WORD

number of multiplex entry used (redefinition available). Note

4 BYTEs

entry

point

for

XMS

version

Index:

--------

which

installation check;XMS version 1

W-2F4680-------------------------------------------------INT 2F U - MS Windows v3.0 - INSTALLATION CHECK

signature string "*##*"

1,

Use AX=4300h and AX=4310h instead

offset to vector_area table (see below)

below) -4

driver

SeeAlso: AX=160Ah,AX=1610h,AX=4300h,AX=4680h

that the TSR must use THIS variable in it's INT 2Fh handler.

offset to extra_area table (see bit 7 in offset -10 and

the

obsolete.

AX = 4680h

is

now

389

APÉNDICES

Offset

Size

Description

00h

WORD

pointer to next item, FFFFh = last

no Windows, Windows prior to 3.0, or Windows3 in enhanced

02h

WORD

code page

mode

04h

2 BYTEs

Return: AX = 0000h MS Windows 3.0 running in real (/R) or standard (/S) mode, or DOS 5 DOSSHELL active nonzero

Note:

???

Windows 3.1 finally provides an installation check which works in all modes (see AX=160Ah)

Format of translation data: Offset

Size

Description

--------

00h

WORD

size of data in bytes, including this word

V-2FAD00--------------------------------------------------

02h N-2 BYTEs

SeeAlso: AX=1600h,AX=160Ah

INT 2F U - DOS 3.3+ DISPLAY.SYS internal - INSTALLATION CHECK AX = AD00h Return: AL = FFh if installed BX = ??? (0100h for MS-DOS 3.3+) Note:

B-4A-----------------------------------------------------INT 4A C - SYSTEM - USER ALARM HANDLER Desc:

This interrupt is invoked by the BIOS when a real-time clock alarm

DOS 5+ DISPLAY.SYS chains to previous handler if AL is not one of the

occurs; an application may use it to perform an action at a

subfunctions listed here

--------

predetermined time. Note:

this interrupt is called from within a hardware interrupt handler,

O-2FAD00-------------------------------------------------INT 2F U - DR-DOS 3.41,5.0 KEYB - INSTALLATION CHECK AX = AD00h

???

--------

so all usual precautions against reentering DOS must be taken SeeAlso: INT 1A/AH=06h

--------

Return: AX = FFFFh if installed

E-67DE00--------------------------------------------------

SeeAlso: AX=AD80h

INT 67 - Virtual Control Program Interface - INSTALLATION CHECK

--------

AX = DE00h

K-2FAD80--------------------------------------------------

Return: AH = 00h

INT 2F u - DOS 3.3+ KEYB.COM internal - INSTALLATION CHECK

BL = minor version number

AX = AD80h

AH nonzero

Return: AL = FFh if installed

Notes:

VCPI is present

BH = major version number

VCPI not present

BX = version number (BH = major, BL = minor)

BUG:

MS Windows 3.00 is reported to "object violently" to this call.

ES:DI -> internal data (see below)

SeeAlso: INT 2F/AX=1687h

MS-DOS 3.30, PC-DOS 4.01, and MS-DOS 5.00 all report version 1.00.

--------

undocumented prior to the release of DOS 5.0

H-70-----------------------------------------------------INT 70 - IRQ8 - CMOS REAL-TIME CLOCK

Format of KEYB internal data:

Desc:

this interrupt is called when the real-time clock chip generates an

Offset

Size

Description

alarm or periodic interrupt, among others.

00h

DWORD

original INT 09

occurs 1024 times per second.

04h

DWORD

original INT 2F

08h

6 BYTEs

0Eh

WORD

flags

10h

BYTE

???

SeeAlso: INT 08,INT 0F"HP 95LX",INT 15/AH=01h"Amstrad",INT 15/AH=83h

11h

BYTE

???

SeeAlso: INT 15/AH=86h,INT 1A/AH=02h,INT 58"DESQview"

12h

4 BYTEs

???

--------

16h

2 BYTEs

country ID letters

H-71------------------------------------------------------

18h

WORD

current code page

INT 71 - IRQ9 - REDIRECTED TO INT 0A BY BIOS

Nots:

many BIOSes turn off the periodic interrupt in the INT 70h handler

???

---DOS 3.3---

unless in an event wait (see INT 15/AH=83h or INT 15/AH=86h). may be masked by setting bit 0 on I/O port A1h

Notes:

1Ah

WORD

pointer to first item in list of code page tables???

1Ch

WORD

pointer to ??? item in list of code page tables

1Eh

2 BYTEs

20h

WORD

pointer to key translation data

22h

WORD

pointer to last item in code page table list (see below)

24h

9 BYTEs

---DOS 4.01---

may be masked by setting bit 1 on I/O port A1h the default BIOS handler invokes INT 0A for compatibility, since the pin for IRQ2 on the PC expansion bus became the pin for IRQ9 on the

???

???

AT expansion bus. under DESQview, only the INT 15h vector and BASIC segment address (the word at 0000h:0510h) may be assumed to be valid for the handler's process

1Ah

2 BYTEs

???

1Ch

WORD

pointer to first item in list of code page tables???

1Eh

WORD

pointer to ??? item in list of code page tables

20h

2 BYTEs

22h

WORD

pointer to key translation data

24h

WORD

pointer to last item in code page table list (see below)

26h

9 BYTEs

???

???

Format of code page table list entries:

The periodic interrupt

SeeAlso: INT 0A,INT 59

389


Apéndice IX - ESPECIFICACIONES XMS Y EMS: TODAS SUS FUNCIONES

--------

07h

m-2F4300--------------------------------------------------

Return: AX = 0001h enabled

INT 2F - EXTENDED MEMORY SPECIFICATION (XMS) v2+ - INSTALLATION

= 0000h disabled

CHECK

BL = error code (00h,80h,81h) (see below) 08h

AX = 4300h

Return: AX = size of largest extended memory block in KB

AL <> 80h no driver

DX = total extended memory in KB

XMS gives access to extended memory and noncontiguous/nonEMS memory

BL = error code (00h,80h,81h,A0h) (see below)

above 640K 09h

this installation check DOES NOT follow the format used by other

Return: AX = 0001h success DX = handle for memory block

installation check;XMS version 2+

--------

= 0000h failure

m-2F4310--------------------------------------------------

BL = error code (80h,81h,A0h) (see below)

INT 2F - EXTENDED MEMORY SPECIFICATION (XMS) v2+ - GET DRIVER

0Ah

ADDRESS

Free extended memory block DX = handle of block to free Return: AX = 0001h success

AX = 4310h

= 0000h failure

Return: ES:BX -> driver entry point Note:

Allocate extended memory block DX = Kbytes needed

software SeeAlso: AX=4310h Index:

Query free extended memory, not counting HMA BL = 00h (some implementations leave BL unchanged on success)

Return: AL = 80h XMS driver installed

Notes:

Query A20 state

BL = error code (80h,81h,A2h,ABh) (see below)

HIMEM.SYS v2.77 chains to previous handler if AH is not 00h or 10h 0Bh

SeeAlso: AX=4300h

Move extended memory block DS:SI -> EMM structure (see below) Note: if either handle is 0000h, the corresponding offset is

Perform a FAR call to the driver entry point with AH set to the function code AH 00h

considered to be an absolute segment:offset address in

function

directly addressable memory

Get XMS version number

Return: AX = 0001h success

Return: AX = XMS version (in BCD, AH=major, AL=minor)

= 0000h failure

BX = internal revision number

BL = error code (80h-82h,A3h-A9h) (see below)

DX = 0001h if HMA (1M to 1M + 64K) exists 0Ch

0000h if HMA does not exist 01h

Request High Memory Area (1M to 1M + 64K)

DX = handle of block to lock

DX = memory in bytes (for TSR or device drivers)

Return: AX = 0001h success DX:BX = 32-bit linear address of locked block

FFFFh if application program

= 0000h failure


BL = error code (80h,81h,A2h,ACh,ADh) (see below)

= 0000h failure

Note: MS Windows 3.x rejects this function for handles allocated

BL = error code (80h,81h,90h,91h,92h) (see below) 02h

after Windows started

Release High Memory Area 0Dh



BL = error code (80h,81h,90h,93h) (see below)

= 0000h failure

Global enable A20, for using the HMA

BL = error code (80h,81h,A2h,AAh) (see below)

Return: AX = 0001h success 0Eh

= 0000h failure


Global disable A20

BH = block's lock count


BL = number of free handles left

= 0000h failure

DX = block size in KB

BL = error code (80h,81h,82h,94h) (see below) 05h

= 0000h failure

Local enable A20, for direct access to extended memory

BL = error code (80h,81h,A2h) (see below)


BUG: MS Windows 3.10 acts as though unallocated handles are in

= 0000h failure BL = error code (80h,81h,82h) (see below) 06h

use Note: MS Windows 3.00 has problems with this call

Local disable A20 Return: AX = 0001h success = 0000h failure BL = error code (80h,81h,82h,94h) (see below)

Get handle information DX = handle for which to get info

BL = error code (80h,81h,82h) (see below) 04h

Unlock extended memory block DX = handle of block to unlock

= 0000h failure

03h

Lock extended memory block

0Fh

Reallocate extended memory block DX = handle of block BX = new size of block in KB

389

APÉNDICES

BL = status


00h success

= 0000h failure

80h not implemented (i.e. on a 286 system)

BL = error code (80h,81h,A0h-A2h,ABh) (see below) 10h

81h VDISK detected

Request upper memory block (nonEMS memory above 640K)

A0h all extended memory allocated

DX = size of block in paragraphs

ECX = physical address of highest byte of memory


(valid even on error codes 81h and A0h)

BX = segment address of UMB

EDX = total Kbytes of extended memory (0 if status A0h)

DX = actual size of block 89h

= 0000h failure

11h

(XMS v3.0) Allocate any extended memory

BL = error code (80h,B0h,B1h) (see below)

EDX = Kbytes needed

DX = largest available block

Return: AX = 0001h success DX

Release upper memory block DX = segment address of UMB to release

handle

8Eh

BL = error code (80h,B2h) (see below) (XMS v3.0) Reallocate upper memory block

DX = handle

DX = segment address of UMB to resize


BX = new size of block in paragraphs

BH = block's lock count


CX = number of free handles left

BL = status (80h,81h,A2h) (see below)

DX = maximum available size (RM386)

BUG: DOS 6.0 HIMEM.SYS leaves CX unchanged

(QEMM 5.11 only, undocumented) ???

44h

(QEMM 5.11 only, undocumented) ???

80h

(Netroom RM386 v6.00) Reallocate upper memory block

DX = unlocked handle

this function is identical to function 12h

EBX = new size in KB

(Netroom RM386 v6.00) re-enable HMA allocation


8Fh

(XMS v3.0) Reallocate any extended memory block

= 0000h failure

Return: AX = 0001h (success)

BL = status (80h,81h,A0h-A2h,ABh) (see below)

(Netroom RM386 v6.00) Cloaking API Notes:

HIMEM.SYS requires at least 256 bytes free stack space the XMS driver need not implement functions 10h through 12h to be

CL = code size (00h 16-bit, else 32-bit)

considered compliant with the standard

ESI, EDI = parameters to pass to protected-mode code Return: AX = status 0001h success

BUG:

HIMEM v3.03-3.07 crash on an 80286 machine if any of the 8Xh

functions are called

0000h failed BL = error code (A2h,B0h) (see below) Note: this calls offset 0 in the XMS memory block with

84h

00h

successful

CS = code selector for XMS block at EBX (16-bit or 32-bit)

80h

function not implemented

DS = data selector for XMS block, starting at EBX

81h

Vdisk was detected

ES = selector for V86 memory access to full real-mode 1088K

82h

an A20 error occurred

GS = selector for full flat address space

8Eh

a general driver error

ESI, EDI from V86 mode

8Fh

unrecoverable driver error

(Netroom RM386 v6.00) Create new UMB entry

90h

HMA does not exist

BX = segment of high-memory block

91h

HMA is already in use

DX = first page of start of block

92h

DX is less than the /HMAMIN= parameter

CX = number of consecutive pages in block

93h

HMA is not allocated

DI = start of UMB in block

94h

A20 line still enabled


A0h

all extended memory is allocated

A1h

all available extended memory handles are allocated

Note: the new UMB is not linked into the high-memory chain

A2h

invalid handle

(Netroom RM386 v6.00) Get all XMS handles info

A3h

source handle is invalid

CX = size of buffer for handle info

A4h

source offset is invalid

ES:DI -> buffer for handle info (see below)

A5h

destination handle is invalid


A6h

destination offset is invalid

A7h

length is invalid

(XMS v3.0) Query free extended memory

A8h

move has an invalid overlap

Return: EAX = largest block of extended memory, in KB

A9h

parity error occurred

DX = current number of allocated XMS handles 88h

Error codes returned in BL:

EBX = physical address of block's start

DI = segment of first high-DOS block

with

EDX = block size in KB

34h

DX = XMS handle of block containing protected-mode code

(free

= 0000h failure

BL = error code (80h,B0h,B2h) (see below)

83h

block

(XMS v3.0) Get extended EMB handle information

= 0000h failure

82h

allocated

BL = status (80h,81h,A0h,A1h,A2h) (see below)

= 0000h failure

81h

for

= 0000h failure


12h

=

AH=0Ah)

389


AAh

block is not locked

94h

conventional and expanded memory regions overlap

ABh

block is locked

95h

offset within logical page exceeds size of logical page

ACh

block lock count overflowed

96h

region length exceeds 1M

ADh

lock failed

97h

source and destination EMS regions have same handle and overlap

B0h

only a smaller UMB is available

98h

memory source or destination type undefined

B1h

no UMB's are available

9Ah

specified alternate map register or DMA register set not supported

B2h

UMB segment number is invalid

9Bh

all alternate map register or DMA register sets currently allocated

9Ch

alternate map register or DMA register sets not supported

Format of EMM structure:

9Dh

undefined or unallocated alternate map register or DMA register set

Offset

Size

Description

9Eh

dedicated DMA channels not supported

00h

DWORD

number of bytes to move (must be even)

9Fh

specified dedicated DMA channel not supported

04h

WORD

source handle

A0h

no such handle name

06h

DWORD

offset into source block

A1h

a handle found had no name, or duplicate handle name

0Ah

WORD

destination handle

A2h

attempted to wrap around 1M conventional address space

0Ch

DWORD

offset into destination block

A3h

source array corrupted

A4h

operating system denied access

Notes:

if source and destination overlap, only forward moves (source base less than destination base) are guaranteed to work properly if either handle is zero, the corresponding offset is interpreted as a real-mode address referring to memory directly addressable

-------m-6741---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS - GET PAGE FRAME SEGMENT

by the processor

AH = 41h Return: AH = status (see also AH=40h)

Format of XMS handle info [array]:

00h function successful

Offset

Size

Description

00h

BYTE

handle


01h

BYTE

lock count

--------

02h

DWORD

handle size

m-6742----------------------------------------------------

06h

DWORD

handle physical address (only valid if lock count nonzero)

INT 67 - LIM EMS - GET NUMBER OF PAGES

BX = segment of page frame

--------

AH = 42h

m-6740----------------------------------------------------

Return: AH = status (see also AH=40h)

INT 67 - LIM EMS - GET MANAGER STATUS

00h function successful BX = number of unallocated pages

AH = 40h

DX = total number of pages

Return: AH = status (00h,80h,81h,84h) (see below) Note:

this call can be used only after establishing that the EMS driver is

BUG:

DOS 6.0 EMM386.EXE causes a system lock-up or reboot if in AUTO mode when this call is made; use AH=46h to ensure that EMM386 is ON

in

before making this call

fact present SeeAlso: AH=3Fh,AX=FFA5h

SeeAlso: INT 2F/AX=2702h

-------Values for EMS function status:

m-6743---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS - GET HANDLE AND ALLOCATE MEMORY

00h

successful

80h

internal error

81h

hardware malfunction

83h

invalid handle

84h

undefined function requested by application

85h

no more handles available

SeeAlso: AH=45h

86h

error in save or restore of mapping context

--------

87h

insufficient memory pages in system

m-6744----------------------------------------------------

88h

insufficient memory pages available

INT 67 - LIM EMS - MAP MEMORY

89h

zero pages requested

AH = 44h

8Ah

invalid logical page number encountered

AL = physical page number (0-3)

8Bh

invalid physical page number encountered

BX = logical page number

8Ch

page-mapping hardware state save area is full

8Dh

save of mapping context failed

8Eh

restore of mapping context failed

8Fh

undefined subfunction

SeeAlso: AH=69h

90h

undefined attribute type

--------

91h

feature not supported

m-6745----------------------------------------------------

92h

successful, but a portion of the source region has been overwritten

INT 67 - LIM EMS - RELEASE HANDLE AND MEMORY

93h

length of source or destination region exceeds length of region allocated to either source or destination handle

AH = 43h BX = number of logical pages to allocate Return: AH = status (00h,80h,81h,84h,85h,87h,88h,89h) (see AH=40h) DX = handle if AH=00h

or FFFFh to unmap (QEMM) DX = handle Return: AH = status (00h,80h,81h,83h,84h,8Ah,8Bh) (see AH=40h)

AH = 45h DX = EMM handle

389

APÉNDICES

Return: AH = status (00h,80h,81h,83h,84h,86h) (see AH=40h) SeeAlso: AH=43h

DX = EMM handle Return: AH = status (see AH=4Bh)

--------

BX = number of logical pages if AH=00h

m-6746----------------------------------------------------

SeeAlso: AH=4Dh

INT 67 - LIM EMS - GET EMM VERSION

--------

AH = 46h Return: AH = status (00h,80h,81h,84h) (see AH=40h)

m-674D---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS - GET PAGES FOR ALL HANDLES

AL = EMM version number if AH=00h

AH = 4Dh

-------m-6747----------------------------------------------------

ES:DI -> array to receive information Return: AH = status (00h,80h,81h,84h) (see AH=4Bh)

INT 67 - LIM EMS - SAVE MAPPING CONTEXT

---if AH=00h---

AH = 47h

BX = number of active EMM handles

DX = handle

array filled with 2-word entries, consisting of a handle and the number of pages allocated to that handle

Return: AH = status (see below) SeeAlso: AH=48h

SeeAlso: AH=4Ch

-------Values for status:

m-674E---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS - GET OR SET PAGE MAP

00h

successful

80h

internal error

AH = 4Eh

81h


AL = 00h if getting mapping registers

83h

invalid handle

01h if setting mapping registers

84h

undefined function requested

02h if getting and setting mapping registers at once

8Ch

page-mapping hardware state save area is full

8Dh

save of mapping context failed

8Eh

restore of mapping context failed

--------

03h if getting size of page-mapping array DS:SI -> array holding information (AL=01h/02h) ES:DI -> array to receive information (AL=00h/02h) Return: AH = status

m-6748----------------------------------------------------

00h successful

INT 67 - LIM EMS - RESTORE MAPPING CONTEXT

AL = bytes in page-mapping array (AL=03h only) array pointed to by ES:DI receives mapping info (AL=00h/02h)

AH = 48h

80h internal error

DX = handle Return: AH = status (00h,80h,81h,83h,84h,8Eh) (see AH=47h)

81h hardware malfunction

SeeAlso: AH=47h

84h undefined function requested

--------

8Fh undefined subfunction parameter

m-6749---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS - reserved - GET I/O PORT ADDRESSES AH = 49h Note:

A3h contents of source array corrupted (EMS 4.0?) Notes:

this function was designed to be used by multitasking operating

systems and should not ordinarily be used by appplication software.

defined in EMS 3.0, but undocumented in EMS 3.2

--------

MD386 returns the size of the page-mapping array in AX instead of AL

m-674A----------------------------------------------------

SeeAlso: AH=4Fh

INT 67 - LIM EMS - reserved - GET TRANSLATION ARRAY

--------

Note:

AH = 4Ah

m-674F----------------------------------------------------

defined in EMS 3.0, but undocumented in EMS 3.2

INT 67 - LIM EMS 4.0 - GET/SET PARTIAL PAGE MAP

--------

AH = 4Fh

m-674B----------------------------------------------------

AL = subfunction

INT 67 - LIM EMS - GET NUMBER OF EMM HANDLES

00h get partial page map DS:SI -> structure containing list of segments whose mapping

AH = 4Bh

contexts are to be saved

Return: AH = status (see below)

ES:DI -> array to receive page map

BX = number of EMM handles if AH=00h

01h set partial page map DS:SI -> structure containing saved partial page map

Values for status:

02h get size of partial page map

00h

successful

80h

internal error

81h


saved

83h

invalid handle

Return: AH = status

84h


BX = number of mappable segments in the partial map to be

00h successful

--------

80h internal error

m-674C----------------------------------------------------


INT 67 - LIM EMS - GET PAGES OWNED BY HANDLE


AH = 4Ch

8Bh one of specified segments is not mappable

389


8Fh undefined subfunction parameter

00h handle is volatile

A3h contents of partial page map corrupted or count of mappable

01h handle is nonvolatile

segments exceeds total number of mappable segments in system

01h set handle attributes

AL = size of partial page map for subfunction 02h

BL = new attribute (see returned AL)

SeeAlso: AH=4Eh

02h get attribute capability

--------

Return: AL = attribute capability

m-6750----------------------------------------------------

00h only volatile handles supported

INT 67 - LIM EMS 4.0 - MAP/UNMAP MULTIPLE HANDLE PAGES

01h both volatile and non-volatile supported DX = handle

AH = 50h AL = subfunction

Return: AH = status (00h,80h,81h,83h,84h,8Fh-91h) (see AH=51h)

00h use physical page numbers

SeeAlso: AH=53h

01h use segment addresses

--------

DX = handle

m-6753----------------------------------------------------

CX = number of entries in array

INT 67 - LIM EMS 4.0 - GET/SET HANDLE NAME

DS:SI -> mapping array (see below)

AH = 53h

Return: AH = status

AL = subfunction

00h successful

00h get handle name

80h internal error

ES:DI -> 8-byte buffer for handle name


01h set handle name

83h invalid handle

DS:SI -> 8-byte handle name


DX = handle

8Ah one or more logical pages are invalid

Return: AH = status (00h,80h,81h,83h,84h,8Fh,A1h) (see AH=51h)

8Bh one or more physical pages are invalid

SeeAlso: AH=52h

8Fh invalid subfunction

-------m-6754----------------------------------------------------

SeeAlso: AH=40h

INT 67 - LIM EMS 4.0 - GET HANDLE DIRECTORY Format of mapping array entry:

AH = 54h

Offset

Size

Description

AL = subfunction

00h

WORD

logical page number or FFFFh to unmap physical page

02h

WORD

physical page number or segment address

00h get handle directory ES:DI -> buffer for handle directory (see below)

--------

01h search for named handle

m-6751----------------------------------------------------

DS:SI -> 8-byte name

INT 67 - LIM EMS 4.0 - REALLOCATE PAGES AH = 51h

02h get total number of handles Return: AL = number of entries in handle directory (subfunction 00h)

DX = handle

DX = value of named handle (subfunction 01h)

BX = number of pages to be allocated to handle

BX = total number of handles (subfunction 02h) AH = status (00h,80h,81h,84h,8Fh,A0h,A1h) (see also AH=51h)

Return: AH = status (00h,80h,81h,83h,84h,87h,88h) (see below)

A1h a handle found had no name

BX = actual number of pages allocated to handle

Values for status:

Format of handle directory entry:

00h

successful

Offset

Size

Description

80h

internal error

00h

WORD

handle

81h


02h

8 BYTEs

83h

invalid handle

--------

84h


m-6755----------------------------------------------------

87h

more pages requested than present in system

INT 67 - LIM EMS 4.0 - ALTER PAGE MAP AND JUMP

88h

more pages requested than currently available

AH = 55h

8Fh


AL = subfunction

90h

undefined attribute type

91h

feature not supported

A0h

no such handle name

A1h

duplicate handle name

--------

handle's name

00h physical page numbers provided by caller 01h segment addresses provided by caller DX = handle DS:SI -> structure containing map and jump address Return: (at target address unless error)

m-6752---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS 4.0 - GET/SET HANDLE ATTRIBUTES

AH = status (see below) SeeAlso: AH=56h

AH = 52h AL = subfunction 00h get handle attributes Return: AL = attribute


successful

80h

internal error

389

APÉNDICES

04h

81h

hardware failure

83h

invalid handle

84h


8Ah


05h

8Bh

invalid physical page number encountered

07h

8Fh

invalid subfunction

BYTE

source memory type 00h conventional 01h expanded

WORD

source handle (0000h if conventional memory)

WORD

source initial offset (within page if EMS, segment if

convent)

--------

09h

WORD

source initial segment (conv mem) or logical page (EMS)

m-6756----------------------------------------------------

0Bh

BYTE

destination memory type

INT 67 - LIM EMS 4.0 - ALTER PAGE MAP AND CALL

00h conventional 01h expanded

AH = 56h AL = subfunction 00h physical page numbers provided by caller DX = handle DS:SI -> structure containing page map and call address

0Ch

WORD

destination handle

0Eh

WORD

destination initial offset

10h

WORD

destination initial segment or page

-------m-6758----------------------------------------------------

01h segment addresses provided by caller

INT 67 - LIM EMS 4.0 - GET MAPPABLE PHYSICAL ADDRESS ARRAY

DX = handle DS:SI -> structure containing page map and call address

AH = 58h

02h get page map stack space required

AL = subfunction

Return: BX = stack space required Return: (if successful, the target address is called.

00h get mappable physical address array Use a RETF to return

ES:DI -> buffer to be filled with array

and

01h get number of entries in m.p.a. array restore mapping context)

Return: CX = number of entries in array

AH = status (see AH=55h) SeeAlso: AH=55h

AH = status (00h,80h,81h,84h,8Fh) (see AH=57h) Note:

the returned array for subfunction 00h is filled in physical segment

--------

address order

m-6757---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS 4.0 - MOVE/EXCHANGE MEMORY REGION AH = 57h AL = subfunction 00h move memory region 01h exchange memory region DS:SI -> structure describing source and destination (see below) Return: AH = status (see below) Note:

Format of mappable physical address entry: Offset

Size

Description

00h

WORD

physical page segment

02h

WORD

physical page number

-------m-6759---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS 4.0 - GET EXPANDED MEMORY HARDWARE INFORMATION

source and destination may overlap for a move, in which case the copy

AH = 59h

direction is chosen such that the destination receives an intact

AL = subfunction

copy

00h get hardware configuration array of the source region

ES:DI -> buffer to be filled with array (see below) 01h get unallocated raw page count

Values for status:

Return: BX = unallocated raw pages

00h

successful

80h

internal error

81h

hardware failure

83h

invalid handle

84h


8Ah


8Fh


Format of hardware configuration array:

92h

successful, but a portion of the source region has been overwritten

Offset

Size

Description

93h

length of source or destination region exceeds length of region

00h

WORD

size of raw EMM pages in paragraphs

02h

WORD

number of alternate register sets

allocated to either source or destination handle

DX = total raw pages Return: AH = status (see also AH=58h"EMS 4.0") A4h access denied by operating system Note:

subfunction 00h is for use by operating systems only, and can be enabled or disabled at any time by the operating system

94h

conventional and expanded memory regions overlap

04h

WORD

size of mapping-context save area in bytes

95h

offset within logical page exceeds size of logical page

06h

WORD

number of register sets assignable to DMA

96h

region length exceeds 1M

08h

WORD

DMA operation type

97h

source and destination EMS regions have same handle and overlap

98h

memory source or destination type undefined

A2h

attempted to wrap around 1M conventional address space

0000h DMA with alternate register sets 0001h only one DMA register set

-------m-675A----------------------------------------------------

Format of EMS copy data:

INT 67 - LIM EMS 4.0 - ALLOCATE STANDARD/RAW PAGES

Offset

Size

Description

AH = 5Ah

00h

DWORD

region length in bytes

AL = subfunction

389


BL = DMA register set number

00h allocate standard pages

08h deallocate DMA register set

01h allocate raw pages

BL = DMA register set number

BX = number of pages to allocate

Return: AH = status (00h,80h,81h,84h,8Fh,9Ah-9Fh,A3h,A4h) (see AH=5Ah)

Return: DX = handle

Note:

AH = status

this function is for use by operating systems only, and can be enabled or disabled at any time by the operating system

00h successful 80h internal error

--------

81h hardware failure

m-675C----------------------------------------------------


INT 67 - LIM EMS 4.0 - PREPARE EXPANDED MEMORY HARDWARE FOR WARM

85h no more handles available

BOOT

87h insufficient memory pages in system 88h insufficient memory pages available

AH = 5Ch Return: AH = status (see below)

8Fh undefined subfunction

--------

Values for status:

m-675B----------------------------------------------------

00h

successful

INT 67 - LIM EMS 4.0 - ALTERNATE MAP REGISTER SET

80h

internal error

AH = 5Bh

81h


AL = subfunction

84h


00h get alternate map register set Return: BL = current active alternate map register set number ES:DI -> map register context save area if BL=00h

-------m-675D---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS 4.0 - ENABLE/DISABLE OS FUNCTION SET FUNCTIONS

01h set alternate map register set

AH = 5Dh

BL = new alternate map register set number

AL = subfunction

ES:DI -> map register context save area if BL=0

00h enable OS Function Set

02h get alternate map save array size

01h disable OS Function Set

Return: DX = array size in bytes 03h allocate alternate map register set Return: BL = number of map register set; 00h = not supported 04h deallocate alternate map register set BL = number of alternate map register set Return: AH = status (00h,80h,81h,84h,8Fh,9Ah-9Dh,A3h,A4h) (see below) Note:

this function is for use by operating systems only, and can be enabled or disabled at any time by the operating system


successful

80h

internal error

81h


84h


8Fh


9Ah

specified alternate map register or DMA register set not supported

9Bh

all alternate map register or DMA register sets currently allocated

9Ch

alternate map register or DMA register sets not supported

9Dh

undefined or unallocated alternate map register/DMA register set

9Eh

dedicated DMA channels not supported

9Fh

specified dedicated DMA channel not supported

A3h

source array corrupted

A4h

operating system denied access

-------m-675B---------------------------------------------------INT 67 - LIM EMS 4.0 - ALTERNATE MAP REGISTER SET - DMA REGISTERS AH = 5Bh AL = subfunction 05h allocate DMA register set Return: BL = DMA register set number, 00h if not supported 06h enable DMA on alternate map register set BL = DMA register set number DL = DMA channel number 07h disable DMA on alternate map register set

02h return access key (resets memory manager, returns access key at next invocation) BX,CX = access key returned by first invocation Return: BX,CX = access key, returned only on first invocation of function AH = status (see also AH=5Ch) 8Fh undefined subfunction A4h operating system denied access

424


Apéndice X - JUEGO DE CARACTERES ASCII EXTENDIDO

☺ ☺ ♥ ♦ ♣ ♠ • _ _ _ _ _ _

! ¶ § ↑ ↑ ↓ → ← _ ↔

! " # $ % & ' (

Hex Dec ─────── 00 000 01 001 02 002 03 003 04 004 05 005 06 006 07 007 08 008 09 009 0A 010 0B 011 0C 012 0D 013 0E 014 0F 015 10 016 11 017 12 018 13 019 14 020 15 021 16 022 17 023 18 024 19 025 1A 026 1B 027 1C 028 1D 029 1E 030 1F 031 20 032 21 033 22 034 23 035 24 036 25 037 26 038 27 039 28 040 ) 29 * 2A

Hex Dec ─────── + 2B 043 , 2C 044 - 2D 045 . 2E 046 / 2F 047 0 30 048 1 31 049 2 32 050 3 33 051 4 34 052 5 35 053 6 36 054 7 37 055 8 38 056 9 39 057 : 3A 058 ; 3B 059 < 3C 060 = 3D 061 > 3E 062 ? 3F 063 @ 40 064 A 41 065 B 42 066 C 43 067 D 44 058 E 45 069 F 46 070 G 47 071 H 48 072 I 49 073 J 4A 074 K 4B 075 L 4C 076 M 4D 077 N 4E 078 O 4F 079 P 50 080 Q 51 081 R 52 082 S 53 083 041 T 54 042 U 55

Hex Dec ─────── V 56 086 W 57 087 X 58 088 Y 59 089 Z 5A 090 [ 5B 091 \ 5C 092 ] 5D 093 ^ 5E 094 _ 5F 095 ` 60 096 a 61 097 b 62 098 c 63 099 d 64 100 e 65 101 f 66 102 g 67 103 h 68 104 i 69 105 j 6A 106 k 6B 107 l 6C 108 m 6D 109 n 6E 110 o 6F 111 p 70 112 q 71 113 r 72 114 s 73 115 t 74 116 u 75 117 v 76 118 w 77 119 x 78 120 y 79 121 z 7A 122 { 7B 123 | 7C 124 } 7D 125 ~ 7E 126 084 _ 7F 085 Ç 80

Hex Dec ─────── ¼ AC 172 ¡ AD 173 « AE 174 » AF 175 ░ B0 176 ▒ B1 177 ▓ B2 178 │ B3 179 ┤ B4 180 ╡ B5 181 ╢ B6 182 ╖ B7 183 ╕ B8 184 ╣ B9 185 ║ BA 186 ╗ BB 187 ╝ BC 188 ╜ BD 189 ╛ BE 190 ┐ BF 191 └ C0 192 ┴ C1 193 ┬ C2 194 ├ C3 195 ─ C4 196 ┼ C5 197 ╞ C6 198 ╟ C7 199 ╚ C8 200 ╔ C9 201 ╩ CA 202 ╦ CB 203 ╠ CC 204 ═ CD 205 ╬ CE 206 ╧ CF 207 ╨ D0 208 ╤ D1 209 ╥ D2 210 ╙ D3 211 ╘ D4 212 170 ╒ D5 171 ╓ D6

Hex Dec ─────── ╫ D7 215 ╪ D8 216 ┘ D9 217 ┌ DA 218 █ DB 219 ▄ DC 220 ▌ DD 221 ▐ DE 222 ▀ DF 223 α E0 224 ß E1 225 Γ E2 226 π E3 227 Σ E4 228 σ E5 229 µ E6 230 τ E7 231 Φ E8 232 Θ E9 233 Ω EA 234 δ EB 235 ∞ EC 236 φ ED 237 ε EE 238 ∩ EF 239 ≡ F0 240 ± F1 241 ≥ F2 242 ≤ F3 243 ⌠ F4 244 ⌡ F5 245 ÷ F6 246 ≈ F7 247 ° F8 248 ⋅ F9 249 ⋅ FA 250 √ FB 251 _ FC 252 ² FD 253 FE 254 FF 255 213 214

196 194 218 ┌ ─ ┬ ┐ 191 219 223 179 │ █ ▀ █ 204 ╠ 206 ╬ ╣ 185 195 ├ 197 ┼ ┤ 180 █ ▄ █ 200 ╚ 202 ╩ ╝ 188 192 └ 193 ┴ ┘ 217 220

201 ╔ 186 ║

═

╦

205 203 ╗ 187

Hex Dec ─────── ü 81 129 é 82 130 â 83 131 ä 84 132 à 85 133 å 86 134 ç 87 135 ê 88 136 ë 89 137 è 8A 138 ï 8B 139 î 8C 140 ì 8D 141 Ä 8E 142 Å 8F 143 É 90 144 æ 91 145 Æ 92 146 ô 93 147 ö 94 148 ò 95 149 û 96 150 ù 97 151 _ 98 152 Ö 99 153 Ü 9A 154 ¢ 9B 155 £ 9C 156 ¥ 9D 157 _ 9E 158 ƒ 9F 159 á A0 160 í A1 161 ó A2 162 ú A3 163 ñ A4 164 Ñ A5 165 ª A6 166 º A7 167 ¿ A8 168 _ A9 169 127 ¬ AA 128 ½ AB

424

APÉNDICES

213 ╒ ═ ╤ 179 │ 198 ╞ 212 ╘

207 ╧

176 ░░░░░░░░░░

205 209 ╕ 184 216 ╪ ╛ 190

196 210 ╖ 183 222 223 221 ▐ ▀ ▌ 215 ╫ ╢ 182 ▐ ▄ ▌ 208 ╨ ╜ 189 220

214 ╓ ─ ╥ 186 ║ ╡ 181 199 ╟ 211 ╙

177 ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒

178 ▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓

219 ██████████

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Apéndice XI - BIBLIOGRAFÍA Ralf Brown. Ralf Brown publica periódicamente un fichero (en inglés) con información muy detallada sobre interrupciones (INTERRUP.LST), muy superior a la de cualquier libro. Contiene todas las funciones de la BIOS, con información de máquinas y marcas concretas, así como de casi todas las tarjetas (por ejemplo, de vídeo) del mercado. También están todas las interrupciones y funciones del DOS, tanto las documentadas como las secretas o indocumentadas. Aquí se pueden encontrar las funciones (vía llamada a interrupciones) de los controladores de memoria expandida y extendida, del ratón, de las extensiones CD-ROM, de Desqview, de Windows,... en resumen: de casi todos los programas importantes del mercado. Además, se trata de un fichero de dominio público. Periódicamente es actualizado con la información que altruistamente le envían personas de todo el mundo. La versión 55 (mediados de 1997) ocupa unos 5 Mbytes, tras descomprimir y juntar los diversos ficheros en que viene repartido. Se puede conseguir en Internet y en las principales BBS. Michael Tischer. PC Interno. Programación de sistema. Editorial Marcombo - Data Becker, 1993. 1404 páginas + disco. Este gigantesco libro reúne en una sola obra un ingente volumen de información útil, relacionada con la programación de sistemas de los PC. La primera parte constituye una especie de introducción a la programación de sistemas (100 páginas). La segunda parte (600 páginas) describe los gráficos mejor que muchos otros libros especializados en la materia, explica el teclado, los disquetes y discos duros, los puertos paralelo y serie, la programación del ratón y el joystick, el reloj de tiempo real, las memorias EMS y XMS, la creación de sonido, la detección del tipo de microprocesador... La tercera parte (250 páginas) comenta la estructura del sistema operativo DOS, las formatos COM y EXE, la gestión de archivos, la gestión de memoria, los controladores de dispositivo,... La cuarta parte (100 páginas) trata de la creación de programas residentes, del acceso al modo protegido, los extensores del DOS, DMPI, VPCI,... Por último, la quinta parte consta de 14 apéndices (del A al N) con un resumen de las principales funciones de la BIOS, el DOS, EMS, XMS, ratón... (300 páginas). Este libro resulta imprescindible para el programador, al reunir en una sola obra un elevado volumen de información. Tiene puntos débiles, como las escasas 5 páginas que dedica al puerto serie; en otros aspectos, como en materia de discos, la información es bastante buena sin ser muy profunda (no toca para nada la programación directa de la controladora de disquetes); lo mismo sucede en temas como la creación de programas residentes (información correcta pero muy, muy justa). Sin embargo, en otras áreas, como en gráficos, arrasa en comparación con otros muchos libros del mercado que se dedican solo a este tema. El libro viene con cientos de listados de programas de ejemplo en C, Pascal, QuickBasic y ensamblador (con letra muy pequeña a dos columnas) que ejemplifican la aplicación de lo que se explica y están incluidos en el disquete que acompaña -lo que es una garantía de que funcionan-. Aunque pudiera parecer que PC Interno es el rival de la obra que tiene el lector entre sus manos, no es realmente así: PC Interno abarca muchas más áreas de programación y a todos los niveles, si bien en el acceso directo a los chips se queda muy escaso, aspecto que aquí es el más relevante. Pero hay que tener en cuenta que no se pueden tratar las cosas con tanta profundidad cuando son tantos los temas que se abarcan, ni siquiera con 1400 páginas. Michael Tischer. PC Interno 2.0. Programación de sistema. Editorial Marcombo - Data Becker, 1996. Versión más reciente del libro anterior, sustituye el disquete por un CD conteniendo todo el libro (incluso con más capítulos que los impresos). Más completo y actualizado. Andrew Schulman, Raymond J. Michels, Jim Kyle, Tim Paterson, David Maxey y Ralf Brown. Undocumented DOS. Editorial Addison-Wesley, USA. 694 páginas + 2 discos. Este libro contiene casi todas las funciones indocumentadas del sistema operativo, esas que utilizan los

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mejores programas comerciales para dejarnos sorprendidos. Indispensable para el programador avanzado que sepa ensamblador y/o C e inglés. Viene con dos discos de 1,2 Mb. Al principio se centra en la gestión de recursos del DOS, explicando a fondo la gestión de memoria del sistema al más bajo nivel y la gestión de procesos y dispositivos. A continuación trata en profundidad la gestión del sistema de ficheros, exponiendo una información valiosísima. Después hay casi 100 páginas destinadas a explicar la creación de programas residentes que utilicen servicios del DOS, explicando detalladamente todos los pasos y la solución de los problemas. Finalmente, estudia el intérprete de comandos del DOS y aspectos relacionados con la creación de depuradores de código. Contiene un apéndice donde se listan sólo las funciones indocumentadas del DOS (extraído del INTERRUP.LST). La edición que comento es de Junio de 1991 y, aunque en portada indica lo contrario, no es cierta la afirmación de que cubre el DOS 5.0. Sin embargo, es un libro casi indispensable para los programadores de sistemas bajo DOS. Andrew Schulman, Ralf Brown, David Maxey, Raymond J. Michels, Jim Kyle. El DOS no documentado. Editorial Addison-Wesley/Díaz de Santos. - 1995. 1043 páginas. Versión en castellano del libro anterior, en una edición más moderna que cubre también aspectos relacionados con Windows, DR-DOS, Netware y MVDM de OS/2 y Windows NT. A. Cattania. 80386: Arquitectura y programación. Grupo editorial Jackson. 300 páginas. Este libro describe profundamente el procesador 80386, con un capítulo específico para el diseño de sistemas hardware basados en el mismo. Al final, reproduce el conjunto de instrucciones aunque no es la obra más recomendable para consultar esta información. Intel. 80386: Guía del programador de sistemas. Anaya Multimedia - Intel. 175 páginas. Libro oficial de Intel sobre el 386; describe los aspectos relacionados con su programación a nivel de sistemas, con un profundo tratamiento de la gestión de memoria, las tareas, las interrupciones, las llamadas al sistema, la entrada/salida, el coprocesador, la compatibilidad con el 286 y 8086. Al final, culmina con un ejemplo de posible implementación del sistema UNIX. Carece por completo, sin embargo, de información acerca de las instrucciones del procesador. 80386: Guia del programador y manual de referencia. Anaya Multimedia - Intel. 492 páginas. Otro libro oficial relacionado con el 386 pero no especializado en la programación de sistemas sino en la programación general. Describe en una 1ª parte la programación de aplicaciones, mostrando la organización de la memoria y todo el conjunto de instrucciones del 386, una a una. En una 2ª parte, aparecen capítulos destinados a la programación de sistemas, con la gestión de memoria, la protección, la programación multitarea, la entrada/salida, las excepciones e interrupciones, el coprocesador y el modo de depuración de programas del 386. En la 3ª parte del libro se trata el tema de la compatibilidad con procesadores anteriores, el modo virtual-86 y la mezcla de códigos de 16 y 32 bits. Al final, la 4ª parte resume exhaustivamente todo el juego de instrucciones, con los tiempos de ejecución... Este libro es el complemento del anterior. Jon Beltrán de Heredia. Lenguaje Ensamblador de los 80x86. Anaya Multimedia, S.A., - 1994. 300 páginas. Este libro perteneciente a la colección de Guías Prácticas es una útil herramienta para aprender ensamblador, desde los conceptos más básicos hasta adquirir un conocimiento considerable del

APÉNDICES

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lenguaje. En la segunda mitad describe el entorno de desarrollo y aspectos fundamentales del mundo de la programación del PC, de manera que el lector pueda comenzar a desarrollar sus propios programas en este lenguaje. Un excelente libro para comenzar, en particular para todos aquellos que hayan tenido una primera mala experiencia con algún manual de esos que listan áridamente las instrucciones. Peter Norton / John Socha. Nueva Guía del programador en ensamblador para IBM PC/XT/AT y compatibles. Anaya Multimedia, S.A., - 1991. 448 páginas + disco. Este libro resulta especialmente útil para quienes comienzan con el lenguaje ensamblador. Contiene numerosos ejemplos de programación. A lo largo de la obra se desarrolla un completo editor de sectores de disco, de una manera estructurada y clara. Leo J. Scanlon. 80286: Programación ensamblador en entorno MS-DOS. Anaya Multimedia, S.A. - 1987. 368 páginas. Aunque su título parezca indicar lo contrario, se trata de un gran libro para aprender ensamblador del 8086. Las instrucciones exclusivas del 286 (muy pocas y sólo las del modo real) se distinguen con claridad de las estándar del 8086. Realmente, no es un libro sobre el 286. Empieza desde un nivel básico y enseña progresivamente la sintaxis del lenguaje y el manejo del programa ensamblador hasta unos niveles bastante aceptables. Es el libro que con más sencillez, claridad y profundidad describe las instrucciones del ensamblador. Tiene un capítulo dedicado a la aritmética de 32 bits; otro al manejo de estructuras de datos; otro a los recursos del DOS (poco profundo) y otro relacionado con las macros (muy superficial). B. Kernigham / D. Ritchie. El lenguaje de programación C. Ed. prentice-Hall. Libro clásico sobre la programación en C, escrito por los creadores originales del lenguaje. No está actualizado, sin embargo, sobre las últimas revisiones ANSI. Imprescindible para cualquier programador en C. Juez inapelable sobre cómo deben hacerse las cosas en C. P. J. Plauger / Jim Brodie. C estándar. Anaya multimedia, S.A. - 1990. 240 páginas. Guía de referencia rápida sobre este lenguaje de programación; no es una obra didáctica sino un librillo de consulta que incluye los últimos estándares incorporados al C (ANSI e ISO), dividido en dos partes: C estándar y la librería estándar del C. Scott Zimmerman/ Beverly B. Zimmerman. La biblia del Turbo C. Anaya Multimedia, S.A. 656 páginas + 2 discos. Este libro va acompañado de dos disquetes con las rutinas desarrolladas; junto con los manuales del compilador es una buena fuente de información. B. Costales. Introducción al Lenguaje C. Editorial Gustavo Gili, S.A. - 1987. 291 páginas. El título original de la obra (C from A to Z) es más descriptivo de su contenido. Se trata de un extraordinario libro para aprender C y llegar hasta un nivel de conocimientos respetable. Es un libro fácil de seguir y contiene numerosas referencias sobre cómo han de ser los programas en C para ser

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realmente portables entre distintos ordenadores. A mi juicio, mucho más didáctico y útil que el famoso Kernigham & Ritchie. Además, su precio es asequible. Su punto débil es no estar especializado en los PC, para lo que harán falta más libros de apoyo. Richard Wilton. Sistemas de Vídeo. Editorial Anaya Multimedia, S.A., 1990. 568 páginas + disco. Describe con profundidad todos los sistemas de vídeo estándar de los PC's, desde la Hércules a la VGA (pasando por la Incolor, HGC+, etc.); orientado al programador en C y/o ensamblador. Trata la programación directa del hardware de vídeo, los modos alfanuméricos (incluyendo los aspectos avanzados de EGA y VGA) y gráficos, las técnicas para trazar puntos, líneas, circunferencias, rellenar superficies, etc.; se trata de una de las obras más extensas sobre el tema. Sin embargo, en programación a bajo nivel cuesta encontrar a veces la información -que está bastante mal organizada- o no se encuentra (registros que se mencionan pero no se describen, etc.). Digamos que es útil en el tema de los algoritmos de trazado de líneas, círculos, rutinas rápidas en ensamblador... pero se rinde ante PC Interno en todo lo demás (aunque también puede echar una mano). IBM corp. IBM AT Technical Reference. - 1984. 600 páginas. Libro oficial de IBM que describe la organización interna del AT, incluyendo el listado fuente de la ROM-BIOS de la máquina. Resulta útil para obtener esa información que no se puede encontrar en otros sitios; aunque ésta es poco exhaustiva en cuanto a especificaciones técnicas de los integrados se refiere, conviene no olvidar que casi todos los demás libros sobre programación avanzada del PC se basan siempre de una u otra forma en éste. Publicado en inglés y relativamente difícil de conseguir, como evidencia la fecha de la versión que comento. Harris. Digital Product Data Book. Se trata de la línea de datasheets técnicos del conocido fabricante, editada en inglés. Puede conseguirse en tiendas de electrónica de ciudades importantes, o directamente en Internet (en el WEB de Harris). Harris fabrica chips CMOS compatibles con el 8088, 286, 8255, 8253/4, 8237, 8259 ... en resumen: casi todos los que podamos encontrar dentro de un PC, descritos a fondo (por venir, vienen hasta las instrucciones del 286 y se explica el funcionamiento del modo protegido del integrado). Aunque la obra está destinada en parte a los fabricantes de hardware, tal vez entre los más beneficiados de su lectura estén aquellos programadores a bajo nivel, tanto de ensamblador como de C, que desean saber TODA la información acerca de un chip, sin errores y sin olvidos; de manera clara, concisa y completa.

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