Assembler - язык неограниченных возможностей
Пример программы
Мы будем пользоваться различными дескрипторами по мере надобности, а для начала выполним переключение в 32-битную модель памяти flat, где все сегменты имеют базу 0 и лимит 4 Гб. Нам потребуются два дескриптора — один для кода и один для данных. Кроме того, нужны два 16-битных дескриптора с лимитами 64 Кб, чтобы загрузить их в CS и DS перед возвратом в реальный режим.
В комментариях к примеру pm0.asm мы заметили, что его можно выполнять в DOS-окне Windows 95, хотя программа и запускается уже в защищенном режиме. Это происходит потому, что Windows 95 перехватывает обращения к контрольным регистрам и позволяет программе перейти в защищенный режим, но только с минимальным уровнем привилегий. Все следующие наши примеры в этом разделе будут рассчитаны на работу с максимальными привилегиями, поэтому добавим в программу проверку на запуск из-под Windows (функция 1600h прерывания мультиплексора INT 2Fh).
Еще одно дополнительное действие, которое будем теперь выполнять при переключении в защищенный режим, — управление линией А20. После запуска компьютера для совместимости с 8086 используются 20-разрядные адреса (работают адресные линии А0 – А19), так что попытка записать что-то по линейному адресу 100000h приведет к записи по адресу 0000h. Этот режим отменяется установкой бита 2 в порту 92h и снова включается сбрасыванием этого бита в 0. (Существуют и другие способы, зависящие от набора микросхем, используемых на материнской плате, но они бывают необходимы, только если требуется максимально возможная скорость переключения.)
; pm1.asm ; Программа, демонстрирующая работу с сегментами в защищенном режиме, ; переключается в модель flat, выполняет вывод на экран и возвращается в DOS ; ; Компиляция: TASM: ; tasm /m pm1.asm ; tlink /x /3 pm1.obj ; MASM: ; ml /c pm1.asm ; link pm1.obj,,NUL,,, ; WASM: ; wasm pm1.asm ; wlink file pm1.obj form DOS
.386p ; 32-битный защищенный режим появился в 80386
; 16-битный сегмент, в котором находится код для входа ; и выхода из защищенного режима RM_seg segment para public "code" use16 assume CS:RM_seg,SS:RM_stack start: ; подготовить сегментные регистры push cs pop ds ; проверить, не находимся ли мы уже в РМ mov еах,cr0 test al,1 jz no_V86 ; сообщить и выйти mov dx,offset v86_msg err_exit: mov ah,9 int 21h mov ah,4Ch int 21h, v86_msg db "Процессор в режиме V86 - нельзя переключиться в РМ$" win_msg db "Программа запущена под Windows - нельзя перейти в кольцо 0$"
; может быть, это Windows 95 делает вид, что РЕ = 0? no_V86: mov ax,1600h ; Функция 1600h int 2Fh ; прерывания мультиплексора, test al,al ; если AL = 0, jz no_windows ; Windows не запущена ; сообщить и выйти, если мы под Windows mov dx,offset win_msg jmp short err_exit
; итак, мы точно находимся в реальном режиме no_windows: ; если мы собираемся работать с 32-битной памятью, стоит открыть А20 in al,92h or al,2 out 92h,al ; вычислить линейный адрес метки PM_entry xor еах,еах mov ax,PM_seg ; АХ - сегментный адрес PM_seg shl eax,4 ; ЕАХ - линейный адрес PM_seg add eax,offset PM_entry ; EAX - линейный адрес PM_entry mov dword ptr pm_entry_off,eax ; сохранить его ; вычислить базу для GDT_16bitCS и GDT_16bitDS xor eax,eax mov ax,cs ; AX - сегментный адрес RM_seg shl eax,4 ; ЕАХ - линейный адрес RM_seg push eax mov word ptr GDT_16bitCS+2,ax ; биты 15 - 0 mov word ptr GDT_16bitDS+2,ax shr eax,16 mov byte ptr GDT_16bitCS+4,al ; и биты 23 - 16 mov byte ptr GDT_16bitDS+4,al ; вычислить абсолютный адрес метки GDT pop eax ; EAX - линейный адрес RM_seg add ax,offset GDI ; EAX - линейный адрес GDT mov dword ptr gdtr+2,eax ; записать его для GDTR ; загрузить таблицу глобальных дескрипторов lgdt fword ptr gdtr ; запретить прерывания cli ; запретить немаскируемое прерывание in al,70h or al,80h out 70h,al ; переключиться в защищенный режим mov eax,cr0 or al,1 mov cr0,eax ; загрузить новый селектор в регистр CS db 66h ; префикс изменения разрядности операнда db 0EAh ; код команды дальнего jmp pm_entry_off dd ? ; 32-битное смещение dw SEL_flatCS ; селектор RM_return: ; сюда передается управление при выходе из защищенного режима ; переключиться в реальный режим mov еах,cr0 and al,0FEh mov cr0,eax ; сбросить очередь предвыборки и загрузить CS реальным сегментным адресом db 0EAh ; код дальнего jmp dw $+4 ; адрес следующей команды dw RM_seg ; сегментный адрес RM_seg ; разрешить NMI in al,70h and al,07Fh out 70h,al ; разрешить другие прерывания sti ; подождать нажатия любой клавиши mov ah,0 int 16h ; выйти из программы mov ah,4Ch int 21h ; текст сообщения с атрибутами, который мы будем выводить на экран message db 'Н',7,'е',7,'l',7,'l',7,'о',7,' ',7,'и',7,'з',7,' ',7 db '3',7,'2',7,'-',7,'б',7,'и',7,'т',7,'н',7,'о',7,'г',7 db 'о',7,' ',7,'Р',7,'М' message_l = $ - message ; длина в байтах rest_scr = (80*25*2-message_l)/4 ; длина оставшейся части экрана ; в двойных словах ; таблица глобальных дескрипторов GDT label byte ; нулевой дескриптор (обязательно должен быть на первом месте) db 8 dup(0) ; 4-гигабайтный код, DPL = 00: GDT_flatCS db 0FFh,0FFh,0,0,0,10011010b,11001111b,0 ; 4-гигабайтные данные, DPL = 00: GDT_flatDS db 0FFh,0FFh,0,0,0,10010010b,11001111b,0 ; 64-килобайтный код, DPL = 00: GDT_16bitCS db 0FFh,0FFh,0,0,0,10011010b,0,0 ; 64-килобайтные данные, DPL = 00: GDT_16bitDS db 0FFh,0FFh,0,0,0,10010010b,0,0 GDT_l = $ - GDT ; размер GDT
