Цель работы:
Изучить виртуальный режим микропроцессора 80386.
Текст задания:
Эмулировать на экран передачу данных через последовательный порт СОМ1. Вывод не через OUT а функцией DOS.
Общая схема решения задачи.
В процедуре эмуляции прерывания сравнить ah с 4 (номер функции DOS для передачи данных через COM1). Если ah окажется равным 4, то заменить его на 2 (номер функции DOS для выдачи данных на экран)
Текст программы:
Текст файла «VM86.asm»:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851 852 853 854 855 856 857 858 859 860 861 862 863 864 865 866 867 868 869 870 871 872 873 874 875 876 877 878 879 880 881 882 883 884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894 895 896 897 898 899 900 901 902 903 904 905 906 907 908 909 910 911 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922 923 924 925 926 927 928 929 930 931 932 933 934 935 936 937 938 939 940 941 942 943 944 945 946 947 948 949 950 951 952 953 954 955 956 957 958 959 960 961 962 963 964 965 966 967 968 969 970 971 972 973 974 975 976 977 978 979 980 981 982 983 984 985 986 987 988 989 990 991 992 993 994 |
; Монитор виртуального режима V86 ; Ниже приведен полный текст монитора V86, запуск которого ;под MS-DOS в реальном режиме приведет к появлению на экране ;подсказки MS-DOS в той форме в которой она задана в файле AUTO- ;EXEC.BAT. В ответ на эту подсказку можно вводить программы ре- ;ального режима, написанные для процессоров i8086/i8088, и они ;будут выполнятся с той же скоростью что и в реальном режиме ;i80386. ; Код программы делится на две части: код инициализации и код ;монитора V86. Код инициализации осуществляет переход в защищен- ;ный режим, подготавливает необходимый кадр стека и с помощью ;команды IRETD переводит процессор из защищенного в виртуальный ;режим.При этом управление передается на метку vmstart. После ;чего средствами DOS выдается сообщение, что монитор установлен и ;программа заканчивает работу оставляя код монитора резидентно в ;памяти. ; Код монитора V86 в основном состоит из обработчиков преры- ;ваний и особых случаев, возникновение которых связано с работа- ;ющей под его управлением программой виртуального режима V86. ; Прерывания и особые случаи обрабатываются монитором V86 в ;зависимости от типа по следующей схеме: ; а) особые ситуации виртуального режима 0,1,2 ; <шлюз в IDT> --> <fejmp> --> <intvm> ; б) особые ситуации 13 виртуального режима ; <шлюз в IDT> --> <fault13> --> <emulateint> ; в) аппаратные прерывания виртуального режима ; <шлюз в IDT> --> <hijmp> --> <intvm> ; Обработчики программных прерываний почти идентичны. Оба оп- ;ределяют какое прерывание могло быть выдано программе V86 и пе- ;редают его номер процедуре emulateint. ; Обработчик особой ситуации общей защиты fault13 проделывает ;небольшую трансляцию, прежде чем эмулирует программное прерыва- ;ние. Он сначала должен обратится к памяти пользователя с приме- ;нением дескриптора защищенного режима чтобы определить какая ;команда INT n, была использована. Это сделано с помощью деск- ;риптора AllMem_desc, определенного таким образом, чтобы он имел ;доступ ко всему 4-гигабайтноиу адресному пространству с помощью ;32-битных смещений,. Кодовый сегмент V86 и указатель команд, ;сохраненные в стеке, комбинируются с помощью метода ba- ;se*16+offset для порождения 32- битного адреса. Это смещение ;указывает на инструкцию, вызвавшую особую ситуацию. Производит- ;ся проверка, действительно ли это - команда INT n. Если так, то ;номер вектора извлекается из памяти и эмулируется прерывание. ; Обработчики особых ситуаций просто соотносят аппаратное ;прерывание со стандартным вектором DOS. ; Другие ошибки и особые ситуации используют intvm, чтобы ;послать прерывание к обработчику прерываний V86. Прерывания , ;которые не могут быть обработаны таким способом. передаются ;процедуре fail, которая выводит на экран следующую информацию: ; Адрес ; команды es ds edi esi ;Fault/Exeption 13 @0048:0057 0000:0000:0060:0000:0000:0000: ; ; ebp esp ebx edx ecx Fault ;091C:0000:0212:0000: 008E:0500:0101:0000:0001:0000:800D:0000: ; ; eax eip cs eflags стек ;0106:0000:057:0000:0048:0000:3002:0001: 063E:0000:0081:0000: ; ;0008:0000:1AB2:0000:02C1:0000:7246:0002:0914:0000 MASM ; (1) Режим Турбо-ассемблера = MASM .386P ; (2) Разрешение трансляции всех, в том ; числе привилегированных команд МП 386 ; и 486 ; Структура для описания дескрипторов сегментов DESCRIPTOR STRUC ; (3) seg_limit dw 0 ; (4) длина сегмента base_lo_word dw 0 ; (5) физ. адрес (биты 0..15) base_hi_byte db 0 ; (6) физ. адрес (биты 16..23) acces_rights db 0 ; (7) байт прав доступа db 0 ; (8) зарезервировано для 80386 base_top_byte db 0 ; (9) DESCRIPTOR ENDS ; (10) ; Структура для описания дескрипторов прерываний IDT_DESCRIPTOR STRUC ; (11) int_offset dw 0 ; (12) точка входа в проц. обраб. прерывания int_selector dw 0 ; (13) селектор дескриптора в GDT db 0 ; (14) int_ss db 0 ; (15) вид обработчика прерывания dw 0 ; (16) IDT_DESCRIPTOR ENDS ; (17) ; Константы, используемые в данной программе inta00 equ 020h ; (18) Порты inta01 equ 021h ; (19) контроллера 8259 #1 (ведущего) intb00 equ 0A0h ; (20) Порты intb01 equ 0A1h ; (21) контроллера 8259 #2 (ведомого) status_port equ 064h ; (22) порт сотстояния 8042 key_port_a equ 060h ; (23) порты клавиатуры key_port_b equ 061h ; (24) cmos_port equ 070h ; (25) порт доступа к CMOS памяти code_seg_access equ 10011010b ; (26) байт права доступа для ; сегмента кода data_seg_access equ 10010011b ; (27) байт права доступа для ; сегмента данных task_seg_state equ 10001001b ; (28) байт прав доступа для ; свободного TSS 386 ldt_seg_access equ 10000010b ; (29) байт прав доступа для LDT task_gate equ 10000101b ; (30) шлюз задачи trap_gate equ 10001111b ; (31) шлюз спец. прерывания interrupt_gate equ 10001110b ; (32) шлюз прерывания disable_bit20 equ 11011101b ; (33) код 8042 для закрывания A20 enable_bit20 equ 11011111b ; (34) код 8042 для открывания A20 shut_cmd equ 0FEh ; (35) команда 8042 отключения ; компьютера ;********************************************************* ;* макрокоманда межсегментного перехода * ;* Jump_Offset - смещение * ;* Jump_Segment - сегмент * ;********************************************************* JUMPFAR MACRO jumpfar1,jumpfar2 ; (36) db 0eah ; (37) Код ком. дал. перехода dw (offset jumpfar1) ; (38) dw jumpfar2 ; (39) ENDM ; (40) ;******************************************************** ;* макрокоманда заполнения дескриптора * ;* Seg_Addr - сегмент * ;* Offset_Addr - смещение * ;* Descr - дескриптор * ;******************************************************** FILLDESCR MACRO seg_addr,offset_addr,descr ; (41) xor edx,edx ; (42) Очистка регистров xor ecx,ecx ; (43) edx и ecx mov dx,seg_addr ; (44) dx содержит номер ; сегмента mov cx,offset offset_addr ; (45) cx содержит ; внутрисегментное смещение call form_24bit_address ; (46) Вызов процедуры формиров. ; 24-бит. адреса mov &descr.base_lo_word,dx ; (47) Заполнение адресных mov &descr.base_hi_byte,cl ; (48) полей дескриптора xor edx,edx ; (49) Очистка регистров xor ecx,ecx ; (50) edx и ecx ENDM ; (51) ;******************************************************** ;* макрокоманда подготовки к сбросу процессора * ;******************************************************** READY_FOR_RESET MACRO ; (52) mov dx,bios_data_seg ; (53) Настроим fs на область mov fs,dx ; (54) данных BIOS mov fs:[io_rom_seg],cs ; (55) Сегмент точки возврата mov fs:[io_rom_init],offset real ; (56) Смещение точки возврата ; в реальный режим mov al,08fh ; (57) Подготовка к out cmos_port,al ; (58) сбросу процессора jmp short $+2 ; (59) mov al,5 ; (60) out cmos_port+1,al ; (61) ENDM ; (62) ;******************************************************** ;* макрокоманда сброса процессора * ;******************************************************** RESET MACRO ; (63) mov al,shut_cmd ; (64) Команда отключения out status_port,al ; (65) Возврат в реальный режим m_40: hlt ; (66) Останов процессора до jmp short m_40 ; (67) окончания сброса ENDM BIOS_DATA_SEG SEGMENT USE16 AT 0040h ; (68) Сегмент(область) данных ORG 0067h ; (69) BIOS-используется для сброса процессора io_rom_init dw ? ; (70) Смещение точки возврата io_rom_seg dw ? ; (71) Сегмент точки возврата в реал. режим BIOS_DATA_SEG ENDS ; (72) после сброса процессора CSEG SEGMENT USE16 PARA PUBLIC 'CODE' ; (73) Сегмент данной ASSUME CS:CSEG ; (74) .COM - программы ORG 100h ; (75) Резервирование места под PSP START: jmp MAIN ; (76) Переход на секцию инициализации EVEN ; (77) Выравнивание счетчика размещения на ; ближайший четный адрес ;----------------------------------------------------------------- ; Таблица глобальных дескрипторов GDT ;----------------------------------------------------------------- GDT LABEL WORD ; (78) GDT=адрес(смещение) структуры GDT0 NULL_DESC EQU 0 ; (79) NULL_DESC=0 GDT0 descriptor<> ; (80) Нулевой дескриптор ;************************************************************* ;* описание GDT как сегмента данных ;************************************************************* GDT_DESC EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (81) GDT_DESC=0008h GDT1 descriptor <gdt_leng-1,,,data_seg_access,> ; (82) ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий CSEG как сегмент кода ;************************************************************* CS_CODE EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (83) CS_CODE=0010h GDT2 descriptor<cseg_leng,,,code_seg_access,> ; (84) ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий CSEG как сегмент данных ;************************************************************* CS_DATA EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (83) CS_DATA=0018h GDT3 descriptor<cseg_leng,,,data_seg_access,> ; (86) ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий CSEG как сегмент данных ;************************************************************* SS_DSEG EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (87) SS_DSEG=0020h GDT4 descriptor<0fffeh,,,data_seg_access,> ; (88) ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий IDT как сегмент данных ;************************************************************* IDT_POINTER descriptor<idt_leng-1,,,data_seg_access> ; (89) у IDT_POINTER ; селектор=0028h=40d ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий видеопамять как сегмент данных ;************************************************************* VIDEO_DESC EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (90) VIDEO_DESC=0030h GDT5 descriptor<8000h,8000h,0bh,data_seg_access> ; (91) ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий сегмент данных монитора V86 ;************************************************************* V86_DATA EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (92) V86_DATA=0038h GDT6 descriptor<end_rezident,,,data_seg_access> ; (93) ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий сегмент кода монитора V86 ;************************************************************* V86_DESC EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (94) V86_DESC=0040h GDT7 descriptor<end_rezident,,,code_seg_access> ; (95) ;************************************************************* ;* дескриптор TSS монитора V86 ;************************************************************* V86_SEL EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (96) V86_SEL=0048h GDT8 descriptor<V86TSS_len-1,,,task_seg_state> ; (97) ;************************************************************* ;* дескриптор описывающий всю память PC ;************************************************************* AllMem_desc EQU (($-gdt)/8)*8+0000000000000000b ; (98) AllMem_desc=0050h GDT9 descriptor<0ffffh,,,data_seg_access,80h>; (99) g=1 GDT_LENG EQU $ - GDT ; (100) Длина таблицы GDT = GDT_LENG=0058h EVEN ; (101) Выравнивание счетчика размещения на ; ближайший четный адрес ;------------------------------------------------------------------------ ; Таблица дескрипторов прерываний (исключений) IDT ; С помощью блоков повторения создаются дескрипторы прерываний, ; которые адресуют точки программы, помеченные метками fault00..fault14, ; fault??,fault16,inthw00..inthw09,inthw0a..inthw0f. ; Т.о. при возникновении прерываний (исключений) управление будет ; передаваться на вышеуказанные точки программы ;------------------------------------------------------------------------ IDT LABEL WORD ; (102) IDT=015Ch ;...................................................... IRP z,<00,01,02,03,04,05,06,07,08,09,10,11,12,13,14,??,16> ; (103) idt_descriptor<offset fault&z,v86_desc,,interrupt_gate>; (104) ENDM ; (105) ;...................................................... IRP z,<??,??,??,??,??,??,??,??,??,??,??,??,??,??,??> ; (106) idt_descriptor<offset fault&z,v86_desc,,interrupt_gate> ; (107) ENDM ; (108) ;...................................................... IRP z,<00,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0a,0b,0c,0d,0e,0f> ; (109) idt_descriptor<offset inthw&z,v86_desc,,interrupt_gate> ; (110) ENDM ; (111) ;...................................................... IDT_LENG EQU $-IDT ; (112) Длина таблицы IDT CS_SEG dw ? ; (113) Ячейка для хранения адреса сегмента кода i8259_1 DB ? ; (114) Ячейки для хранения исходного состояния i8259_2 DB ? ; (115) ведущего и ведомого контроллеров прерываний gate_failure db "Address line A20 failed to Gate open$" ; (116) Сообщения, SUCCESS db 'Virtual Mashine 8086 is established' ; (117) используемые db '!!!!!! ',36,10,13 ; (118) в Fault13_mes db 'Данная строка напечатана из обработчика исключения #13',36,10,13,0 ; (119) crush db 'Произошел сброс - монитор НЕ активен !!!',0 ; (120) программе Current_Screen_Offset dd 0; Tss_Stencil386 STRUC ; (121) Шаблон сегмента TSS i386 LINK Dw 0 ; (122) селектор возврата Dw 0 ; (123) ESP0 Dd 0 ; (124) значение ESP для стека ; уровня 0 SS0 Dw 0 ; (125) значение SS для стека Dw 0 ; (126) уровня 0 ESP1 Dd 0 ; (127) значение ESP для стека ; уровня 1 SS1 Dw 0 ; (128) значение SS для стека Dw 0 ; (129) уровня 1 ESP2 Dd 0 ; (130) значение ESP для стека ; уровня 2 SS2 Dw 0 ; (131) значение SS для стека Dw 0 ; (132) уровня 2 CR3_ Dd 0 ; (133) значение регистра CR3 EIP_ Dw 0 ; (134) значение регистра EIP Dw 0 ; (135) EFLAGS Dd 0 ; (136) значение регистра EFLAGS EAX_ Dd 0 ; (137) значение регистра EAX ECX_ Dd 0 ; (138) значение регистра ECX EDX_ Dd 0 ; (139) значение регистра EDX EBX_ Dd 0 ; (140) значение регистра EBX ESP_ Dd 0 ; (141) значение регистра ESP EBP_ Dd 0 ; (142) значение регистра EBP ESI_ Dd 0 ; (143) значение регистра ESI EDI_ Dd 0 ; (144) значение регистра EDI ES_ Dw 0 ; (145) значение регистра ES Dw 0 ; (146) CS_ Dw 0 ; (147) значение регистра CS Dw 0 ; (148) SS_ Dw 0 ; (149) значение регистра SS Dw 0 ; (150) DS_ Dw 0 ; (151) значение регистра DS Dw 0 ; (152) FS_ Dw 0 ; (153) значение регистра FS Dw 0 ; (154) GS_ Dw 0 ; (155) значение регистра GS Dw 0 ; (156) LDTR_ Dw 0 ; (157) значение регистра LDTR Dw 0 ; (158) Dw 0 ; (159) бит 0 - бит ловушки Т BaseMapIO Dw 104 ; (160) относительный адрес БКВВ Tss_Stencil386 ENDS ; (161) DW 512 DUP (?) ; (162) стек для кода уровня 0 stack0 LABEL WORD ; (163) Для настройки sp (уровня 0) DW 512 DUP(?) ; (164) Стек для монитора V86 DOS_STACK LABEL WORD ; (165) Для настройки sp монитора V86 V86TSS TSS_stencil386<> ; (166) TSS для задачи V86 ;i_redirect_map db 32 dup(0) ; (167) Битовая карта перенаправления прерываний ; (используется для процессоров Pentium) ; db 2 dup(0) ; Другой вариант битовой карты перенаправления ; db 01h ; прерываний, в которой бит, соответствующий ; db 0 ; прерыванию №16 (16d=10h=прерывание BIOS) ; db 28 dup(0) ; установлен в 1 iomap db 8192 dup(0) ; (168) Карта ввода-вывода ioend dw 0FFFFh ; (169) Завершающий код карты ввода-вывода ; db 256 dup(0) ; Карту ввода-вывода можно было ; dd -1 ; описать и так V86TSS_len equ $-OFFSET V86TSS cursor LABEL WORD ; (170) Курсор для экрана cury DB 10 ; (171) столбец curx DB 10 ; (172) строка fault DB 'Fault/Exception# ',0 ; (173) Заголовок сообщения об ; ошибке buffer DB 10 DUP (?) ; (174) Буфер для отображаемого числа hex_xlt DB '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9' ; (175) Таблица DB 'A','B','C','D','E','F' ; (176) трансляции stepflag DW 0 ; (177) флаг пошагового режима rezident_size DW end_rezident ; (178) Ячейка для хранения размера ; резидентной части программы ;-------------------------------------------------------------- datseg DW V86_data ; (179) Ячейка для хранения сегментного ; адреса сегмента данных crtseg DW video_desc ; (180) ... сегмента видеопамяти pcseg DW AllMem_desc ; (181) ... сегмента, описывающего ; все адресное пространство PC ;-------------------------------------------------------------- ;EQUATES для emulateint, fault13 и intvm Zgs EQU [bp+40] ; (182) V86 gs из шлюза прерывания Zfs EQU [bp+36] ; (183) fs Zds EQU [bp+32] ; (184) ds Zes EQU [bp+28] ; (185) es Zss EQU [bp+24] ; (186) ss Zsp EQU [bp+20] ; (187) sp Zflags EQU [bp+16] ; (188) flags Zcs EQU [bp+12] ; (189) cs Zip EQU [bp+8] ; (190) ip Zdword EQU [bp+4] ; (191) код ошибки для fault 13 или ; (192) вектор для intvm Zebp EQU [bp] ; (193) сохраненный ebp в стеке Zeax EQU [bp-4] ; (194) eax Zfs EQU [bp-8] ; (195) ebx ;-------------------------------------------------------------- ;Макро для обработчиков ошибок, особых ситуаций и прерываний. fejmp macro lbl,nptr,jump ; (196) fault&lbl: ; (197) Формирование метки ; через макроподстановку push dword ptr nptr ; (198) Сохранение в стеке ур.0 номера ; исключения jmp jump ; (199) Переход в заданную точку endm ; (200) программы ;Макро для аппаратных прерываний hijmp macro lbl,nptr,jump ; (201) inthw&lbl: ; (202) Формирование метки ; через макроподстановку push dword ptr nptr ; (203) Сохранение в стеке ур.0 номера ; требуемого прерывания DOS jmp jump ; (204) Переход в заданную точку endm ; (205) программы ASSUME DS:V86_DATA,ES:V86_DATA ; (206) ; emulateint() эмулирует прерывания, подставляя в стек значение вектора ; из таблицы прерываний DOS и выполняя затем команду iretd. Вход: стек - ; Int_gate,dword,ebp,eax,ebx. ebx = вектор. emulateint: ; (207) sub eax,eax ; (208) mov ebx,fs:[ebx*4+eax] ; (209) получаем вектор DOS mov ax,bx ; (210) помещаем смещение в AX shr ebx,16 ; (211) вычисляем сегмент xchg bx,[Zcs] ; (212) извлекаем текущий сегмент ; (213) сохраняем новый сегмент xchg ax,[Zip] ; (214) извлекаем текущее смещение ; (215) сохраняем новое смещение shl ebx,16 ; (216) mov bx,ax ; (217) ebx = сегмент:смещение sub word ptr [Zsp],6 ; (218) готовим пространство в стеке mov ax,[Zss] ; (219) сегмент стека (старшие биты ; eax уже 0) shl eax,4 ; (220) пересчет из параграфов add eax,[Zsp] ; (221) указатель стека mov fs:[eax],ebx ; (222) сегмент:смещение mov bx,[Zflags] ; (223) получаем текущее значение flags mov fs:[eax+4],bx ; (224) сохраняем в стеке.Сброс TF,RF,IF and dword ptr [Zflags], NOT((1 SHL 8)OR(1 SHL 9)OR(1 SHL 16)) mov bx,v86_data ; (225) mov fs,bx ; (226) Восстановление pop ebx ; (227) использовавшихся pop eax ; (228) регистров pop ebp ; (229) cmp ah, 4h; jne not_changed_interrupt2; mov ah, 2h; not_changed_interrupt2: add esp,4 ; (230) убираем код ошибки или вектор btr fs:[stepflag],0 ; (231) нужен пошаговый режим? ; через fault13 jc fault01 ; (232) ДА ВЫПОЛНИТЬ ЭТО ТОЛЬКО СО ; СТЕКОМ int_gate iretd ; (233) ;-------------------------------------------------------------- ;intvm обрабатывает int для использования. Сначала проверка на ;РМ(ошибки 0..4) ;Вход: переход int_gate с номером вектора в стеке ;Кадр стека: Intgate,dword,ebp,eax,ebx intvm: test BYTE PTR [esp+12+2],1 SHL 1 ; (234) Проверка flags: пришли из VM? jz fail ; (235) мы в PM(ошибки 0..4) ; В данной точке программы (после возникновения аппарат. прерывания) ; регистр esp(уровня 0) указывает на номер вектора ; прерывания(Intgate) в стеке ур.0 ; cmp ah, 01h; ; jne not_changed_interrupt1; ; pop eax; ; iretd; ; ; cmp ah, 04h; ; jne not_changed_interrupt1; ; pop eax; ; iretd; ;not_changed_interrupt1: ; pop eax; ; iretd; push ebp ; (236) для использования здесь mov ebp,esp ; (237) ebp -> на сохр. ebp push eax ; (238) esp -> на сохр. eax push ebx ; (239) esp -> на сохр. ebx mov ebx,[Zdword] ; (240) берем номер вектора из стека mov fs,[pcseg] ; (241) адресное пространство pc jmp emulateint ; (242) к эмулятору прерываний s_eax equ ss:dword ptr [bp] ;------------------------------------------------------------- ;fault13-обработчик общей ошибки защиты для виртуального режима ; V86 fault13: ; (243) ; push ecx ; Организация задержки, подтверждающей, ; mov ecx,0FFFF00h ; что мы находимся в обрабочике ; ll: db 67h ; исключения №13 ; loop ll ; pop ecx test BYTE PTR [esp+12+2],2 ; (244) проверка-VM или нет jz faultgp ; (245) общая ошибка защиты в РМ ; В данной точке программы (после возникновения исключения №13 - например,) ; после выполнения команды int n ) регистр esp(уровня 0) указывает ; на код ошибки в стеке ур.0 push ebp ; (246) для использования здесь mov ebp,esp ; (247) ebp -> на сохр. ebp push eax ; (248) esp -> на сохр. eax push ebx ; (249) esp -> на сохр. ebx mov fs,[pcseg] ; (250) адресное пространство рс movzx eax,word ptr [Zcs] ; (251) рабочее значение cs shl eax,4 ; (252) base*16 add eax,[Zip] ; (253) + offset movzx ebx,word ptr fs:[eax] ; (254) извлекаем команду(2 байта) cmp bl,0cdh ; (255) Код команды int_n? jnz other ; (256) Нет -> переход на метку other shr ebx,8 ; (257) Да, удаляем 0cdh ; (258) помещаем вектор в bl add word ptr [Zip],2 ; (259) пропускаем команду int_n -> управление ; передается на команду, следующую за int_n btr word ptr [Zflags],8 ; (260) сбрасываем TF push ds ; (261) Сохрание ds push v86_data ; (262) pop ds ; (263) ds:=v86_data setc byte ptr ds:[stepflag] ; (264) если TF был установлен, то нам ; нужен пошаговый режим -> установка ; флага пошагового режима pop ds ; (265) Восстановление ds jmp emulateint ; (266) Переход на emulateint ; ( эмуляция int_n ) ;-------------------------------------------------------------- ;$other может обрабатывать команды int3/int0/out/in... ; Сейчас только генерирует общую ошибку защиты ;-------------------------------------------------------------- other: ; (267) pop ebx ; (268) Восстановление pop eax ; (269) сохраненных pop ebp ; (270) регистров jmp faultgp ; (271) Переход на faultgp ; (общая ошибка защиты) ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ; Далее создаются фрагменты программы (с помощью макросов), на которые ; при возникновении прерываний будет передаваться управление (при помощи ; дескрипторной таблицы прерываний IDT) ;-------------------------------------------------------------- ;обработка ошибок отличных от GP13 ;Т. к. ошибки 00..02 поддерживаются BIOS, то они ;и перенаправляются на обработку в BIOS (см. метку intvm) ;int 3 и int4 перенаправляются fault13, который ;генерирует информацию об ошибке с помощью fail ;-------------------------------------------------------------- fejmp 00,0,intvm ; (272) ошибка деления fejmp 01,1,intvm ; (273) особая ситуация отладки fejmp 02,2,intvm ; (274) NMI fejmp 03,3,fail ; (275) точка прерывания fejmp 04,4,fail ; (276) прерывание по переполнению fejmp 05,5,fail ; (277) выход за границу массива fejmp 06,6,fail ; (278) недопустимый код команды fejmp 07,7,fail ; (279) сопроцессор отсутствует fejmp 08,8,fail ; (280) двойная ошибка fejmp 09,9,fail ; (281) выход сопроцессора за предел ; сегмента fejmp 10,10,failec ; (282) неверный TSS fejmp 11,11,failec ; (283) сегмент отсутствует в памяти fejmp 12,12,failec ; (284) ошибка стека fejmp gp,13,failec ; (285) общая ошибка защиты fejmp 14,14,failec ; (286) страничная ошибка fejmp 16,16,fail ; (287) ошибка сопроцессора fejmp ??,32,fail ; (288) неизвестная особая ситуация ;-------------------------------------------------------------- ;Аппратные прерывания ;ПРЕРЫВАНИЯ : hijmp 00,08h,intvm ; (289) от таймера hijmp 01,09h,intvm ; (290) от клавиатуры hijmp 02,0ah,intvm ; (291) от подчиненного контроллера hijmp 03,0bh,intvm ; (292) от порта сом1 hijmp 04,0ch,intvm ; (293) от порта сом2 hijmp 05,0dh,intvm ; (294) от порта lpt2 hijmp 06,0eh,intvm ; (295) от флоппи-диска hijmp 07,0fh,intvm ; (296) от порта lpt1 hijmp 08,70h,intvm ; (297) от rtc hijmp 09,71h,intvm ; (298) от преренаправленного irq2 hijmp 0a,72h,intvm ; (299) дополнительное прерывание hijmp 0b,73h,intvm ; (300) дополнительное прерывание hijmp 0c,74h,intvm ; (301) дополнительное прерывание hijmp 0d,75h,intvm ; (302) от сопроцессора hijmp 0e,76h,intvm ; (303) от жесткого диска hijmp 0f,77h,intvm ; (304) дополнительное прерывание ;-------------------------------------------------------------- ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ; ********** ФОРМИРОВАНИЕ СООБЩЕНИЯ О НАРУШЕНИИ ОБЩЕЙ ЗАЩИТЫ ************* ; Адрес ; команды es ds edi esi ;Fault/Exeption 13 @0048:0057 0000:0000:0060:0000:0000:0000: ; ; ebp esp ebx edx ecx Fault ;091C:0000:0212:0000: 008E:0500:0101:0000:0001:0000:800D:0000: ; ; eax eip cs eflags стек ур.0 (до регистра eflags) ;0106:0000:057:0000:0048:0000:3002:0001: 063E:0000:0081:0000: ; ;0008:0000:1AB2:0000:02C1:0000:7246:0002:0914:0000 failec: ; (305) ; В данной точке программы esp -> на номер особ. ситуации, сохр. ; в стеке ур.0 (см. макросы fejmp и hijmp), поэтому esp+4 -> код ошибки xchg [esp+4],eax ; (306) Теперь в eax - код ошибки, а ; в [esp+4] - сохраняется eax shl eax,16 ; (307) or ax,word ptr [esp] ; (308) OR с номером особой ситуации xchg [esp+4],eax ; (309) Теперь в eax - прежнее значение eax, а ; в [esp+4] - номер вектора особ. ситуации ; + код ошибки add esp,4 ; (310) Исключаем старый #особой ситуации, ; теперь esp -> #особ. ситуации + код ошибки fail: ; (311) xchg [esp],eax ; (312) Окончательно: esp -> eax, а #особ. ; ситуации + код ошибки лежит в eax pushad ; (313) Сохр. всех РОН (в eax лежит #особ. ; ситуации + код ошибки) push ds ; (314) Сохр. ds для вывода в сообщении push es ; (315) Сохр. es для вывода в сообщении mov ebp,esp ; (316) mov ds,[datseg] ; (317) mov es,[datseg] ; (318) mov si,OFFSET fault ; (319) сообщение об ошибке push eax ; (320) push ax ; (321) call showmsg ; (322) вывести заголовок pop ax ; (323) В ax - номер исключения aam ; (324) преобразуем al в ; десятичную форму add ax,('0'SHL 8)+'0' ; (325) в ascii xchg al,ah ; (326) call SHOWCHAR ; (327) Вывод старшей цифры xchg al,ah ; (328) call showchar ; (329) Вывод младшей цифры mov al,'' ; (330) call showchar ; (331) pop eax ; (332) test ax,1 SHL 15 ; (333) есть код ошибки? jz F1 ; (334) mov al,'(' ; (335) Вывод call showchar ; (336) кода shr eax,16 ; (337) ошибки call showwordh ; (338) mov al,')' ; (339) call showchar ; (340) mov al,'' ; (341) call showchar ; (342) F1: mov al,'@' ; (343) Нет кода ошибки call showchar ; (344) mov ax,[bp+44] ; (345) cs для вывода call showwordh ; (346) mov al,':' ; (347) call showchar ; (348) mov ax,[bp+40] ; (349) ip для вывода call showwordh ; (350) mov al,'' ; (351) call showchar ; (352) mov cx,40 ; (353) показать последние ; 40слов памяти mov si,bp ; (354) вершина стека B1: lodsw ; (355) call showwordh ; (356) mov al,':' ; (357) call showchar ; (358) loop B1 ; (359) RESET ; (360) СБРОС ПРОЦЕССОРА ! ;**************************************************************** ;-------------------------------------------------------------- ; покаэывает слово в 16-ричном формате ;-------------------------------------------------------------- showwordh: ; (361) push si ; (362) mov dx,ax ; (363) mov DI,offset buffer ; (364) указать на буфер mov si,di ; (365) mov bx,offset hex_xlt ; (366) указать на таблицу ; трансляции call wordh ; (367) помещаем слово в буфер mov byte ptr es:[di],0 ; (368) закончить строку call showmsg ; (369) вывести ее pop si ; (370) ret ; (371) wordh: mov al,dh ; (372) сначала старший байт call byteh ; (373) mov al,dl ; (374) младший byteh: push ax ; (375) shr al,4 ; (376) xlat ; (377) переводим в ASCII stosb ; (378) pop ax ; (379) and al,0fh ; (380) xlat ; (381) переводим в ASCII stosb ; (382) ret ; (383) ;-------------------------------------------------------------- ; отображает символ showchar: push ax ; (384) push es ; (385) call getpos ; (386) получить позицию курсора в ES:DI mov ah,7 ; (387) атрибут stosw ; (388) call setpos ; (389) установить новую позицию pop es ; (390) pop ax ; (391) ret ; (392) ;-------------------------------------------------------------- ;выводит сообщение в текущей позиции курсора showmsg: push es ; (393) call getpos ; (394) получить позицию курсора mov ah,7 ; (395) атрибут jmp short shst ; (396) B2: stosw ; (397) shst: lodsb ; (398) вывод ASCIIZ строки or al,al ; (399) jnz B2 ; (400) call setpos ; (401) если конец то ; установить новую позицию pop es ; (402) курсора ret ; (403) ;************************************************************** ;x,y->es:di ;-------------------------------------------------------------- getpos: push ax ; (404) mov es,[crtseg] ; (405) mov al,[cury] ; (406) Y курсора mov ah,80*2 ; (407) байт/строку mul ah ; (408)ax начало строки mov di,ax ; (409) movzx ax,[curx] ; (410) X курсора shl ax,1 ; (411) умножить на 2 add di,ax ; (412) в DI смещение pop ax ; (413) ret ; (414) ;-------------------------------------------------------------- ; устанавливает курсор по ES:DI setpos: push cx ds ; (415) shr di,1 ; (416) к символам mov ax,di ; (417) mov cl,80 ; (418) символов/строку div cl ; (419) push v86_data ; (420) pop ds ; (421) mov ds:[cursor],ax ; (422) сохраняем курсор pop ds cx ; (423) ret ; (424) ;************************************************************** ;****** сюда происходит передача управления после сброса ****** real: mov dx,cs ; (425) восстановление mov ds,dx ; (426) сементных адресов mov ss,dx ; (427) рельного режима mov al,i8259_1 ; (428) восстановление состояния out inta01,al ; (429) контроллеров прерываний mov al,i8259_2 ; (430) out intb01,al ; (431) sti ; (432) разрешение прерываний mov ah,9 ; (433) Вывод сообщения о нарушении mov dx,offset crush ; (434) работы INT 21h ; (435) монитора int 20h ; (436) Завершение работы программы END_REZIDENT equ $ ; (437) Конец резидентной части программы MAIN PROC ; (438) Главная процедура (секция ; инициализации), на которую передается ; управление в начале работы программы assume ds:cseg ; (439) mov ax,cs ; (440) запоминание адреса mov [cs_seg],ax ; (441) сегмента кода call set_protect ; (442) процедура перехода в ; (443) защищенный режим mov ax,offset stack0 ; (444) настройка стека mov sp,ax ; (445) для монитора V86 mov ax,v86_data ; (446) mov ss,ax ; (447) mov dx,V86_sel ; (448) загрузка селектора ltr dx ; (449) задач xor eax,eax ; (450) таблицы LDT нет lldt ax ; (451) ;** подготовка кадра стека для перехода в виртуальный режим ** movzx eax,[cs_seg] ; (452) адрес сегмента CSEG push eax ; (453) gs push eax ; (454) fs push eax ; (455) ds push eax ; (456) es push eax ; (457) ss xor ebx,ebx ; (458) mov bx,offset dos_stack ; (459) push ebx ; (460) sp push dword ptr 23000h ; (461) vm=1,iopl=3 ; push dword ptr 22000h ; vm=1,iopl=2 push eax ; (462) cs xor eax,eax ; (463) mov ax,offset vmstart ; (464) push eax ; (465) eip clts ; (466) Очистка флага TS push dword ptr 0 ; (467) popfd ; (468) ; mov eax,cr4 ; Установка флага VME в 1 для включения ; or eax,1 ; расширенных возможностей процессора Pentium ; mov cr4,eax ; по обработке виртуальных прерываний ; *********** переход в виртуальный режим ************* iretd ; (469) assume cs:cseg ; (470) ; ** сюда передается управление после перехода в режим V86 **** vmstart: xor al,al ; (471) разрешение прерываний out 21h,al ; (472) out 0a1h,al ; (473) sti ; (474) mov ah,9 ; (475) mov dx,offset SUCCESS ; (476) выдача сообщения об int 21h ; (477) установке монитора V86 ; Выведем на экран символ средствами BIOS mov AH,0Eh ; (478) Функция вывода символа mov AL,0Fh ; (479) Код символа int 10h ; (480) Прерывание BIOS mov dx,[rezident_size] ; (481) закончить работу и оставить inc dx ; (482) монитор резидентным int 27h ; (483) MAIN ENDP ; (484) ;-------------------------------------------------------------- ;Управление прохождением сигнала A20 ; ВХОД: (AH)=0DDH A20 всегда равен 0 ; (AH)=0DFh адресный разряд A20 открыт ; ВЫХОД: (AL)=0 8042 принял команду ; (AH)=2 сбой ;-------------------------------------------------------------- gate_a20 PROC ; (485) cli ; (486) Запрет прерываний call empty_8042 ; (487) Ждать пока буфер 8042 не опустеет jnz g_1 ; (488) mov al,0d1h ; (489) Код управления линией A20 out status_port,al ; (490) в порт сотстояния 8042 call empty_8042 ; (491) Ждать пока буфер 8042 не опустеет jnz g_1 ; (492) mov al,ah ; (493) В al помещаем вход. значение ah out key_port_a,al ; (494) AL -> в порт клавиатуры call empty_8042 ; (495) Ждать пока буфер 8042 не опустеет g_1: ret ; (496) Возврат gate_a20 ENDP ; (497) ;-------------------------------------------------------------- ;Ждать пока буфер 8042 не опустеет ;Вход: нет ;Выход:(AL)=0 буфер пуст ; (AL)=2 не пуст ;-------------------------------------------------------------- empty_8042 PROC ; (498) push cx ; (499) Сохраняем cx sub cx,cx ; (500) След. значение e_1: in al,status_port ; (501) счетчика будет 0FFFFh and al,00000010b ; (502) al=0 ? loopnz e_1 ; (503) Нет, переход на e_1 pop cx ; (504) Восстановление cx ret ; (505) Возврат empty_8042 ENDP ; (506) ;------------------------------------------------------------ ;Перепрограммирование контроллера прерываний ; Вход : DX - порт контроллера ; AH - начальный номер прерывания ;------------------------------------------------------------ SET_INT PROC ; (507) mov al,11h ; (508) УСИ1: будет УСИ3 out dx,al ; (509) jmp short $+2 ; (510) Задержка mov al,ah ; (511) al:=начал. номер прерывания ; (УСИ2 : базовый вектор) inc dx ; (512) Второй порт контроллера out dx,al ; (513) jmp short $+2 ; (514) Задержка cmp dx, intb01 ; (515) dx = 0A0h ? ( программируем ; ведомый контроллер прерываний ? ) jne l1 ; (516) Нет -> на l1 mov al,2 ; (517) Да -> УСИ3: ведомый контроллер jmp l2 ; (518) подключен к уровню 2 l1: mov al,4 ; (519) УСИ3: ведомый контроллер ; подключен ко 2-му входу ; ведущего ПКП l2: out dx,al ; (520) jmp short $+2 ; (521) Задержка mov al,1 ; (522) УСИ4: 80x86, требуется EOI out dx,al ; (523) jmp short $+2 ; (524) Задержка mov al,0ffh ; (525) Маска прерываний ; (замаскируем все прерывания) out dx,al ; (526) dec dx ; (527) Вернем dx значение, которое он ; имел при входе в процедуру ret ; (528) Возврат SET_INT ENDP ; (529) ;-------------------------------------------------------------- ;Вход: DX содержит номер сегмента ; CX содержит внутрисегментное смещение ;Выход: DX содержит значение BASE_LO_WORD ; CX содержит значение BASE_HI_BYTE ;-------------------------------------------------------------- FORM_24BIT_ADDRESS PROC ; (530) shl edx,4 ; (531) edx := seg*16 + add edx,ecx ; (532) + offset ; dx:=биты 00..15 адреса mov ecx,edx ; (533) ecx:=edx shr ecx,16 ; (534) cx:=биты 16..23 адреса ret ; (535) Возврат FORM_24BIT_ADDRESS ENDP ; (536) SET_PROTECT PROC ; (537) CLD ; (538) Движемся вперед FILLDESCR cs,gdt,GDT1 ; (539) Заполнение FILLDESCR CS,0,GDT2 ; (540) дескрипторов в GDT FILLDESCR CS,0,GDT3 ; (541) ( инициализируем FILLDESCR SS,0,GDT4 ; (542) адресную FILLDESCR CS,IDT,IDT_POINTER ; (543) часть FILLDESCR CS,0,GDT6 ; (544) дескрипторов ) FILLDESCR CS,0,GDT7 ; (545) FILLDESCR CS,V86TSS,GDT8 ; (546) ; Настройка mov V86TSS.SS0,V86_data ; (547) стека для ; монитора mov V86TSS.ESP0,OFFSET STACK0 ; (548) mov V86TSS.baseMapIO,105 ; (549) ; mov V86TSS.baseMapIO,136 ; Для Pentium (так как ; имеется битовая карта перенаправления прерываний (32 байта)) lidt idt_pointer ; (550) загрузка IDTR lgdt gdt1 ; (551) загрузка GDTR mov ah,enable_bit20 ; (552) открывание A20 call gate_a20 ; (553) or al,al ; (554) Проверка al (если ; al=2, то произошел сбой; ; если al=0, то все в порядке) jz m_10 ; (555) al=0 ? mov dx,offset gate_failure ; (556) Нет, -> выдача mov ah,9 ; (557) сообщения об int 21h ; (558) ошибке int 20h ; (559) Завершение работы программы m_10: CLI ; (560) Запрет аппаратных прерываний in al,inta01 ; (561) Сохранение состояния mov i8259_1,al ; (562) контроллеров прерывания in al,intb01 ; (563) mov i8259_2,al ; (564) READY_FOR_RESET ; (566) Подготовка к сбросу mov dx,inta00 ; (567) Перепрограммирование mov ah,32d ; (568) ведущего контроллера call set_int ; (569) прерываний mov dx,intb00 ; (570) Перепрограммирование mov ah,28h ; = 40d ; (571) ведомого контроллера call set_int ; (572) прерываний mov eax,cr0 ; (573) or ax,1 ; (574) mov cr0,eax ; (575) переход в защищенный режим jumpfar m_20,cs_code ; (576) настройка CS на сегмент кода m_20: ;(577) mov ax,ss_dseg ; (578) Инициализация сегментных mov ss,ax ; (579) регистров mov ax,cs_data ; (580) mov ds,ax ; (581) mov es,ax ; (582) mov fs,ax ; (583) ret ; (584) Возврат SET_PROTECT ENDP ; (585) cseg_leng EQU $ ; (586) Длина кодового сегмента cseg ENDS ; (587) end start ; (588) |
Текст файла «lab3.asm»:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 |
;в сом файл prg segment assume cs:prg,ds:prg,es:prg,ss:prg org 100h start: mov ah, 02h; mov dl,'S'; int 21h; mov si,offset message; m_loop: mov ah, 04h; mov dl,[si]; inc si; cmp dl,'$' je exit int 21h; jmp m_loop; exit: mov ah, 02h; mov dl,'E'; int 21h; mov ah,4ch; int 21h; message db '<<Sending Message>>$' prg ends end start |
Выводы по работе:
Был изучен виртуальный режим микропроцессора 80386.