7. Приложения

• 7.1. Управляющие блоки MS-DOS
• 7.2. Контроллер прерываний 8259
• 7.3. Сегментная адресация памяти
• 7.4. Содержимое файла sysp.h
• 7.5 Содержимое файла sysp.inc
• 7.6. MS-DOS версии 5.0

7.1. Управляющие блоки MS-DOS

• 7.1.1. Векторная таблица связи MS-DOS
• 7.1.2. Блок управления памятью MCB
• 7.1.3. Префикс программного сегмента PSP
• 7.1.4. Формат блока DDCB
• 7.1.5. Формат таблицы файлов DFT
• 7.1.6. Заголовок драйвера
• 7.1.7. Формат элемента массива дисковой информации
• 7.1.8. Заголовок EXE-файла
• 7.1.9. Атрибуты драйвера
• 7.1.10. Заголовок запроса
• 7.1.11. Слово состояния устройства
• 7.1.12. Коды ошибок
• 7.1.13. Блок BPB
• 7.1.14. Форматы запросов для различных команд
• 7.1.15. Команды драйвера
• 7.1.16. Коды идентификации типа компьютера
• 7.1.17. Таблица параметров для жестких дисков
• 7.1.18. Параметры флоппи-дисков
• 7.1.19. Таблица параметров дискеты
• 7.1.20. Таблица параметров жесткого диска
• 7.1.21. Команды контроллера НГМД
• 7.1.22. Регистры состояния контроллера
• 7.1.23. Код ошибки при работе с диском на уровне BIOS
• 7.1.24. Формат первого сектора жесткого диска
• 7.1.25. Элементы таблицы разделов диска
• 7.1.26. Формат записи BOOT для DOS версий до 4.0
• 7.1.27. Формат BPB для DOS версий до 4.0
• 7.1.28. Формат BOOT-сектора для MS-DOS версии 4.0
• 7.1.29. Расширенный блок параметров BIOS
• 7.1.30. Байт-описатель среды media
• 7.1.31. Обозначение кластеров в FAT
• 7.1.32. Формат дескриптора файла
• 7.1.33. Байт атрибутов файла
• 7.1.34. Формат поля времени
• 7.1.35. Формат даты обновления файла
• 7.1.36. Формат блока DDCB для версий 2.х и 3.х
• 7.1.37. Формат блока DDCB для DOS версии 4.х
• 7.1.38. Идентификатор BIOS

7.1.1. Векторная таблица связи MS-DOS

7.1.2. Блок управления памятью MCB

7.1.3. Префикс программного сегмента PSP

7.1.4. Формат блока DDCB

для DOS версий 2.х и 3.х:

7.1.5. Формат таблицы файлов DFT

для DOS 3.х:

7.1.6. Заголовок драйвера

7.1.7. Формат элемента массива дисковой информации

7.1.8. Заголовок EXE-файла

7.1.9. Атрибуты драйвера

Символьное устройство

Блочное устройство

7.1.10. Заголовок запроса

7.1.11. Слово состояния устройства

7.1.12. Коды ошибок

7.1.13. Блок BPB

7.1.14. Форматы запросов для различных команд

• 0 - Инициализация

• 1 - Проверка замены носителя

• 2 - Построить блок BPB.

• 3, 4, 8, 9, 0Ch - Чтение/Запись.

• 5 - Неразрушающий ввод.

• 6, 0Ah - Проверит состояние ввода/вывода.

Для команд проверки состояния запрос состоит только из заголовка, область переменного формата отсутствует.

• 7 - Сброс буфера устройства ввода.
• 11 - Сброс буфера устройства вывода.

Запрос состоит только из заголовка.

• 0Dh, 0Eh - Открыть/Закрыть устройство.

Запрос для этих команд состоит только из заголовка.

• 15 - Проверка сменяемости диска.

Запрос состоит только из заголовка.

• 19 - Общее управление вводом/выводом (GENERIC_IOCTL).

• 23 - Получить активное логическое устройство.
• 24 - Установить активное логическое устройство.

7.1.15. Команды драйвера

7.1.16. Коды идентификации типа компьютера

7.1.17. Таблица параметров для жестких дисков

7.1.18. Параметры флоппи-дисков

7.1.19. Таблица параметров дискеты

7.1.20. Таблица параметров жесткого диска

7.1.21. Команды контроллера НГМД

• Чтение данных

• Чтение удаленных данных

• Запись данных

• Запись удаленных данных

• Чтение данных с дорожки

• Сканирование до "равно"

• Сканирование до "меньше" или "равно"

• Сканирование до "больше" или "равно"

• Форматирование дорожки

• Считывание индексных данных

• Инициализация

• Чтение состояния прерывания

• Определение параметров

• Чтение состояния накопителя

• Поиск

7.1.22. Регистры состояния контроллера

Формат регистра ST1:

Формат регистра ST2:

Формат регистра ST3:

В форматах команд и таблицах используются следующие обозначения:

7.1.23. Код ошибки при работе с диском на уровне BIOS

7.1.24. Формат первого сектора жесткого диска

7.1.25. Элементы таблицы разделов диска

7.1.26. Формат записи BOOT для DOS версий до 4.0

7.1.27. Формат BPB Для DOS версий до 4.0

7.1.28. Формат BOOT-сектора для MS-DOS версии 4.0

7.1.29. Расширенный блок параметров BIOS

7.1.30. Байт-описатель среды media

7.1.31. Обозначение кластеров в FAT

7.1.32. Формат дескриптора файла

7.1.33. Байт атрибутов файла

7.1.34. Формат поля времени

15            11 10               5 4                   0
+--------------------------------------------------------+
¦ Часы (0...23) ¦  Минуты (0...59) ¦  Секунды/2 (0...29) ¦
+--------------------------------------------------------+

7.1.35. Формат даты обновления файла

15             9 8               5 4              0
+--------------------------------------------------+
¦ Год (0...119) ¦  Месяц (1...12) ¦  День (1...31) ¦
+--------------------------------------------------+

7.1.36. Формат блока DDCB для версий 2.х и 3.х

7.1.37. Формат блока DDCB для DOS версии 4.х

7.1.38. Идентификатор BIOS

7.2 Контроллер прерываний 8259

Программируемый контроллер прерываний 8259 (отечественный аналог - КР1810ВН59А) предназначен для обработки до восьми приоритетных уровней прерываний. Возможно каскадирование микросхем, при этом общее число уровней прерываний будет достигать 64.

Контроллер 8259 имеет несколько режимов работы, которые устанавливаются программным путем. В персональных компьютерах XT и AT за первоначальную установку режимов работы микросхем 8259 отвечает BIOSBIOS. У программиста скорее всего не возникнет потребность перепрограммировать контроллер - это небезопасно, так как неправильное программирование контроллера приведет к нарушению логики работы всей системы.

Однако часто возникает необходимость изменения текущего режима работы (запрет или разрешение прерываний определенного или всех уровней, обработка конца прерывания) или опроса состояния внутренних регистров контроллера. Для этого необходимо ознакомиться со справочными данными на микросхему 8259, где детально описано как первоначальное прогрммирование контроллера, так и управление им во время работы.

Каждому приоритетному уровню прерывания микросхема ставит в соответствие определенный, задаваемый программно номер прерывания. В разделе книги, посвященном особенностям обработки аппаратных прерываний, приводится такое соответствие для машин типа XT и AT.

Если контроллеры 8259 каскадированы, то ведомой микросхеме присваивается код (выдачей в микросхему соответствующего командного слова). Этот код равен номеру входа IRQ ведущей микросхемы, с которым соединен выход запроса прерывания INT ведомой микросхемы. Внутри микросхемы приоритет зависит от номера IRQ и задается программно. Для компьютеров XT и AT самым высоким приоритетом внутри группы, обслуживаемой каждым контроллером, является вход IRQ0. Однако возможно программное изменение приоритетов в рамках так называемого приоритетного кольца. При этом дно приоритетного кольца имеет самый низкий приоритет.

Приведем возможные варианты задания приоритетов:

Наиболее высокий приоритет у входа IRQ с обозначением 0 приоритетного кольца, наиболее низкий - с обозначением 7.

Для обработки прерываний контроллер имеет несколько внутренних регистров. Это регистр запросов прерываний IRR, регистр обслуживания прерываний ISR, регистр маски прерываний IMR. В регистре IRR хранятся запросы на обслуживание прерываний от аппаратуры. После выработки сигнала прерывания центральному процессору соответствующий разряд регистра ISR устанавливается в единичное состояние, что блокирует обслуживание всех запросов с равным или более низким приоритетом. Устранить эту блокировку можно либо сбросом соответствующего бита в ISR, либо командой специального маскирования.

Имеется два типа команд, посылемых программой в контроллер 8259 - команды инициализации и команды операции. Возможны следующие операции:

• индивидуальное маскирование запросов прерывания;
• специальное маскирование обслуженных запросов;
• установка статуса уровней приоритета (по установке исходного состояния, по обслуженному запросу, по указанию);
• операции конца прерывания (обычный конец прерывания, специальный конец прерывания, автоматический конец прерывания);
• чтение регистров IRR, ISR, IMR.

Мы не будем подробно описывать команды инициализации контроллера 8259, так как программистам они скорее всего не понадобятся. Желающих разобраться во всех тонкостях задания начального режима работы контроллера прерываний мы отсылаем к справочной литературе по микросхеме 8259 или ее отечественному аналогу.

Рассмотрим команды операций. Существуют три типа команд операций:

1. Маскирование запросов прерывания.
2. Команды обработки конца прерывания.
3. Опрос регистров и специальное маскирование.

Байты команды маскирования запросов прерывания выводятся соответственно в порты 21h и A1h для первого и второго контроллера 8259 компьютера AT. Команды операций второго и третьего типа используют порты с адресами 20h и A0h.

Маскирование запросов прерываний мы уже описывали в главе, посвященной прерываниям. Для маскирования какого-либо уровня прерывания надо записать в регистр маски IMR по адресу 21h или A1h единицу в соответствующий разряд регистра.

Команды обработки конца прерывания приведем в виде таблицы:

Команды третьего типа выдаются также в порты с адресами 20h и A0h. Они имеют следующий формат:

По команде обычного конца прерывания устанавливается в нулевое состояние разряд ISR, соответствующий последнему обслуженному запросу.

Команда специального конца прерывания устанавливает в нулевое состояние тот разряд ISR, номер которого указан в разрядах B0...B2 команды.

Команда циклического сдвига уровней приоритета с обычным концом прерывания устаналивает в ноль разряд ISR, соответствующий последнему обслуженному запросу, и этому же номеру запроса присваивается низший уровень приоритета.

Аналогично работает команда циклического сдвига уровней приоритета со специальным концом прерывания, только низший уровень приоритета присваивается тому входу IRQ, номер которого указан в разрядах B0...B2 команды.

Команда циклического сдвига уровней приоритета устанавливает статус уровней приоритета без выполнения операции конца прерывания. Разряды B0...B2 указывают дно приоритетного кольца.

После выполнения команд разрешения чтения регистров ISR или IRR при выполнении команды ввода из порта 20h и A0h считывается соответственно содержимое регистров ISR и IRR. Для получения содержимого регистра IMR необходимо выполнить чтение портов с адресами соответственно 21h и A1h.

Команда разрешения триггера специального маскирования блокирует действие тех разрядов ISR, которые замаскированы командой типа 1 (маскирования индивидуальных приоритетных уровней запроса прерывания). Специальное маскирование используется для обслуживания такого запроса, который блокируется старшим или равным по уровню приоритета обслуженным запросом, хранящимся в ISR, не сбрасывая последний.

Чтение регистров ISR и IRR может испльзоваться резидентными программами при проверке возможности своей активизации - можно проверить, не выполняется ли в настоящий момент обработка какого-нибудь прерывания, которая может конфликтовать с действиями резидентной программы.

7.3. Сегментная адресация памяти

Особенностью архитектуры процессоров INTEL 8086, 80286, 80386, 80486 является использование механизма сегментации адресного пространства. Сегментация вызывает трудности у тех программистов, которые раньше работали на ЭВМ типов PDP, СМ ЭВМ, ЕС ЭВМ. В этих машинах программа имеет дело с логическими адресами, которые тем или иным способом отображаются на физические адреса. Программа может не знать подробностей отображения логических адресов на физические, она работает только с логическим адресом.

Прообраз процессора 8086 - оригинальный микропроцессор INTEL 8080 - имел линейное адресное пространство размером 64 килобайта. В этом микропроцессоре логический и физический адреса совпадали - все 16 адресных линий (адресных шин) использовались непосредственно для адресации памяти, а программы оперировали абсолютными шестнадцатиразрядными адресами.

Однако быстро растущие потребности программ в оперативной памяти привели к необходимости расширения адресного пространства. Следующий микропроцессор 8086 имел уже 20 адресных линий, что позволило непосредственно адресовать до мегабайта оперативной памяти. Архитектурное решение этого микропроцессора позволило легко адаптировать накопленное в большом количестве программное обеспечение для микропроцессора 8080.

Микропроцессор 8086 является шестнадцатиразрядным, поэтому использование двадцатиразрядного адреса в 16-разрядных командах неэффективно. Вместо указания в командах полного 20-разрядного адреса используется двухкомпонентная адресация, причем каждая компонента использует только 16 разрядов.

Эти компоненты называются сегментной компонентой адреса и компонентой смещения. Логический 20-разрядный адрес получается сложением двух компонент, причем сегментный адрес перед сложением умножается на 16 (сдвигается влево на 4 разряда). Сложение и сдвиг выполняется аппаратно, поэтому на формирование 20-разрядного адреса дополнительно время не затрачивается.

На рисунке показано, как в процессоре 8086 происходит формирование 20-разрядного адреса из адреса сегмента и смещения:

19                      4 3        0
+----------------------------------+
¦ Сегментный адрес       ¦ 0 0 0 0 ¦
+----------------------------------+ 

  +
19      16 15                      0
+----------------------------------+
¦ 0 0 0 0 ¦               Смещение ¦
+----------------------------------+ 

=
19                                0
+----------------------------------+
¦ Полный 20-разрядный адрес        ¦
+----------------------------------+ 

Адрес сегмента сдвигается влево на 4 бита с заполнением младших битов нулями, смещение расширяется до 20 битов и складывается со сдвинутым адресом сегмента. Например, если адрес сегмента равен 1234h, а смещение равно 1116h, то полный 20-разрядный адрес будет 12340h + 01116h = 13456h.

Таким образом, оперируя 16-разрядными адресами сегмента и смещением, процессор может адресовать мегабайт памяти. Для хранения сегментных адресов и смещений процессор имеет специальные регистры.

Каждая выполняющаяся программа в любой момент времени может адресоваться сразу к четырем сегментам памяти. Это сегмент кода, сегмент данных, дополнительный сегмент данных, сегмент стека. Сегмент кода содержит выполняющиеся машинные команды, сегменты данных и дополнительных данных используются для размещения используемых программой переменных, массивов и других структур данных, сегмент стека используется при вызове подпрограмм.

Сегменты могут перекрываться или не перекрываться.

Для хранения сегментных адресов процессор имеет 4 сегментных регистра: CS, DS, ES, SS. Эти регистры содержат соответственно адреса сегментов кода, данных, дополнительных данных и стека.

При адресации выполняющегося кода вместе с регистром CS используется регистр смещения IP. Пара регистров CS:IP всегда указывает на текущую выполняющуюся команду.

Адресация данных возможна относительно любого сегментного регистра. При этом смещение может указываться как непосредственно в команде, так и с помощью регистров. Программа должна сама следить за правильной загрузкой и использованием сегментных регистров.

Мы приведем несколько примеров программ, составленных на языке ассемблера. Эти программы используют различное количество сегментов и могут служить шаблоном для составления ваших собственных программ.

Первая программа использует всего один сегмент. В этом сегменте расположены выполняющиеся машинные команды и данные, используемые программой. Заметьте, что размер программы, состоящей из одного сегмента, не может превышать 64 килобайта.

Текст программы:

; В этом месте расположен сегмент кода. Он содержит
; выполняющуюся программу.

code    segment

; Директива assume сообщает ассемблеру, как будут
; использоваться сегментные регистры. Эта директива
; не выполняет загрузку сегментных регистров, она
; нужна ассемблеру только для правильного вычисления
; смещений.

        assume cs:code, ds:code

; Эта строка нужна для создания com-программы.

        org 100h

; При запуске программы управление будет передано
; на оператор с меткой start.
; Первое, что должна сделать программа - правильно
; загрузить сегментные регистры.
; Регистр CS загружается операционной системой
; при запуске программы, поэтому его загружать не надо.
; Регистры DS и ES должны указывать на начало
; сегмента кода, так как программа состоит из одного
; сегмента.

start: 
        mov     ax, cs
        mov     ds, ax

; Выводим сообщение msg из сегмента данных

        mov     ah, 9h
        mov     dx, OFFSET msg
        int     21h

; Завершаем работу программы

        mov     ax, 4C00h
        int     21h

; Строка, которую программа выведет на экран.

msg     db      "Hello, world.", 13, 10, "$"

code    ends

        end     start

Если для размещения данных и буферов недостаточно одного сегмента, необходимо организовать отдельные сегменты для кода и данных, как это сделано в следующем примере:

; Создаем сегмент стека. Размер стека - 256 байт,
; стек выравнен на границу параграфа (para).

stack   segment para stack

; Резервируем 256 байт для стека.

        db      100h dup (?)

stack   ends

; Создаем сегмент данных. Этот сегмент выравнен на
; границу двухбайтового слова (word).

data    segment word

; Строка, которую программа выведет на экран.

msg     db      "Hello, world.", 13, 10, "$"

data    ends

; В этом месте расположен сегмент кода. Он содержит
; выполняющуюся программу.

code    segment

; Директива assume сообщает ассемблеру, как будут
; использоваться сегментные регистры. Эта директива
; не выполняет загрузку сегментных регистров, она
; нужна ассемблеру только для правильного вычисления
; смещений.

        assume  cs:code, ds:data, ss:stack

; При запуске программы управление будет передано
; на оператор с меткой start.
; Первое, что должна сделать программа - правильно
; загрузить сегментные регистры.
;
; Следующие два оператора инициализируют сегментный
; регистр данных DS.

start:  
        mov     ax, data
        mov     ds, ax

; Инициализируем сегментный регистр стека и
; указатель стека (регистры SS и SP).
; Эта операция должна выполняться в состоянии
; процессора с запрещенными прерываниями, иначе
; если регистр SS будет содержать уже новое значение,
; а SP - старое и если в этот момент произойдет
; прерывание, адрес возврата и значение регистра флагов
; будут записаны в не предназначенную для этого область.

        cli
        mov     ss, ax
        mov     sp, OFFSET stack
        sti

; Выводим сообщение msg из сегмента данных

        mov     ah, 9h
        mov     dx, OFFSET msg
        int     21h

; Завершаем работу программы

        mov     ax, 4C00h
        int     21h

code    ends

        end     start

Макроассемблер MASM версии 5.0 и более поздних версий, а также Quick Assembler содержит директивы, упрощающие описание сегментов. Это такие директивы, как .CODE, .DATA, .MODEL и другие. Вы найдете подробное описание этих директив в соответствующей документации по ассемблеру. Остановимся подробнее на директиве .MODEL.

Эта директива задает так называемую модель памяти, используемую программой. Что это такое?

Мы уже говорили о том, что программа должна состоять из одного или нескольких сегментов, в зависимости от размера кода и данных, которыми она оперирует. Существует несколько стандартных вариантов использования сегментов, которые называются моделями памяти. Всего используются шесть моделей памяти:

• Tiny;
• Small;
• Medium;
• Compact;
• Large;
• Huge.

Модель памяти Tiny используется небольшими программами, состоящими из одного сегмента и имеющими формат COM. Использование этой модели памяти - единственный способ получения загрузочного модуля в формате COM.

В модели Small один сегмент используется для кода, один для хранения данных и размещения стека программы. Общий размер программы в этом случае ограничен величиной 128 килобайтов. Большинство небольших программ используют именно эту модель памяти.

Если ваша программа оперирует небольшим объемом данных, но размер кода превышает 64 килобайта, вам подходит модель Medium. В этой модели используется несколько сегментов для хранения кода и только один - для данных.

Модель Compact, в отличие от Medium, использует один сегмент для кода и несколько - для данных. Эта модель больше всего подходит для небольших программ, обрабатывающих большие массивы данных.

Модель памяти Large предоставляет возможность использовать несколько сегментов для кода и несколько сегментов для данных. Эта модель обычно используется большими программами, которые обрабатывают большие объемы данных.

И, наконец, модель памяти Huge. Эта модель аналогична Large, но для программ, составленных на языке Си, она позволяет использовать массивы данных, имеющие размер более одного сегмента.

Приведем два примера использования моделей памяти в программах, составленных на языке ассемблера. Эти примеры аналогичны тем, которые мы только что рассмотрели. Первая программа использует модель памяти Tiny:

; Определяем используемую модель памяти

        .model  tiny

; Определяем сегмент данных.

        .data
msg     db      "Hello, world.", 13, 10, "$"

; Определяем сегмент кода.

        .code

; Макрокоманда startup выполняет все необходимые
; инициализирующие действия, которые зависят от
; модели памяти.

        .startup

; Выводим сообщение на экран

        mov     ah, 9h
        mov     dx, OFFSET msg
        int     21h

; Завершаем выполнение программы

        .exit

        END

Вторая программа использует модель памяти Small, в ней мы дополнительно определили свой стек:

; Определяем используемую модель памяти

        .model  small

; Определяем сегмент данных.

        .data
msg     db      "Hello, world.", 13, 10, "$"

; Определяем свой стек, его размер - 256 байтов

        .stack  100h

; Определяем сегмент кода.

        .code

        .startup

; Выводим сообщение на экран

        mov     ah, 9h
        mov     dx, OFFSET msg
        int     21h

; Завершаем выполнение программы

        .exit

        END

Для программ, составленных на языке Си, модель памяти указывается при трансляции. Если используется пакетный транслятор, модель указывается при помощи опций в командной строке. Если вы работаете в интегрированной среде, такой как Quick C, модель задается при помощи соответствующего меню, а сама программа не содержит каких-либо директив, определяющих используемую модель памяти.

Как правильно выбрать модель памяти?

Если ваша программа небольшая по размеру, то вам подойдут модели TINY или SMALL. При использовании остальных моделей памяти возможно увеличение размера загрузочного модуля и времени выполнения программы из-за того, что в операциях с данными и при вызове подпрограмм используются полные адреса, состоящие из сегмента и смещения. Это означает, в частности, что если при трансляции программы была использована модель LARGE, то при обращении к каждой переменной и при вызове каждой подпрограммы (функции) будет использоваться полный адрес.

Для сокращения накладных расходов отдельные переменные и функции можно разместить в отдельном сегменте. Для этого их надо описать специальным образом - используя ключевое слово near (для С 6.0 и QC 2.5 можно использовать _near).

Ключевое слово near (_near) сообщает транслятору, что данные должны быть размещены в некотором общем сегменте данных и доступ к ним должен осуществляться с использованием 16-битового адреса (только компонента смещения). Если с этим ключевым словом описана функция, то транслятор поместит ее в текущий сегмент кода, для вызова функции будет также использован 16-битовый адрес.

В противоположность к только что описанному ключевое слово far (_far для С 6.0 и QC 2.5) говорит о том, что данные или функция могут располагаться в любом месте памяти, не обязательно в текущем сегменте, и для адресации необходимо использовать полный 32-битовый адрес.

Ключевое слово huge (_huge) необходимо использовать при описании массвов, которые по своим размерам могут превышать 64К. Для адресации при этом будет использоваться полный 32-битовый адрес. Для функций это ключевое слово не применяется.

Приведем несколько примеров описания данных и функций с использованием ключевых слов near, far, huge.

// Используемая модель памяти - SMALL

char dim1[250];
char _far dim2[45000];
char _huge dim3[80000];
char _far *far_ptr;
char _far * _far * far_ptr1;

int _far function1(void);
// Используемая модель памяти - LARGE

char _near dim4[2000];

char _far * _near function2(void);

Исчерпывающие сведения об использовании моделей памяти можно почерпнуть из документации на используемый транслятор.

7.4. Содержимое файла sysp.h

/* SYSP.H - include-файл для примеров, приведенных в книге */



/**
*.Name      FP_MAKE
*
*.Title     Макро для составления FAR-указателя
*
*.Descr     Макро составляет FAR-указатель, пользуясь
*           значениями сегмента и смещения
*
*.Params    FP_MAKE(seg,off)
*              seg - сегмент;
*              off - смещение
*
*.Return    FAR-указатель seg:off
**/


#define FP_MAKE(seg,off) ((void far *)                         \
                                        ((((unsigned long) (unsigned)(seg)) << 16L) | \
                                        ((unsigned long) (unsigned) (off))))


/* Структура векторной таблицы связи DOS */

#pragma pack(1)

typedef struct _CVT_ {
        unsigned mcb_seg;
        void far *dev_cb;
        void far *file_tab;
        void far *clock_dr;
        void far *con_dr;
        unsigned max_btbl;
        void far *disk_buf;
        void far *drv_info;
        void far *fcb_tabl;
        unsigned fcb_size;
        unsigned char num_bdev;
        unsigned char lastdriv;
} CVT;


/* Блок управления памятью MCB */

typedef struct _MCB_ {
        unsigned char type;
        unsigned owner;
        unsigned size;
        char reserve[11];
} MCB;

/* Префикс программного сегмента PSP */

typedef struct _PSP_ {
        unsigned char int20h[2];
        unsigned mem_top;
        unsigned char reserv1;
        unsigned char call_dsp[5];
        void far *term_adr;
        void far *cbrk_adr;
        void far *crit_err;
        unsigned parn_psp;
        unsigned char file_tab[20];
        unsigned env_seg;
        void far *ss_sp;
        unsigned max_open;
        void far *file_tba;
        unsigned char reserv2[24];
        unsigned char disp[3];
        unsigned char reserv3[9];
        unsigned char fcb1[16];
        unsigned char fcb2[20];
        unsigned char p_size;
        unsigned char parm[127];
} PSP;


/* Блок управления устройством DOS */

typedef struct _DDCB_ {
        unsigned char drv_num;
        unsigned char drv_numd;
        unsigned sec_size;
        unsigned char clu_size;
        unsigned char clu_base;
        unsigned boot_siz;
        unsigned char fat_num;
        unsigned max_dir;
        unsigned data_sec;
        unsigned hi_clust;
        unsigned char fat_size;
        char reserv1;
        unsigned root_sec;
        void far *drv_addr;
        unsigned char media;
        unsigned char acc_flag;
        struct _DDCB_ far *next;
        unsigned reserv2;
        unsigned built;
} DDCB;

/* Управляющий блок DOS для файлов */

typedef struct _DFCB_ {
        unsigned handl_num;
        unsigned char access_mode;
        unsigned reserv1;
        unsigned dev_info;
        void far *driver;
        unsigned first_clu;
        unsigned time;
        unsigned date;
        unsigned long fl_size;
        unsigned long offset;
        unsigned reserv2;
        unsigned reserv7;
        unsigned reserv3;
        char reserv4;
        char filename[11];
        char reserv5[6];
        unsigned ownr_psp;
        unsigned reserv6;
        unsigned last_clu;
        char reserv8[4];
} DFCB;

/* Таблица файлов DOS */

typedef struct _DFT_ {
        struct _DFT_ far *next;
        unsigned file_count;
        DFCB dfcb;
} DFT;


/* Управляющий блок дискового буфера BCB */

typedef struct _BCB_ {
        struct _BCB_ far *next;
        unsigned char drive;
        unsigned char flag;
        unsigned sect_num;
        unsigned reserv1;
        DDCB far *ddcb;
        unsigned reserv2;
} BCB;

/* Информация о диске */

typedef struct _DINFO_ {
        char path[64];
        unsigned reserv1;
        unsigned reserv2;
        unsigned char reserv3;
        DDCB far *ddcb;
        unsigned cdir_clu;
        unsigned reserv4;
        unsigned reserv5;
        unsigned reserv6;
        unsigned char reserv7[7];
} DINFO;


/* Заголовок EXE-программы */

typedef struct _EXE_HDR_ {
        unsigned signature;
        unsigned part_pag;
        unsigned file_size;
        unsigned rel_item;
        unsigned hdr_size;
        unsigned min_mem;
        unsigned max_mem;
        unsigned ss_reg;
        unsigned sp_reg;
        unsigned chk_summ;
        unsigned ip_reg;
        unsigned cs_reg;
        unsigned relt_off;
        unsigned overlay;
} EXE_HDR;


/* таблица расположения сегментов EXE-программы */

typedef struct _RELOC_TAB_ {
        unsigned offset;
        unsigned segment;
} RELOC_TAB;


/* конфигурация дисковой подсистемы */

typedef struct _DISK_CONFIG_ {
        int  n_floppy;
        int  n_hard;
        int  t_floppy1;
        int  t_floppy2;
        int  t_hard1;
        int  t_hard2;
} DISK_CONFIG;


/* таблица параметров дискеты */

typedef struct _DPT_ {
        unsigned char srt_hut;
        unsigned char dma_hlt;
        unsigned char motor_w;
        unsigned char sec_size;
        unsigned char eot;
        unsigned char gap_rw;
        unsigned char dtl;
        unsigned char gap_f;
        unsigned char fill_char;
        unsigned char hst;
        unsigned char mot_start;
} DPT;

/* таблица параметров диска */

typedef struct _HDPT_ {
        unsigned max_cyl;
        unsigned char max_head;
        unsigned srwcc;
        unsigned swpc;
        unsigned char max_ecc;
        unsigned char dstopt;
        unsigned char st_del;
        unsigned char fm_del;
        unsigned char chk_del;
        unsigned char reserve[4];
} HDPT;

/* Элемент таблицы разделов */

typedef struct _PART_ENTRY_ {
        unsigned char flag;
        unsigned char beg_head;
        unsigned beg_sec_cyl;
        unsigned char sys;
        unsigned char end_head;
        unsigned end_sec_cyl;
        unsigned long rel_sec;
        unsigned long size;
} PART_ENTRY;

/* Главная загрузочная запись */

typedef struct _MBOOT_ {
        char boot_prg[0x1be];
        PART_ENTRY part_table[4];
        unsigned char signature[2];
} MBOOT;

/* Расширенный блок параметров BIOS */

typedef struct _EBPB_ {
        unsigned sectsize;
        char clustsize;
        unsigned ressecs;
        char fatcnt;
        unsigned rootsize;
        unsigned totsecs;
        char media;
        unsigned fatsize;
        unsigned seccnt;
        unsigned headcnt;
        unsigned hiddensec_low;
        unsigned hiddensec_hi;
        unsigned long drvsecs;
} EBPB;

/* Загрузочная запись для MS-DOS 4.01 */

typedef struct _BOOT_ {
        char jmp[3];
        char oem[8];
        EBPB bpb;
        char drive;
        char reserved;
        char signature;
        unsigned volser_lo;
        unsigned volser_hi;
        char label[11];
        char fat_format[8];
        char boot_code[450];

} BOOT;

/* Время последнего обновления файла */

typedef struct _FTIME_ {
        unsigned sec : 5, min : 6, hour : 5;
} FTIME;

/* Дата последнего обновления файла */

typedef struct _FDATE_ {
        unsigned day : 5, month : 4, year : 7;
} FDATE;

/* Дескриптор файла в каталоге */

typedef struct _FITEM_ {
        char name[8];
        char ext[3];
        char attr;
        char reserved[10];
        FTIME time;
        FDATE date;
        unsigned cluster_nu;
        unsigned long size;
} FITEM;

/* Формат дорожки для GENERIC IOCTL */

typedef struct _TRK_LY_ {
        unsigned no;
        unsigned size;
} TRK_LY;

/* Параметры устройства для GENERIC IOCTL */

typedef struct _DPB_ {

        char spec;
        char devtype;
        unsigned devattr;
        unsigned numofcyl;
        char media_type;

        EBPB bpb;
        char reserved[6];

        unsigned trkcnt;
        TRK_LY trk[100];

} DPB;

/* Параметры для форматирования функцией GENERIC IOCTL */

typedef struct _DPB_FORMAT_ {

        char spec;
        unsigned head;
        unsigned track;

} DPB_FORMAT;


/* Параметры для чтения/записи функцией GENERIC IOCTL */

typedef struct _DPB_WR_ {

        char spec;
        unsigned head;
        unsigned track;
        unsigned sector;
        unsigned sectcnt;
        void _far *buffer;

} DPB_WR;

/* Идентификатор BIOS */

typedef struct _BIOS_ID_ {

        char date[8];
        unsigned reserve;
        char pc_type;

} BIOS_ID;



#pragma pack()



void far *get_cvt(void); /* получить адрес векторной таблицы связи */
CVT  far *get_mcvt(void); /* получить адрес векторной таблицы связи */

MCB  far *get_fmcb(CVT far *); /* получить адрес первого MCB */
MCB  far *get_nmcb(MCB far *); /* получить адрес следующего MCB */

DDCB  far *get_fddcb(CVT far *); /* получить адрес первого DDCB */
DDCB  far *get_nddcb(DDCB far *); /* получить адрес следующего DDCB */
DDCB  far *get_ddcb(unsigned char); /* получить адрес DDCB для диска */

DFT  far *get_fdft(CVT far *); /* получить адрес первой DFT */
DFT  far *get_ndft(DFT far *); /* получить адрес следующей DFT */

BCB  far *get_fbcb(CVT far *); /* получить адрес первого BCB */
BCB  far *get_nbcb(BCB far *); /* получить адрес следующего BCB */

int get_exeh(EXE_HDR *,RELOC_TAB **, FILE *); /* прочитать заголовок EXE */

char unsigned pc_model(void); /* получить модель компьютера */
void disk_cfg(DISK_CONFIG*);  /* определить конфигурацию
                                                        дисковой подсистемы */
DPT _far *get_dpt(void);      /* получить адрес DPT  */
HDPT _far *get_hdp1(void);      /* получить адрес первой HDPT  */
HDPT _far *get_hdp2(void);      /* получить адрес второй HDPT  */


BIOS_ID _far *getbiosi(void);   /* получить адрес идентификатора BIOS */

7.5. Содержимое файла sysp.inc

;
; Это макроопределение печатает символы на экране
;
@@out_ch     MACRO c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c9,c10
                mov   ah,02h
                IRP   chr,<c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c9,c10>
                IFB   <chr>
                EXITM
                ENDIF
                mov   dl,chr
                int   21h
                ENDM
                ENDM

@@out_str MACRO
                mov   ah,9
                int   21h
                ENDM

7.6. MS-DOS версии 5.0

• 7.6.1. Новое в MS-DOS версии 5.0
• 7.6.2. Изменения в векторной таблице связи
• 7.6.3. Управление памятью
• 7.6.4. Управление программами
• 7.6.5. Резидентные программы
• 7.6.6. Драйверы
• 7.6.7. Переключатель задач

7.6.1. Новое в MS-DOS версии 5.0

Версия 5.0 операционной системы MS-DOS не разочаровала пользователей компьютеров и программистов. Преимущества столь значительны и заметны, что уже не может быть оправдания для приверженцев версии 3.30 или даже 4.01. Перечислим только основные нововведения.

• Возможность загрузки ядра DOS в так называемую верхнюю память. Эта память расположена за пределами первого мегабайта оперативной памяти, что позволяет выделить для программ пользователя до 630 (!) килобайт свободного пространства.
• При работе MS-DOS версии 5.0 на компьютере, оснащенном процессором 80386 или 80486 возможна выгрузка драйверов и резидентных программ в расширенную память. Для этого можно использовать драйвер EMM386.
• Новая диалоговая оболочка DOSSHELL обеспечивает переключение задач. Это еще не мультизадачность, так как все запущенные программы, кроме одной, приостанавливают свою работу и выгружаются на диск. В любой момент времени работает только одна программа, остальные ждут своей очереди на диске. Возможности переключателя задач будут рассмотрены в разделе "Переключатель задач".
• Многие функции и прерывания MS-DOS, которые были недокументированы в предыдущих версиях, получили "признание", отныне программисты могут использовать их на законных основаниях. Особенно это относится к функциям, обеспечивающим работу резидентных программ.
• Появились новые функции и новые возможности для программистов. Мы кратко рассмотрим наиболее полезные, на наш взгляд, новые функции MS-DOS в следующих разделах этой главы.

Сразу отметим, что функция 30h прерывания INT 21h, возвращающая версию MS-DOS, может ввести вас в заблуждение. Возможно, вы будете сильно удивлены, когда в среде MS-DOS версии 5.0 эта функция сообщит о том, что у вас MS-DOS версии 3.30 или даже 1.0. Как это может быть?

В состав MS-DOS версии 5.0 входит драйвер SETVER.EXE. Этот драйвер поддерживает список имен программ, в котором каждому имени поставлен в соответствие номер версии MS-DOS, возвращаемый функцией 30h.

При запуске программы драйвер SETVER.EXE сверяет ее имя со списком (который, кстати, вы можете редактировать) и модифицирует соответствующим образом обработчик функции 30h.

Для чего потребовалось вводить программы в заблуждение относительно используемой версии MS-DOS?

Дело в том, что некоторые программы (а также драйверы) рассчитаны на работу только в среде конкретной версии MS-DOS, например, 4.00 или 4.01. На самом деле эти программы будут правильно работать и в MS-DOS версии 5.0. Но проверив версию, такие программы часто завершают свое выполнение с сообщением об ошибке в номере версии.

Вы можете получить список таких программ, просто запустив SETVER.EXE как обычную программу.

Как же получить "правильный" номер версии MS-DOS?

Для этого необходимо использовать функцию 3306h прерывания INT 21h.

Приведем формат этой функции.

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

Функция 30h в версии MS-DOS также претерпела некоторые изменения. Если при вызове этой функции в регистр AL записать значение 00h, все будет аналогично версиям 2.0-4.0. Если в AL записать 01h, после возврата регистр BH будет содержать флаги, по которым можно судить о расположении MS-DOS в ПЗУ или в старших адресах памяти.

Приведем полный формат вызова функции 30h прерывания INT 21h.

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

7.6.2. Изменения в векторной таблице связи

Формат векторной таблицы связи для MS-DOS версии 5.0 практически идентичен используемому версией 4.0. В этой таблице добавился указатель на список программ, для которых драйвер SETVER.EXE выполняет подстановку значения версии MS-DOS.

Приведем формат векторной таблицы связи для MS-DOS версии 5.0:

7.6.3. Управление памятью

В MS-DOS версии 5.0 стал документирован блок управления памятью MCB. Приведем формат этого блока.

Самый первый блок MCB является сегментом данных MS-DOS. Он делится на подсегменты, в которых расположены драйверы, системные данные, буфера и т.д.

Приведем формат управляющего блока подсегмента для первого блока MCB. Этот управляющий блок расположен непосредственно перед соотвестсвующим ему подсегментом.

Кроме рассмотренных выше, в MS-DOS версии 5.0 появился новый тип управляющего блока памяти - UMCB - управляющий блок для верхней области памяти UMB (Upper Memory Block):

Начиная с версии 3.0 MS-DOS содержит функцию 58h прерывания INT 21h, позволяющую определять и изменять стратегию выделения памяти запущенным программам. В версии 5.0 добавились новые возможности, в частности, возможность выделения блоков верхней памяти, используемых только в MS-DOS версии 5.0.

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

В версии 5.0 MS-DOS появились функция для непосредственного выделения программам блоков старшей памяти HMA. Это функция 4A02h:

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

Прежде чем пользоваться только что описанной функцией, имеет смысл определить размер свободной старшей памяти при помощи функции 4A01h:

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

7.6.4. Управление программами

В версии 5.0 MS-DOS появились некоторые новые функции, имеющие отношение к управлению программами. Например, функция 4B05h прерывания INT 21h предназначена для подготовки программы к выполнению. Эта функция может использоваться программами, перехватывающими функцию 4B00h (обычный запуск программы), например, для установки версии MS-DOS.

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

Перед вызовом функции необходимо подготовить управляющую структуру:

После возврата из этой функции до завершения запущенной программы нельзя вызывать прерывания DOS, BIOS или другие программные прерывания. Если MS-DOS работает в верхней области памяти HMA, после возврата из этой функции адресная линия A20 выключается .

Некоторые недокументированные функции управления программами были включены в документацию MS-DOS версии 5.0:

7.6.5. Резидентные программы

К сожалению, версия 5.0 операционной системы MS-DOS не порадовала разработчиков какими-либо новыми возможностями в плане создания резидентных программ. Это, в частности, говорит о неперспективности данного класса программ. Очевидно, что при наличии переключателя программ и таких средств, как Microsoft Windows, обеспечивающих одновременное (или псевдо-одновременное) выполнение программ, актуальность резидентных программ падает.

Но так как нельзя игнорировать большое количество уже созданных (и достаточно удобных в использовании) резидентных программ, все недокументированные ранее возможности, без которых невозможно создать правильно работающую резидентную программу, стали документированными.

Взяв на себя обязательства поддерживать эти возможности, фирма Microsoft гарантирует, что и в следующих версиях MS-DOS вы по-прежнему сможете использовать свои старые добрые резидентные программы.

7.6.6. Драйверы

Что касается драйверов устройств, то версия 5.0 операционной системы содержит расширения для работы с командами общего ввода/вывода - GENERIC IOCTL.

В заголовке драйвера в слове атрибутов определен зарезервированный ранее бит 7. Если этот бит установлен в 1, драйвер поддерживает новую команду с кодом 19h. Эта команда позволяет операционной системе определить, спосбен ли данный драйвер работать с командами общего ввода/вывода (GENERIC IOCTL).

Для проверки возможности использования GENERIC IOCTL программа может вызвать одну из двух новых функций - 4410h или 4411h. Первая функция определяет поддержку GENERIC IOCTL для устройства, заданного своим индексом (handle), вторая - для устройства, заданного своим адресом (номером).

Функция 4410h:

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

Функция 4411h:

Регистры на входе:

Регистры на выходе:

7.6.7. Переключатель задач

Переключатель задач, входящий в диалоговую оболочку DOSSHELL - одно из значительных усовершенствований MS-DOS версии 5.0. Этото переключатель позволяет запустить на выполнение одновременно несколько программ, хотя в действительности работать будет только одна - та, которая была запущена последней. Неактивные программы выгружаются на диск.

Нажимая клавиши <ALT-TAB>, можно выбирать для выполнения одну из запущенных программ.

Обратим ваше внимание на одну потенциальную опасность, связанную с использованием переключателя задач.

Предположим, что одна из запущенных вами программ устанавливает собственный обработчик какого-либо аппаратного прерывания. Например, вы запустили телекоммуникационную программу и работаете через модем с удаленным компьютером. Не исключено, что ваша программа устанавливает собственный обработчик аппаратного прерывания от асинхронного порта, к которому подключен модем.

Так как передача данных через модем - дело не быстрое, у вас может появиться необходимость выполнить на компьютере какую-либо другую работу, например, отредактировать и распечатать текст. Нет проблем, вы переключаетесь на программу редактирования текстов. Но... компьютер почему-то "зависает".

А дело оказывается в том, что выгрузив телекоммуникационную программу на диск, переключатель задач "оторвал" обработчик аппаратного прерывания асинхронного порта. Прерывание пришло, а обработчика-то и нет!

Для пользователя в данной ситуации есть только один выход - не использовать переключатель программ совместно с телекоммуникационными программами.

Однако программист имеет возможность учесть в своих разработках присутствие переключателя задач. Программа, определив наличие переключателя, может либо отказаться от работы, либо запретить переключение, если оно затребовано в неподходящий момент времени, либо выполнить перед переключением некоторые "замораживающие" действия (например, замаскировать аппаратное прерывание). Когда программа вновь получит управление, она может "разморозиться".

Последний способ взаимодействия с переключателем самый удобный. Он возможен благодаря тому, что переключатель задач имеет механизм, позволяющий известить работающую программу о том, что затребовано переключение.