11. Расширенная память

Современные компьютеры всегда оснащены расширенной памятью, располагающейся в диапазоне адресов свыше одного мегабайта. Однако операционная система MS-DOS, которая была создана для реального режима работы процессоров, не имеет полноценного доступа к этой памяти. То же относится и программам, предназначенным для выполнения в среде MS-DOS. Единственное, что MS-DOS старых версий (более ранних, чем 4.0), могла сделать с расширенной памятью - это разместить там быстродействующий электронный диск или кэш накопителя на магнитном диске.

Однако в составе MS-DOS версии 4.0 и более поздних версий появился драйвер расширенной памяти HIMEM.SYS, который в некоторой степени облегчает жизнь программистам, составляющим программы для MS-DOS. Этот драйвер расширяет основное адресное пространство 640 Kбайт еще примерно на 64 Кбайт и предоставляет относительно удобное средство для хранения в расширенной памяти массивов данных.

Будучи установлен в операционной системе, драйвер HIMEM.SYS обеспечивает программный интерфейс в соответствии со спецификацией XMS (eXtended Memory Specification), разработанный корпорациями Lotus, Intel, Microsoft и AST Research.

Основные понятия

При обсуждении спецификации XMS мы будем использовать следующие понятия и термины:

На рис. 11.1 схематично показано расположение различных перечисленных выше блоков памяти в адресном пространстве.

Рис. 11.1. Расположение различных блоков памяти в адресном пространстве

Установка драйвера HIMEM.SYS

Для установки драйвера файл CONFIG.SYS должен содержать строку:

device=[d:][путь]himem.sys [/HMAMIN=h] [/NUMHANDLES=n]

Параметр /HMAMIN = (необязательный) задает минимальный размер памяти, который могут использовать программы в области HMA. Размер задается в килобайтах. Смысл использования этого параметра заключается в том, чтобы позволять использовать область HMA только тем программам, которые затребуют из этой области не меньше h Кбайт. Это нужно для того чтобы более эффективно использовать область HMA.

Если параметр не задан, используется по умолчанию значение 0. Это означает, что первая же программа, запросившая область HMA, получит к ней доступ. Программа, запущенная следом и, возможно, использующая эту память эффективнее, уже не сможет воспользоваться областью HMA.

Максимальное значение параметра h равно 63.

Параметр /NUMHANDLES = задает максимальное количество областей расширенной памяти (блоков EMB), которое может быть запрошено программами. Диапазон задаваемых значений от 1 до 128, значение по умолчанию - 32. Задавая большие значения n, помните, что на управление каждым блоком EMB тратится 6 байт резидентной памяти.

При установке драйвер HIMEM.SYS XE "HIMEM.SYS" может выдавать сообщения об ошибках в следующих случаях:

Спецификация XMS

Спецификация XMS содержит описание программного интерфейса драйвера HIMEM.SYS и рекомендации по использованию области памяти HMA.

Проверка подключения драйвера

Первое, что должна сделать программа, которая собирается вызывать драйвер HIMEM.SYS - проверить, был ли установлен этот драйвер при загрузке операционной системы.

Для этого надо загрузить в регистр AX значение 4300h и вызвать прерывание INT 2Fh. Если после этого регистр AL будет содержать значение 80h, драйвер установлен, в противном случае - нет.

Приведем фрагмент программы, проверяющей подключение драйвера:

; Проверяем, установлен ли драйвер HIMEM.SYS
  mov   ax, 4300h
  int   2fh
  cmp   al, 80h

; Если драйвер установлен, выполняем переход
  je    HMM_installed

Получение адреса управляющей программы

Для вызова драйвера программа должна получить адрес специальной управляющей программы, которая выполняет все функции по обслуживанию расширенной памяти и области HMA.

Этот адрес можно получить, если загрузить в регистр AX значение 4310h и вызвать прерывание INT 2Fh. Прерывание возвратит сегментный адрес управляющей программы в регистре ES, смещение - в регистре BX:

; Получаем адрес управляющей функции драйвера
  mov   ax, 4310h
  int   2fh
  mov   word ptr cs:[HMMEntry][0], bx
  mov   word ptr cs:[HMMEntry][2], es

В дальнейшем полученный адрес используется для выполнения функций по обслуживанию расширенной памяти. Перед вызовом управляющей программы код требуемой функции должен быть загружен в регистр AH:

; Получаем номер версии драйвера HIMEM.SYS
  mov   ax,0
  call  [HMMEntry]

Программы, которые обращаются к управляющей функции, должны перед вызовом функции иметь размер стека не менее 256 байт.

Описание функций драйвера HIMEM.SYS

Все функции драйвера HIMEM.SYS могут быть разделены на следующие пять групп:

Приведем подробное описание этих функций в соответствии со спецификацией XMS версии 2.0.

Получить версию XMS

Регистры на входе: AH = 00h
Регистры на выходе: BX = номер внутренней модификации драйвера;
DX = 0001h - если существует область HMA,
DX = 0000h - если область HMA не существует

Функция возвращает номера версии и модификации XMS в двоично-десятичном (BCD) формате. Например, если AX=0250h, это означает, что драйвер соответствует спецификации XMS версии 2.50. Дополнительно функция позволяет проверить наличие в системе области HMA.

Запросить область HMA

Регистры на входе: AH = 01h
DX = размер памяти в байтах в области HMA, которая будет использоваться резидентными программами или драйверами. Обычная программа должна указывать значение DX, равное 0FFFFh
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, 90h, 91h, 92h (описание кодов ошибок будет приведено после описания всех функций)

С помощью этой функции программа может зарезервировать для себя область HMA. Задаваемый в регистре DX размер памяти сравнивается с указанным в параметре драйвера /HMAMIN=. Область HMA распределяется запросившей программе только в том случае, если запрошенный в регистре DX размер больше или равен указанному в параметре /HMAMIN. Такой механизм позволяет ограничить использование области HMA только теми программами, которые используют ее наилучшим образом.

Поясним это на примере. Пусть при инициализации операционной системы из файла AUTOEXEC.BAT запускаются две программы. Одна из них использует 10 Кбайт из области HMA и запускается первой (в регистре DX функции 01h эта программа указывает значение 10240). Вторая запускаемая программа использует 40 Кбайт и запускается после первой. Очевидно, что вторая программа использует область HMA более эффективно. Но так как область HMA уже распределена первой программе, вторая программа не сможет получить ее для себя.

Задавая параметр /HMAMIN =40, мы запретим распределение области HMA тем программам, которые используют в ней меньше 40 Кбайт. Теперь первая программа не получит доступ к области HMA, даже если она будет запускаться до второй, использующей 40 Кбайт памяти из области HMA.

Освободить область HMA

Регистры на входе: AH = 02h
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, 90h, 93h

Программы, которые запрашивали область HMA, должны освобождать ее после использования при помощи этой функции. При этом данные, которые находились в этой области, будут потеряны.

После того, как программа освободила область HMA, эта область становится доступной другим программам.

Глобальное открывание линии A20

Регистры на входе: AH = 03h
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, 82h

Эта функция предназначена для тех программ, которые будут использовать область HMA. Она разрешает работу заблокированной по умолчанию 21 адресной линии процессора. Перед возвратом управления системе программа должна закрыть линию A20 с помощью функции 04h.

Следует отметить, что для многих типов системных плат переключение линии A20 - достаточно медленная операция.

Глобальное закрывание линии A20

Регистры на входе: AH = 04h
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, 82h, 94h

Функция предназначена для тех программ, которые используют область HMA. Она должна выполняться перед завершением работы такой программы.

Локальное открывание линии A20

Регистры на входе: AH = 05h
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, 82h

Эта функция предназначена только для тех программ, которые непосредственно управляют расширенной памятью. Перед завершением работы программа должна закрыть линию A20 при помощи функции 06h.

Локальное закрывание линии A20

Регистры на входе: AH = 06h
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, 82h, 94h

Функция отменяет разрешение линии A20, запрошенное предыдущей функцией. Она предназначена только для тех программ, которые непосредственно управляют расширенной памятью.

Определение состояния линии A20

Регистры на входе: AH = 07h
Регистры на выходе: AX = 0001h - если линия A20 открыта, 0000h - если линия A20 закрыта
Ошибки: BL = 00h, 80h, 81h

Функция выполняет попытку адресоваться за границу 1 Мбайт памяти и проверяет, не происходит ли при этом обращение в начало памяти (то есть "свертка памяти").

Определение размера свободной расширенной памяти

Регистры на входе: AH = 08h
Регистры на выходе: AX = размер наибольшего свободного блока расширенной памяти, Кбайт;
DX = общий размер свободной расширенной памяти, Кбайт
Ошибки: BL = 80h, 81h, A0h

При определении размера свободной расширенной памяти в возвращаемое значение не включается 64 Кбайт области HMA, даже если эта область не используется программами.

Получить блок EMB

Регистры на входе: AH = 09h
DX = размер требуемого блока, Кбайт
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка;
DX = 16-разрядный идентификатор (handle) полученного блока EMB
Ошибки: BL = 80h, 81h, A0h, A1h

Функция заказывает блок EMB из пула свободной расширенной памяти. При успешном выполнении запроса функция возвращает идентификатор полученного блока, который должен использоваться программой для выполнения всех операций с блоком EMB. Если блок EMB программе больше не нужен, она должна освободить его с помощью функции 0Ah.

Количество блоков EMB, которое может быть заказано, определяется в командной строке драйвера HIMEM.SYS параметром /NUMHANDLES=. Значение по умолчанию - 32, максимальное значение - 128.

Освободить блок EMB

Регистры на входе: AH = 0Ah
DX = идентификатор освобождаемого блока EMB
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, A2h, B2h

Функция освобождает блок EMB, заказанный предыдущей функцией. При этом все данные, находившиеся в блоке, будут потеряны.

Копирование блоков EMB

Регистры на входе: AH = 0Bh
DS:SI = указатель на управляющую структуру, определяющую откуда, куда и как будет выполняться копирование
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, 82h, A3h, A4h, A5h, A6h, A7h, A8h, A9h

Формат управляющей структуры представлен ниже:

ExtMemMoveStruct  struc
  Length         dd ?    ; количество пересылаемых байт
  SourceHandle   dw ?    ; индекс исходного блока
  SourceOffset   dd ?    ; смещение в исходном блоке
  DestHandle     dw ?    ; индекс блока-назначения
  DestOffset     dd ?    ; смещение в блоке-назначении
ExtMemMoveStruct  ends

Эта функция выполняет основную операцию с блоками EMB - копирование данных. Данные могут пересылаться между обычной памятью и блоками EMB, между различными блоками EMB и даже внутри обычной памяти.

Поле Length управляющей структуры указывает количество пересылаемых байт данных. Это количество должно быть четным.

Поля SourceHandle и DestHandle указывают, соответственно, идентификаторы исходного блока EMB и блока, в который выполняется копирование. Если в качестве идентификатора задано значение 0000h, это означает, что в качестве источника или приемника данных используется обычная память.

Поля SourceOffset и DestOffset указывают 32-разрядное смещение в блоке EMB или адрес в обычной памяти. В последнем случае этот адрес имеет стандартный формат [сегмент:смещение].

Функция копирования сама управляет линией A20, восстанавливая ее состояние после выполнения копирования. Поэтому программе не требуется управлять линией A20.

Во время выполнения копирования разрешены прерывания.

Блокирование EMB

Регистры на входе: AH = 0Ch
DX = идентификатор блока EMB
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка;
DX:BX = 32-разрядный линейный адрес заблокированного EMB
Ошибки: BL = 80h, 81h, A2h, ACh, ADh

Функция блокирует EMB и возвращает его базовый адрес как линейный 32-разрядный адрес. Для заблокированного EMB невозможно выполнить операцию копирования. Полученный линейный адрес действителен только для заблокированного EMB.

Разблокирование EMB

Регистры на входе: AH = 0Dh
DX = идентификатор блока EMB
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, A2h, AAh

Функция разблокирует EMB, заблокированный при вызове предыдущей функции. Полученный от нее линейный адрес становится недействительным.

Получить информацию об идентификаторе блока EMB

Регистры на входе: AH = 0Eh
DX = идентификатор блока EMB
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка;
BH = содержимое счетчика блокировок EMB;
BL = количество свободных идентификаторов блоков EMB в системе;
DX = размер блока, Кбайт
Ошибки: BL = 80h, 81h, A2h

Эта функция используется для получения различной информации об используемых блоках EMB. Линейный адрес блока может быть получен с помощью фунции 0Ch.

Изменить размер EMB

Регистры на входе: AH = 0Fh
DX = идентификатор блока EMB;
BX = новый размер EMB, Кбайт
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, 81h, A0h, A1h, A2h, ABh

Функция изменяет размер незаблокированного EMB. Если размер блока уменьшается, данные в старших адресах блока будут потеряны.

Запросить область UMB

Регистры на входе: AH = 10h
DX = размер запрашиваемого блока UMB в параграфах
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка;
BX = сегмент полученного UMB;
DX = размер полученного блока или размер максимального свободного блока UMB (если невозможно выделить блок требуемого размера)
Ошибки: BL = 80h, B0h, B1h

Эта функция позволяет программе получить дступ к блокам UMB, лежащих в пределах первого мегабайта адресного пространства. Для использования этих блоков не требуется управлять линией A20.

Если вам надо определить размер доступной области UMB, задайте при вызове этой функции DX=0FFFFh.

Освободить область UMB

Регистры на входе: AH = 11h
DX = сегмент освобождаемого UMB
Регистры на выходе: AX = 0001h - если функция выполнена успешно, 0000h - если произошла ошибка
Ошибки: BL = 80h, B2h

После освобождения блока EMB данные, которые там находились, будут потеряны.

Коды ошибок

Приведем таблицу кодов ошибок, возвращаемых функциями в регистре BL:

PRIVATEКод Ошибка
00h Нет ошибки, нормальное завершение
80h Функция не реализована в текущей версии драйвера
81h Обнаружен драйвер VDISK.SYS, с этим драйвером драйвер HIMEM.SYS несовместим
82h Ошибка при работе с линией A20
8Eh Общая ошибка драйвера
8Fh Катастрофическая ошибка драйвера
90h Область HMA не существует
91h Область HMA уже используется
92h Содержимое регитра DX меньше парметра /HMAMIN=
93h Область HMA не распределена программе
94h Линия A20 все еще разблокирована
A0h Вся расширенная память уже распределена
A1h Больше нет свободных индексов EMB
A2h Неправильный индекс EMB
A3h Неправильный SourceHandle
A4h Неправильный SourceOffset
A5h Неправильный DestHandle
A6h Неправильный DestOffset
A7h Неправильный Length
A8h Неразрешенное перекрытие данных при выполнении операции пересылки данных
A9h Произошла ошибка четности
AAh EMB не заблокирован
ABh EMB заблокирован
ACh Переполнение счетчика блокировок EMB
ADh Не удалось выполнить блокировку EMB
B0h Доступен UMB меньшего размера
B1h Нет доступных блоков UMB
B2h Задан неправильный сегмент UMB

Ограничения при использовании области HMA

К сожалению, на программы, использующие область HMA, накладываются значительные ограничения. Они связаны с тем, что MS-DOS, а также BIOS не рассчитаны на работу с адресами памяти выше границы 1 Мбайт. Приведем список этих ограничений.

Примеры программ

Приведем исходные тексты нескольких программ, демонстрирующих вызов функций программного интерфейса драйвера HIMEM.SYS. эти программы предназначены для работы в среде MS-DOS.

Программа TESTHMA

Первая программа с названием TESTHMA (листинг 11.1) демонстрирует проверку подключения драйвера и использование его основных функций.

Листинг 11.1. Файл testhma\testhma.asm

; =====================================================
; Вызов основных функций API драйвера HIMEM.SYS
;
; (C) A. Frolov, 1997
;
; E-mail: frolov@glas.apc.org
; WWW:    http://www.glasnet.ru/~frolov
;            or
;         http://www.dials.ccas.ru/frolov
; =====================================================

@@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

BEEP  MACRO
  mov bx,0
  mov ax, 0E07h
  int 10h
  ENDM

  .model small
  .STACK  100h
  .DATA

msg    DB 13,10,"HIMEM.SYS API Demo", 13, 10
       DB "(C) Frolov A., 1997",13,10,13,10
       DB "$"

noHMM     DB 13,10
          DB "HIMEM.SYS not installed",13,10,"$"
yesHMM    DB 13,10,"HIMEM.SYS istalled, ", "$"
ver1      DB "version: ", "$"
ver2      DB ", modification: ", "$"
errmsg    DB 13,10,"Error code ", "$"
okmsg     DB 13,10,"Success!", "$"
hmareq    DB 13,10,"Request HMA", "$"
hmarel    DB 13,10,"Release HMA", "$"
enA20     DB 13,10,"Open A20", "$"
dsA20     DB 13,10,"Close A20", "$"
loc_enA20 DB 13,10,"Local open A20","$"
loc_dsA20 DB 13,10,"Local close A20", "$"
check_A20 DB 13,10,"Check A20", "$"

free_ext_mem DB 13,10,"Extended memory, Kbyte: ", "$"
max_ext_block DB 13,10,"Max free Extended memory block, Kbyte: ", "$"

HMMEntry dd ?

  .CODE
begin:

  mov ax, DGROUP
  mov ds, ax

  mov ah, 9h ; Выводим заголовок
  mov dx, OFFSET msg
  int 21h

; Проверяем, установлен ли драйвер HIMEM.SYS

  mov ax, 4300h
  int 2fh
  cmp al, 80h
  je  HMM_installed

; Если не установлен, выводим сообщение и завершаем
; работу программы

  mov ah, 9h
  mov dx, OFFSET noHMM
  int 21h
  jmp terminate

HMM_installed:

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

; Получаем адрес управляющей функции драйвера

  mov ax, 4310h
  int 2fh
  mov word ptr cs:[HMMEntry][0], bx
  mov word ptr cs:[HMMEntry][2], es

; Получаем номер версии

  mov  ah, 9h
  mov  dx, OFFSET ver1
  int  21h

  mov  ax,0
  call cs:[HMMEntry]

; Выводим номер версии на экран

  call  Print_word

  mov   ah, 9h
  mov   dx, OFFSET ver2
  int   21h

  mov   ax, bx
  call  Print_word

; Запрашиваем область HMA

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

  mov   ax,0100h
  mov   dx,0ffffh

  call  cs:[HMMEntry]
  or    ax, ax
  jnz   hmareq_ok
  jmp   error

hmareq_ok:

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

; Открываем линию A20

  mov   ah, 9h
  mov   dx, OFFSET enA20
  int   21h

  mov   ax,0300h
  call  cs:[HMMEntry]

  or    ax, ax
  jnz   enA20_ok
  jmp   error

enA20_ok:

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

; Закрываем линию A20

  mov   ah, 9h
  mov   dx, OFFSET dsA20
  int   21h

  mov   ax,0400h
  call  cs:[HMMEntry]

  or    ax, ax
  jnz   dsA20_ok
  jmp   error

dsA20_ok:

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

; Освобождаем область HMA

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

  mov   ax,0200h
  call  cs:[HMMEntry]
 
  or    ax, ax
  jz    error

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

; Получаем локальный доступ к линии A20

  mov   ah, 9h
  mov   dx, OFFSET loc_enA20
  int   21h

  mov   ax,0500h
  call  cs:[HMMEntry]

  or    ax, ax
  jz    error

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

; Проверяем линию A20

  mov   ah, 9h
  mov   dx, OFFSET check_A20
  int   21h

  mov   ax,0700h
  call  cs:[HMMEntry]

  or    ax, ax
  jz    error

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

; Определяем размер свободной расширенной памяти

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

  mov   ax,0800h
  call  cs:[HMMEntry]

  push  ax
  mov   ax, dx
  call  Print_word

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

  pop   ax
  call  Print_word

; Освобождаем линию A20

  mov   ah, 9h
  mov   dx, OFFSET loc_dsA20
  int   21h

  mov   ax,0600h
  call  cs:[HMMEntry]

  or    ax, ax
  jz    error

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

  jmp   terminate

error:

  push  bx

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

  pop   ax
  call  Print_word

terminate:

; Завершаем работу программы и
; возвращаем управление операционной системе

  mov ax, 4C00h
  int 21h


; Вывод на экран содержимого регистра AX

Print_word proc near
;--------------------
  push ax
  push bx
  push dx

  push ax
  mov cl,8
  rol ax,cl
  call Byte_to_hex
  mov bx,dx
  @@out_ch bh
  @@out_ch bl

  pop ax
  call Byte_to_hex
  mov bx,dx
  @@out_ch bh
  @@out_ch bl

  pop dx
  pop bx
  pop ax
  ret
Print_word endp

Byte_to_hex proc near
;--------------------
; al - input byte
; dx - output hex
;--------------------
  push ds
  push cx
  push bx

  lea bx,tabl
  mov dx,cs
  mov ds,dx

  push ax
  and al,0fh
  xlat
  mov dl,al

  pop ax
  mov cl,4
  shr al,cl
  xlat
  mov dh,al

  pop bx
  pop cx
  pop ds
  ret

tabl db '0123456789ABCDEF'
Byte_to_hex endp
 
  END begin

Программа CALLHMA

Приведем текст программы, составленная на языке программирования Си, которая вызывает функции драйвера расширенной памяти. Эта программа будет работать только в моделях памяти Small и Compact. Для других моделей памяти требуется изменить строки интерфейсного модуля hma.asm, в которых передаваемые функциям параметры извлекаются из стека и тип процедур:

Аргументы Small, Compact Large, Huge
Первый аргумент [bp+4] [bp+6]
Второй аргумент [bp+6] [bp+8]

Текст программы CALLHMA вы найдете в листинге 11.2, а текст интерфейсного модуля - в листинге 11.3.

Листинг 11.2. Файл callhma\callhma.c

// =====================================================
// Работа с драйвером HIMEM.SYS
//
// (C) Фролов А.В, 1997
//
// E-mail: frolov@glas.apc.org
// WWW:    http://www.glasnet.ru/~frolov
//            или
//         http://www.dials.ccas.ru/frolov
// =====================================================
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#include <dos.h>
#include <string.h>

struct   XMM_Move 
{
  unsigned long  Length;
  unsigned short SourceHandle;
  unsigned long  SourceOffset;
  unsigned short DestHandle;
  unsigned long  DestOffset;
};

extern long XMM_Installed(void);
extern long XMM_Version(void);
extern long XMM_RequestHMA(unsigned);
extern long XMM_ReleaseHMA(void);
extern long XMM_GlobalEnableA20(void);
extern long XMM_GlobalDisableA20(void);
extern long XMM_EnableA20(void);
extern long XMM_DisableA20(void);
extern long XMM_QueryA20(void);
extern long XMM_QueryLargestFree(void);
extern long XMM_QueryTotalFree(void);
extern long XMM_AllocateExtended(unsigned);
extern long XMM_FreeExtended(unsigned);
extern long XMM_MoveExtended(struct XMM_Move *);
extern long XMM_LockExtended(unsigned);
extern long XMM_UnLockExtended(unsigned);
extern long XMM_GetHandleLength(unsigned);
extern long XMM_GetHandleInfo(unsigned);
extern long XMM_ReallocateExtended(unsigned, unsigned);
extern long XMM_RequestUMB(unsigned);
extern long XMM_ReleaseUMB(unsigned);

void error(char *msg, long rc);

int main(void) 
{
  long ver, rc, handle;
  static char testmsg[] = "Тестовое сообщение";
  char buf[80];
  char far *ptr;
  int i;
  struct XMM_Move move_d;

  // Проверяем, установлен ли драйвер HIMEM.SYS,
  // если установлен, выводим его версию
  if (XMM_Installed()) 
  {
    printf("\nHIMEM.SYS installed");
    ver = XMM_Version();
    printf("\nver XMM: %4X,%4x",
      (short)ver, (short)(ver >> 16));
  }

  else 
  {
    printf("\nHIMEM.SYS not found");
    exit(-1);
  }

  // Запрашиваем управление областью HMA
  rc = XMM_RequestHMA(0xffff);
  if(rc) 
    error("Request HMA error",rc);

  else 
  {
    // Открываем линию A20
    rc = XMM_GlobalEnableA20();
    if(rc) 
      error("Open A20 error",rc);

    // Копируем тестовое сообщение сначала из
    // стандартной памяти в область HMA,
    // затем обратно в стандартную память
    FP_SEG(ptr) = 0xffff;
    FP_OFF(ptr) = 0x0010;

    for(i=0; testmsg[i] != 0; i++)
      ptr[i] = testmsg[i];

    for(i=0; ptr[i] != 0; i++)
      buf[i] = ptr[i];
    
    buf[i] = 0;

    // Выводим сообщение для проверки
    printf("\n%s",buf);

    // Закрываем линию A20 и отдаем системе область HMA
    rc = XMM_GlobalDisableA20();
    if(rc) 
      error("Close A20 eror",rc);

    rc = XMM_ReleaseHMA();
    if(rc) 
      error("Free HMA error",rc);
  }

  // Получаем блок EMB размером в 1 Кбайт
  handle = XMM_AllocateExtended(1);
  if(handle < 0) 
    error("Request XMB error",handle);

  // Копируем тестовое сообщение сначала из
  // стандартной памяти в блок EMB,
  // затем обратно в стандартную память
  move_d.Length = strlen(testmsg) + 1;
  move_d.SourceHandle = 0;
  (char far*)move_d.SourceOffset = (char far*)testmsg;
  move_d.DestHandle = (short)handle;
  move_d.DestOffset = 0L;

  rc = XMM_MoveExtended(&move_d);
  if(rc < 0) 
    error("Copy in EMB error",rc);

  move_d.Length = strlen(testmsg) + 1;
  move_d.DestHandle = 0;
  (char far*)move_d.DestOffset = (char far*)buf;
  move_d.SourceHandle = (short)handle;
  move_d.SourceOffset = 0L;

  rc = XMM_MoveExtended(&move_d);
  if(rc < 0) 
    error("Copy from EMB error",rc);

  // Выводим сообщение для проверки
  printf("\n%s",buf);

  // Освобождаем блок EMB
  rc = XMM_FreeExtended((unsigned)handle);
  if(rc) 
    error("Free XMB error",rc);

  return 0;
}

// Функция для вывода сообщения об ошибке
// и кода ошибки
void error(char *msg, long rc) 
{
  rc = (unsigned char)(rc >> 24) ;
    printf("\n%s, error: %02.2X\n",
      msg, (unsigned char)rc);
  exit(-1);
}
Листинг 11.3. Файл callhma\hma.asm
; =====================================================
; Это интерфейсный модуль для вызова функций
; XMS из Си. Текст программы рассчитан на
; модель памяти Small
;
; (C) A. Frolov, 1997
;
; E-mail: frolov@glas.apc.org
; WWW:    http://www.glasnet.ru/~frolov
;            or
;         http://www.dials.ccas.ru/frolov
; =====================================================
  .model small

  .DATA

; В этом месте будет храниться адрес
; управляющей функции XMM

XMM_Control  dd   ?

          .CODE

; Макроопределения для выполнения соглашения об
; использовании регистров в процедурах Си

c_begin macro
  push bp
  mov  bp,sp
  push si
  push di
  endm

c_end   macro
  pop  di
  pop  si
  mov  sp,bp
  pop  bp
  ret
  endm

; Все процедуры должны быть public

  public _XMM_Installed
  public _XMM_Version
  public _XMM_RequestHMA
  public _XMM_ReleaseHMA
  public _XMM_GlobalEnableA20
  public _XMM_GlobalDisableA20
  public _XMM_EnableA20
  public _XMM_DisableA20
  public _XMM_QueryA20
  public _XMM_QueryLargestFree
  public _XMM_QueryTotalFree
  public _XMM_AllocateExtended
  public _XMM_FreeExtended
  public _XMM_MoveExtended
  public _XMM_LockExtended
  public _XMM_UnLockExtended
  public _XMM_GetHandleLength
  public _XMM_GetHandleInfo
  public _XMM_ReallocateExtended
  public _XMM_RequestUMB
  public _XMM_ReleaseUMB

;**
;.Name         _XMM_Installed
;.Title        Получение адреса управляющей функции
;
;.Descr        Эта функция проверяет наличие драйвера
;              HIMEM.SYS и в случае его присуствия
;              запоминает адрес управляющей функции.
;
;.Proto        unsigned XMM_Installed(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       0 - драйвер HIMEM.SYS не установлен;
;              1 - драйвер HIMEM.SYS установлен.
;
;**

_XMM_Installed proc near
          c_begin

          mov  ax, 4300h
          int  2fh
          cmp  al, 80h
          jne  NotInstalled

          mov  ax, 4310h
          int  2fh
          mov  word ptr [XMM_Control], bx
          mov  word ptr [XMM_Control+2], es
          mov  ax,1
          jmp  Installed

NotInstalled:
          mov  ax, 0
Installed:
          c_end
_XMM_Installed endp

;**
;.Name         _XMM_Version
;.Title        Определение версии драйвера HIMEM.SYS
;
;.Descr        Эта функция определяет версию драйвера
;              HIMEM.SYS
;
;.Proto        long  XMM_Version(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       Номер версии в младших 16 битах,
;              номер изменений - в старших 16 битах
;              возвращаемого значения
;
;**

_XMM_Version proc near
          push si
          push di
          xor  ah, ah
          call [XMM_Control]
          mov  dx, bx
          pop  di
          pop  si
          ret
_XMM_Version endp

;**
;.Name         _XMM_RequestHMA
;.Title        Запросить область HMA
;
;.Descr        Эта функция пытается зарезервировать для
;              программы область HMA
;
;.Proto        long  XMM_RequestHMA(unsigned space);
;
;.Params       space - размер требуемой области для
;                      TSR-программы или драйвера,
;                      0xffff для прикладной программы;
;
;.Return       < 0 - область HMA не назначена программе,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - область HMA назначена программе.
;
;**

_XMM_RequestHMA proc near
          c_begin
          mov  ah, 1
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @success
          mov  dh, bl
@success:
          c_end
_XMM_RequestHMA endp

;**
;.Name         _XMM_ReleaseHMA
;.Title        Освободить область HMA
;
;.Descr        Эта функция пытается освободить
;              область HMA
;
;.Proto        long  XMM_ReleaseHMA(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - область HMA не освобождена,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L - область HMA освобождена.
;
;**

_XMM_ReleaseHMA proc near
          c_begin
          mov  ah, 2
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @success1
          mov  dh, bl
@success1:
          c_end
_XMM_ReleaseHMA endp

;**
;.Name         _XMM_GlobalEnableA20
;.Title        Глобальное разрешение линии A20
;
;.Descr        Эта функция разрешает программе, получившей
;              доступ к области HMA использовать линию A20
;
;.Proto        long  XMM_GlobalEnableA20(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - линия A20 не включена,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - линия A20 включена.
;
;**

_XMM_GlobalEnableA20 proc near
          c_begin
          mov  ah, 3
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @success2
          mov  dh, bl
@success2:
          c_end
_XMM_GlobalEnableA20 endp

;**
;.Name         _XMM_GlobalDisableA20
;.Title        Глобальное запрещение линии A20
;
;.Descr        Эта функция запрещает программе, получившей
;              доступ к области HMA использовать линию A20
;
;.Proto        long  XMM_GlobalDisableA20(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - линия A20 не выключена,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - линия A20 выключена.
;
;**

_XMM_GlobalDisableA20 proc near
          c_begin
          mov  ah, 4
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @success3
          mov  dh, bl
@success3:
          c_end
_XMM_GlobalDisableA20 endp

;**
;.Name         _XMM_EnableA20
;.Title        Локальное разрешение линии A20
;
;.Descr        Эта функция разрешает программе управлять
;              областью расширенной памяти.
;
;.Proto        long  XMM_EnableA20(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - линия A20 не включена,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - линия A20 включена.
;
;**

_XMM_EnableA20 proc near
          c_begin
          mov  ah, 5
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @success4
          mov  dh, bl
@success4:
          c_end
_XMM_EnableA20 endp

;**
;.Name         _XMM_DisableA20
;.Title        Локальное запрещение линии A20
;
;.Descr        Эта функция запрещает программе управлять
;              областью расширенной памяти.
;
;.Proto        long  XMM_DisableA20(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - линия A20 не выключена,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - линия A20 выключена.
;
;**

_XMM_DisableA20 proc near
          c_begin
          mov  ah, 6
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @success5
          mov  dh, bl
@success5:
          c_end
_XMM_DisableA20 endp

;**
;.Name         _XMM_QueryA20
;.Title        Проверить состояние линии A20
;
;.Descr        Эта функция проверяет доступность
;              линии A20
;
;.Proto        long  XMM_QueryA20(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - ошибка,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - линия A20 выключена,
;              1L  - линия A20 включена.
;
;**

_XMM_QueryA20 proc near
          c_begin
          mov  ah, 7
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          or   ax, ax
          jnz  @success6
          mov  dh, bl
@success6:
          c_end
_XMM_QueryA20 endp

;**
;.Name         _XMM_QueryLargestFree
;.Title        Определить максимальный размер блока
;
;.Descr        Эта функция возвращает размер максимального
;              непрерывного блока расширенной памяти,
;              который доступен программе.
;
;.Proto        long  XMM_QueryLargestFree(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - ошибка,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              >= 0 - размер блока.
;
;**

_XMM_QueryLargestFree proc near
          c_begin
          mov  ah, 8
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          or   ax, ax
          jnz  @success7
          mov  dh, bl
@success7:
          c_end
_XMM_QueryLargestFree endp

;**
;.Name         _XMM_QueryTotalFree
;.Title        Определить размер расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция возвращает размер
;              всей имеющейся расширенной памяти.
;
;.Proto        long  XMM_QueryTotalFree(void);
;
;.Params       Не используются
;
;.Return       < 0 - ошибка,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              >= 0 - размер расширенной памяти.
;
;**

_XMM_QueryTotalFree proc near
          c_begin
          mov  ah, 8
          call [XMM_Control]
          or   ax, ax
          mov  ax, dx
          mov  dx, 0
          jnz  @success8
          mov  dh, bl
@success8:
          c_end
_XMM_QueryTotalFree endp

;**
;.Name         _XMM_AllocateExtended
;.Title        Запросить блок расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция выделяет программе блок
;              расширенной памяти, в случае успеха
;              возвращает индекс полученного блока.
;
;.Proto        long XMM_AllocateExtended(unsigned space);
;
;.Params       space - размер требуемого блока памяти
;                      в килобайтах;
;
;.Return       < 0 - блок не распределен,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              > 0L  - младший байт содержит индекс
;                      полученного блока памяти.
;
;**

_XMM_AllocateExtended proc near
          c_begin
          mov  ah, 9
          mov  dx,  [bp+4]
          call [XMM_Control]
          or   ax, ax
          mov  ax, dx
          mov  dx, 0
          jnz  @success9
          mov  dh, bl
@success9:
          c_end
_XMM_AllocateExtended endp

;**
;.Name         _XMM_FreeExtended
;.Title        Освободить блок расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция освобождает блок
;              расширенной памяти, полученный функцией
;              XMM_AllocateExtended().
;
;.Proto        long XMM_FreeExtended(unsigned handle);
;
;.Params       handle - индекс освобождаемого блока памяти;
;
;.Return       < 0 - блок не распределен,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - блок освобожден.
;
;**

_XMM_FreeExtended proc near
          c_begin
          mov  ah, 0Ah
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @successA
          mov  dh, bl
@successA:
          c_end
_XMM_FreeExtended endp

;**
;.Name         _XMM_MoveExtended
;.Title        Копировать блок расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция копирует блок
;              расширенной памяти, используя структуру
;              struct XMM_Move:
;
;                 struct   XMM_Move {
;                    unsigned long  Length;
;                    unsigned short SourceHandle;
;                    unsigned long  SourceOffset;
;                    unsigned short DestHandle;
;                    unsigned long  DestOffset;
;                 };
;
;.Proto        long  XMM_MoveExtended(struct
;                       XMM_Move *move_descr);
;
;.Params       struct XMM_Move *move_descr -
;                 указатель на структуру, описывающую
;                 что, откуда и куда надо копировать.
;
;.Return       < 0 - ошибка при копировании,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - блок скопирован успешно.
;
;**

_XMM_MoveExtended proc near
          c_begin
          mov  ah, 0Bh
          mov  si, [bp+4];
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @successB
          mov  dh, bl
@successB:
          c_end
_XMM_MoveExtended endp

;**
;.Name         _XMM_LockExtended
;.Title        Заблокировать блок расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция блокирует блок расширенной
;              памяти и возвращает 31 разряд его
;              физического адреса.
;
;.Proto        long XMM_LockExtended(unsigned handle);
;
;.Params       handle - индекс блокируемого блока памяти;
;
;.Return       < 0 - блок не заблокирован,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              > 0L  - блок заблокирован, функция
;                      возвращает физический адрес блока
;                      памяти.
;
;**

_XMM_LockExtended proc near
          c_begin
          mov  ah, 0Ch
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          xchg ax, bx
          dec  bx
          jz   XMML_Success
          mov  dh, al
XMML_Success:
                c_end
_XMM_LockExtended endp

;**
;.Name         _XMM_UnLockExtended
;.Title        Разблокировать блок расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция разблокирует блок расширенной
;              памяти.
;
;.Proto        long XMM_UnLockExtended(unsigned handle);
;
;.Params       handle - индекс блока памяти;
;
;.Return       < 0 - блок не разблокирован,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L  - блок разблокирован.
;
;**

_XMM_UnLockExtended proc near
          c_begin
          mov  ah, 0Dh
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @successC
          mov  dh, bl
@successC:
          c_end
_XMM_UnLockExtended endp

;**
;.Name         _XMM_GetHandleLength
;.Title        Получить длину блока расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция возвращает длину блока
;              расширенной памяти по его индексу.
;
;.Proto        long XMM_GetHandleLength(unsigned handle);
;
;.Params       handle - индекс блока памяти;
;
;.Return       < 0 - произошла ошибка,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              > 0L  - длина блока в килобайтах.
;
;**

_XMM_GetHandleLength proc near
          c_begin
          mov  ah, 0Eh
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          or   ax, ax
          mov  ax, dx
          mov  dx, 0
          jnz  @successD
          mov  dh, bl
@successD:
          c_end
_XMM_GetHandleLength endp

;**
;.Name         _XMM_GetHandleInfo
;.Title        Получить информацию о блоке расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция возвращает общее
;              количество индексов в системе и
;              содержимое счетчика блокирования для
;              заданного индекса.
;
;.Proto        long XMM_GetHandleInfo(unsigned handle);
;
;.Params       handle - индекс блока памяти;
;
;.Return       < 0 - произошла ошибка,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              > 0L  - младший байт - общее количество
;                      индексов в системе;
;                      старший байт - счетчик блокирования.
;
;**

_XMM_GetHandleInfo proc near
          c_begin
          mov  ah, 0Eh
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          mov  dx, bx
          or   ax, ax
          mov  ax, dx
          mov  dx, 0
          jnz  @successE
          mov  dh, bl
@successE:
          c_end
_XMM_GetHandleInfo endp

;**
;.Name         _XMM_ReallocateExtended
;.Title        Изменить размер блока расширенной памяти
;
;.Descr        Эта функция изменяет размер выделенного
;              блока расширенной памяти.
;
;.Proto        long XMM_ReallocateExtended(unsigned handle,
;                 unsigned new_size);
;
;.Params       handle - индекс блока памяти;
;              new_size - новый размер блока памяти
;                      в килобайтах;
;
;.Return       < 0 - блок не распределен,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              > 0L  - младший байт содержит индекс
;                      полученного блока памяти.
;
;**

_XMM_ReallocateExtended proc near
          c_begin
          mov  ah, 0Fh
          mov  dx, [bp+4]
          mov  bx, [bp+6]
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @successF
          mov  dh, bl
@successF:
          c_end
_XMM_ReallocateExtended endp

;**
;.Name         _XMM_RequestUMB
;.Title        Запросить область UMB
;
;.Descr        Эта функция пытается зарезервировать для
;              программы область UMB
;
;.Proto        long  XMM_RequestUMB(unsigned space);
;
;.Params       space - размер требуемой области
;                      в параграфах;
;
;.Return       < 0 - область UMB не назначена программе,
;                    код ошибки находится в старшем байте;
;                    максимальный размер доступного блока
;                    в младшем слове (16 разрядов);
;              > 0L  - область UMB назначена программе,
;                    младшее слово содержит сегмент блока
;                    UMB, старший - размер выделенного
;                    блока UMB.
;
;**

_XMM_RequestUMB proc near
          c_begin
          mov  ah, 10h
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          xchg bx, ax
          dec  bx
          jz   RUMB_Success
          xchg ax, dx
          mov  dh, dl
RUMB_Success:
          c_end
_XMM_RequestUMB endp

;**
;.Name         _XMM_ReleaseUMB
;.Title        Освободить область UMB
;
;.Descr        Эта функция пытается освободить
;              область UMB
;
;.Proto        long  XMM_ReleaseUMB(unsigned segment);
;
;.Params       segment - сегмент освобождаемого блока UMB*
;
;.Return       < 0 - область UMB не освобождена,
;                    код ошибки находится в старшем байте.
;              0L - область UMB освобождена.
;
;**

_XMM_ReleaseUMB proc near
          c_begin
          mov  ah, 11h
          mov  dx, [bp+4]
          call [XMM_Control]
          xor  dx, dx
          dec  ax
          jz   @success10
          mov  dh, bl
@success10:
          c_end
_XMM_ReleaseUMB endp

  END