Учебники / Р.Марек. Ассемблер на примерах. СПб. 2005

Получается, что виновата подпрограмма SkipSpace, которая пропускает один лишний символ, поэтому в качестве аргументов мы получаем 5 и О — отсюда и результат 5 + 0 = 5. Команда LODSB увеличивает указатель SI в любом случае, даже тогда, когда встреченный символ — не пробел. Значит, перед выходом из подпрограммы этот указатель нужно уменьшить и проблема ис­ чезнет. Перепишем подпрограмму так:

Все, «баг» исправлен, сохраним полученную программу, откомпилируем и запустим ее:

С : \ t e s t 4 45 50 95

Полученное значение правильно. Поздравляю! Процесс разработки про­ граммы завершен!

10.12. Резидентные программы

Обычно после завершения очередной программы DOS освобождает память, которую эта программа занимала, и загружает на ее место новую. Но неко­ торые программы, завершившись, продолжают оставаться в памяти. Такие программы называются резидентными. В большинстве случаев резидентные программы используются для обработки прерываний процессора. Типичный пример резидентной программы — драйвер мыши, который опрашивает по­ следовательный порт компьютера, читая коды, передаваемые мышью. Этот драйвер использует программное прерывание 0x33, через которое он передает свои события (перемещение мышки, нажатие той или иной клавиши мышки) прикладным программам.

На резидентные программы накладывается ряд ограничений. Так, им нельзя самим вызывать программные прерывания. Дело в том, что DOS — принципи­ ально однозадачная система, поэтому функции прерываний DOS не обладают свойством реентерабельности (повторной входимости). Если программа, об-

180

Глава 10. Программирование в DOS

рабатывающая системный вызов DOS, сама выполнит системный вызов, то ОС рухнет. Существуют, правда, способы обойти это ограничение, но они слишком сложны для того, чтобы рассматривать их в этой книге.

Напишем небольшую резидентную программу, которая активизируется при нажатии клавиши Scroll Lock. Программа изменяет цвет всех символов, ото­ браженных на экране, на красный.

До сих пор мы старались избегать прямого взаимодействия с периферийными устройствами и использовали функции операционной системы. В случае с резидентной программой использовать DOS мы больше не можем, поэтому ничего другого нам не остается — мы должны взаимодействовать с устрой­ ствами напрямую.

Примите пока как данность, что из порта 0x60 можно получить так называе­ мый скан-код нажатой клавиши, то есть не ASCII-код посылаемого ею символа, а просто число, указываюгцее ее положение на клавиатуре. Скан-код клавиши Scroll Lock равен 0x46.

Каждое нажатие клавиши генерирует аппаратное прерывание IRQ1, которое принимает скан-код от клавиатуры, преобразовывает его в ASCII-код и ста­ вит в очередь непрочитанных клавиш. Эта очередь доступна операционной системе и прикладным программам через вызовы BIOS.

Чтобы активизировать программу, мы должны перехватить прерывание IRQ 1 (int 0x9), то есть сделать нашу программу его обработчиком. Затем мы будем в цикле читать скан-код из порта 0x60. Если нажатая клавиша — не Scroll Lock, то мы вернем ее скан-код первоначальному обработчику прерывания. В противном случае мы выполним намеченное действие (сменим цвет символов) и вернем управление первоначальному обработчику прерывания. Выход из прерывания осуш;ествляется по команде iret.

Во время обработки прерывания мы должны сохранить контекст выполняемой программы, то есть сохранить все регистры «внутри» нашей подпрограммы. Если этого не сделать, последствия предугадать будет сложно, но в большин­ стве случаев крах выполняемой программы будет обеспечен.

Первым делом напишем подпрограмму color, изменяющую цвет всех симво­ лов на красный. Организация видеопамяти была рассмотрена (хоть и очень кратко) в начале этой главы. Символы, выведенные на экран, хранятся начиная с адреса сегмента 0хВ800 в формате символщвет. Наша задача — модифици­ ровать значения байтов, находящихся по нечетным адресам: 0хВ800:0х0001, 0хВ800:0х0003, 0хВ800:0х0005 и т.д. — это и есть цвет символов. Не вдаваясь в подробности, скажем, что красному цвету соответствует значение 0x04.

Подпрограмма заполняет 80x25 байтов памяти, что соответствует стандарт­ ному разрешению текстового режима.

181

Мы можем протестировать нашу подпрограмму. Допишем к ней заголовок секции кода и завершим обычную, не резидентную, программу системным вызовом 0х4С:

c o l o r :

Теперь напишем обработчик прерывания IRQ 1:

Переменная old_vector должна содержать адрес первоначального обработ­ чика прерывания (старое значение вектора прерывания вектора). В качестве

182

Глава 10. Программирование в DOS

сегментного регистра мы используем CS, потому что другие сегментные реги­ стры в ходе обработки прерывания могут получить произвольные значения. Сохраним значение старого вектора прерывания в переменную old_vector, а указатель на наш обработчик поместим вместо него в таблицу прерываний. Назовем эту процедуру setup.

Теперь мы попросим операционную систему не разрушать программу после ее завершения, а хранить ее в памяти. Для этого используется системный вызов 0x31.

Код всей нашей резидентной программы resident . asm приведен в листинге 10.10.

Листинг 10.10. Пример резидентной программы

SECTION .text org 0x100

jmp initialize

183

Ассемблер на примерах. Базовый курс

184

Теперь откомпилируем программу:

nasm -f bin -о resident.com resident.asm.

После ее запуска мы ничего не увидим, но после нажатия клавиши Scroll Lock весь текст на экране «покраснеет». Избавиться от этого резидента (выгрузить программу из памяти) можно только перезагрузкой компьютера или закрыти­ ем окна эмуляции DOS, если программа запущена из-под Windows.

10.13. Свободные источники информации

Дополнительную информацию можно найти на сайтах:

•www.ctyme.com/rbrown.htiTi — HTML-версия списка прерываний Ральфа Брауна (Ralf Brown's Interrupt List);

•http://programmistu.narod.ru/asm/lib__l/index.htm — «Ассемблер и про­ граммирование для IBM PC» Питер Абель.

185

11Программирование

вWindows

«Родные» Windows-приложения

Программная совместимость

Запуск DOS-приложений од Windows

Свободные источники информации

" " 1 " ^ ' -

11.1. Введение

Когда-то Microsoft Windows была всего лишь графической оболочкой для операционной системы DOS. Но со временем она доросла до самостоятельной полнофункциональной операционной системы, которая использует защищен­ ный режим процессора. В отличие от UNIX-подобных операционных систем (Linux, BSD и др.), в Windows функции графического интерфейса пользова­ теля (GUI) встроены непосредственно в ядро операционной системы.

11.2. «Родные» Windows-приложения

«Родные» Windows-приложения взаимодействуют с ядром операционной системы посредством так называемых API-вызовов. Через API (Application Programming Interface) операционная система предоставляет все услуги, в том числе управление графическим интерфейсом пользователя.

Графические элементы GUI имеют объектную структуру, и функции API часто требуют аргументов в виде довольно сложных структур со множеством параметров. Поэтому исходный текст простейшей ассемблерной программы, управляющей окном и парой кнопок, займет несколько страниц.

В этой главе мы напишем простенькую программу, которая отображает окошко со знакомым текстом «Hello, World!» и кнопкой ОК. После нажатия ОК окно будет закрыто.

11.2.1.Системные вызовы API

воперационной системы DOS мы вызывали ядро с помощью прерывания 0x21. В Windows вместо этого нам нужно использовать одну из функций API. Функции API находятся в различных динамических библиотеках (DLL). Мы должны знать не только имя функции и ее параметры, но также и имя библи­ отеки, которая содержит эту функцию: user32.dll, kernel32.dll и т.д. Описание API можно найти, например, в справочной системе Borland Delphi (файл win32.hlp). Если у вас нет Delphi, вы можете скачать только файл win32.zip (это архив, содержащий файл win32.hlp):

ftp://ftp.borland.com/pub/delphi/techpubs/delphi2/win32.zip

187

Ассемблер на примерах. Базовый курс

11.2.2. Программа «Hello, World!» с кнопкой под Windows

Наша программа должна отобразить диалоговое окно и завершить работу. Для отображения диалогового окна используется API-функция MessageBoxA, а для завершения программы можно использовать функцию ExitProcess.

В документации по Windows API MessageBoxA написано:

);

Первый аргумент — это дескриптор окна владельца, то есть родительского окна. Поскольку у нас нет никакого родительского окна, мы укажем значение 0. Второй аргумент — это указатель на текст, который должен быть отображен в диалоговом окне. Обычно это строка, заканчивающаяся нулевым байтом. Третий аргумент аналогичен второму, только он определяет не текст окна, а текст заголовка. Последний аргумент — это тип (стиль) диалогового окна, мы будем использовать символическую константу МВ_ОК.

Второй вызов API — это ExitProcess, ему нужно передать всего один аргумент (как в DOS), который определяет код завершения программы.

Чтобы упростить разработку Windows-программы на языке ассемблера, под­ ключим файл Win32.inc, который определяет все типы аргументов API-функ­ ций (например, HWND и LPCTSTR соответствуют простому типу dword) и значения констант. Подключим этот файл:

%include «win32n . inc»;

Мы будем использовать АРТфункции, которые находятся в динамических библиотеках, поэтому нам нужно воспользоваться директивами EXTERN и IMPORT:

Точно так же, как в DOS, нужно создать две секции: кода и данных.

Осталось понять, как можно вызвать функции API. Подробнее мы обсудим это в главе 13, посвященной компоновке программ, написанных частью на ассемблере, а частью на языках высокого уровня, а сейчас рассмотрим только правила передачи аргументов функциям API.

188

Глава 11. Программирование в Windows

Соглашение о передаче аргументов называется STDCALL. Аргументы пере­ даются через стек в порядке справа налево (так же, как в языке С), а очистка стека входит в обязанности вызванной функции (как в Паскале).

Мы помещаем аргументы в стек по команде PUSH, а затем вызываем нужную функцию по команде CALL. Не нужно беспокоиться об очистке стека. Код нашей программы приведен в листинге ILL

Листинг 11.1. Програц

с кнопкб^y^j^jilig^iaiiMiiBiii

banner db ' H e l l o world!',OxD,OxA,0

t i t l e db ' H e l l o ' , 0

Для того, чтобы откомпилировать эту программу, нам нужна версия NASM для Windows, которую можно скачать по адресу: http://nasm.sourceforge.net. NASM создаст объектный файл, который нужно будет скомпоновать в исполняемый файл. Для компоновки мы используем свободно распространяемый компонов­ щик alink, который можно скачать по адресу: http://alink.sourceforge,net.

Назовем наш файл msgbox.asm. Теперь запустим nasmw с параметром -fobj:

C:\WIN32>NASMW - f o b j msgbox.asm

189