assembler_na_primeraxbazovyy_kurs_rudolf_marek

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.

Сохраняем программу резидентной АН = 0x31

AL = выходной код Ничего DX = число параграфов памяти, необходимых для

хранения резидентной программы

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

Глава 10. Программирование в DOS

;сбрасываем АХ ;таблица прерываний находится в ;сегменте О

;с метки new_handler начинается ;новый обработчик прерывания ;вычисляем адрес старого вектора ;и меняем ;местами со значением АХ. ;Теперь в таблице

;смещение нового обработчика, ;в АХ — старого ;сохраняем старый адрес

;в переменной old_vector ;адрес текущего сегмента — CS

;пишем в таблицу сегмент нового ;обработчика, ;в АХ загружаем сегмент старого

;сохраняем сегмент на 2 байта ;дальше old_vector

;включаем прерывания

;выходим из подпрограммы 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.htm — 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

Программирование в Windows

«Родные» Windows-приложения

Программная совместимость

Запуск DOS-приложений од Windows

Свободные источники информации

Ассемблер на примерах. Базовый курс

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.

Вэтой 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/1echpubs/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 API-функции, 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. He нужно беспокоиться об очистке стека. Код нашей программы приведен в листинге 11.1.

Листинг 11.1. Программа «Hello, World!»

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:

С:\WIN32>NASMW -fobj msgbox.asm

189

Ассемблер на примерах. Базовый курс

В результате получим файл msgbox.obj, который нужно передать компонов­ щику alink:

C:\WIN32>ALINK -oPE msgbox

Параметры -о определяет тип исполняемого файла. Родным для Windows является тип РЕ. После компоновки появится файл msgbox.exe, который можно будет запустить.

11.3. Программная совместимость

Для процессора, работающего в защищенном режиме, доступен другой специ­ альный режим — VM86, обеспечивающий эмуляцию реального режима. Все привилегированные команды (то есть cli, popf и др.), а также все обращения к периферийным устройствам (команды in и out) перехватываются и эмулиру­ ются ядром операционной системы так, что прикладной программе «кажется», что она действительно управляет компьютером. На самом же деле все вызовы функций DOS и BIOS обрабатываются ядром операционной системы.

11.4. Запуск DOS-приложений под Windows

Для запуска DOS-приложения в среде Windows мы используем так называ­ емый «Сеанс MS DOS». Для запуска DOS-режима выполните команду cmd (Пуск -> Выполнить -* cmd). Открывшееся окно работает в режиме VM86 и полностью эмулирует функции DOS. Если файлы компилятора NASM на­ ходятся в каталоге C:\NASM, мы можем использовать команду DOS, чтобы перейти в этот каталог:

cd С:\NASM

Помните, что в DOS существует ограничение на длину файлов — все имена файлов должны быть в формате 8+3 (8 символов — имя, 3 — расширение). Для редактирования исходных файлов используйте редактор, который по­ казывает номера строк — так будет проще найти ошибку. Избегайте также «слишком дружественных» приложений, которые добавляют расширение «.txt» после расширения «.asm».

11.5. Свободные источники информации

Мы рекомендуем следующие источники, посвященные программированию на языке ассемблера в Windows:

http://win32asm.cjb.net http://rsl.szif.hu/~tomcat/win32 http://asm.shadrinsk.net/toolbar.html

190

12.1. Введение

Linux — современная многозадачная операционная система. Большая часть ядра Linux написана на С, но небольшая его часть (аппаратно-зависимая) на­ писана на языке ассемблера. Благодаря портируемости языка С Linux быстро распространилась за пределы х86-процессоров. Ведь для переноса ядра на другую аппаратную платформу разработчикам пришлось переписать только ту самую маленькую часть, которая написана на ассемблере.

Как любая другая современная многозадачная система, Linux строго разде­ ляет индивидуальные процессы. Это означает, что ни один процесс не может изменить ни другой процесс, ни тем более ядро, вследствие чего сбой одного приложения не отразится ни на других приложениях, ни на операционной системе.

В х86-совместимых компьютерах процессы в памяти защищены так называ­ емым защищенным режимом процессора. Этот режим позволяет контроли­ ровать действия программы: доступ программы к памяти и периферийным устройствам ограничен правами доступа. Механизмы защиты разделены между ядром операционной системы (которому разрешается делать абсолютно все)

ипроцессами (им можно выполнять только непривилегированные команды

изаписывать данные только в свою область памяти).

Защищенный режим также поддерживает виртуальную память. Ядро опе­ рационной системы предоставляет все операции для работы с виртуальной памятью. Кроме, конечно, трансляции логических адресов в физические — эта функция выполняется «железом» (см. главу 8).

Благодаря виртуальной памяти (и, конечно же, 32-битным регистрам), любой процесс в Linux может адресовать 4 Гб адресного пространства. Именно 4 Гб и выделены каждому процессу. Что имеется в виду? Если сделать дамп памяти от 0 до самого конца (4 Гб), вы не обнаружите ни кода другого процесса, ни данных другого процесса, ни кода ядра — 4 Гб полностью предоставлены в ваше распоряжение. Ясно, что реальный объем виртуальной памяти будет зависеть от физической памяти и от объема раздела подкачки, но суть в том, что процессы скрыты друг от друга и друг другу не мешают.

192