1.4. Обзор прерываний bios

Как правило, любая программа работает с тем или иным устройством ввода/вывода. Программы для первых ЭВМ работали непосредственно с портами и регистрами этих устройств. Модули, выполняющие такие стандартные действия, как ввод данных с перфокарт или печать результатов вычислений, входили в состав пользовательских программ.

В начале своего развития микропроцессорные системы имели в своем составе программу, называемую "монитор". Эта программа обычно находилась в постоянном запоминающем устройстве и обслуживала аппаратуру, такую как клавиатура, дисплей, кассетный накопитель на магнитной ленте и т. п. Диалоговая часть монитора позволяла выполнять некоторые операторские функции: загрузку и запуск программы, отладку программы в пошаговом режиме, печать текста, просмотр и редактирование содержимого памяти и т. д.

Но самое главное - прикладные программы, составленные для этих систем, могли пользоваться модулями монитора для работы с периферийной аппаратурой и для решения других задач.

Программа уже не содержала в своем загрузочном модуле все необходимые для работы модули, а пользовалась "стандартными" услугами программы-монитора. Такая организация программы не только уменьшила размер ее загрузочного модуля, но и позволила программистам сосредоточить свои усилия на решении прикладной задачи.

Как программа пользовалась услугами монитора?

Механизм взаимодействия программы пользователя и монитора был реализован в разных системах по-разному. В худшем случае прикладная программа пользовалась известными абсолютными адресами модулей монитора, в лучшем - специальными таблицами адресов программных модулей.

К сожалению, разные системы были несовместимы по составу модулей монитора и механизму их вызова, что сильно затрудняло, если не совершенно исключало их программную совместимость.

В первых персональных компьютерах Apple и IBM PC модули обслуживания стандартной периферии были записаны в постоянном запоминающем устройстве. Совокупность этих модулей (плюс программа начальной инициализации и тестирования) в компьютере IBM PC назвали базовой системой ввода/вывода BIOS.

Выпускаемые различными фирмами компьютеры, совместимые с IBM PC, могут немного отличаться по типу периферийного оборудования, но для достижения совместимости с IBM PC модули BIOS нивелируют эти различия, предоставляя в распоряжение программы пользователя стандартный набор модулей для работы с устройствами ввода/вывода.

Не будет преувеличением сказать, что одна из причин такого невиданного успеха IBM PC на рынке персональных компьютеров - наличие хорошо продуманного стандартного интерфейса модулей BIOS и прикладных программ. Именно благодаря этому интерфейсу достигается почти стопроцентная совместимость по программному обеспечению компьютеров этого типа, выпускаемых разными фирмами.

В этом разделе книги мы расскажем о том, как прикладные программы могут пользоваться модулями BIOS для работы со стандартной периферией, затем приведем краткий обзор основных модулей BIOS.

Напомним вам, что такое программное прерывание.

В начале оперативной памяти персонального компьютера (в пределах первого килобайта) находится так называемая векторная таблица прерываний. Она состоит из 256 ячеек, хранящих адреса программ-обработчиков прерывания. Мы будем подробно изучать эту таблицу, а сейчас вспомним машинную команду INT <n>.

По команде INT <n> содержимое ячейки векторной таблицы прерываний с номером n помещается в адресные регистры процессора, причем в стеке запоминается текущее содержимое адресных регистров. Управление передается по адресу, записанному в ячейке таблицы. Программа-обработчик прерывания должна заканчиваться командой IRET, по которой из стека извлекается старое значение адресных регистров и управление передается обратно в программу, вызвавшую прерывание командой INT <n>.

Вообще говоря, процедура вызова и обработки программного прерывания похожа на процедуру вызова подпрограммы. Отличие заключается в том, что вызывающая программа "не знает" абсолютного адреса модуля обработки прерывания в памяти. Поэтому работа программ не зависит от адресов расположения модулей обработчиков прерывания, а также от адреса загрузки вызывающей программы.

Для вызова модуля BIOS программа использует команду INT <n> с соответствующим номером n. Программа передает параметры модулям BIOS через регистры процессора, результат работы модуля возвращается также в регистрах.

BIOS использует не все возможные номера прерываний. Часть из них предназначена для аппаратных прерываний от периферийных устройств, часть зарезервирована для MS-DOS, часть - для программ пользователя.

Мы приведем краткий обзор прерываний BIOS, предназначенный в основном для иллюстрации основных возможностей BIOS. Поэтому в обзор вошли не все прерывания BIOS, а только самые важные. Остальные прерывания будут изучаться по мере необходимости при изложении соответствующего материала.