第11章 中断处理程序 本章将深入到DOS系统内部探讨中断处理程序的内容。与其他计算机编程不一样， 中断处理程序这个名词听起来就很难懂。用最简单的话来说，中断处理程序就是对应于中 断激活的程序。 读者可能已发现，中断处理实际上并不是件很难办的事。事实上，在某些地方中断处 理很容易管理。但是，其中仍然有些“黑洞”，一旦陷入便不能自拔。本章的信息可让你不 致于迷失在黑洞中。 人们谈论中断已有好多年了。当它第一次作为系统设计的主要部分而应用到计算机 上时，它就获得了不安全的名声。在早期的计算机系统上，中断常常很令人头痛，因为那时 程序员们没有处理它们的经验，并不公正地将它们视为捷径。 长久以来，中断一直是系统程序员、各种硬件工程人员未攻克的难题，许多程序员对 此是谈虎色变。幸好，PC机为处理中断提供了一个相对宽松的环境，如果你按照一些通用 的准则编写中断处理程序的话，则你所遇到的问题也就迎刃而解。一旦你掌握了足够的经 验，你就能够毫不费力地控制中断。 本章首先介绍中断。除了讨论软件中产生的中断外，还讨论了内部和外部硬件产生的 中断。在介绍这些之前，应该先考虑一下中断是怎样为你服务的。围绕着中断处理的讨论， 本章还介绍了几个实际操作中的例子。 了解了中断以后，本章还将回头接着谈上一章巳开始的话题——终止并驻留（TSR） 程序。几乎每种TSR都按某种方式把自己与某一中断连接在一起，形成中断服务例程。本 章将介绍制作好的TSR的方法，并在介绍读者不太熟悉或不大容易理解的内容时穿插一 些实例。 让我们先开始最基本的内容——探讨什么是中断。 11．1什么是中断 “中断”是一种信号，它告诉处理器已发生了某件需要特别注意的事情。它用于让处理 器集中注意力来处理某件重要的事情。如果没有中断，就必须周期性地查询每一设备，并 检查设备上是否有所需要的东西。 如果在一个查询系统上共有60种设备，并且每检查一种设备要用1秒钟，那么，每分 钟内每台设备只能检查1次。若在这种情况需要更快速的响应，那么很显然，查询方法不 适合。使用中断的原因就在于消除查询的需要，并延缓对外部事件的服务。 258页 例如，当磁盘驱动器发生信号，告诉系统它准备把一个信息扇区传送到主内存时，中 断就会产生。如果处理器对中断的响应太慢，则此块被丢失，这样，强迫处理器把所进行的 一切搁到一边，立即执行中断。 上例中的这类中断是由外部事件产生的。内部事件也能产生中断，如计算机中出现被 零除错误或程序发出指定的执行软件中断请求，包括广泛地用于每一虚拟DOS功能的 Int 21h。 无论计算机何时收到中断信息，它都会停下自己正在进行的一切，在程序中“标记它 的位置”，并把控制权交给中断程序，然后，中断处理程序处理急待处理的事件，并随即返 回。有些处理器只提供严格限制的中断标识，并依靠中断处理程序识别中断以及随后采取 相应的处理措施。 通过使用中断向量来缩短启用特定中断处理程序的时间，这样便可在处理器的8086 系列上更有效地处理中断。一个中断向量就是一个指向实际处理程序例程的远指针（32 位，采用偏移值：段格式）；在8086系列里，RAM的头1024个字节专门用于提供256个处 理器能识别的中断向量。 为中断处理程序编程曾经是一种多少带点神秘色彩的艺术，很少有人知道它，在一些 较旧的系统上知之者更是廖廖无几。在一些系统上，中断处理涉及精确的定时问题，以及 处理器和计算机设计的错综复杂的知识，这些知识远远超出了经典的编程员们曾涉足过 的范围。在能产生中断的系统上，多级中断出错是威协程序员们生存的祸根，因为查找错 误的途径毫无规律可循，并且几乎不可能找到。 然而，PC机上的中断相对来说要好处理得多，原因有两方面。一方面是因为PC类是 单用户单进程的系统，另一方面其中断结构要完善得多。虽然小心谨慎是必不可少的，但 可用这种标准的中断结构来处理下述情况的中断: 1．当中断产生时，把处理器没有自动保存的一切内容保存起来（这意味着在处理程 序的操作期间，PC机上的全部寄存器都可能会被改变；最安全的办法就是将它们全部保 存起来，但CS、IP、SS和SP除外，可将它们压入堆栈）。 2．禁止出现可能干涉处理程序操作的所有中断。 3．允许在处理程序的操作期间可安全地出现的中断。 4．处理中断。 5．把保存的处理器寄存器恢复到步骤1。 6．重新启用中断。 7．返回到正常的进程。 虽然这些信息不一定能处理好中断，但它的确能引导你小心地渡过难关。 许多人曾遇到过这种情况——串行I／O，这种情况很难处理，除非把中断处理程序与 串行端口连接在一起。Microsoft BASIC提供了一种用于通信的内部中断处理程序，该程 序允许进行串行I／O操作。使用C语言、Pascal或汇编语言时，必须编写自己的处理程序。 Ctrl-Break/Ctrl-C处理程序也是一种有用的中断处理程序，对许多程序而言，Ctrl- Break让它们处于一种糟糕的境地——不更新文件以及等等。要按正常的方式关闭此种 259页 程序，Ctrl-Break处理程序会让你的程序控制退出。 11．2中断的工作方式 中断产生时，处理器可处于任何状态。处理器被设计成在响应中断之前，它总是能完 成进程中的任何步骤。当处理器识别了中断时，它迅速作出响应：把标志寄存器（程序状态 字）、指令指针（IP）和代码段寄存器（CS）压到堆栈上，并禁止中断。 保存了关键机器状态信息之后，处理器在系统总线中查找一个8位数——中断请求 级（IQR）。该级能准确地识别是哪一设备发出了中断，并让处理器知道用哪一向量作出响 应。前面已解释过，中断向量是指向用于指定功能的实际处理程序例程的指针。 8086 PC（和它的后续系列）把一个固定为8的偏移值加上中断的设备提供的数字来 确定中断信号是否已发出。例如，IRQ 0级产生Int 08h，并且IRQ第7级产生Int 0Fh（在 AT和PS／2设计中，把这一处理进行了修改，它们能识别超过8个的中断请求级，但原理 仍然相同）。 处理器把Int号乘以4来把其偏移值保存到中断向量表（interrupt vector table）中。然 后查看段0000h以找到该向量。该向量的内容被置入CS ： IP，并自动地控制处理中断的 程序（中断处理程序）第一道指令的发出。 在处理器使用中断处理程序期间，中断处理程序便控制着该处理器。大多数处理程序 首先重新启用中断以便能服务于有更大优先权的中断。它们还保存它们使用的全部寄存 器，然后尽快地执行它们自己的操作。对于有些设备，必须传送特殊的接收信号，以便让该 设备知道它已被服务过。处理程序必须在需要的地方提供这种特殊信号。 通常情况下，必须把中断处理程序尽可能地编写得既精简又快速，其中大多数是用汇 编语言写成的，这样可消除所有多余的开销，并确保该程序尽可能快速地运行。也可以用 C语言编写处理程序（本章列举了几个C语言的例子），但是必须用尽量少的开销来处理 关键时间（time—critical）中断。 通过8259A可编程的中断控制器（PIC）引发的中断（IRQ产生的硬件中断）必须在处 理完毕时把一个终止中断的信号发送给PIC。中断处理完毕后，所有的中断处理程序都必 须恢复机器的状态，具体步骤是先恢复全部保存的寄存器，然后执行中断返回（IRET）指 令来把标志寄存器、CS和IP恢复到中断产生前的值。 11．3 Intel 8086系列的中断类型 8086微处理器系列上的中断可分为三种基本类型。这一节将分别讨论这三种中断类 型： ·内部硬件中断 ·外部硬件中断 ·软件中断 260页 11．3．1内部硬件中断 在处理器中设计内部硬件中断是为了处理一些特殊的情况，诸如被零除出错或其它 一些处理器已意识到出错的情况。这些情况列于表11．1中。 表11．1内部硬件中断 （a）8086处理器硬件中断 中断级 向里偏移值（地址） 含义 00h 00h 被零除 01h 04h 单步 02h 08h 不可屏蔽中断 03h 0Ch 断点 04h 10h 溢出 (b)80286处理器硬件中断 中断级 向里偏移值（地址） 含义 05h 14 超出界限范围 06h 18h 无效的操作码 07h 1Ch 处理器扩展不可用 08h 20h 双重异常 09h 2411 段超限 0Ah 28h 非法任务状态段 0Bh 2Ch 不存在的段 0Ch 30h 堆栈段超限 0Dh 34h 通用保护故障 不能把这些中断直接用于程序。在基本的PC机设计中，IBM重新安排了其中的一些 中断（8086/80286的最初设计中没有用到，但出现在后来的扩展版本中）来处理其它的情 况。在下代芯片（80186）问世时，冲突出现了，并且一直延续到今天，这种冲突源于8086系 列芯片的设计与IBM对中断向量的使用。出现这种情况并不是什么好事，但我们必须处 理它。表11．2列出了IBM指定的中断向量。比较表11．1和11．2，不难看出其中相冲突 的地方。 11．3．2外部硬件中断 处理器可连接外部硬件中断来允许设备发出中断信号。早期大多数使用中断的微型 计算机就是按这种方式建成的。有两种连接方式可用：不可屏蔽的中断（NMI）和可屏蔽 的中断（INTR）。仅仅从名字上判断，应该可以关掉INTR，但不能切断NMI。 当不想因为任何理由而终止中断时，可使用NMI中断。在一些系统上，把物理重设置 开关以线接的方式连接上NMI中断，操作员便能获知处理器的全部动向。 把INTR中断线接到8259A PIC中可利用芯片的优先列入功能，并可在软件控制下 261页 控制中断。处理器指令能直接允许和禁止中断，并且加给PIC的指令能有选择地允许和 禁止中断。 但是，中断是设置在硬件层上的。在某些产品中，生产厂商还设置了中断级，并且丝毫 无法改变它们。一些设置提供开关或跳转程序，它们只能在有限范围值内重新设置中断 级。 表11．2中断向量 向量 行 为 00h 被零除 01h 单步 02h 不可屏蔽中断 03h 断点 04h 溢出 05h 打印屏幕 06h 未使用 07h 未使用 08h 硬件IRQ0（计时器计时） 09h 键盘输入中断 0Ah 保留 0Bh 异步端口控制卡1（COM2 0Ch 异步端口控制卡0（COM1 0Dh 硬盘控制卡 0Eh 软盘控制卡 0Fh 打印机控制卡 10h 视频驱动程序 11h 设备配置检查 12h 内存大小检查 13h 软盘／硬盘（PC／XT） 14h 通信端口驱动程序 15h 磁盘／网络服务 16h 键盘驱动程序 17h 打印机驱动程序 18h ROMBASIC 19h 重启动系统 1Ah 设置／读实时时钟 1Bh Ctrl－Break处理程序 1Ch 计时器计时（用户定义） 1Dh 视频参数表 1Eh 磁盘参数表 1Fh 图形字符表（字符80h－FFh） 20h 程序终止 21h DOS功能调度程序 22h 终止向量 23h Ctrl－C向量 24h 关键出错向量 25h 绝对磁盘读 26h 绝对磁盘写 27h 终止并驻留 28h DOSOK中断 2Fh 多路复用中断（见参考手册部分） 40h 软盘驱动程序（PC／XT） 41h 硬盘参数表 43h 图形字符表 11．3．3软件中断 软件中断是这样产生的：程序发出软件中断指令给处理器，使得处理器像接收到硬件 中断一样采取行动。这种方法通常用来访问与程序无关的DOS和BIOS服务程序。根据 需要，可把这两种服务程序链接到指定的中断上，然后改变它们，并丝毫不影响调用它们 的应用程序。 262页 11．4中断向量 中断向量表被保存在系统内存中最低的1024个字节中，每个中断向量占用四个字 节，一共有256个不同的中断向量。相应功能中断处理程序的偏移值和段地址组成了每个 四字节的项。在有些情况下，向量也包含数据值表的地址，而不是程序的地址，如Int 1Fh 所指的图形字符表。 11．5获取和设置中断向量 有关中断向量的所有警告会让你警觉到中断量可能具有的任何影响都有其破坏性的 一面。设想某一程序正在改变四字节中断向量中的两个字节，那么，需要使用正在改变的 中断向量的另一进程的中断使正在执行的用户程序暂停，并使CPU跳转到一个未完成的 向量地址上，从而可能在内存中的任何地方不可预知地中止。这种情况常常导致“挂起”你 的计算机，有时甚至会冲掉你的硬盘。 这一过程是如何实现的呢？ DOS是一种单任务系统，一次只能进行一种操作。但是， 对应于硬件中断的另一种中断服务例程会简单地采取控制并让你的程序半路上接通它。 许多TSR在被激活时就获得了控制权，并在任务完成后把中断归还给它们的初始设置， 这种情况确实可以出现。在编程过程中，任何实际将发生的事情都能够发生；问题只在于 它发生得早或迟。 更为重要的是向上兼容性的问题。直接修改中断向量与后来的DOS升级版本不兼容 （如果把OS／2看作是一种升级的话，那么也包括它）。虽然目前已能直接进行修改，但绝 对不能在多任务系统上进行。倒是DOS提供了改变一个中断向量的安全途径—使用 Int 21h的功能25h（设置中断向量）和35h（获取中断向量）。 1．使用功能35h来获取当前向量值，并把此值保存起来，留待以后在链接已使用中 断的程序以及保存此中断时使用。 2．使用功能25h来设置中断向量。 这一过程简单地采用了汇编语言来编写（参见列表11．1）。 列表11．1 ； GetSet．asm ；----Get the Ctrl-C vector---- mov ah， 35h ；Get vector mov al ， 23h ；Ctrl-C int 21h mov oldseg ，es ； Store old vector mov oldoff,bx ；----Set the Ctrl-C vector---- 263页 mov ah，25 ；set vector mov al，23h ；Ctrl-C mov dx ， seg c_hand mov ds，dX mov dx，offset c_hand int 21h 无须在DOS层上设置中断。可用的高级语言服务程序有助于清晰地设置中断，并消 除它们在遇到问题时可能分散注意力。这些高级语言程序在执行Int 21h的功能25h和 35h服务时显得更方便。 Borland C/C＋＋提供了两种函数—getvect（）和setvect（），它们在不调用DOS功能 的情况下，就能做到与DOS功能35h和25h一样的事情。在MicrosoftC/C＋＋中， dos_getvect和_dos_setvect函数也执行同样的操作，而在Turbo Pascal中，执行这些操作 的是GetlatVec和SetIntVec函数。 11．6什么时候必须写一个中断处理程序 在下述几种情况下，有必要创建自己的中断处理程序： ·必须捕获中断并防止程序在不正常情况下失败。编写商用程序时，决不能让用户在 出现被零除错误或其它一些错误时“炸毁”于应用程序。应用程序必须处理出错。进一 步地讲，若程序在执行任何“令它喜爱的”操作时，必须捕获Ctrl-C和Ctrl－Break事 件，并处理它们，而不能让系统中断。 ·必须链接到中断链中。在这方面的两个例子是：编写在某些固定击键上执行的TSR 和编写希望在程序中用到的特殊定时程序。 ·必须控制串行端口。前面曾提到，DOS并不为串行端口提供充足的服务。若想编写 实际用的终端程序，那么，它必须具有中断驱动的、串行端口的服务例程。 在除此之外的情况下，必须尽可能地用高级语言编写代码。如果能用高级语言编写中 断处理程序的代码，那么无论如何都得这样作，除非该中断处理程序在程序中运行得不够 快。用高级语言进行调试比用汇编语言要容易得多。若处理程序运行得不够快，可随时将 它重新进行编码。 只要有可能，应尽量使用高级语言函数来处理中断。Borland C/C＋＋提供的ctrlbrk （）函数可用于从高级代码模式中设置Ctrl-C中断处理程序。Microsoft C/C＋＋提供的 UNIX兼容的signal（）函数用于处理信号捕获。除了其它命令之外，QuickBASIC还提供了 用于处理事件的ON KEY和TIMER命令。Turbo Pascal能处理那些有直接插入的汇编 代码或使用Interrupt伪指令的中断。因此，应尽可能地选择能完成这项工作的高级语言。 编写中断处理程序时，若无特殊的需要，一般不要使用DOS型的功能。DOS是不可 重入的；若DOS在进行某件事时被中断，那么当再次调用DOS功能时，会很容易锁定系 统。 有一种方法可不调用DOS功能，即让中断处理程序做些设置进程的工作（例如把数 264页 据复制到缓冲区内）。中断处理程序可设置一种标志，当前正在使用系统去做其它处理的 程序能识别此标志，从而可防止它可能去调用DOS功能。更透彻地讲，DOS用一些隐藏 的方法来确定DOS调用在什么时候是安全的。那些花大量的时间去猜测别人是如何执行 计算机技术的人已发现并公布了一些学习DOS所作的方法。 首先，Int 21h功能（功能34h）通过ES：BX寄存器返回一个指针，该指针指向一个 DOS忙碌标志，我们称此标志为InDOS标志。此标志是深藏在操作系统内核中的一个单 字节。不管Int 21h功能何时启动，此标志都减去1；当这一功能终止时，该标志001。当该标 志为0时，就表示没有执行任何DOS功能。 无论什么时候按下TSR的热键，它都检查InDOS标志。若此标志非零，TSR在其自 身内设置一热键标志。然后这样做的TSR连接时钟中断，并且每秒检查InDOS标志18．2 次，直至该标志清除。当InDOS被清除而此热键标志还设置着的时候，TSR开始它自己的 操作。 这种处理虽然好，只是在命令处理器等待用户敲入命令行时，它让用户干等着。因为 命令处理器使用DOS功能来进行命令行输入，在DOS等待字符时，InDOS标志已设置。 很明显，DOS正处于安全的位置，如果不用这些DOS功能进行控制台I／O操作的话，那 么，其它的操作就能中断DOS。为了允许控制台I／O操作的进行，DOS使用了另一种中断 功能—28h，当控制冶输入程序在等待输入时，它们会重复地调用这一功能。这种中断 为DOS空闲（或DOSOK）中断。 DOS空闲中断通常执行中断返回（IRET），IRET返回控制权给控制台输入程序。如 果将TSR链接上这种中断，并注意到热键标志已打开时，那么就可以立即执行TSR。 使用中断时，应确保遵循这样一条规则——应一直假设可以调用其它程序。例如，绝 对不能直接设置中断向量。Int 21h的功能25h就是用于这一目的的服务，并防止两种程 序在设置中断向量时出现混淆。除非编写像Ctrl－C处理程序之类的内容，否则，必须保存 初始的处理程序向量，并在完成进程时才能对它进行分支。也可以安装另一种需要激活的 处理程序。若不遵守这种简单的规则，在实际操作中就会遇到麻烦。 程序终止时，它必须清除它曾设置的所有中断处理程序（系统自动地清除关键出错和 Ctrl-C处理程序）。例如，若编写终端程序，那么在终止此程序之前，必须恢复初始的中断 处理程序，从而防止中断出现在处理程序所在的地方。若程序将设置常驻程序，则必须使 用TSR终止，以便处理程序能永久地获得它所需的内存，并不致于被改写。 11.7编写Ctrl-C处理程序 简单的Ctrl-C处理程序可作为中断处理的范例。该处理程序所表现出的几个阶段说 明，有几种方法可处理中断问题。 在第一个例子中，Borland C/C＋＋使用ctrlbrk（）函数来创建完全使用C语言的处理 程序（见列表11．2）。Handle.c 允许中断正在进行的进程，并确定是否取消中断。因为ctrl- brk()函数处理异常中止，并根据对提示问题的回答返回适当的代码。这种编写程序的方 法特别简单方便，因为它使用高级语言，编完就能用，并且不涉及太复杂的编程。更进一步 265页 讲，Borland C/C＋＋显示出此程序可以使用longjmp(长跳转)和其它一些功能来直接与 高层的程序发生交互作用。 列表11．2 ／* handler.c Listing 11．2 of DOS Programmer's Reference*／ ＃include ＃include ＃include #include #define CR 0x0D #define LF 0x0A int handler（void）； void main（） { int c； int i; if(getcbrk（）＝＝0) printf（"BREAK checking is 0FF＼n"）； else printf（"BREAK checking is ON\n"）; ctrlbrk(handler); for（i＝0; i＜250; i＋＋）{ printf（"％4．4d ： Testing Ctrl-Break\n"，i）； } printf("\nCharacter input＼n"); printf("press any key; test Ctrl-Break＼n"); printf("if all else fails， press Esc to exit)＼n＼n"); while((c＝getche())!=27) if（C==CR||c==LF） putchar(LF)； } handler（） { int c; printf("＼nCtrl-Break handler＼n")； printf（"Do you want to quit？"）； while（（c＝getch())!='y' ＆＆ c！'Y'＆＆ c!'n' ＆＆ c!='N'）； printf("\n")； return （（C=='Y'||c=='y'：）？0：1））； } Handler.c 做了两件事来允许你测试Ctrl-C处理： 1．在屏幕上，它显示出可以用Ctrl-C或Ctrl-Break中断的250行重复内容。 2．它接收键盘敲入的字符信息，这样，在键盘输入期间，可以使用ctrl-C或ctrl- Break。 虽然汇编语言函数简单得多，但直接用汇编语言编码的函数使用起来几乎能使ctrl- brk（）函数以假乱真。之所以必须使用汇编语言，是因为必须通过中断返回（JRET）而不是 普通函数返回来完成处理程序。虽然可在此处理程序中来用直接插入码（嵌入式汇编），只 是其效果没有采用汇编语言那么好。 266页 优秀的汇编语言编程人员能直接编写出中断处理程序，但是大多数人可能不知道怎 样去拼凑出中断处理程序。要创建这种汇编语言程序，可从一道空的C程序开始，并把它 编译成汇编语言源代码： set_brk() ｛ ｝ brk() ｛ handler（）； } 通过Borland C/C＋＋，我们就可以这样来编译此代码： C＞bcc.s set_brk．c 获取汇编语言源码的过程列于列表11．3。 列表11．3 ifndef ??version ?debug macro endm publicdll macro name public name endm $ comm macro name ，dist, size,conunt comm dist name:BYTE:count*size endm else ＄comm macro name，dist，size , count comm dist name [size]:BYTE ： count endm endif ?debug V 300h ？debug S "set_brk.c" ？debug C E9EC837A1A097365745F62726B2E63 TEXT segment byte public'CODE' _TEXT ends DGROUP group _DATA,_BSS assume cs：_TEXT，ds ：DGROUP DATA segment word public 'DATA' d@ label byte d@w label word _DATA ends _BSS segment word public 'BSS' b@ label byte b@w label word _BSS ends _TEXT segment byte public 'CODE' ; ; set_brk（） ; assume CS：_TEXT _set_brk proc near push bp nov bp，sp ; 267页 ； { ； } ; pop bp ret _set_brk endp ， ； brk（） ; assume cs ：_TEXT _brk proc near push bp mov bp，sp ; ； { ; handler（）； ; call nearptr_handler ; ； } ; pop bp ret _brk endp ？debug C E9 ？debug C FA00000000 _TEXT ends DATA segment word public 'DATA' s@ label byte _DATA ends TEXT segment byte public 'CODE' _TEXT ends extrn _handler：near public _brk public _set_prk _s@ equ s@ end 这个空的C程序（有时叫做NULL程序）产生了一种空例程，用它可建立中断处理程 序。我们可能需要跋涉过C编译程序所插入的不重要信息（如调试信息），但是，如果对汇 编语言不熟悉，则这类信息会节约一点时间。一些汇编语言“高手”也许会嘲笑这种方式， 但专业化的程序员已多年利用这种方法来了解编译程序产生代码的方式，或者提供一种 方式，用汇编语言重新编码某个功能，以便节省处理时间。 建立汇编语言例程 一本正经的汇编语言程序员可能害怕这种想法，但确实可以这样准备一个 汇编语言例程：首先用高级语言如C编写一个例程，然后用可以产生汇编语言 源代码的选项来编译该例程。列表11．3的实例中，开发时间已显著减少，因为该 例程的骨架是从编译程序产生的。 如果必须产生汇编语言程序或者如果想优化用高级语言编写的程序，那么 这项技术是不错的。把程序转换成汇编码，并编辑所形成的文件，这可以在最小 量的时间内提供一个工作程序。 268页 在Turbo Pascal 4.0及更高版本中，可以声明带有interrupt指令的程序为中断处理程 序。编译程序自动操纵寄存器和IRET指令。该程序可保存所有寄存器；如果只需要保存 几个，那么自己直接写的汇编代码可能更有效。 列表11．4 _TEXT segment byte public 'code' _TEXT ends DGROUP group _DATA，_BSS assume CS：_TEXT , ds ： DGROUP DATA segment wordpublic'DATA' d@ label byte d@w label word _DATA ends _BSS segment word public 'BSS' b@ label byte b@w label word _BSS ends _TEXT segment byte public 'CODE' ; ； set_brk（） ; assume cs :_TEXT _set_brk proc near ; ； { push bp ；save the registers push ds push di push si mov dx ， CS mov ds , dX mov dx , offset_brk mov ah ， 25h ;Set interrupt vector mov al ， 23h ;Ctrl-C handler int 21h pop si ；Retrieve the registers pop di pop ds pop bp ret ； } ; _set_brk endp ; ； brk（） ; assume cs :_TEXT _brk proc near push ax ; Save the registers push bx push cx push dx push di push si push bp ; ； { ； handler()； ; call near ptr_handler 269页 ; ； } ; pop bp ;Retrieve the registers pop si pop di pop dx pop cx pop bx pop aX iret _brk endp _TEXT ends DATA segment word public‘ DATA’ s@ label byte _DATA ends TEXT segment byte public'CODE' TEXT ends extrn _handler:near public _brk public_set_brk _s@ equ s@ end 注意除编译程序提供的代码以外，没有清除别的代码；不过，它移动了调试码。一些附 加的技巧已经被去掉（汇编语言编程高手会做到这一点），但这并非必不可少。唯一的要求 是代码能工作。它做得到这一点。 最后，修改的handler.c程序见列表11．5。 列表11．5 ／* handler2．c Listing 11．5 of DOS Programmer's Reference*／ #include #include #include #include #define CR 0x0D ＃define LF 0x0A int handler(void)； void main（） { void set_brk(void)； int c； int i; if（getcbrk()==0） printf（"BREAK checking is OFF＼n"）； else printf("BREAK checking is ON＼n"); set_brk（）； for(i=0； i＜250; i++){ printf("％4．4d：Testing Ctrl-Break\n", i) ; } 270页 printf（"\ncharacter input\n"）; printf("Press any key; test Ctrl-Break\n"）； printf("(if all else fails, press Esc to exit)\n\n"); while((c=getche())!=27) if(c==CR||c==LF) putchar(LF)； } handler() { int c; printf("\nCtrl-Break handler＼n")； printf( "Do you want to quit？")； while((c=getch（）)！='y' ＆＆ c！＝'Y' ＆＆ c!='n' ＆＆ c!='n')； printf("\n")； if（c=='y'||c=='y') exit（0）； return （0）； } 编译该程序，并把它连接到汇编语言例程上，这样就能产生一个可以工作的Ctrl-C 处理程序。应该用下列命令行来使用BorlandC/C＋＋编译程序来编译该程序： bcc handler2．c set_brk2.asm 11．8编写一个关键出错处理程序 关键出错处理程序可能是我们能编写的最复杂的中断处理程序。错误出现时，DOS 引入该程序并给用户某种能力决定越过这个问题还是中止程序。标准的DOS表示就是 Abort，Retry，Fail？（退出，重试，失败）提示。程序员应将这个信息看作大祸临头，它不注意 我们细心设计的屏幕，并且只略微注意已发生的事情。其实DOS已向关键出错处理程序 提供有关已发生事情的大量信息。 列表11．6中的代码是能综合进一个完全的应用程序中的TASM模型；它利用了这笔 信息财富。 列表11．6 page55，132 ；CritErr.asm ；functions for creating a pop- up critical error handler criterr_data segment ．MAXLIHES equ 19 oldcritErroffset dw （？）；Old critical error address oldCritErrSegment dw (？) DeviceDriverHeaderoffset dw （？） ； Device driver address DeviceDriverHeaderSegment dw （？） ErrorCode dw (？) ； Error code on entry Line dw MAXLINES dup（?）；Pointers tO menu lines 、 ooS＊3j oPVersion db （?） f DOSmajor versiOn 10 Type db (？) ； I/O type of error DriveNuntber db （7） ；Which drive had error ＊enuLines db (？) ;Number of lines on screen- 1 Currentoption db (？) ; Currently selected option 271页 MaximumOption db (?) ; Number of valid options - 1 ReturnCodes dw (?) ; Pointer to list of valid return codes TopLine db (?) ; Top line of window BottomLine db (?) ; Bottom line of window LeftRow db (?) ; Left line of window RightRow db (?) ; Right line of window ActiveDisplaypage db (?) ; Active display video page originalRow db (?) ; Where cursor was originalColumn db - l ? j , set_2_ db 2 Set23 db 2 , 3 Set_12_ db 1 , 2 Sett_123 db 1 , 2 , 3 Set0_2_ db 0 , 2 Set0_23 db 0 , 2 , 3 Set012_ db 0 , 1 , 2 Set0123 db 0 , 1 , 2 , 3 ATTRIBUTE equ 17H ; WHITE ON BLUE TopMenu db " Critical Error " UnknownFunction db " Unknown DOS Function " Fn_00 db " Terminate Program Line " fn_01 db " keyboard Input With Echo " fn_02 db " Display Output " fn_03 db " Auxiliary Input " fn_04 db " Auxiliary Output " fn_05 db " Printer Output " fn_06 db " Display Console 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AX,[BP.UsersIP] call FillWord mov BX,offset L5Flags mov AX,[BP.UsersFlags] teSt AX,0800H jz OF_Clear mOv byte ptr [BX],'O' OF_Clear: inc BX teSt AX,0400H jz DF_Clear mOv byte ptr[BX],'D' DF_Clear: inc BX teSt AX,0200H jZ IF_Clear mov byte ptr[BX],'I' IF_Clear: inc BX test AX,0100H ji TF_Clear mov byte ptr[BX],'T' TF_Clear: inc BX teSt AX,0080H jz SF_Clear mov byte ptr[BX],'S' SF_Clear: inc BX teSt AX,0040H jz ZF_Clear mOv byte ptr[BX],'Z' ZF_Clear: inc BX teSt AX,0010H jz AF_Clear mov byte ptr[BX],'A' AF_Clear: inc BX test AX,0004H jz PF_Clear mov byte ptr[BX],'P' 286页 PF_Clear: inc BX teSt AX,0001H jz CF_Clear mov byte ptr[BX],'C' CF_Clear: mov Line+10,offset L5 mov AX,Offset UnknownErrorCode mov BX,ErrorCode xOr BH,BH cmp BX,0FH ja SetErrorCode Shl BX,1 mov AX,ECTable[BX] SetErrorCode: mOv Line+12,AX test IO_Type,80H jz DiskError mov AX,DeviceDriverHeaderSegment mOv ES,AX mov BX,DeviceDriverHeaderOffset test wOrd ptr ES:[BX+4],8000H jz UnknownDevice push DS push ES mOv DS,AX lea SI,[BX+10] mov AX,seg criterr_data mov ES,AX mOv DI,offSet criterr_data:L7_Device mov CX,8 cld rep movsb pop ES pop DS mOv Line+14,OffSet L7_Char jmp short SetBridge UnknownDeVice: mOv Line+14,offset L7_UnknownChar jmp short SetBridge DiskError: mov BL,IO_Type and BL,7 xor BH,BH Shl BX,1 mov BX,DiskErrorTable[BX] mov Line+14,BX mov AL,DriveNumber add AL,'A' mov [BX+DRIVE_OFFSET],AL SetBridge: mov Line+16,offset BridgeZLine push DS mov AH,59H xor BX,BX int 21H pOp DS mOv Line+18,Offset EEC_Unknown cmp AX,5AH ja NO_EEC puSh BX 287页 mov BX，AX shl BX,1 mOv AX,EEC_Table[BX] pOp BX mov Line+18,AX No_EEC: mov Line+20,offset ECC_Unknown Cmp BH,0CH ja NO_ECC push BX mov BL,BH xor BH,BH Shl BX,1 mov AX,ECC_Table[BX] mov Line+20,AX pop BX NO_ECC: mov Line+22,offSet RAC_Unknown cmp BL,7 ja No_RAC xor BH,BH Shl BX,1 mOV AX,RAC_Table[BX] mov Line+22,AX NO_RAC: mOv Line+24,offset Locus_Unknown cmp CH,5 ja No_Locus mov BL,CH xOr BH,BH Shl BX,1 mov AX,Locus_Table[BX] mOv Line+24,AX No_Locus: mov Line+26,OffSet BridgeLine cmp DOS_MajorVersion,2 ja NOtARF jmD SetARF NOtARF: mov AL,IO_Type and AL,38H cmp AL,00H jne Notoption0 mov Line+28,offset Terminateoption mov Line+30,offset BottomMenu mov MenuLines,15 mov Maximumoption,0 mov ReturnCOdes,offset Set__2_ jmp DrawScreen NOtoption0: cmp AL,08H jne Notoption1 mov Line+28,offset Terminateoption mov Line+30,offSet FaiLCalloption mov Line+32,offset BottomMenu mOv MenuLineS,16 mov Maximumoption,1 mov ReturnCodes,offset Set_23 jmp DrawScreen NOtOptiOn1: cmp AL,10H 288页 jne Notoption2 mov Line + 28,offset Retryoption mov Line + 30,Offset Terminateoption mov Line + 32,Offset BottomMenu mov MenuLines,16 mov Maximumoption,1 mov ReturnCodes,offset Set_12_ jmp DrawScreen Notoption2 : cmp AL,18H jne NotOption3 mov Line + 28,offset RetryOption mov Line + 30,offset Terminateoption mov Line + 32,offset FailCallOption mov Line + 34,offset BottomMenu mov MenuLines, 17 mov MaximumOption,2 mov ReturnCodes,offset Set_123 jmp DrawScreen Notoption3 : cmp AL,20H jne Notoption4 mov Line + 28,offset Ignoreoption mov Line + 30,offset TerminateOption mov Line + 32,Offset BottomMenu mov MenuLines,16 mov MaximumOption,1 mov ReturnCodes,Offset Set0_2_ jmp DrawScreen Notoption4 : cmp AL,28H jne Notoption5 mov Line + 28,offset Ignoreoption mov Line + 30,Offset Terminateoption mov Line + 32,offset FailCallOption mov Line + 34,offset BottomMenu mov MenuLines, 17 mov MaximumOption,2 mov ReturnCodes,offset Set0_23 jmp short DrawScreen NotOption5 : cmp AL,30H jne NotOption6 SetARF : mov Line + 28,offset IgnoreOption mov Line + 30,offset RetryOption mov Line + 32,offset TerminateOption mov Line + 34,offset BottomMenu mov MenuLines, 17 mov MaximumOption,2 mov ReturnCodes,offset Set012_ jmp short DrawScreen Notoption6 : mov Line + 28,offset Ignoreoption mov Line + 36,offset Retryoption mov Line + 32,offset Terminateoption mov Line + 34,offset FailCallOption mov Line + 36,offset BottomMenu mov MenuLines, 18 mov Maximumoption,3 mov ReturnCodes,offset Set0123 289页 Drawscreen : mov AX,0040H mov ES,AX mov AL ,ES:84H sub AL,MenuLines Shr AL,1 mov TopLine,AL add AL,MenuLines mov BottomLine,AL mov AL,ES:4AH sub AL,LINEWIDTH shr AL,1 mov LeftROw,AL add AL,LINEWIDTH - 1 mov RightRow,AL mov AH,0FH ; Get current display mode int 10H mov ActiveDisplaypage,BH mov AH,3 ; Read cursor position and configuration int 10 mov originalRow,DH mov originalColumn,DL mov SI,offset ScreenSave mov DI,Offset Line mov DH,TopLine outerLoop : mov DL,LeftRow InnerLoop : mov AH,2 ; Set cursor position int 10H mov AH,8 ; Read character and attribute int 10H mov [SI],AH inc SI mov [ SI ],AL inc sI mov AH,9 ; Write character and attribute push SI mov SI,DS:[ DI ] mov AL,[SI ] inc SI mov DS:[ DI ],SI pop SI mov BL,ATTRIBUTE mov CX,1 int 10H inc DL ; Next row Cmp DL,RightRow jbe innerLoop inc DI inc DI inc DH ; Next line cmp DH,BottomLine jbe outerLoop mov Currentoption,0 mov AH,2 ; Set cursor position mov DH,TopLine add DH,14 mov DL,LeftROw inc DL int 10H mov AH,9 ; Write character and attribute 290页 mov AL,10H mov BL,ATTRIBUTE mov CX,1 int 10H GetKey : xor AH,AH ; Get keyboard character int 16H or AL,AL ; Character Code 0? jz Checkscancode cmp AL,13 ; Return? jne GetKey jmp Return CheckScanCode : cmp AH,47H ; Home? je GoHome cmp AH,48H ; CursorUp? je GoUp cmp AH,49H ; PageUp? je Goup cmp AH,4BH ; CursorLeft? je GoUp cmp AH,4DH ; CursorRight? je GoDown cmp AH,4FH ; End? je GoEnd cmp AH,50H ; CursorDown? je GoDown cmp AH,51H ; PageDown? jne GetKey GoDown : mov AH,9 ; Write character and attribute mov AL,' ' mov BL,ATTRIBUTE mov CX,1 int 10H mov AL,Currentoption cmp AL,MaximumOption jne MoveDown xor AL,AL MoveCur sor : mov CurrentOption,AL mov AH,2 mov BH,ActiveDisplaypage mov DH,TopLine add DH,14 add DH,AL mov DL,LeftRow inc DL int 10H mov AH,9 ; Write character and attribute mov AL,10H mov BL,ATTRIBUTE mov CX,1 int 10H jmp GetKey MoveDown : inc AL jmp MoveCursor GoHome : cmp Currentoption,0 je GetKey mov AH,9 ; Write character and attribute mov AL,' ' 291页 mov BL,ATTRIBUTE mov CX,1 int 10H xor AL,Al jmp MoveCursor GoUp : mov AH,9 ; Write character and attribute mov AL,' ' mov BL,ATTRIBUTE mov CX,1 int 10H mov AL,Currentoption or AL , AL jnz MoveUp mov AL,MaximumOption jmp MoveCursor MoveUp : dec AL jmp MoveCursor GoEnd : mov AL,MaximumOption cmp AL,CurrentOption jne Eraseoption jmp GetKey Eraseoption : mov AH,9 ; Write character and attribute mov AL,' ' mov BL,ATTRIBUTE mov CX,1 int 10H mov AL,Maximumoption jmp MoveCursor Return : mov SI,offset ScreenSave mov DH,TopLine OuterLoop2 : mov DL,LeftRow InnerLoop2 : mov AH,2 ; Set cursor position int 10H mov AH,9 ; Write character and attribute mov BH,ActiveDisplaypage mov BL,[ SI ] inc SI mov AL,[ SI ] inc SI mov CX,1 int 10H inc DL , Next row cmp DL,RightRow jbe InnerLoop2 inc DI inc DI inc DH ; Next line cmp DH,BottomLine jbe outerLoop2 mov AH,2 mov BH,ActiveDisplaypage mov DH,originalRow mov DL,originalColumn int 10H mov AL,Currentoption xor AH,AH 292页 mov BX,ReturnCodes add BX,AX mov AL,[ BX ] pop DS ; Restore registers pop ES pop SP pop SI pop DI pop BX pop CX pop DX iret ; interrupt return CritErr endp assume DS : criterr_data FillWord proc near xChg AH ,AL call FillByte xchg AH ,AL call FillByte ret Fillword endp FillByte proc near push CX push AX mov CL,4 Shr AL,CL call FillNibble pop AX Call FillNibble pop CX ret FillByte endp FillNibble proc near push AX and AL,0FH Cmp AL,9 jbe FillNibble_1 add AL,7 FillNibble_1 : add AL,'0' mov [BX ],AL inc BX pop AX ret FillNibble endp assume DS : nothing assume ES : nothing assume SS : nothing ; Install the new critical error handler _CritErrInit proc far push DS ; Save old registers push ES push AX push BX push cx push DX mov AX,Seg criterr_data mov DS,AX ; Set DS to local data 293页 assume DS: criterr_data mov AH,30H ; Get DOS version int 21H mov DOS_MajorVersion,AL mov AH,35H ; Get old critical error handler address mov AL,24H int 21H mov 01dCritErroffset,BX mov 01dCritErrSegment,ES mov AH,25H ; Set new critical error handler address mov AL,24H mov DX,seg criterr_code mov DS,DX mov DX,offset CS:CritErr int 21H pop DX ; Restore old registers pop cx pop BX pop AX pop ES pop DS ret ; Return to Caller _CritErrInit endp assume DS : nothing ; Reinstall the critical error handler (as after ; returning from a DOS shell) _CritErrReInit proc far push DS ; Save old registers push AX push DX mov AH,25H ; Set new critical error handler address mov AL,24H mov DX,seg criterr_code mov DS,DX mov DX,offSet CS:CritErr int 21H pop DX ; Restore old registers pop AX pop DS ret ; Return to caller _CritErrReInit endp ; Uninstall the critical error handler (as before, ; invoking a DOS shell) _CritErrUnInit proc far push DS ; Save old registers push AX push DX mov AX,seg criterr_data mov DS,AX ; Set DS to local data assume DS : criterr_data mov AX,01dCritErroffset mov DX,01dCritErrSegment mov DS , DX assume DS : nothing 294页 mov AH，25H； Set old critical error handler address mov AL,24H int 21H pop DX; Restore old registers pop AX pop DS ret; Return to caller 一CritErrUnInit endp public CritErrInit public CritErrReInit public CritEPrUnInit criterr_code ends end 我们已了解了有关中断的一些情况，并了解了TSR的激活方式，接下来让我们看看 TSR的工作方式。 11．9TSR综述 起初，人们试图f使TsR成为一个便利的方式，允许程序自我初始化并链接到系统中 断结构中，从而将TSR加到DOs上。有人曾经希望那些整理、搜寻和执行其他实用程序 功能的服务例程能像通常的功能那么使用——并且有很好的理由说明这种设想是可行 的。 DOS最初进入市场时，操作系统如CP／M和TRSDOS没有TSR功能。但程序员已发 现建立实用程序并把它们储存在存储器中以备其它程序使用的方式。那时许多带有整理 实用程序、显示控制实用程序和程序员编程工具包都投入使用；看起来MS-DOS设计 者很赞赏这些程序包，并想简化建立这些实用程序的过程。 用户获得DOS的经验以后，他们知道能把中断服务例程结合到键盘中断之中，然后 看看所发生的事情。因为《PC技术参考手册》的早期版本包括一个ROM BIOS清单，所以 很容易看到这些事情的工作方式，以及链接到键盘中断之上所带来的效果。在PC机上， 用户看不到任何效果；而对于TSR，就是另外一回事了。 TSR链接到键盘中断之上时，它不再是一个被动的TSR。它变得活跃了，因为它能依 据自己的意愿来决定做事情的时间；一个活动TSR能显示它自己的存在。 被动TSR会静静地呆在内存中，并且只在程序传递某个特定服务请求时才发生反 应。这类TSR易于编写，因为不需特殊的编码技巧。调用TSR时会知道DOS并非活跃 的，因为引入了中断的应用程序不得不控制机器。在这种情况下，机器能做的任何事情都 是合法的。但那会与活动的TSR一起停止。 活动TSR能在任何时候中断机器。TSR获得控制时，不可能知道机器所执行的内 容。DOS和PC都设计成单用户、单任务系统，所以没有规定一个人可能同时运行多个程 序。于是BIOS和DOS在全局表中贮存大量信息。数据项和计算的中间结果都使用相同 的缓冲区。中断系统时，控制可能在DOS内部。然后如果再次调用DOS，就会失去DOS正 在做的事情并可能损坏系统。 295页 早期TSR总是不断地导致系统损坏。它们不仅干扰DOS而且还相互干扰。一些 TSR在控制机器时就像硬汉那样顽固。人们辛苦得到的经验形成了编写TSR的非正式 规则： ·从不调用DOS功能，除非没有别的方式来获得所需的内容（文件系统访问是不调 用DOS的主要原因）。 ！ ·如果必须完成I／O，那么可按下述方式进行： 利用DOS控制台I／O功能（Int 21h，功能01h～0Ch）以外的功能。使用利用控 制台的更好方式。 处理InDOS标记。如果该标记非零，那么DOS正在执行一个Int 21h功能。此 时不要运行自己的程序（参见“DOS参考手册”一章中讨论Int 21h的功能34h的内 容，以及访问该标记的方式 处理Int 28h。该中断会告知即使DOS在执行Int 21h功能，它也正在“忙着等 待”控制台I／O。如果在DOS之下完成自己的控制台I／O，就能安全地执行任何其 它的内容（参见第五部分“DOS参考手册”一章中的Int 28h）。 提供一项检查功能让TSR指示它自己是否已安装。链接未用的中断向量，让 TSR检查内存中TSR早期拷贝存在与否，但这样做充满危险，因为机器只有有限 的向量。但若链接到DOS为它自己的TSR（PRINT、APPEND、SHARE等）使用而 提供的Multiplex（多路复用）中断链上就会安全得多。可参考附录C，“标准的TSR 识别技术”，那里介绍了使用多路复用中断2Fh来识别TSR的标准化方法。 将一个符号放进可执行的代码内部告知TSR是否存在。 总是假定存在其它TSR。把控制传递给自己的TSR启动时找到的中断向量， 这样可将此TSR所使用的中断链接起来。 使用自己的堆栈而不是中断程序所控制的堆栈。因为没有办法知道系统堆栈 里可能有什么，在摧毁系统中某样东西之前，并不知道堆栈的大小和剩下的空间大 小。 鉴于这些矛盾，一批独立TSR作者1986年就联合起来努力开发TSR标准。尽管可能 没有达到最初的目的（提供完整的应用程序包接口，它能为所有经销商和独立作者所接 受），但其中一些成员仍在继续干，1988年，他们公布了一套库函数——与C、Turbo Pascal 4.0和更高版本以及汇编程序兼容——能处理TSR设计的复杂部分。 TesSeRact能在CompuServe上用作共享软件包并且可来自许多本地布告栏系统。附 录C包含了这方面的纵览，即有标准化的、清楚地标明了冲突的方法。在这里有必要指出 的是，Jim Kyle是这个队伍中的一员，并且是仍然参加这个项目的两个人之一。 虽然许多商业开发者都编写他们自己的内部例程而不是使用该函数库，但他们已接 受了这个接口标准。这个队伍鼓励这样做：就是要达成一个标准来避免冲突，而不是鼓励 使用任何单一编码的软件包却排斥别的软件。 296页 11．10 TSR的中断基础 很多中断备有文档记录。对于任何想编写TSR的人，中断是很重要的。“DOS参考手 册”一章提供了详细内容。这一章还使我们能看到了中断所能提供的各种帮助。 11．10．1键盘中断 键盘中断（Int 09h）是TSR获得控制的一种途径。通过操纵键盘操作，TSR就能告知 按热键和激活它们的时间。下列程序显示了基本方法： Int 09h activates on keystroke Handler activateS and reads keystrOke if(hot key has been found）{ throw away the keystroke check DOS if（in DOS）{ set a hot key flag return from the interrupt ｝else{ actiVate the TSR when the TSR is done，return from the interrupt ｝ ｝else{ Chain to the next handler on Int 09h } “Check DOS”是什么？记住DOS是不能重入的。如果调用DOS就会损坏系统。可用 Int 21h，功能34h来检查DOS。 11．10．2 InDOS标志、DOSOK中断和定时器中断 调用（Int 21h的功能34h，可以返回指向InDOS标志（DOS忙标志）的指针。如果该标 志非零，就中断DOS来执行功能。若TSR确实中断了DOS，该功能常常在四分之一秒内 返回。前面的Int 09h的伪代码已显示出检查InDOS标志的地方。设置热键标志后，必须 有办法找到它。为此，就有了DOSOK中断和定时器中断。 当程序启动时，它必须为Int 28h而初始化一个特殊的中断处理程序，如下所示： Int 28h activates check hot key flag if （hot key flag is set ）{ turn hot key flag off activate the TSR ｝ call the next Int 28h service routine return from interrupt 297页 DOS在Int 21h的功能01h-0Ch中等待控制台输入时，Int 28h（DOSOK中断）就会激 活。看到这个中断就知道能安全使用别的DOS功能（在DOS V2下运行时有两个例外，即 未公开的功能50h和51h；详细情况可参看“参考手册”一节）。 如果DOS不在等待输入，就可用定时器中断。该中断（1Ch）每秒跳动18．2次。可将下 列也检查热键标志的服务例程附加到这个中断上： Timer interrupt activates call next timer interrupt service check hot key flag if（hot key flag is set）｛ turn hot key flag off activate the TSR ｝ return from the interrupt 获得控制后，会出现别的问题。我们自己的TSR想尽可能简单地工作，但我们并不知 道中断的机器状态。堆栈有多深？堆栈指针下有多少自由空间能用于扩展？更重要的是，我 们不希望系统错误会缠住TSR。 要使TSR尽可能健全，就要让它控制关键出错中断（Int 24h）和Ctrl－Break中断（Int 23h）。TSR也能把自己插入BIOS磁盘驱动程序（Int 13h）的中断链中，或插入可能带来问 题的别的例程中。然后，如果出了问题，TSR能纠正它，我们移到内部堆栈上并执行功能。 一些程序员提倡上下文切换。在这里，指向活动进程PSP的DOS的指针会变成指向 TSR的PSP指针。可利用Int 21h，功能51h来获得中断的程序的段地址；保存该地址，然 后使用Int 21h的功能50h告诉DOS：TSR的程序段前缀（PSP是当前活动进程。在V2之 下，如果在Int 28h服务过程中执行该进程，它就会充满危险，因为50h和51h使用与28h 一样的DOS堆栈空间。结果，系统就会死锁。 如果进行文件输入／输出，或者想获得全部控制，那么上下文切换是很有用的技术。在 V2中调用一个功能（于是就导致DOS使用一个替代的堆栈区）之前设置DOS关键出错 标记，然后在功能返回时清除该标志，以便DOS能正常运行，这些操作能避免危险。遗憾 的是，这个过程反而产生了更多的问题，因为DOS的不同版本中关键出错标志的位置不 同。最好的解决方法是避免上下文切换，除非绝对必需（如用于以句柄为基础的文件I／ O）；如果必须使用，可参看“参考手册”一节中有关功能50h和51h的内容。 TSR结束主要事务时，它必须“清除自己”，恢复中断并将堆栈设置到正常状态。然后 它才能返回到被中断的程序中。 为了说明基本的TSR操作，我们将一些概念性东西用于简单的时钟程序（clock．c） 中，该程序先自我设置好，然后等待下一个时钟的节拍来激活（列表11．7）。 列表11．7 ／*Clock.c Listing 11．7 of DoS Programmer's Reference*／ 298页 #include #include #include #include /* Define needed constants */ #define BOOL int #define FALSE 0 #define TRUE !FALSE /* Define program size for the system */ #define PGMSIZE 3000 /* Define base address for video display */ #define MONOBASE 0xb000 #define COLORBASE 0xb800 /* Define interrupt vectors for BIOS and DOS needed by program */ #define GOTOXY 0x02 #define GETXY 0x03 #define TELETYPE 0x0e #define VIDEO 0x10 #define CLOCK 0x1a #define TIMER 0x1C #define DOS 0x21 #define TSR 0x31 #define TEST 0x66 void interrupt clock(); /* Declare clock() */ void interrupt (*orig_clock)(); /* original clock vector */ void interrupt test(); /* Declare test()*/ BOOL inclock = FALSE; /* Clock processing flag */ BOOL extra = FALSE; /* Extra tick flag */ int count = 0; /* Clock tick Counter */ char buf[20]; /* Time buffer */ char far *clkptr; /* Pointer to screen location */ int sp; /* Stack pointer */ int ss; /* Stack segment */ int hr, min, sec; /* Current time */ void main(argc, argv) char argc； char *argv[]; { union REGS regs; int mode; int streql(char *str1, char *str2); void readclock(int *hr, int *min, int *sec); void tsrexit(void); int getmode(void); /* Initialize clock output buffer with a string for printing */ Strcpy(buf, " TEST"); orig_clock = getvect(TEST); if(streql(argv[1], "-u") && orig_Clock!=0) { printf("Updating the clock\n"); 299页 int86(TEST, ®s, ®s); exit(0); } if(orig_clock!=0) { printf("Already installed ... exiting\n"); exit(0); } setvect(TEST, test); /* Read the initial value of the clock at start-up, and then set the clock pointer to the screen address */ Orig_clock = getvect(CLOCK); setvect(CLOCK, clock); readclock(&hr, &min, &sec); mode = getmode(); printf("Display mode is %d\n",mode); if(mode==7) clkptr = MK_FP(MONOBASE, 120); else clkptr = MK_FP(COLORBASE, 120); /* TSR exit to save the memory for the program */ tsrexit(); } void interrupt clock() { void displayclk(char *str); (*orig_clock)(); count++; if(sec%5==0 && count%18==0 && !extra) { extra=TRUE; count--; } else { extra=FALSE; } if(count%18 == 0) { disable(); SP = _SP; SS = _SS; _SS =_CS; _SP = PGMSIZE; enable(); sec++; if(sec>=60) { Sec=0; min++; } if(min>=60) { min=0; hr++; } if(hr>=24) hr=0; if(!inclock) { inclock = TRUE; Sprintf(buf+6, "%02.2d:%02.2d:%02.2d", hr, min, sec); displayclk(buf); inclock = FALSE; 300页 } disable(); _SP = sp; _SS = ss; enable(); } } void tsrexit(void) { union REGS regs; regs.h.ah = TSR; regs.h.al = 0; regs.x.dx = PGMSIZE; int86(DOS, ®s, ®s); } void displayclk(str) char * str; { char far *ptr; ptr = clkptr; while(*str) { *ptr++ = *Str++; ptr++; } } void readclock(hr, min, sec) int *hr, *min, *sec; { union REGS regs; unsigned long clock; unsigned long remain; unsigned long x1, x2; regs.h.ah = 0; int86(CLOCK, ®s, ®s); x1 = regs.x.cx*65536L; x2 = regs.x.dx; clock=x1+x2; *hr = (int)(clock/65543L); remain = clock%65543L; *min = (int)(remain/1092); remain = remain%1092; *sec = remain/18.21; } void interrupt test() { register int ds; disable(); SP = _SP; SS = _SS; _SS = _CS; _SP = PGMSIZE; ds=_DS; _DS = _CS; readclock(&hr, &min, &sec); _DS = ds; 301页 _SP=sp； _SS＝SS; enable（）； } int streql(str1,str2) char *str1， *str2; ｛ return(Strcmp(str1,str2)==0)； ｝ int getmode() ｛ union REGS regs; regs.h.ah ＝ 0x0f； int86(VIDEO, ＆regs,＆regs)； return (regs．h.al)； } 让我们复习一下，看看该程序的工作方式。 注意该设置的一部分是将字TEST放在时钟输出缓冲区的开始，以便时钟更新时显 示这个字（这只是说明程序的一种便利）。 采用标准的Turbo C函数，用于访问中断向量表（而不是直接进行调用）。但首先必须 看看TSR是否安装好。简单的方法就是：把Int 66h用作标记，因为大多数TSR都不用 它，而且它的值通常是零。如果Int 66h非零，程序就假定TSR已设置了它。如果为0，就没 有设置。 Int 66h还用来迫使时钟程序通过系统来重新设置当前时间。要做到这一点，不用编 写一个新程序，而只需用-u标志来启动TSR。若第一个参数是-u，那么请重新设置时钟并 离开它。 Turbo C的getvect（）函数用来获得向量值。然后如果设置了Int 66h向量，程序就检 查-u标志。若找到了-u标志，并且该向量非零，那么就调用Int 66h来重新设置时钟并退 出。 如果没有-u标志，程序就检查向量是否非零。是非零的话，程序假定时钟程序已经启 动。若别的使用Int 66h的TSR是活跃的，就不能启动时钟程序（因为Int 66h向量）。 检查完后，若发现向量是0，那么可设置向量来指向test（）中断函数（它迫使TSR读 取BIOS时钟）并建立时钟功能。 要建立时钟功能，首先要获得原始的时钟向量，保存起来以备将来使用，并重新设置 该向量指向clock()中断函数。然后从BIOS时钟功能读取初始时钟时间，获得当前显示模 式来识别单色监视器的单色，并建立指针（clkptr）指向将要写时钟的屏幕位置。在TSR正 常操作时要消除使用BIOS或DOS功能，可直接将时钟放在屏幕显示缓冲区里。这个过 程只在文本方式中运行；若程序把显示器移到图形方式下，就会显示一堆废物。 建立好各种环境后，调用TSR出口，程序驻留原处。时钟中断处理程序clock（）是 TSR的心脏。让我们来逐步地细致地看看它的操作方式。 首先，调用原始时钟定时器，以便它能完成每次时钟计数时所需做的所有事情。然后 302页 才能向前推进。count变量是跟踪定时器的跳动（每秒18.2次）。时钟则每计数18次就前进1 秒。每5秒钟就允许一次额外的计数使平均值经过5秒时间达到每秒18．2次。计数以后，检 查看看是否在5秒间隔之上。若是就减去1，然后等待一次额外的跳动（在这一秒中有19次 跳动）。额外标记会告诉用户正在进行额外跳动，并防止返回第5秒时递减计数。 秒之间的时间可用来检查第18次计数。找到了可把堆栈重新设置成内部堆栈，并把定 时器向前拨1秒（sec＋＋）。然后，要保持时钟正确运行，就要检查60秒、60分及24小时等时 间的情况。所有其它事情都结束时，显示时间。 如果不处在时钟显示部分中（inclock设置为FALSE），就进入程序的这个部分，把in- clock设置成TRUE，并建立和显示时钟。最后，重新把堆栈设置成调用clock()函数时的 状态。 时钟显示很简单。可直接向屏幕内存书写并把屏幕缓冲区指针前移2位，把属性字节 传给屏幕时钟的每个字节。时钟程序的余下部分由一些简单的、自我注解的功能组成。 Borland C/C＋＋编译程序来编译该程序，使用软件提供的MAKE实用程序。列表 11．8显示了编译该程序的makefile。 列表11．8 ＃clock.mak clock.exe: clock.obj tlink /x c0t clock，clock,, emu maths cs clock.obj clock.c bcc－c -mt clock.c MAKE实用程序只在必要时才重新编译这个程序。这类实用程序尽管在这里用得很 少，但在大型项目中却是特别有用的。用下列命令行执行MAKE实用程序： make －fclock 编译的重要事情就是用TINY内存模型（与COM程序相同，以便代码、数据和堆栈 段都相同）来编译该程序。可参看Borland C/C＋＋用户指南中有关这个编译程序开关的 使用方式。 如果使用Microsoft C，就可以修改这个程序来在Microsoft系统的限制内，处理段寄 存器并建立相似的编译开关以便控制对程序的编译。 11．11小 结 本章介绍了用中断来工作的方式。使用作为DOS Int 21h的一部分的实用程序，就可 以把中断向量变成指向所设计的功能。我们已经用C编写了样本处理程序，它带有汇编 语言的前端，可用它来处理接口。Turbo Pascal 4.0提供了一种特定的方法来创建一个中 断处理程序，并把它作为Pascal函数来使用。 TSR实用程序能编写成以中断来触发的程序（例如，键盘和时钟中断）。这些实用程 序对用户程序却是极其危险的，因为DOS从未打算操纵多任务操作。DOS是一个不能重 303页 入的系统，TSR控制计算机时，如果调用了正在进行中的功能，DOS就会失败。 我们了解了减少TSR所带来问题的许多方式。不要去调用DOS功能，除非绝对需 要；要和BIOS或直接的调用来进行键盘和屏幕输入／输出。我们也知道监视InDOS标志 来看看何时执行DOS功能是安全的；并且还应监视Int 28h来确定系统何时在等待键盘 输入。我们知道了提供检查功能让TSR检查一下它自己是否已安装好，并且总是假定存 在另一个TSR。另外，使用内部堆栈是防止堆栈操作问题的一条好的途径。