Операционная система MS-DOS

6.4. Связь драйвера с операционной системой

Рассмотрим теперь более подробно механизм взаимодействия драйвера и операционной системы.

После загрузки драйвер становится как бы частью операционной системы. Все обращения к драйверу DOS выполняет с использованием заголовка драйвера. Для примера приведем вид заголовка символьного драйвера, выполняющего только простейшие функции:

next            DD      0FFFFFFFFh
attrib  DW      8000h
strateg DW      strateg_proc
interrupt       DW      interrupt_proc
dev_name        DB      'TESTDRV '

Это символьный драйвер (старший бит поля attrib равен 1), исходный текст содержит только один драйвер (поле next содержит значение 0FFFFFFFFh), имя устройства, которое нужно будет использовать при обращении к драйверу - TESTDRV. Имя устройства не должно совпадать с именем файла, содержащего символьный драйвер, иначе Вы не сможете обратиться к файлу, например, для его переименования - DOS будет работать не с файлом, а с устройством.

Как уже было сказано, перед обращением к драйверу DOS подготавливает заголовок запроса в своей области данных и вызывает программу стратегии, извлекая ее смещение из заголовка драйвера. Программа стратегии обычно очень проста, так как ее задача - запомнить адрес заголовка запроса в области памяти драйвера. Область для хранения адреса заголовка запроса может быть определена следующим образом:

req_off DW ?
req_seg DW ?

Тогда программа стратегии должна записать содержимое регистра ES в поле req_seg, а регистра BX - в поле req_off:

strateg_proc:   mov cs:req_off,bx
                mov cs:req_seg,es
                ret

Драйвер состоит из одного сегмента кодов, поэтому для адресации данных используется сегментный регистр CS.

Запрос операционной системы к драйверу соcтоит из заголовка, имеющего фиксированный формат и длину 13 байт, и переменной части, размер и формат которой зависит от выполняемой функции.

Приведем формат заголовка запроса:

После вызова программы стратегии DOS передает управление программе прерывания (без параметров). Задача программы прерывания - выполнить команду, код которой находится в поле cmd заголовка запроса. Если драйвер блочного устройства обслуживает несколько логических устройств, то в поле unit находится номер устройства, для которого необходимо выполнить команду.

В зависимости от выполняемой команды запрос может содержать другую информацию, необходимую для выполнения команды.

Как результаты выполнения команды возвращаются DOS?

Данные (или адреса данных), полученные драйвером от физического устройства ввода/вывода, помещаются в область переменной части запроса. Кроме того, драйвер должен установить слово соcтояния устройства status в заголовке запроса в соответствии с результатами выполнения команды.

Приведем формат слова состояния устройства:

Приведем таблицу возможных кодов ошибок:

Общая схема действий программы прерывания драйвера такова:

• получив управление от операционной системы, программа прерывания сохраняет содержимое всех регистров процессора и считывает номер команды из заголовка запроса;
• при необходимости программа считывает дополнительную информацию из области запроса;
• затребованная команда выполняется (если она поддерживается драйвером);
• если драйвер считывает какие-либо данные от обслуживаемого физического устройства для передачи их DOS, то сами данные или их адреса программа прерывания записывает в область запроса;
• программа прерывания устанавливает слово состояния устройства в соответствии с результатами выполнения команды (если драйвер не поддерживает затребованную команду, в слове состояния устройства устанавливаются биты 15 и в биты 0-7 записывается код ошибки 3 - неизвестная команда);
• восстанавливается содержимое регистров процессора, и управление возвращается операционной системе с помощью команды возврата из дальней процедуры.

Приведем фрагмент исходного текста программы прерывания, который выполняет описанные выше функции:

interrupt_proc:

        push es     ;сохраняем регистры
        push ds
        push ax
        push bx
        push cx
        push dx
        push si
        push di
        push bp

; Устанавливаем ES:BX на заголовок запроса

   mov  ax,cs:req_seg    
   mov  es,ax            
   mov  bx,cs:req_off    

; Загружаем в регистр AL код команды из заголовка
; запроса и умножаем его на 2 для получения индекса
; в таблице адресов команд

   mov  al,es:[bx]+2
   shl  al,1   

   sub  ah,ah            ;обнуляем AH
   lea  di,functions     ;DI содержит смещение таблицы
                                        ; команд
   add  di,ax            ;добавляем смещение
   jmp  word ptr [di]    ;переходим по адресу, взятому
                                        ; из таблицы

functions  LABEL  WORD   ;это таблица функций

   dw   initialize
   dw   check_media
   dw   make_bpb
   dw   ioctl_in
   dw   input_data
   dw   nondestruct_in
   dw   input_status
   dw   clear_input
   dw   output_data
   dw   output_verify
   dw   output_status
   dw   clear_output
   dw   ioctl_out
   dw   Device_open
   dw   Device_close
   dw   Removable_media

;---выход из драйвера, если функция не поддерживается

check_media:
make_bpb:
ioctl_in:
nondestruct_in:
input_status:
clear_input:
output_verify:
output_status:
clear_output:
ioctl_out:
Removable_media:

; Если функция не поддерживается драйвером, устанавливаем
; в единицу биты 15 (ошибка), 8 (выполнение команды
; завершено). В биты 0-7 записываем код ошибки 3 -
; неизвестная команда.

   or   es:word ptr [bx]+3,8103h  
   jmp  quit

;=======================================================

; Это пример обработчика команды:

Device_open:

; . . . . . . . . . .
; Некоторые действия для открытия устройства.
; . . . . . . . . . .

        jmp quit

;=======================================================

;---выходим, модифицируя байт состояния status в заголовке
;   запроса

quit:
   
        or   es:word ptr [bx]+3,100h  ;устанавливаем бит 8
                                      ;(выполнение команды
                                      ;завершено) 

   pop bp    ;восстанавливаем регистры
   pop di 
   pop si
   pop dx
   pop cx
   pop bx
   pop ax
   pop ds
   pop es
   ret

В следующем разделе мы подробно рассмотрим все команды, коды которых могут передаваться драйверу через заголовок запроса. Для каждой команды будет приведен формат области запроса.