Вызовы функций MS-DOS для ввода-вывода символьной информации

Для того чтобы написать простую, но законченную программу, необходимо знать три вещи – как вводить данные, как выводить результат и как остановить выполнение программы. В языках высокого уровня имеются специальные операторы ввода/вывода, которые позволяют в удобной форме реализовать эти функции. В системе команд процессора ix86 также имеются команды ввода/вывода, но они реализуют эти операции на самом низком, физическом уровне, т.е. обеспечивают обращение к портам ввода/вывода по конкретным адресам. Для обеспечения ввода/вывода информации на этом уровне программист должен знать номера портов каждого устройства, а также протоколы или алгоритмы обслуживания этих устройств. Операционная система MS DOS реализует ряд сервисных функций ввода/вывода на логическом уровне, которые выступают как пронумерованные функции прерывания Int 21h. При этом прикладная программа пользователя должна сообщить необходимые для данной функции параметры и передать управление DOS, которая и осуществит все необходимые операции по управлению устройством на физическом уровне (где-то, возможно, обратится за помощью к BIOS), а затем вернёт управление прикладной задаче, сообщив, успешно ли завершилась операция или же была допущена ошибка.

Прерывания, в основном, можно разделить на два основных типа: аппаратные (hardware) и программные (software interrupt). Аппаратные прерывания вызываются сигналами от периферийных устройств, требующими обслуживания процессором, а программные, через посредство команды Int, вызывающей какую-либо сервисую функцию (процедуру) DOS или BIOS. Перечень функций, выполняемых операционной системой DOS, подробно изложен в п. 3.

Упрощенная схема обработки прерывания изображена на рис. 2.1. Процессор выполняет команду прерывания, используя таблицу векторов, где содержатся все адресные указатели обработчиков (аппаратных и программных) прерываний. Действия процессора при переходе на выполнение подпрограммы-обработчика (инициируемое командой Int n) и последующем возврате обратно (при встрече команды Iret) в точку выхода из основной программы показаны на рис. 2.1 цифрами в кружках. Одно и то же прерывание может выполнять несколько различных функций, код которых помещается в регистр ah, а дополнительные параметры заносятся в другие регистры РОН. Возвращаемая обработчиком информация содержится в регистре al или ax, если флаг cf=0. Флаг cf устанавливается в 1, если произошла какая-либо ошибка, код которой заносится в регистр ax (так называемый код возврата ошибки). Возможные коды ошибок приводятся в руководствах по DOS [4, 10, 12].

 

 

Рис. 2.1. Упрощенная схема обработки программного прерывания Int n

 

Функции информационного обмена MS DOS в своём развитии изменялись от специализированных программ обмена для каждого типа устройства на основе блока управления файлами FCB (File Control Block) до унификации обмена на основе файловой системы через дескрипторы. Дескриптор или логический номер файла идентифицирует файл или устройство, с которым должна работать прикладная программа. Это упрощает программирование операций ввода/вывода, т.к. позволяет осуществлять обмен информации независимо от природы файла (устройства). Существует пять стандартных дескрипторов файлов, которые предоставляются прикладной программе:

· 0 – стандартный ввод с консоли (обычно клавиатура);

· 1 – стандартный вывод на консоль (обычно экран дисплея);

· 2 – устройство вывода ошибок (всегда дисплей);

· 3 – внешнее устройство обмена AUX (асинхронный адаптер COM1);

· 4 – стандартный принтер (первый параллельный порт LPT1).

Стандартный ввод (как и стандартный вывод) можно перенаправить средствами DOS на любое устройство или в файл, а стандартная ошибка всегда связана с экраном (обычно дескриптор 2 используют для вывода диагностических сообщений). Перенаправление ввода или вывода программы осуществляет командный процессор Command.com. Если, допустим, в программе prog предусмотрен ввод данных через дескриптор стандартного ввода ² 0², а вывод данных через дескриптор вывода ² 1², то при обычном запуске программы командой prog.exe программа будет требовать входные данные с клавиатуры и выводить результаты своей работы на экран. Если, однако, при запуске программы использовать символ перенаправления

prog.exe > file.txt,

то система сама создаст файл file.txt, и весь вывод программы будет записан в этот файл. Ввод по-прежнему будет осуществляться с клавиатуры. Запуск программы командой

prog.exe < file.dat

приведёт к тому, что программа всю требуемую ей информацию попытается ввести из файла file.dat. Поэтому этот файл должен быть подготовлен пользователем заранее. Вывод программы опять поступит на экран. Наконец, команда

prog.exe < file.dat > file.txt

заставит программу выполняться в режиме ввода информации из файла file.dat и вывода в файл file.txt. Ни экран, ни клавиатура использоваться не будут. Сама программа ничего не знает об этих перенаправлениях – она во всех случаях обращается к стандартному устройству ввода данных и к стандартному устройству вывода данных. Просто DOS как бы подставляет ей на входе и выходе другие устройства.