Выгрузка резидентной программы из памяти

Следует заметить, что в DOS отсутствуют средства выгрузки резидентных программ. Единственный предусмотренный для этого механизм - перезагрузка компьютера. Практически, однако, большинство резидентных

программных продуктов имеют встроенные средства выгрузки. Обычно выгрузка резидентной программы осуществляется соответствующей ко­мандой, подаваемой с клавиатуры и воспринимаемой резидентной программой. Для этого резидентная программа должна перехватывать прерывания, поступающие с клавиатуры, и "вылавливать" команды вы­грузки. Другой, боже простой способ заключается в запуске некоторой программы, которая с помощью, например, мультиплексного прерыва­ния 2Fh передает резидентной программе команду выгрузки. Чаще всего в качестве "выгружающей" используют саму резидентную про­грамму, точнее, ее вторую копию, которая, если ее запустить в опреде­ленном режиме, не только не пытается остаться в памяти, но, наоборот, выгружает из памяти свою первую копию.

Выгрузку резидентной программы из памяти можно осуществить разными способами. Наиболее простой - освободить блоки памяти, за­нимаемые программой (собственно программой и ее окружением) с помощью функции DOS 49h. Другой, более сложный - использовать в выгружающей программе функцию завершения 4Ch, заставив ее завер­шить не саму выгружающую, а резидентную программу, да еще после этого вернуть управление в выгружающую. В любом случае перед осво­бождением памяти необходимо восстановить все векторы прерываний, перехваченные резидентной программой. Следует подчеркнуть, что вос­становление векторов представляет в общем случае значительную и иногда даже неразрешимую проблему. Во-первых, старое содержимое вектора, которое хранится где-то в полях данных резидентной програм­мы, невозможно извлечь "снаружи", из другой программы, так как нет никаких способов определить, где именно его спрятала резидентная программа в процессе инициализации. Поэтому выгрузку резидентной программы легче осуществить из нее самой, чем из другой программы. Во-вторых, даже если выгрузку осуществляет сама резидентная про­грамма, она может правильно восстановить старое содержимое вектора лишь в том случае, если этот вектор не был позже перехвачен другой резидентной программой. Если же это произошло, в таблице векторов находится уже адрес не выгружаемой, а следующей резидентной про­граммы, и если восстановить старое содержимое вектора, эта следующая программа "повиснет", лишившись средств своего запуска. Поэтому на­дежно можно выгрузить только последнюю из загруженных резидент­ных программ.

В нашей программе подфункция 00h прерывания 2Fh служит для проверки на повторную установку, а подфункция 01h - для выгрузки. В секцию инициализации добавлены строки сохранения старого содержимого вектора 09h. Это выполняется точно так же, как и для вектора 2Fh - с помощью функции DOS 35h. Старый вектор сохра­няется в ячейке old_09h, размещаемой в резидентной части программы. Поскольку выгрузка программы выполняется с помощью прерывания 2Fh, текст обработчика этого прерывания усложняется.

Резидентный обработчик прерывания 2Fh прежде всего проверяет номер функции, поступивший в регистре АН, Если этот номер от­личается от F1h, управление передается следующему обработчику по цепочке. Далее анализируется содержимое регистра AL. Если AL=00h, выполняются действия по защите от повторной загрузки. Если AL=01h, осуществляется переход на метку uninstall для выполнения действий по выгрузке программы. При любом другом номере подфункции управле­ние передается следующему обработчику по цепочке.

По метке uninstall осуществляется сохранение используемых далее регистров (что делается скорее для красоты, чем по необходимости) и функцией DOS 25h восстанавливается из ячеек old_09h и old_2Fh ис­ходное содержимое соответствующих векторов. Далее из ячейки со сме­щением 2Ch относительно начала PSP в регистр ES загружается адрес окружения программы. Сегментный адрес освобождаемого блока памя­ти - единственный параметр, требуемый для выполнения функции DOS 49h. Размер освобождаемого блока DOS известен, он хранится в блоке управления памятью (МСВ). Далее освобождается блок памяти с самой программой. Сегментный адрес этого блока (адрес PSP) находится в регистре CS. Наконец, командой iret управление передастся в програм­му, вызвавшую прерывание 2Fh.

Функция 49h оповещает DOS о том, что данный блок памяти сво­боден и может впредь использоваться DOS. Это, однако, не мешает вы­полняться завершающим строкам программы (в данном случае – коман­де iret), поскольку освобождение памяти не разрушает ее содержимого. Наша резидентная программа физически сотрется лишь после того, как в память будет загружена очередная выполняемая программа.

Если программа запускается с клавиатуры с указанием каких-либо параметров (имен файлов, ключей, определяющих режим работы про­граммы и проч.), то DOS, загрузив программу в память, помещает все символы, введенные после имени программы (так называемый хвост команды) в префикс программного сегмента программы, начиная с от­носительного адреса 80h. Хвост команды помещается в PSP во вполне определенном формате. В байт по адресу 80h DOS заносят число сим­волов в хвосте команды (включая пробел, разделяющий на командной строке саму команду и ее хвост). Далее (начиная с байта по адресу 81h) следуют все символы, введенные с клавиатуры до нажатия клавиши <Enter>. Завершается хвост колом возврата каретки (13).

К данным секции инициализации добавилась строка с ожидаемым хвостом команды и байтовый флаг запроса на выгрузку.

Поскольку действия программы при её запуске зависят от того, вве­дена ли команда запуска с параметром или нет, наличие хвоста в PSP анализируется в самом начале секции инициализации. При запуске программы типа СОМ все сегментные регистры указывают на начало PSP. Байт с длиной хвоста (возможно, нулевой) помещается в регистр CL и сравнивается с нулем. Если в нем 0, команда запуска была введена без параметров и инициализация программы продолжается обычным образом. Если хвост имеет ненулевую длину, начинается его анализ.

Обнулением регистра СН длина хвоста "расширяется" на весь ре­гистр СХ, что нужно для организации цикла. Регистр DI настраивается на первый байт хвоста, а регистр SI – на начало поля tail с ожидаемой формой параметра. Регистр AL подготавливается для выполнения ко­манды сканирования строки. Команда scasb сравнивает в цикле байты хвоста с содержимым AL (кодом пробела). Сравнение ведется до тех пор, пока не будет найден первый символ, отличный от пробела. Эта операция необходима из-за того, что оператор при вводе команды вы­грузки может отделить параметр команды от самой команды любым числом пробелов, которые попадут в хвост команды в PSP и помешают анализировать введенный параметр.

Выход из цикла выполнения команды scasb осуществляется, когда команда проанализировала первый после пробела символ. После этого регистр DI указывает на второй символ параметра. Команда dec DI кор­ректирует указатель DI, направляя его на первый значащий символ вве­денного параметра. Далее командой сравнения строк cmpsb осу­ществляется сравнение трех оставшихся символов хвоста. Если символы совпадают с параметром 'off', записанным в программе, устанавливается флаг запроса на выгрузку. Если результат сравнения оказался отрица­тельным, флаг запроса не устанавливается (и, следовательно, непра­вильный параметр просто не воспринимается). В любой случае осу­ществляется переход на продолжение программы, начинающей прове­рять, не установлена ли уже эта программа в памяти. Если программа еще не установлена, введенный параметр не имеет смысла. Инициали­зация осуществляется обычным образом: сохраняются и устанавливают­ся векторы и программа завершается с оставлением в памяти.

При наличии в памяти резидентной копии этой программы осу­ществляется переход на метку installed, где прежде всего проверяется, установлен ли флаг запроса на выгрузку. Если флаг сброшен, выводится сообщение о невозможности повторной загрузки и программа завер­шается с кодом возврата 1. Если флаг запроса установлен, выполняется выгрузка программы, которая заключается в вызове мультиплексного прерывания 2Fh с функцией F1h и подфункцией 01h. Резидентный об­работчик этого прерывания, включенный в состав нашей резидентной программы, отработает эту подфункцию, восстановит векторы и освободит занятые программой блоки памяти. После возврата управления из обработчика в текущую программу будет выведено сообщение об успешной выгрузке и программа будет завер­шена функцией 4Ch с нулевым кодом возврата.

Составленная нами программа не избавлена от недостатков. Так, в ней анализируются всегда только 3 значащих символа хвоста. Таким об­разом, программа будет выгружена и при вводе команды (имя).com onset. Другой недостаток заключается в том, что результат сравне­ния записанного в программе хвоста с введенным с клавиатуры пара­метром будет положительным, только если с клавиатуры введены строчные буквы. Команда (имя) OFF не приведет к выгрузке про­граммы. По-настоящему следовало включить в программу перед анали­зом хвоста преобразование символов параметра в прописные буквы.

2.4. Перехват прерываний

В архитектуре процессоров 80х86 предусмотрены особые случаи, когда процессор прекращает (прерывает) выполнение текущей программы и немедленно передает управление программе-обработчику, специально написанной для обработки подобной ситуации. Такие особые ситуации делятся на два тина: прерывания и исключения, в зависимости от того, вызвало ли эту ситуацию какое-нибудь внешнее устройство или выполняемая процессором команда. Исключения делят­ся далее на три типа: ошибки, ловушки и остановы, в зависимости от того, когда по отношению к вызвавшей их команде они происходят. Ошибки появляются перед выполнением команды, поэтому обработчик такого исключения получит в качестве адреса возврата адрес ошибочной команды (начиная с процессоров 80286). Ловушки происходят сразу после выполнения команды, так что обработчик получает в качестве адреса возврата адрес следующей команды. И наконец, остановы могут возникать в любой момент и вообще не предусматривать средств возврата управления в программу.

Команда INT (а также INTO и INT3) используется в программах как раз для того, чтобы вызывать обработчики прерываний (или исключений). Фактически они являются исключениями ловушки, поскольку адрес возврата, который передастся обработчику, указывает на следующую команду, но так как эти команды были введены до разделения особых ситуаций на прерывания и исключения, их практически всегда называют командами вызова прерываний. Ввиду того, что обработчики прерываний и исключений в DOS обычно не различают механизм вызова, с помощью команды INT можно передавать управление, как на обработчики прерываний, так и исключений. Как показано в главе 4, программные прерывания, то есть передача управле­ния при помощи команды INT, являются основным средством вызова процедур DOS и BIOS, потому что в отличие от вызова через команду CALL здесь не нужно знать адреса вызываемой процедуры - достаточно только номера. С другой сторо­ны интерфейса рассмотрим, как строится обработчик программного прерывания.

Обработчики прерываний

Когда в реальном режиме выполняется команда INT, управление передается по адресу, который считывается из специального массива, таблицы векторов пре­рываний, начинающегося в памяти по адресу 0000h:0000h. Каждый элемент тако­го массива представляет собой дальний адрес обработчика прерывания в форма­те сегмент:смещение или 4 нулевых байта, если обработчик не установлен. Команда INT помещает в стек регистр флагов и дальний адрес возврата, поэтому, чтобы завершить обработчик, надо выполнить команды popf и retf или одну ко­манду iret, которая в реальном режиме полностью им аналогична.

После того как обработчик написан, следующий шаг - привязка его к выбран­ному номеру прерывания. Это можно сделать, прямо записав его адрес в таблицу векторов прерываний.

Хотя прямое изменение таблицы векторов прерываний и кажется достаточно удобным, все-таки это не лучший подход к установке обработчика прерывания, и пользоваться им следует только в исключительных случаях, например, внутри обработчиков прерываний. Для обычных программ DOS предоставляет две сис­темные функции: 25h и 35h - установить и считать адрес обработчика прерыва­ния, которые и рекомендуются к использованию в обычных условиях.

Обычно обработчики прерываний применяют с целью обработки прерывания от внешних устройств или с целью обслуживания запросов других программ.