Programowanie: Użycie OS-a przy wyłączonym ROM-ie
From Atariki
Wersja z dnia 08:59, 4 gru 2019 Mono (Dyskusja | wkład) (→Działanie - styl.) ← Previous diff |
Aktualna wersja Mono (Dyskusja | wkład) (→Przelotki - function not implemented) |
||
Linia 1: | Linia 1: | ||
- | Żeby swobodnie używać mechanizmów [[OS]]-a a przy tym mieć dostęp do całego [[RAM]]-u trzeba zadbać tylko o poprawne wykonanie przerwań będących w [[ROM]]-ie w sytuacji kiedy ten jest wyłączony. | + | Żeby swobodnie używać mechanizmów [[OS]]-a a przy tym mieć dostęp do całego [[RAM]]-u trzeba zadbać tylko o poprawne wykonanie procedur przerwań umieszczonych w [[ROM]]-ie w sytuacji kiedy ten jest wyłączony. |
= Handler = | = Handler = | ||
Linia 6: | Linia 6: | ||
<pre> | <pre> | ||
nmiint sec | nmiint sec | ||
- | scs | + | .byte $24 ;BIT $18 ($18 to opcode CLC niżej) |
irqint clc | irqint clc | ||
+ | |||
+ | ;wlaczenie OS ROM | ||
+ | |||
+ | inc PORTB ;$D301 | ||
pha | pha | ||
Linia 14: | Linia 18: | ||
pha | pha | ||
tsx | tsx | ||
- | |||
- | ;wlaczenie OS ROM | ||
- | |||
- | inc PORTB ;$D301 | ||
;odlozenie na stos danych dla powrotu z przerwania (RTI) | ;odlozenie na stos danych dla powrotu z przerwania (RTI) | ||
Linia 34: | Linia 34: | ||
jmp (IRQVEC) ;$FFFE | jmp (IRQVEC) ;$FFFE | ||
- | iret ;wylaczenie OS ROM | + | iret pla |
+ | tax | ||
+ | pla | ||
+ | |||
+ | ;wylaczenie OS ROM | ||
dec PORTB ;$D301 | dec PORTB ;$D301 | ||
- | |||
- | pla | ||
- | tax | ||
- | pla | ||
rti | rti | ||
</pre> | </pre> | ||
Linia 72: | Linia 72: | ||
= Działanie = | = Działanie = | ||
- | W przypadku kiedy ROM jest włączony przerwanie obsługiwane jest przez standardowe procedury umieszczone w ROM (ponieważ wektory NMIVEC oraz IRQVEC znajdują się wtedy w obszarze ROM). | + | W przypadku kiedy OS ROM jest włączony przerwanie obsługiwane jest przez standardowe procedury umieszczone w systemie operacyjnym (ponieważ wektory NMIVEC oraz IRQVEC znajdują się wtedy w obszarze ROM). |
- | Kiedy ROM jest odłączony wektor wejścia w przerwanie pobierany jest z NMIVEC lub IRQVEC, które znajdują się w RAM i wykonywana jest procedura przerwania nmiint lub irqint zależnie od rodzaju zgłoszonego przerwania. | + | Kiedy OS ROM jest odłączony wektor wejścia w przerwanie pobierany jest z NMIVEC lub IRQVEC, które znajdują się w RAM i wykonywana jest procedura przerwania nmiint lub irqint zależnie od rodzaju zgłoszonego przerwania. |
W obydwu przypadkach ma ona za zadanie włączenie ROM-u, wykonanie procedury obsługi przerwania według wektora znajdującego się już w ROM, oraz przywrócenie konfiguracji pamięci po powrocie. | W obydwu przypadkach ma ona za zadanie włączenie ROM-u, wykonanie procedury obsługi przerwania według wektora znajdującego się już w ROM, oraz przywrócenie konfiguracji pamięci po powrocie. | ||
- | Odbywa się to poprzez zapalenie najmłodszego bitu PORTB (włączenie OS ROM), odłożenie na stos adresu powrotu do procedury iret oraz wartości rejestru F procesora odłożonego na stos w sekwencji wywołania przerwania. Zduplikowanie tej wartości jest niezbędne dla poprawnego działania systemowych procedur obsługi przerwań, ponieważ testują one: | + | Odbywa się to poprzez zapalenie najmłodszego bitu PORTB (włączenie OS ROM), odłożenie na stos adresu powrotu do procedury iret oraz zawartości rejestru stanu F procesora odłożonego na stos w sekwencji wywołania przerwania. Zduplikowanie tej wartości jest niezbędne dla poprawnego działania systemowych procedur obsługi przerwań (tylko wartość rejestru F odłożona na stosie zawiera poprawne wartości znaczników I i B), ponieważ testują one: |
* czy przerwane zostało wykonanie przerwania IRQ (w przypadku obsługi przerwania NMI), | * czy przerwane zostało wykonanie przerwania IRQ (w przypadku obsługi przerwania NMI), | ||
* czy przerwanie IRQ zostało zgłoszone przez układ I/O, czy może przerwanie zostało wywołane przez rozkaz BRK (w przypadku obsługi przerwania IRQ). | * czy przerwanie IRQ zostało zgłoszone przez układ I/O, czy może przerwanie zostało wywołane przez rozkaz BRK (w przypadku obsługi przerwania IRQ). | ||
Po wykonaniu procedury z ROM sterowanie przekazywane jest do procedury iret, której jedynym zadaniem jest ponowne odtworzenie konfiguracji pamięci (odłączenie ROM). | Po wykonaniu procedury z ROM sterowanie przekazywane jest do procedury iret, której jedynym zadaniem jest ponowne odtworzenie konfiguracji pamięci (odłączenie ROM). | ||
+ | |||
+ | Podczas obsługi przerwania IRQ może się zdarzyć, że nadejdzie nowe zgłoszenie IRQ. W tej sytuacji, po powrocie z procedury obsługi bieżącego przerwania a jeszcze przed wykonaniem procedury iret, obsłużone zostanie nowe przerwanie za pomocą systemowej procedury zawartej w ROM. Dzieje się tak z powodu duplikacji rejestru F odkładanego na stos w procedurze irqint, w którym znacznik I jest zgaszony. Dopiero po zakończeniu obsługi wszystkich zgłoszonych przerwań następuje wykonanie procedury iret przywracającej konfigurację PORTB. | ||
= Wywoływanie procedur OS = | = Wywoływanie procedur OS = | ||
Linia 97: | Linia 99: | ||
= Przelotki = | = Przelotki = | ||
- | Wygodnym sposobem realizowania skoków do procedur OS jest zdefiniowanie tzw. "przelotek", które zadbają o konfigurację pamięci i jej odtworzenie już po wykonaniu skoku. | + | Wygodnym sposobem realizowania skoków do procedur OS jest zdefiniowanie tzw. "przelotek", które zadbają o konfigurację pamięci i jej odtworzenie po powrocie z procedury. |
<b>UWAGA!</b> Takie "przelotki" analogicznie, jak procedura handlera przerwań, powinny również znajdować się poza obszarem, w którym może pojawić się ROM (patrz "Restrykcje pamięciowe"). | <b>UWAGA!</b> Takie "przelotki" analogicznie, jak procedura handlera przerwań, powinny również znajdować się poza obszarem, w którym może pojawić się ROM (patrz "Restrykcje pamięciowe"). | ||
Linia 118: | Linia 120: | ||
Nieco odmienna jest metoda wywoływania procedur dostępnych przez [[Tablice_wektor%C3%B3w_ROM|tablicę wektorów]], ponieważ wektory wskazują adres procedury zmniejszony o jeden i jako takie służą do wykonania skoku przez RTS: | Nieco odmienna jest metoda wywoływania procedur dostępnych przez [[Tablice_wektor%C3%B3w_ROM|tablicę wektorów]], ponieważ wektory wskazują adres procedury zmniejszony o jeden i jako takie służą do wykonania skoku przez RTS: | ||
<pre> | <pre> | ||
- | SIO_S_SPECIAL_jump: | + | CIO_S_SPECIAL_jump: |
lda PORTB | lda PORTB | ||
pha | pha | ||
Linia 130: | Linia 132: | ||
rts | rts | ||
- | ?call lda $E410+$0A+1 | + | ?call lda $E410+$0A+1 ;tablica handlera S: wektor SPECIAL |
pha | pha | ||
lda $E410+$0A | lda $E410+$0A | ||
Linia 136: | Linia 138: | ||
rts | rts | ||
</pre> | </pre> | ||
- | Ta metoda powinna być używana również do wywołania procedury PUTBT dostępnej w rejestrze ICPUTB bloku IOCB. | + | Ta metoda powinna być używana również do wywołania procedury PUTBT dostępnej w rejestrze ICPUTB bloku IOCB n.p. |
+ | <pre> | ||
+ | ;IN: X-IOCB#*16, A-data | ||
+ | ;OUT: Y-status, N-error flag | ||
+ | CIO_PUTBT_jump: | ||
+ | tay | ||
+ | lda PORTB | ||
+ | pha | ||
+ | ora #%00000001 | ||
+ | sta PORTB | ||
+ | |||
+ | jsr ?call | ||
+ | |||
+ | pla | ||
+ | sta PORTB | ||
+ | cpy #0 | ||
+ | rts | ||
+ | |||
+ | ?call lda ICPUTB+1,x | ||
+ | pha | ||
+ | lda ICPUTB,x ;$0346 | ||
+ | pha | ||
+ | tya | ||
+ | ldy #$92 ;FUNCTION NOT IMPLEMENTED | ||
+ | rts | ||
+ | </pre> | ||
= Rejestry OS w RAM = | = Rejestry OS w RAM = | ||
- | Rejestry $00..$7F oraz $2xx i $3xx są to rejestry zarezerwowane dla potrzeb systemu operacyjnego. | + | Rejestry $00..$7F oraz $2xx i $3xx są zarezerwowane dla potrzeb systemu operacyjnego. |
= DLI = | = DLI = | ||
Linia 151: | Linia 178: | ||
sec | sec | ||
- | scs | + | .byte $24 ;BIT $18 |
irqint clc | irqint clc | ||
Linia 157: | Linia 184: | ||
... | ... | ||
</pre> | </pre> | ||
- | Należy jednak pamiętać, że po wejściu do procedury obsługi przez wektor VDSLST ($200) nie ma gwarancji że ROM jest włączony. Jeśli więc w procedurze obsługi przerwania DLI chcemy użyć jakiejś procedury z ROM należy osobiście zadbać o poprawne skonfigurowanie pamięci, oraz odtworzenie jej przed wyjściem z przerwania n.p. tak: | + | Należy jednak pamiętać, że wtedy po wejściu do procedury obsługi przez wektor VDSLST ($200) nie ma gwarancji że ROM jest włączony. Jeśli więc w procedurze obsługi przerwania DLI chcemy użyć jakiejś procedury z ROM należy osobiście zadbać o poprawne skonfigurowanie pamięci, oraz odtworzenie jej przed wyjściem z przerwania n.p. tak: |
<pre> | <pre> | ||
custom_dli: | custom_dli: | ||
Linia 186: | Linia 213: | ||
rti | rti | ||
</pre> | </pre> | ||
- | <b>UWAGA!</b> Należy również mieć na uwadze, że wektor VDSLST powinien wskazywać na procedurę obsługi DLI zdefiniowaną przez użytkownika i znajdującą się poza obszarem w którym może pojawić się ROM (patrz "Restrykcje pamięciowe"). | + | Trzeba to mieć też na uwadze kiedy w procedurze DLI wykorzystuje się dane lub procedury leżące pod ROM-em i w analogiczny sposób zagwarantować odpowiednią konfigurację PORTB. |
+ | |||
+ | <b>UWAGA!</b> Wektor VDSLST powinien wskazywać na procedurę obsługi DLI zdefiniowaną przez użytkownika i znajdującą się poza obszarem w którym może pojawić się ROM (patrz "Restrykcje pamięciowe"). | ||
= Restrykcje pamięciowe = | = Restrykcje pamięciowe = | ||
- | Procedury handlera, "przelotek" czy procedur użytkownika powinny znajdować się w RAM poza obszarami w którymi istnieje ryzyko pojawienia się pamięci ROM: | + | Procedury handlera, "przelotek" czy procedur obsługi przerwań zdefiniowanych przez użytkownika (a także procedura inicjalizacji całego mechanizmu) powinny znajdować się w RAM poza obszarami w których istnieje ryzyko pojawienia się pamięci ROM, a takim ryzykiem obarczone są: |
- | * $5000..$57FF - SELF-TEST | + | * $5000..$57FF - [[SELF TEST|SELF-TEST]], lub [[MapRAM]] |
- | * $8000..$9FFF - cartridge | + | * $8000..$9FFF - [[Cartridge|cartridge]] |
- | * $A000..$BFFF - cartridge, wbudowany BASIC, wbudowana gra (XEGS) | + | * $A000..$BFFF - [[Cartridge|cartridge]], wbudowany [[Atari BASIC]] (XL/XE), wbudowana gra ([[XEGS]]) |
- | * $C000..$FFFF - OS ROM oraz ROM nowego urządzenia ($D800..$DFFF) | + | * $C000..$CFFF - [[XL OS|OS]] ROM |
+ | * $D000..$D7FF - obszar rejestrów hardware | ||
+ | * $D800..$DFFF - [[XL OS|OS]] ROM ([[Pakiet matematyczny|pakiet matematyczny]]) lub ROM [[Nowe urządzenia|nowego urządzenia]] | ||
+ | * $E000..$FFFF - [[XL OS|OS]] ROM | ||
- | W przypadku gdy wykorzystywana jest pamięć dodatkowa (XE) również obszar $4000..$7FFF jest obszarem ryzykownym. | + | W przypadku gdy wykorzystywana jest pamięć dodatkowa ([[130XE|XE]]) również obszar $4000..$7FFF jest obszarem ryzykownym. |
- | Jeśli programista może zagwarantować, że określony rodzaj pamięci nie będzie przełączany, wtedy oczywiście procedury obsługi przełączania pamięci mogą być w umieszczone w odnośnym obszarze (z oczywistych przyczyn obszar OS ROM do takich nie należy). | + | Jeśli programista może zagwarantować, że określony rodzaj pamięci nie będzie nigdy przełączany, wtedy oczywiście procedury obsługi przełączania pamięci mogą być umieszczone w odnośnym obszarze (z oczywistych przyczyn obszar rejestrów hardware ani OS ROM do takich nie należy). |
= Trivia = | = Trivia = | ||
Opisana tutaj sztuczka jest stosowana między innymi przez [[Turbo BASIC XL]], [[U-BASIC]] oraz [[SpartaDOS X]]. | Opisana tutaj sztuczka jest stosowana między innymi przez [[Turbo BASIC XL]], [[U-BASIC]] oraz [[SpartaDOS X]]. | ||
+ | |||
+ | = Linki = | ||
+ | |||
+ | * http://www.atari.org.pl/forum/viewtopic.php?id=7336 - dyskusja na forum AtariArea | ||
+ | * [[Mapa pamięci]] | ||
[[Kategoria:Niezbędnik kodera]] | [[Kategoria:Niezbędnik kodera]] |
Aktualna wersja
Żeby swobodnie używać mechanizmów OS-a a przy tym mieć dostęp do całego RAM-u trzeba zadbać tylko o poprawne wykonanie procedur przerwań umieszczonych w ROM-ie w sytuacji kiedy ten jest wyłączony.
Spis treści |
Handler
Kod handlera przerwań powinien być umieszczony poza obszarem, w którym może się pojawić ROM (patrz "Restrykcje pamięciowe"):
nmiint sec .byte $24 ;BIT $18 ($18 to opcode CLC niżej) irqint clc ;wlaczenie OS ROM inc PORTB ;$D301 pha txa pha tsx ;odlozenie na stos danych dla powrotu z przerwania (RTI) lda #>iret ;adres procedury iret pha lda #<iret pha lda $103,x ;skopiowanie wartosci rejestru stanu procesora pha ;skok przez odpowiedni wektor przerwania scc jmp (NMIVEC) ;$FFFA jmp (IRQVEC) ;$FFFE iret pla tax pla ;wylaczenie OS ROM dec PORTB ;$D301 rti
Inicjalizacja
Wszystko co jest potrzebne do uruchomienia mechanizmu to inicjalizacja wektorów NMIVEC i IRQVEC pod ROM-em:
sei lda #%00000000 sta NMIEN ;$D40E lda #%11111110 sta PORTB ;$D301 ldx #<nmiint ldy #>nmiint stx NMIVEC ;$FFFA sty NMIVEC+1 ldx #<irqint ldy #>irqint stx IRQVEC ;$FFFE sty IRQVEC+1 lda #%01000000 sta NMIEN ;$D40E cli
Od tej pory można swobodnie wyłączać i włączać dowolny obszar ROM (przez zwykłą modyfikację rejestru PORTB) bez obawy o to, że komputer się zawiesi.
Działanie
W przypadku kiedy OS ROM jest włączony przerwanie obsługiwane jest przez standardowe procedury umieszczone w systemie operacyjnym (ponieważ wektory NMIVEC oraz IRQVEC znajdują się wtedy w obszarze ROM).
Kiedy OS ROM jest odłączony wektor wejścia w przerwanie pobierany jest z NMIVEC lub IRQVEC, które znajdują się w RAM i wykonywana jest procedura przerwania nmiint lub irqint zależnie od rodzaju zgłoszonego przerwania. W obydwu przypadkach ma ona za zadanie włączenie ROM-u, wykonanie procedury obsługi przerwania według wektora znajdującego się już w ROM, oraz przywrócenie konfiguracji pamięci po powrocie. Odbywa się to poprzez zapalenie najmłodszego bitu PORTB (włączenie OS ROM), odłożenie na stos adresu powrotu do procedury iret oraz zawartości rejestru stanu F procesora odłożonego na stos w sekwencji wywołania przerwania. Zduplikowanie tej wartości jest niezbędne dla poprawnego działania systemowych procedur obsługi przerwań (tylko wartość rejestru F odłożona na stosie zawiera poprawne wartości znaczników I i B), ponieważ testują one:
- czy przerwane zostało wykonanie przerwania IRQ (w przypadku obsługi przerwania NMI),
- czy przerwanie IRQ zostało zgłoszone przez układ I/O, czy może przerwanie zostało wywołane przez rozkaz BRK (w przypadku obsługi przerwania IRQ).
Po wykonaniu procedury z ROM sterowanie przekazywane jest do procedury iret, której jedynym zadaniem jest ponowne odtworzenie konfiguracji pamięci (odłączenie ROM).
Podczas obsługi przerwania IRQ może się zdarzyć, że nadejdzie nowe zgłoszenie IRQ. W tej sytuacji, po powrocie z procedury obsługi bieżącego przerwania a jeszcze przed wykonaniem procedury iret, obsłużone zostanie nowe przerwanie za pomocą systemowej procedury zawartej w ROM. Dzieje się tak z powodu duplikacji rejestru F odkładanego na stos w procedurze irqint, w którym znacznik I jest zgaszony. Dopiero po zakończeniu obsługi wszystkich zgłoszonych przerwań następuje wykonanie procedury iret przywracającej konfigurację PORTB.
Wywoływanie procedur OS
Trzeba pamiętać (co właściwie powinno być oczywiste), że gdy w programie chcemy wywołać dowolną systemową procedurę z ROM, a jest on aktualnie odłączony, to trzeba go sobie włączyć:
lda #%11111111 sta PORTB ;$D301 jsr JSIOINT ;$E459
Odwołania do procedur OS-a odbywają się przez tablice wektorów oraz tablicę skoków. Stanowią one oficjalne punkty wejścia do procedur systemu operacyjnego i gwarantują, że niezależnie od wersji oraz rodzaju systemu operacyjnego zainstalowanego w komputerze zawsze zostanie wywołana procedura żądana przez użytkownika.
Wyjątek stanowią procedury pakietu matematycznego który nie posiada tablicy skoków, przez co odpowiednie procedury niezależnie od wersji pakietu zainstalowanego w komputerze zawsze muszą znajdować się pod ustalonymi adresami.
Przelotki
Wygodnym sposobem realizowania skoków do procedur OS jest zdefiniowanie tzw. "przelotek", które zadbają o konfigurację pamięci i jej odtworzenie po powrocie z procedury.
UWAGA! Takie "przelotki" analogicznie, jak procedura handlera przerwań, powinny również znajdować się poza obszarem, w którym może pojawić się ROM (patrz "Restrykcje pamięciowe").
Wywołania przez systemową tablicę skoków:
JSIOINT_jump: lda PORTB ;$D301 pha ora #%00000001 sta PORTB ;$D301 jsr JSIOINT ;$E459 pla sta PORTB ;$D301 rts
Nieco odmienna jest metoda wywoływania procedur dostępnych przez tablicę wektorów, ponieważ wektory wskazują adres procedury zmniejszony o jeden i jako takie służą do wykonania skoku przez RTS:
CIO_S_SPECIAL_jump: lda PORTB pha ora #%00000001 sta PORTB jsr ?call pla sta PORTB rts ?call lda $E410+$0A+1 ;tablica handlera S: wektor SPECIAL pha lda $E410+$0A pha rts
Ta metoda powinna być używana również do wywołania procedury PUTBT dostępnej w rejestrze ICPUTB bloku IOCB n.p.
;IN: X-IOCB#*16, A-data ;OUT: Y-status, N-error flag CIO_PUTBT_jump: tay lda PORTB pha ora #%00000001 sta PORTB jsr ?call pla sta PORTB cpy #0 rts ?call lda ICPUTB+1,x pha lda ICPUTB,x ;$0346 pha tya ldy #$92 ;FUNCTION NOT IMPLEMENTED rts
Rejestry OS w RAM
Rejestry $00..$7F oraz $2xx i $3xx są zarezerwowane dla potrzeb systemu operacyjnego.
DLI
W przypadku gdy w programie używane jest przerwanie Display List, które zazwyczaj jest krytyczne czasowo, można zmodyfikować punkt wejścia do przerwania NMI tak, aby zagwarantować identyczne zależności czasowe jak w przypadku gdy przerwanie obsługiwane jest bezpośrednio przez procedurę systemu operacyjnego:
nmiint bit NMIST ;$D40F spl jmp (VDSLST) ;$0200 sec .byte $24 ;BIT $18 irqint clc ...
Należy jednak pamiętać, że wtedy po wejściu do procedury obsługi przez wektor VDSLST ($200) nie ma gwarancji że ROM jest włączony. Jeśli więc w procedurze obsługi przerwania DLI chcemy użyć jakiejś procedury z ROM należy osobiście zadbać o poprawne skonfigurowanie pamięci, oraz odtworzenie jej przed wyjściem z przerwania n.p. tak:
custom_dli: pha lda PORTB pha ora #%00000001 sta PORTB ... jsr OS_ROUTINE ... pla sta PORTB pla rti
lub też wykorzystać opisane wyżej "przelotki":
custom_dli: pha ... jsr OS_ROUTINE_jump ... pla rti
Trzeba to mieć też na uwadze kiedy w procedurze DLI wykorzystuje się dane lub procedury leżące pod ROM-em i w analogiczny sposób zagwarantować odpowiednią konfigurację PORTB.
UWAGA! Wektor VDSLST powinien wskazywać na procedurę obsługi DLI zdefiniowaną przez użytkownika i znajdującą się poza obszarem w którym może pojawić się ROM (patrz "Restrykcje pamięciowe").
Restrykcje pamięciowe
Procedury handlera, "przelotek" czy procedur obsługi przerwań zdefiniowanych przez użytkownika (a także procedura inicjalizacji całego mechanizmu) powinny znajdować się w RAM poza obszarami w których istnieje ryzyko pojawienia się pamięci ROM, a takim ryzykiem obarczone są:
- $5000..$57FF - SELF-TEST, lub MapRAM
- $8000..$9FFF - cartridge
- $A000..$BFFF - cartridge, wbudowany Atari BASIC (XL/XE), wbudowana gra (XEGS)
- $C000..$CFFF - OS ROM
- $D000..$D7FF - obszar rejestrów hardware
- $D800..$DFFF - OS ROM (pakiet matematyczny) lub ROM nowego urządzenia
- $E000..$FFFF - OS ROM
W przypadku gdy wykorzystywana jest pamięć dodatkowa (XE) również obszar $4000..$7FFF jest obszarem ryzykownym.
Jeśli programista może zagwarantować, że określony rodzaj pamięci nie będzie nigdy przełączany, wtedy oczywiście procedury obsługi przełączania pamięci mogą być umieszczone w odnośnym obszarze (z oczywistych przyczyn obszar rejestrów hardware ani OS ROM do takich nie należy).
Trivia
Opisana tutaj sztuczka jest stosowana między innymi przez Turbo BASIC XL, U-BASIC oraz SpartaDOS X.
Linki
- http://www.atari.org.pl/forum/viewtopic.php?id=7336 - dyskusja na forum AtariArea
- Mapa pamięci