Команды обращения к портам контроллеров. (Лекция 18)

Контроллеры внешних устройств
С любым внешним устройством процессор связан через специальный «контроллер»
Контроллеры – это интеллектуальные устройства с собственным микропроцессором и памятью, выполняющие непосредственное управление определенным внешним устройством (клавиатура, экран, устройства хранения информации, принтеры и т.д.

«Порты» контроллеров
Внутри контроллеров есть 8-разрядные регистры. Их и называют «порты». Обычно, в контроллере 3-4 порта.
Порты всех контроллеров имеют сквозную нумерацию в системе : 0, 1, 2, 3 и т.д.
Каждый порт имеют определенное назначение, обычно: порт/порты данных, порт управления и порт состояния устройства
Через «порты данных» процессор может записывать/считывать байты данных из контроллера.
«Порт управления» используется для записи кодов, управляющих работой контроллера устройства.
Из «порта состояния» можно считать код текущего состояния контроллера.
Процессор может обращаться к портам контроллеров по командам IN и OUT ( в группе команд пересылки).

Команды обращения к портам
Две команды (и несколько их модификаций), заставляющие процессор обращаться к портам контроллеров:
IN - прочитать из порта с заданным номером байт/слово/двойное слово в регистр AL/AX/EAX процессора
OUT - записать в порт с заданным номером байт/слово/двойное слово из регистра AL/AX/ EAX
Номер порта можно задавать прямо или косвенно
а) прямо заданный номер порта (port). Диапазон номеров: 0-255
IN AX/AL/EAX, port
OUT port, AX/AL/EAX
б) косвенно заданный номер порта (задается в регистре DX: от 0 -65535)
IN AX/AL/EAX, DX
OUT DX, AX/AL/EAX

Примеры:
прочитать байт из порта 60h
in al, 60h
прочитать байт из порта 3D0h
mov dx, 3D0h
in al, dx
записать байты в порты 80h и 81h
out 80h, ax ; в порт 80h ← al, в порт 81h ← ah
записать байты в порты 80, 81,82 и 83h
out 80h, еax ; старший байт будет записан в порт со
старшим номером

Безоперандные строковые команды IN и OUT для пересылки между портами и памятью
Пересылка из порта в память (байтов, слов, двойных слов):
INSB , INSW , INSD
Пересылка в порт из памяти:
OUTSB, OUTSW, OUTSD
Операндами по умолчанию являются:
- номер порта - в регистре DX.
- адрес памяти - DS:SI в командах OUTS, ES:DI - в командах INS
Механизм исполнения - как в любых строковых командах:
- адрес памяти автоматически меняется в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от флага DF
- в строковой команде можно использовать префикс повторения – REP. Тогда процессор повторяет исполнение команды, используя СХ в качестве вычитающего счетчика циклов
Пример: rep insw

Пример 1. Переслать байт из памяти (адрес ds:m1) в порт номер 3F1h
. . . .
mеt1 db ?
. . . .
lea si, met1
mov dx, 3f1h
outsb

Пример 2. Переслать в порты контроллеров, начиная с номера 3F1h, десять слов из памяти, начиная с адреса ds: m1.
. . . .
m1 dw 10 dup(?)
. . . .
lea si, m1
mov dx, 3f1h
mov cx, 10
cld ; флаг DF←0
rep outsw ; цикл пересылки с повторением 10 раз

Пример 3. Программное обращение к устройству «CMOS-память»
Энергонезависимая CMOS-память – это микросхема, включающая в себя часы реального времени и информацию о конфигурации компьютера (Setup).
CMOS-память питается от батарейки. Объем ее памяти - 64 или 128 байтов. Ее байты имеют номера – от 00 до 3Fh/или 80h. Размещение информации в байтах памяти строго определено и является справочной информацией.
Программное обращение к CMOS-памяти делается через порты:
- порт 70 h – в него надо записать номер байта CMOS-памяти, из которого планируется чтение
- порт 71 h – отсюда можно будет прочитать значение байта, номер которого задан в порте 70 h