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DOS编程技术

讨论在纯DOS下的编程技术

 
 
 

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关于我

1984年大学毕业,1985年底有机会开始接触PC机,1986年开始在PC机上做开发工作,曾接触过MS-DOS、CP/M、UNIX、VMS、LINUX、iRMX等众多的操作系统并在上面从事技术开发,擅长做底层与硬件相关的软件开发,目前主要在DOS和LINUX平台下工作,主要从事软件,在硬件开发上也有一定造诣,亦有在8051系列、6502系列(凌阳)、z80系列、ARM、X86等各类平台下开发软硬件的经历。更详细情况可以参考http://resume.whowin.net

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USB系列之六:基于DOSUSB的简单U盘驱动程序  

2008-10-06 15:12:38|  分类: USB系列 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    首先要说明的是,该驱动程序仅实现了部分块设备的功能,如果作为成品软件使用,会感觉性能比较差,而且有些功能(比如FORMAT)是不能完成的,发表此驱动程序的目的旨在说明USB的编程原理以及DOS下驱动程序的工作原理;同时要说明的是,此驱动程序仅支持32M(包括32M)以下的U盘,当然这个问题解决起来并不困难,有兴趣的读者可以在阅读本文并理解的基础上加以改进使其支持32M以上2G以下的U盘。
    前面的博文中提到由于DOSUSB是在命令行加载的,如果从config.sys中加载这个基于DOSUSB的U盘驱动程序,那么驱动程序将先于DOSUSB被加载,使得这个驱动程序在初始化阶段无法使用DOSUSB,所以也就无法完成初始化,为此,专门写有一篇题为从命令行加载设备驱动程序的文章,试图解决这个问题,该文编写了一个简单的从命令行加载设备驱动程序的程序,遗憾的是,使用这篇文章中的程序加载本文的驱动程序,会出现一些莫名其妙的问题(比如使用dir时只能显示一个文件),这个程序是从另一个成品软件中简化而来的,看来在简化过程中没有处理好某一个细节,所以,从命令行加载本文的U盘驱动程序时,请使用下面程序(恕不提供源程序):
    http://blog.whowin.net/software/devload.com(2017年3月16日注:链接已修复)
    后面,我还会针对加载问题做详细说明。

    本文所涉及的源代码在下面地址下载:
    http://blog.whowin.net/source/udisk.rar(2017年3月16日注:链接已修复)
    编译是要编译成com文件格式,如果使用masm6.11进行编译,可以使用里面的a.bat。

    这个驱动程序完成的块设备命令如下:
  • Command 00 ---- Initialization,初始化命令。
  • Command 01 ---- Media Check,介质检查。
  • Command 02 ---- Get BPB,得到BPB表
  • Command 04 ---- Input,读扇区。
  • Command 08 ---- Output,写扇区
  • Command 09 ---- Output Verify,带校验写扇区
  • Command 15 ---- Removable,可移动的存储介质
    下面就已经实现的命令做一个简要说明,以下部分涉及的请求头的数据结构,请自行参阅《如何写DOS下的设备驱动程序(三)》:
  • Command 00 ---- 初始化命令
    标号:Initialization
    此命令在所有实现的命令中可以说是最复杂的一个。
    由于此命令仅在驱动程序被加载时调用一次,所以在驱动程序加载后可以将其占用的内存释放掉,为此,该命令的代码写在源程序的最后。
    该命令的实现包括以下步骤:
    Step 01:检查DOSUSB是否已经安装
        简单地检查int 65h的中断向量是否为0来判断DOSUSB是否安装,这个判断非常不严谨,如果读者需要,可以自行改进。
    Step 02:搜索USB设备
        这部分属于PCI编程的范畴,读者可以自行参考文章《USB系列之一:列出你的USB设备》
        我们在找到USB设备后,首先要从它的CLASS上判断是不是一个U盘,如果不是,找下一个USB设备,直到找到U盘设备;找到U盘后还要判断U盘设备的类型,本驱动程序仅支持OHCI,但由于EHCI可以用OHCI的方式驱动,所以也可以用在EHCI上,但不能用在UHCI上。
    Step 03:得到USB设备的设备描述符
        读出设备描述符是为了下面读出更多的描述符,请自行参考文章《USB系列之二:读取USB设备的描述符》和《USB系列之五:用汇编实现的一些USB功能》
    Step 04:得到USB设备的配置描述符
        参考文章同上。
        读出USB设备的端点描述符后,要记录一些必要的数据,在后面读写U盘时要用,具体内容见源程序。
    Step 05:从调用驱动程序的请求头中得到可用的驱动器字母
    Step 06:复位
    Step 07:获取设备的最大逻辑单元号
    Step 08:检查设备是否就绪
    Step 09:获得U盘的容量
    Step 10:读出U盘上的主引导记录
        有关主引导记录(MBR)、分区引导记录(DBR)等内容请参阅《如何写DOS下的设备驱动程序(三)》
    Step 11:从主引导记录中分离出分区信息表并找到DOS分区
    Step 12:从U盘上读出分区引导记录
    Step 13:从分区引导记录中分离出BPB
    Step 14:填写请求头中的返回值
      Step 14-1:计算驱动程序驻留部分的长度返回驻留部分结尾处的地址
      Step 14-2:在请求头中返回设备单元数
      Step 14-3:返回BPB的地址指针
    Step 15:初始化结束返回
  • Command 01 ---- 介质检查
    标号:media_check
    尽管U盘可能是可更换介质的,但该驱动程序中忽略了这个特点,简单地永远返回“介质没有更换”的标志。
  • Command 02 ---- 得到BPB
    标号:get_bpb
    从U盘上重新读出BPB表,并把指针通过请求头返回
  • Command 04 ---- 读扇区
    关于如何读取U盘的扇区,请参阅文章《USB系列之三:从你的U盘里读出更多的内容》
  • Command 08 ---- 写扇区
    关于如何写U盘扇区,请参阅文章《USB系列之四:向U盘上写数据》
  • Command 09 ---- 带校验的写扇区
    如果是需要校验,只需要在写入后再读一遍,并把读出内容返回,所以实际上是使用了Command 04和Command 08。
  • Command 15 ---- 可移动的存储介质
    按照规范,如果介质是可移动的,请求头中的状态字的BUSY位必须置0,我们不管是否有可移动介质,始终把状态字节的BUSY位置1,强调介质不可移动,实际上是忽略了介质的可移动性。
    至此,这个驱动程序的大概情况就说明完了,这个程序的综合性较强,希望搞明白的读者希望在阅读本文前能够先搞懂《USB系列一》至《USB系列五》,以及《如何写DOS下设备驱动程序》之一、二、三,还要搞懂一些DOS内部的数据结构,这方面的文章在“DOS资料”分类中,总之是挺麻烦的。
    驱动程序的调试也是十分麻烦的,以后有机会介绍。
    该文介绍的驱动程序的加载过程如下:
    1、启动DOSUSB,请参阅文章《USB系列之二:读取USB设备的描述符》的相关部分
    2、使用文章开头下载的devload程序加载本文介绍的驱动程序UDISK.SYS
       devload udisk.sys

    再次声明,本文旨在介绍DOS下驱动程序的编写方法,以及USB编程原理,本文发布的驱动程序并不是成品软件,其中有很多已知的问题和不足,而且性能也比较差,仅作交流使用,作者不对使用该驱动产生的后果负责。



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