L'accesso all'I/O, con la scusa del beep

Se occorre inviare un beep all'operatore, tramite la console, e' sufficiente inviare in output il carattere BEL, codice Ascii 07h, come nel semplicissimo esempio sottostante.

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; beep_1.asm 
;:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
;compilare con nasm+gcc

global  main			;necessario per il linker gcc
extern  printf

	section .data
beep	db	07h,0

	section .text
main: 
	push 	  dword beep		;Passa il Ptr Stringa
    	call 	  printf
	add       esp,4			;Riallinea lo Stack
	ret	
;EOF ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

Ma se non ci accontentiamo del segnale acustico predefinito e ne vogliamo uno di frequenza e durata variabili ? A questo punto risulta evidente che il beep e' la scusa per parlare di I/O. Per raggiungere l'obiettivo faremo uso del terzo timer programmabile presente nell'8253 che fara' giungere un segnale alla frequenza desiderata all'altoparlante, che verra' abilitato tramite l'8255. Tutto fattibile, se il controllo dell'hardware fosse sotto il nostro totale controllo. Eppure la possibilita' esiste, basta chiedere il permesso al S.O. per lavorare a livello di root. Pertanto il nostro esempio, su macchine Intel compatibili, realizzera' i seguenti punti:

1. Richiesta autorizzazione all'uso dei dispositivi di I/O 8253 ed 8255
2. Attivazione linea altoparlante
3. Programmazione dei dispositivi di I/O per realizzare il segnale
4. Disattivazione linea altoparlante
5. Revoca autorizzazione all'uso dei dispositivi di I/O 8253 ed 8255

Il listato e' abbastanza lineare, ma alcuni passaggi richiedono la conoscenza dei byte di programmazione per l'8253 e le connessioni hardware tra 8255, 8253 ed altoparlante.

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; beep_2.asm 
;:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
;compilare con nasm+gcc

%macro  @ioperm  3
        mov     ebx,%1          ;;Numero porto iniziale;
        mov     ecx,%2          ;;Quantita' di porti in successione
        mov     edx,%3          ;;Richiesta: 1=Abilitazione, 0=Revoca
        mov     eax,101         ;;Funzione sys_call=ioperm
        int     80h
        or      eax,eax         ;;Test esito: "jns okay"
%endmacro

global  main                    ;necessario per il linker gcc
extern  usleep, printf

        section .data
msgerr  db      "NON abilitato all'uso dei porti di I/O! "
        db      "Occorrono i privilegi di ROOT.",0Ah
        db      "Oppure si e' verificato un ERRORE nel caso "
        db      "si sia in ROOT.",7,0Ah,0
durata  dd      200000

        section .text
main:   @ioperm 61h,1,1         ;Richiesta Permesso 8255 I/O 61h
        jns     okay1
	jmp	err
okay1:  @ioperm 42h,2,1		;Richiesta Permesso 8253 I/O 42h e 43h
        jns	okay2
	jmp     err
        
okay2:  in      al,61h          ;Abilita altoparlante
        or      al,3
        out     61h,al
        mov     al,0B6h		;Programmazione timer 8253
        out     43h,al
        mov     ax,0800h        ;Impostazione costante di frequenza
        out     42h,al
        mov     al,ah
        out     42h,al
        
        push    dword [durata]  ;Imposta durata in microsecondi
        call    usleep
        add     esp,4           ;Riallinea lo Stack

        in      al,61h          ;Disabilita altoparlante
        and     al,0FCh
        out     61h,al
        jmp     exit

err:    push    dword msgerr  	;Passa il Ptr Stringa
        call    printf
        add     esp,4           ;Riallinea lo Stack

exit:   @ioperm 42h,2,0         ;Revoca Permessi I/O
        @ioperm 61h,1,0
        ret
;EOF ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 

Lo schema seguente aiuta a capire alcuni passaggi relativi alle istruzioni di in e di out presenti nel programma. Come si vede, l'uscita dell'altoparlante e' condizionata sia dal segnale di out dell'8253 sia dal bit 1 del porto B 8255. A sua volta l'8253 viene abilitato al suo gate dal bit 0 del porto B 8255. Pertanto e' necessario che i 2 bit 0,1 del porto B 8255 siano alti per abilitare l'uscita del segnale sull'altoparlante (vedi or  al,3), e siano invece bassi per bloccare il segnale (vedi and  al,0FCh) alla fine.

Mentre la programmazione del timer avviene in due fasi. Prima viene fissato il modo operativo dell'8253 tramite il Registro di controllo che ha sede nel Porto 43h; per funzionare come generatore di frequenza occorre inviare il byte B6h (vedi documentazione Intel). Quindi, per fissare la frequenza di funzionamento, viene inviata una word tramite il Porto 42h, e cio' si realizza con due operazioni di out, un byte alla volta.