home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ HPAVC / HPAVC CD-ROM.iso / TUTOR.ZIP / LESSON2 < prev    next >
Text File  |  1995-02-15  |  23KB  |  407 lines
  1. Lesson 2 - PC Assembly Language:
  2. ──────────────────────────────- 
  3.  
  4. GENERAL DISCUSSION ABOUT PC MEMORY:
  5.  
  6. There are fundamentally two different kinds of memory chips.
  7.  
  8. 1. RAM (Random Access Memory) which you may write to and read from.
  9.  
  10. 2. ROM (Read Only Memory) which as the name implies may only be read from.
  11.  
  12. Even though a segment consists of 65,535 bytes of memory (counting from zero),
  13. it is conventionally called 64K (K = 1000) memory.  Your PC may address 16
  14. segments of memory.  For the time being we will ignore extended and expanded
  15. memory.  These 16 decimal segments are numbered in hex from 0000h through
  16. f000h.  The first ten segments from 0000h through the top of 9000h are all
  17. dynamic RAM that may be written to and read from.  Your program and its data
  18. may be located anywhere in this region as long as it is above the computer's
  19. operating system which is loaded during boot up and is usually located in 
  20. segment zero just above the 1024 byte interrupt table which occupies the first
  21. 1024 bytes of segment zero.
  22.  
  23. The memory in segment a000h is video RAM devoted to graphics video. The upper 
  24. half of segment b000h is video RAM devoted to text mode video. The rest of 
  25. the segments, c000h through f000h, are usually occupied with various chunks 
  26. of ROM that contain more of the PC's operating system including ASCII and 
  27. extended ASCII character sets in different sizes, plus various chunks of RAM 
  28. in this area that vary according to the PC's manufacturer and video board 
  29. installed.
  30.  
  31. TEXT MODE VIDEO MEMORY:
  32. ──────────────────────
  33. Text mode video RAM memory occupies segment b000h from b800h up through b8ffh.
  34. Each text mode video page uses 4000 bytes of video RAM when in normal 25 lines
  35. per page with 80 characters per line mode.  As such up to 4 different text 
  36. pages may be accommodated along with their VGA 4096 byte character sets. See 
  37. TUTOR5.COM for a character set display.  Exercising KISS restraint, we will 
  38. use only the first text page.
  39.  
  40. A text mode page in video memory alternates each 80 character displayed line
  41. with a data byte (the ASCII character displayed) with an attribute byte. The
  42. attribute byte tells the computer which color to display for each of its data 
  43. bytes in the foreground, the background, normal intensity or high intensity
  44. and with to blink or not blink.  So, each 80 character text mode video line
  45. occupies 160 bytes of video memory.  One byte for the character + 1 byte for
  46. the attribute times 80 characters = 160 bytes per line.  The character byte is
  47. first, followed by its attribute byte.
  48.  
  49. Once the program sets the es segment to b800h and the video page to page zero
  50. the beginning and ending line addresses of a typical text video page are 
  51. shown below in decimal and hex.
  52.  
  53. You will recall that each byte has eight bits counting from zero = 76543210.
  54. The little diagram below shows how the arrangement of these bits determines
  55. the foreground color, background color, intensity and whether the data byte
  56. is blinking or not blinking.  The cathode ray tube in your video display has
  57. 3 masks that the electron beam sweeps over.  Each mask has a hole over a red,
  58. green and blue phosphor that illuminates when the beam strikes it. By
  59. combining these 3 colors and varying the intensity of the electron beam, the
  60. computer can create 16, 256 or even more colors depending upon the video card
  61. installed in your computer.  The R G B letters below represent red, green and
  62. blue.
  63.  
  64. line decimal hex begin                                   end hex  decimal line
  65. --   ----    ---                                             ---    ----   --
  66.  0   0000 __ 000                                             09E __ 0158    0
  67.  1   0160 __ 0A0                                             31E __ 0318    1
  68.  2   0320 __ 140                                             1DE __ 0478    2
  69.  3   0480 __ 1E0                                             27E __ 0638    3
  70.  4   0640 __ 280                                             31E __ 0798    4
  71.  5   0800 __ 320                                             3BF __ 0958    5
  72.  6   0960 __ 3C0                                             45E __ 1118    6
  73.  7   1120 __ 460                attribute byte               4FE __ 1278    7
  74.  8   1280 __ 500                                             50E __ 1438    8
  75.  9   1440 __ 5A0   bit no.   7   6 5 4   3   2 1 0           63E __ 1598    9
  76. 10   1600 __ 640           ┌───┬───────┬───┬───────┐         6DE __ 1758   10
  77. 11   1760 __ 6E0           │ BL│ R G B │ I │ R G B │         77E __ 1938   11
  78. 12   1920 __ 780           └─┬─┴───┬───┴─┼─┴───┬───┘         81E __ 2078   12         
  79. 13   2080 __ 820   blink bit─┘ background│ foreground        8BE __ 2138   13
  80. 14   2140 __ 8C0    0 = off              │                   95E __ 2398   14
  81. 15   2400 __ 960    1 = on               └─ intensity bit    9FE __ 2558   15
  82. 16   2560 __ A00                              0 = normal     A9E __ 2718   16
  83. 17   2720 __ AA0                              1 = high       B3E __ 2788   17
  84. 18   2880 __ B40                                             BDE __ 3038   18
  85. 19   3040 __ BE0                                             C7E __ 3198   19
  86. 20   3200 __ C80                                             D1E __ 3358   20
  87. 21   3360 __ D20                                             DBE __ 3518   21
  88. 22   3520 __ DC0                                             E5E __ 3678   22
  89. 23   3680 __ E60                                             EFE __ 3838   23
  90. 24   3840 __ F00                                             F9E __ 3998   24
  91.  
  92. Here is a table that displays the R G B bit values in the attribute byte that
  93. display the eight fundamental colors in normal or high intensity.
  94.  
  95.           ┌─────────────────────────────────────────────┐             
  96.           │      Foreground/Background Color Codes      │
  97.           ├────────┬───────────┬────────────────────────┤                                           ┤
  98.           │ R G B  │  Color    │                        │
  99.           ├────────┼───────────┤                        │
  100.           │ 0 0 0  │  Black    │ Setting the "I" - bit  │
  101.           │ 0 0 1  │  Blue     │ will result in eight   │
  102.           │ 0 1 0  │  Green    │ additional shades of   │
  103.           │ 0 1 1  │  Cyan     │ these eight colors for │
  104.           │ 1 0 0  │  Red      │ the foreground color.  │
  105.           │ 1 0 1  │  Magenta  │                        │
  106.           │ 1 1 0  │  Yellow  ---> (or medium orange)   │
  107.           │ 1 1 1  │  White    │                        │
  108.           └────────┴───────────┴────────────────────────┘                                             │
  109.            
  110.           ┌────────────┬────────────┬───────────────────┐ 
  111.           │ Foreground │ Background │ Text Color        │
  112.           ├────────────┼────────────┼───────────────────┤                      
  113.           │    1 1 1   │    0 0 0   │ normal display    │
  114.           │    0 0 0   │    1 1 1   │ reverse video     │
  115.           └────────────┴────────────┴───────────────────┘      
  116.  
  117. All of Lesson 1 and Lesson 2 uses an attribute byte of 7 decimal = 00000111
  118. binary which = medium white on a black background.
  119.  
  120. Let us write a little source code program and then assemble and run it that 
  121. illustrates how the attribute byte determines the data byte's color.  Here is
  122. the source code for DEMO3.ASM.  Use EDLIN.COM to write the source code and
  123. A86.COM to assemble it.  Type edlin demo3.asm and press enter to load it.
  124. Then type 1P and press enter to display the first 23 lines of the source 
  125. code.
  126.  
  127. When ready to assemble your source code, type:
  128.  
  129.             A86 +LS DEMO3.ASM and press enter.
  130.  
  131. The +L tells the A86.COM assembler to use 3 byte instructions for all 
  132. unconditional jumps, rather than a jump shot instruction.  This makes the 
  133. code a tiny bit longer, but makes it much easier to trouble shoot.  The S
  134. after the +L tells the program NOT to create a symbol table if the assembly
  135. is completed without errors.  We DO NOT use the symbol table.
  136.  
  137. DEMO3.ASM:
  138. ─────────
  139.  1: start: mov     ds,cs                   ;data segment = code segment
  140.  2:        mov     ax,3                    ;reset text mode =
  141.  3:        int     10h                     ;clear the screen.
  142.  4:        call    cursof                  ;turn off the cursor
  143.  5:        mov     es,0b800h               ;text mode video segment
  144.  6:        mov     ah,1                    ;start with medium blue
  145.  7:        mov     di,>s0                  ;list 7 medium colors
  146.  8:        mov     si,844                  ;video location to start diz2
  147.  9:        mov     cx,7                    ;display 7 lines
  148. 10:        call    diz2                    ;display
  149. 11:        mov     ah,9                    ;start bright blue on black
  150. 12:        mov     di,>s1                  ;list 7 bright colors
  151. 13:        mov     si,1964                 ;video location to start diz2
  152. 14:        mov     cx,7                    ;display 7 lines
  153. 15:        call    diz2                    ;display
  154. 16:        mov     ah,15                   ;bright white
  155. 17:        mov     cx,1                    ;display 1 line
  156. 18:        mov     di,>s2                  ;exit message
  157. 19:        mov     si,0                    ;display top left
  158. 20:        call    diz2                    ;do it
  159. 21:        mov     ah,0                    ;await key press
  160. 22:        int     16h                     ;keyboard
  161. 23:        cmp     ah,1                    ;Esc key
  162. 24:        jz      exit                    ;if so, go to exit
  163. 25:        jmp     start                   ;start all over
  164. 26:
  165. 27: diz2:  mov    al,[di]                  ;get character to display
  166. 28:        inc     di                      ;next one
  167. 29:        cmp     al,0                    ;test for zero end of string
  168. 30:        jz      diz3                    ;if so, go to diz3
  169. 31:        mov     es:[si],ax              ;display ASCII char.+ attribute
  170. 32:        add     si,2                    ;next video mem address
  171. 33:        jmp     diz2                    ;continue
  172. 34: diz3:  inc     ah                      ;next color
  173. 35:        add     si,98                   ;next video mem to display
  174. 36:        loop    diz2                    ;display 7 lines bright colors
  175. 37:        ret                             ;return to next after call
  176.  
  177. 38: exit:  mov     ax,3                    ;reset text mode video
  178. 39:        int     10h                     ;also turns cursor ON
  179. 40:        mov     ax,4c00h                ;exit instruction
  180. 41:        int     21h                     ;return to DOS> prompt
  181. 42:
  182. 43: s0:
  183. 44: db  'This is medium blue    on black',0
  184. 45: db  'This is medium green   on black',0
  185. 46: db  'This is medium cyan    on black',0
  186. 47: db  'This is medium red     on black',0
  187. 48: db  'This is medium magenta on black',0
  188. 49: db  'This is medium orange  on black',0
  189. 50: db  'This is medium white   on black',0
  190. 51: s1:
  191. 52: db  'This is bright blue    on black',0
  192. 53: db  'This is bright green   on black',0
  193. 54: db  'This is bright cyan    on black',0
  194. 55: db  'This is bright red     on black',0
  195. 56: db  'This is bright magenta on black',0
  196. 57: db  'This is bright yellow  on black',0
  197. 58: db  'This is bright white   on black',0
  198. 59: s2: db 'Esc to exit',0
  199. 60:
  200. 61: curson: mov    ah,1                    ;set cursor type
  201. 62:        mov     cx,0607h                ;cursor type
  202. 63:        int     10h                     ;do it
  203. 64:        mov     dx,0                    ;cursor position
  204. 65:        jmp     >c1                     ;> = forward jump
  205. 66: cursof: mov    dx,1900h                ;cursor out of view on text
  206. 67:c1:     mov     ah,2                    ;set cursor position
  207. 68:        mov     bh,0                    ;page zero in text mode
  208. 69:        int     10h                     ;do it
  209. 70:        ret                             ;return to call+next instruct.
  210.  
  211. When writing assembly language source code, the upper case (CASE) or lower
  212. case (case) makes no never mind, but hot shot programmers always use lower 
  213. case exclusively.  Until I got drug store reading glasses, I always used 
  214. upper case because it was easier for me to read.
  215.  
  216. This lesson's call diz2 in demo3.asm's lines 10 and 15 illustrates yet another 
  217. way to display zero terminated ASCII strings.  A zero terminated ASCII string
  218. is nothing more than a group of ASCII characters beginning with a db (define
  219. byte) instruction, then an apostrophe (') to tell the assembler that what
  220. follows are ASCII characters (decimal 32 through decimal 127).  The next
  221. apostrophe at the end of the string tells the assembler that it the end of the 
  222. ASCII characters.  The next 0 tells the diz2 subroutine that it is all done 
  223. displaying that line.  The comma before the 0 tells the assembler that what 
  224. follows should be treated as though it were on the next line with a db before 
  225. it.  As such, you can mix ASCII, decimal and hex on the same line if you 
  226. follow these rules.  It surely saves unnecessary line numbers.
  227.  
  228. THE PC KEYBOARD:
  229. ──────────────-
  230. The PC keyboard and the operating system's decoding of its output is a pretty 
  231. sophisticated series of subroutines using a number of different interrupts to 
  232. handle the decoding.  The interrupt we will use in these lessons is interrupt
  233. 16h.  It is the most useful for our purposes and will handle most everything
  234. imaginable when used correctly.  It has three fundamental functions.
  235.  
  236.    Number 1:
  237.    ───────-
  238.    mov ah,0 - int 16: this is the fundamental wait for a key to be pressed.
  239.    It returns the value in the 16 bit ax register.  The 16 bit ax register 
  240.    consists of two 8 bit registers.  The al register for the low 8 bits and
  241.    the ah register for the high 8 bits of ax.  Thus, ah + al = the ax 
  242.    register. After mov ah,0 - int 16h is executed in your program it returns 
  243.    the values in hex in both the al register and ah register as illustrated 
  244.    below for the A key.  All values are in hex.   
  245.    
  246.                Key   NoShift Shift  Ctrl   Alt             
  247.                  ah-al   ah-al  ah-al  ah-al                
  248.  
  249.             A    1E/61   1E/41  1E/01  1E/00
  250.  
  251.    We can see that register ah returns the scan code 1E when the letter A is
  252.    pressed whether or not the shift, Ctrl or Alt key is pressed with it.
  253.    A scan code is the value for the key pressed when the key is released on
  254.    current PCs.
  255.  
  256.    Register al returns the ASCII value for the letter 'A' if the shift key is
  257.    also pressed or the ASCII value for the letter 'a' if the shift key is not
  258.    pressed.  We need only compare register al with 61 hex or 41 hex to 
  259.    determine whether or not the 'a' or shift 'A' key is pressed.
  260.    
  261.    For our program to determine whether or not the Ctrl A or Alt A keys are
  262.    pressed we must compare register ax with 1E01 hex or 1E00 hex.
  263.  
  264. The table below illustrates the ax, ah and al register values returned by the
  265. mov ah,0 - int 16h function for ALL the keys on current/up to date, PC 
  266. compatible computers.
  267.  
  268. IBM PC KEYBOARD SCAN/ASCII CODES IN HEX RETURNED IN ax by: mov ah,0 - int 16H
  269. ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────-
  270.  
  271. Key   NoShift Shift  Ctrl   Alt            Key    NoShift Shift  Ctrl   Alt  
  272.       ah-al   ah-al  ah-al  ah-al                 ah-al   ah-al  ah-al  ah-al
  273.                                          
  274. A     1E/61   1E/41  1E/01  1E/00          F1     3B/00   54/00  5E/00  68/00
  275. B     30/62   30/42  30/02  30/00          F2     3C/00   55/00  5F/00  69/00
  276. C     2E/63   2E/43  2E/03  2E/00          F3     3D/00   56/00  60/00  6A/00
  277. D     20/64   20/44  20/04  20/00          F4     3E/00   57/00  61/00  6B/00
  278. E     12/65   12/45  12/05  12/00          F5     3F/00   58/00  62/00  6C/00
  279. F     21/66   21/46  21/06  21/00          F6     40/00   59/00  63/00  6D/00
  280. G     22/67   22/47  22/07  22/00          F7     41/00   5A/00  64/00  6E/00
  281. H     23/68   23/48  23/08  23/00          F8     42/00   5B/00  65/00  6F/00
  282. I     17/69   17/49  17/09  17/00          F9     43/00   5C/00  66/00  70/00
  283. J     24/6A   24/4A  24/0A  24/00          F10    44/00   5D/00  67/00  71/00
  284. K     25/6B   25/4B  25/0B  25/00          F11    85/00   87/00  89/00  8B/00
  285. L     26/6C   26/4C  26/0C  26/00          F12    86/00   88/00  8A/00  8C/00
  286. M     32/6D   32/4D  32/0D  32/00                                            
  287. N     31/6E   31/4E  31/0E  31/00          NUMERIC KEYPAD                    
  288. O     18/6F   18/4F  18/0F  18/00                                            
  289. P     19/70   19/50  19/10  19/00       Ins  0    52/00   52/30              
  290. Q     10/71   10/51  10/11  10/00       End  1    4F/00   4F/31  75/00  00/01
  291. R     13/72   13/52  13/12  13/00   Dn Arrow 2    50/00   50/32         00/02
  292. S     1F/73   1F/53  1F/13  1F/00       PgDn 3    51/00   51/33  76/00  00/03
  293. T     14/74   14/54  14/14  14/00       <--  4    4B/00   4B/34  73/00  00/04
  294. U     16/75   16/55  16/15  16/00            5            4C/35         00/05
  295. V     2F/76   2F/56  2F/16  2F/00       -->  6    4D/00   4D/36  74/00  00/06
  296. W     11/77   11/57  11/17  11/00       Home 7    47/00   47/37  77/00  00/07
  297. X     2D/78   2D/58  2D/18  2D/00   Up Arrow 8    48/00   48/38         00/08
  298. Y     15/79   15/59  15/19  15/00       PgUp 9    49/00   49/39  84/00  00/09
  299. Z     2C/7A   2C/5A  2C/1A  2C/00        -        4A/2D   4A/2D              
  300. Space 39/20   39/20  39/20  39/20        +        4E/2B   4E/2B              
  301. Esc   01/1B   01/1B  01/1B               *        37/2A   37/2A              
  302. 1 !   02/31   02/21         78/00        /        35/2F   35/2F              
  303. 2 @   03/32   03/40  03/00  79/00       Del       53/00   53/2E              
  304. 3 #   04/33   04/23         7A/00       Enter     1C/02   1C/02  1C/0A       
  305. 4 $   05/34   05/24         7B/00                                            
  306. 5 %   06/35   06/25         7C/00       TOGGLE and SHIFT KEYS:               
  307. 6 ^   07/36   07/5E  07/1E  7D/A0       Read or Write MEM Location 0000:0417 
  308. 7 &   08/37   08/26         7E/00       bit  key          when bit = 1       
  309. 8 *   09/38   09/2A         7F/00        7   Insert       insert mode on     
  310. 9 (   0A/39   0A/38         80/00        6   CapsLock     capslock mode on   
  311. 0 )   OB/30   0B/29         81/00        5   NumLock      numlock mode on    
  312. - _   0C/2D   0C/5F  0C/1F  82/00        4   ScrollLock   scroll lock mode on
  313. = +   0D/3D   0D/2B         83/00        3   Alt Shift    key down           
  314. [ {   1A/5B   1A/7B  1A/1B               2   Ctrl Shift   key down           
  315. ] }   1B/5D   1B/7D  1B/1D               1   Left Shift   key down           
  316. BakSp 0E/08   0E/08                      0   Right Shift  key down           
  317. ; :   27/3B   27/3A                                                          
  318. ' "   28/27   28/22                     Read or Write MEM Location 0000:0418 
  319. ` ~   29/60   29/7E                     bit  key          when bit = 1       
  320. , <   33/2C   33/3C                      7   Insert       key down           
  321. . >   34/2E   34/3E                      6   CapsLock     key down           
  322. / ?   35/2F   35/3F                      5   NumLock      key down           
  323. Enter 1C/0D   1C/0D  1C/0A               4   ScrollLock   key down           
  324. Tab   0F/09   0F/00                                                          
  325. \ |   2B/5C   2B/7C  2B/1C              (all above from IBM Technical Manual)
  326.                                          
  327. TEXT MODE VIDEO LINE ADDRESSES:        KEYPAD INPUT USEFUL ASCII CHARACTERS:
  328. 0-0000  6-0960 12-1920 18-2880             218 ┌    194 ┬    ─ 196    ┐ 191  
  329. 1-0160  7-1120 13-2080 19-3040             195 ├    197 ┼    │ 179    ┤ 180  
  330. 2-0320  8-1280 14-2240 20-3200             192 └    193 ┴    ─ 196    ┘ 217  
  331. 3-0480  9-1440 15-2400 21-3360             201 ╔    203 ╦    ═ 205    ╗ 187  
  332. 4-0640 10-1600 16-2560 22-3520             204 ╠    206 ╬    ║ 186    ╣ 185  
  333. 5-0800 11-1760 17-2720 23-3680  24-3840    200 ╚    202 ╩    ═ 205    ╝ 188  
  334.  
  335. The above table contains a great deal of information about the PC's keyboard
  336. output values.  By all means print it out and place it in a single clear 
  337. plastic cover sheet that you can keep at a handy place on your desk.  I use
  338. it daily.  On the other side of the plastic sheet print out and insert the:
  339.  
  340.            IBM - ASCII - DECIMAL - BINARY - HEX - TABLE
  341.  
  342. This table was included as part of lesson 1.
  343.  
  344.    Number 2:
  345.    ───────-
  346.    mov ah,1 - int 16h: This function should be used to test the keyboard to
  347.    see if ANY key has been pressed. It does not WAIT for a key to be pressed.
  348.    The source code: mov ah,1 - int 16h - jz nopress will jump to nopress when
  349.    no key is pressed. The following source code illustrates the correct way
  350.    to use it.  Line 5 does NOT wait since a key has been pressed.
  351.  
  352.          1:   mov     ah,1                    ;check to see
  353.          2:   int     16h                     ;if key pressed.
  354.          3:   jz      nopress                 ;if not pressed go nopress
  355.          4:   mov     ah,0                    ;unload keyboard buffer
  356.          5:   int     16h                     ;it DOES NOT WAIT here
  357.          6:   cmp     al,61h                  ;test for 'a' key
  358.          7:   jz      gota                    ;if so, jump to gota
  359.          8: nopress:                          ;continue program here
  360.  
  361.    Number 3:
  362.    ───────-
  363.    mov ah,2 - int 16h: This function tests memory location 0000:0417 hex and     
  364.    returns its byte value in the al register.
  365.  
  366.       Memory        Bit    Key             When bit = 1     
  367.       ──────        ───    ───             ────────────
  368.       0000:0417h     7     Insert          Insert mode 'on'
  369.              6     CapsLock        CapsLock mode 'on'
  370.              5     NumLock         NumLock mode 'on'
  371.              4     ScrollLock      ScrollLock mode 'on'
  372.    
  373.    Use the test instructions as below to determine which bit is set.
  374.  
  375.               byte                word
  376.               
  377.          bit no.      76543210            15 14 13 12 11 10 9 8 76543210
  378.               00000000             0  0  0  0  0  0 0 0 00000000
  379.  
  380.          1.   mov     ah,2     
  381.          2.   int     16h
  382.          3.   test    al,10000000b        ;bit 7 = 1 ?
  383.          4.   jz      insert_on
  384.          5.   test    al,01000000b        ;bit 6 = 1 ?
  385.          6.   jz      capslock_on
  386.          7.   test    al,00100000b        ;bit 5 = 1 ?
  387.          8.   jz      numlock_on
  388.          9.   test    al,00010000b        ;bit 4 = 1 ?
  389.         10.   jz      scrolllock_on
  390.  
  391.    Note that we have illustrated yet another way to input a value in source 
  392.    code in addition to decimal and hex, b = binary.  Sometimes it is easier
  393.    to visualize the individual bits of a byte or word when using b = binary,
  394.    rather using decimal or hex values.  
  395.    
  396.    Your IBM-ASCII-DECIMAL-BINARY-HEX-TABLE reference sheet has all of these 
  397.    printed out for reference from zero through 255 decimal.  Keep this sheet 
  398.    handy on your desk.  I use it many times every day.
  399.  
  400.    On Friday night of this week, please take the little 20 question Quiz 2
  401.    and e-mail it to me tomorrow morning.
  402.  
  403.    Love,
  404.  
  405.    Grandpa
  406.    
  407.