COURS 5.TXT/fr
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* COURS D'ASSEMBLEUR 68000 SUR ATARI ST *
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* par Le Féroce Lapin (from 44E) *
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* Cours numéro 5 *
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Suite de l'étude du Status register, les interruptions.
Etant donné que nous avons parfaitement compris ce qui se passait
dans le cas où le 68000 trouvait le bit T du Status Register à 1,
c'est-à-dire tout le système d'adresse fixe à laquelle on trouve
l'adresse de la routine, nous allons pouvoir continuer et en fait
finir la description des autres bits de ce Status Register.
Le bit S / Superviseur
Le 68000 peut évoluer dans 2 modes: le mode Superviseur et le
mode Utilisateur. Dans le mode superviseur, nous avons accès à
TOUTES les instructions du 68000 et à TOUTE la mémoire, alors
qu'en mode utilisateur certaines instructions ne peuvent être em-
ployées, et l'accès à certaines parties de la mémoire est in-
terdit.
Effectivement cela peut sembler au premier abord surprenant:
Vous avez acheté une machine, c'est quand même pour pouvoir l'uti-
liser dans sa totalité! Là encore, nous tombons dans le piège qui
consiste à mélanger ATARI ST et 68000 MOTOROLA. Grâce à l'énorme
puissance de ce micro-processeur, il est tout à fait possible
d'envisager un travail multi-utilisateur.
Gonflons notre ST à 8 Mega octets, équipons le d'un énorme disque
dur, et connectons le à plusieurs terminaux. Nous avons donc plu-
sieurs claviers, plusieurs écrans, mais en revanche un seul mi-
cro-processeur, celui de l'unité centrale (dont le nom prend ici
toute sa valeur) et une seule mémoire, dans laquelle tout le monde
pioche à tours de bras. Là, la différenciation Superviseur/Utili-
sateur prend son sens. Le Superviseur, c'est le 'propriétaire' de
l'unité centrale, les personnes utilisant les terminaux n'étant
que des 'utilisateurs'. Le fait de ne leur autoriser qu'une partie
des instructions et de la mémoire, a pour but d'éviter les planta-
ges car si dans le cas d'une mono-utilisation, un plantage total
de la machine est toujours gênant, dans le cas d'une multi-utili-
sation, cela relève de la catastrophe, car on ne plante plus le
travail d'une seule personnes mais de plusieurs!
Le bit S du Status Register, s'il est à 0, indique que nous sommes
en mode Utilisateur. A 1, il indique que nous sommes en Super-
viseur.
Tout comme MONST indiquait l'état Trace en indiquant T à côté du
SR, il indique U ou S suivant le mode dans lequel nous nous
trouvons.
Jetons un coup d'oeil en arrière sur le chapitre décrivant le bro-
chage du 68000 (cours supplémentaire A). Nous retrouvons cette
distinction au niveau des broches FC0, FC1, FC2.
Avant d'étudier les 3 bits restant du SR (I2, I1, I0), il faut sa-
voir que le Status Register est en fait séparé en 2 octets. L'oc-
tet de poids fort (bit 8 à 15) est appelé octet superviseur, alors
que l'octet de poids faible est l'octet utilisateur.
En mode utilisateur on ne peut écrire que dans l'octet utilisateur
alors qu'en mode superviseur nous avons accès au word dans sa to-
talité.
L'octet utilisateur contenant les bits de conditions (bits X N Z V
C), on l'appelle également registre des codes conditions (Condi-
tion Code Register), ou CCR.
Les bits I2, I1 et I0 (Interrupt Mask)
Ces 3 bits servent à représenter les masques d'interruption. Mais
voyons tout d'abord ce qu'est une interruption. Nous avons étudié
précédemment le fonctionnement lié au bit T (trace). Lorsque ce
bit est positionné, le programme principal est interrompu, au pro-
fit d'une routine spéciale. C'est en quelque sorte le principe de
l'interruption.
Une routine en interruption, c'est un bout de programme différent
du programme principal. A intervalles réguliers ou à cause d'un
élément extérieur, le 68000 va interrompre (c'est bien le mot!) le
programme principal, pour aller exécuter cette routine. Lorsque
celle-ci sera terminée, il y aura retour au programme principal.
L'exemple le plus simple est celui du téléphone: Je travaille à
mon bureau (c'est le programme principal) lorsque le téléphone
sonne. Je détecte l'interruption, j'arrête mon travail et je dé-
croche (exécution de l'interruption). La conversation terminée, je
raccroche et je retourne à mon occupation première.
Maintenant, plus compliqué: Interruption de mon travail principal.
Je décroche, mais en cours de conversation, on sonne à la porte.
Là intervient le principe de la priorité d'interruption. Si la
porte d'entrée à une priorité supérieure à celle du téléphone,
j'interrompt la conversation téléphonique pour aller ouvrir: Il y
a interruption de l'interruption. Une fois claqué la porte au
124ème marchand de balayettes de la journée je reprends le télé-
phone, je finis la conversation, je raccroche puis je me remets à
ma tâche principale.
Par contre, si l'interruption 'porte d'entrée' a une priorité
inférieure à celle du téléphone, j'attendrai d'avoir fini avec ce-
lui-ci avant d'aller ouvrir.
Les 3 bits I2, I1 et I0 (Interrupt mask) permettent de définir le
niveau mini d'interruption qui sera pris en cours. Comme on ne
possède que 3 bits, on ne peut définir que 7 niveau, de 1 à 7 (on
ne parle pas ici du niveau 0, car c'est le niveau de travail 'nor-
mal' de la machine. Si le niveau est à 0, c'est qu'il n'y a pas
d'interruption.). Ainsi, si nous avons 011 pour ces 3 bits, nous
obtenons 3 comme niveau mini. Les interruptions de niveaux 1 et 2
ne seront donc pas prises en compte. Puisque le niveau indiqué par
les 3 bits sera accepté comme niveau d'interruption, nous en dé-
duisons que si les bits sont à 111, seuls les interruptions de ni-
veau 7 seront prises en compte. Or nous voyons bien également
qu'il n'est pas possible de définir un niveau minimum de 8 par
exemple, et donc qu'il sera impossible d'empêcher une interruption
de niveau 7. Ce niveau est donc dit 'non-masquable'.
Les interruptions de niveau 7 sont donc appelées NMI c'est à dire
non-maskable-interrupt.
A noter qu'il n'est pas possible d'opérer une sélection précise et
par exemple d'autoriser les interruptions de niveaux 4, 5 et 7 et
pas celles de niveau 6. Si les bits sont à 100, les interruptions
de niveau 4, 5, 6 et 7 seront autorisées. Vous pouvez jeter à nou-
veau un coup d'oeil sur le cours annexe A. Vous retrouverez bien
sur le 68000 les broches I2, I1 et I0. Une remarque cependant, ces
broches sont actives à l'état bas, c'est-à-dire qu'elle indique
quelque chose lorsqu'il n'y a pas de courant, à l'inverse des au-
tres broches.
Par contre leur représentation au sein du Status Register se fait
dans le bon 'sens'.
Nous sommes maintenant amenés à nous poser une question similaire
à celle que nous nous sommes posée lors de l'étude du mode Trace.
Le 68000 reçoit une demande d'interruption. Il compare le niveau
de celle-ci à la limite fixée par les bits I du Status Register.
Si l'interruption est acceptable, il sauve le Status Register et
met en place dans les bits I le niveau de l'interruption qu'il va
exécuter afin de ne pas être gêné par une autre demande plus fai-
ble. Il stoppe alors l'exécution de son programme principal pour
se détourner vers la routine. Une fois celle-ci terminée, il re-
vient au programme principal. C'est bien joli, mais où a-t-il
trouvé la routine en interruption ? Et bien simplement en utili-
sant le même principe que pour le mode Trace. Nous avons vu que
lorsque le bit T était en place, le 68000 allait voir à l'adresse
$24 et qu'il y trouvait un long mot, ce long mot étant l'adresse
de la routine. Pour les interruptions, le principe est le même: si
c'est une interruption de niveau 4, c'est à l'adresse $70 que le
68000 trouvera un long mot, ce long mot, comme dans le cas du mode
Trace étant l'adresse de la routine à exécuter. Si l'interruption
est de niveau 1, c'est le long mot situé à l'adresse $64 etc... Il
est bien évident que c'est au programmeur de placer ces long mots
à ces adresses: On prépare une routine, on cherche son adresse de
départ, puis on note celle ci à l'endroit précis où l'on sait que
le 68000 viendra la chercher.
Toutes ces adresses étant situées dans le premier kilo de mémoire
de notre machine, étudions de plus près ces 1024 octets. (Vous
trouverez un tableau représentant ce kilo en annexe) Pour le mo-
ment nous n'allons faire qu'y repérer les quelques éléments que
nous avons déjà étudiés. Toutes ces adresses ont des numéros d'or-
dres, et à cause de leur fonction propre (ne faire que communiquer
l'adresse d'une routine), on les appelle 'vecteurs'.
Nous retrouvons bien en $24 le vecteur 9, correspondant au mode
Trace, de $64 à $7C les vecteurs correspondants aux interruptions
de niveau 1 à 7. Le niveau 0, étant le niveau 'normal' de travail,
n'a pas de vecteur.
Nous pouvons déjà expliquer d'autres vecteurs: Ainsi le numéro 5
(adresse $14) c'est le vecteur de division par 0. Le 68000 ne peut
pas faire de division par 0. Lorsque le programme essaye, il se
produit la même chose que pour le mode Trace: Ayant détecté une
division par 0, le 68000 fonce à l'adresse $14, y trouve une
adresse de routine et va exécuter celle-ci. Dans la plupart des
cas cette routine va afficher quelques bombes à l'écran et tout
bloquer. Rien ne vous empêche cependant de préparer votre propre
routine et de mettre son adresse en $14. Ainsi dans un programme
de math (beurkk!) cette routine peut afficher "division par 0 im-
possible". Si l'utilisateur tente une telle division, inutile de
faire des tests pour le prévenir de cette impossibilité, le 68000
s'en chargera tout seul.
Les autres vecteurs
Erreur bus. Nous avons vu précédemment que le 68000 utilise ce
que nous appelons un bus pour recevoir ou transmettre des données.
Si une erreur survient sur celui ci, il y a saut a l'adresse $8
pour trouver l'adresse de la routine qui sera alors exécutée.
Erreur d'adresse. Le 68000 ne peut accéder qu'à des adresses
paires. S'il tente d'accéder à une adresse impaire, il se produit
une erreur d'adresse (même principe de traitement que l'erreur
bus, ou le mode Trace, vecteur, adresse etc...). Nous verrons plus
tard qu'il nous sera possible d'accéder à des adresse impaires,
mais avec des précautions.
Instructions illégales. Nous avons vu que le travail de l'as-
sembleur consistait simplement à transformer en chiffres, ligne
par ligne, notre programme. Cependant, si nous mettons en mémoire
une image, celle-ci sera également placée dans le 'tube mémoire'
sous forme de chiffres. La différence c'est que ces chiffres là
ne veulent rien dire pour le 68000 en tant qu'instruction. Si
nous ordonnons au 68000 d'aller à cette adresse (celle de
l'image) il essayera de décrypter ces chiffres comme des instruc-
tions, ce qui déclenchera une erreur 'instruction illégale'.
Violation de privilège. Nous avons vu que le 68000 pouvait évo-
luer en mode utilisateur ou en mode superviseur. On dit que l'état
superviseur est l'état privilégié (ou état de plus haut
privilège). Tenter d'accéder en mode utilisateur à une zone mé-
moire réservée au mode superviseur ou bien tenter d'exécuter une
instruction privilégiée (donc utilisable uniquement en supervi-
seur) provoquera une erreur 'violation de privilège'.
Connaître ces différents types d'erreurs est très important. En
effet la phase de mise au point est généralement longue en assem-
bleur, surtout au début. De très nombreuses erreurs peuvent surve-
nir, dont la cause est parfois juste sous notre nez. Le type même
de l'erreur, si celle-ci est bien comprise, peut souvent suffire à
orienter les recherches plus précisément et ainsi raccourcir le
temps (pénible) de recherche du grain de sable qui bloque tout!
Tous les vecteurs constituant le premier kilo de mémoire ayant
pour but de dérouter le programme principal vers une routine ex-
ceptionnelle, sont appelés 'vecteurs d'exceptions'.
Les vecteurs restants seront étudiés dans les séries suivantes, au
fur et à mesure des besoins. Chaque chose en son temps!
Pour aujourd'hui nous nous arrêterons là. Ce fut court mais le
prochain chapitre sera consacré à la pile et sera bien gros!
La pile est un problème aussi simple que les autres, qui demande
simplement de l'attention. Après avoir étudié ce qu'est la pile,
il ne nous restera plus qu'un demi-cours avant d'aborder nos pre-
miers 'gros' programmes!
Courage! mais surtout prenez votre temps! Relisez les cours précé-
dent même si tout vous paraît compris. Plus nous avancerons plus
le nombre de petites choses augmentera et moins il y aura de place
pour la plus petite incompréhension.
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