Black Crow #03 27 июня 2000

Железо

Очумелые ручки - Реализация кэша.

                       
                       
                       
                                         
(С) 1999 Макс/Compu-Sudio Ltd            
-----------------------------------------
   Добрый  день! Сегодня я вам расскажу о
самой классной доработке Спектрума в пла-
не  программирования и взлома программ за
всё  время существования нашего компьюте-
ра.  Предидущим  достижением такого плана
было  изобретение  теневика на Скорпионе.
Теперь  все не-Скорпионщики могут сделать
себе  данное приспособление и при наличии
соответствующего программного обеспечения
стать  в один ряд с продвинутыми кодерами
и хакерами.                              
   Это устройство не ново - ещё в старом-
добром  Spectrofon`е 17 знаменитый В.М.Г.
предлагал.  Но тогда данное устройство не
вызвало ажиотажного спроса. Теперь же, по
мере  написания программ "под кеш", нали-
чие этого устройства становится всё более
необходимым. И даже престижным.          
   Данный  текст уже морально устарел, но
учитывая то, что многие по-прежнему отре-
заны от сетей, а значит - и от "цивилизо-
ванного  рынка информации", да ещё в при-
дачу ко всему схема от В.М.Г. имеет глюки
в работе, то я счёл необходимым затронуть
эту тему в своём издании.                
                                         
   Для начала перечислю все те плюсы, ко-
торыми изобилует этот аппаратный апгрейд:
                                         
   1) 16К  сверхбыстрой памяти в адресном
пространстве ПЗУ;                        
   2)  теневой принцип нахождения в схеме
компьютера;                              
   3) программно доступны все адреса, ко-
торые вызываются командами RST. Можно са-
мому использовать в своих целях, например
тот же RST 8 или даже RST 0;             
   4) самый, что ни есть, полный доступ к
портам ВГ93, что  открывает потрясающие с
точки зрения программиста возможности ра-
боты с диском!  Чего только стоит свобод-
ное чтение регистра #1F ВГ-шки на предмет
качества выполнения операции;            
   5) по адресу 102 или #66 (кто как при-
вык) можно разместить свой обработчик на-
жатия  на  magic, что несомненно упростит
взлом любой  программы, не использующей в
своих целях кеш и не убивающих его;      
   6) любители писать свои новые ОС и на-
хрен никому не нужные виндовсы теперь мо-
гут убраться нахрен из основного ОЗУ ком-
па в  кеш, а точки входа в свои маздайные
оболочки  сделать  по-человечески - через
RST`шки!  Как  в is-dos, например, но при
этом использовать их все, а не только на-
бивший оскомину RST 16;                  
   7) много всяких-всяких возможностей...
                                         
   Минусы наличия кеша: некоторые маздай-
ные  программы (в основном старьё) любили
делать LPRINT txt, что приводит к медита-
ции всей системы. Выход из этого - сделай
перед работой инсталляцию Lprint`овой ПЗУ
методом считывания с диска прошивки и пе-
реброски её в кеш. Не забудь при этом от-
крыть/закрыть кеш ;)                     
                                         
   Итак, привожу ИСПРАВЛЕННУЮ схему кеша,
которую любезно предоставил Master. После
переделки схемы всё стало корректно рабо-
тать и не напрягать схему компьютера.    
                                         

























   На схеме есть тумблер, который перево-
дит нажатие magic`а в кеш или обычный дос
и которым удобно пользоваться в различных
жизненных ситуациях. У меня, правда, одна
ситуация - кешем ломаю или отлаживаю про-
ги, которые ковыряю или пишу.            
                                         
   Теперь немного информации о методе ра-
боты с кеш и пример его применения. Блин,
всё гениальное просто:                   
                                         
          DI                             
          IN   A,(#FB) ;кеш открыт!      
          CALL nn      ;программа user`а 
          IN   A,(#7В) ;кеш закрыт!      
          EI           ;ну, если это нуж-
          RET          ;но...            
                                         
   И всё! Нет никаких дурацких LD ВС,#nnn
и OUT (С),n и прочей ерунды, которая при-
водилась  в  DEJA VU 7 и других изданиях,
приводивших  примеры  "расширения ОЗУ" на
16/32К.  Тоже,  конечно, хорошо, но зачем
делать  то,  под что проблематично писать
софт?  Хотя это чисто моё мнение, не пре-
тендующее ни на что. А вот кэш - это кру-
то! И  самое интересное - все возможности
"в одном флаконе"!                       
                                         
   Возможности программиста.  Они ограни-
чиваются только объёмом кеша: 2, 4, 8 или
16 килобайт реализовано в одной странице,
или сколько?  Проверить это можно по-раз-
ному. Самый примитивный способ мой, кото-
рый позволяет грубо подсчитать количество
кило в кеше или определить его отсутствие
вообще.                                  
                                         
       DI           ;без прерываний!     
       IN   A,(#FB) ;open кеш            
       LD   HL,#0000                     
       LD   DE,#0001                     
       LD   ВС,#ЗFFF                     
       LD   (HL),L                       
       PUSH HL      ;очистка кеша        
       LDIR                              
       РОР  HL                           
       LD   A,#01   ;байт контроля любой,
       LD   (HL),A  ;кроме #F3!          
       СР   (HL)    ;есть ОЗУ, или нет?  
       JR   NZ,NO_CACHE;нет, а жаль...   
       LD   ВС,#ЗFFF;1бКб размер страницы
       INC  HL      ;с адреса #0001 ищем 
       CPIR         ;возможные повторения
       LD   HL,EXIT ;выход из теста      
       PUSH HL      ;так короче ;)       
       LD   A,Н     ;адрес, где есть сов-
       LD   Е,#08   ;падения с контролем 
       СР   Е                            
       RET  Z       ;кеш на 2К           
       LD   Е,#10                        
       СР   Е                            
       RET  Z       ;на 4К               
       LD   Е,#20                        
       СР   Е                            
       RET  Z       ;на 8К               
       РОР  HL                           
       LD   Е,#40   ;нет совпадений, зна-
EXIT   IN   A,(#7В) ;чит кеш 16К. Rulez! 
       LD   A,Е     ;результат теста для 
       EI           ;дальнейшего примене-
       RET          ;ния.                
NO_CACHE                                 
       LD   Е,0     ;нет кеша вовсе!     
       JR   EXIT                         
                                         
   Как видите - ничего сложного здесь нет
и быть не может.  Память кеша организова-
на таким образом, что можно ставить любую
рушку без риска "улететь". И использовать
можно всё адресное пространство вне зави-
симости от объёма ОЗУ кеша. Допустим, что
вам  надо сделать обращение к диску, но у
вас, как на зло, всего 2К кеш. Ничего нет
страшного  в этом! Главное, чтобы драйвер
дисковых  операций небыл безмерно раздут.
Так как порты доса доступны при обращении
к окну #3D00-#ЗDFF, то и драйвер дисковых
операций можно положить туда же. Откройте
кеш, ldir`ните под адрес #3D00 свой драй-
вер  и можете свободно его использовать в
своих целях. Имейте ввиду, что порты доса
будут  доступны только, если РС бегает по
кешу  в любом месте (естественно, если вы
вошли в  кеш через окно), а для доступа к
портам "ZX" надо сделать выход в основное
ОЗУ. Не забывайте это при написании своих
программ, которые предполагается частично
или полностью размещать в кеше!          
                                         
   В приложении к журналу есть программа,
которая  поможет вам определиться с нали-
чием  или отсутствием кеша, а также с его
объёмом.  Это "MAGIC INSTALLER". Она, ко-
нечно, не идеал, но при наличии у вас до-
полнительного  ОЗУ по любому из известных
стандартов памяти, позволит почувствовать
себя крутым хакером.                     
                                         
   Для  установки кеша можно использовать
как советские микросхемы РУ10 или РУ17, а
также и буржуйскими аналогами. Крайне ре-
комендую микросхему HY62256ALP-10 на 32Кб
объёмом. У меня стоит именно она. Но мар-
кировка может быть и другой. Главное - её
объём!                                   
                                         
   Здесь,  правда, появляется "проблема":
а  куда девать остальные 16К, неиспользо-
ванных  в предидущей схеме? Ведь руки так
и чешутся приспособить лишний RAM. Давай-
те обратим свои взоры к FIDO и поищем там
ответы на интересующие нас вопросы. Слово
предоставляется первому попавшемуся чело-
веку, рассуждения которого, по-моему, за-
служивают всеобщего внимания. Итак,      
                                         
(С) 1999 Roman Milukov (2:4616/14.29)    
-----------------------------------------
            Здравствуй, All!             
                                         
   Возникли у некоторых вопросы по поводу
кеша-32К. Дескать, не работает. Закидываю
подправленую  схему.  Если это не зарабо-
тает, значит ошибка в монтаже.           
                                         
               Порт #CFF7.               
                                         
   Не знаю как у кого, но после появления
аналогичной схемы от ARC, я теперь обяза-
тельно  сделаю  блокировку  этого порта в
своём  компе!  И  включена она будет пос-
тоянно.                                  
                                         
   И  ещё  раз:  Не заводить на этот порт
RESET  - идея не из лучших. При этом хоть
и отпадает необходимость записывать в не-
го  при  каждом перезапуске нужное значе-
ние, но появляются другие проблемы:      
 1. что  делать,  если какой-то нехороший
программер полез  к нему без разрешения и
вписал туда чего ему захотелось?         
 2. что делать, если произошёл сбой в ре-
зультате  мощной импульсной помехи? - а в
ОЗУ была важная информация!              
                                         
         САСНЕ = 62256         
         =============         
                                         
    В  Пентагоне  очень  легко  поставить
CACHE-ОЗУ  на 537РУ10. Схема от ВМГ опуб-
ликована  в  Спектрофоне-17.  И не только
для Пентагона. Но с 2К мало от него поль-
зы. Вот 16К - другое дело! Там же расска-
зано, как сделать и 16К - на двух 537РУ17
- их надо напаивать "бутербродом" друг на
друга. Но гораздо удобнее взять одну бур-
жуйскую  микросхему  статического  ОЗУ  -
62256 (разные фирмы называют их по разно-
му, у меня стоит НМб2256LP).             
                                         
    Вот  тут появляется "серьезная" проб-
лема  - 62256 имеет объем 32К. Ну 16К за-
действуем  как  положено. А куда б приме-
нить  остальные 16К? Сразу приходит мысль
адресовать  их битом 4 #7FFD. Но весь су-
ществующий  софт под кеш писался с учетом
того,  что  при любом значении этого бита
имеем  один  и  тот  же кеш! Иногда такое
необходимо!  Поэтому _нельзя_ просто 1-ую
ногу цеплять на бит 4 #7FFD!             
                                         
 Я решил сделать в своем компе вот что:  
                                         
(рис.1)                                  





























    Привязка  дана к микросхемам Пентаго-
на!  Сигналы:  /DOSEN - 11н. D83 (1н. ПЗУ
27512); ROM - 12н. D62.                  
                                         
    Не  забудьте  на 26-ую ногу 62256 за-
вести  А13 (шина А0-А15) с Z80, на 2-ую -
А12, на 23-ю - А11. (На 22-ой должен быть
/RD.  А остальные ноги подключаются как и
у ПЗУ.)                                  
                                         
   28-ая  нога  -  питание, если подавать
его как указано, то информация в стат.ОЗУ
при  выключеном питании будет сохраняться
пока  не  сядет  батарейка.  А потребляет
статическое  ОЗУ  в режиме хранения ОЧЕНь
мало. (Именно поэтому применена 1SSЛЛ2!).
Для  не-Пентагона есть одна тонкость. Вот
схема В.М.Г.:                            
















   Здесь последний элемент ЛЛ1 надо заме-
нить  на  элемент 1SSЛЛ2 и резистор на 1К
(у  ЛЛ2  выход  -  открытый коллектор), и
соединить его выход с одноименным выходом
схемы,  показаной на рис.1. Или можно тут
применить элемент ЛП8, как в Пентагоне. а
13-ую  и 10-ую ноги КП11 (рис.1) надо по-
давать  сигнал  с  6-ой ноги ТМ2, на 1-ую
ногу  ЛЛ2  (рис.1) - подавать с 3-ей ноги
ЛЛ1.                                     
                                         
   Вместо серии 1533 можно поставить 555.
Можно,  конечно, поставить тумблера на 1-
ую  и  15-ую ноги КП11 и работать руками,
но лучше сделать так:                    
                                         
 bit1  и  /bitЧ  -  это биты порта #CFF7,
получены вот таким образом:              








    У кого собраны GLUK-часы по доработа-
ной  схеме, дешифратор уже есть. (И пита-
ние на 62256 можно взять оттуда.)        
                                         
   Теперь, если порт сброшен, имеем прос-
той CACHE 16К (1-ая страница 62256). Нор-
мальный!  Если  установить  бит 4 в порту
#CFF7,  то  имеем  CACHE-32К, где старший
адрес - бит 4 #7FFD.                     
                                         
   Если в нормальный CACHE-16К загрузить,
к примеру, TR-DOS 5.04Т (в ПЗУ у меня си-
дит TR-DOS 5.12F by REANIMATOR), то уста-
новив биты 4 и 1 #CFF7, можно юзать проги
критичные  к  версии  ТР-ДОСа. При этом у
Вас  будет и кеш - подключится 0-ая стра-
ница!                                    
                                         
   Бит  0 порта #CFF7, будучи установлен,
запретит  прогам  доступ к этому порту до
нажатия на RESET (если надо).            
                                         
   Есть еще одна интересная возможность -
подключить  ноги  2 и 11 КП11 (рис.1) вот
таким образом:                           
   
   
   
   
   
   
   
  Тогда можно загрузить в страницы CACHE-
32К,  к примеру, NeOS и свой вариант бей-
сика-48,  установить  бит  2 #CFF7, и они
станут на места бейсика-128 и стандартно-
го бейсика-48. Запись при этом в них ста-
нет невозможна.                          
                                         
                 -------                 
                                         
Макс: до сих пор нет единого стандарта по
кеш-32К, поэтому каждый более-менее шаря-
щий в электронике изобретает свой велоси-
пед.                                     
                                         
                 -------                 
                                         
       Вариация на тему        
      CMOS=часы по Глюку.      
                                         
   Пришлось  набить  схемку, по которой я
сделал себе часы. Смотрите - может кому и
пригодится.  Прошу  обратить  внимание на
то,  что  это НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ещё одним стан-
дартом!  Адресация  по  стандарту  Глюка,
только  чуть  жёстче, что, на мой взгляд,
полезно.                                 
                                         
   CMOS-часы. Рекомендую к применению.   















   Сигналы с ног 2 и 3 ТМ8 можно подавать
на схему дополнительного графического ре-
жима  512*192 pix. Тогда от той схемы ос-
таётся только КП11 и ИР23.               
                                         
   Вообще-то  схемка  подключения ног 18,
20,  22 немного некорректна, но оно и так
работает. Так было у Глюка, и себе я сде-
лал  так  -  лень  было сделать как надо.
(Правда,  у Глюка часы питаются ТОЛьКО от
батарей 4.5V)                            
                                         
   А по хорошему надо так:               
                                         
     
     
     
     
     
     
     
                                         
                          Всего хорошего.
               С уважением Roman Milukov.