在 DOS 中使用 djgpp 等待——忙等待的替代方案？

Question

我最近写了一个小诅咒游戏，因为它所需要的只是一些计时器机制和一个诅咒实现，所以尝试为 DOS 构建它的想法很自然。诅咒是由pdcurses 为 DOS 提供的。

POSIX和Win32的时序已经不同了，所以我定义了这个接口：

#ifndef CSNAKE_TICKER_H
#define CSNAKE_TICKER_H

void ticker_init(void);
void ticker_done(void);

void ticker_start(int msec);
void ticker_stop(void);
void ticker_wait(void);

#endif

游戏调用ticker_init() 和ticker_done() 一次，ticker_start() 在需要滴答时以毫秒为间隔，在其主循环中调用ticker_wait() 以等待下一个滴答。

在 DOS 上使用与 POSIX 平台相同的实现，使用setitimer()，但不起作用。一个原因是 djgpp 附带的 C lib 没有实现waitsig()。所以我为我的 DOS 接口创建了一个新实现：

#undef __STRICT_ANSI__
#include <time.h>

uclock_t tick;
uclock_t nextTick;
uclock_t tickTime;

void
ticker_init(void)
{
}

void
ticker_done(void)
{
}

void
ticker_start(int msec)
{
    tickTime = msec * UCLOCKS_PER_SEC / 1000;
    tick = uclock();
    nextTick = tick + tickTime;
}

void
ticker_stop()
{
}

void
ticker_wait(void)
{
    while ((tick = uclock()) < nextTick);
    nextTick = tick + tickTime;
}

这就像dosbox 中的魅力一样（我现在没有真正的 DOS 系统）。但我担心的是：忙着等待真的是我在这个平台上能做的最好的事情吗？我想要一个解决方案，让 CPU 至少可以节省一些能量。

供参考，here's the whole source。

Answer 1

好的，我想我终于可以回答我自己的问题了（感谢Wyzard 的有用评论！）

显而易见的解决方案，因为似乎没有任何库调用这样做，将hlt 放入内联汇编。不幸的是，这使我的程序崩溃了。寻找原因，是因为默认使用的dpmi服务器运行ring 3中的程序...hlt保留给ring 0。因此，要使用它，您必须修改加载程序存根以加载在ring 0 中运行您的程序的dpmi 服务器。稍后见。

浏览文档时，我遇到了__dpmi_yield()。如果我们在多任务环境中运行（Win 3.x 或 9x ...），已经有操作系统提供的dpmi 服务器，当然，在这种情况下我们要放弃我们的时间片等待而不是尝试特权hlt。

所以，综合起来，DOS 的源代码现在看起来像这样：

#undef __STRICT_ANSI__
#include <time.h>
#include <dpmi.h>
#include <errno.h>

static uclock_t nextTick;
static uclock_t tickTime;
static int haveYield;

void
ticker_init(void)
{
    errno = 0;
    __dpmi_yield();
    haveYield = errno ? 0 : 1;
}

void
ticker_done(void)
{
}

void
ticker_start(int msec)
{
    tickTime = msec * UCLOCKS_PER_SEC / 1000;
    nextTick = uclock() + tickTime;
}

void
ticker_stop()
{
}

void
ticker_wait(void)
{
    if (haveYield)
    {
        while (uclock() < nextTick) __dpmi_yield();
    }
    else
    {
        while (uclock() < nextTick) __asm__ volatile ("hlt");
    }
    nextTick += tickTime;
}

为了让它在plain DOS 上工作，必须像这样修改编译后的可执行文件中的加载程序存根：

<path to>/stubedit bin/csnake.exe dpmi=CWSDPR0.EXE

CWSDPR0.EXE 是一个dpmi 服务器，运行ring 0 中的所有代码。

还有待测试的是，在 win 3.x / 9x 下运行时，yield 是否会影响时间。也许时间片太长了，必须检查一下。 更新：使用上面的代码，它在 Windows 95 中运行良好。

hlt 指令的使用以一种奇怪的方式破坏了与dosbox 0.74 的兼容性。当尝试通过 PDcurses 执行阻塞getch() 时，程序似乎永远挂起。但是，在virtualbox 中的真正 MS-DOS 6.22 上不会发生这种情况。 更新：这是dosbox 0.74 中的一个错误，已在当前SVN 树中修复。

鉴于这些发现，我认为这是在 DOS 程序中“很好地”等待的最佳方式。

更新：通过检查所有可用的方法并选择最好的方法，可以做得更好。我发现了一个DOS idle call 也应该考虑。策略：

1. 如果支持yield，使用这个（我们在多任务环境中运行）

2. 如果支持空闲，请使用它。或者，如果我们在 ring-0 中，每次调用 idle 之前都执行hlt，因为当没有其他程序准备好运行时，idle 被记录为立即返回。

3. 否则，在 ring-0 中只使用普通的hlt 指令。

4. 忙着等待是最后的手段。

这是一个测试所有可能性的小示例程序 (DJGPP)：

#include <stdio.h>
#include <dpmi.h>
#include <errno.h>

static unsigned int ring;

static int
haveDosidle(void)
{
    __dpmi_regs regs;
    regs.x.ax = 0x1680;
    __dpmi_int(0x28, &regs);
    return regs.h.al ? 0 : 1;
}

int main()
{
    puts("checking idle methods:");

    fputs("yield (int 0x2f 0x1680): ", stdout);
    errno = 0;
    __dpmi_yield();

    if (errno)
    {
        puts("not supported.");
    }
    else
    {
        puts("supported.");
    }

    fputs("idle (int 0x28 0x1680): ", stdout);

    if (!haveDosidle())
    {
        puts("not supported.");
    }
    else
    {
        puts("supported.");
    }

    fputs("ring-0 HLT instruction: ", stdout);
    __asm__ ("mov %%cs, %0\n\t"
             "and $3, %0" : "=r" (ring));

    if (ring)
    {
        printf("not supported. (running in ring-%u)\n", ring);
    }
    else
    {
        puts("supported. (running in ring-0)");
    }
}

code in my github repo 反映了更改。