内中断

产生

中断源

  1. 除法错误
  2. 单步执行
  3. 执行 into 指令

  4. 执行 int 指令

    中断类型码

    中断类型码表示几号中断源

  5. 除法错误：0

  6. 单步执行：1
  7. into 指令：4

  8. int 指令：int n(n为中断类型码)

    向量表

    根据 8 位中断类型码，在中断向量表中查找中断处理程序的入口地址
    8086CPU 最多支持256个中断源
    中断向量表存放在内存地址0000:0000~0000:03FF处，一个表项包含中断处理程序的段地址和偏移地址，因此占用4个字节
    高地址存放段地址，低地址存放偏移地址
    中断源从0号开始
    image.png

    过程

  9. 获取中断类型N

  10. pushf标志寄存器入栈
  11. TF=0``IF=0(TF=1就会产生单步中断，因此处理中断的时候要将TF=0避免中断程序执行时陷入无限中断中)
  12. push CS
  13. push IP
  14. 获取中断处理程序内存地址([N×4+2]:[N×4])
  15. 执行中断处理程序

    iret 指令

    用于恢复中断处理程序前的状态，等价于
    1. pop IP
    2. pop CS
    3. popf

    除法中断处理

    ``` assume cs:code

code segment start:mov ax,1000h mov bl,1 div bl

  1.   mov ax,4c00h
  2.   int 21h

code ends

end start

  1. 上面的程序会产生除法溢出，因为除数是 8 位的，因此结果保存在`ax`里，其中商`1000h`保存在`al`里，出现溢出，余数`0`保存在`ah`里，无溢出
  2. <a name="iXZuI"></a>
  3. ### 处理 0 号中断程序

assume cs:code

code segment

start:mov ax,cs mov ds,ax mov si,offset do0

  1.      mov ax,0
  2.      mov es,ax
  3.      mov di,200h
  4.      mov cx,offset do0end - offset do0  ; 获取 do0 程序的字节数
  5.      cld
  6.      rep movsb  ; 将 do0 程序送入内存地址 0000:0200 处
  8.      ; 设置中断向量表连接到 0000:0200
  9.      mov ax,0
  10.      mov es,ax
  11.      mov word ptr es:[0*4],200h
  12.      mov word ptr es:[0*4+2],0
  14.      mov ax,4c00h
  15.      int 21h
  17.  ; 以下都是 do0 程序
  18.  do0:jmp short do0start
  19.      db 'overflow!'

do0start:mov ax,cs mov ds,ax mov si,202h ; jmp 占两个字节, 202h 链接到字符串的地址

  1.      mov ax,0b800h
  2.      mov es,ax
  3.      mov di,12*160+36*2  ; es:di 指向显存空间的中间位置
  5.    ; 把字符串一个个取出来放到显存空间
  6.      mov cx,9
  7.    s:mov al,[si]
  8.      mov es:[di],al
  9.      inc si
  10.      add di,2
  11.      loop s
  13.      mov ax,4c00h
  14.      int 21h

do0end:nop

code ends

end start

  1. 上述程序解析：
  3. 1. 处理程序`do0`
  4. 1. 将`do0`送入`0：200`
  5. 1. 将中断向量表`0`号中断源的处理程序地址改为`0:200`
  6. 1. 将字符串`overflow`输入到显存上
  8. ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/2327383/1642689268161-d76248b4-5dd9-44f3-b778-bafdd799e5bb.png#clientId=ubcf4126b-6445-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=293&id=u5fa8eea3&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=439&originWidth=644&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=true&size=10382&status=done&style=none&taskId=u2b4264bb-34dd-4e4d-a3a4-05d940968bc&title=%E7%BB%93%E6%9E%9C%E4%BC%9A%E5%9C%A8%E4%B8%AD%E9%97%B4%E6%98%BE%E7%A4%BA%20overflow&width=429.3333333333333 "结果会在中间显示 overflow")
  9. <a name="KBD5z"></a>
  10. ## 单步中断
  11. 执行完一条指令后，寄存器`TF`被设置成`1`产生单步中断(`1`号中断源)，并将寄存器的状态显示在屏幕上，等待下一条指令<br />![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/2327383/1642686958381-af7eec27-0591-45a5-86d4-434610f432f7.png#clientId=u9910ed90-4d2b-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=111&id=u1fcea68b&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=396&originWidth=2063&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=true&size=20714&status=done&style=none&taskId=u61ccf450-21b9-4d3f-aa03-c1fc8d8fdfd&title=%E5%8D%95%E6%AD%A5%E4%B8%AD%E6%96%AD%E6%A1%88%E4%BE%8B&width=579.3333740234375 "单步中断案例")
  12. <a name="JBNOq"></a>
  13. ## 特殊情况
  14. 设置`ss`和`sp`的时候不产生单步中断

mov ax,2000 mov ss,ax mov sp,10 mov bx,1000

  1. ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/2327383/1642687743202-e87603b9-75d7-4913-ba5a-e28d1890f18c.png#clientId=u9910ed90-4d2b-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=231&id=u254b0bbb&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=539&originWidth=1599&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=185709&status=done&style=none&taskId=u73bd5556-6ac8-473a-9d17-2899855ac74&title=&width=685.3333740234375)<br />因此设置`ss`和`sp`应该是连续的指令
  2. <a name="oDfUK"></a>
  3. # int 指令
  4. <a name="dcsh6"></a>
  5. ## 求平方中断程序

assume cs:code

code segment start:mov ax,3456 ; 0D80H int 7ch ; 产生中断, 去获取 ax 的平方, 并且低位存在 ax 里, 高位存在 dx 里 add ax,ax adc dx,dx ; 最后结果 016C8000H mov ax,4c00h int 21h code ends end start

  1. ```
  2. ;中断安装程序
  3. assume cs:code
  5. code segment
  6.   start:mov ax,cs
  7.         mov ds,ax
  8.         mov si,offset sqr
  10.         ; 安装程序
  11.         mov ax,0
  12.         mov es,ax
  13.         mov di,200h
  14.         mov cx,offset sqrend - offset sqr
  15.         cld
  16.         rep movsb
  18.         ; 修改向量表
  19.         mov ax,0
  20.         mov es,ax
  21.         mov word ptr es:[7ch*4],200h
  22.         mov word ptr es:[7ch*4+2],0
  24.         mov ax,4c00h
  25.         int 21h
  26.     sqr:mul ax
  27.         iret
  28.  sqrend:nop
  30. code ends
  31. end start

转换大写

  1. assume cs:code
  3. data segment
  5.   db "conversation",0
  7. data ends
  9. code segment
  10.   start:mov ax,data
  11.         mov ds,ax
  12.         mov si,0
  13.         int 7ch
  15.         mov ax,4c00h
  16.         int 21h
  17. code ends
  18. end start
  1. ;中断安装程序
  2. assume cs:code
  4. code segment
  5.       start:mov ax,cs
  6.             mov ds,ax
  7.             mov si,offset capital
  9.             ; 安装程序
  10.             mov ax,0
  11.             mov es,ax
  12.             mov di,200h
  13.             mov cx,offset capitalend - offset capital
  14.             cld
  15.             rep movsb
  17.             ; 修改向量表
  18.             mov ax,0
  19.             mov es,ax
  20.             mov word ptr es:[7ch*4],200h
  21.             mov word ptr es:[7ch*4+2],0
  23.             mov ax,4c00h
  24.             int 21h
  25.     capital:push si
  26.             push cs
  27.      change:mov cl,[si]
  28.             mov ch,0
  29.             jcxz ok
  30.             and byte ptr [si],11011111B
  31.             inc si
  32.             loop change
  33.             ok:pop si
  34.             pop cx
  35.             iret
  36.  capitalend:nop
  38. code ends
  39. end start

模拟 loop 指令

image.png

  1. assume cs:code
  3. code segment
  4.   start:mov ax,0b800h
  5.         mov es,ax
  6.         mov di,160*12
  8.         mov bx,offset s - offset se  ; 注意此时的偏移差是反向偏移
  9.         mov cx,80
  11.       s:mov byte ptr es:[di],'!'     ; 把 ! 送入显存空间
  12.         add di,2                     ; 地址加一个字
  13.         int 7ch                      ; 跳转到中断程序, 此时入栈的 IP 为 se 的偏移地址
  14.      se:nop
  16.         mov ax,4c00h
  17.         int 21h
  18. code ends
  19. end start
  1. ;中断安装程序
  2. assume cs:code
  4. code segment
  5.       start:mov ax,cs
  6.             mov ds,ax
  7.             mov si,offset lp
  9.             ; 安装程序
  10.             mov ax,0
  11.             mov es,ax
  12.             mov di,200h
  13.             mov cx,offset lpend - offset lp
  14.             cld
  15.             rep movsb
  17.             ; 修改向量表
  18.             mov ax,0
  19.             mov es,ax
  20.             mov word ptr es:[7ch*4],200h
  21.             mov word ptr es:[7ch*4+2],0
  23.             mov ax,4c00h
  24.             int 21h
  25.          lp:push bp
  26.             mov bp,sp         ; 获取栈顶偏移地址
  27.             dec cx            ; cx 先 -1
  28.             jcxz lpret        ; 再判断 cx 是否为 0, 为 0 则直接跳出中断程序
  29.             add [bp+2],bx     ; 不为 0 则将 se 的偏移地址 + 之前的偏移差获得 s 的偏移地址
  30.                               ; [bp] 是原 bp [bp+2] 是 se 的 IP, [bp+4] 是 se 的 CS
  31.       lpret:pop bp
  32.             iret              ; 如果前面的 add 执行了, 则 cs:ip 就指向 s, 实现循环
  33.       lpend:nop
  35. code ends
  36. end start

BIOS 中的中断程序

int 10h是包含多个与屏幕输出相关子程序的中断程序

  1. assume cs:code
  3. code segment
  5.   mov ah,2          ; 2 号子程序, 设置光标位置
  6.   mov bh,0          ; 第 0 页
  7.   mov dh,5          ; 第 5 行
  8.   mov dl,12         ; 第 12 列
  9.   int 10h
  11.   mov ah,9          ; 9 号子程序, 在光标位置显示字符
  12.   mov al,'a'        ; 显示的字符
  13.   mov bl,11001010B  ; BL(闪烁) RGB(背景) I(高亮) RGB(前景)
  14.   mov bh,0          ; 第 0 页
  15.   mov cx,3          ; 字符重复 3 次
  16.   int 10h
  18.   mov ax,4c00h
  19.   int 21h
  20. code ends
  21. end

DOS 中的中断程序

  1. ;mov ax,4c00h
  2. mov ah,4ch   ; 第 4c 号子程序
  3. mov al,0     ; 返回值
  4. int 21h

光标处显示字符串

  1. assume cs:code
  3. data segment
  4.   db 'Welcome to masm','$'
  5. data ends
  7. code segment
  8.   start:mov ah,2
  9.         mov bh,0
  10.         mov dh,5
  11.         mov dl,12
  12.         int 10h       ; 这里设置光标
  14.         mov ax,data
  15.         mov ds,ax
  16.         mov dx,0      ; ds:dx 指向字符串
  17.         mov ah,9      ; 21h 的第 9 号子程序
  18.         int 21h
  20.         mov ax,4c00h
  21.         int 21h
  22. code ends
  23. end start

外中断

外设的输入到达后，相关芯片将向CPU发出相应的中断信息，CPU执行完当前指令后就会检测到发送过来的中断信息

可屏蔽中断

IF=1则CPU会在执行完当前指令后响应中断，IF=0则不会响应，因此内中断过程中需要将IF设置成0

  1. sti   ; 设置 IF=1
  1. cli  ; 设置 IF=0

几乎所有的外设中断都是可屏蔽的

键盘输入

按下一个键，开关接通，芯片产生一个扫描码，说明了该键在键盘上的位置，称为通码
松开一个键，也会产生扫描码，称为断码
通码和断码都是一个字节
通码最高位为0断码最高位为1，即通码+80h=断码
主板上相关接口端口地址60h

中断执行过程

  1. 读出60h端口的扫描码
  2. 字符按键，将对应的ASCII码送入BIOS的键盘缓冲区，控制按键(ctrl)或切换按键(CapsLk)，转成状态字节，写入内存中存储状态字节的单元(0040:17)

    BIOS键盘缓冲区可存储15个键盘输入 一个键盘输入使用一个字存放，高位扫描码，低位字符码(ASCII码)

位置 按键 值
0 右 shift 1按下
1 左 shift
2 ctrl
3 alt
4 ScrollLock 1指示灯亮
5 NumLock 1键盘输入数字
6 CapsLock 1大写
7 Insert 1删除状态

int9 中断程序

  1. assume cs:code,ss:stack
  3. stack segment
  4.   db 128 dup (0)
  5. stack ends
  7. data segment
  8.   dw 0,0   ; 这里要保存系统自带 int9 程序的内存地址
  9. data ends
  11. code segment
  13. start:  mov ax,stack
  14.         mov ss,ax
  15.         mov sp,128
  17.         mov ax,data
  18.         mov ds,ax
  20.         mov ax,0
  21.         mov es,ax
  23.         ; 将自带的 int9 程序内存地址保存起来
  24.         push es:[9*4]
  25.         pop ds:[0]
  26.         push es:[9*4+2]
  27.         pop ds:[2]
  29.         ; 中断向量表中设置新的 int9 程序
  30.         mov word ptr es:[9*4],offset int9
  31.         mov es:[9*4+2],cs
  33.         mov ax,0b800h
  34.         mov es,ax
  35.         mov ah,'a'
  36.      s: mov es:[160*12+40*2],ah
  37.         call delay
  38.         inc ah
  39.         cmp ah,'z'
  40.         jna s          ; 如果不等于'z'就继续
  42.         mov ax,0
  43.         mov es,ax
  45.         ; 中断向量表恢复成原来的
  46.         ; 不恢复别的程序无法使用键盘
  47.         ; 这里也可以使用下面这种写法
  48.         ; mov ax,ds:[0]
  49.         ; mov es:[9*4],ax
  50.         push ds:[0]
  51.         pop es:[9*4]
  52.         push ds:[2]
  53.         pop es:[9*4+2]
  55.         mov ax,4c00h
  56.         int 21h
  58.   delay:push ax
  59.         push dx
  60.         mov dx,10h    ; 循环 10/0000h次
  61.         mov ax,0
  62.     s1: sub ax,1
  63.         sbb dx,0
  64.         cmp ax,0
  65.         jne s1
  66.         cmp dx,0      ; 必须 dx 和 ax 都为 0 才退出
  67.         jne s1
  68.         pop dx
  69.         pop ax
  70.         ret
  71.    int9:push ax
  72.         push bx
  73.         push es
  75.         in al,60h     ; 读取60h端口的扫描码
  77.         ; 模拟调用原来的 int9 程序
  78.         ; 不能直接使用 int9 因为程序入口已经改成新的 int9 程序了
  79.         pushf              ; 这里要用两次 pushf 因为 pushf 操作一个字节, 而 pop bx 操作两个字节
  80.         pushf
  81.         pop bx
  82.         and bx,11111100B   ; 设置 TF=0 IF=0
  83.         push bx
  84.         popf
  85.         call dword ptr ds:[0]
  86.         ; 这里其实可以不需要设置 TF=0 IF=0
  87.         ; 因为能进入新的 int9 程序, 说明当前处于中断中, TF/IF 已经被设置成 0 了
  89.         cmp al,1          ; esc 扫描码 01
  90.         jne int9ret
  92.         mov ax,0b800h
  93.         mov es,ax
  94.         inc byte ptr es:[160*12+40*2+1]  ; 属性+1,改变颜色
  96. int9ret:pop es
  97.         pop bx
  98.         pop ax
  99.         iret
  101. code ends
  103. end start

不可屏蔽中断

中断类型码为2，因此CS=0AH``IP=8H