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汇编学习记录15 外中断

汇编学习记录15 外中断

作者: 官总哦 | 来源:发表于2019-05-06 00:20 被阅读0次

背景问题:
外部中断集中要处理的问题就是外设(特别是I/O)输入中断,我们有三个要解决的问题:
(1)外设的输入随时可能发生,CPU如何得知?
(2)CPU从何处得到外设的输入?
(3)CPU怎样处理这些输入?

1.外中断信息

我们已经知道,PC的主板上装有许许多多的接口芯片,这些外设接口芯片上有许许多多的寄存器,CPU把这些寄存器当做端口来访问。

  • 外中断:CPU提供一种机制——外中断机制,来处理这些外设的请求。相关的外设芯片向CPU发送中断信息,CPU执行完当前指令,便可以检测到这些信息,并触发相应的中断过程

PC系统中,外中断一般被分为两类:
(1)可屏蔽中断->CPU可以不响应的中断,是否响应由标志寄存器IF位决定。IF=1,则CPU执行完当前指令相应中断;IF=0,CPU屏蔽中断。
补充说明:此类中断的中断类型码一般由外设直接给CPU,中断处理程序入口地址也存放在中断向量表中;一般所有由外设引发的中断都是可屏蔽中断。

(2)不可屏蔽中断->CPU必须响应的中断。中断类型码固定为2。不可屏蔽中断一般来说是由于系统中有必须处理的紧急请况发生时才会引发的中断

2.外中断举例——PC机键盘处理过程

(BIOS提供了9号中断例程来处理基本的键盘输入处理)
(1)键盘上的通码和断码。
键盘上每个按键都对应一个扫描码,存放在内存的一张表中。通码是按键按下时键盘端口给出的扫描码,而断码是按键释放时给出的扫描码(按键按下和释放均会产生中断信号)
(2)键盘输入触发中断过程
键盘也被CPU当作一个端口,键盘输出数据的端口号为60H,传出来的是键盘的扫描码。当9号中断触发时(9号中断对应键盘输入),CPU进入中断处理程序拿出60号端口的扫描码解析处理,再进行相应的显示。
(3)编程实战:编写外中断9号中断例程

9号中断例程编程——Esc键改变屏幕显示字符颜色:

实验说明:在屏幕上一个个输出字母a~z,在输出的过程中实现点击Esc键就改变字符的颜色(注意这个程序不是安装到中断向量表上,而是直接将9中断入口地址改到程序段上

assume cs:code,ss:stack,ds:data
stack segment
    db 128 dup (?)
stack ends

data segment
    dw 0,0 ; 存储9号中断原本的入口
data ends

code segment
start:
    mov ax,stack
    mov ss,ax
    mov sp,128

    mov ax,data
    mov ds,ax ; 数据段段基址

    mov ax,0
    mov es,ax ; 中断向量表段基址

    push es:[9*4]
    pop ds:[0]
    push es:[9*4+2]
    pop ds:[2] ; 两次入栈两次出栈,将9号中断处理程序原地址存入数据段

    cli ; 将IF设置为0,在以下程序段不在理会可屏蔽外中断,以防在中断地址还未修改完成时发生中断
    mov word ptr es:[9*4],offset int9
    mov es:[9*4+2],cs
    sti ; 将IF设置为1,可以接受外中断

    mov ax,0b800H
    mov es,ax
    mov ah,'a'
S:  mov es:[160*12+40*2],ah ; 向屏幕中央传输字符
    call delay ; 传一个字符等待一段时间
    inc ah
    cmp ah,'z'
    jna S

    mov ax,0 ; 传输结束,准备将数据段地址写回中断向量表
    mov es,ax
    
    push ds:[0]
    pop es:[9*4]
    push ds:[2]
    pop es:[9*4+2] ; 恢复九号中断处理程序的入口地址

    mov ax,4c00H
    int 21H

delay:  
    push dx
    push ax
    mov dx,10H
    mov ax,0
S1: sub ax,1
    sbb dx,0
    cmp ax,0
    jne S1
    cmp dx,0
    jne S1  
    pop ax
    pop dx
    ret ;这是一个延时程序,以防字符跳动太快难以看清楚

int9:
    push ax
    push bx
    push es

    in al,60H ; 从键盘输出端口,读出扫描码

    pushf
    call dword ptr ds:[0] ; 调用原来9号中断

    cmp al,1 ; 1是Esc的扫描码
    jne int9ret

    mov ax,0b800H
    mov es,ax
    inc byte ptr es:[160*12+40*2+1] ; 将显示字符的位置属性改变

int9ret:
    pop es
    pop bx
    pop ax
    iret ; 中断返回

code ends
end start 

实验结果示例:


12345.GIF

课后实验:

实验说明:
安装新的9号中断例程,功能:按下A后,除非不松开;如果松开就显示满屏幕的‘A’字符。
参考代码:

assume cs:code,ss:stack
stack segment
    db 128 dup (?)
stack ends

code segment
start:
    mov ax,stack
    mov ss,ax
    mov sp,128

    mov ax,0
    mov es,ax ; ds中存中断向量表的段地址
    push es:[9*4]
    pop es:[200H]
    push es:[9*4+2] 
    pop es:[202H] ; 首先保存原9号中断处理程序入口

    mov di,204H ; 将在0:204H处安装新的9号中断程序

    mov ax,code
    mov ds,ax
    mov si,offset int9 ; ds:si为将要安装的程序源地址
    mov cx,offset int9ret-offset int9
    cld
    rep movsb ; 串传送指令,将程序传到目标位置

    cli
    mov word ptr es:[9*4],204H ; 修改9号中断程序入口
    mov es:[9*4+2],es
    sti

    mov bx,100H ; 这是一个延迟程序等待按键
    mov ax,0
S:  sub ax,1
    sbb bx,0
    cmp ax,0
    jne S
    cmp bx,0
    jne S
    
    cli
    push es:[200H] ; 将9号中断程序入口恢复
    pop es:[9*4]
    push es:[202H]
    pop es:[9*4+2]
    sti
    
    mov ax,4c00H
    int 21H

int9:   
    push ax
    push es
    push dx
    push cx
    in al,60H
    cmp al,9EH
    je s1
    pushf
    call dword ptr es:[200H] ; 调用原9号中断程序
done:
    pop cx
    pop dx
    pop es
    pop ax
    iret

s1: mov ax,0b800H
    mov es,ax
    mov dx,0
    mov cx,2000 ; 4000个字节,2000个字符
s2: mov byte ptr es:[dx],'A'
    add dx,2
    loop s2
    jmp done

int9ret:    
    nop

code ends
end start

实验结果展示:


1.GIF

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