int指令
中断信息可以来自CPU的内部和外部,当CPU的内部有需要处理的事情发生的时候,将产生需要马上处理的中断信息,引发中断过程。
上一章讲解了0号中断和单步中断,这一章将讲解另一种重要的内中断,由int指令引发的中断。
int指令
格式:int n
n为中断类型码,它的功能是引发中断过程。
CPU执行int n指令,相当于引发一个n号中断的中断过程,执行过程如下:
1)取中断类型码n;
2)标志寄存器入栈,IF=0,TF=0;
3)CS、IP入栈
4)(IP)=(n*4),(CS)=(n*4+2)
从此处转去执行n号中断的中断处理程序。
可以在程序中使用int指令调用任何一个中断的中断处理程序。
assume cs:code
code segment
start: mov ax,0b800h
move s,ax
mov byte ptr es:[12*160 +40*2],’!’
int 0
code ends
end start
这个程序在Windows2000中的DOS方式下执行时,将在屏幕中间显示一个“!”,然后显示“Divide overflow”后返回到系统中。“!”是我们编程显示的,而“Divide overflow”是哪里来的呢?我们的程序中又没有做除法,不可能产生除法溢出。
程序是没有做除法,但是在结尾使用了int 0指令。
CPU执行int 0指令时,将引发中断过程,执行0号中断处理程序,而系统设置的0号中断处理程序的功能是显示“Divide overflow”,然后返回系统。
int指令的最终功能和call指令相似,都是调用一段程序。
一般情况下,系统将一些具有一定功能的子程序,以中断处理程序的方式提供给应用程序调用。我们在编程的时候,可以用int指令调用这些子程序。当然,也可以自己编写一些中断处理程序供别人使用。
中断处理程序可简称为中断例程。
编写供应用程序调用的中断例程
前面已经编写过中断0的中断例程了,现在我们讨论可以供应用程序调用的中断例程的编写方法。
1,示例一
编写、安装中断7ch的中断全程,功能:求一word型数据的平方。
参数:(ax)=要计算的数据。
返回值:dx、ax中存放结果的高16位和低16位。
应用举例:求2*3456^2
assume cs:code
code segment
start: mov ax,3456 ;(ax)=3456
int 7ch ;调用中断7ch的中断例程,计算ax中的数据的平方
add ax,ax
adc dx,dx ;dx:ax存放结果,将结果乘以2
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
分析,我们要做三部分工作:
1)编写实现求平方功能的程序;
2)安装程序,我们将其安装在0:200处;
3)设置中断向量表,将程序的入口地址保存在7ch表项中,使其成为中断7ch的中断例程。
安装程序如下:
assume cs:code
code segment
start: mov ax,cs
mov ds,ax
mov si, offset sqr ;设置ds:si指向源地址
mov ax,0
mov es,ax
mov di, 200h ;设置es:di指向目的地址
mov cx, offset sqrend – offset sqr ;设置cx为传输长度
cld ;设置传输方向为正
rep movsb
mov ax,0
mov es,ax
mov word ptr es:[7ch*4],200h ;设置中断向量表 偏移地址
mov word ptr es:[7ch*4+2],0 ;设置中断向量表,段地址
mov ax,4c00h
int 21h
sqr: mul ax
iret
sqrend: nop
code ends
end start
注意,在中断例程sqr的最后,要使用iret指令。用汇编语法描述,iret指令的功能为:
pop IP
pop CS
popf
CPU执行int 7ch指令进入中断例程之前,标志寄存器、当前的CS和IP被压入栈中,在执行完中断例程后,应该用iret指令恢复int 7ch执行前的标志寄存器和CS、IP的值,从而接着执行应用程序。
int指令和iret指令的配合使用与call指令和ret指令的配合使用具有相似的思路。
2,示例二
编写、安装中断7ch的中断例程,功能:将一个全是字母,以0结尾的字符串,转化为大写。
参数:ds:si指向字符串的首地址。
应用举例:将data段中的字符串转化为大写。
assume cs:code
data segment
db ‘conversation’,0
data ends
code segment
start: mov ax,data
mov ds,ax
mov si,0
int 7ch
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
安装程序如下:
assume cs:code
code segment
start: mov ax,cs
mov ds,ax
mov si,offset capital
mov ax,0
mov es,ax
mov di,200h
mov cx,offset capitalend – offset capital
cld
rep movsb
mov ax,0
mov es,ax
mov word ptr es:[7ch*4],200h
mov word ptr es:[7ch*4+2],0
mov ax,4c00h
int 21h
capital: push cx
push si
change: mov cl,[si]
mov ch,0
jcxz ok
and byte ptr [si],11011111b
inc si
jmp short change
ok: pop si
pop cx
iret
capitalend: nop
code ends
end start
在中断例程capital中用到了寄存器si和cx,编写中断例程和编写子程序的时候具有同样的问题,就是要避免寄存器的冲突。应该注意例程中用到的寄存器的值的保存和恢复。
对int、iret和栈的深入理解
问题:用7ch中断例程完成loop指令的功能。
loop s的执行需要两个信息,循环次数和到s的位移,所以7ch中断例程要完成loop指令的功能,也需要这两个信息作为参数。我们用cx存放循环次数,用bx存放位移。
BIOS和DOS所提供的中断例程
在系统板的ROM中存放着一套程序,称为BIOS(基本输入输出系统),BIOS中主要包含以下几部分内容:
1)硬件系统的检测和初始化程序;
2)外部中断和内部中断的中断例程;
3)用于对硬件设备进行了I/O操作的中断例程;
4)其他和硬件系统相关的中断例程。
操作系统DOS也提供了中断例程,从操作系统的角度来看,DOS的中断例程就是操作系统向程序员提供的编程资源。
BIOS和DOS在所提供的中断例程中包含了许多子程序,这些子程序实现了程序员在编程的时候经常需要用到的功能。程序员在编程的时候,可以用int指令直接调用BIOS和DOS提供的中断例程,来完成某些工作。
和硬件设备相关的DOS中断例程中,一般都调用 了BIOS中的中断例程。
BIOS和DOS中断例程的安装过程
前面我们都是自己编写中断例程,将它们放到安装程序中,然后运行安装程序,将它们安装到指定的内存区中。此后,别的应用程序才可以调用。
而BISO和DOS提供的中断例程是如何安装到内存中的呢?
1)开机后,CPU一加电,初始化(CS)=0FFFFH,(IP)=0,自动从FFFF:0单元开始执行程序。FFFF:0处有一条转跳指令,CPU执行该指令后,转去执行BIOS中的硬件系统检测和初始化程序。
2)初始化程序将建立BIOS所支持的中断向量,即将BIOS提供的中断例程的入口地址登记在中断向量表中。注意,对于BIOS所提供的中断例程,只需要将入口地址登记在中断向量表中即可,因为它们是固化到ROM中的程序,一直在内存中存在。
3)硬件系统检测和初始化完成后,调用int 19h进行操作系统的引导。从此将计算机交由操作系统控制。
4)DOS启动后,除完成其他工作外,还将它所提供的中断例程装入内存,并建立相应的中断向量。
检测点13.2
1)我们可以编程改变FFFF:0处的指令,使得CPU不去执行BIOS中的硬件系统检测和初始化程序。错,此处内存单元为只读,无法改写。
2)int 19h中断例程,可以由DOS提供。错,int 19h指令是用于引导操作系统的比如DOS,DOS没有机会改变它。
BIOS中断例程应用
int 10h中断例程是BIOS提供的中断例程,其中包含了多个和屏幕输出相关的子程序。
一般来说,一个供程序员调用的中断例程中往往包括多个子程序,中断例程内部用传递进来的参数来决定执行哪一个子程序。BIOS和DOS提供的中断例程,都用ah来传递内部子程序的编号。
我们看一下int 10h中断例程的设置光标位置功能。
mov ah,2 ;置光标
mov bh,0 ;第0页
mov dh,5 ;行号
mov dl,12 ;列号
int 10h
(ah)=2表示调用第10h号中断例程的2号子程序,功能为设置光标位置,可以提供光标所在的行号(80*25字符模式中:0~24)、列号(80*25字符模式下:0~79),和页号作为参数。
(bh)=0,(dh)=5,(dl)=12,设置光标到第0页,第5页,第12列。
bh中页号的含义:内存地址空间中,B8000h~BFFFFh共32K的空间,为80*25彩色字符模式的显示缓冲区。一屏的内容在显示缓冲区中共占4000字节。
显示缓冲区分为8页,每页4K(≈4000),显示器可以显示任意一页的内容。一般情况下,显示第0页的内容。也就是说,通常情况下,B8000~B8F9F中的4000个字节的内容将出现在显示器上。(2*80*25=4000个字节)
再看一下int 10h中断例程的在光标位置显示字符功能。
mov ah,9 ;置光标
mov al,’a’ ;字符
mov bl,7 ;颜色属性
mov bh,0 ;第0页
mov cx,3 ;字符重复个数
int 10h
(ah)=9表示调用第10h号中断例程的9号子程序,功能为在光标位置显示字符,可以提供要显示的字符、颜色属性、页号、字符重复个数作为参数。
bh中的颜色属性的格式如下:
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
含义
|
BL
|
R
|
G
|
B
|
I
|
R
|
G
|
B
|
|
闪烁
|
红色
|
绿色
|
蓝色
|
高亮
|
红色
|
绿色
|
蓝色
|
|
|
背景
|
|
前景
|
例子
|
1
|
1
|
|
|
1
|
|
1
|
|
与显存中的属性字节的格式相同。
编程:在屏幕的5行12列显示3个红底高亮闪烁绿色的’a’。
assume cs:code
code segment
start: mov ah,2 ;置光标
mov bh,0 ;第0页
mov dh,5 ;行号
mov dl,12 ;列号
int 10h
mov ah,9 ;置光标
mov al,'a' ;字符
mov bl,11001010b ;颜色属性,闪烁的效果必须在全屏DOS方式下才能看到。
mov bh,0 ;第0页
mov cx,3 ;字符重复个数
int 10h
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
DOS中断例程应用
int 21h中断例程是DOS提供的中断例程,其中包含了DOS提供给程序员在编程时调用的子程序。
我们从前一直使用的是int 21h中断例程的4ch号功能。即程序返回功能,如下:
mov ah,4ch ;程序返回
mov al,0 ;返回值
int 21h
(ah)=4ch表示调用第21h号中断例程的4ch号子程序,功能为程序返回,可以提供返回值作为参数。
我们前面使用这个功能的时候经常写作:
mov ax,4c00h
int 21h
我们看一下int 21h中断例程的在光标位置显示字符串功能:
ds:dx 指向字符串 ;要显示的字符串需用“$”作为结束符
mov ah,9 ;功能号9,表示在光标位置显示字符串
int 21h
(ah)=9表示调用第21h号中断例程的9号子程序,功能为在光标位置显示字符串,可以提供要显示字符串的地址作为参数。
编程:在屏幕的5行12列显示字符串“Welcome to masm!”。
;在屏幕的5行12列显示字符串“Welcome to masm!”
assume cs:code
data segment
db 'Welcome to masm!','$' ;'$'本身不显示,只起到边界的作用。
data ends
code segment
start:mov ah,2 ;置光标
mov bh,0 ;第0页
mov dh,5 ;行号
mov dl,12 ;列号
int 10h
mov ax,data
mov ds,ax
mov dx,0 ;ds:dx指向字符串地首地址data:0
mov ah,9
int 21h
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
上述程序在屏幕的5行12列显示字符串“Welcome to masm”,直到遇见“$”(“$”本身并不显示,只起到边界的作用)。
如果字符串比较长,遇到行尾,程序会自动转到下一行开头处继续显示;如果到了最后一行,还能自动上卷一行。
DOS为程序员提供了许多可以调用的子程序,都包含在int 21h中断例程中,我们这里只对原理进行了讲解,对于DOS提供的所有可调用子程序的情况,读者可以参考相关的书籍。