汇编语言课件第14章中断

2020年3月2日12020年3月2日12020年3月2日12020年3月2日12020年3月2日12020年3月2日1第14章x86PC的中断系统20:331DECHEXBIN140E00001110汇编语言与接口技术2020年3月2日2第14章x86PC的中断系统学习本章后：1、明确中断的概念2、会处理中断3、会管理和应用中断服务程序4、会编写中断应用程序第14章x86PC的中断系统本章的主要内容：14.18088/86中断14.1.1中断源14.1.2中断服务程序14.2x86PC及中断分配14.3中断应用程序2020年3月2日314.18088/86中断中断概述中断：产生了一种外部事件，通知CPU有设备需要服务。{计算机在执行正常程序的过程中，当出现异常事件或事先安排好的事件，迫使CPU暂时中止现行程序的执行，转去执行另一处理程序。当处理完后，CPU再返回到被暂时中止的程序，接着执行被暂时中止的程序。此过程称为中断。}类型：8088/86中共有256中类型的中断：INT0，INT1，…,INTFF。0,1，…，FF，为中断向量号或者中断类型码。保护：处理中断前保护有关寄存器到固定的内存单元：FR,IP,CS中断服务程序入口：（中断向量号*4）IP（中断向量号*4+2）CS2020年3月2日514.18088/86中断例如：中断向量表（右表）INT0：0号中断除法错INT1：1号中断单步INT2：2号中断NMI14.18088/86中断14.1.1中断源中断源：引起中断的事件。例如：外设输入/输出请求，计算机异常事故或其他内部原因。14.18088/86中断14.1.1中断源（续）中断分类按照引起中断的方式，中断可分为：①硬件中断（或外中断）：外设控制器或协处理器引起的中断②软件中断或内中断：程序中的中断指令INT或CPU错误结果产生的中断14.1.1中断源（续）硬件中断由外部硬件产生，也称外部中断硬件中断分两类：非屏蔽中断（NMI：NonMaskableInterrupt）通过8086/8088的NMI脚引入，它不受中断允许标志IF的屏蔽；中断类型号=2可屏蔽中断（MaskableInterrupt）可屏蔽中断通过CPU的INTR脚引入，只有当标志寄存器的中断屏蔽标志IF为1时，才能引起中断开中断指令：STI，设置中断允许位（IF=1）关中断指令：CLI，清除中断允许位（IF=0）14.18088/86中断14.1.1中断源（续）中断数目的扩展：8259可编程中断控制器x86用于中断的引脚INTR，INTA；Intel提供了8259可编程中断控制器芯片，使得扩展中断数目的工作变得很容易。14.18088/86中断2020年3月2日1014.18088/86中断不受中断标志位IF屏蔽：1）非屏蔽中断(NMI)：电源错、内存和总线奇偶等异常，中断类型号=22）程序中INT指令、运算结果异常等受中断标志位IF屏蔽：可屏蔽的外部设备中断请求(INTR)0n8259A可编程中断控制器中断逻辑INTR2NMI41CPU不可屏蔽中断请求INTnINTO除法错单步IR0IR1IR3IR4IR5IR6IR7IR2系统定时器(08)键盘(09)彩色/图形接口(0A)串行通讯口2(0B)串行通讯口1(0C)硬盘(并行口)(0D)软盘(0E)打印机(0F)8259A中断级联一片8259A管理8级中断，当申请中断的外设多于8级时可以将8259A级联使用，第一级为8259A主片，第二级为8259A从片，主片可接1~8片8259A从片，这样最多可管理64级中断源。8259A中与中断相关寄存器中断屏蔽寄存器(IMR)中断命令寄存器14.18088/86中断8259A的中断屏蔽寄存器(IMR)IMR的I/O端口地址21H8位对应8个外部设备，允许/禁止某设备产生中断=0时，允许产生中断=1时，禁止产生中断例：只允许键盘中断，设置中断屏蔽字MOVAL,11111101BOUT21H,AL例：新增设允许键盘中断，设置中断屏蔽字INAL,21HANDAL,11111101BOUT21H,ALCPU可以响应某设备的中断服务请求的条件中断屏蔽寄存器中对应位=0，同时IF=1打印机软盘硬盘定时器彩显COM2COM1键盘76502341中断命令寄存器I/O端口地址20H8位含义L2-l0：指定IR0-IR7中哪个中断优先级最低R(rotate),SL(setlevel)控制IR0-IR7中断优先顺序EOI：中断结束，当EOI=1时，将当前中断请求被清除中断服务程序中，中断处理结束前，应将EOI置1结束硬件中断指令INAL,20HORAL,20HOUT20H,ALRSLEOIL0L200L176502341②软件中断②软件中断软件中断也称内部中断，由3种情况引起1.程序中的中断指令INTn操作数n指出中断类型号，0—FFH如INT12H；存储器容量测试2.CPU的某些运行结果除法错中断：除数为零/商超出表数范围，中断类型号为0的内部中断溢出中断：运算结果溢出，OF=1，INTO指令将引起类型为4的内部中断3.调试程序（DEBUG）设置的中断单步中断：标志位TF=1时，中断类型号=1断点中断：将程序分段，每段设置一个断点（INT3），中断类型号=3软件中断不受中断屏蔽标志IF影响14.18088/86中断14.1.2中断服务程序每个中断都有一个相关的程序。发生中断时，要执行该程序完成特定的任务，这个程序称为中断服务程序。中断发生时，CPU自动执行中断服务程序。如何找到中断服务程序？14.1.2中断服务程序x86有256种类型的中断每种中断有一个中断类型号，类型号0-FFH每种类型中断都由相应的中断处理程序处理中断向量表各类型中断处理程序的入口地址表在存储器中，1KB（00000H-003FFH）每类型中断向量占4字节，对应中断处理程序入口CS、IP值每类中断向量表地址=4×中断类型号n类型0中断处理程序入口地址IPCS00000H类型1中断处理程序入口地址IPCS00004H类型2中断处理程序入口地址IPCS00008H类型0中断处理程序入口地址IPCS003FCH类型3中断处理程序入口地址IPCS0000CH003FFH……除法错单步NMI断点INTn中断向量表2020年3月2日18第14章x86PC的中断系统14.18088/86中断14.1.1中断源14.1.2中断服务程序14.2x86PC及中断分配14.3中断应用程序2020年3月2日1814.2x86PC及其中断分配在x86的256种可能的中断中，有些用于PC外设硬件BIOS，有些被操作系统使用，剩下的由软件编程人员使用。14.2x86PC及其中断分配2020年3月2日20中断向量地址表-表示法1--2中断向量地址一览表分类中断类型码地址（0000H段）功能系统内中断（BIOS）00000H~0003H被零除10004H~0007H单步20008H~000BH不可屏蔽3000CH~000FH断点40010H~0013H溢出50014H~0017H打印屏幕60018H~001BH保留7001CH~001FH保留分类中断类型码地址（0000H段）功能系统8级外中断（BIOS）80020H~0023H日时钟90024H~0027H键盘A0028H~002BH保留B002CH~002FH异步通信（2）C0030H~0033H异步通信（1）D0034H~0037H硬盘E0038H~003BH软盘F003CH~003FH打印机分类中断类型码地址（0000H段）功能设备驱动（BIOS）100040H~0043H显示110044H~0047H设备配制120048H~004BH存储容量13004CH~004FH硬盘I/O140050H~0053H通信I/O150054H~0057H盒式磁带I/O160058H~005BH键盘I/O17005CH~005FH打印机I/O180060H~0063HROMBASIC190064H~0067H系统自举1A0068H~006BH日时钟I/O1B006CH~006FH键盘中断地址1C0070H~0073H定时器报时1D0074H~0077H显示器参数1E0078H~007BH软盘参数1F007CH~007FH图形字符扩展分类中断类型码地址（0000H段）功能DOS20~2F0080H~00BFHDOS调用30~3F00C0H~00FFH为DOS保留这些功能可以用中断方式调用INTn存取中断向量的DOS功能调用（21H）设置中断向量预置：AH=25HAL=中断类型号DS:DX=中断向量（中断程序入口地址）执行：INT21H取中断向量预置：AH=35HAL=中断类型号执行：INT21H返回：ES:BX=中断向量（中断程序入口地址）*如何读取/改变中断向量表中的中断程序入口地址（中断向量）例8.4使用DOS功能调用存取中断向量…MOVAL,NMOVAH,35HINT21HPUSHESPUSHBXPUSHDSMOVAX,SEGINTHANDMOVDS,AXMOVDX,OFFSETINTHANDMOVAL,NMOVAH,25HINT21HPOPDS……POPDXPOPDSMOVAL,NMOVAH,25HINT21HRET用户自定义中断程序INHAND:……IRET保存原中断向量设置新中断向量恢复原中断向量取中断向量预置：AH=35HAL=中断类型号执行：INT21H返回：ES:BX=中断向量设置中断向量预置：AH=25HAL=中断类型号DS:DX=中断向量执行：INT21H2020年3月2日25第14章x86PC的中断系统14.18088/86中断14.1.1中断源14.1.2中断服务程序14.2x86PC及中断分配14.3中断应用程序2020年3月2日2514.3中断应用程序本节通过举例说明中断应用程序的编写方法。例子1.用户自定中断程序设计方法例子2.利用系统提供的中断的中断程序设计方法14.3中断应用程序例1.用户自定义中断完成AL中的数据显示，中断类型号78H（保留）；主程序中设置中断向量MOVAX,segint78MOVDS,AXMOVDX,offsetint78MOVAH,25HMOVAL,78HINT21H；中断处理程序int78:………；中断服务功能处理；显示AL中的高四位；显示AL中的低四位IRET参看INTEXP.ASM14.3中断应用程序例2要求每10秒响铃一次，并显示“Thebellisring!”要点：如何设计中断处理程序；如何进入中断处理程序系统定时器中断处理程序INT1CHIRETIRETBIOS中可用资源：系统定时器（中断类型8，每秒中断18.2次）系统定时器的中断处理程序中，有一条指令INT1CH，但嵌套调用后BIOS中只有IRET指令。用户可实现完成某些周期性工作，但影响系统时钟系统定时器中断处理程序INT1CHIRETIRETBIOS中系统定时器中断处理程序INT1CHIRETIRET我们的中断程序设计中断处理程序系统定时器中断10*18.2=182=B6H次，响铃一次，并显示“Thebellisring!”系统定时器中断中读时钟，如果到10秒，响铃一次，并显示“Thebellisring!”如何进入中断处理程序改变INT1CH的中断向量，使系统定时器中的嵌套中断指向我们设计的中断处理程序将我们设计的中断处理程序放在INT1CH嵌套调用的BIOS处替换掉IRET指令。BIOS是固件，不可行在INT1CH嵌套调用的BIOS中将IRET指令替换为跳转指令，指向我们设计的中断处理程序。要修改编译内核中断类型1CH作为用户使用的中断类型，可能已被其他功能的程序使用，所以在编写新的临时中断程序时，应做如下工作：1、在主程序的初始化部分，先保存当前1CH的中断向量，再设置新的中断向量。2、在主程序结束部分恢复保存的1CH中断向量。类型0中断处理程