汇编语言课件第14章中断

2020年7月8日,1,2020年7月8日,1,2020年7月8日,1,2020年7月8日,1,2020年7月8日,1,2020年7月8日,1,第14章 x86PC的中断系统,*,1,DEC HEX BIN14 0E 00001110,汇编语言与接口技术,2020年7月8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,2020年7月8日,3,第14章 x86PC的中断系统,本章的主要内容： 14.1 8088/86中断 14.1.1 中断源 14.1.2 中断服务程序 14.2 x86PC及中断分配 14.3 中断应用程序,14.1 8088/86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）CS,2020年7月8日,5,14.1 8088/86中断,例如： 中断向量表（右表） INT 0：0号中断除法错 INT 1：1号中断单步 INT 2：2号中断NMI,14.1 8088/86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。,14.1 8088/86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： 硬件中断（或外中断）：外设控制器或协处理器引起的中断 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：Non Maskable Interrupt） 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（ Maskable Interrupt） 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）,14.1 8088/86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。,14.1 8088/86中断,2020年7月8日,10,14.1 8088/86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=2 2）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),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18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,14.1 8088/86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 MOV AL, 11111101B OUT 21H, AL 例：新增设允许键盘中断，设置中断屏蔽字 IN AL, 21H AND AL, 11111101B OUT 21H, 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,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(set level)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 IN AL, 20H OR AL, 20H OUT 20H, AL,软件中断,软件中断,软件中断也称内部中断，由3种情况引起 程序中的中断指令 INT n 操作数n指出中断类型号，0FFH 如 INT 12H ；存储器容量测试 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 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（INT 3），中断类型号=3 软件中断不受中断屏蔽标志IF影响,14.1 8088/86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,中断向量表,2020年7月8日,18,第14章 x86PC的中断系统,14.1 8088/86中断 14.1.1 中断源 14.1.2 中断服务程序 14.2 x86PC及中断分配 14.3 中断应用程序,2020年7月8日,18,14.2 x86PC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。,2020年7月8日,20,14.2 x86PC及其中断分配,中断向量地址表 -表示法1-2,中断向量地址一览表,这些功能可以用中断方式调用,INT n,存取中断向量的DOS功能调用（21H） 设置中断向量 预置：AH=25H AL=中断类型号 DS:DX=中断向量（中断程序入口地址） 执行：INT 21H 取中断向量 预置：AH=35H AL=中断类型号 执行：INT 21H 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,N MOVAH,35H INT21H PUSHES PUSHBX PUSHDS MOVAX,SEG INTHAND MOVDS,AX MOVDX,OFFSET INTHAND MOVAL,N MOVAH,25H INT21H POPDS POPDX POPDS MOVAL,N MOVAH,25H INT21H RET,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=35H AL=中断类型号 执行：INT 21H 返回：ES:BX=中断向量 设置中断向量 预置：AH=25H AL=中断类型号 DS:DX=中断向量 执行：INT 21H,2020年7月8日,25,第14章 x86PC的中断系统,14.1 8088/86中断 14.1.1 中断源 14.1.2 中断服务程序 14.2 x86PC及中断分配 14.3 中断应用程序,2020年7月8日,25,14.3 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,seg int78 MOVDS,AX MOVDX,offset int78 MOVAH,25H MOV AL,78H INT 21H ；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.ASM,14.3 中断应用程序,例2 要求每10秒响铃一次，并显示“The bell is ring!” 要点：如何设计中断处理程序；如何进入中断处理程序,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INT 1CH，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,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“The bell is ring!” 系统定时器中断中读时钟，如果到10秒，响铃一次，并显示“The bell is ring!” 如何进入中断处理程序 改变INT 1CH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INT 1CH嵌套调用的BIOS处替换掉IRET指令。 BIOS是固件，不可行 在INT 1CH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。,003FFH,除法错,单步,NMI,BIOS,INTn,1ch 4 = 70h,设置中断向量 预置：AH=25H AL=中断类型号 DS:DX=中断向量(中断程序入口地址) 执行：INT 21H 取中断向量 预置：AH=35H AL=中断类型号 执行：INT 21H 返回：ES:BX=中断向量(中断程序入口地址),;* ;eg8-5.asm. ;* .model samll ;- .stack ;- .code ; main program mainprocfar start:moveax, data movds, ax ;save old interrupt vector moval, 1ch movah, 35h int21h pushes pushbx ;set new interrupt vector pushds movdx, offset ring movax, seg ring movds, ax moval, 1ch movah, 25h int21h popds,in al, 21h andal, 11111110b out21h, al sti movdi, 20000 deplay:movsi, 30000 deplay1:decsi jnzdeplay1 decdi jnzdeplay ;restore old interrupt vector