8086键盘输入实验——《x86汇编语言：从实模式到保护模式》读书笔记07

1.BIOS中断

我们可以为所有中断类型自定义中断处理过程，包括内部中断、硬件中断和软中断。

BIOS中断，又称BIOS功能调用，主要是为了方便地使用最基本的硬件访问功能。通常，为了区分针对同一硬件的不同功能，使用寄存器AH来指定具体的功能编号。

比如说，以下的指令用于从键盘读取一个按键：

mov ah,0x00     ;0功能号对应从键盘读字符
    int 0x16        ;键盘服务, int 0x16
                    ; 中断返回时，字符的ASCII在AL中

需要说明的是，BIOS可能会为一些简单地外围设备提供初始化代码和功能调用代码，并填写中断向量表，但是有一些BIOS中断是由外部设备接口自己建立的。

首先，每个外部设备接口，包括各种板卡，如网卡、显卡、键盘接口电路、硬件控制器等，都有自己的只读存储器（ROM），类似于BIOS芯片，这些ROM中提供了它们自己的功能调用例程，以及本设备的初始化代码。按照规范，前两个单元的内容是0x55和0xAA，第三个单元是本ROM中的代码长度（以512字节为单位）；从第四个单元开始，就是实际的ROM代码。

其次，我们知道，从内存物理地址A0000开始，到FFFFF结束，有相当一部分空间是留给外围设备的。如果设备存在，那么它自带的ROM会映射到分配给它的地址范围内。

在计算机启动期间，BIOS会以2KB为单位搜索内存地址C0000~E0000之间的区域。当它发现某个区域的前两个字节是0x55和0xAA时，那意味着该区域有ROM代码的存在，是有效的。接着，它对该区域做累加和检查，看结果是否和第三个单元相符。如果相符，就从第四个单元进入。这时候，处理器执行的是硬件自带的程序指令，这些指令初始化外部设备的相关寄存器和工作状态。最后，填写相关的中断向量表，使其指向自带的中断处理过程。

2.键盘读字符并显示的实验

（1）代码清单

;代码清单9-2
         ;文件名：c09_2.asm
         ;文件说明：用于演示BIOS中断的用户程序 
         ;创建日期：2012-3-28 20:35
         
;===============================================================================
SECTION header vstart=0                     ;定义用户程序头部段 
    program_length  dd program_end          ;程序总长度[0x00]
    
    ;用户程序入口点
    code_entry      dw start                ;偏移地址[0x04]
                    dd section.code.start   ;段地址[0x06] 
    
    realloc_tbl_len dw (header_end-realloc_begin)/4
                                            ;段重定位表项个数[0x0a]
    
    realloc_begin:
    ;段重定位表           
    code_segment    dd section.code.start   ;[0x0c]
    data_segment    dd section.data.start   ;[0x14]
    stack_segment   dd section.stack.start  ;[0x1c]
    
header_end:                
    
;===============================================================================
SECTION code align=16 vstart=0           ;定义代码段（16字节对齐） 
start:
      mov ax,[stack_segment]
      mov ss,ax
      mov sp,ss_pointer
      mov ax,[data_segment]
      mov ds,ax
      
      mov cx,msg_end-message
      mov bx,message
      
 .putc:
      mov ah,0x0e
      mov al,[bx]
      int 0x10
      inc bx
      loop .putc

 .reps:
      mov ah,0x00
      int 0x16
      
      mov ah,0x0e
      mov bl,0x07
      int 0x10

      jmp .reps

;===============================================================================
SECTION data align=16 vstart=0

    message       db 'Hello, friend!',0x0d,0x0a
                  db 'This simple procedure used to demonstrate '
                  db 'the BIOS interrupt.',0x0d,0x0a
                  db 'Please press the keys on the keyboard ->'
    msg_end:
                   
;===============================================================================
SECTION stack align=16 vstart=0
           
                 resb 256
ss_pointer:
 
;===============================================================================
SECTION program_trail
program_end:

（2）使用BIOS中断向屏幕写字符

关于代码，头部的部分和SS，DS的初始化自然不用多说，我们已经很熟悉了。

mov cx,msg_end-message
      mov bx,message
      
 .putc:
      mov ah,0x0e
      mov al,[bx]
      int 0x10
      inc bx
      loop .putc

首先，把重复次数传入CX，然后让BX指向要显示的信息的首地址。

接下来，我们要利用0x10号中断的0x0e号功能。

BIOS中断显示服务(Video Service——INT 10H)

功能描述：在Teletype模式下显示字符，具体说就是在屏幕的光标处写一个字符，并推进光标的位置。
入口参数：

AH＝0EH
AL＝字符
BH＝页码
BL＝前景色(图形模式)；注意，仅在图形模式下，设置BL才会改变前景色；在文本模式下，这个参数不起作用（我们的实验工作在文本模式下）
出口参数：无

（3）使用BIOS中断从键盘读取字符

.reps:
      mov ah,0x00
      int 0x16
      
      mov ah,0x0e
      mov bl,0x07   ;我觉得这句可以不要
      int 0x10

      jmp .reps

前面已经说了，0x16号中断的0x00号子功能是从键盘读字符。

然后，再次利用0x10号中断的0x0e号功能，把我们从键盘输入的字符显示出来。

BIOS中断键盘服务(Keyboard Service——INT 16H)
功能描述：从键盘读入字符
入口参数：

AH＝00H——读键盘
AH＝10H——读扩展键盘（可根据0000:0496H单元的内容判断：扩展键盘是否有效 ）
出口参数：

AH＝键盘的扫描码
AL＝字符的ASCII码

（4）实验结果截图

上图就是启动Bochs后，再按C之后的画面。接下来，我们就可以尝试按键，看看会发生什么

下一次，我们就开始探索32位的x86了，你是否很期待呢？