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  • 第十三章 int 指令

    ①int指令
    在第12章中,我们讲解了中断过程和两种内中断的处理。

    这一章中,我们讲解另一种重要的内中断,由int指令引发的中断。

    万众瞩目,是什么呢?那就是DOS时代大名鼎鼎的int中断。

    int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) = (n4),(CS) = (n4+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。

    比如我们看下这个程序段:
    test1.asm
    assume cs:code

    code segment

    start:
    mov ax,0b800h
    mov es,ax
    mov byte ptr es:[12160+402],'!'

        int 0
    

    code ends

    end start
    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”,然后返回到系统。

    可见,int 指令的最终功能和call指令相似,都是调用一段程序。
    因此,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。

    以后,我们可以将中断处理程序简称为中断例程。


    ②编写供应用程序调用的中断例程
    前面,我们已经编写过中断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。

    我们通过两个实例来讨论:

    实例一 编写、安装中断7ch的中断例程,实现求一word型数据的平方。

    实例二 编写、安装中断7ch的中断例程,实现将一个全是字母,以 0结尾的字符串,转化为大写。
    示例一 编写、安装中断7ch的中断例程:
    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 ;存放结果,讲结果乘以2
    mov ax,4c00h
    int 21h
    code ends
    end start
    我们要做三部分工作:
    (1)编程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。
    ;编程:安装中断7ch的中断例程
    ;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。

    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
    	mov word ptr es:[7ch*4+2],0
    
    	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。

    实例二 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段中的字符转化为大写。
    实例二 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:test3.asm
    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
    最后,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。


    ③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。
    应用举例:在屏幕中间显示80个‘!’。

    认识框架代码。
    assume cs:code

    code segment
    start:
    mov ax,0b800h
    mov es,ax
    mov di,160*12
    mov bx,offset s - offset se ;设置从标号se到标号s的转移位移
    mov cx,80
    s: mov byte ptr es:[di],'!'
    add di,2
    int 7ch ;如果(cx)≠0,转移到标号s处
    se: nop

      mov ax,4c00h
      int 21h
    

    code ends

    end start

    在上面的程序中,用int 7ch调用7ch中断例程进行转移,用 bx 传递转移的位移。

    分析,为了模拟loop指令,7ch中断例程应具备下面的功能:
    (1)dec cx
    (2)如果(cx)≠0,转到标号s 处执行,否则向下执行。
    下面我们分析7ch中断例程如何实现到目的地址的转移:
    (1)转到标号s显然应设(CS)=标号s的段地址,(IP)=标号s的偏移地址;
    (2)那么,中断例程如何得到标号s的段地址和偏移地址呢?
    (3)现在知道,可以从栈中直接和间接地得到标号s的段地址和偏移地址,那么如何用它们设置CS:IP呢?
    int 7ch引发中断过程后,进入 7ch 中断例程,在中断过程中,当前的标志寄存器、CS和IP都要压栈。

    此时压入的CS和IP中的内容,分别是调用程序的段地址(可以认为是标号 s 的段地址)和int 7ch后一条指令的偏移地址(即标号se的偏移地址)。
    可见,在中断例程中,可以从栈里取得标号s 的段地址和标号 se的偏移地址,而用标号se的偏移地址加上bx中存放的转移位移就可以得到标号s的偏移地址。

    可以利用iret指令,我们将栈中的se的偏移地址加上 bx 中的转移位移,则栈中的se的偏移地址就变为了s的偏移地址。

    我们再使用iret指令,用栈中的内容设置CS、IP,从而实现转移到标号s处。
    7ch中断例程如下:
    lp: push bp
    mov bp,sp
    dec cx
    jcxz lpret
    add [bp+2],bx
    lpret: pop bp
    iret


    ④BIOS和DOS所提供的中断例程
    前边的课程中,我们都是自己编写中断例程,将他们放在安装程序中,然后通过运行安装程序,将他们安装到指定的内存区中。此后,别的应用程序才可以调用。

    BIOS和DOS提供的中断例程是如何安装到内存中的呢?


    ⑤BIOS和DOS中断例程的安装过程
    我们下面讲解它们的安装过程。
    (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。
    (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,除完成其它工作外,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。


    ⑥BIOS中断例程应用
    下面我们举几个例子,来看一下BIOS中断例程的应用。
    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
    	mov bh,0
    	mov dh,5
    	        mov dl,12
    	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(8025字符模式下:024)、列号(80*25字符模式下:079),和页号作为参数。
    (bh)=0,(dh)=5,(dl)=12,设置光标到第0页,第5行,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个字节。

    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。

    一般情况下,显示第 0 页的内容。
    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)中的颜色属性格式如下:
    编程:在屏幕的5行12列显示3个红底高亮闪烁绿色的‘a’。
    程序源码!
    ;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
    mov ah,2 ;置光标
    mov bh,0 ;第0页
    mov dh,5 ;dh中放行号
    mov dl,12 ;dl中放列号
    int 10h

    mov ah,9	;置光标
    mov al,'a'	;字符
    mov bl,11001010b;颜色属性
    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

    注意:闪烁的效果必须在全屏DOS 方式下才能看到。


    ⑦DOS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 21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的功能:
    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列12行显示字符串“I love Fishc.com!”。
    ;编程:在屏幕的5行20列显示字符串“I love Fishc.com!”。

    assume cs:code
    data segment
    db 'I love Fishc.com!','$'
    data ends

    code segment
    start:
    mov ah,2 ;置光标
    mov bh,0 ;第0页
    mov dh,5 ;dh中放行号
    mov dl,20 ;dl中放列号
    int 10h

    	mov ax,data
    	mov ds,ax
    	mov dx,0	;ds:dx指向字符串的首地址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列12行显示字符串“I love Fishc.com!”,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。

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