学习汇编记录Day6——输入输出和中断

最新推荐文章于 2024-06-25 08:58:34 发布

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本文详细解析了I/O端口地址与I/O指令的概念，探讨了中断的机制及其分类，包括硬件中断与软件中断的区别，以及中断向量表和中断服务程序的工作原理。文章还介绍了键盘输入、屏幕显示、打印输出、串口通讯、鼠标操作、目录和文件管理、内存管理和中断向量的读取与设置等具体应用场景。

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了解printf， scanf的执行过程。

。。。

看完了教程以后，对第一代工程师佩服的五体投地，用汇编操作屏幕，鼠标，文件IO，内存，需要极强的耐心，

也许他们那个时代只有这种语言，所以能学的很彻底吧。主要做个了解吧。

另外很多端口地址都是不可能硬记的，还是要靠百度一下，现查现用。

先看一下问题

一，基本概念

1，I/O端口地址

每次可交换一个字节数据的端口称为字节端口，每次可交换一个字数据的端口叫字端口。

在Intel公司的CPU家族中，I/O端口的地址空间可达64K，即可有65536个字节端口，或32768个字端口。这些地址不是内存单元地址的一部分，不能普通的访问内存指令来读取其信息，而要用专门的I/O指令才能访问它们。虽然CPU提供了很大的I/O地址空间，但目前大多数微机所用的端口地址都在0~3FFH范围之内，其所用的I/O地址空间只占整个I/O地址空间的很小部分。

计算机在启动时，bios程序（basic input/output system）将检查计算机系统中有哪些端口地址。当发现有串行端口地址时，bios就把该端口存放在以地址40:00h开始的数据区内；当发现有并行端口地址时，bios就把它存入以地址40:08h开始的数据区内。每类端口有4个字的空间。对有两个串口，两个并口的计算机系统，bios分布表如图

2，I/O指令

由于端口地址和内存单元地址是相互独立的，这些端口地址不能普通的访问内存指令来访问其信息，所以，在cpu的指令系统中，专门设置了I/O指令来存取I/O端口信息。

按功能分类，属于数据传送指令。

1）输入指令 in

格式：

in al/ax, portNo/dx

作用：从端口中读入一个字节或者字，并保存在al或ax中。如果某输入设备的端口地址在0~255范围内，那么可在指令in中直接给出，否则，要把该端口地址先存入寄存器dx中，然后在指令中由dx来给出其端口地址。

2）输出指令 out

格式：

out protNo/dx, al/ax

该指令的作用是把寄存器AL或AX的内容输出到指定端口。如果某输出设备的端口地址在0~255范围之内，那么，可在指令OUT中直接给出，否则，要把该端口地址先存入寄存器DX中，然后在指令中由DX来给出其端口地址。

#回顾字符串输出指令lods, stos, movs, ins, outs, cmps, scas, rep, repe(带条件)。

二，中断

1，概念

响应中断取决于3个条件：

1）有中断请求；

2）允许cpu接受中断请求；

3）一条指令执行完，吓一跳指令还没开始执行。

2，中断向量表和中断服务程序

1）中断向量表是一个特殊的线性表，它保存着系统所有中断服务程序的入口地址（偏移量和段地址），在微机系统中该向量表有256个元素，每个元素4字节。共1k。（具体的要百度查）

3，引起中断的指令

1，中断指令 int

格式：

int imm ；立即数imm是一个0~0ffh范围内的整数（256）

指令执行的步骤：

1）把标志寄存器压栈，清除标志位if 和 tf；

2）把代码段寄存器cs的内容压栈，并把中断服务程序入口地址的高字部分送cs；

3）32位段，压32位ip。

一个中断可有很多不同的功能，每个功能都有一个唯一的功能号，中断的功能号由ah来决定。

例如：

2，溢出指令 into

概念：当标志位of为1时，引起中断，该指令影响的标志位 if 和 tf.

3，中断返回指令 iret / iretd

格式： iret/iretd

操作步骤是int逆过程：

1）从栈顶弹出内容送入ip；

2）再从新栈顶弹出内容送入cs；

3）再从新栈顶弹出内容送入标志寄存器。

4，和子程序的比较

它们的主要差异有：
	子程序调用一定是程序员在编写源程序时事先安排好的，是可知的，而中断是由中断源根据自身的需要产生的，是不可预见的(用指令INT引起的中断除外)；
	子程序调用是用CALL指令来实现的，但没有调用中断的指令，只有发出中断请求的事件(指令INT是发出内部中断信号，而不要理解为调用中断服务程序)；
	子程序的返回指令是RET，而中断服务程序的返回指令是IRET/IRETD。
	在通常情况下，子程序是由应用系统的开发者编写的，而中断服务程序是由系统软件设计者编写的。

三，中断的分类

可分为

1）硬件中断，软件中断（int, into）

2）可屏蔽中断（cli， sti），不可屏蔽中断。

在用户程序中，若直接通过端口来操作硬件或外设，那么，其处理过程没有额外的多余工作，处理速度显然是最快的，但这样做，无疑使用户程序具有了很大的局限性。硬件环境的改变将直接影响程序的正常运行。

若用户程序通过调用DOS功能来实现其所需功能，那么，应用程序与低层硬件相距较远，操作最终的对象需要经过中间环节，处理速度肯定受到一定的损失，但这种应用程序适应性强，应用范围广，对硬件的依赖性最小。

1，键盘输入的中断

1，键盘缓冲区

1）概念：是一个环形队列。

2）键盘状态字

在计算机键盘上除了可输入各种字符(字母、数字和符号等)的按键之外，还有一些功能键(如：F1、F2、…等)、控制键(如：Ctrl、Alt、Shift等)、双态键(如：Num Lock、Caps Lock等)和特殊请求键(如：Print Screen、Scroll Lock等)。

键盘中的控制键和双态键是非打印按键，它们是起控制或转换作用的。当使用者按下控制键或双态键时，系统要记住其所按下的按键。为此，在计算机系统中，特意安排的一个字来标志这些按键的状态，我们称该字为键盘状态字。

3）键盘中断的处理过程

了解就行，截图如下

2，屏幕显示的中断功能

1，显示模式

1）文本显示方式

2）图形显示方式

1，举了3个例子，

2，显示缓冲区

3，两个练习题

3，打印输出的中断功能

概念：硬拷贝。

例题，打印字符串（bios 17h实现打印功能）

4，串口的中断功能

bios提供14h作为控制中断，具体参数如下

功能描述：

初始化通信口

入口参数：

AH＝00H
DX＝初始化通信口号(0＝COM1，1＝COM2，……)
AL＝初始化参数，参数的说明如下：

波特率	奇偶位	停止位	字的位数
765	43	2	10
000 = 110	X0 = None	0 = 1 bit	10 = 7 bits
001 = 150	01 = Odd	1 = 2 bits	11 = 8 bits
010 = 300	11 = Even
011 = 600
100 = 1200
101 = 2400
110 = 4800
111 = 9600

对于PS/2，可用INT 14H之功能04H和05H来初始化其通信速率大于9600。

出口参数：

AH＝通信口状态，各状态位为1时的含义如下：

位7—超时
位6—传递移位寄存器为空
位5—传递保持寄存器为空
位4—发现终止

位3—发现帧错误
位2—发现奇偶错
位1—发现越界错
位0—接受数据准备好

AL＝Modem状态

位7—接受单线信号诊断
位6—环指示器
位5—数据发送准备好
位4—清除数据，再发送

位3—改变在接受线上的信号诊断
位2—后边界环指示器
位1—改变“数据准备好”状态
位0—改变“清除—发送”状态

(2)、功能01H

	功能描述：	向通信口输出字符
	入口参数：	AH＝01H AL＝字符 DX＝初始化通信口号(0＝COM1，1＝COM2，……)
	出口参数：	AL的值不变 AH的位7＝0——操作成功，通信口状态，AH的位6~0是其状态位

(3)、功能02H

	功能描述：	从通信口读入字符
	入口参数：	AH＝02H DX＝初始化通信口号(0＝COM1，1＝COM2，……)
	出口参数：	AL＝接受的字符 AH的位7＝0——操作成功，通信口状态，AH的位6~0是其状态位

(4)、功能03H

	功能描述：	读取通信口状态
	入口参数：	AH＝03H DX＝初始化通信口号(0＝COM1，1＝COM2，……)
	出口参数：	AH＝通信口状态，AL＝Modem状态，参见功能号00H中的说明

两个例题

（看到这里，不得不佩服第一代程序员工程师，用汇编操作这些东西简直要命，需要极强的耐心）

5，鼠标的中断功能，略过了。

6，目录和文件的中断功能

中断21H提供了许多有关目录和文件操作的功能，其中常用的功能如下：

1、操作目录的常用功能

	39H——创建目录	3BH——设置当前目录
	3AH——删除目录	47H——读取当前目录

2、用文件句柄操作文件的常用功能

	3CH——创建文件	4EH——查找到第一个文件
	3DH——打开文件	4FH——查找下一个文件
	3EH——关闭文件	56H——文件换名
	3FH——读文件或设备	57H——读取/设置文件的日期和时间
	40H——写文件或设备	5AH——创建临时文件
	41H——删除文件	5BH——创建新文件
	42H——设置文件指针	67H——设置文件句柄数(最多文件数)
	43H——读取/设置文件属性	6CH——扩展的打开文件功能

3、用FCB操作文件的常用功能

	0FH——打开文件	21H——随机读
	10H——关闭文件	22H——随机写
	13H——删除文件	23H——读取文件的大小
	14H——顺序读	24H——设置相对记录数
	15H——顺序写	27H——随机读块
	16H——创建文件	28H——随机写块
	17H——文件换名