计算机中断例程和启动过程

首先将几个概念，中断程序处理和中断向量表。

CPU在执行一段程序的时候，检测到从CPU内部或外部发来的特殊信号，并且可以对该信号立即处理，暂时不去处理当前执行的程序。等该信号处理完成后，可以返回继续执行程序。这种信号就是中断信息。相当于银行的VIP用户~

然后的问题就是怎么产生信号和如何处理信号了。有两种：内中断，外中断。

内中断：对于8086CPU，由硬件决定的中断信息

（1）除法错误

（2）单步运行程序（高级语言的单步或指定调试程序，就是这个中断起的作用）

（3）执行into指令

（4）执行int指令

外中断：由CPU外部产生的终端信号。

举个例子，键盘输入的处理过程。键盘与主板的相关接口芯片里也有一个寄存器，每按下一个键，就会向该端口发送信息，这时，芯片会向CPU发送类型为9的中断。执行程序的时候还可以用键盘输出字符，有时候输入的字符显示不出来，就像卡了一样，过了一会突然按下的字符瞬间出现了，这是原因是CPU没有立即执行这个中断，而去执行更高级别的中断，等高级别的中断完成后，执行键盘的输入字符的中断。

 

这是中断信号的介绍。下面是如何处理中断。

CPU在处理中断的时候，会先知道中断信号的标号，根据这个标号去内存里找到相应的程序来处理。为什么不直接找处理程序，而是中间要用到一个标号？这就像书本需要有目录一样，容易理解，方便，还可以扩展。

每一个中断信号都有标号，每一个中断都有相应的程序处理。我们需要知道哪种标号对应的是哪个处理程序。

所以，用到了一个概念：中断向量表。如下图所示

这段中断向量在内存的0000:0000处开始，也就是说，我要执行0号中断，CPU会讲CS:IP设置成0:0，找到0号中断程序的入口地址进行处理。这个内存地址和标号是有对应关系的。我要找1号中断的处理程序，CS:IP设置成0：（1*4）然后执行0：（1*4）和0：（1*4+2）的内容。同理，第N号中断则是改变IP的值为（N*4），然后执行（N*4）和（N*4+2）的内容。

中断向量表就是一个目录。

 

我们以一个具体程序的例子去理解中断的执行。

mov ax,1000h

mov bl,1

div bl

这个程序执行后，会产生除法溢出。为什么呢？ax是一个16位的寄存器，bl是8位，除的结果是一个16位的，但是默认除数为8位时，会用al（8位）得到结果，这个肯定是不够的，所以溢出。

那么执行后，自动产生0号中断。屏幕上显示"Divide overflow”。后面显示出"Divide overflow”就是其中断处理程序的执行结果的一部分。CPU此时的工作过程：

（1）取得中断类型码 0

（2）Flag标志寄存器入栈，TF，IF设置为0

（3）CS、IP入栈

（4）(IP)=(0*4)，(CS)=(0*4+2)

假设处理程序的入口地址为0000：:0020，这个地址就保存在了CS：IP现在所指的内存区域里，然后CS：IP自动跳转为0000:0020，这是CPU指向的内存变成了0000:0020，开始从0000:0020往下执行程序段。这里的程序段就是一段显示"Divide overflow"的程序。

 

中断例程和中断向量表知道了后，就是我们的计算机启动了。

 

（1）接通电源,CPU一通电,会将CS:IP初始化为0FFFF:0000.自动从0FFFF:0000内存单元开始执行程序.而0FFFF:0000处有一条跳转指令,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.注意:对于BIOS所提供的中断例程,只需将入口地址登记到中断向量表中即可,因为这些程序是固化到ROM中的,一直存在.(出场的时候已经设置好了,并且这是一种不可擦除的逻辑编程.)

（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,讲计算机由操作系统控制.

（4）DOS启动后,除完成其他工作外,还将它所提供的中断例程装入内存,建立相应的中断向量.