《汇编语言》学习（十五）外中断

    《汇编语言》第十五章主要通过拦截“BIOS键盘输入中断例程”（int 9）为例，介绍X86 CPU外部中断的机制和处理过程。本文将简述“外中断”的基本原理和给出所有习题的答案。

一、什么是外中断

1，CPU的第二项功能

    CPU的第一项功能是“执行指令，进行运算”，除此之外，CPU的第二项功能就是“控制外部设备”，具体来说就是，CPU对外设的IO功能（Input/Output）。

    为了简化，我们仅讲解Input功能。CPU要及时处理外设的输入，需要处理好以下两个问题：

1）外设的输入随时可能发生，CPU如何得知？

2）CPU从何处得到外设的输入？

2，外中断和端口

    首先，我们来回答上面的两个问题。对于第一个问题，CPU设计者设计了外中断机制，实时感知当前是否有外设的输入。外中断和内中断类似，当中断发生时，CPU在执行完当前指令后，就会转去执行相应的中断例程，然后再返回中断发生前的地方继续原理的执行流程。

    外中断与内中断不同的是：1）中断源不同；2）标志位不同。外中断产生后，会检测“IF”中断标志位（可屏蔽中断），内中断的单步调试中断，则检测“TF”中断标志位。

    第二个问题的答案是，CPU通过端口和外部设备进行联系，即“外中断信息缓存在相应的端口中”。

二、键盘输入的处理过程

1，键盘输入

    键盘上的每一个键相当于一个开关，键盘中有一个芯片会对各个键盘的开关状态进行扫描，产生扫描码，并发送到主板上相关的接口芯片的寄存器中，该寄存器的端口地址为60h。

    按下和松开键盘，都会产生扫描码，前者称为通码（对应电路的通路），后者称为断码（对应断路）。两者有一个线性关系：断码 = 通码 + 80h

2，引发9号中断

    键盘的输入到达60h端口时，相关的芯片就会向CPU发出中断类型码为9的可屏蔽中断信息。CPU检测到该中断信息后，如果IF=1，则响应中断，引发中断过程，转去执行int 9中断例程。

3，执行int 9中断例程

    BIOS提供了int 9中断例程，如下：

1）读取60h端口中的扫描码；

2）发送扫描码和对应的字符ANSII码到内存的BIOS键盘缓存区或修改状态字（后者对应控制码）。

3）对键盘系统进行控制。

三、习题

检测点15.1

拦截int 9中断例程

assume cs:codestack segment db 128 dup(0)stack endsdata segment dw 0,0data endscode segment    start:mov ax,stack      mov ss,ax  mov sp,128  mov ax,data  mov ds,ax  mov ax,0  mov es,ax        ; interrupt vector table    push es:[9*4]  pop ds:[0]  push es:[9*4+2]  pop ds:[2]        ; save the orignal entry address    cli  mov word ptr es:[9*4],offset int9  mov es:[9*4+2],cs        ; replace the entry address  sti    mov ax,0b800h  mov es,ax  mov ah,'a's:mov es:[160*12+40*2],ah  call delay  inc ah  cmp ah,'z'  jna s    mov ax,0  mov es,ax  cli  push ds:[0]  pop es:[9*4]  push ds:[2]  pop es:[9*4+2]        ; recover IVT  sti    mov ax,4c00h  int 21h      delay:push ax      push dx  mov dx,1000h  mov ax,0   s1:sub ax,1  sbb dx,0  cmp ax,0  jne s1  cmp dx,0  jne s1  pop dx  pop ax  ret       int9:push ax  push bx  push es    in al,60h    pushf  ;pushf  ;pop bx  ;and bh,11111100b  ;push bx  ;popf                         ; set IF=0,TF=0  call dword ptr ds:[0]        ; call orignal int 9 routine    cmp al,1                     ; esc - 01  jne int9ret    mov ax,0b800h  mov es,ax  inc byte ptr es:[160*12+40*2+1]    ; change the propety value    int9ret:pop es  pop bx  pop ax  iret  code endsend start