汇编学习12 内中断

1.内中断产生

• CPU产生内中断的原因：
  （1）除法发生溢出
  （2）单步执行指令
  （3）执行into指令（？）
  （4）执行int指令
• 每一种中断都对应中断类型码，来标识中断信息的来源。
  除法溢出：0；单步执行：1；into指令：4；int+N 指令：立即数N标识中断源
• 中断向量表和中断处理程序
  中断处理程序是指的当CPU收到中断号以后，会转而执行该中断信息的处理程序。一般来说不同的中断信息有不同的中断处理程序。
  中断向量表指的是存储中断向量的列表，也就是中断处理程序的入口地址表（里面存储'中断号->中断处理程序入口地址）。每当中断发生，CPU会根据中断号到这个表里面去寻找相应处理程序的入口地址。

补充说明：
中断向量表存放在内存地址：0000：0000~0000：03FF位置；
中断号0对应的处理程序地址放在内存地址0处，一个表项占两个字，高地址字存放段地址，低地址字存放段偏移地址；
所以以此类推，中断号1对应处理程序入口地址存放在内存地址4X1处；中断号2程序入口地址在4X2处......

2.中断过程

• 中断过程经历的6个步骤：
  （1）从中断信息中取得中断类型码
  （2）标志寄存器入栈（中断过程中要改变标志寄存器的值，所以要先保存现场）
  （3）设置标志寄存器的第八位TF和第九位IF的值为0
  （4）CS的值入栈
  （5）IP的值入栈（IP值在栈顶）
  （6）从中断向量表中读取中断程序的CS和IP值并修改当前值

• 编写中断处理程序的步骤：
  （1）保存要用到的寄存器的值
  （2）处理中断
  （3）恢复寄存器的值
  （4）用iret指令返回（iret指令是指的，将中断前的IP和CS，和标志寄存器相继出栈，返回原来位置）

3.相应中断的特殊情况

我们知道在Dos 的debug模式下，我们执行命令-t，可以实现单步调试。而Debug怎样让CPU做到单步调试呢？实际上这就是利用单步中断的结果。

• Debug的-t指令原理：在每一次用-t命令执行指令的时候，Debug将标志位TF置为1，使得CPU工作于单步中断模式下，执行完每条指令后就引发单步中断，然后执行中断程序将所有寄存器的内容显示在屏幕上。

• 特殊情况：当CPU执行完向SS寄存器传送数据的指令后，即便是发生中断，CPU也不会响应。（因为在执行完向SS传送数据的指令后，已经修改了栈段的位置，下一步应该要修改栈顶指针SP的值，如果在修改了SS后，没来得及修改SP就引发了中断将造成栈的位置错误），所以在Debug模式中要等到SS和SP全部修改完成后才会相应中断。

本章实验要求：

重新改写0号中断（除法溢出），让程序在发生溢出的时候，在屏幕中央输出‘divide error！’，并返回DOS

• 实验补充：
  div指令可以进行除数为8位的除法和16位的除法，除数可以放在一个reg或者内存单元中
  （1）当除数为8位的时候：被除数为16位，放在AX中；计算出的结果，商放在AL中，余数放在AH中
  （2）当除数为16位的时候：被除数为32位，高位放在DX中，低位放在AX中；计算出来的结果，AX存储商，DX存储余数

实验示例代码：

assume cs:code

code segment
start:  mov ax,cs
    mov ds,ax
    mov si,offset do0 ;源地址
    
    mov ax,0
    mov es,ax
    mov di,200H  ; 目标地址

    mov cx,offset do0end-offset do0 ; do0代码段的长度
    cld
    rep movsb ; 串传送指令

    mov ax,0
    mov es,ax
    mov word ptr es:[0],200H
    mov word ptr es:[2],0 ; 重新设置中断向量表的中断跳转地址

    mov ax,1000H ; 尝试执行除法溢出
    mov bh,1
    div bh

    mov ax,4c00H
    int 21H

do0:jmp short do0start
    db "divide error!"
    
do0start:   
    mov ax,0B800H
    mov ds,ax
    mov si,12*160+36*2; 设置显存的地址为目的地址
    mov ax,0
    mov es,ax
    mov di,202H ; 设置db分配的字符串位置为源地址（jmp short指令长度为2）

    mov cx,13
S:  mov al,es:[di]
    mov ds:[si],al
    mov al,02H ; 设置字体样式颜色
    mov ds:[si+1],al
    add si,2
    inc di
    loop S; 循环，将源地址字符串送到显存

    mov ax,4c00H
    int 21H
do0end: nop

code ends
end start

执行结果如下图所示：

123.GIF

实验总结：
要修改中断处理程序，我们要考虑以下问题：
（1）我们首先要想到我们要将这段程序存放在内存里，CPU在中断向量表中寻找的时候才能找得到，那么放在哪里呢？一般来说，我们可以告诉操作系统，让操作系统给我们分配空余位置。但是在本次实验中，我们可以取内存0000：0200~0000：02FF（这一段在中断表中，但是却不存放任何表项）这256个空的字节单元作为存储中断程序的区域。
（2）怎样传过去？我们可以用串传送指令movsb将程序段直接传到指定的内存位置。
（3）用串传送，我们怎么知道处理程序有多大？我们不需要直到有多大，直接用程序段开始和程序段结束的偏移位置相减即可
（4）怎样修改中断向量表呢？放好了中断处理程序，我们就要使中断表中对应的中断号对应的入口地址发生改变。中断表放在0000：0000~0000：03FF位置，我们根据相应中断号N，内存位置0000:4xN存放的是段偏移地址，0000:4xN+2存放的是程序段位置。