汇编语言-端口和外中断

端口

和CPU通过总线相连的芯片除了各种存储器外，还有一些其他的芯片，例如网卡显卡等。从CPU的角度，将这些寄存器都当作端口，对它们进行统一编址，从而建立了一个统一的端口地址空间，每一个端口的地址空间都有一个地址。

端口的读写

在访问端口的时候，CPU通过端口地址来定位端口。因为端口所在的芯片和CPU通过总线相连，所以，端口地址和内存地址是一样的，都是通过地址总线相连传输数据的。

介绍in指令

in al，60h ；

从60h号端口读入一个字节到内存

执行时与总线相关操作

cpu通过地址线将地址信息60h发出

cpu通过控制线发出端口读命令，选中存储芯片，并通知它，将要从中读取数据

端口所在的芯片将60h端口中的数据通过数据线送入cpu中

介绍out指令

out 60h,al

从内存读出一个字节到60h号端口

执行时与总线相关操作和in指令相似

shl和shr指令

shl和shr是逻辑移位指令

shl是逻辑左移指令

功能：

将一个寄存器或内存单元中的数据向左移位

将最后移出的移位写入CF中

最低位用0 补充

mov al, 01001000b
shl al, 1 ;将 al中数据左移一位
执行后 (al) = 10010000b, CF=0

shr是逻辑右移指令

功能：

将一个寄存器或内存单元中的数据向右移位

将最后移出的移位写入CF中

最高位用0 补充

mov al, 01001000b
shr al, 1 ;将 al中数据右移一位
执行后 (al) = 00100100b, CF=0

外中断

cpu除了有运算能力外，还要有I/O(Input/Output)功能

外设的输入不直接送入内存和cpu中，而是送入相关的接口芯片的端口中；cpu向外设的输出也不是直接送入外设，而是先送入端口中，再由相关芯片送到外设。cpu还可以向外设输出控制命令，而这些控制命令也是先送到相关芯片的端口中，然后由芯片送到外设实施控制。所以cpu是通过端口和外部设备进行联系。

外中断信息

外设随时都可能发生需要cpu即使处理的事情，cpu是如何即使得知并进行处理的呢？

cpu提供中断机制来满足这样需要。当cpu内部有需要处理的事情发生的时候，将产生中断信息，引发中断过程。这种中断信息来源cpu内部当cpu外部有需要处理的事情发生的时候，如外设的输入到达，相关芯片将想cpu发出响应的中断信息。cpu在执行完当前指令后，可以检测到发送过来的中断信息，引发中断过程，处理外设的输入。

中断介绍：

中断分为两种：可屏蔽中断和不可屏蔽中断

可屏蔽中断

可屏蔽中断是cpu可以不响应的外中断。cpu是否响应可屏蔽中断，要看标志寄存器IF位的设置

当cpu检测到可屏蔽中断信息时

如果IF = 1，则cpu 执行完当前指令后响应中断，引发中断过程；

如果IF = 0，则cpu 不响应可屏蔽中断

不可屏蔽中断

不可屏蔽中断是cpu必须响应的外中断。当cpu 检测到不可屏蔽中断时，在执行完当前指令后，立即响应，引发中断过程。

几乎所有的由外设引发的外中断，都是可屏蔽中断，当外设有需要处理的事件发生时，相关芯片向cpu发出可屏蔽中断。

不可屏蔽中断是在系统中必须处理的紧急情况发生时，用来通知cpu 的中断信息。

外中断程序介绍

下面代码作用：在屏幕中间依次显示「a」~「z」，并停留一段时间。在显示过程中，按下esc按键之后，可以改变显示的颜色。

assume cs:code

stack segment
db 128 dup(0)
stack ends

data segment
dw 0,0
data ends

code segment
start:
;堆栈段
mov ax,stack
mov ss,ax
mov sp,128

;保存系统int9中断例程，cs和ip位置
mov ax,data
mov ds,ax
mov ax,0
mov es,ax
push es:[9*4]
pop ds:[0]
push es:[9*4+2]
pop ds:[2]

;重写系统int9中断例程
mov word ptr es:[9*4],offset int9
mov es:[9*4+2],cs

;将IF设置为1
pushf
pop bx
and bh,11111111B
push bx
popf

;循环写入a~z字符
mov ax,0b800H
mov es,ax
mov ah,'a'
s:  mov es:[160*12+40*2],ah
call delay;设置空循环，让字符可以在屏幕上保留一段时间
inc ah
cmp ah,'z'
jna s

;恢复系统int9中断例程
mov ax,0
mov es,ax
push ds:[0]
pop es:[9*4]
push ds:[2]
pop es:[9*4+2]

;结束，退出程序
mov ax,4c00H
int 21H

;设置空循环，让字符可以在屏幕上保留一段时间
delay:
push ax
push dx
mov dx,10H
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

;新的int9中断程序
int9:
push ax
push bx
push es

in al,60H;通过端口，获取键盘中键入的按键

;执行系统int9中断例程
pushf
call dword ptr ds:[0]

;判断是否为esc按键
cmp al,1
jne int9ret

;是esc按键，改变显示字符的颜色
mov ax,0b800H
mov es,ax
inc byte ptr es:[160*12+40*2+1]

int9ret:
pop es
pop bx
pop ax
iret

code ends
end start

知识点

当我们按下键盘中按键时，系统会发出一个外中断，此外中断会调用int9中断例程。我们可以直接编写int9中断例程达到想要的效果

通过in 和 out指令，可以获取端口中的信息。例如：

in al,60H

，就可以获得键盘中键入的按键的信息

效果图