标签：标号 第十六章 汇编语言 mov 中断 指令 寄存器 CPU 王爽
第15章、外中断
CPU在计算机系统中，除了能够执行指令，进行运算以外，还应该能够对外部设备进行控制，接收它们的输入，向它们进行输出（I/O能力）
CPU功能：
- 执行指令，进行运算。
- 对外部设备进行控制，接收它们的输入，向它们进行输出（I/O能力）
15.1 接口芯片和端口
PC系统的接口卡和主板上，装有各种接口芯片。这些外设接口芯片的内部有若干寄存器，CPU将这些寄存器当作端口来访问
外设的输入不直接送入内存和CPU，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，再由相关的芯片送到外设。
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，然后再由相关的芯片根据命令对外设实施控制。
即：CPU通过端口和外部设备进行联系
CPU主板上有接口卡的插槽，插槽上有接口卡，接口卡上有接口芯片，接口芯片上有寄存器，这些寄存器被CPU当作端口访问，CPU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。
CPU通过控制端口（芯片上的寄存器）来控制芯片，芯片控制外设。
15.2 外中断信息
内中断：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。这种中断信息来自CPU内部。
外中断：当CPU外部有需要处理的事情发生的时候，比如说，外设的输入到达，相关芯片将向CPU发出相应的中断信息。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。
PC系统中，外中断源有两类
1、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，要看标志寄存器的IF位的设置。
当CPU检测到可屏蔽中断信息时，如果IF=1，则CPU在执行完当前指令后响应中断，引发中断过程；如果IF=0，则不响应可屏蔽中断。
可屏蔽中断信息来自于CPU外部，中断类型码是通过数据总线送入CPU的；而内中断的中断类型码是在CPU内部产生的。
中断过程中将IF置0的原因就是，在进入中断处理程序后，禁止其他的可屏蔽中断。
如果在中断处理程序中需要处理可屏蔽中断，可以用指令将IF置1。
8086CPU提供的设置IF的指令：sti，设置IF=1；cli，设置IF=0。
2、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信息时，则在执行完当前指令后，立即响应，引发中断过程。
对于8086CPU，不可屏蔽中断的中断类型码固定为2，所以中断过程中，不需要取中断类型码。
不可屏蔽中断的中断过程为：
①标志寄存器入栈，IF=0，TF=0；
②CS、IP入栈；
③（IP）=（8），（CS）=（0AH）。（IP=2*4，CS=2 *4+2）
几乎所有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（比如说键盘输入）发生时，相关芯片向CPU发出可屏蔽中断信息。不可屏蔽中断是在系统中有必须处理的紧急情况发生时用来通知CPU的中断信息。
15.3 PC机键盘的处理过程
键盘中有一个芯片对键盘上的每一个键的开关状态进行扫描。按下一个键时，开关接通，该芯片就产生一个扫描码，扫描码说明了按下的键在键盘上的位置。扫描码被送入主板上的相关接口芯片的寄存器中，该寄存器的端口地址为60h。松开按下的键时，也产生一个扫描码，扫描码说明了松开的键在键盘上的位置。松开按键时产生的扫描码也被送入60h端口中。
一般将按下一个键时产生的扫描码称为通码，松开一个键产生的扫描码称为断码。
扫描码长度为一个字节，通码的第7位为0，断码的第7位为1
即：断码 = 通码 + 80h。比如，g键的通码为22h，断码为a2h
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。
BIOS提供了int 9中断例程，用来进行基本的键盘输入处理，主要的工作如下：
（1）读出60h端口中的扫描码；
（2）如果是字符键的扫描码，将该扫描码和它所对应的字符码（即ASCII码）送入内存中的BIOS键盘缓冲区； 如果是控制键（比如Ctrl）和切换键（比如CapsLock）的扫描码，则将其转变为状态字节写入内存中存储状态字节的单元；
（3）对键盘系统进行相关的控制，比如说，向相关芯片发出应答信息。
BIOS键盘缓冲区是系统启动后，BIOS用于存放int 9中断例程所接收键盘输入的内存区。该内存区的可以存储15个键盘输入，一个键盘输入用一个字单元存放，高位字节存放扫描码，低位字节存放字符码。
0040:17单元存储键盘状态字节，该字节记录了控制键和切换键的状态。键盘状态字节各位记录的信息如下。
| 0 | 右shift状态 | 置1表示按下右shift键 |
|---|---|---|
| 1 | 左shift状态 | 置1表示按下左shift键 |
| 2 | Ctrl状态 | 置1表示按下Ctrl键 |
| 3 | Alt状态 | 置1表示按下Alt键 |
| 4 | ScrollLock状态 | 置1表示Scroll指示灯亮 |
| 5 | NumLock状态 | 置1表示小键盘输入的是数字 |
| 6 | CapsLock状态 | 置1表示输入大写字母 |
| 7 | Insert状态 | 置1表示处于删除态 |
按下键盘上的某一个键，产生一个扫描码，扫描码被送入接口芯片的寄存器中（端口地址为60h），芯片向CPU发送9号中断信息，CPU在中断向量表中查询到9号中断例程的地址，执行存放在BIOS中的9号中断例程，9号中断例程读取存放在60h中的扫描码，将扫描码和对应的信息送入内存单元，对外设输入进行处理。
指令系统总结
我们对8086CPU的指令系统进行一下总结。读者若要详细了解8086指令系统中的各个指令的用，可以查看有关的指令手册。
8086CPU提供以下几大类指令。
- 数据传送指令
mov、push、pop、pushf、popf、xchg等都是数据传送指令，这些指令实现寄存器和内存、寄器和寄存器之间的单个数据传送。 - 算术运算指令
add、sub、adc、sbb、inc、dec、cmp、imul、idiv、aaa等都是算术运算指令，这些指令实现存器和内存中的数据的算数运算。它们的执行结果影响标志寄存器的sf、zf、of、cf、pf、af位。 - 逻辑指令
and、or、not、xor、test、shl、shr、sal、sar、rol、ror、rcl、rcr等都是逻辑指令。除了not指外，它们的执行结果都影响标志寄存器的相关标志位。 - 转移指令
可以修改IP，或同时修改CS和IP的指令统称为转移指令。转移指令分为以下几类。
（1）无条件转移指令，比如，jmp；
（2）条件转移指令，比如，jcxz、je、jb、ja、jnb、jna等；
（3）循环指令，比如，loop；
（4）过程，比如，call、ret、retf；
（5）中断，比如，int、iret。 - 处理机控制指令
对标志寄存器或其他处理机状态进行设置，cld、std、cli、sti、nop、clc、cmc、stc、hlt、wait、esc、lock等都是处理机控制指令。 - 串处理指令
对内存中的批量数据进行处理，movsb、movsw、cmps、scas、lods、stos等。若要使用这些指令方便地进行批量数据的处理，则需要和rep、repe、repne等前缀指令配合使用。
第16章、直接定址表
16.1 描述了单位长度的标号
普通的地址标号：
assume cs:code
code segment
a : db 1,2,3,4,5,6,7,8 ;在后面加有“：”的地址标号，只能在代码段中使用，不能在其他段中使用。
b : dw 0
start :mov si,offset a
mov bx,offset b
mov cx,8
s : mov al,cs:[si]
mov ah,0
add cs:[bx],ax
inc si
loop s
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
描述了单位长度的标号
assume cs:code
code segment
a db 1,2,3,4,5,6,7,8 ;标号a、b后面没有":"，因此它们是可以同时描述内存地址和单元长度的标号。
;标号a，描述了地址code:0，和从这个地址开始，以后的内存单元都是字节单元
b dw 0 ;标号b描述了地址code:8，和从这个地址开始，以后的内存单元都是字单元。
start : mov si,0
mov cx,8
s : mov al,a[si]
mov ah,0
add b,ax
inc si
loop s
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
code、start、s都是标号。这些标号仅仅表示了内存单元的地址。
a、b这种标号不但表示了内存单元的地址，还表示了内存单元的长度，可以代表一个段中的内存单元。
我们称这种标号为数据标号，它用来描述存储数据的单元的地址和长度，可以使我们以简洁的形式访问内存中的数据。
16.2 在其他段中使用数据标号
assume cs:code,ds:data ;用伪指令assume将标号所在的段和一个段寄存器联系起来(编译器需要)
data segment
a db 1,2,3,4,5,6,7,8
b dw 0
data ends
code segment
start: mov ax,data
mov ds,ax ;真正确定ds寄存器
mov si,0
mov cx,8
s: mov al,a[si] ;编译为：mov al,[si+0] 默认所访问单元的段地址在ds
mov ah,0
add b,ax ;编译为：add [8],ax
inc si
loop s
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
注意，如果想在代码段中直接用数据标号访问数据，则需要用伪指令aassum;将标号所在的段和一个段寄存器联系起来。否则编译器在编译的时候，无法确定标号的段地址在哪一个寄存器中。当然，这种联系是编译器需要的，但绝对不是说，用assume指令将段寄存器和某个段相联系，段寄存器中就会真的存放该段的地址。我们在程序中还要使用指令对段寄存器进行设置。
经过assume ds:data后，编译器就默认data段的段地址在ds中，数据标号a就相当于ds:[0]，b相当于ds:[8],但是这只是编译器认为的，实际上data段的段地址并不存在ds中。所以我们还需要在程序中，将data的值写入ds中。这个时候才能使用数据标号直接访问数据。
但是对于只有一个段的程序来说（如16.1的程序），assume cs:code后，就不需要将code的值写入cs。因为只有一个段，程序被写入内存时，CS：IP就被设置为指向段的最开始的位置，所以CS中已经存在了code的段地址，我们可以直接使用数据标号。
对于多个段的程序，为了让CPU知道从什么地方开始执行程序，设置了start标号和end start伪指令，CS指向设置了start标号的段的段地址，IP指向start标记的程序。此时，其他的段必须在程序中对段寄存器进行设置，但是start段不需要。
在程序中，我们用ds寄存器和data段相联，则编译器对相关指令的编译如下。
指令: mov al,a[si]
编译为:mov al,[si+0]
指令: add b,ax
编译为: add [8],ax
可以将标号当作数据来定义，此时，编译器将标号所表示的地址当作数据的值。
data segment
a db 1,2,3,4,5,6,7,8
b dw 0
c dw a, b ;等价于c dw offset a, offset b
;数据标号c处存储的两个字型数据为标号a、b 的偏移地址
data ends
data segment
a db 1,2,3,4,5,6,7,8
b dw 0
c dd a,b ;等价于c dw offset a, seg a, offset b, seg b
;数据标号c处存储的两个双字型数据为标号a的偏移地址和段地址、标号b 的偏移地址和段地址
data ends
seg操作符，功能为取得某一标号的段地址
后记
我在学习CSAPP的过程中遇到了汇编语言方面的内容，就找来了这本王爽的《汇编语言》看看。结果发现这本书并不只是汇编语言方面的内容，还涉及到了很多计算机组成原理方面的知识。以前很多困惑我的知识、概念，在这本书中都迎刃而解。
在阅读这本书的过程中，最让我感动和敬佩的就是前言中的这几段话：
一门课程是由相互关联的知识构成的，这些知识在一本书中如何组织则是一种信息组织和加工的艺术。学习是一个循序渐进的过程，但并不是所有的教学都是以这种方式完成的，这并不是我们所希望看到的事情，因为任何不以循序渐进的方式进行的学习，都将出现盲目探索和不成系统的情况，最终学习到的也大都是相对零散的知识，并不能建立起一个系统的知识结构。非循序渐进的学习，也达不到循序渐进学习所能达到的深度，因为后者是步步深入的，每一步都以前一步为基础。
为学习者构造合理的学习线索，这个学习线索应真正地遵循循序渐进的原则。我们需要打破传统的章节划分，以一种新的艺术来对课程的内容进行补充、分割、重组，使其成为一个个串联在学习线索上的完成特定教学功能的教学节点。本书以此作为创作的核心理念，打破了传统的章节划分，构造了合理的学习线索，将课程的内容拆解到学习线索中的各个教学节点中去。
为了按循序渐进的原则构造学习线索，本书采用了一种全新的信息组织和加工艺术，我们称其为知识屏蔽。有的教材只注重知识的授予，并不注重知识的屏蔽。在教学中知识的屏蔽十分重要，这是一个重点突出的问题。计算机是一门交叉学科，一部分知识往往还连带着其他的相关内容，这些连带的相关内容如果处理不好，将影响学习者对目前要掌握的知识的理解。本书采用了知识屏蔽的方法，对教学内容进行了最小化分割，力求使我们在学习过程中所接触到的每一个知识点都是当前唯一要去理解的东西。我们在看到这个知识点之前，已理解了以前所有的内容;在学习这个知识点的过程中，以后的知识也不会对我们造成干扰。我们在整个学习过程中，每一步都走得清楚而扎实，不知不觉中，由当初的一个简单的问题开始，在经历了一个每一步都相对简单的过程之后，被带入了一个深的层次。这同沿着楼梯上高楼一样， 迈出的每一步 都不高，结果却上了楼顶。
这些话说明作者真的把读者放到了一个完完全全的初学者的地位，做到了站在读者的角度去思考问题。我从中感受到了作者对读者的尊重。当我读完这本书后，发现真的就如作者所说的一样，如同沿着楼梯上高楼， 迈出的每一步都不高，结果却上了楼顶。
如今很多名为“深入浅出xxxx”的技术书籍，不仅做不到深入，也做不到浅出，以其昏昏，使人昭昭。完全是借着出书捞钱和出名，随便糊弄了事。我希望所有的技术书籍的作者都应该有这样的精神，应该力求达到这本《汇编语言》的境界，真正做到“深入浅出”，让读者不知不觉就走上楼顶。
此书绝对是国内计算机书籍中不可多得的好书，我认为所有学习组成原理和操作系统的同学都应该看看这本书，很多地方比CSAPP讲的还要清楚明白。
由于本人并不准备深入学习汇编语言，所以本书部分关于汇编语言编程的地方我只是匆匆扫过，没有记录在此。
标签：标号,第十六章,汇编语言,mov,中断,指令,寄存器,CPU,王爽 来源： https://blog.csdn.net/qq_45698833/article/details/113617350
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