8086 汇编学习 Part 8-易微帮

移位指令

当 $CNT > 1$ 时，CNT 必须是 CL 寄存器

逻辑左移

SHL OPR , CNT
将寄存器或内存单元中的数据向左移 CNT 位，最后移除的一位写入 CF，最低位用 0 补充

循环左移

ROL OPR , CNT
将寄存器中的值的最高位存入 CF 寄存器，其他位左移一位，将 CF 寄存器的值补给最低位，以此循环 CNT 次

逻辑右移

SHR OPR , CNT
将寄存器或内存单元中的数据向右移 CNT 位，最后移
除的一位写入 CF，最高位用 0 补充

循环右移

ROR OPR , CNT
将寄存器中的值的最低位存入 CF 寄存器，其他位右移一位，将 CF 寄存器的值补给最高位，以此循环 CNT 次

算数左移

SAL OPR , CNT
将寄存器中的值的最高位存入 CF 寄存器，其他位左移一位，最低位补 0，以此循环 CNT 次

算数右移

SAR OPR , CNT
将寄存器中的值的最低位存入 CF 寄存器，其他位右移一位，最高位保持不变，以此循环 CNT 次

带进位循环左移

RCL OPR CNT
将寄存器中的值的最高位存入 CF 寄存器，其他位左移一位，将 此次操作前的CF 寄存器的值补给最低位，以此循环 CNT 次

带进位循环右移

RCR OPR CNT
将寄存器中的值的最低位存入 CF 寄存器，其他位右移一位，将 此次操作前的CF 寄存器的值补给最高位，以此循环 CNT 次

操作显存数据

显示的原理

屏幕上的内容就是显存中的数据
在 8086 CPU 中显存地址是 $[A 0000, BFFFF]$ 的 128K RAM，其中 $[B 8000 H, BFFFF H]$ 共 32K 的空间，是 $80 \times 25$ 彩色字符模式第 0 页的显示缓冲区

显示缓冲区的结构

屏幕截图 2024 05 03 204051

描述内存单元的标号

标号

代码段中的标号可以用来标记指令、段的起始地址
代码段中的数据也可以用标号
在段中使用的标号没有 “ : ” 它们同时描述内存地址和单元长度的标号，同时规定了在此标号对应的内存地址后的内存单元的数据类型，这类标号称作数据标号

数据标号

数据标号标记了存储数据的单元的地址和长度
数据标号不同于仅仅表示地址的地址标号

数据段中的数据标号

数据最好专门存放到数据段中，实现分段管理，数据段中可以直接用数据标号
地址标号只能在代码段中使用，数据段中不可以使用地址标号，只能使用数据标号

扩展用法

将标号当作数据来定义
例

data segment
	a DB 1,2,3,4,5,6,7,8
	b DW 0
	c DW a,b
data ENDS

可以通过 c 间接的访问 a 和 b 指向的内存单元，相当于

data segment
	a DB 1,2,3,4,5,6,7,8
	b DW 0
	c DW OFFSET a,OFFSET b
data ENDS

data segment
	a DB 1,2,3,4,5,6,7,8
	b DW 0
	c DD a,b
data ENDS

相当于

data segment
	a DB 1,2,3,4,5,6,7,8
	b DW 0
	c DW OFFSET a,SEG a,OFFSET b,SEG b
data ENDS

SEG 操作符的作用是取段地址

直接定址表

直接定址表法

用查表得方法，通过依据数据，直接算出所要找得元素的位置

直接定址表分类

数据的直接定址表

用查表得方法解决问题
利用表，在两个数据集合之间建立一种映射关系，用查表得方法根据给出得数据得到其在另一集合中得对应数据。

映射关系

数值 $[0, 9] + 30 H = 字符 [^{'} 0^{'},^{'} 9^{'}]$
数值 $[10, 15] + 37 H = 字符 [^{'} A^{'},^{'} F^{'}]$

建立表依次存储字符 $[^{'} 0^{'},^{'} F^{'}]$ ，通过数值 $[0, 15]$ 直接查找到对应字符

TABLE DB '0123456789ABCDEF'
####优点

算法清晰和简洁
加快运算速度
使程序易于扩充

代码的直接定址表

将若干个功能写成若干个对应的子程序
将这些功能子程序的入口地址存储在一个表中，它们在表中的位置和功能号对应
对应关系为 $功能号 \times 2 = 对应的功能子程序在地址表中的偏移$

中断及其处理

中断

定义

CPU 不再接着（刚执行完的指令）向下执行，而是转去处理中断信息

内中断

定义

由 CPU 内部发生的事件而引起的中断

CPU 内部产生的中断信息及中断号

除法错误（0）

单步执行（1）

执行 INTO 指令（4）

执行 INT n 指令（立即数 N）

外中断

定义

由外部设备发生的事件而引起的中断

中断处理程序

CPU 接到中断信息后会执行处理程序
中断信息和其处理程序的入口地址入口之间有某种联系，CPU 根据中断信息可以找到要执行的处理程序
标志寄存器和断点是中断隐指令入栈，IRET 指令出栈
其他子程序是中断处理程序内部出入栈

中断处理程序的常规的步骤

保存用到的寄存器
处理中断
恢复用到的寄存器
用 IRET 指令返回

中断向量表

由中断类型码，查表得到中断处理程序的入口地址，从而定位中断程序
8086 CPU 的中断向量表，每个中断程序入口地址占用 4 字节
$\times 4) , (CS) = (中断类型码 \times 4 + 2)$
屏幕截图 2024 05 03 214140

中断过程

屏幕截图 2024 05 03 214547

中断过程由CPU硬件自动完成
用中断类型码找到中断向量，并用它设置 CS 和 IP

8086 CPU 的中断过程

从中断信息中取得中断类型码
标志寄存器的值入栈（中断过程中要改变标志器的值，要先行保护）
设置标志寄存器的第 8 位 TF 和第 9 位 IF 的值为 0
CS 的内容入栈
IP 的内容入栈
从中断向量表读取中断处理程序的入口地址，设置 IP 和 CS

代码流程

取得中断类型码 N
PUSHF
TF = 0
IF = 0
PUSH CS
PUSH IP
(IP) = (N * 4)
(CS) = (N * 4 + 2)

编写中断处理程序

CPU 随时都可能检测到中断信息，所以中断处理程序必须常驻内存（一直存储在内存某段空间之中）。
中断处理程序的入口地址（即中断向量），必须存储在对硬的中断向量表表项中（ $[0000 : 0000, 0000 : 03 FF]$ ）
如果中断程序需要用到固定的数据，将数据写到中断程序的代码区，保证与代码一起加载

自己编写的中断处理程序应该放在哪？

应该存放在内存的确定位置，要重新找个地方，不破坏原有的系统
在操作系统之上使用计算机，所有的硬件资源都在操作系统的管理之下，应该向操作系统申请获得存放程序的内存，但是要引入好多技术细节
最简便的方案是绕过操作系统，直接在找到一块别的程序不会用到的内存区，将程序传送到其中即可
内存 $[0000 : 0000, 0000 : 03 FF]$ 大小为 1KB 的空间是系统存放中断向量表， DOS 系统和其他应用程序都不会随便使用这段空间。
8086 支持 256 个中断，但实际上系统中要处理的中断事件远没有达到 256 个
利用中断向量表中的空闲单元来存放我们的程序，选用合适的空间来存放程序

安装中断程序

设置 DS : IP 指向程序源地址
设置 ES : DI 指向目标地址
设置 CX 为传输长
（在程序结尾写一个标号， $程序长度 = 程序结尾的标号地址 - 程序标号对应的地址$ ）
设置传输方向为正
REP MOVSB

设置中断向量表

将中断程序入口地址，写到中断向量表的对应表项中（逻辑同查表过程）

单步中断

Debug 的 T 命令

Debug 提供了单步中断的中断处理程序，功能为显示所有寄存器中的内容后等待输入命令
Debug 利用了 CPU提供的单步中断功能
使用 T 命令时，Debug 将 TF 标志设置为 1，使 CPU 工作在单步中断方式下

单步中断过程

当 CPU 执行完一条指令之后，如果检测到标志寄存器 TF 位为 1，则产生单步中断（中断类型码为 1，引发中孤单程序，执行中断处理程序）

TF 陷阱标志（Trap Flag）

用于调试时的单步方式操作。
当 TF = 1 时，每条指令执行完后产生陷阱，由系统控制计算机
当 TF = 0 时，CPU 正常工作，不产生陷阱

IF 中断标志（Interrupt Flag）

当 IF = 1 时，允许 CPU 相应可屏蔽中断请求
当 IF = 0 时，关闭中断

8086 CPU 提供的设置 IF 的指令

STI 设置 IF = 1
CLI 设置 IF = 0

为什么中断过程要把 TF 位设置为 0

中断处理程序也由若干条代码组成
如果在执行中断处理程序之前， TF = 1，则 CPU 在执行完中断程序的第一条指令后，又要产生单步中断，转去执行单步中断的中断处理程序的第一条指令，形成死循环

中断不响应的情况

一般情况下 CPU 在执行完当前指令后，如果检测到中断信息，就响应中断，引发中断过程
在有些情况下， CPU 在执行完当前指令后，即便发生中断，也不会响应
例如在执行完向 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，是因为 SS : SP 是联合指向栈顶的，对它们的设置必须连续完成，以此保证对栈的正确操作。

由 INT 指令引发的中断

格式

INT 中断类型码

功能

引发中断过程

中断过程

取中断类型码
标志寄存器入栈，IF = 0, TF = 0
CS 和 IP 入栈
$\times 4) , (CS) = (中断类型码 \times 4 + 2)$

编写供应用程序调用的中断程序

技术手段

编程时，可以用 INT 指令调用子程序
此子程序即中断处理程序，简称为中断例程
可以自定义中断例程，实现特定功能

BIOS 和 DOS 中断处理

BIOS

含义

是在系统板的 ROM 中存放着一套程序

容量

8 KB

地址

从 FE000H 开始

主要内容

硬件系统的检测和初始化程序
外部中断和内部中断的中断例程
用于对硬件设备进行 I/O 操作的中断例程
其他和硬件系统相关的中断例程

BIOS 功能调用表

AH	功能	调用参数	返回参数
00	设置显示方式	AL=00：40x25黑白文本方式 AL=01：40x25彩色文本方式 AL=02：80x25黑白文本方式 AL=03：80x25彩色文本方式 AL=04：320x200彩色图形方式 AL=05：320x200黑白图形方式 AL=06：640x200黑白图形方式 AL=07：80x25黑白文本方式 AL=0D：320x200彩色图形方式(EGA) AL=0E：640x200彩色图形方式(EGA) AL=0F：640x350黑白图形方式(EGA) AL=10：640x350彩色图形方式(EGA) AL=11：640x480黑白图形方式(VGA) AL=12：640x480彩色图形方式(VGA) AL=13：320x200，256色图形方式(VGA)
01	置光标类型	CH_0-3=光标起始行；CL_0-3=光标结束行
02	置光标位置	BH=显示页号；DH:DL=行：列
03	读光标位置	BH=显示页号	CH=光标起始行 DH:DL=行：列
04	读光笔位置		AH=0：光笔未触发 AH=1：光笔触发 CX=像素行 BX=像素列 DH=字符行 DL=字符列
05	置显示页	AL=页号
06	窗口上卷	AL=上卷行数；AL=0：整个窗口空白 BH=卷入行属性 CH:CL=左上角行号：列号 DH:DL=右下角行号：列号
07	窗口下卷	同06功能
08	读光标位置的字符和属性	BH=显示页	AH=属性 AL=字符的ASCII码
09	在光标位置显示字符和属性	BH=显示页；BL=字符属性 AL=字符；CX=字符重复个数
0A	在光标位置显示字符和属性	BH=显示页 AL=字符；CX=字符重复个数
0B	置彩色调色板	BH=彩色调色板ID BL=和ID配套使用的颜色
0C	写像素	DX=行（0-199）CX=列（0-639） AL=像素值
0D	读像素	DX=行（0-199）CX=列（0-639）	AL=像素值
0E	显示字符	AL=字符；BL=前景颜色
0F	取当前显示方式		AH=字符列数 AL=显示方式
13	显示字符串	ES:BP=串首地址；CX=串长度 DH:DL=起始行号：列号 BH=0显示页号显示方式说明： AL=0，BL=属性　串结构：字符、字符、字符... AL=1，BL=属性　串结构：字符、字符、字符... AL=2 　串结构：字符、属性、字符、属性... AL=3 　串结构：字符、属性、字符、属性...	光标返回起始位置光标跟随移动光标返回起始位置光标跟随移动

### DOS中断由操作系统提供 #### DOS功能调用表

AH	功能	调用参数	返回参数
00	终止进程	CS=程序段前缀段地址
01	带回显的键盘输入		AL=输入字符
02	显示一个字符	DL=待输出字符的ASCII码
03	异步通讯输入		AL=输入的数据
04	异步通讯输出	DL=待输出的数据
05	打印机输出	DL=待输出的字符
06	直接控制台I/O	DL=0FFH：输入 DL=字符的ASCII码：输出	AL=输入的字符
07	无回显的键盘输入		AL=输入的字符
08	无回显的键盘输入（检测Ctrl-C）		AL=输入的字符
09	字符串输出	DS:DX=字符串首
0A	键盘输入至缓冲区	DS:DX=缓冲区首 DS:[DX]=缓冲区最大容量	DS:[DX+1]=输入的字符数 DS:DX+2=字符串首
0B	检测键盘状态		AL=00：有输入 AL=FF：无输入
0C	清除缓冲区并请求指定的输入功能	AL=输入功能的功能号（1、6、7、8、A）
0D	磁盘复位		清除文件缓冲区
0E	指定当前缺省磁盘驱动器	DL=驱动器号0：A；1：B
0F	打开文件	DS:DX=FCB首地址	AL=00：文件打开 AL=0FFH：出错
10	关闭文件	DS:DX=FCB首地址	AL=00：文件关闭 AL=FF：出错
11	查找第一个目录项	DS:DX=FCB首地址	AL=00：找到 AL=FF：出错
12	查找下一个目录项	DS:DX=FCB首地址（文件名中带*或?）	AL=00：找到 AL=FF：出错
13	删除文件	DS:DX=FCB首地址	AL=00：成功删除 AL=FF：出错
14	顺序读	DS:DX=FCB首地址	AL=00：读成功 AL=01：文件已到末尾 AL=02：DTA溢出 AL=03：读入部分数据
15	顺序写	DS:DX=FCB首地址	AL=00：写成功 AL=01：磁盘满 AL=02：DTA溢出
16	建立文件	DS:DX=FCB首地址	AL=00：文件成功建立 AL=FF：出错
17	文件改名	DS:DX=特殊的FCB首地址	AL=00：改名成功 AL=FF：出错
19	取当前缺省驱动器名		AL=缺省驱动器号 0：A；1：B；...
1A	置DTA地址	DS:DX=DTA首地址
1B	取缺省驱动器的FAT信息		AL=每簇扇区数 DS:BX=FAT标识字节 CX=物理扇区的大小 DX=缺省驱动器的簇数
1C	取任意驱动器的FAT信息	DL=驱动器号	同1BH功能
21	随机读	DS:DX=FCB首地址	AL=00：读成功 AL=01：文件已到末尾 AL=02：DTA溢出 AL=03：读入部分数据
22	随机写	DS:DX=FCB首地址	AL=00：写成功 AL=01：磁盘满 AL=02：DTA溢出
23	测定文件大小	DS:DX=FCB首地址	AL=00：成功，文件长度写入FCB AL=FF：失败
24	设置随机记录号	DS:DX=FCB首地址
25	设置中断向量	DS:DX=中断向量 AL=中断号
26	建立程序段前缀	DS:DX=新的程序段前缀
27	随机块读	DS:DX=FCB首地址 CX=读入记录数	AL=00：读成功 AL=01：文件已到末尾 AL=02：DTA溢出 AL=03：读入部分数据
28	随机块写	DS:DX=FCB首地址 CX=写出记录数	AL=00：写成功 AL=01：磁盘满 AL=02：DTA溢出
29	分析文件名	ES:DI=FCB首地址 DS:SI=ASCIIZ串 AL=控制分析标志	AL=00：标准文件 AL=01多义文件 AL=FF：非法盘符
2A	取日期		CX=年 DH:DL=月:日（二进制）
2B	设置日期	CX:DH:DL=年：月：日	AL=00：成功 AL=FF：出错
2C	取时间		CH:CL=时：分 DH:DL=秒：1/100秒
2D	设置时间	CH:CL=时：分 DH:DL=秒：1/100秒	AL=00：成功 AL=FF：出错
2E	置磁盘自动读写标志	AL=00：关闭标志 AL=01：打开标志
2F	取磁盘缓冲区首地址		ES:BX=缓冲区首地址
30	取DOS版本号		AH=发行号；AL=版号
31	结束进程并驻留	AL=返回码 DX=驻留区大小（节）
33	Ctrl-Break检测	AL=00：取状态 AL=01：置状态（DL） DL=00：关闭检测 DL=01：打开检测	DL=00：关闭Ctrl-Break检测 DL=01：打开Ctrl-Break检测
35	取中断向量	AL=中断号	ES：BX=中断向量
36	取空闲磁盘空间	DL=驱动器号 0：缺省；1：A；2：B；...	成功：AX=每簇扇区数　　　BX=有效簇数　　　CX=每扇区字节数　　　DX=总簇数失败：AX=FFFF
38	置/取国家信息	DS:DX=信息区首地址	BX=国家码；AX=错误码
39	建立子目录	DS:DX=ASCIIZ串首地址	AX=错误码
3A	删除子目录	DS:DX=ASCIIZ串首地址	AX=错误码
3B	改变当前目录	DS:DX=ASCIIZ串首地址	AX=错误码
3C	建立文件	DS:DX=ASCIIZ串首地址 CX=文件属性	成功：AX=文件句柄失败：AX=错误码
3D	打开文件	DS:DX=ASCIIZ串首地址 AL=0：读 AL=1：写 AL=2：读/写	成功：AX=文件句柄失败：AX=错误码
3E	关闭文件	BX=文件句柄	失败：AX=错误码
3F	读文件或设备	BX=文件句柄 DS:DX=缓冲区首 CX=读取的字节数	成功：AX=实际读入的字节数失败：AX=错误码
40	写文件或设备	BX=文件句柄 DS:DX=缓冲区首 CX=写出的字节数	成功：AX=实际写出的字节数失败：AX=错误码
41	删除文件	DS:DX=ASCIIZ串首地址	成功：AX=00 失败：AX=错误码
42	移动文件指针	BX=文件句柄 CX:DX=位移量 AL=移动方式（0、1、2）	成功：DX:AX=新指针的位置失败：AX=错误码
43	置/取文件属性	DS:DX=ASCIIZ串首地址 AL=0：取文件属性 AL=1：置文件属性 CX=文件属性	成功：CX=文件属性失败：AX=错误码
44	设备文件I/O控制	BX=文件句柄 AL=0:取状态 AL=1:置状态 AL=2:读数据 AL=3:写数据 AL=6:取输入状态 AL=7:取输出状态	DX=设备信息
45	复制文件句柄	BX=文件句柄1	成功：AX=文件句柄2 失败：AX=错误码
46	强制复制文件句柄	BX=文件句柄1 CX=文件句柄2	失败：AX=错误码
47	取当前目录路径名	DL=驱动器号 DS:SI=ASCIIZ串首地址	成功：DS:SI=ASCIIZ串失败：AX=错误码
48	分配内存空间	BX=申请的内存数量（节）	成功：AX=分到的内存首址失败：BX=最大可用空间
49	释放内存空间	ES=内存起始段地址	失败：AX=错误码
4A	调整已分配的内存块	ES=原内存起始段地址 BX=调整后的尺寸	失败：AX=错误码　　　BX=最大可用空间
4B	装入/执行进程	DS:DX=ASCIIZ串首地址 ES:BX=参数区首地址 AL=0：装入执行 AL=3：装入不执行	失败：AX=错误码
4C	带返回码结束	AL=返回码
4D	取返回代码		AX=返回代码
4E	查找第一个匹配文件	DS:DX=ASCIIZ串首地址 CX=文件属性	AX=错误代码
4F	查找下一个匹配文件	DS:DX=ASCIIZ串首地址（文件名中带*或?）	AX=错误代码
54	取盘自动读写标志		AL=当前标志值
56	文件改名	DS:DX=ASCIIZ串（旧） ES:DI=ASCIIZ串（新）	AX=错误代码
57	置/取文件日期和时间	BX=文件句柄 AL=0：读取 AL=1：设置（DX：CX）	成功：DX:CX=日期和时间失败：AX=错误码
58	取/置分配策略码	AL=0：取码 AL=1：置码（BX）	成功：AX=策略码失败：AX=错误码
59	取扩充错误码		AX=扩充错误码 BH=错误类型 BL=建议的操作 CH=错误场所
5A	建立临时文件	DS:DX=ASCIIZ串首地址 CX=文件属性	成功：AX=文件句柄失败：AX=错误码
5B	建立新文件	DS:DX=ASCIIZ串首地址 CX=文件属性	成功：AX=文件句柄失败：AX=错误码
5C	控制文件存取	AL=00：封锁 AL=01：开启 BX=文件句柄 CX:DX=文件位移 SI:DI=文件长度
62	取PSP地址		BX=PSP地址

调用中断流程

屏幕截图 2024 05 03 224740

BIOS 和 DOS 在所提供的中断例程中包含了许多子程序
和硬件设备相关的 DOS 中断例程中，一般都调用 BIOS 的中断例程

BIOS 和 DOS 中断例程的安装过程

屏幕截图 2024 05 03 225506

CPU 加电后，初始化 (CS) = 0FFFFH，(IP) = 0，自动从 FFFF : 0 单元开始执行程序。FFFF : 0 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
初始化化程序将建立 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
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，从此计算机交由操作系统控制
DOS 启动后，除完成其他工作外，还将它提供的中断例程装入内存，并建立相应的中断向量。

8086 汇编学习 Part 8

移位指令

逻辑左移

循环左移

逻辑右移

循环右移

算数左移

算数右移

带进位循环左移

带进位循环右移

操作显存数据

显示的原理

显示缓冲区的结构

描述内存单元的标号

标号

数据标号

数据段中的数据标号

扩展用法

直接定址表

直接定址表法

直接定址表分类

数据的直接定址表

映射关系

建立表依次存储字符 [ ′ 0 ′ , ′ F ′ ] ['0','F'] [′0′,′F′]，通过数值 [ 0 , 15 ] [0,15] [0,15] 直接查找到对应字符

代码的直接定址表

中断及其处理

中断

定义

内中断

定义

CPU 内部产生的中断信息及中断号

除法错误（0）

单步执行（1）

执行 INTO 指令（4）

执行 INT n 指令（立即数 N）

外中断

定义

中断处理程序

中断处理程序的常规的步骤

中断向量表

中断过程

8086 CPU 的中断过程

代码流程

编写中断处理程序

自己编写的中断处理程序应该放在哪？

安装中断程序

设置中断向量表

单步中断

Debug 的 T 命令

单步中断过程

TF 陷阱标志（Trap Flag）

IF 中断标志（Interrupt Flag）

8086 CPU 提供的设置 IF 的指令

为什么中断过程要把 TF 位设置为 0

中断不响应的情况

由 INT 指令引发的中断

格式

功能

中断过程

编写供应用程序调用的中断程序

技术手段

BIOS 和 DOS 中断处理

BIOS

含义

容量

地址

主要内容

BIOS 功能调用表

调用中断流程

BIOS 和 DOS 中断例程的安装过程

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