【正文】 (0， 1位 ) 3C0H~3CFH VGA/EGA 200H~20FH 游戲控制口 3D0H~3DFH CGA 278H~27FH 并行口 LPT3 3F0H~3F7H 磁盤控制器 2F8H~2FFH 串行口 COM2 3F8H~3FFH 串行口 COM1 第 8章 輸入輸出和中斷 I/O指令 由于 I/O端口地址和內(nèi)存單元地址是相互獨(dú)立的，這些端口地址不能用普通的訪問(wèn)內(nèi)存指令來(lái)訪問(wèn)其信息。 ?輸入指令 IN 輸入指令 IN的一般格式如下： IN AL/AX, PortNo/DX 該指令的作用是從端口中讀入一個(gè)字節(jié)或字，并保存在寄存器 AL或 AX中。如果某輸入設(shè)備的端口地址在 0~255范圍之內(nèi)，那么，可在指令 IN中直接給出，否則，要把該端口地址先存入寄存器 DX中，然后由 DX來(lái)給出其端口地址。 例如： IN AL, 60H 。從端口 60H讀入一個(gè)字節(jié)到 AL中 IN AX, 20H 。把端口 20H、 21H按“高高低低”組成的字讀入 AX MOV DX, 2F8H IN AL, DX 。從端口 2F8H讀入一個(gè)字節(jié)到 AL中 IN AX, DX 。把端口 2F8H、 2F9H按“高高低低”組成的字讀入AX 第 8章 輸入輸出和中斷 ?輸出指令 OUT 輸出指令 OUT的一般格式如下： OUT PortNo/DX, AL/AX 該指令的作用是把寄存器 AL或 AX的內(nèi)容輸出到指定端口。如果某輸出設(shè)備的端口地址在 0~255范圍之內(nèi)，那么，可在指令 OUT中直接給出，否則，要把該端口地址先存入寄存器 DX中，然后在指令中由 DX來(lái)給出其端口地址。 例如： OUT 61H, AL 。把 AL的內(nèi)容輸出到端口 61H中 OUT 20H, AX 。把 AX的內(nèi)容輸出到端口 20H、 21H中 MOV DX, 3C0H OUT DX, AL 。把 AL的內(nèi)容輸出到端口 3C0H中 OUT DX, AX 。把 AX的內(nèi)容輸出到端口 3C0H、 3C1H中 第 8章 輸入輸出和中斷 中斷的基本概念 中斷 1. 中斷和中斷源 CPU在執(zhí)行程序時(shí)，是否響應(yīng)中斷要取決于以下三個(gè)條件能否同時(shí)滿足： (1)、有中斷請(qǐng)求 (2)、允許 CPU接受中斷請(qǐng)求 (3)、一條指令執(zhí)行完，下一條指令還沒(méi)有開始執(zhí)行 條件 (1)是響應(yīng)中斷的主體。除用指令 INT所引起的軟件中斷之外，其它中斷請(qǐng)求信號(hào)是隨機(jī)產(chǎn)生的，程序員是無(wú)法預(yù)見的。 程序員可用程序來(lái)控制條件 (2)的滿足與否，即用指令 STI和 CLI來(lái)控制 CPU是否響應(yīng)可屏蔽的外部中斷。但對(duì)于不可屏蔽中斷和內(nèi)部中斷，程序員是無(wú)法控制它們的， CPU一定會(huì)執(zhí)行這些中斷的中斷服務(wù)程序。 第 8章 輸入輸出和中斷 2. 中斷向量表和中斷服務(wù)程序 中斷向量表是一個(gè)特殊的線性表，它保存著系統(tǒng)中所有中斷服務(wù)程序或系統(tǒng)參數(shù)的入口地址(偏移量和段地址 )。在微機(jī)系統(tǒng)中，該向量表有256個(gè)元素，每個(gè)元素占 4個(gè)字節(jié)，總共占 1K個(gè)字節(jié)。 右圖中的“偏移量”和“段地址”是指該中斷服務(wù)程序入口單元的“偏移量”和“段地址”。從圖中不難看出：若中斷號(hào)為 n，則在中斷向量表中存儲(chǔ)該中斷服務(wù)程序入口地址的單元地址為：4n。 第 8章 輸入輸出和中斷 表 部分常用的中斷號(hào)及其含義 中斷號(hào) 含義 中斷號(hào) 含義 0 除法出錯(cuò) 8 定時(shí)器 1 單步 9 鍵盤 2 非屏蔽中斷 A 未用 3 斷點(diǎn) B COM2 4 溢出 C COM1 5 打印屏幕 D 硬盤 (并行口 ) 6 未用 E 軟盤 7 未用 F 打印機(jī) 第 8章 輸入輸出和中斷 引起中斷的指令 中斷指令 INT 中斷指令 INT的一般格式如下： INT Imm 其中：立即數(shù) Imm是一個(gè) 0~0FFH范圍內(nèi)的整數(shù)。 指令執(zhí)行的步驟： ?把標(biāo)志寄存器壓棧，清除標(biāo)志位 IF和 TF； ?把段寄存器 CS的內(nèi)容壓棧，并把中斷服務(wù)程序入口地址的高字部分送 CS； ?把指針寄存器 IP的內(nèi)容壓棧，并把中斷服務(wù)程序入口地址的低字部分送 IP；對(duì)80386及其以后的 CPU，對(duì) 16位段，壓 16位 IP；對(duì) 32位段，壓 32位 EIP。 在該指令執(zhí)行完后， CPU將轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。由于有了指令 INT，程序員就能為滿足某種特殊的需要，在程序中有目的地安排中斷的發(fā)生，也就是說(shuō)，該中斷不是隨機(jī)產(chǎn)生的，而是完全受程序控制的。 第 8章 輸入輸出和中斷 溢出指令 INTO 當(dāng)標(biāo)志位 OF為 1時(shí)，引起中斷。該指令格式如下： INTO 該指令影響標(biāo)志位： IF和 TF。 第 8章 輸入輸出和中斷 中斷返回指令 當(dāng)一個(gè)中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢時(shí)， CPU將恢復(fù)被中斷的現(xiàn)場(chǎng)，返回到被中斷的程序中。為實(shí)現(xiàn)此功能，指令系統(tǒng)提供了一條專用的中斷返回指令。該指令的格式如下： IRET/IRETD 該指令執(zhí)行的過(guò)程基本上是 INT指令的逆過(guò)程，具體如下： ?從棧頂彈出內(nèi)容送入 IP； ?再?gòu)男聴ｍ攺棾鰞?nèi)容送入 CS； ?再?gòu)男聴ｍ攺棾鰞?nèi)容送入標(biāo)志寄存器； 對(duì) 80386及其以后的 CPU，指令 IRETD從棧頂彈出 32位內(nèi)容送入 EIP。 第 8章 輸入輸出和中斷 中斷和子程序調(diào)用 中斷和子程序調(diào)用之間有其相似和不同之處。它們的工作過(guò)程非常相似，即：暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一程序段，當(dāng)該程序段執(zhí)行完時(shí)， CPU都自動(dòng)恢復(fù)原程序的執(zhí)行。 中斷和子程序調(diào)用在實(shí)現(xiàn)方面的主要差異： ? 子程序調(diào)用是程序員在編寫源程序時(shí)事先安排好的，是可知的，而中斷是由中斷源根據(jù)自身的需要產(chǎn)生的，是不可預(yù)見的 (用指令 INT引起的中斷除外 )； ? 子程序調(diào)用是用 CALL指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但沒(méi)有調(diào)用中斷的指令，只有發(fā)出中斷請(qǐng)求的事件 (指令 INT是發(fā)出內(nèi)部中斷信號(hào)，不要理解為調(diào)用中斷服務(wù)程序 )； ? 子程序的返回指令是 RET，而中斷服務(wù)程序的返回指令是 IRET/IRETD； ? 在通常情況下，子程序是由應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)者編寫的，而中斷服務(wù)程序是由系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)者編寫的。 第 8章 輸入輸出和中斷 中斷功能的分類 匯編語(yǔ)言程序員常用的這類中斷有： DOS功能調(diào)用 (INT 21H)、 BIOS中斷、硬件和外設(shè)的中斷等。 在用戶程序中，若直接通過(guò)端口來(lái)操作硬件或外設(shè)，那么，其處理過(guò)程沒(méi)有額外的多余工作，處理速度顯然是最快的，但這樣做，無(wú)疑使用戶程序具有了很大的局限性。硬件環(huán)境的改變將直接影響程序的正常運(yùn)行。 若用戶程序通過(guò)調(diào)用 DOS功能來(lái)實(shí)現(xiàn)其所需功能，那么，應(yīng)用程序與低層硬件相距較遠(yuǎn)，操作最終的對(duì)象需要經(jīng)過(guò)中間環(huán)節(jié)，處理速度肯定受到一定的損失，但這種應(yīng)用程序適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，對(duì)硬件的依賴性最小。 由于 BIOS介于 DOS和具體硬件之間，所以，調(diào)用 BIOS的功能是一個(gè)很好的折中方案。程序員可在以下三種情況下考慮使用 BIOS的功能： 1)、 BIOS提供的功能，而 DOS沒(méi)有提供該功能的情況； 2)、不能利用 DOS功能調(diào)用的情況 (可能因?yàn)槟承┚唧w應(yīng)用的限制 )； 3)、基于處理速度的考慮，需要繞過(guò) DOS層的情況。 綜上所述，可以歸納出如下結(jié)論：使用中斷的層次越高，它與硬件設(shè)備相關(guān)程度就越低，處理速度也就越低，但用戶程序的適用范圍較廣。反之也然。 第 8章 輸入輸出和中斷 鍵盤輸入的中斷功能 例 用鍵盤最多輸入 10個(gè)字符，并存入內(nèi)存變量 Buff中，“ CR”鍵結(jié)束輸入。 解： 方法 1 .MODEL SMALL CR EQU 0DH 。定義“回車”鍵的符號(hào)名 .DATA Buff DB 10 DUP(?) .CODE .STARTUP MOV CX, 0AH LEA BX, Buff .REPEAT MOV AH, 0H INT 16H 。用 BIOS中的中斷功能 .BREAK .IF AL==CR MOV [BX], AL INC BX .UNTILCXZ .EXIT 0 END 第 8章 輸入輸出和中斷 例 用鍵盤最多輸入 10個(gè)字符，并存入內(nèi)存變量 Buff中，“ CR”鍵結(jié)束輸入。 解： 方法 2 .MODEL SMALL .DATA Buff DB 10, ?, 10 DUP(?) 。注意緩沖區(qū)的定義方式 .CODE .STARTUP LEA DX, Buff MOV AH, 0AH INT 21H 。用 DOS中的功能調(diào)用 .EXIT 0 END 第 8章 輸入輸出和中斷 屏幕顯示的中斷功能 文本顯示方式 文本顯示方式是指以字符為最小單位的顯示方式，每個(gè)字符都是以矩形塊形式顯示的。 在常用的文本顯示模式 (模式 3)下，屏幕被劃分成 25行，每行可顯示 80個(gè)字符，所以，每屏最多可顯示 2022(80 25)個(gè)字符。為了便于標(biāo)識(shí)屏幕上的每個(gè)顯示位置，我們就用其所在行和列來(lái)表示之，并規(guī)定：屏幕的左上角坐標(biāo)為 (0, 0)，右下角坐標(biāo)為 (24, 79)。 在顯示字符時(shí)，用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)該字符的 ASCII碼，用另一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)的顯示屬性，即：顯示顏色。 由上面的敘述可知：在 80 25的文本顯示模式下，滿屏可顯示 2022個(gè)字符，也就需要 4000個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)一屏的顯示信息。 第 8章 輸入輸出和中斷 圖形顯示方式 圖形顯示是目前最常用的一種顯示方式，也是 Windows操作系統(tǒng)的默認(rèn)顯示方式。在該顯示方式下，我們可以看到優(yōu)美的圖象、 VCD、瀏覽豐富多彩的網(wǎng)頁(yè)等。 圖形顯示的最小單位是象素，對(duì)每個(gè)象素可用不同的顏色來(lái)顯示。所以，在顯示緩沖區(qū)內(nèi)記錄的信息是屏幕各象素的顯示顏色。 由于各種圖形顯示模式所能顯示的顏色和象素是不同的，它決定了顯示緩沖區(qū)的存儲(chǔ)方式也是不同的。 第 8章 輸入輸出和中斷 例 用直接寫屏方式在屏幕第 5行、第 10列以黃色 (0EH)顯示字符串“ Hello”。 解：在文本顯示方式下，每行顯示 80個(gè)字符，每個(gè)字符占 2個(gè)字節(jié)，所以，顯示一行需要 160個(gè)字節(jié)。若在第 m行、第 n列位置顯示字符，則該位置所對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的偏移量為： m 160 + n 2。 例 用“霓虹燈”的顯示方式顯示字符串“ Hello”，按 ESC鍵時(shí)結(jié)束程序的運(yùn)行。 解：我們用顯示顏色的變化來(lái)模擬霓虹燈的顯示方式，即用顏色 15(亮白 )作為字符的主要顯示顏色，再用顏色 12(亮紅 )從左到右逐個(gè)掃描。 例 編寫一個(gè)輸入密碼的程序，該程序的具體要求如下： 每輸入一個(gè)字符，顯示字符” ”表示之； 密碼最多只有 10個(gè)字符，多余的按鍵被丟棄； 若輸入的字符串為“ HELLO”，則以藍(lán)色顯示” Wele…” ，否則，以閃爍、亮紅色在顯示” Invalid Password”。 解： 第 8章 輸入輸出和中斷 例 在 256色 320 200的圖形顯示模式下，從屏幕最左邊向最右邊，依次畫豎線 (從頂?shù)降?)，線的顏色從 1依次加 1。要求用中斷調(diào)用的方法來(lái)畫線。 解： 例 在 256色 320 200的圖形顯示模式下，從屏幕頂?shù)狡聊坏滓来萎嫏M線 (從最左邊到最右邊 )，線的顏色從 1依次加 1。要求用直接操作顯示緩沖區(qū)的方法來(lái)畫線。 解： 第 8章 輸入輸出和中斷 打印輸出的中斷功能 串行通信口的中斷功能 鼠標(biāo)的中斷功能 目錄和文件的中斷功能 內(nèi)存管理的中斷功能 讀取和設(shè)置中斷向量 謝 謝 計(jì)算機(jī)科學(xué)系 2022年 03月 20日