【汇编语言】内中断(二) —— 安装自己的中断处理程序:你也能控制0号中断-LMLPHP

前言

1. 编程处理0号中断

1.1 效果演示

现在我们考虑改变一下0号中断处理程序的功能,即,它的功能是在屏幕中间显示“overflow!”然后返回到操作系统,如下图所示。

【汇编语言】内中断(二) —— 安装自己的中断处理程序:你也能控制0号中断-LMLPHP

当CPU 执行div bh后,发生了除法溢出错误,产生0号中断信息,引发中断过程,CPU 执行我们编写的0号中断处理程序。在屏幕中间显示提示信息“overflow!”后,返回到操作系统中。

1.2 分析所要编写的中断处理程序

1.2.1 引发中断

当发生除法溢出的时候,产生0号中断信息,从而引发中断过程。

此时,CPU将进行以下工作:

① 取得中断类型码0;

② 标志寄存器入栈,TF、IF设置为0;

③ CS、IP入栈;

④ (IP) = (0*4),(CS) = (0*4+2)

1.2.2 中断处理程序

可见 ,当中断 0 发生时,CPU将转去执行中断处理程序。

只要按如下步骤编写中断处理程序,当中断0发生时,即可显示“overfow!”。

① 相关处理。

② 向显示缓冲区送字符串“overfow!”。

③ 返回DOS

1.2.3 中断处理程序do0应该存放的位置

现在的问题是:do0 应放在内存中。

因为除法溢出随时可能发生,CPU随时都可能将 CS:IP指向 do0的入口,执行程序。

那么do0应该放在哪里呢?

由于我们是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,所以我们要想得到一块内存存放do0,应该向操作系统申请。

但在这里出于两个原因我们不想这样做:

  • 原因之一:过多地讨论申请内存将偏离问题主线;

  • 原因之二:我们学习汇编的一个重要目的就是要获得对计算机底层的编程体验。所以,在可能的情况下,我们不去理会操作系统,而直接面向硬件资源。

问题变得简单而直接,我们只需找到一块别的程序不会用到的内存区,将do0传送到其中即可。

前面讲到,内存0000:0000~0000:03FF,大小为1KB的空间是系统存放中断处理程序入口地址的中断向量表。8086支持256个中断,但是,实际上,。所以在中断向量表中,有许多单元是空的。

中断向量表是PC系统中最重要的内存区,只用来存放中断处理程序的入口地址,DOS系统和其他应用程序都不会随便使用这段空间。可以利用中断向量表中的空闲单元来存放我们的程序。

根据以前的编程经验,我们可以估计出,do0的长度不可能超过256个字节。

结论:我们可以将do0传送到内存0000:0200处。

1.2.4 中断向量表的修改

我们将中断处理程序do0放到 0000:0200 后,若要使得除法溢出发生的时候,CPU转去执行do0,则必须将do0的入口地址。。

因为除法溢出对应的中断类型码为0,它的中断处理程序的入口地址应该从0×4地址单元开始存放,段地址存放在 0×4+2 字单元中,偏移地址存放在0×4字单元中。

也就是说要将do0的段地址0存放在 0000:0002 字单元中,将偏移地址200H存放在0000:0000字单元中。

1.2.5 总结

总结上面的分析,我们要做以下几件事情:

(1)编写可以显示“overfow!”的中断处理程序:do0

(2)将do0送入内存0000:0200处

(3)将do0的入口地址0000:0200存储在中断向量表0号表项中

1.3 程序框架

程序的框架如下:

assume cs:code
code segment
 start: 
      do0安装程序
      设置中断向量表 
      mov ax,4c00h
      int 21h
 do0: 
      显示字符串“Welcome to Fishc.com!” 
      mov ax,4c00h
      int 21h
code ends
end start

我们可以看到,上面的程序分为两部分:

  • (1)安装do0,设置中断向量的程序

  • (2)do0

1.4 注意事项

执行do0安装程序,将 do0 的代码拷贝到内存 0:200处,然后设置中断向量表,即偏移地址200H和段地址0,保存在0号表项中。

这两部分工作完成后,程序就返回了。

程序的目的就是在内存0:200处安装do0 的代码,将0号中断处理程序的入口地址设置为0:200。

1.5 从CPU的角度看中断处理程序

现在,我们在反过来从CPU的角度看一下,什么是中断处理程序?

do0变成0号中断的中断处理程序的过程:

  • (1)这个程序框架在执行时,被加载到内存中,此时do0的代码在程序所在的内存空间中,它只是存放在程序的代码段中的一段要被传送到其他单元中的数据,我们不能说它是0号中断的中断处理程序;

  • (2)程序中安装do0 的代码执行完后,do0的代码被从程序的代码段中拷贝到0:200处。此时,我们也还不能说它是0号中断的中断处理程序,它只不过是存放在0:200处的一些数据;

  • (3)程序中设置中断向量表的代码执行完后,在0号表项中填入了do0的入口地址0:200,。

1.6 一些问题的思考与解答

我们如何让一个内存单元成为栈顶?

我们如何让一个内存单元中的信息被CPU当作指令来执行?

那么,我们如何让一段程序成为N号中断的中断处理程序?

2. 安装

下面的内容中,我们讨论每一部分程序的具体编写方法。

2.1 使用movsb指令

我们可以使用movsb指令,将do0的代码送入0:0200处。

程序如下:

assume cs:code
code segment
 start: 
      设置es:di指向目的地址
      设置ds:si指向源地址
      设置cx为传输长度
      设置传输方向为正
      rep movsb
      
      设置中断向量表
      
      mov ax,4c00h
      int 21h
 do0: 
      显示字符串“overflow!” 
      mov ax,4c00h
      int 21h
      
code ends
end start

2.2 明确执行rep movsb前所设置的信息

我们来看一下,用rep movsb指令的时候需要确定的信息:

  • (1)传送的原始位置,段地址:code,偏移地址:offset do0

  • (2)传送的目的位置:0:200;

  • (3)传送的长度:do0部分代码的长度;

  • (4)传送的方向:正向。

更明确的程序如下:

assume cs:code

code segment
start: 
		mov ax, cs
        mov ds, ax
        mov si, offset do0			 ;设置ds:si指向源地址
        
        mov ax, 0
        mov es, ax
        mov di, 200h       			 ;设置es:di指向目的地址

        mov cx, do0部分代码的长度		;设置cx为传输长度
        
        cld         	             ;设置传输方向为正
        
        rep movsb
        
		;设置中断向量表 
        
		mov ax, 4c00h
        int 21h
  
do0: 
		;显示字符串“Welcome to Fishc.com!” 
        
		mov ax, 4c00h
        int 21h
		
code ends
end start

2.3 do0代码的长度

问题是,我们如何知道do0代码的长度?

最简单的方法是,计算一下do0 所有指令码的字节数。但是这样做太麻烦了,因为只要do0的内容发生了改变,我们都要重新计算它的长度。

其实,我们可以,具体做法如下:

 assume cs:code
 
 code segment
 start: 
		mov ax,cs
        mov ds,ax
        mov si,offset do0				;设置ds:si指向源地址
        mov ax,0
        mov es,ax
        mov di,200h       				;设置es:di指向目的地址
        
        mov cx,offset do0end-offset do0	;设置cx为传输长度
        
        cld                     		;设置传输方向为正
        rep movsb
        
		;设置中断向量表 
        
		mov ax,4c00h
        int 21h

do0: 
		;显示字符串“overflow!” 
        
		mov ax,4c00h
        int 21h
do0end:	
		nop

code ends
end start

比如:mov ax,8-4,被编译器处理为指令: mov ax,4

另外,编译器还可以处理表达式。

比如指令: mov ax,(5+3)\*5/10,被编译器处理为指令: mov ax,4

好了,知道了“-”的含义,对于用 ofset do0end-ofset do0,得到 do0 代码的长度的原理,这里就不再多说了,相信到了现在,大家已经可以自己进行分析了。

后面的文章中我们将编写 do0 程序。

结语

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