§4.4 BIOS中斷和DOS中斷
本節(jié)概述
任何程序的運(yùn)行均離不開(kāi)一定的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。 基本硬件環(huán)境包括CPU、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備,從原理上講，使用IN/OUT指令可以控制任何I/O設(shè)備。事實(shí)上，BIOS中，以中斷處理程序的形式提供了微機(jī)中基本I/O設(shè)備的控制程序，稱為"BIOS中斷"，應(yīng)用程序可以用"INT n"指令調(diào)用這些程序。
教學(xué)目標(biāo)
掌握BIOS中斷和INT 21H中斷的功能。
本節(jié)內(nèi)容：
概述
BIOS中斷
DOS系統(tǒng)功能調(diào)用(INT 21H)
INT20H(結(jié)束程序的另一種方法)
重點(diǎn)難點(diǎn)
BIOS中斷和INT 21H中斷的功能。
學(xué)習(xí)方法
在學(xué)習(xí)的同時(shí)編寫(xiě)一些小的中斷服務(wù)程序以便很好地掌握BIOS中斷和INT 21H中斷的功能。
關(guān)鍵字
BIOS中斷 INT 21H中斷
參考資料
1、《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》，戴梅萼等編著，第二版，清華大學(xué)出版社
2、《微型計(jì)算機(jī)原理》，季維法等編著，第一版，電子科技大學(xué)出版社
3、《微型計(jì)算機(jī)原理—常見(jiàn)題型解析及模擬題》，武自芳主編，西北工業(yè)大學(xué)出版社
4、《80X86/80X87匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》，洪志全等編著，電子科技大學(xué)出版社
§4.4.1 概述
任何程序的運(yùn)行均離不開(kāi)一定的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。 基本硬件環(huán)境包括CPU、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備(鍵盤(pán)、磁盤(pán)、打印機(jī)、顯示卡等)，關(guān)于CPU和存儲(chǔ)器，已經(jīng)作了一些了解。從原理上講，使用IN/OUT指令可以控制任何I/O設(shè)備。以打印機(jī)為例，使用IN指令可以讀入打印機(jī)的狀態(tài)(有/無(wú)紙、能否接收新的數(shù)據(jù)等)、使用OUT指令把數(shù)據(jù)送給打印機(jī)、給打印機(jī)發(fā)控制命令(移動(dòng)打印頭、某些打印針擊打)。一個(gè)簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備使用要求，需要一系列IN/OUT等控制指令，可以把一些基本使用要求編寫(xiě)為子程序，供調(diào)用。事實(shí)上，BIOS中，以中斷處理程序的形式提供了微機(jī)中基本I/O設(shè)備的控制程序，稱為"BIOS中斷"，應(yīng)用程序可以用"INT n"指令調(diào)用這些程序。
程序運(yùn)行的主要軟件環(huán)境是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)為程序運(yùn)行提供基本的服務(wù)，如，程序的裝入、結(jié)束，內(nèi)存的分配，文件管理等。以DOS操作系統(tǒng)為例，它也以中斷處理程序的形式提供這些服務(wù)，稱為"DOS中斷"， 應(yīng)用程序也用"INT n"指令調(diào)用這些服務(wù)。 MS_DOS的DOS中斷是由IO.SYS、MSDOS.SYS兩個(gè)文件提供的中斷處理程序。(PC_DOS：IBMBIO.COM、IBMDOS.COM)。
PC系列機(jī)有256種中斷類(lèi)型，8086CPU使用其中5個(gè)(0號(hào)除數(shù)為0中斷、1號(hào)單步中斷、2號(hào)NMI中斷、3號(hào)斷點(diǎn)中斷、4號(hào)溢出中斷)，80286及以上系統(tǒng)中，通過(guò)中斷控制器8259使用的硬件中斷為16個(gè)。其余中斷類(lèi)型為BIOS中斷和DOS中斷，它們稱為"軟件中斷"。
IBM PC/XT 機(jī)中的256級(jí)中斷安排
另外，設(shè)備制造商提供的設(shè)備控制程序(稱為驅(qū)動(dòng)程序Driver)可能替換BIOS中斷和DOS中斷。
當(dāng)前，驅(qū)動(dòng)程序的概念使用非常廣泛，它泛指軟件與硬件或其他軟件的接口程序。
§4.4.2 BIOS中斷
1、INT 17H(打印機(jī)I/O調(diào)用)
INT 17H中斷處理程序有三個(gè)功能：
當(dāng)AH=0時(shí)，把AL中的字符在打印機(jī)上打印出來(lái)。
當(dāng)AH=1時(shí)，把AL中的初始化控制命令送給打印機(jī)。
當(dāng)AH=2時(shí)，把打印機(jī)的狀態(tài)讀至AL寄存器。
寄存器AH中的值決定一個(gè)中斷處理程序的功能，稱其為"功能號(hào)"。當(dāng)AH=0時(shí)調(diào)用INT 17H中斷，稱為"INT 17H的0號(hào)功能"，可以簡(jiǎn)記為"INT 17H/0"
2、INT 16H(鍵盤(pán)I/O中斷)
AH=0：從鍵盤(pán)讀入ASCII字符，放在AL中。
AH=1：測(cè)試有無(wú)鍵被按下。ZF=0，表示按過(guò)任意鍵，并在AL中獲 得該鍵的ASCII碼。ZF=1，未按過(guò)鍵。
AH=2：讀取特殊功能鍵的狀態(tài)至AL中。
3、 INT 1AH (BIOS日期、時(shí)間中斷)
AH=0：讀當(dāng)前時(shí)鐘值到CX、DX中。CX為高位，DX為低位。時(shí)鐘單位是54.9ms(1/18.2秒)(65536000/1193180)。
AH=1：設(shè)置當(dāng)前時(shí)鐘值。
§4.4.3 DOS系統(tǒng)功能調(diào)用(INT 21H)
DOS的絕大部分功能均以INT 21H中斷處理程序提供。不同DOS版本一般均有幾十個(gè)INT 21H功能。這些功能有文件和磁盤(pán)管理、字符設(shè)備管理、時(shí)鐘管理、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)管理等，INT 21H的功能能見(jiàn)表1和表2。
表1
表2
§4.4.4 INT 20H
DOS中斷INT20H的功能是結(jié)束程序并返回DOS。
入口參數(shù)：CS=程序段前綴(PSP)的段地址。 IP=0000H。
出口參數(shù)：無(wú)。
問(wèn)題： (1) 程序段前綴PSP的概念。
(2) 不能直接給CS、IP賦值，如何指定入口參數(shù)?
1、 程序的執(zhí)行過(guò)程
在DOS提示符，如C：>下，鍵入一個(gè)可執(zhí)行文件名(COM、EXE)后，在運(yùn)行該程序前，DOS完成以下工作：
(1) 從磁盤(pán)中找到該文件。
(2) 檢測(cè)用戶可用內(nèi)存，在可用內(nèi)存的低地址段建立一個(gè)程序段前綴(PSP，Program Segment Prefix)。
(3) 把該文件從磁盤(pán)上裝入內(nèi)存中PSP的后面。
(4) DOS設(shè)置DS、ES的值等于PSP的段地址。如果該程序?yàn)镃OM文件，則把CS、SS的值也設(shè)置為PSP的段地址。
(5) 開(kāi)始執(zhí)行該文件的第一條指令。
2、 程序段前綴PSP
DOS運(yùn)行程序時(shí)，需要該程序的一系列參數(shù)(如，程序結(jié)束地址、Ctrl_Break處理程序的地址、出錯(cuò)處理地址等)，另外還需要一個(gè)磁盤(pán)讀、寫(xiě)的緩沖區(qū)，這個(gè)參數(shù)區(qū)和緩沖區(qū)，稱為"程序段前綴(PSP)"。 PSP共有256字節(jié)，它是運(yùn)行程序時(shí)，由DOS自動(dòng)在內(nèi)存中建立的。 PSP的結(jié)構(gòu)下圖所示：
注意：
(1)、PSP起始兩字節(jié)存放"INT 20H"指令的機(jī)器碼(CDH 20H),該指令使程序返回DOS;
(2)、EXE程序剛運(yùn)行時(shí),DS和ES指向PSP首址,即INT20H指令的機(jī)器碼:COM程序剛運(yùn)行時(shí),DS,ES,CS,SS均指向PSP首址。
在PSP結(jié)構(gòu)中，我們只關(guān)心前兩個(gè)字節(jié)，它是指令"INT 20H"的機(jī)器碼(CDH、20H)。
3、 INT20H(結(jié)束程序的另一種方法)
(1) 在程序執(zhí)行前，DS=程序段前綴PSP的段地址，因此，
PUSH DS
MOV AX，0
PUSH AX
這三條指令，把PSP的段地址和0值推入堆棧。
(2) RET指令從堆棧中取出兩字，送CS和IP，因此，RET指令執(zhí)行時(shí)，CS=PSP的段地址，IP=0000H。CPU轉(zhuǎn)移到PSP處執(zhí)行。
(3) PSP處的指令是INT 20H，它的功能是結(jié)束程序并返回DOS，因此，該程序能正確返回DOS。