[书]x86汇编语言:从实模式到保护模式 -- 第九章 硬中断，使用RTC芯片实现实时时间的显示；软中断，使用BIOS中断实现键盘输入的读取和显示
2024-06-02 12:50:34
PART 1 >> 使用BIOS中断实现键盘输入的读取和显示
; File: c09_2.asm
; Date: 20191222; ===============================================================================
SECTION head vstart=0 ; 定义用户程序头部段 ; 用户程序可能很大，16位可能不够program_length dd program_end ; 程序总长度[0x00]; 程序入口点(Entry Point)program_entry dw beginning ; 偏移地址[0x04]; 只是编译阶段确定的汇编地址。程序加载到内存后，需要根据加载的实际位置重新计算; 尽管在16位的环境中，一个段最长为64KB，但它却可以起始于任何20位的物理地址处。; 不可能用16位来保存20位的地址，所以需要32位dd section.code.start ; 汇编地址[0x06] realloc_tbl_size dw (head_end-segment_code_1)/4 ; 段重定位表项个数[0x0a]segment_code_1 dd section.code.start ; [0x0c] segment_data_1 dd section.data.start ; [0x10]segment_stack dd section.stack.start ; [0x14] ; 这里section 和 start 不能用大写 ？？？head_end:; ===============================================================================
SECTION code align=16 vstart=0beginning:; 设置用户程序自己的堆栈段; ds和es依然指向着用户程序头部head段mov ax, [segment_stack]mov ss, axmov sp, stack_end; 设置用户程序自己的数据段; 如果先初始化数据段ds和附加段es，那么头部head段中的数据将无法访问mov ax, [segment_data_1]mov ds, axmov cx, msg_end-messagemov bx, message.show_char:; 在频幕上写字符; 中断0x10的0x0e号功能。在屏幕光标位置处写一个字符，并推进光标位置。; Input: al, 字符mov ah, 0x0e ; ah中指定0x0e号功能mov al, [bx]int 0x10inc bxloop .show_char.rw_keyboard:; 从键盘读字符; 中断0x10的0x00号功能。; Output: al, 字符mov ah, 0x00 ; ah中指定0x00号功能int 0x16mov ah, 0x0emov bl, 0x07int 0x10jmp .rw_keyboard; ===============================================================================
SECTION data align=16 vstart=0 message db 'Hello, friend!',0x0d,0x0adb 'This simple procedure used to demonstrate 'db 'the BIOS interrupt.',0x0d,0x0adb 'Please press the keys on the keyboard ->'msg_end:; ===============================================================================
SECTION stack align=16 vstart=0 resb 256
stack_end:; ===============================================================================
SECTION program_tail
program_end:
===================================================================================================
PART 2 >> 使用RTC芯片实现实时时间的显示
; FILE: c09_1.asm
; DATE: 20191211; ===============================================================================
SECTION head vstart=0 ; 定义用户程序头部段 ; 用户程序可能很大，16位可能不够program_length dd program_end ; 程序总长度[0x00]; 程序入口点(Entry Point)program_entry dw beginning ; 偏移地址[0x04]; 只是编译阶段确定的汇编地址。程序加载到内存后，需要根据加载的实际位置重新计算; 尽管在16位的环境中，一个段最长为64KB，但它却可以起始于任何20位的物理地址处。; 不可能用16位来保存20位的地址，所以需要32位dd section.code.start ; 汇编地址[0x06] realloc_tbl_size dw (head_end-segment_code_1)/4 ; 段重定位表项个数[0x0a]segment_code_1 dd section.code.start ; [0x0c] segment_data_1 dd section.data.start ; [0x10]segment_stack dd section.stack.start ; [0x14] ; 这里section 和 start 不能用大写 ？？？head_end:; ===============================================================================
SECTION code align=16 vstart=0beginning:; 设置用户程序自己的堆栈段; ds和es依然指向着用户程序头部head段mov ax, [segment_stack]mov ss, axmov sp, stack_end; 设置用户程序自己的数据段; 如果先初始化数据段ds和附加段es，那么头部head段中的数据将无法访问mov ax, [segment_data_1]mov ds, axmov bx, msg_init ; 显示初识信息call show_stringmov bx, msg_install ; 显示安装信息call show_string; 计算RTC芯片中断处理过程的段地址和偏移地址; RTC芯片的中断信号，通向中断控制器8259从片的第1个中断引脚IR0。; 计算机启动期间，BIOS会初始化中断控制器8259，将主片的中断号设为从0x08开始，从片的中断号从0x70开始。; 所以，计算机启动后，RTC芯片的中断号默认是0x70（可通过对8259编程来修改默认中断号）xor ax, axmov al, 0x70 ; RTC芯片的默认中断号0x70mov bl, 4 ; 每个中断向量表项占4字节(段地址:偏移地址), 乘4，得中断像量表内的偏移mul blmov bx, axcli ; cli 清楚IF标志位，禁止中断，防止改动期间发生新的0x70号中断; 设置中断向量表0x70号表项内容; 实模式下，256个中断程序的入口点集中存放在内存0x00000~0x003FF共1KB的空间内，即中断向量表push esxor ax, axmov es, ax ; 将es指向中断向量表所在的段 mov word [es:bx], my_int_0x70 ; 中断处理过程的偏移地址 mov word [es:bx+2], cs ; 段地址pop es; 不懂 ……; 设置RTC的工作状态，使它能够产生中断信号给8259中断控制器mov al,0x0b ;RTC寄存器Bor al,0x80 ;阻断NMI out 0x70,almov al,0x12 ;设置寄存器B，禁止周期性中断，开放更 out 0x71,al ;新结束后中断，BCD码，24小时制 mov al,0x0cout 0x70,alin al,0x71 ;读RTC寄存器C，复位未决的中断状态in al,0xa1 ;读8259从片的IMR寄存器 and al,0xfe ;清除bit 0(此位连接RTC)out 0xa1,al ;写回此寄存器 sti ; sti 放开中断，与cli相对应mov bx, msg_donecall show_string ; 显示中断安装完成信息mov bx, msg_tipscall show_string ; 显示提示信息; 屏幕中心显示字符@mov ax, 0xb800mov ds, axmov byte [12*160 + 33*2], '@' ; 25row*80col ; hlt 使处理器处于停机状态，停止执行指令，; 可以被外部中断唤醒并恢复执行.idle:hltnot byte [12*160 + 33*2 + 1] ; 反转上面@字符的显示属性jmp .idle; Function: 频幕上显示文本
; Input: ds:bx 字符串起始地址，以0结尾
show_string:mov cl, [bx]or cl, cljz .exitcall show_charinc bxjmp show_string.exit:ret; Function:
; Input: cl 字符
show_char:push axpush bxpush cxpush dxpush dspush es; 读取当前光标位置; 索引寄存器端口0x3d4，其索引值14(0x0e)和15(0x0f)分别用于提供光标位置的高和低8位; 数据端口0x3d5mov dx, 0x3d4 mov al, 0x0e out dx, almov dx, 0x3d5in al, dxmov ah, almov dx, 0x3d4mov al, 0x0fout dx, almov dx, 0x3d5in al, dxmov bx, ax ; 此处用bx存放光标位置的16位数; 判断是否为回车符0x0dcmp cl, 0x0d ; 0x0d 为回车符jnz .show_0a ; 不是回车符0x0d，再判断是否换行符0x0amov ax, bx ; 是回车符，则将光标置位到行首mov bl, 80div blmul blmov bx, axjmp .set_cursor; ; 将光标位置移到行首，可以直接减去当前行吗？？; mov ax, bx; mov dl, 80; div dl; sub bx, ah; jmp .set_cursor; 判断是否为换行符0x0a.show_0a:cmp cl, 0x0a ; 0x0a 为换行符 jnz .show_normal; 不是换行符，则正常显示字符add bx, 80 ; 是换行符，再判断是否需要滚屏jmp .roll_screen; 正常显示字符; 在写入其它内容之前，显存里全是黑底白字的空白字符0x0720，所以可以不重写黑底白字的属性.show_normal:mov ax, 0xb800 ; 显存映射在 0xb8000~0xbffffmov es, axshl bx, 1 ; 光标指示字符位置，显存中一个字符占2字节，光标位置乘2得到该字符在显存中得偏移地址 mov [es:bx], clshr bx, 1 ; 恢复bxinc bx ; 将光标推进到下一个位置; 判断是否需要向上滚动一行屏幕.roll_screen:cmp bx, 2000 ; 25行x80列jl .set_cursormov ax, 0xb800 mov ds, ax ; movsw的源地址ds:simov es, ax ; movsw的目的地址es:dimov si, 0xa0mov di, 0cld ; 传送方向cls stdmov cx, 1920 ; rep次数 24行*每行80个字符*每个字符加显示属性占2字节 / 一个字为2字节rep movsw; 清除屏幕最底一行，即写入黑底白字的空白字符0x0720mov bx, 3840 ; 24行*每行80个字符*每个字符加显示属性占2字节mov cx, 80.cls:mov word [es:bx], 0x0720add bx, 2loop .clsmov bx, 1920 ; 重置光标位置为最底一行行首; 根据bx重置光标位置; 索引寄存器端口0x3d4，其索引值14(0x0e)和15(0x0f)分别用于提供光标位置的高和低8位; 数据端口0x3d5.set_cursor:mov dx, 0x3d4 mov al, 0x0e out dx, almov dx, 0x3d5mov al, bh ; in和out 只能用al或者axout dx, almov dx, 0x3d4mov al, 0x0fout dx, almov dx, 0x3d5mov al, blout dx, alpop espop dspop dxpop cxpop bxpop axretmy_int_0x70:push axpush bxpush cxpush dxpush es.w0: mov al,0x0a ;阻断NMI。当然，通常是不必要的or al,0x80 out 0x70,alin al,0x71 ;读寄存器Atest al,0x80 ;测试第7位UIP jnz .w0 ;以上代码对于更新周期结束中断来说 ;是不必要的 xor al,alor al,0x80out 0x70,alin al,0x71 ;读RTC当前时间(秒)push axmov al,2or al,0x80out 0x70,alin al,0x71 ;读RTC当前时间(分)push axmov al,4or al,0x80out 0x70,alin al,0x71 ;读RTC当前时间(时)push ax; 读一下RTC的寄存器C，使得所有中断标志复位。相当于，告诉RTC，中断已得到处理，可以继续下一次中断。; 否则，RTC看到中断未被处理，将不再产生中断信号。; RTC产生中断的原因有多种，可以在程序中通过读寄存器C来判断。不过，这里不需要，因为除了更新周期结束中断外，其他中断都被关闭了。mov al,0x0c ;寄存器C的索引。且开放NMI out 0x70,alin al,0x71 ;读一下RTC的寄存器C，否则只发生一次中断;此处不考虑闹钟和周期性中断的情况 ; 屏幕是黑的，默认的显示属性是0x07，即黑底白字mov ax,0xb800mov es,ax ; es指向显示缓冲区mov bx,12*160 + 36*2 ;从屏幕上的12行36列开始显示 ; 小时pop axcall bcd_to_asciimov [es:bx],ahmov [es:bx+2],al ;显示两位小时数字mov byte [es:bx+4],':' ;显示分隔符':'not byte [es:bx+5] ;反转显示属性 ; 分钟pop axcall bcd_to_asciimov [es:bx+6],ahmov [es:bx+8],al ;显示两位分钟数字mov al,':'mov [es:bx+10],al ;显示分隔符':'not byte [es:bx+11] ;反转显示属性; 秒pop axcall bcd_to_asciimov [es:bx+12],ahmov [es:bx+14],al ;显示两位小时数字; 向8259芯片发送中断结束命令（End Of Interrupt, EOI）mov al,0x20 ;中断结束命令EOI out 0xa0,al ;向从片发送 out 0x20,al ;向主片发送pop espop dxpop cxpop bxpop axiret ; iret 中断返回指令，Interrupt Return，回到中断之前的地方继续执行; 这里如果用ret，显示的时间将不会更新 ? ? ?; Function: BCD码转ASCII
; Input: AL, BCD码
; Output: AX, ascii码
bcd_to_ascii:mov ah, al ; 先复制到ah，用于后面处理十位数，al用于处理个位数and al, 0x0f ; 仅保留低4位add al, 0x30 ; 转换成ASCIIshr ah, 4and ah, 0x0fadd ah, 0x30ret;===============================================================================
SECTION data align=16 vstart=0msg_init db 'Starting...',0x0d,0x0a,0msg_install db 'Installing a new interrupt 70H...',0msg_done db 'Done.',0x0d,0x0a,0msg_tips db 'Clock is now working.',0; ===============================================================================
SECTION stack align=16 vstart=0resb 256
stack_end:; ===============================================================================
SECTION program_tail
program_end:[书]x86汇编语言:从实模式到保护模式 -- 第九章 硬中断，使用RTC芯片实现实时时间的显示；软中断，使用BIOS中断实现键盘输入的读取和显示相关推荐
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