《汇编语言》第13章 int指令

中断信息可以来自 CPU 的内部和外部，当 CPU 的内部有需要处理的事情发生的时候，将产生需要马上处理的中断信息，引发中断过程。在第12章中，我们讲解了中断过程和两种内中断的处理。

这一章中，我们讲解另一种重要的内中断，由int指令引发的中断。

13.1 int指令

int指令的格式为：int n，n为中断类型码，它的功能是引发中断过程。CPU执行int n指令，相当于引发一个n号中断的中断过程，执行过程如下。

(1)取中断类型码n；

(2)标志寄存器入栈，IF=0，TF=0；

(3)CS、IP入栈；

(4)(IP)=(n*4),(CS)=(n*4+2)。从此处转去执行n号中断的中断处理程序。

可以在程序中使用int指令调用任何一个中断的中断处理程序。例如，下面的程序：

;p12_1.asm    13.1 int指令
;调用0号中断指令测试assume cs:code 
code segment 
start:	mov ax,0b800h mov es,ax mov byte ptr es:[12*160+40*2],'!'int 0code ends
end start

运行调试

这个程序在Windows2000中的DOS方式下执行时，将在屏幕中间显示一个"！"，然后显示“Divide overflow”后返回到系统中。“！”是我们编程显示的，而“Divide overflow"是哪里来的呢？我们的程序中又没有做除法，不可能产生除法溢出。

程序是没有做除法，但是在结尾使用了int0指令。CPU执行int0指令时，将引发中断过程，执行0号中断处理程序，而系统设置的0号中断处理程序的功能是显示"Divide overflow”，然后返回到系统。

可见，int指令的最终功能和call指令相似，都是调用一段程序。

一般情况下，系统将一些具有一定功能的子程序，以中断处理程序的方式提供给应用程序调用。我们在编程的时候，可以用 int 指令调用这些子程序。当然，也可以自己编写一些中断处理程序供别人使用。以后，我们可以将中断处理程序简称为中断例程。

13.2 编写供应用程序调用的中断例程

前面，我们已经编写过中断0的中断例程了，现在我们讨论可以供应用程序调用的中断例程的编写方法。下面通过两个问题来讨论。

问题一：编写、安装中断7ch的中断例程。

功能：求一word型数据的平方。

参数：（ax）=要计算的数据。

返回值：dx、ax中存放结果的高16位和低16位。

应用举例：求2*3456^2。

;p13_2.asm  
assume cs:code 
code segment 
start:	mov ax,3456				;(ax)=3456int 7ch						;调用中断7ch的中断例程，计算ax中的数据的平方add ax,ax adc dx,dx 				;dx:ax存放结果，将结果乘以2 mov ax,4c00h int 21h code ends 
end start 

 

分析一下，我们要做以下3部分工作。

（1）编写实现求平方功能的程序；

（2）安装程序，将其安装在0：200处；

（3）设置中断向量表，将程序的入口地址保存在7ch表项中，使其成为中断7ch的中断例程。

安装程序如下。

;p13_2i.asm  p13_2的中断程序
;安装程序如下。assume cs:code 
code segment 
start:		mov ax,cs mov ds,ax mov si,offset sqr									;设置ds:si指向源地址mov ax,0mov es,ax mov di,200h 										;设置ds:si指向目的地址mov cx,offset sqrend - offset sqr 			;设置cx为传输长度cld														;设置传输方向为正rep movsb mov ax,0mov es,ax mov word ptr es:[7ch*4],200h mov word ptr es:[7ch*4+2],0mov ax,4c00hint 21hsqr:		mul ax iret sqrend:		nop code ends 
end start 

运行调试;

先执行p13_2i.exe中断程序，再执行debug p13_2.exe

执行主程程序的int 7c指令后，跳转到中断程序

注意，在中断例程 sqr 的最后，要使用 iret 指令。用汇编语法描述，iret 指令的功能为：

pop IP

pop cs

popf

CPU 执行 int 7ch 指令进入中断例程之前，标志寄存器、当前的 CS 和 IP 被压入栈中，在执行完中断例程后，应该用iret指令恢复int 7ch执行前的标志寄存器和CS、IP的值，从而接着执行应用程序。

int指令和iret指令的配合使用与call指令和ret指令的配合使用具有相似的思路。

问题二：编写、安装中断7ch的中断例程。

功能：将一个全是字母，以0结尾的字符串，转化为大写。

参数：ds：si指向字符串的首地址。

应用举例：将 data段中的字符串转化为大写。

;p13_3.asm  assume cs:code 
data segment db 'conversation',0
data ends code segment 
start:		mov ax,data mov ds,ax mov si,0int 7chmov ax,4c00hint 21h code ends 
end start 

 

安装程序如下。

;p13_3i.asm  
;问题二的安装程序，先执行安装程序，再执行主程序assume cs:code 
code segment ;安装程序
start:		mov ax,cs mov ds,ax mov si,offset capital mov ax,0mov es,ax mov di,200h										;把中断处理程序安装到0: 200位置mov cx,offset capitalend-offset capital cld rep movsb ;设置向量表mov ax,0mov es,ax mov word ptr es:[7ch*4],200hmov word ptr es:[7ch*4+2],0mov ax,4c00hint 21h capital:		push cx push si change:	mov cl,[si]mov ch,0jcxz ok and byte ptr [si],11011111b				;小写转大写inc si jmp short changeok:	pop si pop cx iret capitalend:	nop code ends 
end start 

 

运行调试：

先执行安装程序，再执行主程序：

执行int 7c指令，跳转到中断程序执行小写转大写功能

小写转大写

执行iret指令回到主程序

在中断例程capital中用到了寄存器si和cx，编写中断例程和编写子程序的时候具有同样的问题，就是要避免寄存器的冲突。应该注意例程中用到的寄存器的值的保存和恢复。

13.3 对 int、iret和栈的深入理解

问题：用7ch中断例程完成loop指令的功能。

loop s 的执行需要两个信息，循环次数和到 s 的位移，所以，7ch 中断例程要完成loop 指令的功能，也需要这两个信息作为参数。我们用 cx 存放循环次数，用 bx 存放位移。

应用举例：在屏幕中间显示80个'！'。

;p13_4.asm   assume cs:code 
code segment 									;   CS:  IP的值
start:		mov ax,0b800h 						;076A: 0000mov es,ax 							;076A: 0003mov di,160*12						;076A: 0005;设置从标号se到标号s的转移位移mov bx,offset s - offset se 	    ;076A: 0008    bx=000E-0017=FFF7mov  cx,20							;076A: 000Bs: mov byte ptr es:[di],'!'				;076A: 000E     s标号的偏移地址;076A: 000Fadd di,2							;076A: 0012int 7ch 							;076A: 0015     如果（cx）≠0，转移到标号s处;push psw, push cs, push ip se:	nop 								;076A: 0017		se标号的偏移地址mov ax,4c00h 						;076A: 0018int 21h 							;076A: 001Bcode ends 
end start

 

在上面的程序中，用int7ch调用7ch中断例程进行转移，用bx传递转移的位移。

分析：为了模拟loop指令，7ch中断例程应具备下面的功能。

（1） dec cx；

（2）如果（cx）≠0，转到标号s处执行，否则向下执行。

下面我们分析7ch中断例程如何实现到目的地址的转移。

（1）转到标号s显然应设（CS）=标号s的段地址，（IP）=标号s的偏移地址。

（2）那么，中断例程如何得到标号s的段地址和偏移地址呢？

int 7ch 引发中断过程后，进入 7ch中断例程，在中断过程中，当前的标志寄存器、CS和IP都要压栈，此时压入的CS和IP中的内容，分别是调用程序的段地址（可以认为是标号s的段地址）和int 7ch后一条指令的偏移地址（即标号se的偏移地址）。

可见，在中断例程中，可以从栈里取得标号s的段地址和标号se的偏移地址，而用标号se的偏移地址加上bx中存放的转移位移就可以得到标号s的偏移地址。

（3）现在知道，可以从栈中直接和间接地得到标号s的段地址和偏移地址，那么如何用它们设置CS：IP呢？

可以利用iret指令，我们将栈中的se的偏移地址加上bx中的转移位移，则栈中的se 的偏移地址就变为了s的偏移地址。我们再使用iret指令，用栈中的内容设置CS、IP，从而实现转移到标号s处。

7ch中断例程如下。

;p13_4i.asm  13.3 对 int、iret和栈的深入理解
;问题：用7ch中断例程完成loop指令的功能。
;;安装程序，先执行安装程序，再执行主程序assume cs:code 
code segment ;安装程序
start:		mov ax,csmov ds,ax mov si,offset lpmov ax,0mov es,ax mov di,200h 						;把中断处理程序安装到0: 200位置mov cx,offset lpend-offset lpcld rep movsb ;设置向量表mov ax,0mov es,ax mov word ptr es:[7ch*4],200h mov word ptr es:[7ch*4+2],0mov ax,4c00h int 21h ;中断程序lp:	push bp mov bp,sp dec cx jcxz lpret add ss:[bp+2],bxlpret:		pop bp iret lpend:		nop code ends
end start

运行调试，先执行中断程序 ，再调试主程序

执行int 7ch指令后，跳转到中断程序

此时的栈结构为

接着继续往下执行

当执行完add ss:[bp+2],bx,栈中的IP的值为000E，结构如下：

继续执行，iret指令执行完后，从栈中取相应的数据，然后跳转到s标号处理执行

然后继续循环执行，直到cx为0时，中止循环。

因为要访问栈，使用了bp，在程序开始处将 bp 入栈保存，结束时出栈恢复。当要修改栈中se的偏移地址的时候，栈中的情况为：栈顶处是bp原来的数值，下面是se的偏移地址，再下面是s的段地址，再下面是标志寄存器的值。而此时，bp中为栈顶的偏移地址，所以（（ss）*16+（bp）+2）处为se的偏移地址，将它加上bx中的转移位移就变为s的偏移地址。最后用iret出栈返回，CS：IP即从标号s处开始执行指令。

如果（cx）=0，则不需要修改栈中 se 的偏移地址，直接返回即可。CPU 从标号 se 处向下执行指令。

检测点13.1

（1）在上面的内容中，我们用 7ch 中断例程实现 loop 的功能，则上面的 7ch 中断例程所能进行的最大转移位移是多少？    FFFF

（2）用7ch中断例程完成jmp near ptrs指令的功能，用bx向中断例程传送转移位移。

应用举例：在屏幕的第12行，显示data段中以0结尾的字符串。

;jc13_1.asm    检测点13.1assume cs:code 
data segment db 'conversation',0
data ends 
code segment 
start:	mov ax,data mov ds,ax mov si,0mov ax,0b800hmov es,ax mov di,12*160s: cmp byte ptr ds:[si],0je ok 									;如果是0跳出循环mov al,ds:[si]mov es:[di],al mov al,02hmov es:[di+1],al 					;设置颜色inc si add di,2mov bx,offset s - offset ok		;设置从标号ok到标号s的转移位移int 7ch 									;转移到标号s处ok:	mov ax,4c00h int 21h code ends 
end start 

中断程序代码：

;jc13_1i.asm    检测点13.1的中断程序assume cs:code 
code segment ;安装程序
start:	mov ax,csmov ds,ax mov si,offset lp mov ax,0mov es,ax mov di,200h							;把中断处理程序安装到0: 200h位置mov cx,offset lpend - offset lp cld rep movsb ;设置向量表mov ax,0mov es,ax mov word ptr es:[7ch*4],200h mov word ptr es:[7ch*4+2],0mov ax,4c00h int 21h lp:	push bp mov bp,sp add ss:[bp+2],bxpop bp iret 											;跳转到s标号处理mov ax,4c00h int 21h lpend:	nop code ends 
end start 

编译运行：

13.4 BIOS和DOS所提供的中断例程

在系统板的ROM中存放着一套程序，称为BIOS（基本输入输出系统），BIOS中主要包含以下几部分内容。

（1）硬件系统的检测和初始化程序；

（2）外部中断（第15章中进行讲解）和内部中断的中断例程；

（3）用于对硬件设备进行I/O操作的中断例程；

（4）其他和硬件系统相关的中断例程。

操作系统 DOS 也提供了中断例程，从操作系统的角度来看，DOS 的中断例程就是操作系统向程序员提供的编程资源。

BIOS和DOS在所提供的中断例程中包含了许多子程序，这些子程序实现了程序员在编程的时候经常需要用到的功能。程序员在编程的时候，可以用 int 指令直接调用 BIOS 和DOS提供的中断例程，来完成某些工作。

和硬件设备相关的DOS中断例程中，一般都调用了BIOS的中断例程。

13.5 BIOS和DOS中断例程的安装过程

前面的课程中，我们都是自己编写中断例程，将它们放到安装程序中，然后运行安装程序，将它们安装到指定的内存区中。此后，别的应用程序才可以调用。

而 BIOS 和 DOS 提供的中断例程是如何安装到内存中的呢？我们下面讲解它们的安装过程。

（1）开机后，CPU一加电，初始化（CS）=0FFFH，（IP）=0，自动从FFF：0单元开始执行程序。FFF：0 处有一条转跳指令，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。

（2）初始化程序将建立 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中。注意，对于BIOS所提供的中断例程，只需将入口地址登记在中断向量表中即可，因为它们是固化到ROM中的程序，一直在内存中存在。

（3）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。从此将计算机交由操作系统控制。

（4）DOS 启动后，除完成其他工作外，还将它所提供的中断例程装入内存，并建立相应的中断向量。

检测点13.2

判断下面说法的正误：

（1）我们可以编程改变 FFFF：0处的指令，使得CPU不去执行BIOS中的硬件系统检测和初始化程序。

答：FFFF:0处的内容无法改变，他是ROM只读的。

（2）int 19h中断例程，可以由DOS提供。

答：错误，先调用 int 19h后启动DOS

13.6 BIOS中断例程应用

下面我们举几个例子，来看一下BIOS中断例程的应用。

int 10h 中断例程是 BIOS 提供的中断例程，其中包含了多个和屏幕输出相关的子程序。

一般来说，一个供程序员调用的中断例程中往往包括多个子程序，中断例程内部用传递进来的参数来决定执行哪一个子程序。BIOS和DOS提供的中断例程，都用ah来传递内部子程序的编号。

下面看一下int 10h中断例程的设置光标位置功能。

mov ah,2;置光标

mov bh,0;第0页

mov dh,5;dh中放行号

mov dl,12;d1中放列号

int 10h

（ah）=2表示调用第10h号中断例程的2号子程序，功能为设置光标位置，可以提供光标所在的行号（80*25 字符模式下：0~24）、列号（80*25 字符模式下：0~79），和页号作为参数。

（bh）=0，（dh）=5，（dl）=12，设置光标到第0页，第5行，第12列。

bh中页号的含义：内存地址空间中，B8000H~BFFFH共32kB的空间，为80*25彩色字符模式的显示缓冲区。一屏的内容在显示缓冲区中共占4000个字节。

显示缓冲区分为8页，每页 4KB（≈4000B），显示器可以显示任意一页的内容。一般情况下，显示第0页的内容。也就是说，通常情况下，B8000H~B8F9FH中的4000个字节的内容将出现在显示器上。

再看一下int 10h中断例程的在光标位置显示字符功能。

mov ah,9;在光标位置显示字符

mov al,'a';字符

mov bl,7;颜色属性

mov bh,0;第0页

mov cx,3;字符重复个数

int 10h

（ah）=9表示调用第10h号中断例程的9号子程序，功能为在光标位置显示字符，可以提供要显示的字符、颜色属性、页号、字符重复个数作为参数。

bl中的颜色属性的格式如下。

可以看出，和显存中的属性字节的格式相同。

编程：在屏幕的5行12列显示3个红底高亮闪烁绿色的'a'。

;p13_5.asm   13.6 BIOS中断例程应用
;编程：在屏幕的5行12列显示3个红底高亮闪烁绿色的'a'。assume cs:code 
code segment 
start:	mov ah,2						;设置光标mov bh,0						;第0页mov dh,5						;dh中放行号mov dl,12						;dl中放列号int 10hmov ah,9						;在光标位置显示字符mov al,'a'						;字符mov bl,11001010b		        ;颜色属性mov bh,0						;第0页mov cx,3						;字符重复个数int 10hmov ax,4c00h int 21h 
code ends 
end start 

 

注意，闪烁的效果必须在全屏DOS方式下才能看到。

13.7 DOS中断例程应用

int 2lh中断例程是DOS提供的中断例程，其中包含了DOS提供给程序员在编程时调用的子程序。

我们前面一直使用的是int 2lh中断例程的4ch号功能，即程序返回功能，如下：

mov ah,4ch;程序返回

mov al,0;返回值

int 21h

（ah）=4ch表示调用第21h号中断例程的4ch号子程序，功能为程序返回，可以提供返回值作为参数。

我们前面使用这个功能的时候经常写做：

mov ax,4c00h

int 21h

我们看一下int 2lh中断例程在光标位置显示字符串的功能：

ds：dx指向字符串;要显示的字符串需用"S"作为结束符

mov ah,9;功能号9，表示在光标位置显示字符串

int 21h

（ah）=9表示调用第21h号中断例程的9号子程序，功能为在光标位置显示字符串，可以提供要显示字符串的地址作为参数。

编程：在屏幕的5行12列显示字符串“Welcome to masm！”。

;p13_6.asm   13.7 DOS中断例程应用assume cs:code data segment db 'Welcome to masm','$'
data ends code segment 
start:	mov ah,2						;设置光标mov bh,0						;第0页mov dh,5						;dh中放行号mov dl,12 					    ;dl中放列号int 10h mov ax,data mov ds,ax mov dx,0						;ds:dx指向字符串的首地址data:0mov ah,9int 21h mov ax,4c00h int 21h 
code ends 
end start 

运行结果：

上述程序在屏幕的5行12列显示字符串“Welcome to masm！”，直到遇见“$”（“$”本身并不显示，只起到边界的作用）。

如果字符串比较长，遇到行尾，程序会自动转到下一行开头处继续显示；如果到了最后一行，还能自动上卷一行。

DOS 为程序员提供了许多可以调用的子程序，都包含在int 21h中断例程中。我们这里只对原理进行了讲解，对于DOS提供的所有可调用子程序的情况，读者可以参考相关的书籍。