Прерывания. Система прерываний. Реальный режим процессора

прерывания
Когда обработчик прерывания получает управление, он может снова разрешить маскируемые прерывания (STI), поскольку стековая организация позволяет вложение прерываний друг в друга. По окончании обработчик должен воостановить старые значения IP, CS и FLAGS (команда IRET). Процессор продолжит работу с того места программы, где произошло прерывание.

IP

CS

FLAGS

возникают в ситуациях, требующих специального обслуживания, например, прерывание при делении на 0 (номер (тип) прерывания 0) или прерывание по флагу TF (пошаговое выполнение программы – тип -1), или при выполнении команды INT (прерывание)- тип 3, или INTO (прерывание при переполнении)- номер 4 и т. п. Эти прерывания называются программными. Программист может пользоваться следующими командами процессора для организации программной работы с прерываниями:
INT номер ; Прерывание: SP ? SP – 2; FLAGS ? [SS:SP];
SP ? SP – 2; CS ? [SS:SP];
SP ? SP – 2; IP ? [SS:SP];
[( номер * 4 )] ? IP ; [(номер * 4 +2)] ? CS
INT ; однобайтовая команда, тип – 3 ( INT 3h ), используется при отладке программ ( ввод точек прерывания)
INTO : прерывание при переполнении, если OF = 1: [ 10h ] ? IP, [ 12h ] ? CS .
IRET : Возврат из обработчика прерывания: [ SS:SP ] ? IP ; SP ? SP + 2:
[ SS:SP ] ? CS ; SP ? SP + 2:
[ SS:SP ] ? FLAGS ; SP ? SP + 2:

комплекса определяются рядом факторов, наиболее важные следующие:
Прерывания, инициализирующие обработчик, могут быть аппаратными (от внешних устройств) или программными ( int N );
Обработчик может входить в состав прикладной программы или быть резидентным;
Вектор обрабатываемого прерывания может быть свободным или использоваться системой;
Если вектор уже используется системой ( т. е. в составе ОС или BIOS есть системный обработчик прерываний с соответствующим номером), то новый обработчик может полностью заменить системный или «сцепляться» с ним;
В случае сцепления с системным, новый может выполнять свои функции до системного или после него;
При вызове обработчика прерываний содержимое регистров SS, DS, ES, GS, FS не изменяется. Данные обработчика находятся в сегменте кода ( CS ), и при обращении к ним надо использовать явное приведение сегмента, например: mov bx, CS: ar1. Обработчик должен заканчиваться командой IRET, которая восстанавливает IP, CS, FLAGS.
Структура простейшего обработчика прерывания:
INT_NEW PROC
…………….
……..
IRET
OLD_INT DD ?
INT_NEW ENDP

старого
pushf
call CS: OLD_INT
….. ; обработчик пользователя
iret
I_N1 endp
I_N2 proc
….. ; обработчик пользователя
jmp CS: OLD_INT
I_N2 endp
I_N3 proc
….. : новый до системного
pushf
call CS: OLD_INT
….. ; новый после системного
iret
I_N3 endp

основе которого управление передается либо системному обработчику, либо новому:
I_N4 PROC
…….. ; анализ условий
…….
Jcond M1 ; переход при выполнении условий к новому обработчику
JMP CS: OLD_INT : переход к системному обработчику
M1: ……. ; новый обработчик
…….
IRET
I_N4 ENDP

вектор прерывания
AL ? номер вектора прерывания
Возвращает: в ES:BX текущее значение вектора прерывания.
25h ? AH ; Изменить вектор прерывания
DS:DX ? новое значение вектора прерывания
AL ? номер прерывания
Пример:
mov ax, 25NNh ; NN – номер прерывания
lea dx, new_NN ; эффективный адрес нового обработчика прерывания NN
push ds
push cs
pop ds
int 21h
pop ds

адрес начала массива, CX-количество элементов массива. Выход – АХ-максимальный, ВХ –минимальный эл-т.

Minmax proc near
push 0
pop es
mov eax, dword prt es:[5*4]
mov dword ptr old_int5, eax
mov word prt es: [5*4], offset int5_new
mov word prt es: [5*4]+2, cs
mov ax, word prt [bx]
mov word prt min_bound, ax
mov word prt max_bound, ax
mov di, 2
M1: mov ax, word prt [bx][di]
bound ax, bounds
add di, 2
loop M1
mov eax, dword ptr old_int5
mov dword ptr es:[5*4], eax
mov ax, word ptr max_bound
mov bx, word ptr min_bound
ret
bounds:
min_bound dw ?
max_bound dw ?
old_int5 dd ?

int5_new proc far
cmp ax, word ptr min_bound
jl M2 ; если не меньше – это нарушение
; верхней границы
mov word ptr max_bound, ax
iret
M2:
mov word ptr min_bound, ax
iret
int5_new endp
Minmax endp

reg, mem ; проверка нахождения индекса вектора, заданного в регистре (16, 32), ; внутри диапазона, заданного значениями двух последовательных ; слов (двойных слов) в памяти по адресу второго операнда. Эти значения являются , соответственно, нижней и верхней границей индекса массива. Они должны быть помещены предварительно в память. Н: mem dd 00000014h , где 0000 – нижняя граница и 0014h – верхняя граница ( допустимые) проверяемого индекса. Если значение индекса в регистре находится в диапазоне, то выполняется следующая команда после BOUND, иначе генерируется прерывание 5 ( int 5).
Пример: Нахождение минимального и максимального значения элементов в массиве слов, адрес которого задан в DS:DX, количество элементов в СХ. Результат – в АХ максимальный элемент, в ВХ – минимальный элемент.
minmax proc near
push 0 ; mov ax, 3505h
pop es ; int 21h
mov eax, dword ptr es: [5*4] ; mov word ptr old_int5, bx
mov dword ptr old_int5, eax ; mov word ptr old_int5 +2, es
mov word ptr es: [5*4], offset new_5 ; mov ax, 2505h
mov word ptr es: [5*4] + 2, cs ; mov dx, offset new_5
; push ds push cx pop ds для сом. не нужны
mov ax, [bx] ; int 21h
mov word ptr min, ax ; pop ds - для сом. не нужна
mov word ptr max, ax
mov di, 2

ptr [bx][di]
bound ax, bounds
add di, 2
loop M1
; восстановить старый обработчик (*)
mov eax, dword ptr old_int5
mov dword ptr es: [5*4], ax
; вернуть результат
mov ax, max
mov bx, min
ret
bounds:
min dw ?
max dw ?
old_int5 dd ?
;(*) для второго варианта:
mov ax, 2505h
push ds ; для сом. не нужны
lds dx, old_int5
int 21h
pop ds ; для сом. не нужны

new_5 proc far
cmp ax, word ptr min
jl its_lower
mov word ptr max, ax
iret
Its_lower: mov word ptr min, ax
iret
new_5 endp
minmax endp

системной даты
Функция возвращает в регистрах:
AL – день недели ( 0 – воскресенье, …, 6 – суббота ); CX - год ( 1980 – 2099 );
DH - месяц ( 1 – 12 ); DL - число (1 – 31 ).
2Bh ? AH ; Изменение даты
Входные данные:
CX ? год ( до 2099 ); DH ? месяц ( 1 – 12 ):
DL ? число ( 1 – 31 ). Функция возвращает в AL – 00h, если дата действительная,
FFh, если дата недействительная.
2Ch ? AH ; Получение системного времени
Функция возвращает в регистрах:
CH - час ( 0 – 23 ); CL - минуты ( 0 – 59 ); DH - секунды ( 0 – 59 ); DL – сотые доли сек.
2Dh ? AH ; Изменение системного времени
Входные данные:
CH - час ( 0 – 23 ); CL - минуты ( 0 – 59 ); DH - секунды ( 0 – 59 ); DL – сотые доли сек.