【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

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文章目录

前言
1. 编程处理0号中断
- 1.1 效果演示
- 1.2 分析所要编写的中断处理程序
- - 1.2.1 引发中断
  - 1.2.2 中断处理程序
  - 1.2.3 中断处理程序do0应该存放的位置
  - 1.2.4 中断向量表的修改
  - 1.2.5 总结
- 1.3 程序框架
- 1.4 注意事项
- 1.5 从CPU的角度看中断处理程序
- 1.6 一些问题的思考与解答
2. 安装
- 2.1 使用movsb指令
- 2.2 明确执行rep movsb前所设置的信息
- 2.3 do0代码的长度
结语

前言

📌

汇编语言是很多相关课程（如数据结构、操作系统、微机原理）的重要基础。但仅仅从课程的角度出发就太片面了，其实学习汇编语言可以深入理解计算机底层工作原理，提升代码效率，尤其在嵌入式系统和性能优化方面有重要作用。此外，它在逆向工程和安全领域不可或缺，帮助分析软件运行机制并增强漏洞修复能力。

本专栏的汇编语言学习章节主要是依据王爽老师的《汇编语言》来写的，和书中一样为了使学习的过程容易展开，我们采用以8086CPU为中央处理器的PC机来进行学习。

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，即重新编写一个0号中断处理程序，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。

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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

我们将这段程序称为do0。

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，系统中要处理的中断事件远没有达到256个。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。

一般情况下，从0000:0200至0000:02FF的256个字节的空间所对应的中断向量表项都是空的，操作系统和其他应用程序都不占用。我们在前面的内容中使用过这段空间。

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。即0000:0200登记在中断向量表的对应表项中。

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 segmentstart: do0安装程序设置中断向量表 mov ax,4c00hint 21hdo0: 显示字符串“Welcome to Fishc.com！” mov ax,4c00hint 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

上面的程序框架执行时，do0的代码是不执行的，它只是作为do0安装程序所要传送的数据。

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。

do0的代码虽然在程序中，却不在程序执行的时候执行。它是在除法溢出发生的时候才得以执行的中断处理程序。

do0部分代码的最后两条指令是依照我们的编程要求，用来返回DOS的。

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，此时0:200 处的信息，即do0 的代码，就变成了0号中断的中断处理程序。

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？

答：将它的地址放入SS、SP中；

我们如何让一个内存单元中的信息被CPU当作指令来执行？

答：将它的地址放入CS、IP 中；

那么，我们如何让一段程序成为N号中断的中断处理程序？

答：将它的入口地址放入中断向量表的N号表项中。

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 segmentstart: 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,4c00hint 21hdo0: 显示字符串“overflow!” mov ax,4c00hint 21hcode 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:codecode segment
start: mov ax, csmov ds, axmov si, offset do0			 ;设置ds:si指向源地址mov ax, 0mov es, axmov 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, 4c00hint 21hdo0: ;显示字符串“Welcome to Fishc.com！” mov ax, 4c00hint 21hcode 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，我们可以利用编译器来计算do0的长度，具体做法如下：

 assume cs:codecode segmentstart: mov ax,csmov ds,axmov si,offset do0				;设置ds:si指向源地址mov ax,0mov es,axmov 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,4c00hint 21hdo0: ;显示字符串“overflow！” mov ax,4c00hint 21h
do0end:	nopcode ends
end start