Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (2005) (1186253), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Первые инициируются состоянием ЦП или командой, а вторые — сигналом, подаваемым от других компонентов системы. Типичные внутренние прерывания: деление на нуль, переполнениеи т. п., а типичные внешние — запрос на обслуживание со стороныкакого-либо устройства ввода/вывода.414Глава 4. Персональные компьютерыПереход к процедуре прерывания осуществляется из любойпрограммы, а после выполнения процедуры прерывания обязательно происходит возврат в прерванную программу. Перед обращением к процедуре прерывания должно быть сохранено состояние всех регистров и флагов, используемых процедурой прерывания, а после окончания прерывания эти регистры должны бытьвосстановлены.Прерывание вынуждает процессор прекратить выполнение одной последовательности команд и начать выполнение другой, приэтом адрес очередной команды, которая должна была бы выполняться (содержимое регистра IP), если бы не было прерывания, запоминается.
Адрес команды, которая должна выполняться послевозникновения прерывания, выбирается из таблицы, хранящейся вначальной области памяти. Эта таблица называется таблицей векторов прерываний. В таблице записано 256 адресов. Когда устройствовызывает прерывание процессора, оно сообщает ему, какой адрес изтаблицы следует использовать для перехода к новой последовательности команд.А п п а р а т н о е п р е р ы в а н и е . На рис. 4.17 изображены процессор, запоминающее устройство с таблицей адресов, система прерываний, внешнее устройство, требующее прерывания, и 8-разрядЗапоминающееустройствоу—i аолицавекторовпрерыванийIN П /Л/72ПрINTRк1IiЛинииадресовпрерываний|Устройство,запрашивающпрерываниеINT3СистемапрерыванийINT4Рис.
4.17. Аппаратные прерывания4,3. Режимы процессора. Система команд процессоров 180x86...415пая шина адреса прерывания, по которой из системы прерыванийпроцессору передается указание о том, какой адрес из таблицы векторов прерываний должен быть использован при получении процессором сигнала аппаратного прерывания. Связь системы прерываний с процессором осуществляется с помощью шины прерываний INTR, появление на этой шине, обычно находящееся всостоянии «1», сигнала «О» приводит к прерыванию работы процессора. Справа от системы прерываний изображены четыре шины,соединяющие ее с устройствами, которые могут потребовать прерывания работы процессора, и, в частности, устройство, требующеевнимания со стороны процессора и использующее для прерыванияшину INT3.Прерывание возникает тогда, когда устройство, требующее прерывания (например, печатающее устройство), посылает сигнал нашину INT3.
Система прерываний выявляет наличие сигнала нашине и реагирует на него; т. е. помещает восьмибитовое число нашину адреса прерывания и устанавливает «О» на шине прерыванийINTR. Процессор, определив, что на шине INTR появился сигнал«О», запоминает адрес команды, которая должна была бы выполняться следующей. Затем с адресной шины прерываний считывается число, указывающее, какой адрес необходимо извлечь из таблицы векторов прерываний, и процессор переходит к выполнению команды, начинающейся с этого адреса.Типичным примером устройства, требующего прерывания, является клавиатура. После нажатия клавиши на клавиатуре в систему прерываний передается сигнал, приводящий к прерыванию работы процессора. Очевидно, что процессор прекращает текущуюработу и, используя адрес, переданный из системы прерываний,начинает выполнение специальной программы взаимодействия склавиатурой.
Программа вводит с клавиатуры код, соответствующий нажатой клавише, и заносит его в область сохранения, расположенную в памяти. Затем программа взаимодействия с клавиатурой возвращает управление программе, которая выполнялась допрерывания.П р о г р а м м н ы е п р е р ы в а н и я . Прерывания могут такжеиметь место при выполнении специальной команды: прервать,используя адрес X.
(Число х указывает один из адресов в таблицевекторов прерываний.) При выполнении команды «прервать» процессор определяет и запоминает адрес команды, которая должнабыла бы выполняться следующей, а затем переходит к выполнениюпрограммы, начинающейся с адреса X, извлеченного из таблицы416Глава 4. Персональные компьютерывекторов прерываний. Такая последовательность действий называется программным прерыванием.Подпрограммы.
Типичная схема организации подпрограмм,обычно используемая трансляторами с языков высокого уровня дляреализации процедур и функций (в частности, рекурсивных), следующая.При обращении к подпрограмме в стек заносятся параметрыдля нее и адрес возврата, после чего делается переход на ее начало.PUSH paraml /запись 1-го параметра в стекPUSH paramk /запись последнего (k-ro) параметра в стекCALL subr/переход с возратом на подпрограмму(Если необходимо вычислить параметр или если его размер отличенот слова, тогда для записи параметра в стек нужны, конечно, несколько команд, а не одна.)Первыми командами подпрограммы обычно являются следующие:PUSH ВРMOV SP,BPSUB SP,m;сохранить в стеке старое значение ВР/установить ВР на вершину стека/отвести в стеке место (т байтов) под; локальные величины подпрограммы.Поясним эти «входные» команды.
В подпрограмме для обращения к ячейкам стека, занятым параметрами, используется (как базовый) регистр ВР: если в ВР занести адрес вершины стека, то для доступа к этим ячейкам следует использовать адресные выражениявида 1[ВР] или, что то же самое, [ВР + i]. (Отметим, что применять здесь регистры-модификаторы вх, si и DI нельзя, так какформируемые по ним исполнительные адреса будут сегментироваться по умолчанию по регистру DS, а в данном случае необходимо сегментирование по ss.) Однако данная подпрограмма может быть вызвана из другой, также использующей регистр ВР, поэтому прежде,чем установить ВР на вершину стека, надо спасти в стеке староезначение этого регистра, что и делает первая из «входных» команд.Вторая же команда устанавливает ВР на вершину стека.
Еслипредположить, что каждый параметр и адрес возврата занимают послову памяти, тогда доступ к первому параметру обеспечивается адресным выражением [ВР + 4 ] , ко второму — выражением[ВР + 6] и т. д.4.3. Режимы процессора. Система команд процессоров 180x86...417Подпрограмме может потребоваться место для ее локальных величин.
Такое место обычно отводится в стеке (а для рекурсивныхподпрограмм только в стеке) «над» ячейкой, занимаемой старымзначением ВР. Если под эти величины нужно т байтов, то такой «захват» места можно реализовать простым уменьшением значения регистра SP на т, что и делает 3-я «входная» команда. Доступ к локальным величинам обеспечивается адресными выражениями вида[BP-i]. Если подпрограмме не нужно место под локальные величины, тогда третью из «входных» команд следует опустить.Выход из подпрограммы реализуется следующими командами:MOV SP,BP ,-очистить стек от локальных величинPOP ВР/ в о с с т а н о в и т ь старое значение ВРRET 2 x k/ в о з в р а т из подпрограммы и очистка стека от;параметров (считаем, что они занимают/ 2xk байтов).Первая из этих «выходных» команд заносит в регистр SP адрестой ячейки стека, где хранится старое значение регистра ВР, т. е.происходит очистка стека от локальных величин (если их не было,то данную команду надо опустить).
Вторая команда восстанавливаетв ВР это старое значение, одновременно удаляя его из стека. В этотмомент состояние стека будет таким же, как и перед входом в подпрограмму. Третья команда считывает из стека адрес возврата (в результате чего SP «опускается» на 2 байта), затем добавляет к SP число, которое должно равняться числу байтов, занимаемых всеми параметрами подпрограммы, и затем осуществляет переход по адресувозврата. В этот момент состояние стека будет таким же, каким онобыло перед обращением к подпрограмме.Здесь описана универсальная схема организации работы подпрограмм.
В конкретных случаях могут использоваться более простые схемы. Например, параметры можно передавать не через стек,а через регистры, место под локальные величины можно отводитьне в стеке, а в сегменте данных и т. п.Процедуры в ассемблере. При составлении и вызове подпрограмм необходимо следить за тем, чтобы команды CALL и RET действовали согласованно — были одновременно близкими или дальними. В MASM эта проблема снимается, если подпрограмму описать как процедуру. Процедуры имеют следующий вид:имя_процедуры PROC [NEAR или FAR]имя_процедуры ENDP'н «Архитектура ЭВМ»418Глава 4.
Персональные компьютерыХотя в директиве PROC после имени процедуры не ставитсядвоеточие, это имя относится к меткам и его можно указывать в командах перехода, в частности в команде CALL, когда надо вызватьпроцедуру Это же имя должно быть повторено в директиве ENDP,заканчивающей описание процедуры Предложения между этимидвумя директивами образуют тело процедуры (подпрограмму) Имяпроцедуры является фактически меткой первой из команд тела, поэтому данную команду не надо специально метитьЕсли в директиве PROC указан параметр NEAR или он вообще неуказан, то такая процедура считается «близкой» и обращаться к нейможно только из того сегмента команд, где она описана.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
