02CPU、BIOS中断、代码块装载和Debug

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1、CPU、BIOS中断、代码块装载、Debug为了使用汇编语言，必须熟悉CPU和寄存器，还需要掌握CPU的寻址方式。在使用汇编语言编写的低级代码中，所有的I/O操作（如显示字符和字符串、读入键盘按键、读写磁盘数据等）都是通过调用系统的BIOS（BasicInputOutputSystem，基本输入输出系统）来完成的。计算机在启动时，因为系统自动装入的引导模块太小（只有一个扇区，512个字节），一般只能包含装载操作系统启动程序的代码，而启动程序本身的代码，则必须放在磁盘的其他地方。至于操作系统的大量代码，一般用C语言编写，保存为磁盘文件后，再由启动程序装载入内存。为了调试我

2、们编写的汇编语言程序，可以使用传统小巧的实模式调试工具debug。这次实验，我们先介绍CPU及其寄存器和寻址方法；再给出（在上次简单的Hello引导汇编代码中使用过的）显示字符串的BIOS中断与另外几个常用的BIOS中断及其调用方法；然后编写一个读入按键并回显字符到屏幕的小汇编程序MY-OS，并将其作为另一个引导程序；然后把MY-OS的代码放到第二个物理扇区，再编写装载此代码块的汇编程序放到引导扇区；最后介绍实模式调试工具debug的基本使用方法。1CPUCPU（CentralProcessingUnit，中央处理器/单元/部件）为一种（用超大规模集成电路制造的）微处理

3、器芯片，是计算机的核心硬件，其他的硬件都是直接或间接的由CPU操控。1.1x86和x64CPUIntel/AMD公司的x86和x64系列CPU，都属于CISC（ComplexInstructionSetComputer，复杂指令集计算机）微处理器，指令数目多且复杂、各种指令的字长也不相等、寻址方式多且麻烦。而RISC（ReducedInstructionSetComputer，精简指令集）微处理器的指令数目少、寻址方式简单、更容易实现、指令并行执进程度更好、编译器的效率更高，常见的RISC微处理器有ARM（通用）、PowerPC（IBM/Apple）、SPARC（Sun

4、）、PA-RISC（HP）等。Intel公司的x86和x64系列CPU的基础是16位的8086、32位的80386和64位的奔腾（Pentium），所有Intel的x86和x64CPU都是向下兼容的，如酷睿（Core）兼容奔腾、奔腾兼容80486、80486兼容80386、80386兼容80286、80286又兼容8086。Intel公司在HP的帮助下于2001年6月开发出了全新的64位CPU安腾（Itanium），采用了与x86不兼容的IA-64架构，使用了比RISC更先进的一种VLIW（VeryLongInstructionWord，超长指令字）技术——EPIC（E

5、xplicitlyParallelInstructionComputing，显式并行指令运算），允许处理器在一个周期内执行多条指令。虽然安腾（尤其是安腾2）性能优越，但是由于价格昂贵，应用软件缺乏（因为与x86不兼容），现在已经到了消亡的边缘。而AMD公司2003年4月推出的与x86兼容的AMD64（x86-64）架构的64位CPU却大获成功，Intel公司也只好于2004年6月开始推出类似架构Intel64（IA-32e/EM64T）的64位CPU——奔腾和酷睿系列。现在一般把AMD64和Intel64统称为x64，都与16位和32位的x86系列CPU兼容。1.2CP

6、U的构成典型的CPU由（处理信息的）运算器、（控制各部件工作的）控制器、（存储数据的）寄存器等部件构成，这些部件由（连接各部件，并在它们之间传送数据和信息的）内部总线相连。8086CPU的简化模块框图ALU：算术与逻辑部件CU：控制部件FLAGS：标志寄存器EU：执行部件BIU：总线接口部件AH

7、ALBH

8、BLCH

9、CLDH

10、DLSPBPSIDI程序控制CSDSSSES通用寄存器总线控制部件总线IP：指令指针寄存器指令队列12…n段寄存器8086CPU中的执行部件与总线接口部件其中：EU：ExecutionUnit执行部件BIU：BusInterfaceUnit总线接口

11、部件ALU：Arithmetic&LogicUnit算术与逻辑部件CU：Controlunit控制部件IP：InstructionPointer指令指针F：Flags标志1.38086寄存器对汇编语言来说，CPU的主要部件是寄存器。程序员可使用指令读写寄存器，并通过改变各种寄存器中的内容来实现对CPU的控制，进而操控整个计算机。Intel的16位CPU8086的寄存器一共有14个。Intel8086CPU的寄存器1．通用寄存器8个16位通用寄存器（generalpurposeregisters）（其中的X：eXtended[扩展，是原8位