中断&&Intel 系列微处理器的3种工作方式

wzc2017
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一、中断

中断过程：

  1. 取得中断类型码N

    • 中断类型码占一个字节表示，共有256种
    • 常见的有 0:除法错误（Divide overflow）

  2. 标志寄存器的值入栈 pushf

    • 在中断过程中要改变标志寄存器的值，所以先将其保存在栈中

  3. 设置标志寄存器的第8位TF和第九位IF的值为0 （TF=0,IF=0）

    • 将IF置0的原因是在进入中断处理程序后，禁止其他的可屏蔽中断
    • 将TF置1则是执行一条指令后，引发单步中断
      • 提供单步中断功能的原因是，为单步跟踪程序的执行过程，提供了实现机制

  4. cs的内容入栈（push CS）

  5. IP的内容入栈（push IP）

  6. 从内存地址为中断类型码*4和中断类型码*4+2的两个字单元中读取中断处理程序的入口地址设置IP和CS

    • (IP)=(N*4),(CS)=(N*4+2)

中断向量表

  • cpu用8位的中断类型码通过中断向量表找到相应的中断处理程序的入口地址
  • 中断向量表在内存中，且必须放在0000:0000～0000:03FF单元中，
二、Intel系列微处理器的3种工作模式

​ 微机中常用的Intel系列微处理器的主要发展过程是：8080，8086/8088，80186，80286，80386，80486，Pentium,Pentium 2，Pentium 3,Pentium 4。

​ Intel开发了80386微处理器，是一个划时代的产品，可以在3个模式下工作：

  1. 实模式

    工作方式相当于8086，PC机只要一开机，CPU就工作在实模式下，DOS加载后CPU仍以实模式工作。

  2. 保护模式

    提供支持多任务环境的工作方式，建立保护机制，在Windows系统下，为保护模式。

  3. 虚拟8086模式

    可从保护模式切换到其中的一种8086模式，这种方式的提供使用户可以方便的在保护模式下运行一个或多个原8086程序。如果想在Windows下运行一个DOS程序，那么windows将cpu切换到虚拟8086模式下运行该程序。

提供8086实模式的目的是为了兼容。

补充

DOS

磁盘操作系统（Disk Operating System），是早期个人计算即上的一类操作系统，是一个单用户单任务操作系统。可以直接操纵管理硬盘的文件，以DOS的形式运行。

微软图形操作系统Window NT问世以来，DOS是一个后台程序的形式出现的。名为windows命令提示符，通过cmd进入。

DOS是人与机器的一座桥梁，是罩在机器硬件外面的一层外壳，有了DOS,就不必深入了解机器的硬件结构，也不必去死记硬背那些枯燥的机器指令，只需要一些接近于自然语言的DOS命令。

BIOS

内容来自于zhuanlan.zhihu.com/p/89058949

  1. BIOS概念

    BlOS（Basic Input Output System）从字义上称为“基本输出输入系统”，专门负责系统硬件各种参数设定，本质上是“程序”，也就是一组“代码”。

  2. BIOS 芯片概念

    BIOS芯片，是特指存储BIOS程序的一块特定的ROM芯片。

    ROM芯片是一个实体物品，本质就是一个储存器，是主板上一颗小小的快闪EEPROM内存模块板中的长方形或正方形芯片，这一类芯片可以存储BIOS程序，也可以存储其它程序、代码。

  3. BIOS的作用

    作为计算机开机之后，CPU要进行处理的第一个“可执行程序”，也就是第一个“开机启动项”。

    它将带领CPU识别并加载主板上的重要硬件和集成元件，如硬盘、显卡、声卡以及各种接口，然后按照预设顺序读取存储器上操作系统的引导文件，通过设置的启动模式找到引导分区装载操作系统，如DOS、Windows、Linux等。

    顺利引导操作系统之后，BIOS功成身退、隐于后台。

  4. BIOS的加载顺序

    BIOS程序是用汇编语言编写，通电后，BIOS首先连接到南桥(ESB)，然后是北桥(MCH)，最后连接CPU。

  5. BIOS芯片中存放的程序段

    • 自诊断程序 通过读取CMOSRAM中的内容，识别硬件配置，并对其进行自检和初始化。

    • CMOS设置程序 引导过程中，用特殊热键启动，进行设置后，存入CMOS RAM中。

    • 系统自检装载程序 在自检成功后，将磁盘0磁道0扇区上的引导程序装入内存，运行加载操作系统。

    • 主要l/0设备驱动程序和中断服务

  6. 总结

    BIOS本身是代码段，而BIOS芯片则是存储BIOS代码的芯片。

    其实BIOS中预设了很多的功能，可以在开机时多次快速按下主板厂商设定的按键进入，比如电脑重装系统一般就会进入BIOS界面选择开机启动盘进行操作

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