汇编语言 第14章 端口

简介

我们知道，各种存储器都与CPU的地址总线、数据总线、控制总线相连（参见第一章）。 CPU操作它们是通过把它们抽象成一片分段的连续的内存空间（用逻辑存储器实现物理地址映射）。这个逻辑存储器称为内存地址空间（CSAPP中也成为虚拟地址空间）。

和CPU通过总线相连的除了存储器（如内存、显存）外，还有以下3种芯片：

1. 各种接口卡（网卡、显卡等）上的接口芯片，它们控制接口卡工作。
2. 主板上的接口芯片（南北桥），CPU通过它们与外设进行访问。
3. 其他芯片，存储相关系统信息，或进行相关输入输出处理。

这些芯片各自都有一组可由CPU读写的寄存器。 CPU对它们（寄存器）的读写操作都是通过控制线向它们所在芯片发出端口读写命令。

可见，从CPU角度，讲这些芯片寄存器视为端口，对它们进行统一编址，从而建立一个统一端口地址空间。每个端口在地址空间中都有一个地址。

加上端口，CPU实质上可以读写3个地方的数据：

1. 寄存器
2. 内存地址空间
3. 端口

总的来说，端口是控制外设的方式（通过外设芯片中的寄存器），CPU通过一个统一的端口地址来定位端口（类似于虚拟内存地址）。

端口的读写

端口地址和内存地址一样，都是通过地址总线指定地址，用控制总线表述指令（如读、写），然后用数据总线传送数据。 端口读写汇编命令是in和out。

访问端口：

in al, 60h    ;从60h号端口读入一个字节
out 3f8h, al  ;向3f8号端口写入一个字节

注意8086中访问端口只能通过ax、al，访问8位端口用al，访问16位端口用ax。

CMOS RAM芯片

CMOS芯片特征如下：

1. 包含一个实时钟，一个128个存储单元的RAM
2. 该芯片靠电池供电，所以关机后，内部时钟仍可正常工作，RAM信号不丢失
3. 128个字节单元中，0~0dh字节保持时间信息，其余大部分单元保存系统配置信息，供系统启动时BIOS读取。BIOS也有程序可在开机时配置CMOS RAM中的信息。
4. 芯片内部有两个端口70h和71h，CPU通过这两个端口读写CMOS RAM
5. 70h为地址端口，存放访问CMOS RAM单元的地址，71h为数据端口，存放从CMOS RAM中读出的数据，或者写入的数据。

所以CPU对CMOS RAM的读写分两步：

1. 设置70h为要读/写的CMOS RAM地址
2. 读取或写入71h端口

shl和shr指令

shl和shr是逻辑移位指令(shift left 和 shift right)

shl指令功能：

1. 将数据左移移位
2. 被移出的最高位写入CF(carry flag)中
3. 最低位用0补充

shr指令功能：

1. 将数据右移移位
2. 被移出的最低位写入CF(carry flag)中
3. 最高位用0补充

格式为： shr或者shl 数据, 1或者cl 其中1指的是移位1次，例如shl al, 1 如果移位大于1次，例如3次，要先mov cl 3 然后 shr al, cl

CMOS RAM中存储的时间信息

CMOS RAM中存放的时间位置为：

秒：0号字节 分：2号字节 时：4号字节 日：7号字节 月 8：号字节 年：9好字节

它们都是存放一个字节，用BCD码表示。 BCD(Binary-Coded Decimal‎)即用4位二进制表示十进制，例如1001表示9

1个字节2位，就可以表示00~99， 高4位地址表示十进制的高位（十位）， 低4位地址表示十进制的低位（个位）。

BCD码+30H即对应的十进制ASCII码。

那么通过以上信息，就可以读写系统时间信息了。