BIOS 與組合語言 (IBM PC)

IBM PC個人電腦 （以下簡PC） 目前使用的是IA32 的處理器，其啟動程式燒錄在 BIOS 當中。當PC啟動時，會進入 BIOS的啟動程式中，BIOS會進行『系統組態的分析』（System Configuration Analysis），以分析CPU型號、記憶體大小、軟、硬碟機的數量與型式、是否安裝浮點運算器等，做為其它動作的重要參考資料。接著進行『開機自我測試』（POST，Power-On Self Test），以測試記憶體、晶片組、CMOS儲存資料、鍵盤和磁碟機等硬體，若有錯則以訊息告知所在。 接著，會載入作業系統，像是 MS.MS DOS, MS.MS Windows, Linux 等。

另外，BIOS當中燒錄有中斷向量與中斷程式，因此、許多的輸出入動作都可以透過呼叫BIOS完成，不需要程式設計人員再撰寫輸出入程式。這對系統的開發人員而言，是較為方便的，但是對學習IA32組合語言的人而言，往往會將BIOS視為一組神奇的函數，反而無法理解輸出入的原理。

PC的BIOS模組，是由中斷向量 (0x000-0x400)、中斷資料區 (0x400-0x470) 與中斷處理函數所形成的，因此，使用像int $0x10 這樣的指令，就可以呼叫第 10 號中斷，在螢幕上輸出字串。這樣的指令其實是讓程式透過中斷向量，跳入中斷處理函數中，真正的輸出入反而是在中斷處理函數中做完了。

BIOS的資料區包含了輸出入的資訊，舉例而言，位移0x1E-0x3D之處存放了鍵盤緩衝區 (Keyboard typeahead buffer)，其中存放有一連串的鍵盤掃描碼，等待16號中斷 (int 16h) 進行處理。表格 1 顯示了PC的BIOS資料區中，各記憶體位址所包含的資料。

表格 1. 個人電腦的BIOS資料區

PC每個BIOS中斷都有特殊的功能，例如10號中斷是控制螢幕的函數、16號中斷可控制鍵盤、17號中斷可控制印表機、1A中斷可取得計時器、1C中斷則是一個每秒會被執行18.2次的時間中斷函數，重新設定該中斷可讓程式乘是每隔1/18.2秒就執行一次。這些中斷，其實就是一組預先燒錄於BIOS中，可以透過中斷程序呼叫的『裝置驅動程式』。表格 2 顯示了PC的中斷表，這些中斷在撰寫 PC 組合語言時，具有重要的功能，因為PC組合語言可透過這些中斷存取周邊裝置，而不是讓程式設計師直接透過記憶體映射的方式存取周邊裝置。

表格 2：個人電腦PC的中斷表

舉例而言，由於 0x10 號中斷為螢幕的視訊服務，該服務可以用來設定游標位置，將螢幕上下捲動，顯示字元與字串等。因此、組合語言可以透過 int 10h在螢幕上顯示訊息。表格 3 顯示了BIOS第10號中斷的功能與參數設置表。

表格 3. BIOS第10號中斷 – 螢幕銀幕控制的詳細功能

那麼，要如何利用組合語言呼叫 int 中斷呢？範例 1 展示了一個利用BIOS中10號中斷以輸出 “Hello!” 字串的程式片段，該程式在設定了許多參數屬性後，利用int $0x10 指令呼叫BIOS，然後就會在銀幕上顯示是一個黑底紅字的 Hello! 字串。

範例 1. 利用PC BIOS的10號中斷，輸出Hello!的範例 (AT&T語法)

…
    mov $msg, %ax
    mov %ax,%bp #ES:BP = 串地址
    mov $6,%cx #CX = 串長度
    mov $0x1301,%ax	#AH = 13, AL = 01h
    mov $0x00C,%bx #頁號為0(BH = 0) 黑底紅字(BL = 0Ch,高亮)
    mov $0,%dl
    int $0x10 #10h 號中斷
    ret
msg:.ascii "Hello!"
…