組語原始碼系列：Lattice C 程式 Ctrl-Break 捕獲處理常式 (BREAK.ASM)

前言

BREAK.ASM 為 Lattice C 編譯器提供的組語模組，讓 C 程式能捕獲使用者按下 Ctrl+C 或 Ctrl+Break，避免程式被 DOS 強制終止。透過攔截兩個中斷向量：

• INT 23h：DOS Ctrl-Break 處理常式 (所有 DOS 版本皆有)。
• INT 1Bh：IBM PC ROM BIOS 鍵盤驅動程式 Ctrl-Break 中斷 (僅 PC 相容機)。

介面設計

提供兩個 C 可呼叫函數：

• capture(int *flag)：安裝中斷處理常式，flag 為 C 程式中靜態整數變數位址，發生 Ctrl-Break 時設為 -1 (TRUE)。
• release(void)：還原原始中斷向量，恢復預設行為 (通常是終止程式)。

核心程式碼解析

capture proc near
    push bp; mov bp, sp
    push ds
    mov ax, word ptr [bp+args]   ; 取 flag 位址 (依大/小模型 args=4/6)
    mov cs:flag, ax
    mov cs:flag+2, ds            ; 存 flag 遠端址

    ; 取得原 INT 23h 向量
    mov ax, 3523h; int 21h
    mov cs:int23, bx; mov cs:int23+2, es
    ; 取得原 INT 1Bh 向量
    mov ax, 351Bh; int 21h
    mov cs:int1b, bx; mov cs:int1b+2, es

    ; 設定新向量指向 ctrlbrk
    push cs; pop ds
    mov dx, offset ctrlbrk
    mov ax, 2523h; int 21h
    mov ax, 251Bh; int 21h
    pop ds; pop bp; ret
capture endp

ctrlbrk proc far            ; 中斷處理常式
    push bx; push ds
    mov bx, cs:flag
    mov ds, cs:flag+2
    mov word ptr ds:[bx], -1 ; 設 flag = TRUE
    pop ds; pop bx
    iret
ctrlbrk endp

release proc near           ; 還原向量
    push bp; mov bp, sp
    push ds
    mov dx, cs:int1b; mov ds, cs:int1b+2
    mov ax, 251Bh; int 21h
    mov dx, cs:int23; mov ds, cs:int23+2
    mov ax, 2523h; int 21h
    pop ds; pop bp; ret
release endp

關鍵技術細節

1. 遠端指標儲存：flag 為雙字 (段:位移)，因 C 程式可能在不同區段 (大模型)。
2. 中斷處理常式限制：ctrlbrk 可能在鍵盤中斷內執行 (非同步)，嚴禁呼叫 DOS 功能 (INT 21h)，否則導致系統崩潰。僅執行極簡單操作：設旗標。
3. 模型相容：透過 if lprog 判斷大/小模型，調整參數堆疊偏移 args。
4. 自動清理：DOS 程式結束時會自動還原 INT 23h，但 INT 1Bh 需手動 release。

使用範例 (C 語言)

static int break_flag = 0;
int main() {
    capture(&break_flag);
    while (!break_flag) {
        // 主迴圈運算
    }
    release();
    printf("User pressed Ctrl+Break\n");
    return 0;
}

歷史背景與現代對應

• DOS 程式無訊號機制，Ctrl+C 直接觸發 INT 23h 終止進程，捕獲機制對長時間運算程式 (編譯器、資料庫、通訊軟體) 至關重要。
• Windows 主控台程式使用 SetConsoleCtrlHandler 捕獲 CTRL_C_EVENT、CTRL_BREAK_EVENT，原理類似但由作業系統管理執行緒同步。
• Linux/Unix 使用 signal(SIGINT, handler)。

學習價值

1. 中斷向量獲取/設定 (INT 21h AH=35h/25h) 實作。
2. 組語與高階語言 (C) 混合程式設計：參數傳遞、遠端指標、記憶體模型。
3. 非同步中斷處理常式的安全編程限制 (不重入、不呼叫 DOS/BIOS)。
4. TSR 風格的常駐與清理模式 (capture/release 配對)。