汇编学习笔记(25) - 8259中断芯片

基本结构
　　8259 有8个中断 记为 IRQ0 - IRQ7, 优先级自高到底，IRQ0 > IRQ7
　　由于一个8259不够用所以 一般在 主8259的 IRQ2上接一个 从8259
　　从8259 也有IRQ0-IRQ7 但是由于是接在主8259上的所以记做IRQ8-IRQ15, 也有是接在IRQ2上的，所以优先级是 IRQ0，IRQ1，IRQ 8 - IRQ15，IRQ3 - IRQ7

　　IRR
　　　　这是一个8位的寄存器，当中断触发的时候 对应的位就会被置位，比如 IRQ0触发的话 IRR的0位就会被置位

　　ISR
　　　　这是一个8位的寄存器，当有中断正在被CPU处理的时候，对应为就会被置位，也就是说如果ISR不等于0，会屏蔽同级或者更低级的中断，高优先级的还是会响应的

　　IMR
　　　　这是一个8位的寄存器，这是一个中断屏蔽寄存器，如果IMR对应的位被置位，则对应的中段不会被提交到CPU上执行

　　触发流程
　　　　当IRQ引脚上有中断触发，则8259会将IRR对应的位置1，如果这个IRQ没有在IMR中被屏蔽，那么8259就会向CPU INTR引脚发出信号，CPU之后会询问 8259中断号，8259会在根据IRR中的值选择一个优先级高的中断报告给CPU，同时设置ISR对应的位并清理IRR对应的位，CPU处理完中断之后需要发送一个EOI指令给8259告诉8259中断处理完毕，8259就会清理ISR的信息。

　　edge / level
　　　　是触发中断的两种方式
　　　　　　edge 是在电平转换的时候触发，优点是只触发一次，缺点是可能丢失，
　　　　　　level 是保持在高电平的时候触发，优点是不会丢失，缺点是可能多次触发，要处理还多次触发的情况
　　AEOI
　　　　Auto EOI 模式，就是中断完成的时候不用手动发送EOI信号



控制寄存器
　　8259上有7个控制寄存器 初始化寄存器 ICW1-ICW4 , 操作寄存器OCW1-OCW3, 他们使用IO端口进行读写

　　20h 主8259 ICW1 OCW2 OCW3
　　21h 主8259 ICW2 ICW3 ICW4 OCW1

　　A0h 从片 8259 ICW1 OCW2 OCW3
　　A1h 从片 8259 ICW2 ICW3 ICW4 OCW1


　　配置逻辑是这样的
　　　　ICW1 的 第四位 必须是 1
　　　　OCW2 的 第四位必须是 0 第三位必须是 0
　　　　OCW3 的 第四位必须是 0 第三位必须是 1
　　所以也就是说，在20/A0上是通过数据的 第三 第四 位的内容来区分是写入哪个寄存器的

　　同时8259 要求ICW1 -ICW4必须是一次性顺序输入的不能打断的，所以当8259在 20/A0 收到 ICW1的数据后，他就默认了 接下来在 21/A1 收到的数据就是依次是 ICW2 ICW3 ICW4.
　　这样对8259的配置就完成了。

　　配置完成之后， 21/A1收到的数据就是OCW1, 20/A0 则仍然通过 三四两个转台位来判断是对应写到哪个寄存器

　　ICW1
　　　　0位： 指示是否需要使用ICW4 ，现在是必须置位1
　　　　1位： 必须位0，表示连个8259 串联
　　　　2位： 忽略，必须为0
　　　　3位： 以前是edge和level模式的选择位，现在以忽略，必须为0
　　　　4位： 必须为1
　　　　其他位：必须为0
　　　　所以ICW1的值是固定的 00010001B(11h)

　　ICW2
　　　　0-2 位必须为0
　　　　3-7位，就是用来指定本8259的IRQ0对应在IDT中的中断号，依次累加的
　　　　比如 3-7 的值是 80h 就表明本 8259 的IRQ0 的中断号是 80h， IRQ1 = 81h ，IRQ2 = 82h
　　　　主从是分开的设置的。从片的IRQ0 从整体上来看就是IRQ8

　　ICW3
　　　　主片的值必须是 00000100， 表示从片接在 IRQ2上
　　　　从片的值必须是00000010， 是从片的识别码 2h

　　ICW4
　　　　0位：必须位1 ，表示是intel体系
　　　　1位： 表示开启AEOI模式，只能在主片上设置，从片必须位0
　　　　2位： 必须位0
　　　　3位： 必须为0
　　　　4位：1 时表示使用 Special Full Nested Mode, 0时表示使用 Full Nested Mode, 从片必须位0
　　　　其余位不洗位0


　　　　Special Full Nested Mode 和 Full Nested Mode 的区别主要是在 从片的中断中断优先级上
　　　　Full Nested Mode:
　　　　　　对于主片来说，由于从片是接在主片的IRQ2上的，所以某个从片的的中断正在执行时，如果此时从片上有更高级点中断发生了，对于主片来说都是IRQ2的中断，所以此时会屏蔽到从片上的所有中断。简单来说正在从片上执行的 中断会屏蔽掉从片上所有中断，无论优先级。

　　　　Special Full Nested Mode：
　　　　　　所以正对以上情况就是，从片上正在执行的中断，还是会被从片上更高级的中断所中断，但是代价就是，当中断完成之后需要同时向从片和主片发送EOI清理指令。

　　OCW1
　　　　就是IMR寄存器

　　OCW2
　　　　0-2位： IRQ值
　　　　3-4位： 必须为0
　　　　5位：EOI， 置位表明则是一个EOI指令，否则就不是EOI指令
　　　　6位：SPECIAL，指定 IRQ值，具体的IRQ值就是 0-2 位的内容，否则就是当前IRQ
　　　　7位：ROTATE，将指定的IRQ设为最低优先级，优先级循序是个循环，如果将 5设为最低优先级那么优先级循序从高到低就变成 6 -15 > 0 - 5
　　　　5 -7 位是组合使用的
　　　　R S E 效果
　　　　0 0 0 禁用AEOI模式下的自定义优先级顺序
　　　　0 0 1 普通EOI指令，重置当前中断
　　　　0 1 0 没意义
　　　　0 1 1 重置 由 0-2位指定的IRQ
　　　　1 0 0 开启AEOI模式下的自定义优先级顺序
　　　　1 0 1 对当前IRQ发送EOI并，将当前IRQ设为最低优先级
　　　　1 1 0 将0-2 指定的IRQ设置为最低优先级
　　　　1 1 1 重置 0-2 指定的IRQ， 并将这个IRQ设置为最低优先级




　　OCW3
　　　　0-1位： 表示是下一个对OCW3的读操作是读IRR(10B) 还是ISR(11B)
　　　　2位：表示下一个读操作是否被作为一次中断相应周期
　　　　3位：必须位1
　　　　4位：必须位0
　　　　5位：SMM enable位
　　　　6位：SMM 位
　　　　7位：必须位0

　　　　SMM 是special mask mode 的意思 5 6 两位同时设置为1才有效，作用就是告诉8259忽略 ISR寄存器的寄
比如，当IRQ0的时间中断正在处理的时候 由于IRQ0是坐高优先级，所以此时所有的ISR 0位置1，这回屏蔽掉所有中断的相应，如果此时开启 SMM，那么8259就会忽略掉ISR
如果这是键盘有中断，那么键盘中断就会被触发，也就是说在time中断处理过程中嵌套处理了键盘中断，此时 ISR就是 00000011B 同时有连个中断处理了，等键盘中断处理完成后会回到time中断的处理。

　　ELCR1 / ELCR2
　　　　前面提到ICW1的第三位本来是edge和level模式的选择位,现在被忽略了，取而代之的就是 ELCR1 /ELCR2寄存器，ELCR1对应主片 ELCR2对应从片，
　　　　ELCR1 对应 IO端口4D0H
　　　　ELCR2 对应 IO端口4D1H
　　　　他们每一位设置了对应IRQ的edge和level， 0 表示edge模式， 1 表示level模式，其中 IRQ0,IRQ1,IRQ2,IRQ8，IRQ13 必须是0


各IRQ对应的中断内容

0 时钟中断
1 键盘中断
2 连接从片了
3 serial port A
4 serial port B
5 parallel port
6 floppy
7 parallel port
8 real time clock
9 generic
10 generic
11 generic
12 PS/2 鼠标
13 internal
14 SATA
15 SATA