匯編學習筆記(25) - 8259中斷芯片

基本結構
　　8259 有8個中斷 記為 IRQ0 - IRQ7, 優先級自高到底，IRQ0 > IRQ7
　　由於一個8259不夠用所以 一般在 主8259的 IRQ2上接一個 從8259
　　從8259 也有IRQ0-IRQ7 但是由於是接在主8259上的所以記做IRQ8-IRQ15, 也有是接在IRQ2上的，所以優先級是 IRQ0，IRQ1，IRQ 8 - IRQ15，IRQ3 - IRQ7

　　IRR
　　　　這是一個8位的寄存器，當中斷觸發的時候 對應的位就會被置位，比如 IRQ0觸發的話 IRR的0位就會被置位

　　ISR
　　　　這是一個8位的寄存器，當有中斷正在被CPU處理的時候，對應為就會被置位，也就是說如果ISR不等於0，會屏蔽同級或者更低級的中斷，高優先級的還是會響應的

　　IMR
　　　　這是一個8位的寄存器，這是一個中斷屏蔽寄存器，如果IMR對應的位被置位，則對應的中段不會被提交到CPU上執行

　　觸發流程
　　　　當IRQ引腳上有中斷觸發，則8259會將IRR對應的位置1，如果這個IRQ沒有在IMR中被屏蔽，那么8259就會向CPU INTR引腳發出信號，CPU之后會詢問 8259中斷號，8259會在根據IRR中的值選擇一個優先級高的中斷報告給CPU，同時設置ISR對應的位並清理IRR對應的位，CPU處理完中斷之后需要發送一個EOI指令給8259告訴8259中斷處理完畢，8259就會清理ISR的信息。

　　edge / level
　　　　是觸發中斷的兩種方式
　　　　　　edge 是在電平轉換的時候觸發，優點是只觸發一次，缺點是可能丟失，
　　　　　　level 是保持在高電平的時候觸發，優點是不會丟失，缺點是可能多次觸發，要處理還多次觸發的情況
　　AEOI
　　　　Auto EOI 模式，就是中斷完成的時候不用手動發送EOI信號



控制寄存器
　　8259上有7個控制寄存器 初始化寄存器 ICW1-ICW4 , 操作寄存器OCW1-OCW3, 他們使用IO端口進行讀寫

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

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


　　配置邏輯是這樣的
　　　　ICW1 的 第四位 必須是 1
　　　　OCW2 的 第四位必須是 0 第三位必須是 0
　　　　OCW3 的 第四位必須是 0 第三位必須是 1
　　所以也就是說，在20/A0上是通過數據的 第三 第四 位的內容來區分是寫入哪個寄存器的

　　同時8259 要求ICW1 -ICW4必須是一次性順序輸入的不能打斷的，所以當8259在 20/A0 收到 ICW1的數據后，他就默認了 接下來在 21/A1 收到的數據就是依次是 ICW2 ICW3 ICW4.
　　這樣對8259的配置就完成了。

　　配置完成之后， 21/A1收到的數據就是OCW1, 20/A0 則仍然通過 三四兩個轉台位來判斷是對應寫到哪個寄存器

　　ICW1
　　　　0位： 指示是否需要使用ICW4 ，現在是必須置位1
　　　　1位： 必須位0，表示連個8259 串聯
　　　　2位： 忽略，必須為0
　　　　3位： 以前是edge和level模式的選擇位，現在以忽略，必須為0
　　　　4位： 必須為1
　　　　其他位：必須為0
　　　　所以ICW1的值是固定的 00010001B(11h)

　　ICW2
　　　　0-2 位必須為0
　　　　3-7位，就是用來指定本8259的IRQ0對應在IDT中的中斷號，依次累加的
　　　　比如 3-7 的值是 80h 就表明本 8259 的IRQ0 的中斷號是 80h， IRQ1 = 81h ，IRQ2 = 82h
　　　　主從是分開的設置的。從片的IRQ0 從整體上來看就是IRQ8

　　ICW3
　　　　主片的值必須是 00000100， 表示從片接在 IRQ2上
　　　　從片的值必須是00000010， 是從片的識別碼 2h

　　ICW4
　　　　0位：必須位1 ，表示是intel體系
　　　　1位： 表示開啟AEOI模式，只能在主片上設置，從片必須位0
　　　　2位： 必須位0
　　　　3位： 必須為0
　　　　4位：1 時表示使用 Special Full Nested Mode, 0時表示使用 Full Nested Mode, 從片必須位0
　　　　其余位不洗位0


　　　　Special Full Nested Mode 和 Full Nested Mode 的區別主要是在 從片的中斷中斷優先級上
　　　　Full Nested Mode:
　　　　　　對於主片來說，由於從片是接在主片的IRQ2上的，所以某個從片的的中斷正在執行時，如果此時從片上有更高級點中斷發生了，對於主片來說都是IRQ2的中斷，所以此時會屏蔽到從片上的所有中斷。簡單來說正在從片上執行的 中斷會屏蔽掉從片上所有中斷，無論優先級。

　　　　Special Full Nested Mode：
　　　　　　所以正對以上情況就是，從片上正在執行的中斷，還是會被從片上更高級的中斷所中斷，但是代價就是，當中斷完成之后需要同時向從片和主片發送EOI清理指令。

　　OCW1
　　　　就是IMR寄存器

　　OCW2
　　　　0-2位： IRQ值
　　　　3-4位： 必須為0
　　　　5位：EOI， 置位表明則是一個EOI指令，否則就不是EOI指令
　　　　6位：SPECIAL，指定 IRQ值，具體的IRQ值就是 0-2 位的內容，否則就是當前IRQ
　　　　7位：ROTATE，將指定的IRQ設為最低優先級，優先級循序是個循環，如果將 5設為最低優先級那么優先級循序從高到低就變成 6 -15 > 0 - 5
　　　　5 -7 位是組合使用的
　　　　R S E 效果
　　　　0 0 0 禁用AEOI模式下的自定義優先級順序
　　　　0 0 1 普通EOI指令，重置當前中斷
　　　　0 1 0 沒意義
　　　　0 1 1 重置 由 0-2位指定的IRQ
　　　　1 0 0 開啟AEOI模式下的自定義優先級順序
　　　　1 0 1 對當前IRQ發送EOI並，將當前IRQ設為最低優先級
　　　　1 1 0 將0-2 指定的IRQ設置為最低優先級
　　　　1 1 1 重置 0-2 指定的IRQ， 並將這個IRQ設置為最低優先級




　　OCW3
　　　　0-1位： 表示是下一個對OCW3的讀操作是讀IRR(10B) 還是ISR(11B)
　　　　2位：表示下一個讀操作是否被作為一次中斷相應周期
　　　　3位：必須位1
　　　　4位：必須位0
　　　　5位：SMM enable位
　　　　6位：SMM 位
　　　　7位：必須位0

　　　　SMM 是special mask mode 的意思 5 6 兩位同時設置為1才有效，作用就是告訴8259忽略 ISR寄存器的寄
比如，當IRQ0的時間中斷正在處理的時候 由於IRQ0是坐高優先級，所以此時所有的ISR 0位置1，這回屏蔽掉所有中斷的相應，如果此時開啟 SMM，那么8259就會忽略掉ISR
如果這是鍵盤有中斷，那么鍵盤中斷就會被觸發，也就是說在time中斷處理過程中嵌套處理了鍵盤中斷，此時 ISR就是 00000011B 同時有連個中斷處理了，等鍵盤中斷處理完成后會回到time中斷的處理。

　　ELCR1 / ELCR2
　　　　前面提到ICW1的第三位本來是edge和level模式的選擇位,現在被忽略了，取而代之的就是 ELCR1 /ELCR2寄存器，ELCR1對應主片 ELCR2對應從片，
　　　　ELCR1 對應 IO端口4D0H
　　　　ELCR2 對應 IO端口4D1H
　　　　他們每一位設置了對應IRQ的edge和level， 0 表示edge模式， 1 表示level模式，其中 IRQ0,IRQ1,IRQ2,IRQ8，IRQ13 必須是0


各IRQ對應的中斷內容

0 時鍾中斷
1 鍵盤中斷
2 連接從片了
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 鼠標
13 internal
14 SATA
15 SATA