8259A的初始化，初始化中断向量和中断例程

该文值得注意的地方在ICW2的写入，该字初始化IRQ0－IRQ7的中断向量。在中断到来时，CPU会根据8259A传过来的中断向量号，到IDT数组中去查找ISR中断例程，执行之。
在skelix中，IRQ0-IRQ7分别被注册为0x20-0x27，而0x20,0x21在isr.s的定义中可以发现，他们分别对应时钟中断函数do_timer和键盘中断函数do_kb。
比如，时钟中断会发送中断信息到IRQ0，这是CPU就会去IDT表中，根据中断向量0x20去查找相应的中断例程，这个例程就是do_timer,在do_timer函数中执行skeduler()，调度多任务运行。

时钟中断信息是由8254发送过来的，skelix中的timer_install()函数初始化8254硬件，其会在你设定的时间间隔能发送中断信号到IRQ0，触发CPU执行do_timer()函数。


8259A初始化编程

2009-10-21 17:06

在 8259A内部有两组寄存器，一组为命令寄存器，用于存放CPU写入的初始化命令字ICW1～ICW4（initialization command words）；另一组为操作命令寄存器，用于存放CPU写入的操作命令字OCW1～OCW3（operation command words）。

1．初始化命令字ICW的格式

　　当地址线A0为1时，8259A提供了4个（ICW1～ICW4）初始化命令字，并规定了严格的初始化步骤。

　　8259A是中断系统的核心器件，对它的初始化编程要涉及中断系统的软、硬件的许多问题，而且一旦完成初始化，所有硬件中断源和中断处理程序都必须受其制约。

（1）ICW1的格式ICW1的格式如图6.12所示

　　。

　　IC4 （ICW4 needed /no ICW4 needed）：指示在初始化时是否需要写入命令字ICW4。在80x86 CPU系统中需要定义ICW4，设IC4＝1。

　　SNGL（single/cascade mode）：指示8259A在系统中使用单片还是多片级联。SNGL＝1为单片，SNGL＝0为多片级联。

　　ADI（call address interval）：设置调用时间间隔，在80486 CPU中无效。

　　LTIM（level/edge triggered mode）：定义IRi的中断请求触发方式。LTIM＝1为电平触发，LTIM＝0为边沿触发。

　　D4：ICW1的标志位，恒为1。

　　D5～D7：未用，通常设置为0。

（2）ICW2的格式

　　ICW2用于设置中断类型号，格式如图6.13所示。　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　

　　ICW2中的低3位ID2～ID0由中断请求输入端IRi（i＝0～7）的编码自动引入，高5位T7～T3由用户编程写入。若ICW2写入40H时，则IR0～IR7对应的中断类型号为40H～47H。

（3）ICW3的格式

　　ICW3是级联命令字，在级联方式下才需要写入。主片和从片所对应的ICW3的格式不同，主片ICW3的格式如图6.14所示，从片ICW3的格式如图6.15所示　　　                                   
　　　　　图6.14　主片ICW3的格式　　　　　　　　图6.15　从片ICW3的格式
　 S7～S0与IR7～IR0相对应，若主片IRi（i＝0～7）引脚上连接从片，则Si＝1，否则Si＝0。

　　ID2～ID0是从片接到主片IRi上的标识码。例如，当从片的中断请求信号INT与主片的IR2连接时，ID2～ID0应设置为010，D7～D3未用，通常设置为0。

　　在中断响应时，主片通过级联信号线CAS2～CAS0送出被允许中断的从片的标识码，各从片用自己的ICW3和CAS2～CAS0进行比较，二者一致的从片被确定为当前中断源，可以发送该从片的中断类型码。

（4）ICW4的格式

　　ICW4用于设定8259A的工作方式，其格式如图6.16所示.

　

　　mP（microprocessor）：设置CPU模式。mP＝1为80x86模式，mP＝0为8080/8085模式。

　　AEOI（auto end of interrupt）：设置8259A的中断结束方式。AEOI＝1为自动结束方式，AEOI＝0为非自动结束方式。

　　（master/slave）：选择缓冲级联方式下的主片与从片。＝1为主片，＝0为从片。

　　BUF（buffer）：设置缓冲方式。BUF＝1为缓冲方式，BUF＝0为非缓冲方式。

　　SFNM（special fully nested mode）：设置特殊完全嵌套方式。SFNM＝1为特殊完全嵌套方式，SFNM＝0为非特殊完全嵌套方式

　　D7～D5：未定义，通常设置为0。

　　需要注意：当多片8259A级联时，若在8259A的数据线与系统总线之间加入总线驱动器，引脚作为总线驱动器的控制信号，D3位BUF应设置为1，此时主片和从片的区分不能依靠引脚，而是由来选择，当＝0时为从片；当＝1时为主片。如果BUF＝0，则定义无意义。

2．操作命令字OCW的格式

　　操作命令字有OCW1, OCW2和OCW3。

　（1）OCW1的格式

　　OWC1为中断屏蔽字，写入中断屏蔽寄存器（IMR）中，对外部中断请求信号IRi实行屏蔽，

　　格式如图6.17所示。

　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　图6.17　OCW1的格式

　　当某位Mi（interrupt mask）为1时，则对应的IRi请求被禁止；当Mi为0时，则对应的IRi请求被允许。在工作期间可根据需要随时写入或读出。

　（2）OCW2的格式 　

　　OWC2用于设置中断优先级方式和中断结束方式，其格式如图6.18所示。

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　　L2～L0（IR level to be acted upon）：8个中断请求输入端IR7～IR0的标志位，用来指定中断级别。L2～L0指定的中断级别是否有效，由SL（specific level）位控制。当SL＝1时，L2～L0定义有效；当SL＝0时，L2～L0定义无效。

　　EOI（end of interrupt）：中断结束命令。若EOI＝1时，在中断服务子程序结束时向8259A回送中断结束命令EOI，以便使中断服务寄存器（ISR）中当 前最高优先权位复位（普通EOI方式），或由L2～L0表示的优先权位复位（特殊EOI方式）。

　　R（rotation）：设置优先权循环方式位。R＝1为优先权自动循环方式；R＝0为优先权固定方式。D4, D3为OCW2标志位。

　（3）OCW3的格式

　　OCW3用于设置或清除特殊屏蔽方式和读取寄存器的状态，格式如图6.19所示。

　　RR（read register command）：读ISR和IRR命令位，RIS（read interrupt register select）读寄存器选择位。当RR＝1，RIS＝0时，读取IRR命令；当RR＝1，RIS＝1时，读取ISR命令。在进行读ISR或IRR操作时， 先写入读命令OCW3，然后紧接着执行读ISR或IRR的指令。

、

　　例如，设8259A的两个端口地址为20H和21H，OCW3, ISR和IRR共用一个地址20H。
读取ISR内容的程序段为

MOV　　　　AL, 00001011B
OUT　　　　20H, AL　　　 ; 读ISR命令写入OCW3
IN　　　　AL, 20H　　    ; 读ISR内容至AL中读取IRR内容的程序段为
MOV　　　　AL, 00001010B
OUT　　　　20H, AL       ; 读IRR命令写入OCW3
IN　　　　 AL, 20H       ; 读IRR内容至AL中

    P（poll command）：为中断状态查询位。当P＝1时，可通过读入状态寄存器的内容，查询是否有中断请求正在被处理，如有则给出当前处理中断的最高优先级。中断状态寄存器如图6.20所示。

　　　　　　　　　　

、

   在读取中断状态字时，先写入中断查询命令，然后读取中断状态字，程序如下：

　　MOV　　　　AL, 00001111B
　　OUT　　　　20H, AL 　　　　; 读中断状态字命令写入OCW3
　　IN　　　　 AL, 20H 　　　　; 读中断状态字

　　ESMM（enable special mask mode）与SMM（special mask mode）组合可用来设置或取消特殊屏蔽方式。当ESMM＝1，SMM＝1时，设置特殊屏蔽；当ESMM＝1，SMM＝0时，取消特殊屏蔽。

3．8259A的初始化编程

　　8259A的初始化编程需要写入初始化命令字ICW1～ICW4，对它的连接方式、中断触发方式和中断结束方式 进行设置。但由于ICW1～ICW4使用两个端口地址，即ICW1用A0＝0的端口，ICW2～ICW4使用A0＝1的端口，因此初始化程序应严格按照系 统规定的顺序写入，即先写入ICW1，接着写ICW2, ICW3, ICW4。

　　8259A的初始化流程如图6.21所示。

　　操作命令字OCW1～OCW3的写入比较灵活，没有固定的格式，可以在主程序中写入，也可以在中断服务子程序中写入，视需要而定。下面通过例子来说明如何编写8259A的初始化程序。
　　　　　　　　　　　　

、

　　【例6.1】　 某微机系统使用主、从两片8259A管理中断，从片中断请求INT与主片的IR2连接。设主片工作于特殊完全嵌套、非缓冲和非自动结束方式，中断类型号为 40H，端口地址为20H和21H。从片工作于完全嵌套、非缓冲和非自动结束方式，中断类型号为70H，端口地址为80H和81H。试编写主片和从片的初 始化程序。

　　根据题意，写出ICW1, ICW2, ICW3和ICW4的格式，按图6.21的顺序写入。编写初始化程序如下：

主片8259A的初始化程序如下：

　　MOV　　　AL, 00010001B　　　　　　　　; 级联, 边沿触发, 需要写ICW4
　　OUT　　　20H, AL　　　　　　　　　　　; 写ICW1
　　MOV　　　AL, 01000000B　　　　　　　　; 中断类型号40H
　　OUT　　　21H, AL　　　　　　　　　　　; 写ICW2
　　MOV　　　AL, 00000100B　　　　　　　　; 主片的IR2引脚接从片
　　OUT　　　21H, AL　　　　　　　　　　　; 写ICW3
　　MOV　　　AL, 00010001B　　　　　　　　; 特殊完全嵌套、非缓冲、自动结束
　　OUT　　　21H, AL　　　　　　　　　　　; 写ICW4

从片8259A初始化程序如下：

　　MOV　　　AL, 00010001B　　　　　　　　; 级联, 边沿触发, 需要写ICW4
　　OUT　　　80H, AL　　　　　　　　　　　; 写ICW1
　　MOV　　　AL, 01110000B　　　　　　　　; 中断类型号70H
　　OUT　　　81H, AL　　　　　　　　　　　; 写ICW2
　　MOV　　　AL, 00000010B　　　　　　　　; 接主片的IR2引脚
　　OUT　　　81H, AL　　　　　　　　　　　; 写ICW3
　　MOV　　　AL, 00000001B 　　　　　　 　; 完全嵌套、非缓冲、非自动结束
　　OUT　　　81H, AL 　　　　　　　　　 　; 写ICW4