中斷控制接口

第六章中斷控制接口2011/10東北大學計算機系統(tǒng)研究所第六章中斷控制接口第六章中斷控制接口6.1中斷系統(tǒng)概述6.28259A中斷控制器習題第六章中斷控制接口外部中斷：可屏蔽中斷和非可屏蔽中斷。內(nèi)部中斷：除法錯等中斷，軟中斷。INTn指令中斷邏輯非屏蔽中斷請求8259IRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQ51234067INTR（08~0FH）NMI（2）（70H~77H）單步（1）斷點（3）溢出（4）TF

IF6.1.1中斷請求與中斷源6.1中斷系統(tǒng)概述除法錯（0）第六章中斷控制接口實現(xiàn)中斷嵌套：CPU在處理低級中斷時，若出現(xiàn)更高級的中斷請求，應(yīng)暫停對較低級的中斷的處理，轉(zhuǎn)去處理較高級的中斷。6.1中斷系統(tǒng)概述實現(xiàn)中斷與返回：能夠響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，處理結(jié)束后能夠返回到斷點處。實現(xiàn)優(yōu)先級排隊：多個中斷源同時發(fā)出中斷請求時，中斷系統(tǒng)能夠按優(yōu)先級依次進行處理。6.1.2中斷系統(tǒng)的功能第六章中斷控制接口CPU的中斷是開放的：CPU只有在標志寄存器中的IF標志為1時才對外部中斷請求信號（INTR）進行響應(yīng)。CPU可通過STI、CLI指令對IF標志置1或清0。6.1中斷系統(tǒng)概述有中斷請求信號：主要指外部中斷，如INTR、NMI。中斷請求沒有被屏蔽：每個中斷源都可以在CPU的控制下發(fā)出中斷請求信號（INTR），如8250的IER寄存器和OUT0、OUT1信號，8255A的PC2、4、6以及8259的IMR。6.1.3中斷響應(yīng)-中斷系統(tǒng)響應(yīng)中斷的條件CPU在現(xiàn)行指令執(zhí)行完畢時才響應(yīng)中斷：滿足以上條件的情況下第六章中斷控制接口關(guān)中斷：CPU響應(yīng)中斷后，首先將標志寄存器入棧，然后關(guān)閉中斷（IF置0），以防止在保存斷點和保護現(xiàn)場之前再次響應(yīng)中斷。

保存斷點：將CS、IP推入堆棧，以保證中斷結(jié)束時返回到斷點處。

根據(jù)中斷向量（CPU發(fā)中斷響應(yīng)信號時獲得的）查詢中斷向量表，得到中斷服務(wù)子程序的首地址，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序。6.1中斷系統(tǒng)概述6.1.3中斷響應(yīng)-CPU中斷響應(yīng)過程第六章中斷控制接口6.1中斷系統(tǒng)概述…IF=1……IF=1……IF=0…CSIPCSIP堆棧中斷向量表CSIPCSIPCSIP012…CSIP中斷號（例如2）到CS:IP取出指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷程序CPU中斷響應(yīng)過程模擬第六章中斷控制接口PCK：RAM奇偶錯。NPI：8087異常。I/OCHCK：I/O通道奇偶錯。INTn指令中斷邏輯INTRNMI除法錯單步斷點溢出OF

IFLS74QXD7DWRTNMIREGCK+5VRESETPCKNPII/OCHCKENABLE/OCK（OUT80HA0H）6.1中斷系統(tǒng)概述6.1.4PC機中斷系統(tǒng)第六章中斷控制接口INTn指令中斷邏輯非屏蔽中斷請求8259

IRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQ51234067INTR（08~0FH）NMI（2）除法錯（70H~77H）單步斷點溢出OF

IF計時器鍵盤級聯(lián)COM2COM1LPT2軟盤LPT1實時時鐘硬盤IRQ14IRQ88259（2）（1）查出其它的中斷源6.1中斷系統(tǒng)概述6.1.4PC機中斷系統(tǒng)第六章中斷控制接口6.1中斷系統(tǒng)概述0000：0000H0000：0003H0000：0004HIPCSIPCSIPCSIPCS0000：0007H0000：0008H0000：000BH0000：000CH0000：03FCH0000：03FFH中斷0中斷1中斷2中斷3中斷255中斷相量表中斷相量：中斷子程序的首地址第六章中斷控制接口開機或者復位時由BIOS將10H~1FH號中斷的首地址寫入表中。6.1中斷系統(tǒng)概述中斷相量表的初始化執(zhí)行引導程序時由操作系統(tǒng)將20H~2FH號中斷的首地址寫入表中。用戶應(yīng)用程序中的中斷服務(wù)子程序的首地址，由主程序通過INT21H和INT27H指令將其寫入表中。中斷程序一般都常駐內(nèi)存。第六章中斷控制接口中斷描述符表IDT8字節(jié)中斷0的門中斷1的門中斷2的門IDTRGDT…門描述符（中斷描述符）偏移量16~31訪問字節(jié)選擇子偏移量0~156.1中斷系統(tǒng)概述第六章中斷控制接口調(diào)用門：允許較低級的程序調(diào)用（CALL）較高級的程序（如操作系統(tǒng)）。（在GDT中）任務(wù)門：允許從特權(quán)級較低的任務(wù)切換（CALL或中斷，如按時間片）到特權(quán)級較高的任務(wù)。（在GDT、IDT中）陷阱門：所訪問的是異常處理子程序。（在IDT中）中斷門：用于訪問中斷處理程序。與陷阱門的區(qū)別是中斷處理之前清IF，而陷阱門不管IF的狀態(tài)。（在IDT中）6.1中斷系統(tǒng)概述第六章中斷控制接口第六章中斷控制接口6.28259A中斷控制器6.1中斷系統(tǒng)概述習題第六章中斷控制接口6.2.18259A的引腳8259AD0~D7RDWRCSA0INTINTA…..IRQ0IRQ1IRQ7CAS0CAS1CAS2級聯(lián)SP/EN主從/緩沖中斷源6.28259A中斷控制器第六章中斷控制接口6.2.28259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及中斷響應(yīng)順序IRQ0IRQ1IRQ7IRRIMR優(yōu)先級分析器ISR比較器ICW2中斷向量INTINTAD0~76.28259A中斷控制器第六章中斷控制接口外部設(shè)備提出中斷請求（IRQi）。中斷請求被鎖存在IRR中，并與IMR相“與”。經(jīng)優(yōu)先級分析器檢出優(yōu)先級最高的中斷請求。由控制電路比較該中斷請求與當前中斷（CPU正在處理的）的優(yōu)先級，判斷是否能夠進行嵌套。是則向CPU發(fā)出INT信號。CPU輸出第一個INTA脈沖信號，將IRR的對應(yīng)位清0，并將ISR的對應(yīng)位置1。6.28259A中斷控制器6.2.28259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及中斷響應(yīng)順序輸出第二個INTA脈沖信號，8259A在這個周期將中斷向量碼輸出到數(shù)據(jù)總線。CPU讀取中斷向量碼，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序。第六章中斷控制接口INTINTAIRQ1IRQ0IRQ7SP/EN…CAS0CAS1CAS2INTINTAIRQ1IRQ0IRQ7SP/EN…CAS0CAS1CAS2INTINTAIRQ1IRQ0IRQ7SP/EN…CAS0CAS1CAS2主片從片INTAINTR6.28259A中斷控制器*8259A的級聯(lián)第六章中斷控制接口ICW1ICW2ICW3ICW4OCW1OCW2OCW3偶奇奇奇d4=1IMR奇偶偶d4=0d3=0d4=0d3=1IRRISR偶偶讀IRR：MOVAL，00001010BOUT20H，ALINAL，20H6.28259A中斷控制器6.2.38259A的程序設(shè)計-內(nèi)部寄存器第六章中斷控制接口ICW1ICW2ICW3ICW4OCW1OCW2OCW3偶奇奇奇d4=1IMR奇偶偶d4=0d3=0d4=0d3=1IRRISR偶偶讀ISR：MOVAL，00001011BOUT20H，ALINAL，20H6.28259A中斷控制器6.2.38259A的程序設(shè)計-內(nèi)部寄存器第六章中斷控制接口ICW1ICW2ICW3ICW4OCW1OCW2OCW3偶奇奇奇d4=1IMR奇偶偶d4=0d3=0d4=0d3=1IRRISR偶偶6.28259A中斷控制器6.2.38259A的程序設(shè)計-內(nèi)部寄存器讀IMR：INAL，21H第六章中斷控制接口ICW1：

ICW2：ICW3：

0001LTMXSNGLIC41電平觸發(fā)0邊沿觸發(fā)1單片使用0級聯(lián)使用1要求ICW40不要ICW4off7off6off5off4off3000s7s6s5s4s3s2s1s0主片1：連有從片；0：未連從片中斷向量高5位6.28259A中斷控制器6.2.38259A的程序設(shè)計-內(nèi)部寄存器第六章中斷控制接口ICW3：

ICW4：

00000ID2ID1ID0000SFNMBUFM/SAEOI1從片從片ID1特殊完全嵌套方式0非特殊完全嵌套方式1緩沖方式0非緩沖方式1本片為主片0本片為從片1自動EOI0非自動EOI6.28259A中斷控制器6.2.38259A的程序設(shè)計-內(nèi)部寄存器第六章中斷控制接口OCW1：

/IMR

OCW2：

M7M6M5M4M3M2M1M01：該中斷請求被屏蔽；0：該中斷請求開放RSLEOI00L2L1L0選擇一個中斷級1：優(yōu)先級自動循環(huán)0：優(yōu)先級非自動循環(huán)1：L0~L2有效0：L0~L2無效ISR對應(yīng)位復位6.28259A中斷控制器6.2.38259A的程序設(shè)計-內(nèi)部寄存器第六章中斷控制接口OCW3：

0ESMMSMM01PRRRIS00=無操作1：查詢命令01=無操作10=讀IRR11=讀ISR00=無操作01=無操作10=取消指定的屏蔽11=設(shè)置指定的屏蔽0：非查詢命令6.28259A中斷控制器6.2.38259A的程序設(shè)計-內(nèi)部寄存器第六章中斷控制接口6.28259A中斷控制器6.2.48259A在IBMPC系列機中的應(yīng)用IBMPC/AT的中斷源IBMPC/AT中8259A的初始化第六章中斷控制接口；初始化主控8259AMOVAL,11H;ICW1，8259A級聯(lián)使用，邊沿檢測

OUT20H,ALMOVAL,08H;ICW2,設(shè)置中斷向量的高5位，

OUT21H,AL;IRQ0~IRQ7分別對應(yīng)INT08H到0FHMOVAL,04H;ICW3,在IRQ2上接有一從屬8259AOUT21H,ALMOVAL,01H;ICW4,指定非AEOI方式

OUT21H,AL

6.28259A中斷控制器6.2.48269A在PC機中的應(yīng)用-IBMPC/AT中8259A的主片初始化第六章中斷控制接口6.28259A中斷控制器6.2.48269A在PC機中的應(yīng)用-IBMPC/AT中8259A的從片初始化；初始化從屬8259AMOVAL,11H;ICW1，8259A級聯(lián)使用，邊沿檢測

OUT0A0H,ALMOVAL,70H;ICW2,設(shè)置中斷向量的高5位，

OUT0A1H,AL;IRQ8~IRQ15分別對應(yīng)