扩展中断控制器8259实验_汇编语言--8259中断

8259是一种可编程中断控制器，它可以处理多个设备的中断请求。在计算机系统中，中断是一种非常重要的机制，可以使CPU不必等待一些外设的操作完成，从而提高了系统的效率。

8259最常见的应用是在IBM PC和兼容机中，它可以管理PC中的各种设备，如键盘、鼠标、硬盘、打印机等等。在8259中，有8个中断请求线（IRQ0-IRQ7），可以连接到不同的设备上。当设备需要CPU的处理时，会向8259发送一个中断请求信号，8259会将这个请求转发给CPU，CPU会暂停当前正在执行的程序，转而去处理中断程序。当中断程序执行完毕后，CPU会回到原来的程序继续执行。

在本实验中，我们将学习如何使用汇编语言编写8259的初始化程序，使其可以正确地处理中断请求。

首先，我们需要了解8259的一些基本概念和寄存器。

8259有两个级联的芯片，一个是主芯片（master），另一个是从芯片（slave）。主芯片的IRQ0-IRQ7可以连接到不同的设备上，而从芯片只能连接到主芯片的某一个IRQ上。当从芯片需要处理中断请求时，它会向主芯片发送一个中断请求信号，由主芯片将这个请求转发给CPU。

8259有两个重要的寄存器，一个是控制寄存器（ICW），另一个是中断屏蔽寄存器（IMR）。

控制寄存器（ICW）分为4个字节，分别是ICW1、ICW2、ICW3、ICW4。ICW1用于设置8259的工作方式，ICW2用于设置中断向量号，ICW3用于设置级联方式，ICW4用于设置一些特殊功能。在初始化8259时，需要写入这些寄存器的值，以完成8259的设置。

中断屏蔽寄存器（IMR）用于控制8259对中断请求的响应。当某个设备需要中断处理时，它会向8259发送一个中断请求信号，如果该设备所在的IRQ对应的IMR位被设置为1，则8259会忽略该请求。只有当该位被清零后，8259才会将请求转发给CPU。

下面是一个简单的8259初始化程序，可以将主芯片的IRQ0-IRQ7全部开启，并设置中断向量号为0x20-0x27。该程序的实现过程如下：

1. 关闭中断，以免在初始化过程中被其他中断打断。

2. 向8259的控制寄存器写入ICW1，设置8259的工作方式为初始化。

3. 向8259的控制寄存器写入ICW2，设置中断向量号为0x20-0x27。

4. 向8259的控制寄存器写入ICW3，设置主芯片的从芯片连接方式。

5. 向8259的控制寄存器写入ICW4，设置一些特殊功能。

6. 向8259的中断屏蔽寄存器写入初始值，使得所有中断请求都能被响应。

7. 打开中断，使得CPU能够响应中断请求。

下面是该程序的具体实现过程：

; 8259初始化程序
; 将主芯片的IRQ0-IRQ7全部打开
; 中断向量号为0x20-0x27

section .text
global init_8259

init_8259:
    cli                ; 关闭中断

    ; 初始化8259
    mov al, 0x11       ; ICW1：初始化，边沿触发，级联8259
    out 0x20, al
    mov al, 0x20       ; ICW2：中断向量号从0x20开始
    out 0x21, al
    mov al, 0x04       ; ICW3：连接从芯片到IRQ2
    out 0x21, al
    mov al, 0x01       ; ICW4：8086模式，正常EOI
    out 0x21, al

    ; 设置IMR，打开所有中断
    mov al, 0x00       ; IMR初始化为0，使得所有中断请求都能被响应
    out 0x21, al

    sti                ; 打开中断

    ret

在上述程序中，我们使用了汇编语言的in/out指令向8259的寄存器中写入数据，从而完成了8259的初始化设置。

该程序的主要作用是将8259初始化为可用状态，以便处理各种设备的中断请求。在实际应用中，我们可以将该程序作为系统启动时的一部分，以保证系统能够正确地响应各种中断请求。