Инициализация контроллера прерываний

ICW1

Instruction Control Word 1

1) начальный сброс обоих контроллеров

… инициализация подключенного оборудования

ICW1 записывается в чётный порт контроллера, после чего в нечетный порт должны быть

2) загрузка управляющих слов ICW1..ICW4 в оба контроллера

немедленно записаны ICW2..ICW4. ICW3 надо указывать только если используется каскадирование

3) разрешение выбранных IRQ (OCW1)

(так и есть), а ICW4 только если бит ICW4 в ICW1 установлен.

0 0 0 1 * * * * ICW4 1: в управляющей серии будет ICW4; 0: слова ICW4 не будет

Порты 8259A

PIC

четный порт нечетный порт

SNGL 1: в системе присутствует единственный PIC; 0: несколько PIC

#0

20

21

ADI (игнорируется)

#1

A0

A1

LTIM 1: запуск прерывания уровнем; 0: запуск фронтом (Bochs - только 0)

Управляющие слова 8259A

признак ICW1; всегда должен быть 1 (0 для OCW2 и OCW3)

не используются

слово

порт

примечания

ICW2

Instruction Control Word 2

ICW1

чётный

xxx1 xxxx

ICW2 записывается в нечётный порт контроллера и задает номер вектора прерывания ЦПУ,

ICW2

нечётный

сопровождает ICW1

соответствующий нулевой линии запроса прерывания. Линии (1..7) будут отображены на вектора

ICW3

нечётный

сопровождает ICW1

N+1, .., N+7. В реальном режиме это обычно вектора 0x08 для PIC #0 и 0x70 для PIC #1.

ICW4

нечётный

сопровождает ICW1, если бит ICW1.ICW4==1 ICW3

Instruction Control Word 3

OCW1

нечётный

записывается в нечётный порт вне ICW

ICW3 записывается в нечётный порт контроллера и задает:

OCW2

чётный

xxx0 0xxx

для PIC #0 — битовую маску линии запроса, к которой подключен PIC #1 (IRQ2, маска 0b00000100)

OCW3

чётный

xxx0 1xxx

для PIC #1 — номер уровня ведомого контроллера (обычно 2)

1) начальный сброс (безличный EOI)

ICW4

Instruction Control Word 4

ICW4 записываетсяв нечётный порт контроллера, если бит ICW4 в ICW1 был установлен.

(запись OCW2 с кодом безличного EOI — 0x20 в чётные

0 0 0 * * * * * mPM 1: процессор 8086+ или 8088; 0: процессор 8080 или 8085

порты обоих контроллеров)

mov

$0x20, %al

AEOI 1: автоматическое завершение прерывания; 0: ручное

outb

$0x20

M/S 1: первичный; 0: подчиненный; единственный: 1 при BUF=1 или игнорируется

outb

$0xA0

BUF 1: режим буферизации запросов

ниже приводится типичный пример, когда большая часть

SFNM 1: «вложенный» режим при каскадировании; 0: нормальный

оборудования (таймер, DMA, клавиатура, видео, контроллеры

не используются; должны быть 0

жестких и гибких дисков, контроллеры USB и т.п.)

OCW1 Operational Control Word 1

OCW1 чтение/запись в нечётный порт контроллера и задает битовую маску запрещенных линий IRQ.

инициализирована.

Обычно запрещены линии IRQ 3,4,5,7 на PIC #0 (маска 0xB8) и 8,9,A,B,F на PIC #1 (маска 0x8F)

2) Загрузка ICW1..ICW3(4) в оба контроллера

OCW2 Operational Control Word 2

слово

PIC #0

PIC #1

примечания

OCW2 записывается в чётный порт контроллера

ICW1

0x11

0x11

LTIM:0, ADI:0, SNGL:0, ICW4:1

* * * 0 0 * * *

ICW2

0x08

0x70

номер начального вектора

L2..L0 используются, если R-SL равен 01 или 11

признак OCW2: всегда 0 (у OCW3 равен 1)

ICW3

0x04

0x02 каскад подключен к IRQ2, уровень 2

признак OCW: всегда 0 (у ICW1 равен 1)

ICW4

0x05

0x01

i8086+; PIC#0:master, PIC#1:slave

EOI 1: завершение обработки запроса

3) Разрешение выбранных IRQ (загрузка OCW1)

R-SL 00: безличный EOI; 01: персонифицированный (L2..L0) EOI; 10: циклический

(надо использовать минимально необходимый набор IRQ)

сдвиг приоритетов; 11: назначить низший приоритет для IRQ с номером L2..L0

слово

PIC #0

PIC #1

примечания

OCW3 Operational Control Word 3

OCW1

0xB8

0x8F

разрешены IRQ 0,1,2(каскад),6;12,13,14

OCW3 записывается в чётный порт контроллера (последующее чтение IRP, IRR, ISR из него же).

Примечание: При некорректной работе ВУ (снятие сигнала IRQi

* * * 0 1 * * *

до завершения цикла подтверждения INTA) PIC не сможет

P-RR-RIS 1xx: чтение ожидающего запроса (IRP); 010: чтение регистра ожи-

дающих запросов (IRR); 011: чтение регистра обслуживаемых запросов (ISR)

определить номер IRQ, генерируя при этом «фиктивный»

признак OCW3: всегда 1 (у OCW2 равен 1)

IRQ7/15. Перед обработкой IRQ7/15 надо убедиться, что бит 7

признак OCW: всегда 0 (у ICW1 равен 1)

в регистре ожидающих запросов (IRR) установлен (т. е. это

SMM-ESMM 01: отменить режим спец.маски; 11: задать режим (ISR не маскирует)

истинный запрос IRQ7/15), иначе это фиктивный IRQ7/15.

должен быть 0

Инициализация контроллеров клавиатуры PS/2

Порт 60 R: регистр данных; W: регистр данных 8042 или регистр команд 8031

1) установка вектора аппаратного прерывания контроллера Порт 64 R: регистр состояния 8042; W: регистр команд 8042

клавиатуры, установка вектора программного прерывания.

Регистр состояния 8042:

2) сброс и тест контроллера клавиатуры 8042

7 6 5 4 3 2 1 0

0: выходной буфер пуст; 1: выходной буфер содержит данные (можно читать из 60)

3) тест синхронизации 8042 и 8031

0: входной буфер готов к приёму данных; 1: входной буфер заполнен

4) сброс и тест встроенного контроллера клавиатуры 8031

0: после включения питания; 1: после успешного сброса (reset - ok)

1) установка векторов

0: последняя запись была данными; 1: последней была команда

xor %ax, %ax

0: клавиатура на замке; 1: клавиатура открыта

mov

%ax, %es

0: норма; 1: буфер PS/2 Mouse содержит данные или таймаут передатчика

…

0: норма; 1: таймаут приёмника

# установка вектора 09

0: норма; 1: ошибка чётности на линии 8042-8031

movw

2,3,4) Команды инициализации

Некоторые команды контроллера 8042

$i09_handler, %es:0x09*4

mov

%cs, %es:0x09*4+2

код

порт ответ(ы) пояснение

DD

разрешить линию A20

# установка

вектора 16

AA

64

55

сброс и автотест 8042

DF

запретить линию A20

AB

64

00

тест синхронизации с 8031

D2

запись в буфер и сброс бита 5 регистра

movw

$i16_handler, %es:0x16*4

mov

%cs, %es:0x16*4+2

AE

64

-

разрешить клавиатуру

состояния (след. байт записать в буфер так,

FF

60

Ack,TestOK сброс и тест 8031

AE

словно он пришёл от клавиатуры)

Обработка аппаратного прерывания от клавиатуры

разрешить интерфейс клавиатуры

а) запрет сканирования

F5

60

Ack

запретить клавиатуру

AD

запретить интерфейс клавиатуры

б) считывание кода символа

60

64

-

запись управл. регистра

AB

тест синхронизации данных

в) посылка сигнала завершения обработки в PIC

61

60

-

разрешить посылку IRQ#1

AA

внутренний тест контроллера

г) разрешение сканирования

F4

60

Ack

разрешить клавиатуру

61-7F

запись SRAM

Некоторые команды контроллера 8031

60

запись управляющего байта контроллера

21-3F

чтение SRAM

i09_handler:

# сохранение

FF

сброс и тест (ответы Ack, TestOK)

20

чтение управляющего байта контроллера

всех(!) используемых регистров

push

%ax

FE

повторить последнюю передачу

Посылка команд в 8042 и 8031

FB..FD установка автоповтора отдельных клавиш

# посылать можно, только если буфер пуст

# запрет сканирования

F7..FA установка автоповтора всей клавиатуры

mov

$0xFFF0, %cx

# попыток

mov

$0xAD, %al

F6

сброс и разрешение клавиатуры

w0:

inb

$0x64

outb

$0x64

testb

$2, %al

F5

сброс и запрет клавиатуры

# считывание кода символа

jz

w1

# OK

F4

разрешить клавиатуру (ответ Ack)

inb

$0x60

loop

w0

F3

установить частоту и задержку автоповтора

jmp

on_error

# куда-то

# (!) обработать полученный символ

F2

запрос 2х байтного ID

# готов, посылка команды

# безличный EOI в PIC#0

EE

запрос эхо

w1:

mov

$command, %al

mov

$0x20, %al

ED

управление индикаторами xxxx xCNS

outb

$0x64

# или $0x60

outb

$0x20

Ответы контроллера 8031

# при необходимости(!) ждём ответа

# разрешить сканирование

FA

Ack

подтверждение приёма команды

mov

$0x2000, %cx

# попыток

mov

$0xAE, %al

AA

TestOK успешное завершение теста

w2:

inb

$0x64

outb

$0x64

FD

Diag

ошибка диагностики

testb

$1, %al

EE

Echo

ответ на запрос эхо

jz

w3

# ждём...

# восстановить сохраненные регистры

pop

%ax

FF,00

Error

переполнение буфера или

inb

$

0x60

# (!) анализ кода ответа

iret

неизвестная клавиша

mov

$0x2000, %cx

# следующий

i16_handler:

Для команды F3 (8031):

w3:

loop

w2

…

0 p p f f f f f

частота 0:30; 1=26.7; 2:24.0; 3=21.8; 4:20.0; 5:18.5; 6:17.1; 7:16.0; 8:15.0; … 1F:2.0 Гц

iret

задержка 00:250; 01:500; 10:750; 11:1000 мс

Инициализация PS/2 мыши

Управляющий байт контроллера 8042

Мышь PS/2 обслуживается тем же контроллером

7 6 5 4 3 2 1 0

0: прерывания клавиатуры (IRQ1) запрещены; 1: разрешены

VLSI (8042), что и клавиатура. Общие правила взаи-

0: прерывания мыши (IRQ12) запрещены; 1: разрешены

модействия совпадают: перед посылкой команды

0: после включения питания; 1: после успешного сброса (совпадает с битом порта 64)

необходимо убедиться, что входной буфер контрол-

0: можно «запирать» клавиатуру; 1: нельзя

лера пуст; перед приёмом ответа убедиться, что

0: интерфейс клавиатуры разрешён; 1: запрещён

выходной буфер содержит данные от мыши; ответ

0: интерфейс PS/2 мыши разрешён; 1: запрещён

считывается через порт 60. Проверка наличия

0: запрещена трансляция; 1: трансляция скан-кодов set2->set1 разрешена (для PC д.б. 1)

данных от мыши чуть-чуть отличается от проверки

резерв, всегда 0

2,3,4,5,6) Команды инициализации

при работе с клавиатурой: в регистре статуса (порт

64) ненулевыми должны быть сразу два бита — 0 и 5 1) Обработка аппаратного прерывания от мыши

код

порт ответ(ы)

пояснение

(см. пример в начале обработчика прерываний).

а) убедиться, что контроллер содержит данные от мыши

AA

64

55

сброс и автотест 8042

Инициализацию мыши надо выполнять после

б) считать байт из порта 60

A8

64

-

разрешить мышь

инициализации и тестирования контроллера 8042, до в) мышь присылает «отчёты» из трёх или четырёх байт

60

64

-

запись управл. регистра

или после инициализации клавиатуры.

каждый (в зависимости от режима работы), причём для

43

60

-

разрешить посылку IRQ#1 и 12

1) установка вектора аппаратного прерывания

каждого из передаваемых байтов генерируется своё пре-D4

64

-

передать след. байт мыши

контроллера клавиатуры (IRQ12).

рывание, поэтому надо накапливать соответствующие

FF

60

Ack,TestOK,ID (коды ответов FA, AA, 00)

тройки или четвёрки байтов.

2) сброс и тест контроллера клавиатуры 8042

D4

64

-

передать след. байт мыши

г) для мыши генерируется IRQ12, который обслуживает

(делается, если ещё не выполнен)

PIC#1, т.е. необходимо посылать EOI в оба контроллера. F4

60

Ack

разрешить отправку «отчётов»

3) в команде записи управляющего регистра другое

# данные именно от мыши?

«Отчёты» (3 или 4 байта)

записываемое значение: вместо 6116 в порт 60

inb

$0x64

должно быть записано 4316 (см. управляющий байт)

нормальный:

статус - X - Y

3 байта

andb

$0x21, %al

4) сброс и тест мыши

IntelliMouse I:

статус - X - Y - Z

4 байта

cmpb

$0x21, %al

IntelliMouse II:

статус - X - Y - Z

4 байта

5) разрешение присылать «отчёты» для мыши

jne

done

Байт Z содержит смещение «колёсика» в интервале от

6) настройка параметров мыши

-8 до +7, т. е. только младшие 4 бита (0..3) значащие. В

Команды контроллера 8042 (продолжение)

# читаем байт

режиме Intellimouse II два следующих бита (4 и 5)

inb

$0x60

D4

след. байт передать мыши

показывают состояние 4ой и 5ой кнопок мыши.

D3

запись след. байта в буфер и сброс бита 5

# накопление отчёта в 40:0000...40:0002

Включение режимов IntelliMouse

регистра состояния (след. байт записать в

# при этом байт 40:0003 является счётчиком

IntelliMouse I: задать частоту дискретизации 200 Нz,

буфер так, словно он пришёл от мыши;

movw

$0x40, %bx

затем 100 Hz и 80 Hz (команда F3), после чего

повторить 3-4 раза для заполнения «отчёта»)

mov

%bx, %ds

A9

запросить ID (команда F2). Обычная PS/2 мышь вернёт

тест интерфейса мыши (ответ 0=ОК)

movb

3, %bl

ID=0, а IntelliMouse вернёт 3 и будет передавать 4-х

A8

разрешить интерфейс мыши

movb

%al, (%bx)

байтовые отчёты.

A7

запретить интерфейс мыши

inc

%bx

IntelliMouse II: устанавливаем частоту 200 - 200 - 80 и

Команды PS/2 мыши

cmpb

$3, %bl

возвращаемое ID должно быть 4.

jne

1f