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PIC（Programmable Interrupt Controller，可编程中断控制器）用于对硬件产生的外部中断进行控制。i386中的可编程中断控制器是8259A芯片。随着技术的进步，现代CPU中的中断控制芯片的能力越来越强，人们称之为APIC（Advanced Programmable Interrupt Controller，高级可编程中断控制器），但x86体系中的APIC依然保持着对8259A的兼容。所以了解8259A的工作原理是十分必要的。
PIC的作用是将外部中断和中断向量号对应起来，例如通过对8259A的设置可以将时钟中断信号IRQ0与中断号0x20进行绑定。8259A的芯片结构如图2-11所示。
图2-11 8259A芯片图
外部中断分为NMI（Non-maskable interrupt，非屏蔽中断）和可屏蔽中断两种，其中NMI由CPU的NMI引脚接收，可屏蔽中断由INTR引脚接收。机器出现电源故障、CPU内部奇偶校验错误等不可恢复的硬件故障才会导致NMI发生。而INTR引脚与8259A芯片相连。
两片8259A芯片以串联的方式进行连接，主8259A芯片的IRQ2连接着从8259A芯片。一个8259A芯片有8个中断信号线，两片芯片级联就可以处理15种不同的中断信号。在BIOS初始化时，设置IRQ0～IRQ7的对应向量号为0x8～0xf，但在保护模式下，0x8～0xf已经被占用了，所以操作系统进入保护模式以后需要对8259A重新进行初始化。
对8259A的初始化是通过向对应的端口执行ICW（Initialization Command Word，初始化命令字）来实现的。ICW共有4个，分别是ICW1、ICW2、ICW3、ICW4。每个ICW都是1字节大小。8259A对每个ICW的格式和设置顺序都有严格的定义，下面介绍各个ICW的格式。
（1）ICW1
ICW1的各个位的含义说明如表2-3所示。
表2-3 ICW1各个位的含义说明
每一位的作用表格里都有详细说明，这里就不再多加解释了。
（2）ICW2
ICW2主要用来设置中断向量号，即标识每个中断信号线和中断向量号的对应关系。因为8259A有8个IRQ，所以低三位必须是0。这里只需要向21h或者A1h端口写入一个起始向量号，8259A芯片就可以根据IRQ的个数确定每个IRQ对应的中断向量号。
（3）ICW3
ICW3主要用于记录8259A的连接信息，主片的哪个IRQ连接了从片，对应的位就需要被设置成1，同时从片的ICW3也要将低3位设置为连接主片的IRQ号。例如按照图2-11中的连接方式，主片的ICW3的第2位就应该设置为1，其他位设置为0，而从片的ICW3为0x2，也就是第1位设置为1，其他设置为0，代表从片连接了主片的IRQ2。
（4）ICW4
ICW4用于设置8259A的其他工作模式，它的各个位的含义如表2-4所示。
第0位表示和处理器架构相关的工作模式：1表示8086处理器工作模式；0表示MCS80/85处理器工作模式。
第1位表示中断结束方式：为1表示自动结束方式，为0表示手动结束方式。如果是手动结束方式，那么在中断处理程序的末尾向8259A写入OCW2，以便告诉8259A中断处理程序执行结束。如果是自动方式结束，那么是由硬件自动完成这个工作的，不过自动方式只适用于在中断请求信号持续时间有限制，并且没有中断嵌套的场景。
表2-4 ICW4的各个位的含义
第2位表示缓冲模式下的主片或者是从片，为1表示主片，为0表示从片。
第3位表示是否为缓冲模式，如果8259A通过总线驱动器和系统数据总线连接，则应选择缓冲方式。如果8259A的数据线与系统数据总线直接相连，那么应选择非缓冲方式。
第4位表示中断嵌套方式，为0表示普通全嵌套方式，为1表示SFNM嵌套方式。
8259A芯片还需要写入OCW（Operation Control Word，操作控制字）来对中断进行控制。OCW共有三个，分别是OCW1，OCW2和OCW3。OCW3则是用来设置和使能特殊屏蔽方式的，暂时可以不用关注。
（5）OCW1
OCW1是用来屏蔽或者打开外部中断的。主片的端口号是0x21，从片的端口号是0xa1。若想屏蔽一个中断，可将对应那一位设成1即可。例如，若想屏蔽其他所有中断，只打开时钟中断，就需要将OCW1的第0位设置为0，其他位设置为1。实际上，OCW1被写入了IMR（Interrupt Mask Register，中断屏蔽寄存器），当一个中断到达，IMR会判断此中断是否应被丢弃。
（6）OCW2
OCW2是8259A芯片用来接收EOI的。主片的端口号是0x20，从片的端口号是0xa0。每当一个中断处理程序结束后，就需要通知8259A，以便继续接收中断。OCW2的第5位代表EOI，这里并不需要关心其他位，所以中断结束以后，就需要向相应的端口号发送0x20。
中断的过程还和特权级有密切的关系，下一节将介绍CPU特权级的相关知识。