متحكم المقاطعات القابل للبرمجة (PIC) وAPIC
اكتشف كيفية وصول طلبات مقاطعة العتاد إلى وحدة المعالجة المركزية عبر 8259 PIC وAPIC الحديث، بما في ذلك إعادة تعيين IRQ وحجبها وإرسال إشارة انتهاء المقاطعة.
متحكم المقاطعات القابل للبرمجة (PIC) وAPIC درس مجاني في Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming على CoddyKit. هذا هو الدرس 4 من أصل 4. يمكنك قراءة الدرس كاملاً أدناه مجاناً — ثم تمرن عليه مباشرة في المتصفح باستخدام محرر أكواد مدمج ومدرس ذكاء اصطناعي متاح 24/7. هذا الدرس جزء من مسار التعلم في Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming، وتقدمك يتزامن عبر الويب وتطبيق CoddyKit. تتضمن دورة Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming 4 دروس في المجموع.
بعض أجزاء هذا الدرس لم تُترجم بعد وتظهر باللغة الإنجليزية.
Why a Controller Is Needed
The CPU has only a single hardware interrupt pin (INTR), yet a PC has dozens of devices that need attention. A dedicated chip multiplexes these IRQ lines onto that one pin and tells the CPU which device fired.
That chip is the Programmable Interrupt Controller (PIC).
The Legacy 8259 PIC
The classic PC uses two cascaded 8259A chips, giving 15 usable IRQ lines (IRQ0-IRQ15). The master handles IRQ0-7, the slave IRQ8-15 connected through IRQ2.
- IRQ0 = system timer
- IRQ1 = keyboard
- IRQ14/15 = ATA disks
I/O Ports of the PIC
Each PIC is programmed through two I/O ports:
- Master: command
0x20, data0x21 - Slave: command
0xA0, data0xA1
You send Initialization Command Words (ICWs) and Operation Command Words (OCWs) to these ports.
IRQ Remapping
On boot the PIC maps IRQ0-7 onto interrupt vectors 8-15 — which collide with CPU exceptions like the double fault (vector 8). Kernels remap the PIC, typically to vectors 0x20-0x2F, to avoid this clash.
Remapping in Assembly
Remapping is an ICW sequence: start init, set the new vector offset, define cascade wiring, set 8086 mode.
mov al, 0x11 ; ICW1: begin init, expect ICW4
out 0x20, al ; master command
out 0xA0, al ; slave command
mov al, 0x20 ; ICW2: master vector offset 0x20
out 0x21, al
mov al, 0x28 ; ICW2: slave vector offset 0x28
out 0xA1, alMasking Interrupts
The Interrupt Mask Register (IMR) lets you disable individual IRQ lines. Writing a 1 to a bit masks (ignores) that line; 0 enables it.
in al, 0x21 ; read current master mask
or al, 0x02 ; set bit 1 -> mask IRQ1 (keyboard)
out 0x21, al ; write it backEnd of Interrupt (EOI)
After servicing an IRQ the handler must send an End Of Interrupt command, or the PIC will not deliver further interrupts on that line.
For IRQ8-15 you must EOI both the slave and the master.
mov al, 0x20 ; non-specific EOI
out 0x20, al ; tell master we are doneLimitations of the PIC
The 8259 design is single-CPU only and supports just 15 lines. It cannot route interrupts to different cores, which makes it useless for SMP systems.
This is why modern hardware moved to the APIC.
The APIC Architecture
The Advanced Programmable Interrupt Controller has two parts:
- Local APIC — one per CPU core, handles the timer and inter-processor interrupts (IPIs)
- I/O APIC — routes external device IRQs to any core
Local APIC and IPIs
The Local APIC is memory-mapped (default base 0xFEE00000). It provides a per-core timer and lets one core signal another via an IPI through the Interrupt Command Register — essential for waking up cores during boot.
Disabling the PIC for APIC
To use the APIC you mask all PIC lines by writing 0xFF to both data ports, then enable the Local APIC via the spurious interrupt vector register. Modern OSes prefer the APIC for multicore scaling.
mov al, 0xFF
out 0x21, al ; mask all master IRQs
out 0xA1, al ; mask all slave IRQsQuick Check
Test your understanding of the PIC.
Recap
You learned how device IRQs reach the CPU:
- The 8259 PIC multiplexes 15 IRQ lines onto one CPU pin
- IRQs are remapped to vectors 0x20-0x2F to avoid exception clashes
- The IMR masks lines; an EOI ends each interrupt
- The APIC replaces the PIC for multicore routing and IPIs
الأسئلة الشائعة
هل درس «متحكم المقاطعات القابل للبرمجة (PIC) وAPIC» مجاني؟
نعم — نص درس «متحكم المقاطعات القابل للبرمجة (PIC) وAPIC» كامل متاح مجاناً هنا على الويب. لتمرينه بشكل تفاعلي (محرر أكواد مدمج ومدرس ذكاء اصطناعي متاح 24/7) وفتح باقي دورة Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming، انتقل إلى CoddyKit PRO. تتضمن دورة Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming 4 دروس في المجموع.
ماذا ستتعلم في «متحكم المقاطعات القابل للبرمجة (PIC) وAPIC»؟
اكتشف كيفية وصول طلبات مقاطعة العتاد إلى وحدة المعالجة المركزية عبر 8259 PIC وAPIC الحديث، بما في ذلك إعادة تعيين IRQ وحجبها وإرسال إشارة انتهاء المقاطعة. تتمرن على Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming مع أكواد عملية تشغلها مباشرة في المتصفح، ومدرس ذكاء اصطناعي متاح 24/7 يجيب على أسئلتك أثناء عملك.
هل أحتاج إلى خبرة سابقة لأبدأ Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming؟
لا تُشترط خبرة سابقة. Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming على CoddyKit منظم للمبتدئين حتى المتقدمين، لذا يمكنك البدء من هنا أو من البداية والتقدم بسرعتك الخاصة. هذا هو الدرس 4 من أصل 4.
كم من الوقت يستغرق درس «متحكم المقاطعات القابل للبرمجة (PIC) وAPIC»؟
معظم دروس CoddyKit تستغرق حوالي 5–10 دقائق. كل منها موجز وتفاعلي، لذا تحرز تقدماً مستمراً وتستأنف من حيث توقفت عبر الويب والتطبيق.
هل يمكنني كتابة وتشغيل أكواد في درس Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming هذا؟
نعم. كل درس في Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming يتضمن محرر أكواد مدمج، لذا تكتب وتشغل أكواداً حقيقية مباشرة في متصفحك وتحصل على تعليقات فورية من الذكاء الاصطناعي — بدون إعداد محلي.
جميع الدروس في هذه الدورة
- فهم المقاطعات والمصائد
- جدول واصفات المقاطعات (IDT)
- معالجات الاستثناءات المخصصة
- متحكم المقاطعات القابل للبرمجة (PIC) وAPIC