docs/x86/PIC.txt

   1                 Programmable Interrupt Controller
   2                 ---------------------------------
   3
   4 Written by Pawel Dziepak <pdziepak@quarnos.org>
   5 Last modified: June 01, 2008
   6
   7 1. Role of the PIC
   8 ------------------
   9
  10 The main PIC task is to control all interrupts requests (IRQs) reported by
  11 hardware. In most computers there are two PIC microcontrollers, each control
  12 eight IRQs. When a device reports IRQ, dependently on the PIC configuration
  13 a CPU interrupt is performed, which allow the device driver to do all needed
  14 things to keep device working.
  15
  16 2. PIC configuration (ICW)
  17 --------------------------
  18
  19 PIC is once configured during system start. Then small changes in configuration
  20 are performed only while loading or destroying device drivers (look at point 3,
  21 Disabling/enabling IRQs).
  22
  23 When PIC is initialized, correct connections CPU interrupt - IRQ are set. It is
  24 done by sending ICWs (initialization command word).
  25
  26 ICW1 has to be send to the ports 0x20 (master) and 0xA0 (slave).
  27         bit     meaning
  28         0       if set, ICW4 will be sent
  29         1       if set there is only one PIC, zero means that there are two PICs
  30         2       always zeroed
  31         3       method of reporting IRQs
  32         4-7     signature of the command (0001b)
  33
  34 ICW2 and all following commands have to be send to the ports 0x21 (master)
  35 and 0xA0 (slave).
  36         bit     meaning
  37         0-2     always zeroed
  38         3-7     offset of the interrupt vector (in translation IRQ-interrupt)
  39
  40 ICW3 is sent only when two PICs are present. The command is different for master
  41 and for slave microcontroller.
  42 ICW3 for master:
  43         bit     meaning
  44         0-7     if bit on specific position is set that means it is place of
  45                 connection with slave PIC
  46 ICW3 for slave:
  47         bit     meaning
  48         0-2     slave PIC's ID, not really used in standard PCs
  49         3-7     always zeroed
  50
  51 ICW4 is sent only if bit 0 of ICW1 was set.
  52         bit     meaning
  53         0       if set 8-bit interrupts vector will be used, if zeroed 16-bit
  54                 addressing will be used
  55         1       if set mode AEOI will be enabled what means that EOI message
  56                 will be sent automatically
  57         2       used to specify which controller is the command addressed to,
  58                 *only* when bit 3 is set
  59         3       if set buffered mode will be enabled, not used on standard PCs
  60         4       if set modifies method of transmission master-slave, not used
  61                 on standard PCs
  62         7-5     always zeroed
  63
  64 After receiving all 4 commands PIC will be configured and ready to work.
  65
  66 3. Disabling/enabling IRQs (OCW1)
  67 ---------------------------------
  68
  69 After initialization the main PIC functionallity can be controlled by two
  70 ports. They can be used to disable or enable specific IRQ the hardware way.
  71 These control registers are bit fields where each bit represents one of the
  72 IRQs. If bit is set IRQ is disabled. Accessing these registers can be done
  73 by using command OCW1 (operation control word) which can be send by
  74 reading and/or writing to ports 0x21 (master PIC) and 0xA1 (slave PIC). Master
  75 PIC controls IRQs 0-7, slave PIC controls IRQs 8-15.
  76
  77 4. IRQs description
  78 -------------------
  79
  80 IRQs are used to allow hardware to inform CPU that some event has happened.
  81 Each IRQ is used by different device.
  82
  83         IRQ     Device
  84         0       PIT
  85         1       keyboard
  86         2       slave PIC
  87         3       second serial port
  88         4       first serial port
  89         5       hard disk controller
  90         6       floppy disk controller
  91         7       parell port
  92         8       real time clock
  93         9       not used
  94         10      not used
  95         11      not used
  96         12      ps/2 mouse
  97         13      FPU
  98         14      hard disk controller
  99         15      hard disk controller