为什么6502的中断标志的初始状态为1？

Question

我正在模拟6502处理器,我差不多完成了(现在处于测试阶段)并且我正在使用来自nesdev站点的一些NES测试,它告诉我中断标志和未使用的第5个标志都是最初应该设置为1(即禁用中断),但为什么呢？我可以理解未使用的标志部分,因为它......很好......未使用,但我不明白中断标志.我试过在Google上搜索,有些网站确认它应该设置为1,但没有人解释这背后的原因.为什么中断应该从程序开始被阻止？

Answer 1

上电时,状态寄存器中的"未使用"位通过CPU的内部电路硬连线到逻辑"1".它永远不会是"1"以外的任何东西,因为它不受任何内部标志或寄存器的控制,而是由与"高"信号线的物理连接决定的.

状态寄存器中的"I"标志由CPU复位逻辑初始化为"1",当然可以通过"SEI"和"CLI"程序指令以及CPU本身进行修改(例如在IRQ期间)处理).默认状态为"1"(因此设置中断禁用标志)的原因是主机系统可以执行启动/重置代码,而不必考虑并安排IRQ断言的服务.

许多6502主机系统依赖于IRQ和NMI断言的一些外部触发源 - 通常这将是一个VIA或CIA配套芯片,由MOS技术专门设计为具有可配置定时器和其他事件响应器的接口适配器,可与6502无缝协作响应预定的硬件条件引发中断.这些配套芯片本身需要一些程序驱动的配置,以便将它们设置为已知状态,以便开始观察硬件事件并相应地提高中断.

由于这些芯片可能被硬件初始化为可能不确定的状态,因此6502不希望立即开始为它们提供中断服务,因为这些中断可能完全是假的.通过将'I'标志默认为'on',CPU开始执行'RESET程序,知道软件可以初始化主机系统的其余部分 - 包括VIA和CIA等支持芯片 - 而不会发生虚假的IRQ在整个系统处于可以处理的状态之前.作为示例,考虑一种情况,其中ROM中的CPU IRQ向量指向RAM中的间接向量,其通过RESET代码初始化为IRQ服务例程地址.如果在RESET代码初始化RAM向量之前发生IRQ,它几乎肯定会指向一个随机地址(可能但不保证是$ 0000)并且完全可能发生系统崩溃.默认设置为"I"标志,IRQ不会发生,直到程序发出'CLI',这是在RAM向量地址被正确初始化为指向有效的IRQ服务例程之后.

如果您研究6502 RESET代码的常见示例,您将看到一系列系统初始化例程的重复主题,以设置主机环境(包括用于IRQ生成的支持芯片定时器寄存器),然后执行'CLI'指令代码所做的最后一件事.大多数环境往往基本上是IRQ驱动的,以精确的间隔(例如每个视频帧一次)完成家务和服务程序,因此RESET代码以'CLI'结束,表示初始化 - 包括IRQ生成设置 - 已完成且IRQ服务可以开始.

现在,说完所有这些,什么是阻止NMI在RESET处理期间的任何时候断言,嗯？CPU将努力暂停RESET程序并跳过NMI ROM向量 - 并且'I'标志无效(正如您所期望的那样 - NMI是不可屏蔽的且不能被忽略).因此,具有讽刺意味的是,尽管'I'标志默认为'1'以保护RESET代码免受虚假或过早的IRQ的影响,但仍存在并且始终存在无法阻止的虚假NMI的可能性,并因此可能产生相同的如果向量指向RAM(直接或间接),则会出现问题.

程序员的任务是找到一种方法来管理这些不合时宜的NMI,如果它们发生则它们没有效果,或者至少它们不会干扰RESET处理.因此,可以说,如果软件必须满足这种情况,那么为IRQ做同样的事情就没那么多了 - 这意味着"I"标志默认为"1"可能已从CPU初始化电路中删除,或者,在RESET期间,NMI应该被硬连线忽略.但是,当然,它们在所有情况下都不会是不可屏蔽的,并且您需要在状态寄存器中有一个特殊的"RESET"标志,您可以清除它以告诉CPU RESET处理已完成且NMI现在可以正常服务.但我离题了.;)