INTEL手册中，APIC部分阅读笔记

INTEL手册中，APIC部分阅读笔记

以前看手册的时候没仔细看APIC这部分，最近要用到，所以又看了下。几分钟前刚看完，趁热打铁，把有印象的东西记录一下。免得自己以后忘记，也希望对新手有所帮助。不对的地方也欢迎指正。


参考资料：
INTEL手册的下载连接看这里：
http://biosren.com/thread-92-1-1.html
APIC部分在第三册A的 CHAPTER 10.

正文：
APIC的全写是Advanced Programmable Interrupt Controller，用来管理中断的。注意不要和ACPI（Advanced Configuration and Power Interface电源管理）搞混。APIC的前身是PIC，比如8259A.不过现在已经很少用了。

APIC实际上分成2类。一类叫LOCAL APIC，直接连在PROCESSOR上，每个PROCESSOR一个。还有一类叫I/O APIC，用来管理外设过来的中断，一般一个机器里面就一个（即使是多核系统）。在INTEL IA32手册中讲的是LOCAL APIC，下面说的APIC都是指LOCAL APIC。所谓的LOCAL，应该是相对PROCESSOR而言的，因为离PROCESSOR比较近，所以叫LOCAL.

LOCAL APIC可以处理以下的中断来源：
1）本地相连的I/O设备。比如直接连在LINT0,LINT1管脚上的设备。不过我不知道一般什么样的设备是这么连的。
2）外部的I/O设备。这些设备产生的中断先经过I/O APIC,然后再通过LOCAL APIC到达处理器。
3）Inter-processor interrupts (IPIs) 处理器之间的中断。现在多处理器结构已经很常见了。当一个处理器想中断另外一个的时候，就可以用IPI。
4）APIC定时器中断。APIC上自带了定时器，这个在OS中也是很常用的。
5）Performance monitoring counter interrupts，性能监视计数器中断。看来INTEL还是很替软件开发人员考虑的，直接在硬件上作了个性能监视计数器。
6）温度传感器中断。估计是防止CPU温度过高用的。在PENTIUM 4 AND XEON的处理器上有。
7）APIC内部错误中断。

APIC可以看成是一个独立的硬件，有自己的一堆寄存器，叫做local vector table or LVT。可以进行读写来控制APIC的某些特性和设置。

APIC实际上又可以细分为3个版本。（这里插一句，以前只觉得软件版本特别多，对硬件没啥很深的感触。现在看看INTEL的东西，版本也不少。）最早的P6家族用的是APIC。PENTIUM 4 AND XEON 用的是xAPIC，然后还有个x2APIC。以后不知道是不是再出什么x4APIC OR x8APIC。

检测APIC版本可以用CPUID指令。

在xAPIC模式中，它的寄存器是通过内存映射的方式映射到一段物理地址。有一个默认值。为了防止同其他地址冲突，这个基地址又可以重新指定到另外一个地方。估计BIOS开发人员在对付APIC时会用到这个功能。

在x2APIC模式中，取消了内存映射方式来读取APIC的寄存器，而是采用了MSR的方式。MSR的全写是Model-specific register。也就是每个型号特有的寄存器。这样的好处是不用再担心内存地址的冲突问题。

不同的APIC模式的开启，关闭以及状态切换之间又有一些规则。如果你要自己改这些地方，就要按照规定来。同时注意在x2APIC模式下，写入寄存器的时候不保证顺序，所以要自己小心，比如用个BARRIER之类的。

最后说下MSI(MESSAGE SIGNALLED INTERRUPTS). 在PCI 3.0中已经有了MSI，不过是可选的。到了PCI EXPRESS，这个就变成必须支持的了。实现的方式主要靠2个寄存器：a Message Data Register(MDR) and a Message Address Register(MAR)。当要发送MSI的时候，PCI设备往MAR写一个MDR规定好的数据即可。具体的含义可以看手册。