一些与中断相关的信息(收集整理的)



EOI(end of Interrupt)：发送给可编程中断控制器的信号，指示当前中断已经处理完成。EOI信号在中断回调函数处理完成是被发送，或者PIC能够发送一个auto-Eoi在启动中断回调处理时。

APIC & 8259A

X86计算机的CPU中断只提供了两条外部引接：NMI和INTR。NMI(NonMaskable
Interrupt)是不可屏蔽中断，通常用于电源掉电和物理存储器奇偶检验。INTR是可屏蔽中断，可以通过设置中断屏蔽位来屏蔽中断，主要用于接收外部硬件设备的中断信号。这些信号由中断控制器传递给CPU。

常用的中断控制器有两种：

可编程中断控制器8259A

高级可编程中断控制器(APIC)

8259A只适合单CPU的情况，为了充分挖掘SMP体系架构的并行性，能够把中断传递给系统中的每个CPU。基于此，Intel引入了一种名为I/O高级可编程控制器的新组件来替代原有的8259A。该组件包含两大部分：一是“本APIC”，主要负责传递中断信号给指定的CPU；一个具有三个CPU的机器，则它须对应有三个本地APIC。另外一个重要的部分是I/O
APIC，主要负责收集来自I/O装置的interrupt信号，系统中最多可拥有8个I/O
APIC。

每个本地APIC都有32位的寄存器，一个内部时钟，一个本地定时设备及本地中断保留的两条额外的IRQ线LINT0和LINT1。所有本地APIC都连接I/O
APIC，形成一个多级APIC系统。如下图所示：

 

 

目前大部分单处理器系统都包含了一个I/OAPIC芯片，可以通过如下两种方式对这种芯片进行配置：

作为一个标准的8259A工作方式。本地APIC被禁止，外部I/O APIC连接到CPU，两条LINT0和LINT1分别连接到INTR和NMI引脚；

作为一个标准外部I/O APIC。本地APIC被激活，且所有的外部中断都通过I/O APIC接收。

中断分类

中断可分为同步中断和异步中断：

同步中断是当指令执行时由CPU控制单元产生，之所有成为同步，是因为只有在一条指令执行完毕后CPU才会发出中断，而不是发生在代码指令执行期间，比如系统调用；

异步中断指由其他硬件设备依照CPU时钟信号随机产生，即意味着中断能够在指令之间产生，比如键盘中断。

根据Intel官方资料，同步中断成为异常(exception)，异步中断被成为中断(interrupt)。

中断可分为可屏蔽中断(MaskableInterrupt)和非屏蔽中断(Non
Maskable interrupt)。异常分为故障(fault)、陷阱(trap)和终止(abort)。

从广义上讲，中断可分为四类：中断、故障、陷阱和终止。

类型

原因

异步/同步

返回行为

中断

来自I/O设备的信号

异步

总是返回到下一条指令

故障

潜在可修复的错误

同步

返回到当前指令

陷阱

有意的异常

同步

总是返回到下一条指令

终止

不可恢复的错误

同步

不会返回

X86体系结构的每个中断都被赋予一个唯一的编号或者向量（8位无符号整数）。非屏蔽中断和异常向量是固定的，而可屏蔽中断向量可以通过中断控制器的编程来改变。

 

        
中断描述表(InterruptDescriptor Table)IDT是一个系统表，它和每个中断或异常向量相关联，每个中断在表中存放的是相应的中断或者异常处理的入口地址。内核在允许中断产生前，也就是在系统初始化时，必须把IDT表的初始化地址装载到idtr寄存器中，初始化表中的每一项。

        

        
Linux中断向量分布( fromarch/x86/include/asm/irq_vectors.h)

        
在Linux系统中，每个CPU
Core有256个IDT项，每个项有8个字节。它们是CPU执行的跳转表，当一个中断向量被触发，包括中断、故障、陷阱和终止，CPU根据IDT的地址执行相应的跳转。

        
在Linux启动时，将设置每个中断向量的内核跳转地址，设置后在整个系统运行期间，不会做改动。下面是IDT项的普通分布表：

向量号

描述

备注

0 … 31

系统陷阱和故障

 

32 … 127

设备中断

 

128

Int 80H系统调用接口

 

129 …INVALIDATE_TLB_VECTOR_START-1

设备中断

INVALIDATE_TLB_VECTOR_START是什么？

INVALIDATE_TLB_VECTOR_START … 255

特殊中断

特殊中断什么意思？

        
X86_64系统每个core都有一个IDT表，X86_32系统共享一个IDT表。