什么是异常/中断，在ia32中，两者的关系如何
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发布时间：2022-03-28 15:37
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懂视网
时间：2022-03-28 19:58
ia32处理器有：代码段即存放指令代码；数据段即存放数据（数据默认存放在数据段，也可放在其他段）；堆栈段即堆栈区域。
中央处理器（CPU，英语：Central Processing Unit / Processor），是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。电脑中所有操作都由CPU负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。
程序是由指令构成的序列，执行程序就是按指令序列逐条执行指令。一旦把程序装入主存储器中（简称主存），就可以由CPU自动地完成从主存取指令和执行指令的任务。
热心网友
时间：2022-03-28 17:06
先简单描述一下中断和异常相关的基本概念：
中断是一种机制，这种机制使I/O设备能够打断cpu当前正在进行的计算，这种机制使cpu能够同时进行计算和I/O操作。
异常，当cpu在执行指令的时候探测到一个错误条件，就会产生一个异常，比如被零除，访问的数据当前不在内存中等。
不管是中断还是异常，内核是通过中断向量号来识别的，cpu将中断向量号做为中断描述表的索引，相应的表项中包含了
中断处理程序或者异常处理程序的地址。
这里将不讨论I/O设备产生的中断，因为其牵扯的内容多且有点复杂，留作以后分析。
因为异常是cpu内部识别的，所以其对应的中断向量号是固定的，处理期间中断对应的中断向量号也是固定的，将从这些
中断和异常里面摘取几个典型简要分析一下，看看在能处理异常和中断前，freebsd9.2所完成的初始化工作以及
IA32提供的中断处理机制。
[IA32：高级可编程中断控制器(APIC)]-对于APIC，下面简单介绍一下相关概念以及用来发送处理器间中断的寄存器，详细信息
可以参考"Intel 64 and IA-32 ArchitecturesSoftware Developer’s Manual Volume 3A"第十章，将处理器间中断简称为IPI。
在IA32中，APIC分为local APIC和I/O APIC两种：
local APIC，主要用来完成：
1：从cpu的处理器引脚，或者外部中断源，或者外部的I/O APIC接收中断，并将中断发送给处理器核心进行处理。
2：在SMP系统中，local APIC从系统总线上接收其它cpu发送的IPI消息或者将IPI消息通过系统总线发送给其它cpu，IPI消息
也可以用来在系统中的cpu间分发中断。
I/O APIC：主要用来接收I/O设备产生的中断，并且将中断转换为中断消息发送给local APIC，关于I/O 1PIC将不会去深入分析，
知道其作用就行；作为一个实例，大家可以参考82093AA I/O APIC这个中断控制器芯片的详细说明。
local APIC和I/O APIC的关系图如下所示：
local APIC包含了一组寄存器，在local APIC能正确工作之前，要初始化这些寄存器，其中有些寄存器是只读的，在SMP系统的配置
中，这组寄存器被映射到一个大小为4KB的连续物理地址空间中，起始物理地址为FEE00000H，当然也可以通过修改IA32_APIC_BASE MSR
这个寄存器来更改起始物理地址。
下面简单描述一下两个local APIC寄存器：Local APIC ID Register和Interrupt Command Register。
[Local APIC ID Register]：
在加电时，系统硬件会给每个local APIC分配一个唯一的APIC ID，系统硬件基于系统拓扑以及编码插槽位置信息等获取一个APIC ID。
在SMP系统中，BIOS和操作系统使用local APIC ID 作为cpu的id，和前面描述的logical cpu id不同，该寄存器如下图所示。
[Interrupt Command Register]-该寄存器是64bit，主要用来发送IPI，为了发送一个IPI，必须要正确的构造这个寄存器，向低32位
执行一个写操作，将导致一个IPI被发送，寄存器详细格式如下图所示，正确构造这个寄存器就是用正确的值来初始化其中的字段：
只关心下面的字段：
Vector：中断向量号。
Delivery Mode：指定了IPI发送类型，Fixed之外的类型大部分在多处理器启动阶段使用，用来启动AP等。
Delivery Status：指示IPI的发送状态。0：IPI已经成功发送出去；1：还没有完成IPI的发送。
Destination：IPI的目的地，只有当Destination Shorthand字段为00时，才使用，此时该字段的值为目的cpu的local APIC ID。
Destination Shorthand：使用速记符号指定IPI的目的地，编码如下：
00：IPI目的地在Destination字段中指定。
01：IPI的目的地仅包括发送此IPI的cpu。
10：IPI的目的地为系统中全部cpu，包括发送此IPI的cpu。
11：IPI的目的地为系统中除发送此IPI的cpu以外的cpu。
热心网友
时间：2022-03-28 18:24
