x86架构中的外部中断结构

架构中的外部中断结构"/>

x86架构中的外部中断结构

Python微信订餐小程序课程视频

Python实战量化交易理财系统

      本文主要讲解了x****86体系架构从外部设备接受中断的过程，本文是系列文章的第一部分，试图回答以下问题：

• 什么是PIC以及它的用途是什么？
• 什么是APIC以及它的用途是什么？LAPIC和I/O APIC的目的是什么？
• APIC,xAPIC以及x2APIC之间的区别在哪儿？
• 什么是MSI? MSI以及MSI-X之间的存在哪些区别？
• $PIR, MPtable, 和 ACPI tables的用途是什么？

如果你想知道上述问题的答案，或者仅仅想简单了解一下中断控制器的发展过程，耐心看完本文，你一定会有收获。

原文地址：

本文是翻译的国外大佬的文章，根据自己的理解稍加修改了语序，由于自己也在学习阶段，翻译难免有纰漏，如果感觉有些地方读不懂，建议可以去看看原文，并向我提出翻译修改的建议，谢谢。

《External Interrupts in the x86 system. Part 1. Interrupt controller evolution》

Introduction

对于那些不了解中断（interrupt）是啥的同学，这里引用Wikipedia的内容进行简单的介绍：

在系统编程中，中断是由硬件或软件向CPU(处理器)发出的一种信号，提示CPU需要立即处理一些高优先级任务。 中断提醒CPU注意高优先级任务，同时停止CPU当前正在执行的代码。 随后CPU暂停当前运行的代码、保存程序状态、转而去执行一个中断处理程序（或中断服务程序，ISR）来响应中断事件。 中断是暂时的，在中断处理程序完成后，处理器恢复到之前运行的代码。

中断一般分为两类：硬件中断和软件中断。

• 硬件中断：外设一般使用硬件中断向操作系统传递自身需要运行的信号，在计算机内部，外部设备通过向处理器发送电子警报信号实现硬件中断，例如磁盘控制器，或者外部设备，当按下键盘上的键或移动鼠标时会触发硬件中断，从而使处理器读取按键值或鼠标位置。启动硬件中断的行为被称为中断请求（IRQ）。
• 软件中断：软件中断是由处理器本身的异常，或者是指令集中特殊指令在执行时引起的中断。 前者通常称为陷阱（trap）或异常（exception），用于处理程序执行期间发生的错误或事件，这些错误或事件无法在程序内处理。 例如，数字除以零，会引发除零异常，由此产生软件中断。

本文主要讲解的是硬件中断****IRQ。

中断的目的是什么？ 举个例子，在网卡传输数据包的过程中，我们希望数据包到达后立即对来自网卡的传入数据包执行操作，而不是cpu连续询问网卡«我的数据包到达了吗？»，轮询方式会浪费cpu处理的时间，在这个案例之下可以使用外部硬件中断 IRQ，