Interrupt in Linux（硬件篇）—— Linux3

zx_wing

2.1.2.2 MADT路径
2.1.2.2.1 MADT表结构
MADT表的entry和MP table大同小异。
MADT表头结构：该结构拥有很多字段，例如版本号、OEM信息等，其中和本文内容相关的字段有3个，见下表：
字段
长度（bytes）
偏移
描述
LAPIC Address
4
36
32bit物理地址，用于CPU访问自身LAPIC
Flags
4
40
Bit1表示系统是否有PIC存在。
1：有，当APIC使用时，PIC的各管脚必须被mask；
0：无。
其它bit预留
APIC structures
-
44
各种中断的描述条目
表2-4 MADT表头
题外话 —— APIC的地址
Spec规定，LAPIC和IOAPIC的寄存器必须被实现成MMIO方式。对于LAPIC来说，每个CPU使用同样的地址访问自己的LAPIC，默认地址是FEE0_0000H。对于IOAPIC，默认基地址是FEC0_0000H，每个IOAPIC占4k地址，从基地址开始连续。
LAPIC地址对齐到4K边界，IOAPIC地址对齐到1K边界。
笔者：每个CPU都用同样的物理地址访问自己的LAPIC。这说明除了x86平台的port I/O具有64K独立的物理地址空间外，LAPIC也拥有独立的物理地址。我能想到的理由是防止CPU访问不属于自己的LAPIC。
LAPIC相关的MADT条目共有三个，分别是：LAPIC entry、LAPIC NMI entry、LAPIC address override entry。
字段
长度（bytes）
偏移
描述
Type
1
0
0（LAPIC）
Length
1
1
8
ACPI Processor ID
1
2
在ACPI processor operator中列出的processorID
APIC ID
1
3
LAPIC ID
Flags
4
4
Bit0：enable位，
0：disable；
1：enable。
其它bit预留
表2-5  LAPIC entry
字段
长度（byte）
偏移
描述
Type
1
0
4（LAPIC NMI）
Length
1
1
6
APCI Processor ID
1
2
Processor object中的CPU的ID。0xff代表所有CPU
Flags
2
3
MPS INIT flags
LAPIC LINT#
1
5
LINT管脚号（0 or 1）
表2-6 LAPIC NMI entry
该表描述NMI中断接LAPIC LINTx管脚的情况，其中MPS INI flags为和MP spec兼容的属性，见下面的MPS INI flags表。
字段
长度（byte）
偏移
描述
Type
1
0
5（LAPIC Address Override）
Length
1
1
12
Reserved
2
2
全0
LAPIC address
8
4
LAPIC的物理地址
表2-7 LAPIC address override entry
该表用于重载MADT表头中的LAPIC地址，整个MADT表中只应该包含一个LAPIC address override entry。
LAPIC Flags
长度（bit）
偏移
描述
Polarity
2
0
IOAPIC管脚有效电平极性
00 由总线决定极性（例如EISA总线为低电平有效，电平触发）
01 高电平有效
10 预留
11 低电平有效
Trigger Mode
2
2
管脚触发模式
00 总线决定（例如ISA总线为edge触发）
01 edge
10 预留
11 level
预留
12
4
全0
表2-8 MPS INIT flags

IOAPIC相关MADT条目：IOAPIC entry、Interrupt Source Overrides entry、NMI entry。
字段
长度（bytes）
偏移
描述
Type
1
0
1（IOAPIC）
Length
1
1
12
IOAPIC ID
1
2
IOAPIC ID
Reserved
1
3
0
IOAPIC address
4
4
32bit物理地址，CPU通过该地址访问IOAPIC。该地址对于每个IOAPIC都是唯一的
GSI Base
４
８
该IOAPIC在GSI空间中的起始号。GSI＝GSI base＋管脚号
表2-9 IOAPIC entry
字段
长度(bytes)
偏移
描述
Type
1
0
2（interrupt source override）
Length
1
1
10
Bus
1
2
0（ISA）
Source
1
3
在ISA上的IRQ号
GSI
4
4
Map到GSI空间后的GSI号
Flags
2
8
见MP INIT flags表
表2-10 Interrupt Source Overrides(ISO)
ISA中断接PIC的0~15脚，通常需要identify mapping到GSI空间。具体的说，ISA中断应该按接PIC的顺序接0号IOAPIC的0~15脚。若平台实现有差异，某个ISA中断没有被identify mapping的时候，需要一个ISO结构来描述。特别需要注意的是，管脚极性不同时，也需要一个ISO结构描述。
举两个例子：
例1：PIT接PIC的0号脚，即IRQ0。当接IOAPIC时，它通常接在2号管脚上，即INTN2。此时需要一个ISO来描述此差异，source字段为0，GSI字段为2（0号IOAPIC的GSI base为0）。
例2：SCI，System Control Interrupt，通常接PIC的管脚9，即IRQ9，FADT会在SCI_INT字段里报告该值。如接到IOAPIC的11号脚，则需要一个ISO描述。Source字段为9，GSI字段为11。
字段
长度（bytes）
偏移
描述
Type
1
0
3（NMI）
Length
1
1
8
Flags
2
2
见MPS INIT Flags
GSI
4
4
该NMI的GSI号
表2-11 NMI entry
描述IOAPIC某个管脚被配置成NMI的情况。NMI不应该被设备使用。
2.1.2.2.2 ACPI中断探测过程
X86的ACPI相关代码位于arch/i386/kernel/acpi目录，其中对各表的解析位于boot.c文件。MADT表的解析经过下列路径：
1、  acpi_boot_initv()调用acpi_process_madt()，后者是解析MADT表的主函数。
2、  acpi_process_madt()首先检查MADT表头，确定MADT表包含多少个描述APIC部件的entry，以及获得LAPIC的默认地址并放入acpi_lapic_addr全局变量中。这在acpi_parse_madt()函数中完成。
3、  紧接着，acpi_parse_madt_lapic_entries()被调用以获得和LAPIC相关的信息。该函数做的事情比较多,依次执行下列步骤：
a、  调用acpi_parse_lapic_addr_ovr()检查是否有LAPIC address override entry，如有，用其中的LAPIC地址覆盖acpi_lapic_addr全局变量。
b、  至此，系统的LAPIC地址就已确定了。调用mp_register_lapic_address()注册，如下：
mp_lapic_addr = (unsigned long) acpi_lapic_addr;
set_fixmap_nocache(FIX_APIC_BASE, mp_lapic_addr);
            set_fixmap_nocache()建立一个un-cacheable的identify mapping映射。
c、  调用acpi_parse_lapic()解析LAPIC entry。如果LAPIC entry的flag字段为enable，将LAPIC ID和ProcessorID的对应关系维护在x86_acpiid_to_apicid全局数组中。并调用mp_register_lapic()注册LAPIC信息。
笔者：ACPI的LAPIC entry和MP spec的processor entry对应。mp_register_lapic()最终调用MP_processor_info()注册CPU信息。为了不把话题铺的太开，我们不介绍这个过程。
d、  最后调用acpi_parse_lapic_nmi()，该函数除打印一些信息，以及在NMI没有接到LINT1脚时打印一条警告信息，并没有实际用处。
4、  如果解析到了LAPIC信息，并且没有错误发生，acpi_parse_madt_lapic_entries()函数返回0表示执行成功，此时会继续解析IOAPIC entry。    acpi_parse_madt_ioapic_entries()进行如下工作：
a、  调用acpi_parse_ioapic()解析IOAPIC entry，并调用mp_register_ioapic()注册IOAPIC信息，等同mp_ioapic_info()。此外，它还注册IOAPIC对应的struct mp_ioapic_routing结构。
b、  调用acpi_parse_int_src_ovr()解析ISO条目，如发现override，调用acpi_sci_ioapic_setup()重载SCI中断，以及调用mp_override_legacy_irq()重载ISA中断。
c、  至此，ISA中断的信息已经全部获得了，调用mp_config_acpi_legacy_irqs()配置ISA中断。该函数功能等同construct_default_ioirq_mptable()。
d、  调用acpi_parse_nmi_src()解析NMI entry，仅打印相关信息。从kernel的注释来看，Linux还不支持IOAPIC管脚配置成NMI。
到此为止，无论是从MP spec路径，还是ACPI路径。Linux完成了平台APIC系统的探测。我们来看看目前得到了些什么东西：
u       LAPIC地址
u       IOAPIC相关信息，在mp_ioapics数组中
u       中断源相关信息，在mp_irqs数组中
嗯，看上去够了。


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/66786/showart_629797.html