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2010-03-08 11:31:10
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：
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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 |
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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 |
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APIC structures |
- |
44 |
各种中断的描述条目 |
2-4 MADT表头
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。
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字段 |
长度（bytes） |
偏移 |
描述 |
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Type |
1 |
0 |
0（LAPIC） |
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Length |
1 |
1 |
8 |
|
ACPI Processor ID |
1 |
2 |
在ACPI processor operator中列出的processorID |
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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
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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 |
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Flags |
2 |
3 |
MPS INIT flags |
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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。
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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。
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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 |
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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。
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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
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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 |
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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。
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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 |
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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。
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。
