CR8寄存器如何用于对x86-64 CPU中的中断进行优先级排序？

Question

我正在阅读有关控制寄存器的英特尔文档，但仍在努力了解如何使用CR8寄存器。引用文档（2-18 Vol. 3A）：

  

任务优先级（CR8的位3：0）—设置阈值   对应于要阻止的最高优先级中断。一种   值为0表示所有中断都被允许。该字段可用   在64位模式下。值15表示将禁止所有中断。

如果您不介意，我有3个快速问题：

1. 因此，CR8的位3至0构成了这16个优先级值。但是优先级是什么？我认为正在运行的“线程”对吗？

2. 但是与接收中断以查看是否必须阻止该中断相比，CR8中的优先级值是多少？

3. 当中断被阻止时，这意味着什么？是“延迟”到以后，还是只是丢弃，即丢失？

Answer 1

CR8指示CPU的当前优先级。当中断待处理时，将中断向量号的位7：4与CR8进行比较。如果向量较大，则将对其进行维修，否则将其暂挂，直到将CR8设置为较低的值为止。

假设使用API​​C，它具有一个IRR（中断请求寄存器），每个中断向量号各一位。将该位置1时，中断将挂起。它可以永远保持这种状态。

当中断到达时，将其与IRR进行或运算。如果该中断已经挂起（即该向量的IRR位已被设置），则新中断将与前一个中断合并。 （您可以说它已被删除，但我不是这样想的；相反，我说这两个被合并为一个。）由于这种合并，中断服务例程必须被设计为处理所有准备好的工作。 ，而不是期望每个工作单元都有明显的中断。

Answer 2

另一个相关的观点是Windows（我假设是Linux）试图始终保持CPU的IRQ级别尽可能低。中断服务例程在较高的硬件中断级别执行尽可能少的工作，然后提示延迟的过程调用以在DPC IRQ级别进行其余工作。除非另外一个IRQ到达，否则DPC通常将立即得到服务，因为它们的优先级高于正常进程。

一旦CPU开始执行DPC，它将在其每个CPU DPC提示中执行所有DPC，然后再将CPU IRQL归零以允许正常线程恢复。

这样做的好处是，任何优先级的传入硬件IRQ都可以中断DPC并几乎立即获得其自己的DPC，因此不会丢失它。

Answer 3

我还应该尝试解释（因为我认为是?）CPU的IRQ级别与IRQ的优先级之间的区别。

在x64上的控制寄存器8可用之前，CPU没有IRQ级别的概念。

Windows NT的设计者决定，系统中的每个逻辑处理器都应具有一个名义IRQ级别，该级别应存储在称为每个CPU的处理器控制块的数据结构中。他们无缘无故地决定应该有32个级别。

还为软件和硬件中断分配了一个级别，因此，如果它们高于CPU分配的级别，则允许它们继续。

Windows不使用PIC / APIC硬件分配的中断优先级，而是使用其中的中断屏蔽位。给各个引脚分配一个向量编号，然后它们得到一个电平。

当Windows在其PCB中提高CPU的LRQL时，它还会重新编程PIC / APIC的中断屏蔽。但不是马上。

每次发生的中断都会导致Windows陷阱调度程序执行并将IRQ级别与CPU IRQL进行比较，如果IRQ级别更高，则会继续执行中断，否则中断Windows，然后重新编程掩码并返回执行线程。

这样做的原因是对PIC进行重新编程需要时间，并且如果没有较低级别的IRQ进入，则Windows可以自行保存工作。

在x64上有CR8，我仍在研究它是如何工作的。