第三章 你應該知道的硬件知識
3.1 APIC和PIC共存下的系統
PIC徹底走進歷史的日子已經不遠，Windows已經開始叫囂要放棄對PIC系統的支持，新的架構也徹底和PIC說byebye（例如我們偉大的IA64^_^）。當然，PIC還會繼續在單片機、嵌入式領域發揮餘熱，這就不是我們所能理會的了。但目前PIC和APIC共存的情況還普遍存在，MP spec爲PIC和APIC共存的平臺規定了三種模式：PIC mode、Virtual Wire Mode、Symmetric I/O Mode。
筆者：Symmetric這個單詞打着甚爲麻煩，下文把Symmetric I/O Mode稱爲APIC mode。
三種模式中，PIC mode和Virtual Wire Mode互斥存在，所謂有你沒它。APIC mode是所有MP平臺最終進入的模式。Spec規定，爲了PC/AT compatibility，系統在RESET後首先進入PIC mode或者Virtual Wire mode，操作系統（或BIOS）在適當時候切換入APIC mode。
IMCR，Interrupt Mode Configuration Register，中斷模式配置寄存器，控制當前系統的中斷模式——PIC？還是APIC？當系統RESET後，該寄存器清0，系統默認進入PIC模式。此時BSP（Boot Startup Processor，多處理器系統中第一個啓動的CPU）的NMI和INTR腳爲硬連線，直接從外部接入，不經過APIC。下圖顯示了這個結構：
圖3-1 PIC模式中斷連接圖
注意圖中的虛線，PIC模式下，外部中斷通過PIC直接到達BSP的INTR腳，而NMI直接連接BSP的NMI腳。
對IMCR寫1，可將系統切換至APIC模式。此時外部中斷直接通過APIC到達CPU，NMI則連接LAPIC的LINT1腳。
題外話 —— IMCR的訪問
MP spec規定，I/O端口22h和23h用於支持IMCR寄存器。對22h端口寫70h可選中IMCR，此時對23h端口讀/寫即可。此外，如果PIC mode沒有實現，IMCR則可能沒有實現。MP table的MP feature information字節的IMCRP bit報告平臺是否有ICMR。
筆者：IMCR和PIC mode可能已被埋入了歷史的黃土。筆者查閱了ICH9（ICH即南橋）的spec，沒有找到該寄存器的描述。Google了一下，除了mp spec其它地方都沒提到它。竊以爲，此物已死。
顧名思義，該模式有一條“虛導線”。這條“虛導線”就是APIC——LAPIC或IOAPIC。除此之外，該模式和PIC模式沒有大的區別。
IOAPIC用作“虛導線”情況如下：
圖3-2 Virtual Wire Mode —— IOAPIC
如圖虛線，外部中斷通過PIC連接的IOAPIC管腳，最終到達BSP。當然，連接PIC的這個管腳需要被配置成ExtINT模式。
筆者：spec對IOAPIC用作Virtual Wire的描述只有寥寥數語。根據前面介紹IOAPIC的內容，我們來猜測一下IOAPIC是什麼樣的。首先，IOAPIC的PRT表已經配置好了，不然無法向LAPIC發中斷消息。其次由於外部中斷即連接PIC又連接IOAPIC，爲了避免出現中斷復接的情況，IOAPIC中除了連接PIC的管腳，其它的都應該被mask。連接PIC的管腳delivery mode配置成ExtINT。再來猜猜PIC是什麼樣的。圖中沒有話出，但PIC的INTA腳肯定是連到了BSP的，因爲對於配置成ExtINT的中斷消息，CPU要通過INTA腳應答PIC，並接收中斷的vector …… 以上純屬個人猜測
LAPIC用作Virtual Wire的情況：
圖3-3 Virtual Wire Mode —— LAPIC
還是看圖中虛線，這次PIC接的是BSP的LINT0腳，當然，該管腳也要配置成ExtINT模式。
筆者：MP spec沒說如何從Virtual Wire Mode切換到APIC模式。我們再猜測一下，重新配置模式爲ExtINT（LAPIC或IOAPIC）的管腳，將PIC的所有管腳mask掉？
沒什麼好說的，直接看圖：
圖3-4 APIC mode
一個要求，進入APIC模式後要將PIC的所有管腳mask掉。