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Vol. 3A xi
CONTENTS
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CHAPTER 10
ADVANCED PROGRAMMABLE
INTERRUPT CONTROLLER (APIC)
10.1 LOCAL AND I/O APIC OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1
10.2 SYSTEM BUS VS. APIC BUS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-5
10.3 THE INTEL
®
82489DX EXTERNAL APIC, THE APIC, THE XAPIC, AND THE X2APIC. . . . 10-5
10.4 LOCAL APIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-6
10.4.1 The Local APIC Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-6
10.4.2 Presence of the Local APIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10
10.4.3 Enabling or Disabling the Local APIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10
10.4.4 Local APIC Status and Location. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11
10.4.5 Relocating the Local APIC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12
10.4.6 Local APIC ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12
10.4.7 Local APIC State. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13
10.4.7.1 Local APIC State After Power-Up or Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-14
10.4.7.2 Local APIC State After It Has Been Software Disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-14
10.4.7.3 Local APIC State After an INIT Reset (“Wait-for-SIPI” State). . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15
10.4.7.4 Local APIC State After It Receives an INIT-Deassert IPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15
10.4.8 Local APIC Version Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15
10.5 EXTENDED XAPIC (X2APIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-16
10.5.1 DETECTING AND ENABLING x2APIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-16
10.5.1.1 Instructions to Access APIC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-17
10.5.1.2 APIC Register Address Space. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18
10.5.1.3 Reserved Bit Checking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-21
10.5.2 x2APIC Register Availability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-22
10.5.3 MSR Access in x2APIC Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-22
10.5.4 VM-exit Controls for MSRs and x2APIC Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-22
10.5.5 Directed EOI with x2APIC Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-23
10.5.6 x2APIC State Transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-24
10.5.6.1 x2APIC States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-24
x2APIC After RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-26
x2APIC Transitions From x2APIC Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27
x2APIC Transitions From Disabled Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27
State Changes From xAPIC Mode to x2APIC Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27
10.5.7 System Software Transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27
10.5.8 CPUID Extensions And Topology Enumeration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-28
10.5.8.1 Consistency of APIC IDs and CPUID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-29
10.6 HANDLING LOCAL INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-30
10.6.1 Local Vector Table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-30
10.6.2 Valid Interrupt Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-33
10.6.3 Error Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-34
10.6.3.1 x2APIC Differences in Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-35
10.6.4 APIC Timer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-36
10.6.5 Local Interrupt Acceptance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-38
10.7 ISSUING INTERPROCESSOR INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-38
10.7.1 Interrupt Command Register (ICR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-38
10.7.1.1 ICR Operation in x2APIC Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-44
10.7.2 Determining IPI Destination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-46
10.7.2.1 Physical Destination Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-46
10.7.2.2 Logical Destination Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-47
10.7.2.3 Logical Destination Mode in x2APIC Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-49