如何完全暂停处理器？

Question

我正在为基于x86的PC编写一个小型引导加载程序.问题是在执行这些指令后CPU仍以某种方式处于活动状态:

sti
hlt

sti应该禁用下一条指令的中断
hlt应该完全停止处理器

由于它们一起使用,我认为它们只会"冻结"计算机.但是当我组装它并将其作为软盘映像安装在VirtualBox中时,我的CPU会跳到100%.

我究竟做错了什么？

Answer 1

我想补充一条关于'cli'的评论,因为我过去曾经被这几次咬过.'cli'指令不会阻止所有中断 - 它只会阻止可屏蔽的中断.可以想象,由于不可屏蔽中断(NMI),系统仍然可以被唤醒.

由于其中一条评论表明计算机已准备好关闭,我预计系统中没有其他线程/进程/任务可以运行(否则NMI可能会导致重新安排).对于您描述的场景,NMI不太可能; 但是,根据您对出错的偏执程度,您可能希望添加一个循环来防范这种可能性.

sysSuspend:
    cli
    hlt
    jmp sysSuspend

Answer 2

我觉得你对这两个命令都有点困惑.

该sti命令启用中断,cli命令禁用它们.

暂停状态类似于空闲循环,因此它不会暂停处理器.

以下是一些可能对您有所帮助的链接:有关STI/CLI命令的信息:http://en.wikipedia.org/wiki/STI_%28x86_instruction%29

有关x86指令的信息:http://en.wikipedia.org/wiki/X86_instruction_listings 这里有一个指向hlt可能有用的命令的链接.

如果您暂停处理器,如果禁用中断,如何再次唤醒它？

Answer 3

这个问题可以重新表述为更正确的问题：如何完全暂停控制流？实际上，此任务可以分为两个子任务：

1. 暂停当前​​（同步）控制流。

   • 简单的繁忙循环（100％CPU使用率，大功耗，高热效应）。

   • 基于暂停的循环（省电模式C1，大多数CPU逻辑不通电）。

2. 防止控制流的异步切换。

   • IDT中的存根中断处理程序。

   • 全局中断控制器（PIC或IO APIC）上的中断屏蔽。

   • 在本地中断控制器（Local APIC）上屏蔽中断。

   • 屏蔽CPU核心逻辑上的中断。

无论如何，您必须了解并准备好NMI处理，因为没有机制可以使您禁用它们。

理想的解决方案：

    mov  EDX, NMI_INT_HANDLER_STUB; // address of installed handler
    mov  ECX, 0x02                ; // id of the NMI handler in IDT 
    call InstallHandlerInIDT      ; 
    cli                           ; // mask all maskable interrupts on CPU core
SUSPEND:
    hlt                           ; // turn CPU into HALT state (power saving mode C1)
    jmp SUSPEND                   ; // try again if NMI had happened

NMI_INT_HANDLER_STUB:
    iretd                         ; // Complete handling immediatelly and return back.