在探讨中断亲和力的实现原理之前，我们首先来了解 I/O APIC 中的组成。
I/O APIC 由一组 24 条 IRQ 线，一张 24 项的中断重定向表（Interrupt Redirection Table），可编程寄存器，以及通过 APIC 总线发送和接收 APIC 信息的一个信息单元组成。其中与中断亲和力息息相关的是中断重定向表， 中断重定向表表中的每一项都可以被单独编程以指明中断向量和优先级、目标处理器及选择处理器的方式 。
通过表 2，不难发现 8259A 和 APIC 中断控制器最大不同点在于 hw_interrupt_type 类型变量的最后一项。对于 8259A 类型，set_affinity 被置为 NULL，而对于 SMP 的 APIC 类型，set_affinity 被赋值为 set_ioapic_affinity。
在系统初始化期间，对于 SMP 体系结构，将会调用 setup_IO_APIC_irqs() 函数来初始化 I/O APIC 芯片，芯片中的中断重定向表的 24 项被填充。在系统启动期间，所有的 CPU 都执行 setup_local_APIC() 函数，完成本地的 APIC 初始化。当有中断被触发时，将相应的中断重定向表中的值转换成一条消息，然后，通过 APIC 总线把消息发送给一个或多个本地 APIC 单元，这样，中断就能立即被传递给一个特定的 CPU，或一组 CPU，或所有的 CPU，从而来实现中断亲和力。
当我们通过 cat 命令将 CPU 掩码写进 smp_affinity 文件时，此时的调用路线图为：write() ->sys_write() ->vfs_write() ->proc_file_write() ->irq_affinity_write_proc() ->set_affinity() ->set_ioapic_affinity() ->set_ioapic_affinity_irq() ->io_apic_write()；其中在调用 set_ioapic_affinity_irq() 函数时，以中断号和 CPU 掩码作为参数，接着继续调用 io_apic_write()，修改相应的中断重定向中的值，来完成中断亲和力的设置。当执行 ping 命令时，网卡中断被触发，产生了一个中断信号，多 APIC 系统根据中断重定向表中的值，依照仲裁机制，选择 CPU0~3 中的某一个 CPU，并将该信号传递给相应的本地 APIC，本地 APIC 又中断它的 CPU，整个事件不通报给其他所有的 CPU。
新特性展望——中断线程化（Interrupt Threads）
在嵌入式领域，业界对 Linux 实时性的呼声越来越高，对中断进行改造势在必行。在 Linux 中，中断具有最高的优先级。不论在任何时刻，只要产生中断事件，内核将立即执行相应的中断处理程序，等到所有挂起的中断和软中断处理完毕后才能执行正常的任务，因此有可能造成实时任务得不到及时的处理。中断线程化之后，中断将作为内核线程运行而且被赋予不同的实时优先级，实时任务可以有比中断线程更高的优先级。这样，具有最高优先级的实时任务就能得到优先处理，即使在严重负载下仍有实时性保证。
目前较新的 Linux 2.6.17 还不支持中断线程化。但由 Ingo Molnar 设计并实现的实时补丁，实现了中断线程化。最新的下载地址为：
RedHat.com/~mingo/realtime-preempt/patch-2.6.17-rt9
下面将对中断线程化进行简要分析。
在初始化阶段，中断线程化的中断初始化与常规中断初始化大体上相同，在 start_kernel() 函数中都调用了 trap_init() 和 init_IRQ() 两个函数来初始化 irq_desc_t 结构体，不同点主要体现在内核初始化创建 init 线程时，中断线程化的中断在 init() 函数中还将调用 init_hardirqs（kernel/irq/manage.c（已经打过上文提到的补丁）），来为每一个 IRQ 创建一个内核线程，最高实时优先级为 50，依次类推直到 25，因此任何 IRQ 线程的最低实时优先级为 25。
void __init init_hardirqs(void)
{
……
for (i = 0; i < NR_IRQS; i++) {
irq_desc_t *desc = irq_desc + i;
if (desc->action && !(desc->status & IRQ_NODELAY))
desc->thread = kthread_create(do_irqd, desc, "IRQ %d", irq);
……
}
}
static int do_irqd(void * __desc)
{
……
/*
* Scale irq thread priorities from prio 50 to prio 25
*/
param.sched_priority = curr_irq_prio;
if (param.sched_priority > 25)
curr_irq_prio = param.sched_priority - 1;
……
}
如果某个中断号状态位中的 IRQ_NODELAY 被置位，那么该中断不能被线程化。
在中断处理阶段，两者之间的异同点主要体现在：两者相同的部分是当发生中断时，CPU 将调用 do_IRQ() 函数来处理相应的中断，do_IRQ() 在做了必要的相关处理之后调用 __do_IRQ()。两者最大的不同点体现在 __do_IRQ() 函数中，在该函数中，将判断该中断是否已经被线程化（如果中断描述符的状态字段不包含 IRQ_NODELAY 标志，则说明该中断被线程化了），对于没有线程化的中断，将直接调用 handle_IRQ_event() 函数来处理。
fastcall notrace unsigned int __do_IRQ(unsigned int irq, struct pt_regs *regs)
{
……
if (redirect_hardirq(desc))
goto out_no_end;
……
action_ret = handle_IRQ_event(irq, regs, action);
……
}
int redirect_hardirq(struct irq_desc *desc)
{
……
if (!hardirq_preemption || (desc->status & IRQ_NODELAY) || !desc->thread)
return 0;
……
if (desc->thread && desc->thread->state != TASK_RUNNING)
wake_up_process(desc->thread);
……
}
