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Interrupções de Maior Prioridade na Arquitetura x86: NMI, MCE e Exceções Críticas

Hierarquia Prioridade Interrupções (x86/x64)

Interrupções processador são priorizadas para garantir eventos críticos sistema tratados imediatamente. Maior para menor:

1. Non-Maskable Interrupt (NMI) – Mais Alta

  • Não pode ser desabilitada por CLI/STI ou flag IF.
  • Sinaliza erros hardware irrecuperáveis: erros paridade/ECC memória, erros fatais PCIe, watchdog timeout, falha hardware.
  • Handler roda em stack NMI dedicada (IST).
  • Tipicamente dispara kernel panic / bugcheck / reboot.

2. Machine Check Exception (MCE) – Vetor 18

  • Erros internos CPU: paridade cache, corrupção TLB, erros barramento, eventos throttling térmico.
  • Registradores model-specific (MSRs) logam detalhes (MCi_STATUS, MCi_ADDR).
  • Podem ser corrigidos (CMC), recuperáveis, ou fatais.

3. Double Fault (#DF) – Vetor 8

  • Segunda exceção enquanto trata primeira (ex: page fault no IDT).
  • Indica stack overflow kernel, corrupção IDT, bug driver severo.
  • Usa Task Gate ou IST para stack separada.
  • Quase sempre fatal → reboot.

4. Page Fault (#PF) – Vetor 14

  • Não prioridade mais alta, mas exceção crítica mais frequente.
  • Demand paging, COW, swap, violação acesso, guard pages.
  • Tratada por gerenciador memória SO; pode resolver (page in) ou fatal (segfault).

5. System Management Interrupt (SMI)

  • Entra System Management Mode (SMM) — modo CPU separado, invisível ao SO.
  • Trata: gerenciamento energia, térmico, controle hardware, serviços runtime BIOS/UEFI.
  • Preempta tudo incluindo NMI (em algumas plataformas).
  • Preocupação segurança: SMM rootkits.

6. Interrupt Monitor Térmico

  • Sensor térmico on-die dispara em Tj,max (ex: 100°C).
  • Throttles clock, assere PROCHOT#, pode disparar shutdown.

7. Watchdog Timer (WDT) Interrupt

  • Timer hardware resetado por heartbeat software.
  • Expiração → NMI ou reset. Detecta kernel hang.
  • IPMI, iDRAC, IPMI, TCO timer (Intel), SP805 (ARM).

Nota Prioridade

Ordenação exata varia por microarquitetura. NMI e SMI são arquitetonicamente mais altas. Interrupções mascaráveis externas (IRQs) são inferiores, priorizadas por APIC/PIC (timer, IPI, dispositivo).