第6章 MSI和MSI-X中断机制

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第6章 MSI和MSI-X中断机制

毛毛虫的爹 2013-07-22 16:28:00 浏览930
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PCI总线中,所有需要提交中断请求的设备,必须能够通过INTx引脚提交中断请求,而MSI机制是一个可选机制。而在PCIe总线中,PCIe设备必须支持MSI或者MSI-X中断请求机制,而可以不支持INTx中断消息。

PCIe总线中,MSIMSI-X中断机制使用存储器写请求TLP向处理器提交中断请求,下文为简便起见将传递MSI/MSI-X中断消息的存储器写报文简称为MSI/MSI-X报文。不同的处理器使用了不同的机制处理这些MSI/MSI-X中断请求,如PowerPC处理器使用MPIC中断控制器处理MSI/MSI-X中断请求,本章将在第6.2节中介绍这种处理情况;而x86处理器使用FSB Interrupt Message方式处理MSI/MSI-X中断请求。

不同的处理器对PCIe设备发出的MSI报文的解释并不相同。但是PCIe设备在提交MSI中断请求时,都是向MSI/MSI-X Capability结构中的Message Address的地址写Message Data数据,从而组成一个存储器写TLP,向处理器提交中断请求。

有些PCIe设备还可以支持Legacy中断方式[1]。但是PCIe总线并不鼓励其设备使用Legacy中断方式,在绝大多数情况下,PCIe设备使用MSI或者MSI/X方式进行中断请求。

PCIe总线提供Legacy中断方式的主要原因是,在PCIe体系结构中,存在许多PCI设备,而这些设备通过PCIe桥连接到PCIe总线中。这些PCI设备可能并不支持MSI/MSI-X中断机制,因此必须使用INTx信号进行中断请求。

PCIe桥收到PCI设备的INTx信号后,并不能将其直接转换为MSI/MSI-X中断报文,因为PCI设备使用INTx信号进行中断请求的机制与电平触发方式类似,而MSI/MSI-X中断机制与边沿触发方式类似。这两种中断触发方式不能直接进行转换。因此当PCI设备的INTx信号有效时,PCIe桥将该信号转换为Assert_INTx报文,当这些INTx信号无效时,PCIe桥将该信号转换为Deassert_INTx报文。

Legacy中断方式相比,PCIe设备使用MSI或者MSI-X中断机制,可以消除INTx这个边带信号,而且可以更加合理地处理PCIe总线的“序”。目前绝大多数PCIe设备使用MSI或者MSI-X中断机制提交中断请求。

MSIMSI-X机制的基本原理相同,其中MSI中断机制最多只能支持32个中断请求,而且要求中断向量连续,而MSI-X中断机制可以支持更多的中断请求,而并不要求中断向量连续。与MSI中断机制相比,MSI-X中断机制更为合理。本章将首先介绍MSI/MSI-X Capability结构,之后分别以PowerPC处理器和x86处理器为例介绍MSIMSI-X中断机制。



[1] 通过发送Assert_INTxDeassert_INTx消息报文进行中断请求,即虚拟中断线方式。

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