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分类: LINUX

2021-10-12 19:34:17

1. MSI/MSI-X概述
PCIe有三种中断,分别为INTx中断,MSI中断,MSI-X中断,其中INTx是可选的,MSI/MSI-X是必须实现的。

1.1 什么是MSI中断?
MSI, message signal interrupt, 是PCI设备通过写一个特定消息到特定地址,从而触发一个CPU中断。特定消息指的是PCIe总线中的Memory Write TLP, 特定地址一般存放在MSI capability中。

和传统的INTx中断相比,MSI中断有以下几个优点:
(1) 基于引脚的传统中断会被多个设备所共享,中断共享时,如果触发了中断,linux需要一一调用对应的中断处理函数,这样会有性能上的损失,而MSI不存在共享的问题。
(2) 设备向内存写入数据,然后发起引脚中断, 有可能会出现CPU收到中断时,数据还没有达到内存。 而使用MSI中断时,产生中断的写不能越过数据的写,驱动可以确信所有的数据已经达到内存。
(3) 多功能的PCI设备,每一个功能最多只有一个中断引脚,当具体的事件产生时,驱动需要查询设备才能知道是哪一个事件产生,这样会降低中断的处理速度。而一个设备可以支持32个MSI中断,每个中断可以对应特定的功能。

1.2 什么是MSI-X中断?
MSI-x是MSI的扩展和增强。MSI有它自身的局限性,MSI最多支持32个中断,且要求中断向量连续, 而MSI-x没有这个限制,且支持的中断数量更多。此外,MSI-X的中断向量信息并不直接存储在capability中,而是在一块特殊Memory中.

MSI和MSI-X的规格对比:

MSI    MSI-X
中断向量数    32    2048
中断号约束    必须连续    可以随意分配
MSI信息存放    capability寄存器    MSI-X Table(BAR空间)
总之,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。

[root@localhost linux]# lspci -s 00:16.0 -v
00:16.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01) (prog-if 00 [Normal decode])
    Flags: bus master, fast devsel, latency 0, IRQ 32
    Bus: primary=00, secondary=0b, subordinate=0b, sec-latency=0
    I/O behind bridge: 00005000-00005fff
    Memory behind bridge: fd300000-fd3fffff
    Prefetchable memory behind bridge: 00000000e7900000-00000000e79fffff
    Capabilities: [40] Subsystem: VMware PCI Express Root Port
    Capabilities: [48] Power Management version 3
    Capabilities: [50] Express Root Port (Slot+), MSI 00
    Capabilities: [8c] MSI: Enable+ Count=1/1 Maskable+ 64bit+
    Kernel driver in use: pcieport
    Kernel modules: shpchp



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