PCI LAN_pcie中断

msix中断实现原理

　　根据中断的上报方式区分，PCIE设备有两种方式向处理器提交中断请求：

　　INTx引脚：和其他外设中断请求一样，通过改变中断请求线电平的方式向处理器提交中断请求，INTx属于边带信号，不在PCIE协议处理的范围内；

　　MSI/MSI-X：PCIE设备独有的，基于TLP消息报文，通过存储器写请求TLP向处理器提交中断请求，MSI/MSI-x中断基于TLP消息报文，可以更加合理地处理PCIe总线的”序”；

　　MSI/MSI-X中断基于MSI/MSI-X Capability结构实现，都是通过向MSI/MSI-X Capability结构中的Message Address写Message Data的存储器写请求TLP报文上报中断，Message Address和Message Data依赖处理器体系结构：

　　比如，PowerPC处理器MSI/MSI-X Capability结构中的Message Address是MPIC中断控制器的MSIIR寄存器地址，Message Data里面的值是写入MSIIR寄存器的值；那么MSI/MSI-X中断请求报文就是将Message Data里面的值写入MSIIR寄存器，从而向MPIC中断控制器提交中断，然后，由MPIC中断控制器将中断转发给处理器，然后处理器通过中断响应周期从MPIC中断控制器的ACK寄存器中获得中断向量；

　　MSIIR各字段含义如下：

　　其中，MSIR0~MSIR7的每个bit表示一个中断；

　　又比如x86处理器，与PowerPC处理器不同，x86处理器使用FSB Interrupts Message总线事务转发MSI/MSI-X中断请求，直接将中断提交给处理器，不经过中断控制器，因此，MSI/MSI-X Capability结构中的Message Address存放的是FSB Interrupts存储器空间的基地址；

　　如下图是x86处理器中Message Address和Message Data字段的格式，里面包含了CPU的ID号Destination ID以及中断向量号Vector；

　　MSI/MSI-X中断TLP报文到达RC时，发现TLP的目的地址在FSB Interrupts存储器空间中，则将PCIe总线的存储器写请求转换为Interrupt Message总线事务，并在FSB总线上广播，FSB总线上的CPU根据消息中CPU的ID号选择是否接收这个Interrupt Message总线事务，并进入中断状态，之后CPU直接从总线事务中获得中断向量号，执行相应的中断服务例程，而不需要从APIC中断控制器读取中断向量号。

　　MSI Capability结构：

　　MSI Capability寄存器的结构如上图所示，包括Message Control、Message Address、Message Data、Mask Bits以及Pending Bits这几个主要字段；

　　Message Control字段，存放当前PCIe设备使用MSI机制进行中断请求的状态与控制信息，比如MSI中断个数、MSI ENABLE等；

　　Mask Bits可以用来屏蔽和使能中断，共32bit，每个bit控制一个中断，因此一个PCIe设备最多支持32个MSI中断；

　　MSI Capability寄存器存放在PCIe的配置空间里面；

　　MSI-X Capability结构：

　　MSI-X Capability结构如上图所示，功能与MSI类似；与MSI Capability寄存器不同的是，MSI-X结构中将Message Address、Message Data、Mask Bits放在MSI-X Table里面，并且每一个MSI-X中断有独立的Message Address、Message Data、Mask Bits，封装在MSI-X Table的一个个entry里面，对应的Pending信息存放在Pending Table里面，如下图；

　　MSI-X Table和Pending Table是存放在BAR空间里面的，因此大小没有限制，也就是一个PCIe设备可以支持无限多MSI-X中断，并且每个中断号可以不用连续；

　　MSI中断使用方法：

/* 
 * int pci_enable_msi(struct pci_dev *dev) 
 */
首先，调用pci_enable_msi使能msi中断，在这个函数里面，会根据处理器体系结构初始化MSI Capability寄存器，并且分配中断号保存在pci_dev->irq中；
然后，使用request_irq函数即可注册中断处理函数；

　　MSI-X中断使用方法：

/*
 * int pci_enable_msix_range(struct pci_dev *dev, struct msix_entry 
 *entries, int minvec, int maxvec)
 */
首先，调用pci_enable_msix_range使能msix中断，这个函数里面会根据处理器体系结构初始化MSI-X Capability寄存器，并且分配中断号保存在entries->vector；
然后，使用request_irq函数注册中断处理函数即可；

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