MSI-X 之有别于MSI
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MSI-X Capability结构
MSI-X Capability中断机制与MSI Capability的中断机制类似。PCIe总线引出MSI-X机制的主要目的是为了扩展PCIe设备使用中断向量的个数,同时解决MSI中断机制要求使用中断向量号连续所带来的问题。
MSI中断机制最多只能使用32个中断向量,而MSI-X可以使用更多的中断向量。目前Intel的许多PCIe设备支持MSI-X中断机制。与MSI中断机制相比,MSI-X机制更为合理。首先MSI-X可以支持更多的中断请求,但是这并不是引入MSI-X中断机制最重要的原因。因为对于多数PCIe设备,32种中断请求已经足够了。而引入MSI-X中断机制的主要原因是,使用该机制不需要中断控制器分配给该设备的中断向量号连续。
如果一个PCIe设备需要使用8个中断请求时,如果使用MSI机制时,Message Data的[2:0]字段可以为0b000~0b111,因此可以发送8种中断请求,但是这8种中断请求的Message Data字段必须连续。在许多中断控制器中,Message Data字段连续也意味着中断控制器需要为这个PCIe设备分配8个连续的中断向量号。
有时在一个中断控制器中,虽然具有8个以上的中断向量号,但是很难保证这些中断向量号是连续的。因此中断控制器将无法为这些PCIe设备分配足够的中断请求,此时该设备的“Multiple Message Enable”字段将小于“Multiple Message Capable”。
而使用MSI-X机制可以合理解决该问题。在MSI-X Capability结构中,每一个中断请求都使用独立的Message Address字段和Message Data字段,从而中断控制器可以更加合理地为该设备分配中断资源。
与MSI Capability寄存器相比,MSI-X Capability寄存器使用一个数组存放Message Address字段和Message Data字段,而不是将这两个字段放入Capability寄存器中,本篇将这个数组称为MSI-X Table。从而当PCIe设备使用MSI-X机制时,每一个中断请求可以使用独立的Message Address字段和Message Data字段。
除此之外MSI-X中断机制还使用了独立的Pending Table表,该表用来存放与每一个中断向量对应的Pending位。这个Pending位的定义与MSI Capability寄存器的Pending位类似。MSI-X Table和Pending Table存放在PCIe设备的BAR空间中。MSI-X机制必须支持这个Pending Table,而MSI机制的Pending Bits字段是可选的。
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