PCIE中断简介

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(Legacy)，MSI/MSI-X是必须实现的。

INTx：是开始PCI时期的产物，为了兼容PCI的INTA,INTB,INTC,INTD四个中断线而采用的一种中断机制。由于仅支持四个中断，且采用一个状态来控制，这种机制导致多中断场景软件处理复杂特别是有中断嵌套的场景（由于支持中断比较少，会有公用一个状态信号），比较多的PCIe设备都没有支持该特性。

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，最大支持32个中断。

MSI对比INTx 主要有以下几个优点：

1、中断独立，INTx4个中断公用一个状态信号，而MSI所有中断都是相互独立，软件处理方方便

2、MSI支持的中断数量更多，且不依赖IO，节省IO资源。

MSI-x：由于MSI中断存在仅支持32个中断，中断号必须要连续等限制，PCIe 3.0版本在MSI的基础上发展出了MSI-x，最大支持2048个中断，中断号可以不连续。

这些中断方式在驱动开发过程使用：

驱动开发中，大部分困难工作已经在PCI层为驱动完成了。驱动程序只需请求 PCI 层为此设备设置 MSI 功能。

要自动使用 MSI 或 MSI-X 中断向量，请使用以下函数：

int pci_alloc_irq_vectors(struct pci_dev *dev, unsigned int min_vecs,unsigned int max_vecs, unsigned int flags);

它为 PCI 设备分配最多max_vecs个中断向量。它返回申请的vectors数量或负数。如果设备对vectors的最小数量有要求，驱动程序可以传递一个min_vecs参数配置这个限制，如果它不能满足vectors的最小数量，PCI core 将返回 -ENOSPC。

flags 参数用于指定设备和驱动程序可以使用哪种类型的中断(PCI_IRQ_LEGACY、PCI_IRQ_MSI、PCI_IRQ_MSIX)。一个方便的简写 (PCI_IRQ_ALL_TYPES) 也可用于请求任何可能的中断类型。如果设置了PCI_IRQ_AFFINITY标志，pci_alloc_irq_vectors()将在可用 CPU间广播中断。

上面pci_alloc_irq_vectors分配好的IRQ存放在dev->msi_list列表的msi_entry中，可以通过for_each_msi_entry遍历每个IRQ：

for_each_msi_entry(desc, dev){request_irq(desc->irq, handler, flags, name, dev)
}

MSI-x中断如何产生

下图是ARMv8架构下的主要经过的模块，主要流程如下

（1）HOST枚举到EP PF设备，配置MSI-x table
（2）EP设备通过读取vector table，获取到MSI-x中断对应的message address，构造一个TLP包，往message address地址里面写中断信息。
（3）PCIE RC收到包判断是个TLP写后，将写操作转到总线，并返回ACK
（4）GIC中的ITS检测到对应DDR有变化，则获取设备和中断信息后分发到经GIC分发到各个CPU核上。