關於SMI、MSI、SCI、INTx各類中斷小結【轉】

轉載自http://blog.csdn.net/huangkangying/article/details/11178425

目錄(?)[-]

1. MSI VS INTxPin-based interrupt
1. 對MSI的誤解
2. MSI Capability結構
4. 相對於PIN-basedout-ofband中斷 MSI的好處
2. SCI VS SMI
1. 二者區別
2. 二者聯繫
3. 觸發過程

 

MSI VS INTx(Pin-based interrupt)

        MSI的全稱是Message Signaled Interrupt.MSI出如今PCI 2.2和PCIe的規範中，是一種內部中斷信號機制。傳統的中斷都有專門的中斷pin，當中斷信號產生是，中斷PIN電平產生變化（通常是拉低）。INTx就是傳統的外部中斷觸發機制，它使用專門的通道來產生控制信息。然而PCIe並無多根獨立的中斷PIN，它使用特殊的信號來模擬中斷PIN的置位和復位。MSI容許設備向一段指定的MMIO地址空間寫一小段數據，而後chipset以此產生相應的中斷給CPU.

 

對MSI的誤解

        一般有一個對MSI的誤解：有人認爲device能夠直接向cpu發送數據做爲中斷的一部分。這得看CPU。若是使用的是Client CPU並且PCIe總線通過南橋，這部分寫到MMIO的數據是給chipset的，chipset讀取這段數據來決定說發送什麼樣的中斷給CPU。Device是沒有辦法直接給interrupt handler傳遞更多的信息的。

  但對於Intel的至強sever處理器，處理器中有IIO(Integrated I/O Controller), 若是PCIe的device是直接接在cpu的root port上的，那麼MSI會被直接發送到cpu的IIO, IIO又會將MSI轉給UBox, 由UBox把MSI發送給目標CPU。

MSI Capability結構

MSI Capability一共有四種結構。能夠經過讀取MSI Capability結構中的Message Control字段來判斷當前是四種結構中的哪種。

 

MSI結構中的Message Address字段表明的是目的地址，Message Data就是中斷時要發送的Data.

相對於PIN-based/out-ofband中斷， MSI的好處

雖然MSI相對比較複雜一點，但它是有很多好處的：

1.  從電氣機械的角度，MSI減小了對interrupt pin個數的需求。從而使得鏈接頭變得更簡單，更便宜。

2.  MSI增長了中斷號的數量。傳統的PCI中斷只容許每一個device擁有4箇中斷，而且因爲這些中斷都是共享的，大部分device都只有一箇中斷。MSI容許每一個device有1，2，4，8，16或者是32箇中斷。

3.  使用MSI也有一點點性能上的優點。使用傳統的PIN中斷，當中斷到來時，程序去讀內存獲取數據時有可能會產生衝突。其緣由device的數據主要經過DMA來傳輸，而在PIN中斷到達時，DMA傳輸還未能完成，此時cpu不能獲取到數據，只能空轉。而MSI不會存在這個問題，由於MSI都是發生在DMA傳輸完成以後的。

 

SCI VS SMI

SCI:System Control Interrupt, 系統控制中斷。專門用於ACPI電源管理的一個IRQ，須要OS支持。

SMI:System Management Interrupt, 系統管理中斷，使用系統進入SMM的特殊中斷。

 

二者區別：

SMI是CPU級別的，ACPI和非ACPI模式下均可以使用，而SCI是OS級別的，只有在ACPI support的OS中才能見到。好比說DOS下觸發的中斷確定不是SCI，但有多是SMI。

 

二者聯繫：

二者能夠用於電源管理，但SMI不限於電源管理。

 

觸發過程：

SMI:  (硬件方式)

SMI Pinassert -> CPU SMM mode -> BIOS SMI handler

SMI：（軟件方式）

WriteIO(B2h) -> CPU SMM mode->BIOS SMI handler

SCI:

SCI Pinassert->IDT->OS ACPI driver->ASL code(Q Evnent)->?