PCIe MSI/MSI-X中断机制详解：从INTx到存储器写TLP

本篇文章主要探讨了PCI总线和PCIe总线中的中断机制，特别是MSI（Multi-Source Interrupt）和MSI-X（Multi-Source Interrupt Extended）两种技术。在PCI总线中，传统的INTx中断请求是一种强制性要求，但MSI作为一种可选机制，允许设备通过内存写请求TLP（Transaction Layer Protocol）来提交中断，这种方式更高效且减少了边带干扰。 在PCIe总线上，所有设备被强制支持MSI或MSI-X，因为INTx信号不再是必需的。MSI报文由PCIe设备写入MessageAddress字段的地址，包含MessageData，形成一个存储器写TLP来触发处理器的中断。不同类型的处理器处理这些中断的方式各异，例如PowerPC处理器使用MPIC中断控制器，而x86处理器则采用FSBInterruptMessage方式。 值得注意的是，虽然大多数情况下PCIe设备倾向于使用MSI或MSI-X，但仍存在兼容性问题，尤其是对于那些早期的PCI设备，它们可能不支持这些新标准，此时会依赖于Legacy中断方式，通过INTx信号进行中断请求。然而，PCIe桥接器在接收到INTx信号时，由于其不同的触发机制（电平触发与边沿触发），并不能直接转换为MSI/MSI-X报文，因此需要转换为Assert_INTx或Deassert_INTx报文。 相较于Legacy中断，MSI/MSI-X机制的优势在于消除了INTx信号，简化了中断处理流程，并能更好地管理PCIe总线的事务顺序，提高了系统的性能和稳定性。因此，随着技术的进步，越来越多的PCIe设备倾向于采用MSI/MSI-X中断机制，以适应现代计算机架构的需求。