x86架构——PCI IRQ

简述

在x86架构——8259A中断控制器中我们有介绍到，通过8259A中断控制器，系统最多可以连接64个中断源，但是在实际的使用中，如果真的用到8片的8259A，那么系统设计将会非常的困难。因此在实际的使用中，我们一般就使用1片或者2片的8259A芯片，这样就构成最多16个中断（其中一个还是级联用的，所以实际就15个）。

但是，随着计算机系统的发展，需要接入的设备越来越到，尤其是PCI设备的引入，导致中断的个数实在是不够用了，为了解决这个问题，就引入了中断共享的概念，而为了更好的支持PCI设备，又引入了PCI中断（即本文题目中提到的PCI IRQ）。

本文主要介绍这个PCI IRQ。需要注意的是，这个东西需要PCI设备额外的引脚来支持，随着后续MSI中断的引入，PCI IRQ也已经基本上被淘汰，因此本文也属于考古文。

 

PCI规范中的IRQ说明

下图是PCI规范中规定的设备PIN脚：

需要注意的是红框部分的PIN脚，它们就是用于中断的，它们有以下的特点：

1. 可选的，因为在使用MSI的情况下，中断走PCI协议，不需要额外的引脚来支持；

2. 总共有4个引脚，分贝是ABCD；

3. 对于多功能（Multi-Functions）的设备，会使用到INTA#之外的引脚，否则就只能用INTA#；

以上是硬件上的配置，当确定引脚之后，还需要软件上的配置，这就需要用到PCI配置空间里面的内容，如下所示：

这是PCI的配置空间，红色部分是关于PCI IRQ的配置。

Interrupt Pin：指定使用的是INTA#/INTB#/INTC#/INTD#中的一个，1表示INTA#，2表示INTB#，以此类推；

Interrupt Line：指定该PCI IRQ连接到中断控制器中的哪个中断（比如8259A的中断号，有趣的是，一般8259A中的中断A/B会被流出来给PCI IRQ用，刚好形成了对应关系，不过这种对应并不是必须的）。

 

中断的路由

PCI规范中的规定比较简单，已经在上面说明。

但是需要注意的是，PCI设备不是直接连接在中断控制器上的，而连接在芯片组（以x86为例）上的。

因此当中断发生之后，是先到芯片组，然后再通过芯片组到中断控制器的，中间需要芯片组的处理，我们将之称为中断路由。

如图所示：

这里的可编程中断路由器就在芯片组中（实际上8259A通常也在芯片组中）。

通过对芯片组的配置，才能将中断对应到8259A上的特定中断上。

至于如何配置这个路由关系，需要根据不同的芯片组来实际设定，可以参考对应芯片组的DataSheet，这里不做说明。

 

关于中断的处理

这是一个遗留问题。

我们知道系统都不同的中断都会有处理函数，因此对PCI中断也有处理函数。

但是中断时共享的，假设不同设备的INTA#都对应同一个处理函数，那么系统程序该如何来做区分呢？

目前对于这个问题还不是很了解，待研究。

关于这一点，可以参考PCI 中断路由机制中第三节的说明，比较有道理。