关于SMI、MSI、SCI、INTx各种中断小结

MSI VS INTx(Pin-based interrupt)

        MSI的全称是Message Signaled Interrupt.MSI出现在PCI 2.2和PCIe的规范中，是一种内部中断信号机制。传统的中断都有专门的中断pin，当中断信号产生是，中断PIN电平产生变化（一般是拉低）。INTx就是传统的外部中断触发机制，它使用专门的通道来产生控制信息。然而PCIe并没有多根独立的中断PIN，它使用特殊的信号来模拟中断PIN的置位和复位。MSI允许设备向一段指定的MMIO地址空间写一小段数据，然后chipset以此产生相应的中断给CPU.

 

对MSI的误解

        通常有一个对MSI的误解：有人认为device可以直接向cpu发送数据作为中断的一部分。这得看CPU。如果使用的是Client CPU而且PCIe总线经过南桥，这部分写到MMIO的数据是给chipset的，chipset读取这段数据来决定说发送什么样的中断给CPU。Device是没有办法直接给interrupt handler传递更多的信息的。

  但对于Intel的至强sever处理器，处理器中有IIO(Integrated I/O Controller), 如果PCIe的device是直接接在cpu的root port上的，那么MSI会被直接发送到cpu的IIO, IIO又会将MSI转给UBox, 由UBox把MSI发送给目标CPU。

MSI Capability结构

MSI Capability一共有四种结构。可以通过读取MSI Capability结构中的Message Control字段来判断当前是四种结构中的哪一种。

MSI结构中的Message Address字段代表的是目的地址，Message Data就是中断时要发送的Data.

相对于PIN-based/out-ofband中断， MSI的好处

虽然MSI相对比较复杂一点，但它是有不少好处的：

1.  从电气机械的角度，MSI减少了对interrupt pin个数的需求。从而使得连接头变得更简单，更便宜。

2.  MSI增加了中断号的数量。传统的PCI中断只允许每个device拥有4个中断，并且由于这些中断都是共享的，大部分device都只有一个中断。MSI允许每个device有1，2，4，8，16或者是32个中断。

3.  使用MSI也有一点点性能上的优势。使用传统的PIN中断，当中断到来时，程序去读内存获取数据时有可能会产生冲突。其原因device的数据主要通过DMA来传输，而在PIN中断到达时，DMA传输还未能完成，此时cpu不能获取到数据，只能空转。而MSI不会存在这个问题，因为MSI都是发生在DMA传输完成之后的。

 

SCI VS SMI

SCI:System Control Interrupt, 系统控制中断。专门用于ACPI电源管理的一个IRQ，需要OS支持。

SMI:System Management Interrupt, 系统管理中断，使用系统进入SMM的特殊中断。

 

两者区别：

SMI是CPU级别的，ACPI和非ACPI模式下都可以使用，而SCI是OS级别的，只有在ACPI support的OS中才能见到。比如说DOS下触发的中断肯定不是SCI，但有可能是SMI。

 

两者联系：

两者可以用于电源管理，但SMI不限于电源管理。

 

触发过程：

SMI:  (硬件方式)

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

SMI：（软件方式）

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

SCI:

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