MSI及interrupt remapping

MSI及interrupt remapping技术解析
最新推荐文章于 2025-03-10 09:15:09 发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/wanjia19870902/article/details/46803885
本文介绍了PCI Express（PCIe）设备使用的Message Signaled Interrupts (MSI)技术，强调其原理、优势，并重点讲解了Interrupt Remapping的概念，特别是在VT-d技术中的作用。Interrupt Remapping用于增强兼容性和隔离中断，减少中断延迟，提高系统性能。

简单记录下看的MSI相关的资料，方便后续查阅


MSI的原理就是让pci/pcie设备通过写一个system-specific的消息到一个特定的地址区域（0xffe)， 来传递中断消息。

这里面需要借助两个寄存器message data register, message address register

就是把data register的东西写到address register， data的0-7表示vector

pci-e设备，只有通过msg的形式发送中断，但是为了兼容intx的方式，支持了intx模拟的消息类型，把它发到root-complex。

支持MSI/MSI-x的情况下，就直接发到local apic


vt-d技术中很关键的一个点interrupt remapping，就是在MSI上多加了一层查表。

在address register里面有一个bit表示这个request是否是remapping还是正常的，如果是remapping的话

那么有一个简单的计算公式，把address和data里面的值，计算成一个index。

通过index索引到interrupt remapping表中的某个IRET， 然后经过一系列的check，最后按照delivery mode, vector, destination id等字段来发送消息给local apic

另外多说一句，x2apic，也必须依赖interrupt remapping，主要是因为x2apic把apic id从8bit扩展到32bit，为了使的ioxapic, msi/msi-x等设备不需要改变，所以通过remapping来实现32bit的x2apic。x2apic比xapic的另一个好处在于local apic register使用msr映射，用readmsr, writemsr方式访问，xapic中local apic register使用内存映射，一般映射到0xfee的地址上。看到网上有人在讨论interrupt remapping的作用，主要有两点，第一点就是x2apic的兼容

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vt-d posted interrupt
yiyeguzhou100的专栏
06-10 1598
posted 模式整个过程是由硬件做的，设备中断如果是 msi， 那先到IOMMU， IOMMU 根据 msi 信息为索引，查找中断重映射表，然后根据 posted descriptor 基址修改 posted descriptor 中的中断位，当 IOMMU 修改 posted descreptor 后，会给相应 vCPU 所在的物理 CPU 发送一个中断。同时创建VM时， posted descriptor 基地址会呈现在VMCS中。
虚拟化技术 — 硬件辅助的虚拟化技术
烟云的计算
04-19 1216
如此的，GuestOS 就能够照常执行内核态的指令了。从 CPU 的角度看，为了解决虚拟机访问物理网卡等 I/O 设备的性能问题，就是要避免 VMM 对 CPU 指令的捕获/翻译、上下文切换、内存拷贝等损耗，于是 Intel VT-d 提供了 DMA Remapping Feature（DMA（直接存储器存取）的重映射功能），即：虚拟机可以通过 DMA Remapping Feature 直接访问到宿主机的物理网卡设备的内存空间，且进行安全访问，故称这段地址空间为：虚拟机对网卡访问的 DMA 保护域。
MSI 中断　实现
02-08
详解ＭＳＩ，ＭＳＩＸ中断原理和实现机制，值得参考。
IOMMU之Interrupt Remapping
zheng的博客
04-04 4307
1、原理介绍 在使用设备直通虚拟机的场景下，外设中断无法直接发送到Guest，使用iommu，可以改变虚拟机外设中断的投递方式。以msi中断为例，msi msg里不再需要填写相关的中断信息，而是转换成interrput index的方式。中断的管理信息（投递方式、目标cpu信息、vector信息）存放在一个叫irte的内存区域里，每个iommu最多可以有64k个irte，iommu通过inter...
深入了解iommu系列四：interrupt remapping 工作机制解析
qq_38350702的博客
11-11 382
接着遍历这个设备msi_list当中的所有的msi_desc，在调用__irq_domain_alloc_irqs 为其分配irq之前先调用pci_msi_domain_set_desc->pci_msi_domain_calc_hwirq 为每个msi_desc分配一个全局唯一的初始ID即hwirq(关于它的作用我们后面再说)，接着我们来看一下__irq_domain_alloc_irqs的核心逻辑。答案就是在request_irq的时候去分配的，同时会再次调用每个domain的activate函数。
深入了解iommu系列三：interrupt remapping 底层硬件工作原理和驱动初始化解析
qq_38350702的博客
11-11 609
interrupt remapping of iommu的引入主要是为了解决虚拟化场景直通设备的中断投递问题，由于iommu的最重要的功能是dma处理，因此在interrupt remapping enable的情况下，系统当中所有以message signal 的形式来触发的中断都是需要iommu来处理的。所以只要是iommu打开的场景下，相关设备的msi or msix中断一定是走中断remapping的(即使你的设备并不是直通给vm的)，无形中降低了中断的处理效率。为什么要remapping呢？
vfio interrupt & DMA remapping重映射
pcj2007的专栏
05-18 1139
设备直通需要vt-d支持。 １.DMA remapping DMA remapping需要iommu将GPA->HPA转换。 这里iommu行为非常类似mmu。 主要是PCIe设备，通过bus/dev/func信息来选择iommu映射表。所示每个vf可以有自己独立的映射关系。 那么当一个PCIe设备passthrough直通时，会怎么样？ 对于config space配置空间，VMM会接管，避免打架。 对于MMIO空间，可以直接由guest OS操作，通过mmu,iommu进行硬件直通，
static void x86_iommu_realize(DeviceState *dev, Error **errp) { X86IOMMUState *x86_iommu = X86_IOMMU_DEVICE(dev); X86IOMMUClass *x86_class = X86_IOMMU_DEVICE_GET_CLASS(dev); MachineState *ms = MACHINE(qdev_get_machine()); MachineClass *mc = MACHINE_GET_CLASS(ms); PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(object_dynamic_cast(OBJECT(ms), TYPE_PC_MACHINE)); QLIST_INIT(&x86_iommu->iec_notifiers); bool irq_all_kernel = kvm_irqchip_in_kernel() && !kvm_irqchip_is_split(); if (!pcms || !pcms->bus) { error_setg(errp, "Machine-type '%s' not supported by IOMMU", mc->name); return; } /* If the user didn't specify IR, choose a default value for it */ if (x86_iommu->intr_supported == ON_OFF_AUTO_AUTO) { x86_iommu->intr_supported = irq_all_kernel ? ON_OFF_AUTO_OFF : ON_OFF_AUTO_ON; } /* Both Intel and AMD IOMMU IR only support "kernel-irqchip={off|split}" */ if (x86_iommu_ir_supported(x86_iommu) && irq_all_kernel) { error_setg(errp, "Interrupt Remapping cannot work with " "kernel-irqchip=on, please use 'split|off'."); return; } if (x86_class->realize) { x86_class->realize(dev, errp); } }
03-19
2. **"Interrupt Remapping cannot work..."**： ```bash # 错误配置：kernel-irqchip=on时启用IR -device intel-iommu,intremap=on # 修正方案： -machine kernel-irqchip=split \ -device intel-iommu,...
在pcie级联中断中，为什么intx中断值需要使用irq_domain_add_linear接口创建中断域即可，而msi中断需要先使用irq_domain_add_linear接口创建一个中断域irq_domain，之后再调用pci_msi_create_irq_domain接口以irq_domain为父中断域创建msi中断域？
最新发布
09-06
- MSI（Message Signaled Interrupt）是一种通过内存写入（向特定地址写入特定数据）触发的中断机制，没有物理连线。MSI-X是它的扩展。 - MSI中断需要两个层次的映射： a. **设备层映射**：将PCI设备内的“中断...
MSI(Message Signaled Interrupt)
ARM-Linux
03-10 2390
MSI是什么？ MSI(Message Signaled Interrupts)是一种中断方式, 依靠设备将一小段中断描述数据写入特定地址 【注一】来通知CPU中断的产生。 MSI从PCI 2.2开始支持, 在PCI 3.0中得到扩展. 支持更多中断以及拥有独立配置各个中断能力的MSI-X则从PCI 3.0开始被支持. 注一：这里写入数据，并不是device可以直接向cpu发送数据作为中断的一部分。 而是写到MMIO（memory mapped IO)地址的数据是给chipset的，chi...
MSI中断
X-Weidong’s Blog
01-24 3791
注意：MSI以及MSI-X中断对于Windows来说支持Vista及更高的版本系统 PCI支持两种中断，传统INTx中断和MSI中断。 比较两种中断能让我们了解PCI规范发展的来龙去脉，也能使我们把握PCI发展的技术方向。 什么是MSI MSI 是 Message Signaled Interrupt (MSI) 的缩写，PCI设备写一个特定消息到特定地址，从而触发一个CPU中断. M
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12-23 5027
MSI是什么？   MSI(Message Signaled Interrupts)是一种中断方式, 依靠设备将一小段中断描述数据写入特定地址【注一】来通知CPU中断的产生。   MSI从PCI 2.2开始支持, 在PCI 3.0中得到扩展. 支持更多中断以及拥有独立配置各个中断能力的MSI-X则从PCI 3.0开始被支持. MSI的优点：   1. 相对于基于引
MSI(Message Signaled Interrupt)/MSI-X
木马屠城
06-03 9389
MSI(Message Signaled Interrupt)是PCI2.2提出的新的中断处理形式，即，有中断产生时在系统特定内存地址写入中断数据已通知CPU一个中断。该种方式脱离了中断引脚（PIN）带来的数目限制，并且延迟小、效率高。MSI的扩展MSI-X在3.0里定义，相较MSI，MSI-X支持更多的消息数量（2048）以及独立的消息地址。MSI支持32个消息，一个MSI地址。 PC
vxworks issue: pcie msi interrupt
pwl999的博客
11-01 2289
文章目录1. 问题现象2. 分析过程Step 1. 分析传统的int_x中断流程Step 2. 排查MSI中断流程3. 结论 1. 问题现象 在调试 Am5728 + vxworks时，风河反馈两个pcie插槽，只有pcie1能使用msi中断pcie2不能使用使用msi中断，后来只能把两个插槽都换成传统的int_x中断。 为什么pcie2不能使用msi中断？ 2. 分析过程 AM5728对硬件中断处理部分可以参考"am5728_int_map_summary.pdf"。 Step 1. 分析传统的int_x
关于SMI、MSI、SCI、INTx各种中断小结
gx19862005的专栏
03-16 7574
转载： http://blog.youkuaiyun.com/huangkangying/article/details/11178425 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，
6.1 MSI/MSI-X Capability结构
sailing_w的专栏
02-12 3478
PCIe设备可以使用MSI或者MSI-X报文向处理器提交中断请求，但是对于某个具体的PCIe设备，可能仅支持一种报文。在PCIe设备中含有两个Capability结构，一个是MSI Capability结构，另一个是MSI-X Capability结构。通常情况下一个PCIe设备仅包含一种结构，或者为MSI Capability结构，或者为MSI-X Capability结构。 6.1.1 MSI
PCIe 的 MSI 中断详解，寄存器级别的详细流程分析，完全搞懂硬件的工作流程
qq_29832469的博客
11-01 8503
EP 可以正确触发 MSI 中断，并被 RC 捕获后往 GIC 投递 PCIe 中断。本例的 MSI 中断并不是直接写 GIC 的 ITS ((Interrupt Translation Service)在GICv3中是可选的。ITS负责接收来自外设的中断，并将它们转化为LPI INTID发送到相应的Redistributor) 产生的，而是由 RC 中转了然后投递到 GIC 的。
iommu
hushup的专栏
01-23 2688
发个链接，这个是intel的iommu的spec  http://download.intel.com/technology/computing/vptech/Intel(r)_VT_for_Direct_IO.pdf  心情愉快，大概讲一下IOMMU是个啥东西。:mrgreen: 注意我说的IOMMU是指位于北桥上的IOMMU,那种设备自带IOMMU的情况我还不了解。  在没有IOMM
pcie的 MSI中断处理机制与优化策略
MHD0815的博客
03-10 89
PCIe设备的。
Linux nvme dirver msi-x interrupt 函数
07-25
嗯，用户这次的问题非常专业，是关于Linux NVME驱动中MSI-X中断处理函数的实现细节。从问题深度来看，用户应该是内核开发者或驱动工程师，正在调试NVMe设备的中断问题。 用户引用的两段材料很有意思。第一段提到/...
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