PCIE集成验证(五）MSI/MSI-X中断

PCI 总线最早采用的中断机制是 INTx，这是基于边带信号的。后续的 PCI/PCI-X版本，为了消除边带信号，降低系统的硬件设计复杂度，逐渐采用了 MSI(Message Signaled Interrupt)/MSI-X（消息信号中断）的中断机制。

MSI/MSI-X 与 PCIe总线中的消息(Message)的概念完全不同！ MSI/MSI-X 本质上是一种 Posted Memory Write TLP。

MSI最大支持32个中断向量，MSI-X在 3.0 版本引入，对 MSI 做出了一些升级和改进，最大支持2048个中断向量。

当EP支持MSI/MSI-X时，RC可在枚举阶段对MSI/MSI-X的能力寄存器做相关配置

MSI能力寄存器

MSI的Capability ID = 0x05，DW1为发起中断MEM_WR TLP的地址，DW2的[15:0]为写数据，其中低bit位为对应的中断向量号。

Mask Bits的某一个位置1，则表明对应的中断向量号触发中断时，不会实际发送MEM_WR TLP；但是此时Pending Btis对应位会置1；
软件此时只能通过Polling Pending Bits来得知EP端是否有中断；如果Mask Bits的某一位置0，此时Pending Btis对应位为1，则会触发MEM_WR TLP的中断，然后硬件再clear对应的Pending Btis。

Pending Btis对于HOST是只读的。

根据地址，分为32-bit和64-bit两种格式：

Message Control格式如下：
[0:0] : MSI使能
[3:1] : EP端可支持的向量数目
[6:4] : 实际软件使能的向量数目
[7:7] : 是否是64-bit格式
[8:8] 是否支持中断mask功能

所以启用MSI功能之前，需要配置如下寄存器：
注意32-bit相比64-bit少配置一个寄存器，32-bit不支持中断mask功能时，只需配置前三个寄存器。

所以枚举设备时，驱动软件会判断EP是否支持MSI功能，并配置对应的MSI地址和数据。

MSI-X能力寄存器

MSI-X的Capability ID = 0x11，Message Control [10:0] 表示支持的中断数目，[14]为总的mask开关，[15]为使能开关
Table BIR 表示 MSI-X Table处于哪个BAR上；PBA BIR表示 PBA处于哪个BAR上；
MSI-X Table Offset为相对于BAR地址MSI-X Table的偏移地址，对于HOST是只读的
PBA Offset为为相对于BAR地址PBA的偏移地址，对于HOST是只读的

因为MSI-X最大支持2048个中断向量，并且中断地址和数据都是可配置的，像MSI那样通过寄存器来实现不太现实；所以MSI-X会分配一段ram空间存放这些信息；本系列中，将MSI-X Table映射在BAR1空间上，相对于BAR1的偏移地址在MSI-X能力寄存器中定义。

每个中断向量为一个Entry，驱动软件可配置每个Entry的地址和数据，DW3 [0:0]为该Entry的mask；
和MSI类似，也有对应的Penging Btis；每一个Penging Btis可覆盖64个中断Entry。

所以启用MSI-X功能之前，需要配置如下寄存器以及BAR1空间上的MSI-X Table

枚举阶段配置完MSI/MSI-X能力寄存器后，EP端的应用可触发MSI/MSI-X中断，两者方式有所不同：

触发MSI中断

MSI中断提供了专门的MSI相关的信号，用户在集成PCIE Controller时，可将响应信号集成到MSIC模块中。相关信号如下：

逻辑实现如下：

依次触发终端号为’hc，'h16，'hb，'ha，'h19 :

Controller接收中断后，生成相应的MEM_WR TLP，写地址为MSI能力寄存器中配置的Message Address，写数据为Message Data和中断向
量号的组合

触发MSI-X中断

MSI-X中断通过DBI写MSI-X Doorbell Register实现，DOORBELL寄存器如下：

利用DBI接口向DOORBELL地址’h948写中断向量号 'h16，'h1b，'h9，'h15，'h6

Controller依据DOORBELL配置，生成相应的MEM_WR TLP，写地址为MSI-X对应Entry中断号的Message Address，写数据为Message Data

TB中对于如何抓取VIP侧接收的MEM_WR TLP是否符合预期，可以重写callback function post_tlp_framed_in_get 或者使用received_tlp_observed_port。