[發(fā)明專利]一種通過映射表處理MSI-X中斷的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010601585.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN111722916A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍恢;管志堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙新弘軟件有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/48
• 分類號(hào): G06F9/48
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市標(biāo)致專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43218
• 代理人: 徐邵華

一種通過映射表處理MSI?X中斷的方法，設(shè)置一個(gè)全局映射表，映射表是一組單元構(gòu)成的數(shù)組，每個(gè)單元包含一個(gè)整數(shù)基準(zhǔn)值B，每個(gè)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷向量。注冊(cè)中斷時(shí)，初始化程序?qū)⒁粋€(gè)中斷向量對(duì)應(yīng)單元的基準(zhǔn)值B設(shè)定為一個(gè)中斷編號(hào)的基準(zhǔn)值。當(dāng)硬件設(shè)備向處理器提交中斷時(shí)，發(fā)生中斷的處理器根據(jù)中斷向量查找映射表中對(duì)應(yīng)的單元，然后根據(jù)對(duì)應(yīng)單元中的基準(zhǔn)值B和當(dāng)前處理器號(hào)L計(jì)算中斷編號(hào)N，再將中斷編號(hào)N作為參數(shù)傳遞給中斷處理程序。中斷處理程序根據(jù)中斷編號(hào)N處理對(duì)應(yīng)的硬件中斷過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件編程領(lǐng)域，特別是硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中一種通過映射表處理MSI-X中斷的方法。

背景技術(shù)

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里中斷是硬件設(shè)備通知系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)IO操作完成或硬件設(shè)備狀態(tài)發(fā)生改變的常用方法，通常一個(gè)硬件設(shè)備只有一個(gè)中斷，系統(tǒng)軟件的中斷處理程序在中斷發(fā)生后通過讀取特定的硬件中斷狀態(tài)寄存器值來判定是發(fā)生了那種中斷。隨著硬件技術(shù)的進(jìn)步，為適應(yīng)更高的IO吞吐率和更多的處理器核心，在原有基礎(chǔ)上發(fā)展出MSI（MessageSignal Interrupt）和MSI-X多中斷機(jī)制，使一個(gè)硬件能同時(shí)擁有多個(gè)中斷且每個(gè)中斷對(duì)應(yīng)著不同的功能。雖然從硬件技術(shù)角度看中斷功能變得越來越強(qiáng)大，但從軟件編程的角度來說，中斷處理卻變得越來越復(fù)雜。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的中斷處理模式中只要設(shè)置一個(gè)中斷處理程序（Interrupt Service Routine）就夠了，而對(duì)于MSI-X中斷需要設(shè)置多個(gè)中斷處理程序，且需要申請(qǐng)多個(gè)中斷向量。例如Intel公司PRO/1000系列網(wǎng)卡中使用82576和I350芯片的千兆網(wǎng)絡(luò)適配器（Gigabit Network Adapter），其最多具有8個(gè)接收隊(duì)列和8個(gè)發(fā)送隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷，加上處理網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)改變的中斷一共可達(dá)到17個(gè)中斷。常見的操作系統(tǒng)需要為每個(gè)中斷申請(qǐng)一個(gè)中斷向量，并為每個(gè)向量設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)的中斷處理程序，使驅(qū)動(dòng)開發(fā)變得過于復(fù)雜且浪費(fèi)太多資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種通過映射表處理MSI-X中斷的方法。通過映射表將中斷向量轉(zhuǎn)換為連續(xù)的與硬件設(shè)備中斷對(duì)應(yīng)的中斷編號(hào)（InterruptNumber），然后將中斷編號(hào)作為參數(shù)傳遞給中斷處理程序，中斷處理程序根據(jù)中斷編號(hào)處理硬件設(shè)備對(duì)應(yīng)的中斷過程。

本發(fā)明的第一種技術(shù)方案是：設(shè)置一個(gè)全局映射表，映射表是一組單元構(gòu)成的數(shù)組，每個(gè)單元包含一個(gè)整數(shù)基準(zhǔn)值B，每個(gè)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷向量。注冊(cè)中斷時(shí)，初始化程序?qū)⒁粋€(gè)中斷向量對(duì)應(yīng)單元的基準(zhǔn)值B設(shè)定為一個(gè)中斷編號(hào)的基準(zhǔn)值。當(dāng)一個(gè)中斷向量同時(shí)綁定多個(gè)不同處理器時(shí)，其在映射表中對(duì)應(yīng)的單元還包括一個(gè)中斷規(guī)模值S，S等于該向量綁定的處理器個(gè)數(shù)，為了方便計(jì)算規(guī)定綁定處理器的個(gè)數(shù)必須為1、2、4、8、16、32…這些2的整數(shù)次冪值。當(dāng)硬件設(shè)備向處理器提交中斷時(shí)，發(fā)生中斷的處理器先根據(jù)中斷向量查找映射表中對(duì)應(yīng)的單元，然后根據(jù)對(duì)應(yīng)單元中的基準(zhǔn)值 B、中斷的處理器號(hào)L和中斷規(guī)模值S計(jì)算中斷編號(hào)N。計(jì)算公式為：N等于B加上L除以S的余數(shù)值，即N = B + (L % S)，當(dāng)S為2的整數(shù)次冪時(shí)，計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為N = B + (L AND (S – 1))，顯然當(dāng)S等于1即中斷向量只綁定一個(gè)處理器時(shí)N = B + (L AND 0) = B。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)適配器具有8個(gè)接收隊(duì)列和8個(gè)發(fā)送隊(duì)列，需要為每個(gè)隊(duì)列配置一個(gè)中斷，再外加一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)改變中斷，總共17個(gè)中斷。將MSI-X表第1項(xiàng)至第17項(xiàng)分別對(duì)應(yīng)中斷編號(hào)1至17，MSI-X表中每一項(xiàng)包含一個(gè)處理器的消息地址和一個(gè)中斷向量，用于設(shè)置中斷向量和處理器的綁定關(guān)系。8個(gè)接收隊(duì)列的中斷編號(hào)為1至8，8個(gè)發(fā)送隊(duì)列的中斷編號(hào)為9至16，網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)改變的中斷編號(hào)為17。從系統(tǒng)中分配3個(gè)中斷向量90、91、92，分別設(shè)定3個(gè)中斷向量在映射表中對(duì)應(yīng)單元的基準(zhǔn)值B為1、9、17，然后設(shè)置MSI-X表的17個(gè)中斷項(xiàng)如下：

將MSI-X表第1項(xiàng)設(shè)置為中斷向量90綁定到0號(hào)處理器；

將MSI-X表第2項(xiàng)設(shè)置為中斷向量90綁定到1號(hào)處理器；