[nvme] MSI(Message Signaled Interrupt)

 

• pcie 장치가 특정 메모리 주소에 데이터를 써서 host에 인터럽트를 알리는 방식이다
• pin-based interrupt와 어떻게 다른가?
• pin-based interrupt란, pcie 장치가 물리적인 인터럽트 핀을 통해 host에 인터럽트를 알리는 방식이다. 이는 단일 cpu에만 지원가능하다.
• pcie config space의 header에는 interrupt pin, interrupt line 필드가 있다.
• nvme device에서 pin-based interrupt를 사용할 경우, 어떤 문제가 있는가?
• nvme device는 여러 개의 CQ를 만들 수 있다. 여러 CQ의 entry가 추가될 때마다 host한테 알려줘야 한다. 그런데, host의 단일 cpu가 이를 다 처리한다면, 여러 CQ를 사용하는 것이 nvme device 성능 측면에서 무의미할 수 있다.
• host는 특정 CQ에 MSI를 사용하고자 할 때, 어떻게 설정하는가?
• host: pcie device가 MSI를 지원하는지 확인
  Multiple Message Capable 확인
  
• host: CQ 개수와 MSI vector mapping 계획nvme device가 지원하는 CQ 개수를 확인한다. 어떻게 알아?
  각 CQ에 MSI vector 할당 계획을 세운다.
  cf. MSI는 최대 32개 Vector 지원
• host: MSI 설정configuration space의 MSI 레지스터 설정
• Messsage Address 설정: APIC(Interrupt Controller) 주소
• message data: 기본 벡터 번호 (host에서 사용할 수 있는 벡터 범위가 있을거니까)

  		  Message Address(오프셋 0x54): APIC 주소(예: 0xFEE00000).
  		  Message Data(오프셋 0x5C): 기본 벡터 번호(예: 0x0040 → 벡터 64).
  

• MSI enable
• host: CQ Create 요청CQ를 생성하고 MSI vector(message data를 위한 정보)를 연결한다.
• device: CQ entry posting하고 CQ에 연결된 MSI vector를 발생하도록 한다.configuration space의 message address에 message data를 쓴다.
  APIC는 message data를 보고, 어느 cq에 메시지가 들어왔구나를 알 수 있다. 그러면, cq마다 다른 cpu가 처리한다고 하면, 성능 측면에서 유리하겠구나
• CQ1에 작업 완료 시 Message Address(0xFEE00000)에 Message Data(0x0041)를 쓰는 로직 설정.
• host: MSI vector에 대한 인터럽트 핸들러 등록