13_GICv3_LPI机制#
GICv3_LPI机制#
参考资料：这几个PDF文档在GIT仓库的IMX6ULL\doc_pic\08_Interrupt里
《ARM® Generic Interrupt Controller Architecture Specification Architecture version 2.0(IHI0048B_b_gic_architecture_specification_v2).pdf》
《IHI0069G_gic_architecture_specification.pdf》第5章
《GICv3_Software_Overview_Official_Release_B.pdf》
1. GICv2#
框图如下：
GIC V2有3种中断：
① 软件触发中断（SGI，Software Generated Interrupt） 这是由软件通过写入专用仲裁单元的寄存器即软件触发中断寄存器（ICDSGIR）显式生成的。它最常用于CPU核间通信。SGI既可以发给所有的核，也可以发送给系统中选定的一组核心。中断号0-15保留用于SGI的中断号。用于通信的确切中断号由软件决定。
② 私有外设中断（PPI，Private Peripheral Interrupt） 这是由单个CPU核私有的外设生成的。PPI的中断号为16-31。它们标识CPU核私有的中断源，并且独立于另一个内核上的相同中断源，比如，每个核的计时器。
③ 共享外设中断（SPI，Shared Peripheral Interrupt） 这是由外设生成的，中断控制器可以将其路由到多个核。中断号为32-1020。SPI用于从整个系统可访问的各种外围设备发出中断信号。
在GICv2里，设备向中断控制器发出中断，必须使用物理上的线路：
在复杂系统中有成百上千的中断时，就需要成百上千的中断信号线，这太复杂了。
于是在GICv3中引入MSI(“message-based interrupts”)，设备往某个地址写入数值，即可触发中断。
2. GICv3#
2.1 MSI#
在GICv3里，添加了MSI(“message-based interrupts”)，设备往某个地址写入数值，即可触发中断：
使用消息来发送中断，好处是可以省略硬件线路。在大型系统中有成百上千个中断，使用MSI可以省下很多线路。
2.2 GICv3内部结构#
GIC V3里新增加了一类中断：LPI(Locality-specific Peripheral Interrupts)
框图如下：
对于原来的SPI，它也是可以使用MSI的方式传递的，这个功能是可选的。如果GICv3支持MSI方式的SPI，要产生/清除中断时，操作如下GIC寄存器：
产生中断：写寄存器GICD_SETSPI_NSR 或 GICD_SETSPI_SR
清除中断：写寄存器GICD_CLRSPI_NSR 或 GICD_CLRSPI_SR
对于LPI中断，有两种触发方式：
写寄存器GITS_TRANSLATER
设备把数据写入GITS_TRANSLATER寄存器，写入的值被称为EventID
写寄存器GICR_SETLPIR
2.3 中断号#
0~1023跟GICv2保存一致。
INTID |
中断类型 |
描述 |
|---|---|---|
0~15 |
SGI |
|
16~31 |
PPI |
|
32~1019 |
SPI |
设备发出的中断 |
1020~1023 |
SPI |
用于特殊目的 |
1024~1055 |
- |
保留 |
1056~1119 |
PPI |
扩展的PPI，GICv3.1才支持 |
1120~4095 |
- |
保留 |
4096~5119 |
SPI |
扩展的SPI，GICv3.1才支持 |
5120~8191 |
- |
保留 |
8192~芯片实现 |
LPI |
3. LPI的触发方式#
LPI有两种触发中断的方式：
把INTID直接写入GICR_SETLPIR寄存器
使用ITS把EventID 转换为LPI INTID，会用到”GITS_TRANSLATER”寄存器
这两种方法只能支持一种。
3.1 使用GICR_SETLPIR#
这个寄存器格式如下：
把LPI的中断号写入这个寄存器即可触发中断。
3.2 使用ITS#
ITS的意思是：Interrupt Translation Service，中断转换服务。
能产生MSI中断的设备，都有一个DeviceDI(设备ID)，它产生的每一个MSI中断都有一个EventID(事件ID)。”DeviceID+EventID”组合被传入ITS，IDS会把它们转换为INTID。
过程如下：
外设发生中断消息(Interrupt Message)到ITS
外设只要写GITS_TRANSLATER就可以发送消息，这个寄存器格式如下：
消息里包含有：DeviceID(哪一个设备)、EventID(这个设备的哪一个中断)
ITS使用DeviceID在Device Table中找到一项
只有一个Device Table
每一个能发生MSI中断的设备在里面都有一项，它指向这个设备的Interrupt Translation Table(中断转换表，简称ITT)
每一个能发生MSI中断的设备，都有一个ITT
ITS使用EventID在ITT中找到一项，从中返回INTID和Collection ID
ITS使用Collection ID在Collection Table中找到一项，从中返回”Target Redistributor”，即：中断发给哪个CPU
ITS把INTID发给Redistributor
上图中Device Table、Interrupt Translation Table、Collection Table都是在内存里，但是我们不能直接去设置内存。而是通过发送ITS命令来设置这些表格。
我们不研究ITS的内部细节，暂且了解这些内容即可。