GICv3_LPI机制
GICv3_LPI机制
文章目录
- GICv3_LPI机制
- 参考资料:
- 一、 GICv2
- 二、 GICv3
- 2.1 MSI
- 2.2 GICv3内部结构
- 2.3 中断号
- 三、 LPI的触发方式
- 3.1 使用GICR_SETLPIR
- 3.2 使用ITS
- 致谢
参考资料:
- 《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》
- ARM GIC(六)gicv3架构-LPI
一、 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:
在复杂系统中有成本上千的中断时,就需要成本上千的中断信号线,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。
二、 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 |
三、 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:
- 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。
致谢
以上笔记源自韦东山老师的视频课程,感谢韦老师,韦老师是嵌入式培训界一股清流,为嵌入式linux开发点起的星星之火,也愿韦老师桃李满园。聚是一团火,散是满天星!
在这样一个速食的时代,坚持做自己,慢下来,潜心琢磨,心怀敬畏,领悟知识,才能向下扎到根,向上捅破天,背着世界往前行!
仅此向嵌入行业里的每一个认真做技术的从业者致敬
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