中断控制器介绍-硬件篇(arm)

1. GICv3 架构

1. 中断类型

1. 中断号划分

1. LPI：本地特殊外设中断

比如platform MSI中断之类的，外面写寄存器触发中断

1. SGI：软件产生中断

通过写系统寄存器触发，用于IPI核间通信，resched IPI等

1. PPI：私有外设中断

percore私有的外设，比如arch timer、pmu性能管理单元中断

1. SPI：共享外设中断

所有core共享外设中断，比如dma，usb，gpio中断等

1. 核心组件

1. Distributor

1. Redistributor

1. CPU interface

中断处理与中断虚拟化支持

1. 寄存器接口

1. Memory map寄存器

1. Sysreg 寄存器

1. 中断 lifecycle

中断产生：中断由外设或软件产生。

分发：中断路由器（IRI）执行中断分组、中断优先级排序，并控制中断向 CPU 接口的转发。

投递：物理 CPU 接口将中断投递给对应的处理元素（PE）。

激活：当运行在 PE 上的软件响应（acknowledge）一个中断时，GIC 会将“最高活动优先级”设置为该中断的优先级；对于 SPI、SGI 和 PPI 类型的中断，该中断状态会变为 active（活动状态）。

优先级下降：当运行在 PE 上的软件向 GIC 表示，最高优先级中断已经被处理到足以降低运行优先级的程度时，运行优先级会恢复为中断响应前的值。这时，中断处理程序会发出中断结束（EOI）信号。中断结束操作可以配置为同时执行中断的去激活。

去激活：去激活会清除中断的活动状态，从而允许该中断在处于挂起状态时能够再次被处理。对于 LPI（本地中断），不需要去激活。去激活可以配置为与优先级下降同时发生，也可以配置为通过显式的中断去激活操作在稍后发生。后一种方式支持某些软件架构，可以将中断处理分为“初始处理”和“延后调度的处理”。

1. 中断状态

1. 中断状态

pending和active是两个独立事件

状态判断		Active: cpu 是否 ack（读IAR寄存器）且未EOI（写EOI寄存器）
		N	Y
Pending: 外设或者软件是否assert to GIC	N	inactive	active
	Y	pending	Active and pending

1. 中断状态机转换

   

     转换 A1 或 A2：添加挂起状态 当中断进入挂起状态时发生该转换，可能是由于外设产生了中断，或者软件触发了中断。

     转换 B1 或 B2：移除挂起状态 当中断被外设撤销（如果该中断是电平敏感型中断），或软件修改了挂起状态时发生该转换。 对于 LPI，中断在被处理器确认（acknowledge）时，也会发生该转换。

     转换 C：挂起 → 活动 当处理元素（PE）对边沿触发的 SPI、SGI 和 PPI 中断进行确认时发生该转换。 对于 SPI、SGI 和 PPI，当软件从 ICC_IAR0_EL1 或 ICC_IAR1_EL1 读取 INTID 值时，也会发生该转换。

     转换 D：挂起 → 活动并挂起 当处理元素（PE）对电平敏感的 SPI、SGI 和 PPI 中断进行确认时发生该转换。

     转换 E1 或 E2：移除活动状态 当软件对 SPI、SGI 和 PPI 中断执行去激活操作时发生该转换。

   1.   Level sensitive 中断

   

   1.   Edge sensitive 中断

   

1. 中断分组

1. 中断 group

1. 中断 group 触发信号