[问答]

ARM GIC（六）gicv3架构中的消息中断

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 在gicv3中，引入了一种新的中断类型。message based interrupts，消息中断。一、消息中断外设，不在通过专用中断线，向gic发送中断，而是写gic的寄存器，来发送中断。这样的一个好处是，可以减少中断线的个数。为了支持消息中断，gicv3，增加了LPI，来支持消息中断。并且为他分配了特别多的中断号，从8192开始，移植到16777216。 LPI，locality-specific peripheral interrupts。spec中，用了一章，来介绍这个LPI。二、LPI介绍 LPI是一种基于消息的边沿中断。也就是，中断信息，不在通过中断线，进行传递，而是通过memory。gic内部，提供一个寄存器，当外设往这个地址，写入数据时，就往gic发送了一个中断。在soc系统中，外设想要发送中断给gic，是需要一根中断线的。如果现在一个外设，需要增加一个中断，那么就要增加一根中断线，然后连接到gic。这样，就需要修改设计。而引入了LPI之后，当外设需要增加中断，只需要使用LPI方式，传输中断即可，不需要修改soc设计。引入了LPI之后，gicv3中，还加入了ITS组件，interrupt translation service。ITS将接收到的LPI中断，进行解析，然后发送到对应的redistributor，再由redistributor将中断信息，发送给cpu interface。以下是带LPI的框图。外设，通过写 GITS_TRANSLATER 寄存器，来传递消息中断。 LPI，和SPI,PPI,SGI有些差别，LPI的中断的配置，以及中断的状态，是保存在memory的表中，而不是保存在gic的寄存器中的。 ◾GICR_PROPBASER：保存LPI中断配置表的基地址 ◾GICR_PENDBASER: 保存LPI中断状态表的基地址这里，就涉及到两个表： 1、LPI中断配置表该表，保存在memory中。基地址，由GICR_PROPBASER寄存器决定。该寄存器描述如下：其中的Physical_Address字段，指定了LPI中断配置表的基地址。对于LPI配置表，每个LPI中断，占用1个字节，指定了该中断的使能和中断优先级。当外部发送LPI中断给redistributor，redistributor首先要查该表，也就是要访问memory来获取LPI中断的配置。为了加速这过程，redistributor中可以配置cache，用来缓存LPI中断的配置信息。因为有了cache，所以LPI中断的配置信息，就有了2份拷贝，一份在memory中，一份在redistributor的cache中。如果软件修改了memory中的LPI中断的配置信息，需要将redistributor中的cache信息给无效掉。 2、LPI中断状态表该表，处于memory中，保存了LPI中断的状态，是否pending状态。 LPI中断的状态，不是保存在寄存器中，而是保存在memory中的pending表中。该状态表，由redistributor来进行更改。而该table的基地址，是由软件来设置的。软件通过设置 GICR_PENDBASER 寄存器来设置。该寄存器，设置LPI状态表的基地址，该状态表的memory的属性，如shareability，cache属性等。每个LPI中断，占用一个bit空间 ◾0：该LPI中断，没有处于pending状态 ◾1：该LPI中断，处于pending状态该状态表，由redistributor来设置。软件如果修改该表，会引发unpredictable行为。三、LPI的实现方式为了实现LPI，gicv3定义了以下两种方法来实现： ◾使用ITS，将外设发送到eventID，转换成LPI 中断号 ◾forwarding方式，直接访问redistributor的寄存器GICR_SERLPIR，直接发送LPI中断 1、forwarding方式这种方式，比较简单，主要由下面几个寄存器来实现： ◾GICR_SERLPIR ◾GICR_CLRLPIR ◾GICR_INVLPIR ◾GICR_INVALLR ◾GICR_SYNCR 其gic框图如下所示： GICR_SERLPIR，将指定的LPI中断，设置为pending状态。 GICR_INVLPIR，将指定的LPI中断，清除pending状态。寄存器内容和GICR_SERLPIR一致。 GICR_INVLPIR，将缓存中，指定LPI的缓存给无效掉，使GIC重新从memory中载入LPI的配置。 GICR_INVALLR，将缓存中，所有LPI的缓存给无效掉，使GIC重新从memory中，载入LPI中断的配置。 GICR_SYNCR，对redistributor的操作是否完成。寄存器，只有第0bit是有效的。如果为0，表示当前对redistributor的操作是完成的，如果为1，那么是没有完成的。 2、使用ITS方式理解了forwarding方式，那么理解ITS方式，就要容易了。forwarding方式，是直接得到了LPI的中断号。但是对于ITS方式，是不知道LPI的中断号的。需要将外设发送的DeviceID，eventID，通过一系列查表，得到LPI的中断号以及该中断对应的target redistributor，然后将LPI中断，发送给对应的redistributor。下图是带有ITS的gic框图：外设，通过写GITS_TRANSLATER寄存器，发起LPI中断。写操作，给ITS提供2个信息： ◾EventID：值保存在GITS_TRANSLATER寄存器中，表示外设发送中断的事件类型 ◾DeviceID：表示哪一个外设发起LPI中断。该值的传递，是实现自定义，例如，可以使用AXI的user信号来传递。 ITS将DeviceID和eventID，通过一系列查表，得到LPI中断号，再使用LPI中断号查表，得到该中断的目标cpu。 ITS将LPI中断号，LPI中断对应的目标cpu，发送给对应的redistributor。 redistributor再将该中断信息，发送给CPU。四、ITS ITS是一个组件，用来提供给外设，发送LPI中断的，然后将LPI中断，发送给redistributor。 1、ITS处理流程 ITS使用三类表格，实现LPI的转换和映射： ◾device table：映射deviceID到中断转换表 ◾interrupt translation table：映射EventID到INTID。以及INTID属于的collection组 ◾collection table：映射collection到redistributor 当外设往GITS_TRANSLATER寄存器中写数据后，ITS做如下操作： ◾使用DeviceID，从设备表（device table）中选择索引为DeviceID的表项。从该表项中，得到中断映射表的位置 ◾使用EventID，从中断映射表中选择索引为EventID的表项。得到中断号，以及中断所属的collection号 ◾使用collection号，从collection表格中，选择索引为collection号的表项。得到redistributor的映射信息 ◾根据collection表项的映射信息，将中断信息，发送给对应的redistributor 以上是物理LPI中断的ITS流程。虚拟LPI中断的ITS流程与之类似。以下是处理流程图： 2、ITS命令 ITS操作，会涉及到很多表，而这些表的创建，维护是通过ITS命令，来实现的。虽然这些表，是在内存中的，但是GICv3和GICv4，不支持直接访问这些表，而是要通过ITS命令，来配置这些表。 ITS的操作，是通过命令，来控制的。外部通过发送命令给ITS，ITS然后去执行命令，每个命令，占32字节。 ITS有command队列，命令写在这个队列里面。ITS会自动的按照队列顺序，一一执行。每个命令占32个字节。命令，存放在内存中，GITS_CBASE，保存命令的首地址。GITS_CREADR，是由ITS控制，表示下一个命令的地址。GITS_CWRITER，是下一个待写命令的地址。软件往GITS_CWRITER地址处，写入命令，之后ITS就会执行这个命令。 ITS提供的命令，有很多，可以查阅GIC手册获取更多。以下是CLEAR命令。 3、ITS table ITS包括很多个表，这些表均处于 non-secure区域。 GITS_BASER<n>，指定ITS表的基地址和大小。软件，在使用ITS之前，必须要配置。其中的Physical_Address字段，就指定了表的基地址所在位置。以下是各个表的基地址，对应的寄存器。五、总结 gicv3中，引入了消息中断，并且为之，支持了LPI。分配了大量的中断号，用于LPI。对于LPI的实现，有2种方式，一种是访问redistributor提供的寄存器，一种是使用ITS。不过对于手机arm cpu来说，其实是不需要LPI的，因为现有的中断，已经符合要求，加入了LPI，让gic更复杂，让软件操作，也更复杂。但是对于服务器arm cpu，这个，就需要了，因为这个可以和PCIE相连，实现消息中断。个人感觉，这个LPI中断，是为arm服务器cpu，所使用的。对于提供的gic IP来说，比如gic600，是有配置选项，决定，是否是否支持LPI中断，以及是否需要ITS。 0
2022-4-7 10:50:13　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × dianzijie5 该类别下有 16 个回答。邀请回答嵌入式-H 该类别下有 16 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答 hucc 该类别下有 14 个回答。邀请回答舍我其谁84 该类别下有 13 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 12 个回答。邀请回答 HCPcry 该类别下有 12 个回答。邀请回答小刘该类别下有 11 个回答。邀请回答 sjjs001 该类别下有 11 个回答。邀请回答 iettke 该类别下有 11 个回答。邀请回答学生物的程序猿该类别下有 11 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 10 个回答。邀请回答 bigbangboom 该类别下有 10 个回答。邀请回答 siyugege 该类别下有 9 个回答。邀请回答 drakannie 该类别下有 9 个回答。邀请回答 wuli北该类别下有 9 个回答。邀请回答 zengweishuai 该类别下有 9 个回答。邀请回答广州洋钒该类别下有 9 个回答。邀请回答 h1654155957.9921 该类别下有 8 个回答。邀请回答最强海贼王该类别下有 8 个回答。邀请回答举报王波相关推荐 • ARM GIC（十二） GICv3支持中断bypass功能 5004 • ARM GIC（九）GICv3架构中的中断分组 4964 • ARM GIC（十一） gicv3架构中的2种安全状态 5593 • ARM GIC（五）关于gicv3架构的gic stream协议解析 5081 • ARM **是如何支持并产生安全中断的 4870* • ARM GIC（十） GICv3软中断的相关介绍 4631 • arm架构和x86架构有什么区别 3903 • arm架构和x86架构有什么区别是什么？ 9108 • RK3568 Linux5.10 SDK 运行ITS timeout问题 2077 • ARM架构的系统与X86架构系统的特性有什么不同？ 3329