ARM IHI0069F GIC architecture specification (3)

1.2 术语

本手册中的架构描述使用与 Armv8 架构相同的术语。 有关此术语的更多信息,请参阅 Arm® 架构参考手册 Armv8 A 部分的介绍,了解 Armv8-A 架构配置文件。

此外,在适当的情况下使用 AArch64 系统寄存器名称,而不是同时列出 AArch32 和 AArch64 系统寄存器名称。 AArch64 寄存器名称上的 ELx 后缀表示可以访问寄存器的最低异常级别。

各个 AArch64 系统寄存器描述包含对提供相同功能的 AArch32 系统寄存器的引用。

以下部分定义了本手册中使用的架构术语:

• 中断类型。

• 第1-21 页的中断状态。

• 第1-21 页的处理中断的模型。

• 第1-22 页的附加条款。

1.2.1 中断类型

实现GIC架构的设备可以控制外设中断。 外设中断通常由发送到 GIC 的物理信号来断言。 GIC架构定义了以下类型的外设中断:

局部特定外设中断 (LPI)

LPI 是一个目标外设中断,它被路由到关联层次结构中的特定 PE:

• 在启用两种安全状态的系统中,LPI 始终是非安全组 1 中断。

• LPI 具有边沿触发行为。

• LPI 可以使用ITS 进行路由。

• LPI 没有活动状态,因此不需要显式停用。

• LPI 始终是基于消息的中断。

有关详细信息,请参阅第 5-78 页的 LPI。

私有外设中断 (PPI)

这是一个针对单个特定PE的外设中断,不同的PE可以使用相同的中断号来指示不同的事件:

• PPI 可以是组0 中断、安全组1 中断或非安全组1 中断。

• PPI 可以支持边沿触发或电平敏感行为。

• PPI 绝不会使用ITS 进行路由。

• PPI 处于活动状态,因此需要显式停用。

注:

通常,期望 PPI 由每个 PE 上同一中断源的不同实例使用,从而允许将公共中断号用于 PE 特定事件,例如

来自私有定时器的中断。

共享外设中断 (SPI)

这是一个外设中断,分发器可以将其路由到可以处理中断的指定 PE,或者路由到系统中已配置为接受此类中断的一组 PE 之一的 PE:

• SPI 可以是组0 中断、安全组1 中断或非安全组1 中断。

• SPI 可以支持边沿触发或电平敏感行为。

• SPI 绝不会使用ITS 进行路由。

• SPI 具有活动状态,因此需要显式停用。

有关详细信息,请参阅第 4-56 页的共享外设中断。 有关分发器的更多信息,请参阅第 3 章 GIC 分区。

软件生成中断 (SGI)

SGI 通常用于处理器间通信,并通过写入 GIC 中的 SGI 寄存器来生成:

• SGI 可以是组0 中断、安全组1 中断或非安全组1 中断。

• SGI 具有边沿触发行为。

• SGI 绝不会使用ITS 进行路由。

• SGI 具有活动状态,因此需要显式停用。

有关详细信息,请参阅第 4-55 页的软件生成的中断。

边沿触发的中断具有以下属性:

• 在检测到中断信号的上升沿时将其置位,然后无论信号状态如何,它都会保持置位状态,直到软件确认中断为止。

有关边沿触发的基于消息的中断的信息,请参阅基于消息的中断。

电平敏感的中断具有以下属性:

• 当中断信号电平有效时,它被置为有效;当中断信号电平不有效时,它被置为无效。

• 它被软件明确地置为无效。

1.2.2 中断状态

以下状态适用于 GIC 和连接的 PE 之间的每个接口:

不活跃

未激活或未决的中断。

待办的

被识别为在硬件中断言或由软件生成的中断,并等待目标 PE 处理。

积极的

已被 PE 确认并正在处理的中断,因此同一中断的另一个断言不会作为中断呈现给 PE,直到初始中断不再处于活动状态。

LPI 没有活动状态,并在被 PE 确认后转换为非活动状态。

有效和待处理

一种中断,在中断的一次断言后处于活动状态,并在后续断言后处于挂起状态。

LPI 没有活动和挂起状态,并在被 PE 确认后转换为非活动状态。

GIC 维护每个支持的中断的状态。 状态机定义了中断状态之间可能的转换,以及对于每种中断类型,导致转换的条件。 有关详细信息,请参阅第 4-51 页的中断处理状态机。

1.2.3 处理中断的模型

在多处理器实现中,存在以下用于处理中断的模型:

定向分销模式

该模型适用于所有 PPI 和所有 LPI。 它还适用于:

• 非传统操作期间的SPI,如果GICD_IROUTER<n>.Interrupt_Routing_Mode == 0。

• 在传统操作期间,当 GICD_CTLR.ARE_* == 0 时,如果相应 GICD_ITARGETSR<n> 字段中只有一位 == 1。

由软件指定的目标PE接收中断。

目标列表模型

该模型仅适用于 SGI。 多个PE独立接收中断。 当 PE 确认中断时,仅该 PE 的中断挂起状态被清除。 中断对于每个 PE 独立地保持待处理状态,直到它被 PE 确认为止。

N 型号中的 1 个

该模型仅适用于 SPI。 该中断针对一组指定的 PE,并且仅在该组中的一个 PE 上进行。 接受中断的 PE 以实现定义的方式选择。 该架构对可选择的 PE 进行了限制,请参阅第 4-63 页的启用中断分配。

• Arm GIC 架构保证仅向目标PE 集中列出的一个PE 提供N 中的1 中断。

• 如果中断不是最高优先级中断,或者中断被ICC_PMR_EL1 屏蔽或在PE 内,则可能会向PE 提供N 中的1 中断。 请参阅第 4-46 页的中断生命周期。

对于传统操作期间的 SPI,当目标寄存器中指定了多个目标 PE 时,适用此模型。

如果多个 PE 可以处理中断,则硬件实现一种机制来确定哪个 PE 激活中断。

1.2.4 更多术语

本手册中使用了以下更多术语:

空闲优先级

在 GICv3 中,空闲优先级 0xFF 是当该接口上没有活动中断时从 CPU 接口上的 ICC_RPR_EL1 读取的运行优先级。 在传统操作期间,从 GICC_RPR 读取的空闲优先级是由实现定义的,如 GICv2 中一样。

中断标识符(INTID)

唯一标识具有关联事件及其源的中断的数字空间。 然后该中断被路由到一个或多个PE进行处理。 PPI 和 SGI 中断号是每个 PE 本地的。 SPI 和 LPI 具有物理域的全局中断号。 有关详细信息,请参阅第 2-31 页的 INTID。

中断路由基础设施 (IRI)

分销商、再分销商以及(可选)一个或多个 ITS。 有关详细信息,请参阅第 3-38 页的 GIC 逻辑组件。

基于消息的中断

基于消息的中断是由于对指定地址的存储器写访问而被置位的中断。 物理中断可以转换为基于消息的中断。 基于消息的中断可以支持电平敏感或边沿触发的行为,尽管 LPI 始终是边沿触发的。

GICv3 支持两种基于消息的中断机制:

• 一种用于通信SPI 的机制,其中分配的地址保存在分发器中。 在这种情况下,基于消息的中断可以是电平敏感的或边沿触发的。

• 一种用于传送LPI 的机制,其中所分配的地址保存在ITS 中(如果实施了ITS),或者保存在再分发器中。

Arm 建议使用 LPI 在支持 PCIe 的系统中提供对 MSI 和 MSI-X 功能的支持。 有关详细信息,请参阅第 5 章局部特定外设中断和 ITS。 GICv3 还包括使用基于消息的中断对信号 SPI 的架构支持,请参阅第 4-56 页的共享外设中断。

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