[嵌入式]GICv3软件overview手册之配置GIC

????????本章描述了在裸设备环境下如何使能和配置GICv3中断控制器。对于详细的寄存器描述请查看ARM通用中断控制器用户手册。

????????LPI的配置与配置SPI/PPI/SGI不一样，LPI的配置在其他章分开描述。

????????使用GICv3中断控制器的大多数系统都是多核系统，并且可能多处理器系统。一些设置都是全局的，他们影响所有连接的PE。其他设置都是针对某个PE的。

????????本章首先看全局设置，然后看基于PE的设置。

1. 全局设置

????????Distributor控制寄存器GICD_CTLR必须被配置来使能中断group，并设置路由模式。

（1）使能亲和性路由（ARE bits）

????????GICD_CTLR中ARE位控制是否亲和性路由使能。若亲和性路由没有使能，GICv3配置为传统操作。是否亲和性路由使能可以被单独控制为安全和非安全状态。

（2）Enables

GICD_CTLR包含group0/安全group1/非安全group1的分开的使能bit。

- GICD_CTLR.EnableGrp1S使能distribution的安全group1中断；

- GICD_CTLR.EnableGrp1NS使能distribution的非安全group1中断；

- GICD_CTLR.EnableGrp0使能distribution的group0中断；

2. 单独的PE设置

2.1 Redistributor配置

????????当reset时，Restributor将其连接的PE视为sleeping。通过GICR_WAKER控制唤醒。为使连接PE变为唤醒状态，软件必须：

（1）清GICR_WAKER.ProcessorSleep=0;

（2）轮询GICR_WAKER.ChildrenAsleep直到它为0；

?????????对LPI的使能和配置在其他章节描述。

????????当GICR_WAKER.ProcessorSleep=1或GICR_WAKER.ChildrenAsleep=1时，写CPU接口寄存器，而不是ICC_SRE_ELn，会导致不可预测的行为。

2.2 CPU接口的配置

????????CPU接口负责将中断传输到它所连接的PE。为使能CPU接口，软件需要做如下配置：

（1）使能系统寄存器的访问

????????前面章节描述了CPU接口寄存器，以及在GICv3中如何访问系统寄存器。软件必须通过设置ICC_SRE_ELn寄存器使能访问CPU接口寄存器。

（2）设置优先级屏蔽和二进制指向寄存器

????????CPU接口寄存器包含优先级屏蔽寄存器（ICC_PMR_EL1)和二进制寄存器（ICC_BPRn_EL1）。优先级屏蔽设置中断最小优先级，为了直接给PE。二进制寄存器用来用来优先级分组和抢占。两个寄存器的使用在后面章节中详细描述。

（3）设置EOI模式

????????在CPU接口中ICC_CTLR_EL1和ICC_CTLR_EL3中EOI模式控制中断的完成是如何处理的。在后面章节中详细描述。

（4）使能每组中断group的发送

????????每个中断group的发送必须在通过CPU接口发送到PE之前使能。为使能发送，软件必须为group1中断写ICC_IGRPEN1_EL1寄存器，为group0中断写ICC_IGRPEN0_EL1寄存器。

????????ICC_IGRPEN1_EL1为安全状态。这意味着ICC_GRPEN1_EL1控制当前安全状态的group1。在EL3时，软件通过ICC_IGRPEN1_EL3访问安全group1中断和非安全group1中断使能。

2.3 PE配置

????????PE的一些配置也要求允许能接受和处理中断。详细的描述超出了本文档的范围。为AArch64状态的基本步骤：

（1）路由控制

????????中断的路由控制在PE的SCR_EL3和HCR_EL2。路由控制位决定中断产生的异常级别。在这些寄存器的路由位在复位时处于UNKNOWN值，因此必须由软件初始化。

（2）中断屏蔽

????????PE在PSTATE执行屏蔽位。当这些位需要设置，中断需要屏蔽。在复位时这些位被设置。

（3）Vector表

????????PE的向量表的位置由VBAR_ELn寄存器设置。使用SCR_EL3和HCR_EL2.VBAR_ELn在复位时位UNKNOWN值。软件必须设置VBAR_ELn寄存器来指向内存中合适的向量表位置。

3. SPI/PPI/SGI配置

????????使用GICD_*寄存器通过Distributor配置SPI。使用GICR_*寄存器通过Dedistributor配置PPI/SGI。对于每个INTID，软件必须配置如下：

（1）优先级（GICD_IPPRORITYn，GICR_IPRIORITYn）

????????每个INTID有一个与之相关的优先级，由一个8bit无符号值。0x00为最高优先级，0xff为最低优先级。后面章节会描述GICD_IPRORITYn和GICR_IPRORITYn中的优先级如何屏蔽低优先级中，以及它是如何控制抢占。

????????不要求中断控制器实现完整的8bit优先级位。如果GIC支持2个安全状态，至少要实现5bit。如果GIC只支持一个安全状态，至少要实现4bit。

（2）Group（GICD_IGROUPn, GICD_IGRPMODn，GICR_IGROUP0, GICR_IGRPMOD0）

????????如前面描述的，一个中断需要被描述位三种中断group中的一种。中断group为group0, 安全group1和非安全group1。

（3）电平触发/边沿触发

????????如果中断以物理信号发送，它必须配置为边沿触发或电平触发。SGI通常为边沿触发，因此GICR_ICFGR0通常为RAO/WI。

（4）Enable（GICD_ISENABLERn, GICD_ICENABLER, GICR_ISENABLER0, GICR_ICENABLER0）

??????????每个INTID有一个enable位。设置-使能寄存器以及清除-使能寄存器不要求进行读-修改-写流程。ARM建议在使能INTID之前进行本章描述的设置。

????????对于裸设备，在初始化配置后没有必要经常改变设置。但是，若中断必须要重新配置，比如改变group设置，建议先disable这个INTID。

????????大多数配置寄存器的复位后的值为定义实现的。这意味着中断控制器的设计者决定值是多少，这些值在不同的系统上不一样。

3.1 为SPI设置目标PE

????????对于SPI，需要配置中断的目标，这由GICD_IROUTERn控制。每个SPI一个GICD_IROUTERn寄存器，Interrupt_Routing_mode位控制路由策略。可选如下：

（1）GICD_IROUTERn.Interrupt_Routing_Mode=0

????????SPI被传递给PE A.B.C.D，在寄存器中表明亲和性。

（2）GICD_IROUTERn.Interrupt_Routing_Mode=1

????????SPI可以被传递到中断group中Distribution的任一连接的PE。Distributor选择目标PE，而不是软件，因此中断可能每次都不一样。

????????这种类型的路由为1：N

????????PE可以接受1：N中断。可以通过GICR_CTLR中DPG1S, DPG1NS和DPG0控制。