ARM系列-中断（三）

保持简洁，保持功能单一。

-- Kelly Johnson

接下来该看redistributor了。

图1  GIC-600 redistributor

跟distributor连接的部分就不说了。Cpu_active是指示cluster或core的状态，可以用于idle管理。ppi_id用于多核设计时，区分每个redistributor。PPIs就是PPI中断线，在GIC-600是这么描述PPI的：

图2 PPI描述

从上面可以看出来，所谓的“私有”是说这些中断信号是core专有的。对于PPI，ARMv8定义了三种规格，8，12和16。所以对于不同的core来说，可能PPI数量不一样。

图3 Generic timer

上面是ARMv8-A的架构spec里，关于timer的图。我们可以看到，core的timer会发PPI，而中断控制器返回FIQ或者IRQ给core。细心的同学可能会问了，在redistributor上面没有FIQ和IRQ的信号啊？其实在第一篇文章里就说了，在现有的GICv3架构下，关于中断FIQ和IRQ，以及系统寄存器等放在了cluster/core端，对外留出了一组接口，叫cpu interface（在GICv2中实现在中断控制器这一侧），也就是图1中最下面的接口。其实这是一组简化的AXI4-Stream。

图4  GIC stream协议接口

由于是双向，所以是两组信号

图5  redistributor到CPU的信号

图6  CPU到redistributor的信号

既然是简化的总线协议，为了更便于CPU和redistributor通信，ARM又规定了具体的数据包格式。下图是CPU端发出的命令格式，具体的解释请查阅GICv3的文档，此处就不过多的贴图了。

图7  CPU interface命令

至此，就剩下最复杂的ITS了，这一部分是为了实现基于消息的中断。前面介绍过，LPI是一种基于消息的中断。也就是中断信息不在通过中断线进行传递。ITS就是要将接收到的LPI中断进行解析。

图8  GIC-600的ITS组件

既然是信息中断，就一定要有区分这些中断的方法，这样才能找到合适的中断处理对策。所以这里有两个概念。

EventID，用来表示外设发送中断的事件类型

DeviceID，用来表示哪一个外设发起LPI

而ITS需要将外设发送的DeviceID，eventID，通过一系列查表，得到LPI的中断号，再使用LPI中断号查表得到该中断的目标CPU。为此，ITS需要维护几张表，分别是device table，interrupt translation tableh和collection。

图9  ITS表

当外设写GITS_TRANSLATER寄存器，产生了LPI。这时ITS首先要拿着DeviceID，从device table中选择索引为DeviceID的表项。从该表项中，得到interrupt translation table的位置；然后再根据EventID，从interrupt translation table中选择索引为EventID的表项。得到中断号，以及中断所属的collection号；最后，使用collection号，从collection table中，选择索引为collection号的表项。得到redistributor的映射信息，最后根据collection表项的映射信息，将中断信息路由发送给对应的redistributor。

最后，提一句，GICv3中开始支持亲和性路由（affinity routing）。请原谅我偷点懒，直接把文档中的部分贴出来：

这里要解释一下什么是亲和性，我最初接触这个概念的时候简直是一头雾水，直到有一天看操作系统相关的书才明白是咋回事（忽略我的无知吧~~）。CPU亲和性是一种调度属性(scheduler property)，Linux调度器会根据affinity的设置让指定的进程运行在"绑定"的CPU上，而不会在别的CPU上运行。其中有一个好处是，可以提高cache的命中率。当一个进程在某个CPU上运行时，会在该CPU的缓存中维护许多状态。下次该进程在相同的CPU上运行时，由于缓存中的数据而执行的更快。因此，多处理器的调度器应该考虑这种亲和性，尽可能的进程保持在同一个CPU上。同理，对于并发程序也是有好处的。感慨一下，做CPU设计，到了最后肯定要与操作系统相爱相杀，哈哈哈~~~

祝大家春节快乐！