[经验]

ARM GIC（一）之ARM soc中断的处理介绍

2022-4-6 10:12:14

3331 ARM 中断 soc

对于ARM的处理器，中断给处理器提供了触觉，使处理器能够感知到外界的变化，从而实时的处理。本系列博文，是以ARM cortex-A系列处理器，来介绍ARM的soc中，中断的处理。

ARM cortex-A系列处理器，提供了4个管脚给soc，实现外界中断的传递。分别是：

◾nIRQ：物理普通中断
◾nFIQ: 物理快速中断
◾nVIRQ: 虚拟普通中断
◾nVFIQ: 虚拟快速中断

如下图所示：

其中虚拟中断，是为了实现虚拟化而加入的，在这个系列中，不讨论虚拟中断，只介绍物理中断的相关知识。

在arm的soc系统中，会有多个外设，均有可能会产生中断发送给arm cpu，等待cpu处理。

而arm cpu对中断，只提供了2根信号，一个nIRQ，一个是nFIQ。因此就需要有一个中断控制器来作为中间的桥接，收集soc的所有中断信号，然后仲裁选择合适的中断，再发送给CPU，等待CPU处理。如下图所示：

这中间的桥接器件，就是arm公司推出大名鼎鼎的gic，general interrupt controller。

gic其实是一个架构，版本历经了gicv1（已弃用），gicv2，gicv3，gicv4。对于不同的gic版本，arm公司设计了对应的gic IP。

◾gic400，支持gicv2架构版本。
◾gic500，支持gicv3架构版本。
◾gic600，支持gicv3架构版本。

gic的核心功能，就是对soc中外设的中断源的管理，并且提供给软件，配置以及控制这些中断源。

当对应的中断源有效时，gic根据该中断源的配置，决定是否将该中断信号，发送给CPU。如果有多个中断源有效，那么gic还会进行仲裁，选择最高优先级中断，发送给CPU。

当CPU接受到gic发送的中断，通过读取gic的寄存器，就可以知道，中断的来源来自于哪里，从而可以做相应的处理。

当CPU处理完中断之后，会告诉gic，其实就是访问gic的寄存器，该中断处理完毕。
gic接受到该信息后，就将该中断源取消，避免又重新发送该中断给cpu以及允许中断抢占。

之后，会先介绍下gicv2的相关知识，然后介绍目前主流使用的gicv3。