GICv3 寄存器概述

GICv3（通用中断控制器版本3）为ARM架构提供了一套先进的中断管理框架。它针对大型系统支持、高效虚拟化和增强的中断分发机制引入了改进。以下是标准寄存器、它们的地址偏移以及常见用途或功能的概述。

技术背景

GICv3 是为了满足现代多核处理器系统中复杂的中断管理需求而设计的。与前代相比，GICv3 支持更多的中断，提供了更好的中断隔离和安全特性，以及对虚拟化环境的改进支持。它通过一系列的寄存器和配置选项，允许精细的控制和高效的中断处理，特别是在多核心和虚拟化场景下。

CPU接口寄存器

这些寄存器主要用于管理和处理定向到特定CPU的中断。

• ICC_SRE_EL1/EL2/EL3（系统寄存器启用）
  • 偏移量：根据实现而变化
  • 功能：启用或禁用系统寄存器接口以控制GIC。
• ICC_CTLR_EL1/EL3（控制寄存器）
  • 偏移量：根据实现而变化
  • 功能：控制中断行为，如优先级屏蔽和抢占。
• ICC_PMR_EL1（优先级掩码寄存器）
  • 偏移量：根据实现而变化
  • 功能：为处理器设置优先级掩码，过滤掉优先级较低的中断。
• ICC_IAR1_EL1（中断认领寄存器）
  • 偏移量：根据实现而变化
  • 功能：从此寄存器读取将认领优先级最高的待处理中断，并返回其ID。
• ICC_EOIR1_EL1（中断结束寄存器）
  • 偏移量：根据实现而变化
  • 功能：写入一个中断ID表明处理器已完成该中断的处理。
• ICC_IGRPEN1_EL1（中断组启用寄存器）
  • 偏移量：根据实现而变化
  • 功能：启用或禁用中断组。

分发器寄存器

分发器（Distributor）负责管理所有外设中断的分发，包括中断的启用、禁用、优先级设置和目标CPU的配置。

• GICD_CTLR（控制寄存器）
  • 偏移量：0x0000
  • 功能：控制GIC分发器的全局行为，例如启用或禁用中断分发。
• GICD_TYPER（类型寄存器）
  • 偏移量：0x0004
  • 功能：提供分发器支持的信息，包括中断数量和CPU接口数量。
• GICD_ISENABLERn（中断设置启用寄存器）
  • 偏移量：0x0100 + (n * 0x20)，n代表中断组
  • 功能：通过设置相应位来启用特定的中断。
• GICD_ICENABLERn（中断清除启用寄存器）
  • 偏移量：0x0180 + (n * 0x20)，n代表中断组
  • 功能：通过清除相应位来禁用特定的中断。
• GICD_IPRIORITYRn（中断优先级寄存器）
  • 偏移量：0x0400 + (n * 4)，n代表中断编号
  • 功能：设置每个中断的优先级。
• GICD_ITARGETSRn（中断目标寄存器）
  • 偏移量：0x0800 + (n * 4)，n代表中断编号
  • 功能：指定中断的目标CPU处理器。

重分发器寄存器

重分发器（Redistributor）用于处理来自特定CPU的中断，特别是在多核心系统中，它提供了一种更高效的中断管理方式。

• GICR_CTLR（重分发器控制寄存器）
  • 偏移量：特定于实现
  • 功能：控制重分发器的行为，如启用或禁用局部中断。
• GICR_IIDR（实现者识别寄存器）
  • 偏移量：特定于实现
  • 功能：提供关于重分发器实现的信息。
• GICR_TYPER（类型寄存器）
  • 偏移量：特定于实现
  • 功能：标识重分发器的特性，例如支持的中断和处理器编号。
• GICR_STATUSR（状态寄存器）
  • 偏移量：特定于实现
  • 功能：提供重分发器的当前状态信息，如错误指示。