ARM GIC(Generic Interrupt Controller,通用中断控制器)是ARM公司为嵌入式系统设计的一种中断管理系统,用于处理和分发处理器的中断请求。GICv3是GIC系列的一个重要版本,它在前一代的基础上进行了许多性能和功能的增强,以适应更高级别的SoC(System on Chip)设计需求,特别是针对服务器和高性能计算场景。以下是关于ARM GICv3架构的一些关键知识点:
1. **多核支持**:GICv3支持多核架构,可以为每个CPU核心提供独立的中断处理能力,确保中断在多核环境下的公平性和效率。
2. **虚拟化支持**:GICv3引入了对硬件虚拟化的支持,通过Virtualization Extension(VE)特性,允许多个操作系统实例共享硬件资源,提高系统的隔离性和安全性。
3. **Redistributor**:GICv3中的Redistributor负责将中断从设备路由到相应的CPU接口,它可以根据CPU的虚拟地址空间配置中断处理。
4. **PLIC(Platform Level Interrupt Controller)兼容**:GICv3设计时考虑到了与PLIC(Platform Level Interrupt Controller)的兼容性,这使得在不同架构间迁移软件更加容易。
5. **SGI(Software Generated Interrupts)**:GICv3增强了SGI,允许快速的处理器间通信,如用于NUMA(Non-Uniform Memory Access)系统中的缓存同步。
6. **PPI(Private Peripheral Interrupts)和SPI(Shared Peripheral Interrupts)**:PPI是CPU私有的中断,而SPI是所有CPU共享的中断。GICv3对这两种中断的管理进行了优化,提高了中断处理的效率。
7. **Group 1 and Group 2 Interrupts**:GICv3将中断分为两个组,Group 1包含安全和非安全模式下的中断,Group 2仅包含安全模式中断。这种设计提高了安全性,尤其是在安全关键的应用中。
8. **Interrupt Translation Table (ITT)**:GICv3使用Interrupt Translation Table来映射物理中断ID到虚拟中断ID,适应虚拟化环境的需求。
9. **Context ID**:GICv3引入了Context ID,用于区分不同的中断处理上下文,比如在虚拟机环境下区分不同的VM。
10. **Direct Mapping**:GICv3采用了一种称为“Direct Mapping”的方式,简化了中断处理路径,减少了中断处理的延迟。
11. **中断优先级**:GICv3支持224级中断优先级,提供了更细粒度的中断管理。
12. **中断控制器编程模型**:GICv3提供了清晰的编程模型,包括寄存器接口和中断状态管理,方便开发者进行中断处理相关的软件开发。
通过上述文件,例如"IHI0069G_gic_architecture_specification.pdf"和"ARM® Generic Interrupt Controller Architecture Specification Architecture version 2.0(IHI0048B_b_gic_architecture_specification_v2).pdf",开发者可以深入了解GICv3的详细规格和工作原理,以便更好地在实际项目中利用其特性。"GICv3_Software_Overview_Official_Release_B.pdf"则可能提供GICv3的软件实现和使用指导,帮助开发者理解和实现中断管理相关的软件功能。