发布: 13_GICv3_LPI机制

IMX6ULL/doc_pic/10_PCI_PCIe/13_GICv3_LPI机制.md

@@ -1,7 +1,8 @@
 ## GICv3_LPI机制
 
-参考资料：
+参考资料：这几个PDF文档在GIT仓库的`IMX6ULL\doc_pic\08_Interrupt`里
 
+* 《ARM® Generic Interrupt Controller Architecture Specification Architecture version 2.0(IHI0048B_b_gic_architecture_specification_v2).pdf》
 * 《IHI0069G_gic_architecture_specification.pdf》第5章
 * 《GICv3_Software_Overview_Official_Release_B.pdf》
 * [ARM GIC（六）gicv3架构-LPI](http://www.lujun.org.cn/?p=3921)
@@ -70,7 +71,6 @@ GIC V3里新增加了一类中断：LPI(Locality-specific Peripheral Interrupts)
 
 * 写寄存器GITS_TRANSLATER
   * 设备把数据写入GITS_TRANSLATER寄存器，写入的值被称为EventID
-  * 
 * 写寄存器GICR_SETLPIR
 
 
@@ -97,37 +97,60 @@ GIC V3里新增加了一类中断：LPI(Locality-specific Peripheral Interrupts)
 
 
 
-### 2. LPI的触发方式
+### 3. LPI的触发方式
 
 LPI有两种触发中断的方式：
 
-* 使用ITS把EventID 转换为LPI INTID，会用到"GITS_TRANSLATER"？
-* 使用GICR_SETLPIR直接转发LPI INTID
+* 把INTID直接写入GICR_SETLPIR寄存器
+* 使用ITS把EventID 转换为LPI INTID，会用到"GITS_TRANSLATER"寄存器
+
+这两种方法只能支持一种。
 
 
 
-#### 1.1 要使用ITS
+#### 3.1 使用GICR_SETLPIR
 
-• GICR_INVLPIR.
-• GICR_INVALLR.
-• GICR_SYNCR.  
+这个寄存器格式如下：
 
-![image-20220118094621265](pic/10_PCI_PCIe/110_lpi_with_its_block.png)
+![image-20220124233357818](pic/10_PCI_PCIe/122_gicr_setlpir.png)
 
-#### 1.2 不使用ITS
-
-• GICR_SETLPIR.
-• GICR_CLRLPIR.  
-
-LPI支持多达8192个中断，这些中断的配置信息、挂起信息，都要保存在内存里。因为寄存器可没那么大空间。
-
-![image-20220118094730343](pic/10_PCI_PCIe/111_lpi_without_its_block.png)
+把LPI的中断号写入这个寄存器即可触发中断。
 
 
 
-### 2. ITS
+#### 3.2 使用ITS
 
-#### 2.1 ITS tables  
+ITS的意思是：Interrupt Translation Service，中断转换服务。
 
-#### 2.2 Device table  
+![image-20220124234144934](pic/10_PCI_PCIe/123_its.png)
+
+能产生MSI中断的设备，都有一个DeviceDI(设备ID)，它产生的每一个MSI中断都有一个EventID(事件ID)。"DeviceID+EventID"组合被传入ITS，IDS会把它们转换为INTID。
+
+过程如下：
+
+* 外设发生中断消息(Interrupt Message)到ITS
+  * 外设只要写GITS_TRANSLATER就可以发送消息，这个寄存器格式如下：
+    ![image-20220125000929612](pic/10_PCI_PCIe/125_GITS_TRANSLATER.png)
+  * 消息里包含有：DeviceID(哪一个设备)、EventID(这个设备的哪一个中断)
+* ITS使用DeviceID在Device Table中找到一项
+  * 只有一个Device Table
+  * 每一个能发生MSI中断的设备在里面都有一项，它指向这个设备的Interrupt Translation Table(中断转换表，简称ITT)
+  * 每一个能发生MSI中断的设备，都有一个ITT
+* ITS使用EventID在ITT中找到一项，从中返回INTID和Collection ID
+* ITS使用Collection ID在Collection Table中找到一项，从中返回"Target Redistributor"，即：中断发给哪个CPU
+* ITS把INTID发给Redistributor
+
+![image-20220124235831275](pic/10_PCI_PCIe/124_its_steps.png)
+
+
+
+
+
+![image-20220125001703070](pic/10_PCI_PCIe/126_its_tables.png)
+
+
+
+上图中Device Table、Interrupt Translation Table、Collection Table都是在内存里，但是我们不能直接去设置内存。而是通过发送ITS命令来设置这些表格。
+
+我们不研究ITS的内部细节，暂且了解这些内容即可。
 

README.md

@@ -139,7 +139,7 @@ git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git
 * 2021.03.23 发布"Input子系统"：
 
   ```shell
-02_先学习输入系统应用编程
+  02_先学习输入系统应用编程
   APP_01.输入系统框架及调试
   APP_02.现场编程读取获取输入设备信息
   APP_03.查询_休眠唤醒_方式读取输入数据
@@ -276,7 +276,7 @@ git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git
 * 2021.06.26 发布"Interrupt子系统"
 
   ```shell
- 11_异常向量表的安装与调用
+   11_异常向量表的安装与调用
   ```
   
 * 2021.06.28 发布"Interrupt子系统"
@@ -456,6 +456,11 @@ git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git
   ```shell
   12_INTx中断机制源码分析
   ```
+* 2022.01.25 发布"PCI和PCIe子系统"
+
+  ```shell
+  13_GICv3_LPI机制
+  ```
 ## 6. 联系方式
 
 * 官网：http://www.100ask.net
@@ -468,10 +473,6 @@ git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git
   ![](wechat.jpg)
 
   
-```
 
-```
 
-```
 
-```

STM32MP157/doc_pic/10_PCI_PCIe/13_GICv3_LPI机制.md

@@ -1,45 +1,156 @@
 ## GICv3_LPI机制
 
-参考资料：
+参考资料：这几个PDF文档在GIT仓库的`IMX6ULL\doc_pic\08_Interrupt`里
 
+* 《ARM® Generic Interrupt Controller Architecture Specification Architecture version 2.0(IHI0048B_b_gic_architecture_specification_v2).pdf》
 * 《IHI0069G_gic_architecture_specification.pdf》第5章
-
+* 《GICv3_Software_Overview_Official_Release_B.pdf》
 * [ARM GIC（六）gicv3架构-LPI](http://www.lujun.org.cn/?p=3921)
 
 
 
+### 1. GICv2
 
-### 1. LPI
+框图如下：
+
+![image-20220124120054432](pic/10_PCI_PCIe/118_gic_v2_simple.png)
+
+![image-20220124115053802](pic/10_PCI_PCIe/117_gic_v2.png)
+
+
+
+GIC V2有3种中断：
+
+① 软件触发中断（SGI，Software Generated Interrupt）
+  	这是由软件通过写入专用仲裁单元的寄存器即软件触发中断寄存器（ICDSGIR）显式生成的。它最常用于CPU核间通信。SGI既可以发给所有的核，也可以发送给系统中选定的一组核心。中断号0-15保留用于SGI的中断号。用于通信的确切中断号由软件决定。 
+
+② 私有外设中断（PPI，Private Peripheral Interrupt）
+	这是由单个CPU核私有的外设生成的。PPI的中断号为16-31。它们标识CPU核私有的中断源，并且独立于另一个内核上的相同中断源，比如，每个核的计时器。
+
+③ 共享外设中断（SPI，Shared Peripheral Interrupt）
+	这是由外设生成的，中断控制器可以将其路由到多个核。中断号为32-1020。SPI用于从整个系统可访问的各种外围设备发出中断信号。
+
+
+
+在GICv2里，设备向中断控制器发出中断，必须使用物理上的线路：
+
+![image-20220124122926019](pic/10_PCI_PCIe/120_gicv2_with_dedicate_signal.png)
+
+在复杂系统中有成本上千的中断时，就需要成本上千的中断信号线，这太复杂了。
+
+于是在GICv3中引入MSI("message-based interrupts")，设备往某个地址写入数值，即可触发中断。
+
+
+
+### 2. GICv3
+
+#### 2.1 MSI
+
+在GICv3里，添加了MSI("message-based interrupts")，设备往某个地址写入数值，即可触发中断：
+
+![image-20220124123100899](pic/10_PCI_PCIe/121_gicv3_with_msi.png)
+
+使用消息来发送中断，好处是可以省略硬件线路。在大型系统中有成百上千个中断，使用MSI可以省下很多线路。
+
+
+
+#### 2.2 GICv3内部结构
+
+GIC V3里新增加了一类中断：LPI(Locality-specific Peripheral Interrupts)
+
+框图如下：
+
+![image-20220124125512793](pic/10_PCI_PCIe/119_gic_v3.png)
+
+对于原来的SPI，它也是可以使用MSI的方式传递的，这个功能是可选的。如果GICv3支持MSI方式的SPI，要产生/清除中断时，操作如下GIC寄存器：
+
+* 产生中断：写寄存器GICD_SETSPI_NSR 或 GICD_SETSPI_SR  
+* 清除中断：写寄存器GICD_CLRSPI_NSR 或 GICD_CLRSPI_SR  
+
+对于LPI中断，有两种触发方式：
+
+* 写寄存器GITS_TRANSLATER
+  * 设备把数据写入GITS_TRANSLATER寄存器，写入的值被称为EventID
+* 写寄存器GICR_SETLPIR
+
+
+
+#### 2.3 中断号
+
+0~1023跟GICv2保存一致。
+
+| INTID         | 中断类型 | 描述                     |
+| ------------- | -------- | ------------------------ |
+| 0~15          | SGI      |                          |
+| 16~31         | PPI      |                          |
+| 32~1019       | SPI      | 设备发出的中断           |
+| 1020~1023     | SPI      | 用于特殊目的             |
+| 1024~1055     | -        | 保留                     |
+| 1056~1119     | PPI      | 扩展的PPI，GICv3.1才支持 |
+| 1120~4095     | -        | 保留                     |
+| 4096~5119     | SPI      | 扩展的SPI，GICv3.1才支持 |
+| 5120~8191     | -        | 保留                     |
+| 8192~芯片实现 | LPI      |                          |
+
+
+
+
+
+
+### 3. LPI的触发方式
 
 LPI有两种触发中断的方式：
 
-* 使用ITS把EventID 转换为LPI INTID，会用到"GITS_TRANSLATER"？
-* 使用GICR_SETLPIR直接转发LPI INTID
+* 把INTID直接写入GICR_SETLPIR寄存器
+* 使用ITS把EventID 转换为LPI INTID，会用到"GITS_TRANSLATER"寄存器
+
+这两种方法只能支持一种。
 
 
 
-#### 1.1 要使用ITS
+#### 3.1 使用GICR_SETLPIR
 
-• GICR_INVLPIR.
-• GICR_INVALLR.
-• GICR_SYNCR.  
+这个寄存器格式如下：
 
-![image-20220118094621265](pic/10_PCI_PCIe/110_lpi_with_its_block.png)
+![image-20220124233357818](pic/10_PCI_PCIe/122_gicr_setlpir.png)
 
-#### 1.2 不使用ITS
-
-• GICR_SETLPIR.
-• GICR_CLRLPIR.  
-
-LPI支持多达8192个中断，这些中断的配置信息、挂起信息，都要保存在内存里。因为寄存器可没那么大空间。
-
-![image-20220118094730343](pic/10_PCI_PCIe/111_lpi_without_its_block.png)
+把LPI的中断号写入这个寄存器即可触发中断。
 
 
 
-### 2. ITS
+#### 3.2 使用ITS
 
-#### 2.1 ITS tables  
+ITS的意思是：Interrupt Translation Service，中断转换服务。
 
-#### 2.2 Device table  
+![image-20220124234144934](pic/10_PCI_PCIe/123_its.png)
+
+能产生MSI中断的设备，都有一个DeviceDI(设备ID)，它产生的每一个MSI中断都有一个EventID(事件ID)。"DeviceID+EventID"组合被传入ITS，IDS会把它们转换为INTID。
+
+过程如下：
+
+* 外设发生中断消息(Interrupt Message)到ITS
+  * 外设只要写GITS_TRANSLATER就可以发送消息，这个寄存器格式如下：
+    ![image-20220125000929612](pic/10_PCI_PCIe/125_GITS_TRANSLATER.png)
+  * 消息里包含有：DeviceID(哪一个设备)、EventID(这个设备的哪一个中断)
+* ITS使用DeviceID在Device Table中找到一项
+  * 只有一个Device Table
+  * 每一个能发生MSI中断的设备在里面都有一项，它指向这个设备的Interrupt Translation Table(中断转换表，简称ITT)
+  * 每一个能发生MSI中断的设备，都有一个ITT
+* ITS使用EventID在ITT中找到一项，从中返回INTID和Collection ID
+* ITS使用Collection ID在Collection Table中找到一项，从中返回"Target Redistributor"，即：中断发给哪个CPU
+* ITS把INTID发给Redistributor
+
+![image-20220124235831275](pic/10_PCI_PCIe/124_its_steps.png)
+
+
+
+
+
+![image-20220125001703070](pic/10_PCI_PCIe/126_its_tables.png)
+
+
+
+上图中Device Table、Interrupt Translation Table、Collection Table都是在内存里，但是我们不能直接去设置内存。而是通过发送ITS命令来设置这些表格。
+
+我们不研究ITS的内部细节，暂且了解这些内容即可。
 

STM32MP157/doc_pic/10_PCI_PCIe/14_INTx_MSI_MSIX中断源码分析.md

@@ -78,7 +78,13 @@ rockchip_pcie_legacy_int_handler
 ```c
 pci_enable_msi_range
 	msi_capability_init
-    
+    	ret = pci_msi_setup_msi_irqs(dev, nvec, PCI_CAP_ID_MSI);
+				pci_msi_domain_alloc_irqs(domain, dev, nvec, type);
+						msi_domain_alloc_irqs(domain, &dev->dev, nvec)
+                            // 在ITS里设置devid
+                            ret = ops->msi_prepare(domain, dev, nvec, &arg); 	
+							
+							__irq_domain_alloc_irqs
 ```
 
 
@@ -213,11 +219,11 @@ msix_capability_init/msi_capability_init
 										// its_get_event_id:
 										// d->hwirq - its_dev->event_map.lpi_base;
                                         msg->data		= its_get_event_id(d);                   
-									// 设置msi-x的entry地址	
-									irq_chip_write_msi_msg(irq_data, &msg);
-										data->chip->irq_write_msi_msg(data, msg);
-											pci_msi_domain_write_msg
-                                                __pci_write_msi_msg(desc, msg);
+                            // 设置msi-x的entry地址	
+                            irq_chip_write_msi_msg(irq_data, &msg);
+                            data->chip->irq_write_msi_msg(data, msg);
+                            pci_msi_domain_write_msg
+                                __pci_write_msi_msg(desc, msg);
 
 __pci_write_msi_msg(desc, msg);
     // 对于MSI-X