ARM GIC手册学习：Affinity routing

1 Affinity routing

Affinity routing是一种基于分层地址的方案，用于标识用于中断路由的特定PE节点。

AArch64状态下，一个PE的affinity value定义在MPIDR_EL1寄存器中

Affinity routing value是由4个8-bit字段（a.b.c.d）组成的32bit value。

• GICv3 AArch64下支持 a.b.c.d四层和 0.b.c.d三层 affinity level 。
• 通过ICC_CTLR_EL3.A3V, ICC_CTLR_EL1.A3V, and GICD_TYPER.A3V 配置是否支持 four level or three level 的 Affinity routing 。

这四个字段被标准化为下面的形式：

Aff3.Aff2.Aff1.Aff0

其中 Affx 代表Affinity level x.

通过ARE bit来启用Distributor安全状态下的 Affinity routing，Affinity routing 启用的条件：

• 对于 Secure 中断，GICD_CTLR.ARE_S bit is set to 1.
• 对于 Non-secure 中断，GICD_CTLR.ARE_NS bit is set to 1.

当 Affinity routing 启动时，若处理 physical interrupts，那么 System register access 也必须启用。

1.1 SPI and SGI中断使用 Affinity Routing

SPI中断的 affinity address 和 routing mode 信息在GICD_IROUTER<n>寄存器中配置。

SGI中断的 affinity address 和 routing mode 信息由生成中断时通过软件配置。

SGI中断的生成使用以下寄存器：

• ICC_SGI0R_EL1.
• ICC_SGI1R_EL1.
• ICC_ASGI1R_EL1.

ARM建议 Aff0 字段使用0-15的值来与 SGI target list 保持一致。

SPI和SGI中断路由使用不同的寄存器：

• SPI中断使用GICD_IROUTER<n>.Interrupt_Routing_Mode:
  • If GICD_IROUTER.Interrupt_Routing_Mode is cleared to 0, SPIs are routed to a single PE specified by a.b.c.d.
  • If GICD_IROUTER.Interrupt_Routing_Mode is set to 1, SPIs are routed to any PE defined as a
    participating node.
• SGI中断使用ICC_SGI0R_EL1.IRM, and ICC_SGI1R_EL1.IRM:
  • 若IRM位为1，SGI被路由到系统中除了源PE以外的所有PE。
  • 若IRM位为0，SGI被路由到由a.b.c.targetlist指定的一组PE。target list 提供 Aff0 的位域编码（0-15）。

1.2 Participating nodes

在以下情况下，配置成1 of N distribution model 的 SPI 中断可以转发到此PE：

• GICR_WAKER.ProcessorSleep == 0 并且该PE启动了此中断的Group。
• GICD_CTLR.E1NWF == 1.
• GICR_TYPER.DPGS == 1，并且对于该中断所在的Group， GICR_CTLR.{DPG1S, DPG1NS,
  DPG0} == 0

对于以上规则确定的PE总称为 Participating nodes.

1.3 Enable Affinity routing

本文讨论的都是GICv3架构中启用Affinity routing，于是以下必然成立：

• GICD_CTLR.ARE_NS == 1
• GICD_CTLR.ARE_S == 1

当 GICD_CTLR. DS == 0 ：

• 除非符合以下所有条件，否则无法将GICD_CTLR.ARE_S从0更改为1：
  • GICD_CTLR.EnableGrp0 == 0.
  • GICD_CTLR.EnableGrp1S == 0.
  • GICD_CTLR.EnableGrp1NS == 0.
• 除非GICD_CTLR.EnableGrp1NS==0，否则无法将GICD_CTLR.ARE_NS从0更改为1.

当 GICD_CTLR. DS == 1 ：

• 除非符合以下所有条件，否则无法将GICD_CTLR.ARE从0更改为1：
  • GICD_CTLR.EnableGrp0 == 0.
  • GICD_CTLR.EnableGrp1 == 0.