3. 龍芯架構的 IRQ 晶片模型(層次結構)¶
目前,基於龍芯架構的處理器(例如龍芯 3A5000)只能與 LS7A 晶片組一起工作。龍芯計算機中的 IRQ 晶片包括 CPUINTC(CPU 核心中斷控制器)、LIOINTC(傳統 I/O 中斷控制器)、EIOINTC(擴充套件 I/O 中斷控制器)、HTVECINTC(Hyper-Transport 向量中斷控制器)、PCH-PIC(LS7A 晶片組中的主中斷控制器)、PCH-LPC(LS7A 晶片組中的 LPC 中斷控制器)和 PCH-MSI(MSI 中斷控制器)。
CPUINTC 是每個核心的控制器(在 CPU 中),LIOINTC/EIOINTC/HTVECINTC 是每個封裝的控制器(在 CPU 中),而 PCH-PIC/PCH-LPC/PCH-MSI 是 CPU 之外的控制器(即在晶片組中)。這些控制器(換句話說,IRQ 晶片)以層次結構連結在一起,並且有兩種層次結構模型(傳統模型和擴充套件模型)。
3.1. 傳統 IRQ 模型¶
在此模型中,IPI(處理器間中斷)和 CPU 本地定時器中斷直接進入 CPUINTC,CPU UARTS 中斷進入 LIOINTC,而所有其他裝置中斷進入 PCH-PIC/PCH-LPC/PCH-MSI 並由 HTVECINTC 收集,然後進入 LIOINTC,然後進入 CPUINTC
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| IPI | --> | CPUINTC | <-- | Timer |
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^
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+---------+ +-------+
| LIOINTC | <-- | UARTs |
+---------+ +-------+
^
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+-----------+
| HTVECINTC |
+-----------+
^ ^
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| PCH-PIC | | PCH-MSI |
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^ ^ ^
| | |
+---------+ +---------+ +---------+
| PCH-LPC | | Devices | | Devices |
+---------+ +---------+ +---------+
^
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+---------+
| Devices |
+---------+
3.2. 擴充套件 IRQ 模型¶
在此模型中,IPI(處理器間中斷)和 CPU 本地定時器中斷直接進入 CPUINTC,CPU UARTS 中斷進入 LIOINTC,而所有其他裝置中斷進入 PCH-PIC/PCH-LPC/PCH-MSI 並由 EIOINTC 收集,然後直接進入 CPUINTC
+-----+ +---------+ +-------+
| IPI | --> | CPUINTC | <-- | Timer |
+-----+ +---------+ +-------+
^ ^
| |
+---------+ +---------+ +-------+
| EIOINTC | | LIOINTC | <-- | UARTs |
+---------+ +---------+ +-------+
^ ^
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+---------+ +---------+
| PCH-PIC | | PCH-MSI |
+---------+ +---------+
^ ^ ^
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| PCH-LPC | | Devices | | Devices |
+---------+ +---------+ +---------+
^
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+---------+
| Devices |
+---------+
3.3. 虛擬擴充套件 IRQ 模型¶
在此模型中,IPI(處理器間中斷)和 CPU 本地定時器中斷直接進入 CPUINTC,CPU UARTS 中斷進入 PCH-PIC,而所有其他裝置中斷進入 PCH-PIC/PCH-MSI 並由 V-EIOINTC(虛擬擴充套件 I/O 中斷控制器)收集,然後直接進入 CPUINTC
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| IPI |--> | CPUINTC(0-255vcpu)| <-- | Timer |
+-----+ +-------------------+ +-------+
^
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| V-EIOINTC |
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| PCH-PIC | | PCH-MSI |
+---------+ +---------+
^ ^ ^
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+--------+ +---------+ +---------+
| UARTs | | Devices | | Devices |
+--------+ +---------+ +---------+
3.3.1. 描述¶
V-EIOINTC(虛擬擴充套件 I/O 中斷控制器)是 EIOINTC 的擴充套件,它僅在 KVM 虛擬機器監控器中執行的 VM 模式下工作。中斷可以透過標準 EIOINTC 路由到最多四個 vCPU,但是使用 V-EIOINTC 中斷可以路由到最多 256 個虛擬 CPU。
對於標準 EIOINTC,中斷路由設定包括兩個部分:用於 CPU 選擇的八位和用於 CPU IP(中斷引腳)選擇的四位。對於 CPU 選擇,有四位用於 EIOINTC 節點選擇,四位用於 EIOINTC CPU 選擇。CPU 選擇和 CPU IP 選擇都使用點陣圖方法,因此中斷只能路由到 CPU0 - CPU3 和一個 EIOINTC 節點中的 IP0-IP3。
對於 V-EIOINTC,它支援路由更多 CPU 和 CPU IP(中斷引腳),V-EIOINTC 中新增了兩個暫存器。
3.3.2. EXTIOI_VIRT_FEATURES¶
該暫存器是隻讀暫存器,指示 V-EIOINTC 支援的功能。添加了功能 EXTIOI_HAS_INT_ENCODE 和 EXTIOI_HAS_CPU_ENCODE。
功能 EXTIOI_HAS_INT_ENCODE 是標準 EIOINTC 的一部分。如果為 1,則表示 CPU 中斷引腳選擇可以使用正常方法而不是點陣圖方法,因此中斷可以路由到 IP0 - IP15。
功能 EXTIOI_HAS_CPU_ENCODE 是 V-EIOINTC 的擴充套件。如果為 1,則表示 CPU 選擇可以使用正常方法而不是點陣圖方法,因此中斷可以路由到 CPU0 - CPU255。
3.3.3. EXTIOI_VIRT_CONFIG¶
該暫存器是讀寫暫存器,為了相容性,中斷路由使用與標準 EIOINTC 相同 的預設方法。如果將該位設定為 1,則表示 HW 使用正常方法而不是點陣圖方法。
3.4. 高階擴充套件 IRQ 模型¶
在此模型中,IPI(處理器間中斷)和 CPU 本地定時器中斷直接進入 CPUINTC,CPU UARTS 中斷進入 LIOINTC,PCH-MSI 中斷進入 AVECINTC,然後直接進入 CPUINTC,而所有其他裝置中斷進入 PCH-PIC/PCH-LPC 並由 EIOINTC 收集,然後直接進入 CPUINTC
+-----+ +-----------------------+ +-------+
| IPI | --> | CPUINTC | <-- | Timer |
+-----+ +-----------------------+ +-------+
^ ^ ^
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| EIOINTC | | AVECINTC | | LIOINTC | <-- | UARTs |
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| PCH-PIC | | PCH-MSI |
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| Devices | | PCH-LPC | | Devices |
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| Devices |
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3.6. 參考資料¶
龍芯 3A5000 的文件
龍芯 LS7A 晶片組的文件
注意
CPUINTC 是 CSR.ECFG/CSR.ESTAT 及其中斷控制器,詳見《龍芯架構參考手冊,卷 1》第 7.4 節;
LIOINTC 是“傳統 I/O 中斷”,詳見《龍芯 3A5000 處理器參考手冊》第 11.1 節;
EIOINTC 是“擴充套件 I/O 中斷”,詳見《龍芯 3A5000 處理器參考手冊》第 11.2 節;
HTVECINTC 是“HyperTransport 中斷”,詳見《龍芯 3A5000 處理器參考手冊》第 14.3 節;
PCH-PIC/PCH-MSI 是“中斷控制器”,詳見《龍芯 7A1000 橋使用者手冊》第 5 節;
PCH-LPC 是“LPC 中斷”,詳見《龍芯 7A1000 橋使用者手冊》第 24.3 節。