在上一篇博文ARM通用中断控制器GIC(generic Interrupt Controller)简介中，笔者对GIC做了一个整体的简介，接下来笔者将对GIC中的一些细节问题进行研究学习，首先要介绍的是GIC中支持的一些技术特性，比如中断模型（1-N/ N-N）以及中断复用（banked）等概念。

GIC的作用

首先回顾上文，GIC的作用可以总结为：

• 为与GIC相连的处理器处理中断源（handling all interrupt sources）
• 适用于单核或者多核的一个可编程、通用的中断控制器接口
  下面将介绍中断的一些术语和特性。

中断分组 interrupt grouping

GIC将每个中断分为Group 0 或 Group 1：

• 对于Group 0 中断，GIC使用 IRQ 或者 FIQ的异常请求将中断转发到目标core中。
• 对于 Group1 中断，GIC只能使用IRQ异常请求。
• 对于中断优先级的处理，GIC对Group0 和 Group1使用同样的方案。
• 对于一些Group 0 的中断，可以将其配置锁定。

interrupt grouping在所有的GICv2中均已实现，对于GICv1，只在其安全扩展（GIC Security Extensions）下实现。

安全性扩展 Security Extensions

在ARMv7中，安全性扩展是可选的配置，ARM安全扩展通过以下方式促进安全应用程序的开发：

• 将硬件安全特性集成到体系结构中
• 提供安全的虚拟内存空间，由处于安全状态的内存访问访问
• 提供非安全的虚拟内存空间，由非安全状态的内存访问访问。
  当实现GIC安全扩展的GIC连接到实现ARM的处理器时：
• Group 0 中断是安全Secure中断，Group1是Non-Secure非安全的中断。
• 处理器访问GIC中的寄存器的行为取决于访问是安全的还是非安全的。非安全访问只能读写非安全中断对应的信息。安全访问可以读写与非安全中断和安全中断相对应的信息。
• 安全系统软件可以分别将每个实现的中断定义为安全的或非安全的。
• 非安全中断只能向目标处理器发出IRQ中断请求的信号。
• 安全中断可以向目标处理器发出IRQ或FIQ中断请求的信号。
• 安全的软件可以安全地管理中断源，而不会受到干扰不安全的软件。

中断处理模型 Models for handling interrupts

在ARM多处理器实现中，有两种中断处理模型：

• 1-N模型： 只有一个处理器能处理当前中断，当一个中断被编程为转发到多个目标core中时，系统必须实现一种机制来决定让其中一个core处理该中断。
• N-N模型：所有处理器都能单独接收中断。当某个core确认了中断时，该中断在该CPU interface的pending状态会被清除，但是其他core对应的CPU interface中该中断的pending状态将不受影响。

虚假中断 Spurious interrupts

当GIC已经给目标core发送中断信号，但是该中断已经不再被需要时，当目标core确认中断时，GIC将返回一个特殊的中断ID，比如1023，来表明当前中断是个虚假中断，以下情况可能会导致目标core收到虚假中断：

• 在处理器确认中断之前：
  • 软件操作改变了中断的优先级
  • 软件disable了该中断
  • 软件改变了该中断的target处理器
• 对于1-N中断，若该中断指定了多个目标core，其中一个core确认了中断后，其余core将收到虚假中断。

中断复用 Banking

在ARM架构中Banking有特殊的含义，笔者理解为复用：

• 中断复用Interrupt banking：在多处理器系统中，对于PPI和SGI来讲，GIC可以处理多个带有相同中断ID的中断，这样的中断叫做** banked interrupt**，通过将中断ID和目标处理器的CPU ID结合在一起，从而可以被当做是独一无二的中断。
• 寄存器复用Register banking：在同一个地址上可以存在多个寄存器的备份，这个称为寄存器复用：
  • 在多处理器系统中，同一个寄存器分别为每个处理器对应的 banked interrupts提供一个独立的备份
  • GIC实现了安全扩展，同一个寄存器分别存在安全Secure和非安全Non-Secure的寄存器备份。

参考文档： ARM Generic Interrupt Controller Architecture
Specification