一、GICv2 簡介

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二、關鍵寄存器作用及配置方法

（一）分發器（Distributor）寄存器

1. GICD_CTLR（控制寄存器）
   • 作用：用于控制分發器的啟用和禁用。
   • 配置方法：將其設置為 0 時關閉分發器，設置為 1 時打開分發器。

代碼示例：

volatile uint32_t *dist_base = (volatile uint32_t *)DIST_BASE_ADDR;
dist_base[GICD_CTLR / 4] = 0x0; // 關閉分發器
dist_base[GICD_CTLR / 4] = 0x1; // 打開分發器

2. GICD_TYPER（類型寄存器）
   • 作用：用于獲取 GIC 支持的最大中斷數。
   • 選擇方法：此寄存器用于獲取全局信息，不依賴特定中斷號進行選擇。
   • 配置方法：讀取該寄存器的值，通過計算得到最大中斷數。
   • 代碼示例：

     uint32_t typer = dist_base[GICD_TYPER / 4];
     uint32_t it_lines = (typer & 0x1F) + 1;
     uint32_t max_irq = 32 * it_lines;

3. GICD_ISENABLER（中斷設置使能寄存器基址）和 GICD_ICENABLER（中斷清除使能寄存器基址）
   • 作用：分別用于使能和禁用中斷源。
   • 選擇方法：每個寄存器組控制 32 個中斷，根據中斷號 irq_num 計算所在寄存器組偏移 irq_num / 32，以及在寄存器中的位偏移 irq_num % 32。
   • 配置方法：向相應的寄存器位寫入 1 來使能或禁用特定的中斷。
   • 代碼示例：

     // 禁用所有中斷源
     for (uint32_t i = 0; i < max_irq / 32; i++) {
         dist_base[(GICD_ICENABLER / 4) + i] = 0xFFFFFFFF;
     }
     // 使能特定中斷
     volatile uint32_t *isenabler = (volatile uint32_t *)(DIST_BASE_ADDR + GICD_ISENABLER);
     isenabler[irq_num / 32] = 1 << (irq_num % 32);

4. GICD_ICFGR（配置寄存器基址）
   • 作用：用于配置中斷的觸發模式，如電平觸發或邊沿觸發。
   • 選擇方法：每個寄存器控制 16 個中斷，根據中斷號 irq_num 計算所在寄存器索引 irq_num / 16，以及在寄存器中的位偏移 (irq_num % 16) * 2。
   • 配置方法：通過設置相應的位來選擇觸發模式。
   • 代碼示例：

   • volatile uint32_t *icfgr = (volatile uint32_t *)(DIST_BASE_ADDR + GICD_ICFGR);
     uint32_t icfgr_idx = irq_num / 16;
     uint32_t icfgr_bit = (irq_num % 16) * 2;
     icfgr[icfgr_idx] = (icfgr[icfgr_idx] & ~(0x3 << icfgr_bit)) | (0x2 << icfgr_bit); // 配置為邊沿觸發

5. GICD_ITARGETSR（處理器目標寄存器基址）
   • 作用：用于指定中斷的目標 CPU。
   • 選擇方法：每個中斷對應 4 位，根據中斷號 irq_num 計算所在字節偏移 irq_num & ~0x3，以及在字節中的偏移 irq_num % 4。
   • 配置方法：設置相應的位來選擇目標 CPU。
   • 代碼示例：

     volatile uint8_t *itargetsr = (volatile uint8_t *)(DIST_BASE_ADDR + GICD_ITARGETSR);
     itargetsr += (irq_num & ~0x3);
     itargetsr[irq_num % 4] = 0x01; // 配置中斷路由到 CPU0

6. GICD_IPRIORITYR（優先級寄存器基址）
   • 作用：用于設置中斷的優先級。
   • 選擇方法：每個中斷對應一個字節，直接根據中斷號 irq_num 定位寄存器偏移。
   • 配置方法：向相應的寄存器寫入優先級值。
   • 代碼示例：

     volatile uint8_t *ipriority = (volatile uint8_t *)(DIST_BASE_ADDR + GICD_IPRIORITYR);
     ipriority[irq_num] = 0x80; // 設置中斷優先級

7. GICD_ISPENDR（中斷 Set - Pending 寄存器組基址）
   • 作用：用于檢查中斷是否處于掛起狀態。
   • 選擇方法：每個寄存器組控制 32 個中斷，根據中斷號 irq_num 計算所在寄存器組偏移 irq_num / 32，以及在寄存器中的位偏移 irq_num % 32。
   • 配置方法：讀取相應的位來判斷中斷是否掛起。
   • 代碼示例：

     int is_irq_pending(uint32_t irq_num)
     {
         volatile uint32_t *dist_base = (volatile uint32_t *)DIST_BASE_ADDR;
         uint32_t reg_offset = GICD_ISPENDR + (irq_num / 32) * 4;
         uint32_t bit_offset = irq_num % 32;
     
         uint32_t pending_reg = dist_base[reg_offset / 4];
         return (pending_reg & (1 << bit_offset)) != 0;
     }

8. GICD_SGIR（軟件生成中斷寄存器）
   • 作用：用于軟件生成中斷。
   • 選擇方法：此寄存器用于全局軟件中斷生成，不依賴特定中斷號選擇，但需指定中斷號 sgi_num 和目標 CPU target_cpu。
   • 配置方法：寫入相應的值來指定中斷號和目標 CPU。

代碼示例：

void trigger_sgi(int sgi_num, int target_cpu)
{
    volatile uint32_t *dist_base = (volatile uint32_t *)DIST_BASE_ADDR;
    uint32_t sgi_value = (target_cpu << 16) | (sgi_num & 0xF);
    dist_base[GICD_SGIR / 4] = sgi_value;
}

（二）CPU 接口（CPU Interface）寄存器

1. GICC_CTLR（控制寄存器）
   • 作用：用于控制 CPU 接口的啟用和禁用。
   • 選擇方法：此寄存器控制整個 CPU 接口，不依賴特定中斷號進行選擇。
   • 配置方法：設置為 1 時使能 CPU 接口。

代碼示例：

volatile uint32_t *cpu_base = (volatile uint32_t *)GICC_BASE_ADDR;
cpu_base[GICC_CTLR / 4] = 0x1; // 使能 CPU 接口

      2.GICC_PMR（優先級掩碼寄存器）

• • 作用：用于設置允許的最低中斷優先級。
  • 選擇方法：此寄存器為全局配置，不依賴特定中斷號進行選擇。
  • 配置方法：寫入相應的優先級值。

代碼示例：

cpu_base[GICC_PMR / 4] = 0xFF; // 允許所有優先級

3. GICC_IAR（中斷確認寄存器）
   • 作用：用于獲取當前正在處理的中斷號。
   • 選擇方法：此寄存器返回當前中斷信息，不依賴特定中斷號進行選擇。
   • 配置方法：讀取該寄存器的值。

代碼示例：

uint32_t znic_interrupt_dispatcher(void)
{
    return ((volatile uint32_t *)GICC_BASE_ADDR)[GICC_IAR / 4] & 0x3FF;
}

4. GICC_EOIR（中斷結束寄存器）
   • 作用：用于通知 GIC 中斷處理已完成。
   • 選擇方法：根據當前處理的中斷號寫入該寄存器。
   • 配置方法：寫入相應的中斷號。
   • 代碼示例：

     volatile uint32_t *cpu_base = (volatile uint32_t *)GICC_BASE_ADDR;
     cpu_base[GICC_EOIR / 4] = 149; // 確認中斷