參考規(guī)格書https://github.com/riscv/riscv-plic-spec.git
最開始這部分內(nèi)容是放在The RISC-V Instruction Set Manual Volume II: Privileged Architecture中的,后來把它單獨(dú)拿出來了。可見官方的設(shè)計(jì)思路是不把plic(platform-level interrupt controller平臺級中斷控制器)作為riscv內(nèi)核的一部分，而是一個(gè)模塊化的可定制組件，只要按照該規(guī)格書實(shí)現(xiàn)都可,方便模塊化和自定義。這也是RISCV設(shè)計(jì)哲學(xué)的一個(gè)重要思想。
個(gè)人覺得在看具體內(nèi)容之前，先要了解Interrupt Targets和Hart Contexts的概念，
只有理解這兩個(gè)概念，才能理解plic的寄存器布局設(shè)計(jì)。
hart context:是指定hart的指定特權(quán)模式，比如M模式，S模式。
Interrupt targets:中斷目標(biāo)，其對象就是hart context，但是不是所有的hart context要是中斷的目標(biāo)。即中斷可以不觸發(fā)到某個(gè)hart的某個(gè)特權(quán)級模式。
比如，如果處理器不支持將外部中斷委托到低特權(quán)級模式，則低特權(quán)級別不是中斷目標(biāo)。例如假設(shè)不支持將M模式的外部中斷委托到S模式，則S模式?jīng)]有外部中斷。
M模式的mip.meip,S模式的sip.seip位表示是否有對應(yīng)的plic外部中斷產(chǎn)生。如果M模式外部中斷已經(jīng)委托到S模式處理，則只有sip.seip置位，mip.meip不再置位。
所以plic的寄存器，對于不同的hart context都要一份，即M模式需要一份，S模式需要一份，后面可以看到plic寄存器的布局就是這么來的。
如下圖所示，每個(gè)hart都有M和S兩個(gè)context
假設(shè)一個(gè)2個(gè)SET的平臺，每個(gè)SET有4核
，每核都支持M和S模式，則有2*4*2=16個(gè)context。
所有寄存器都是32位的，中斷號從1開始到1023，0表示無中斷。中斷號數(shù)值小代表優(yōu)先級高。
最多支持1023個(gè)有效中斷，15872個(gè)context。
中斷優(yōu)先級和中斷掛起狀態(tài)寄存器只和中斷源有關(guān)context無關(guān)，中斷優(yōu)先級寄存器每個(gè)中斷源對應(yīng)一個(gè)。中斷掛起狀態(tài)寄存器，每個(gè)中斷源對應(yīng)1bit，低位代表低中斷號。
中斷使能寄存器，每個(gè)contex都對應(yīng)1024個(gè)中斷，所以每個(gè)contex對應(yīng)1024/32=32個(gè)寄存器，即32*4=0x80字節(jié)。
每個(gè)contex對應(yīng)一個(gè)閾值寄存器和一個(gè)claim/complete寄存器。
linux代碼drivers/irqchip/irq-sifive-plic.c中
先定義各種寄存器偏移地址，和前面介紹的對應(yīng)
#define PRIORITY_BASE0
#define ENABLE_BASE0x2000
#define CONTEXT_BASE0x200000
定位claim寄存器值地址為
handler->hart_base + CONTEXT_CLAIM;
其中#define CONTEXT_CLAIM0x04
#define CONTEXT_PER_HART0x1000
其中hartbase按如下計(jì)算
handler->hart_base =
priv->regs + CONTEXT_BASE + i * CONTEXT_PER_HART;
其中regs是設(shè)備樹中傳遞過來的plic基地址，上上面的布局對應(yīng)。
這里的i來源于
nr_contexts = of_irq_count(node);
即來源于設(shè)備樹，比如如下
interrupts-extended =;
有兩個(gè)中斷一個(gè)是parent是0x02的中斷號0x0b，一個(gè)是parent是0x02的中斷號0x09，
所以有兩個(gè)context中斷nr_contexts=2
0x0b對應(yīng)M模式外部中斷，對應(yīng)context 0，0x09對應(yīng)S模式外部中斷，對應(yīng)context 1，也就是代碼中的i=0和1對應(yīng)M和S模式的context。
其他寄存器也是類似計(jì)算，不再贅述。
中斷優(yōu)先級是無符號整數(shù)，最大支持級別數(shù)平臺實(shí)現(xiàn)決定。優(yōu)先級值0表示“永不中斷”即關(guān)對應(yīng)的中斷，中斷優(yōu)先級隨著整數(shù)值的增加而增加。每個(gè)中斷源都對應(yīng)一個(gè)中斷優(yōu)先級，保存在上面寄存器布局介紹的內(nèi)存映射寄存器中。優(yōu)先級相同時(shí)中斷號低的優(yōu)先級高。
總共1024個(gè)寄存器對應(yīng)1024個(gè)中斷源，但是中斷源0表示無中斷保留。
一個(gè)寄存器對應(yīng)32個(gè)中斷，一個(gè)中斷對應(yīng)一個(gè)寄存器的1位，低位代表低中斷號中斷。
第一個(gè)寄存器的第0位 表示中斷源0，保留。 寄存器對應(yīng)位為1表示產(chǎn)生了對應(yīng)的中斷。
讀claim寄存器且對應(yīng)的中斷使能時(shí)，清除該掛起狀態(tài)。
共1024/32=32個(gè)寄存器。
總共有最多15872個(gè)context，每個(gè)context都可以對應(yīng)1024個(gè)中斷源進(jìn)行使能控制，
使能控制和掛起狀態(tài)寄存器一樣按位映射。
所以也是每個(gè)context的第一個(gè)寄存器的bit0保留。 其他的和掛起狀態(tài)寄存器類似，只是中斷使能寄存器按照15872個(gè)context，有15872份。
所以寄存器個(gè)數(shù)為(1024 / 32) * 15872
每個(gè)context對應(yīng)一個(gè)寄存器，共15872個(gè)寄存器。
設(shè)定對應(yīng)中斷優(yōu)先級寄存器值小于或等于優(yōu)先級閾值寄存器值的中斷，將被屏蔽不產(chǎn)生中斷。所以設(shè)置閾值寄存器為0則允許所有具有非零優(yōu)先級的中斷。設(shè)置閾值寄存器為最大優(yōu)先級，則屏蔽所有優(yōu)先級的中斷，相當(dāng)于關(guān)所有中斷。
共15872個(gè)寄存器。
每個(gè)context對應(yīng)一個(gè)寄存器，共15872個(gè)寄存器。
如果有中斷掛起，則讀該寄存器返回掛起的優(yōu)先級最高的中斷號，并且清除對應(yīng)中斷掛起位。
否則讀該寄存器返回0.
所以軟件需要一直讀該寄存器直到返回0，處理完所有掛起的中斷。
例如linux代碼drivers/irqchip/irq-sifive-plic.c，plic_handle_irq中的如下while循環(huán)處理
@font-face{
font-family:"Times New Roman";
}
@font-face{
font-family:"宋體";
}
@font-face{
font-family:"Calibri";
}
@font-face{
font-family:"Consolas";
}
p.MsoNormal{
mso-style-name:正文;
mso-style-parent:"";
margin:0pt;
margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:none;
text-align:justify;
text-justify:inter-ideograph;
font-family:Calibri;
mso-fareast-font-family:宋體;
mso-bidi-font-family:'Times New Roman';
font-size:10.5000pt;
mso-font-kerning:1.0000pt;
}
span.msoIns{
mso-style-type:export-only;
mso-style-name:"";
text-decoration:underline;
text-underline:single;
color:blue;
}
span.msoDel{
mso-style-type:export-only;
mso-style-name:"";
text-decoration:line-through;
color:red;
}
@page{mso-page-border-surround-header:no;
mso-page-border-surround-footer:no;}@page Section0{
}
div.Section0{page:Section0;}
while ((hwirq = readl(claim))) {
int irq = irq_find_mapping(handler->priv->irqdomain, hwirq);
if (unlikely(irq <= 0)) pr_warn_ratelimited("can't find mapping for hwirq %lu\n", hwirq); else generic_handle_irq(irq); }
軟件寫該寄存器位對應(yīng)的中斷號，表示已經(jīng)處理完該中斷，這樣plic可以繼續(xù)通知新的該中斷。
在中斷處理完成，plic_irq_eoi時(shí)寫該寄存器
@font-face{
font-family:"Times New Roman";
}
@font-face{
font-family:"宋體";
}
@font-face{
font-family:"Calibri";
}
@font-face{
font-family:"Consolas";
}
p.MsoNormal{
mso-style-name:正文;
mso-style-parent:"";
margin:0pt;
margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:none;
text-align:justify;
text-justify:inter-ideograph;
font-family:Calibri;
mso-fareast-font-family:宋體;
mso-bidi-font-family:'Times New Roman';
font-size:10.5000pt;
mso-font-kerning:1.0000pt;
}
span.msoIns{
mso-style-type:export-only;
mso-style-name:"";
text-decoration:underline;
text-underline:single;
color:blue;
}
span.msoDel{
mso-style-type:export-only;
mso-style-name:"";
text-decoration:line-through;
color:red;
}
@page{mso-page-border-surround-header:no;
mso-page-border-surround-footer:no;}@page Section0{
}
div.Section0{page:Section0;}
static void plic_irq_eoi(struct irq_data *d)
{
struct plic_handler *handler = this_cpu_ptr(&plic_handlers);
if (irqd_irq_masked(d)) {
plic_irq_unmask(d);
writel(d->hwirq, handler->hart_base + CONTEXT_CLAIM);
plic_irq_mask(d);
} else {
writel(d->hwirq, handler->hart_base + CONTEXT_CLAIM);
}
}
以上介紹了clint和plic。對于plic尤其要理解其context的概念，因?yàn)樗?/span>plic寄存器的布局對應(yīng)。 另外要從整體上了解下中斷系統(tǒng)的架構(gòu)，和設(shè)備樹對應(yīng)起來理解，尤其是設(shè)備樹中中斷相關(guān)的配置。為后面linux中斷系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)分析做準(zhǔn)備。
