一、GICv2 简介

二、关键寄存器作用及配置方法

（一）分发器（Distributor）寄存器

1. GICD_CTLR（控制寄存器）
   • 作用：用于控制分发器的启用和禁用。
   • 配置方法：将其设置为 0 时关闭分发器，设置为 1 时打开分发器。

代码示例：

volatile uint32_t *dist_base = (volatile uint32_t *)DIST_BASE_ADDR;
dist_base[GICD_CTLR / 4] = 0x0; // 关闭分发器
dist_base[GICD_CTLR / 4] = 0x1; // 打开分发器

2. GICD_TYPER（类型寄存器）
   • 作用：用于获取 GIC 支持的最大中断数。
   • 选择方法：此寄存器用于获取全局信息，不依赖特定中断号进行选择。
   • 配置方法：读取该寄存器的值，通过计算得到最大中断数。
   • 代码示例：

     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（中断设置使能寄存器基址）和 GICD_ICENABLER（中断清除使能寄存器基址）
   • 作用：分别用于使能和禁用中断源。
   • 选择方法：每个寄存器组控制 32 个中断，根据中断号 irq_num 计算所在寄存器组偏移 irq_num / 32，以及在寄存器中的位偏移 irq_num % 32。
   • 配置方法：向相应的寄存器位写入 1 来使能或禁用特定的中断。
   • 代码示例：

     // 禁用所有中断源
     for (uint32_t i = 0; i < max_irq / 32; i++) {
         dist_base[(GICD_ICENABLER / 4) + i] = 0xFFFFFFFF;
     }
     // 使能特定中断
     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：用于配置中断的触发模式，如电平触发或边沿触发。
   • 选择方法：每个寄存器控制 16 个中断，根据中断号 irq_num 计算所在寄存器索引 irq_num / 16，以及在寄存器中的位偏移 (irq_num % 16) * 2。
   • 配置方法：通过设置相应的位来选择触发模式。
   • 代码示例：

   • 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); // 配置为边沿触发

5. GICD_ITARGETSR（处理器目标寄存器基址）
   • 作用：用于指定中断的目标 CPU。
   • 选择方法：每个中断对应 4 位，根据中断号 irq_num 计算所在字节偏移 irq_num & ~0x3，以及在字节中的偏移 irq_num % 4。
   • 配置方法：设置相应的位来选择目标 CPU。
   • 代码示例：

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

6. GICD_IPRIORITYR（优先级寄存器基址）
   • 作用：用于设置中断的优先级。
   • 选择方法：每个中断对应一个字节，直接根据中断号 irq_num 定位寄存器偏移。
   • 配置方法：向相应的寄存器写入优先级值。
   • 代码示例：

     volatile uint8_t *ipriority = (volatile uint8_t *)(DIST_BASE_ADDR + GICD_IPRIORITYR);
     ipriority[irq_num] = 0x80; // 设置中断优先级

7. GICD_ISPENDR（中断 Set - Pending 寄存器组基址）
   • 作用：用于检查中断是否处于挂起状态。
   • 选择方法：每个寄存器组控制 32 个中断，根据中断号 irq_num 计算所在寄存器组偏移 irq_num / 32，以及在寄存器中的位偏移 irq_num % 32。
   • 配置方法：读取相应的位来判断中断是否挂起。
   • 代码示例：

     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（软件生成中断寄存器）
   • 作用：用于软件生成中断。
   • 选择方法：此寄存器用于全局软件中断生成，不依赖特定中断号选择，但需指定中断号 sgi_num 和目标 CPU target_cpu。
   • 配置方法：写入相应的值来指定中断号和目标 CPU。

代码示例：

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 接口的启用和禁用。
   • 选择方法：此寄存器控制整个 CPU 接口，不依赖特定中断号进行选择。
   • 配置方法：设置为 1 时使能 CPU 接口。

代码示例：

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（优先级掩码寄存器）

• • 作用：用于设置允许的最低中断优先级。
  • 选择方法：此寄存器为全局配置，不依赖特定中断号进行选择。
  • 配置方法：写入相应的优先级值。

代码示例：

cpu_base[GICC_PMR / 4] = 0xFF; // 允许所有优先级

3. GICC_IAR（中断确认寄存器）
   • 作用：用于获取当前正在处理的中断号。
   • 选择方法：此寄存器返回当前中断信息，不依赖特定中断号进行选择。
   • 配置方法：读取该寄存器的值。

代码示例：

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

4. GICC_EOIR（中断结束寄存器）
   • 作用：用于通知 GIC 中断处理已完成。
   • 选择方法：根据当前处理的中断号写入该寄存器。
   • 配置方法：写入相应的中断号。
   • 代码示例：

     volatile uint32_t *cpu_base = (volatile uint32_t *)GICC_BASE_ADDR;
     cpu_base[GICC_EOIR / 4] = 149; // 确认中断