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Original:

IRQ chip model (hierarchy) of LoongArch

Translator:

Huacai Chen <chenhuacai@loongson.cn>

3. LoongArch的IRQ芯片模型（层级关系）

目前，基于LoongArch的处理器（如龙芯3A5000）只能与LS7A芯片组配合工作。LoongArch计算机 中的中断控制器（即IRQ芯片）包括CPUINTC（CPU Core Interrupt Controller）、LIOINTC（ Legacy I/O Interrupt Controller）、EIOINTC（Extended I/O Interrupt Controller）、 HTVECINTC（Hyper-Transport Vector Interrupt Controller）、PCH-PIC（LS7A芯片组的主中 断控制器）、PCH-LPC（LS7A芯片组的LPC中断控制器）和PCH-MSI（MSI中断控制器）。

CPUINTC是一种CPU内部的每个核本地的中断控制器，LIOINTC/EIOINTC/HTVECINTC是CPU内部的 全局中断控制器（每个芯片一个，所有核共享），而PCH-PIC/PCH-LPC/PCH-MSI是CPU外部的中 断控制器（在配套芯片组里面）。这些中断控制器（或者说IRQ芯片）以一种层次树的组织形式 级联在一起，一共有两种层级关系模型（传统IRQ模型和扩展IRQ模型）。

3.1. 传统IRQ模型

在这种模型里面，IPI（Inter-Processor Interrupt）和CPU本地时钟中断直接发送到CPUINTC， CPU串口（UARTs）中断发送到LIOINTC，而其他所有设备的中断则分别发送到所连接的PCH-PIC/ PCH-LPC/PCH-MSI，然后被HTVECINTC统一收集，再发送到LIOINTC，最后到达CPUINTC:

+-----+     +---------+     +-------+
| IPI | --> | CPUINTC | <-- | Timer |
+-----+     +---------+     +-------+
                 ^
                 |
            +---------+     +-------+
            | LIOINTC | <-- | UARTs |
            +---------+     +-------+
                 ^
                 |
           +-----------+
           | HTVECINTC |
           +-----------+
            ^         ^
            |         |
      +---------+ +---------+
      | PCH-PIC | | PCH-MSI |
      +---------+ +---------+
        ^     ^           ^
        |     |           |
+---------+ +---------+ +---------+
| PCH-LPC | | Devices | | Devices |
+---------+ +---------+ +---------+
     ^
     |
+---------+
| Devices |
+---------+

3.2. 扩展IRQ模型

在这种模型里面，IPI（Inter-Processor Interrupt）和CPU本地时钟中断直接发送到CPUINTC， CPU串口（UARTs）中断发送到LIOINTC，而其他所有设备的中断则分别发送到所连接的PCH-PIC/ PCH-LPC/PCH-MSI，然后被EIOINTC统一收集，再直接到达CPUINTC:

      +-----+     +---------+     +-------+
      | IPI | --> | CPUINTC | <-- | Timer |
      +-----+     +---------+     +-------+
                   ^       ^
                   |       |
            +---------+ +---------+     +-------+
            | EIOINTC | | LIOINTC | <-- | UARTs |
            +---------+ +---------+     +-------+
             ^       ^
             |       |
      +---------+ +---------+
      | PCH-PIC | | PCH-MSI |
      +---------+ +---------+
        ^     ^           ^
        |     |           |
+---------+ +---------+ +---------+
| PCH-LPC | | Devices | | Devices |
+---------+ +---------+ +---------+
     ^
     |
+---------+
| Devices |
+---------+

3.3. ACPI相关的定义

CPUINTC:

ACPI_MADT_TYPE_CORE_PIC;
struct acpi_madt_core_pic;
enum acpi_madt_core_pic_version;

LIOINTC:

ACPI_MADT_TYPE_LIO_PIC;
struct acpi_madt_lio_pic;
enum acpi_madt_lio_pic_version;

EIOINTC:

ACPI_MADT_TYPE_EIO_PIC;
struct acpi_madt_eio_pic;
enum acpi_madt_eio_pic_version;

HTVECINTC:

ACPI_MADT_TYPE_HT_PIC;
struct acpi_madt_ht_pic;
enum acpi_madt_ht_pic_version;

PCH-PIC:

ACPI_MADT_TYPE_BIO_PIC;
struct acpi_madt_bio_pic;
enum acpi_madt_bio_pic_version;

PCH-MSI:

ACPI_MADT_TYPE_MSI_PIC;
struct acpi_madt_msi_pic;
enum acpi_madt_msi_pic_version;

PCH-LPC:

ACPI_MADT_TYPE_LPC_PIC;
struct acpi_madt_lpc_pic;
enum acpi_madt_lpc_pic_version;

3.4. 参考文献

龙芯3A5000的文档：

龙芯LS7A芯片组的文档：

Note

  • CPUINTC：即《龙芯架构参考手册卷一》第7.4节所描述的CSR.ECFG/CSR.ESTAT寄存器及其 中断控制逻辑；

  • LIOINTC：即《龙芯3A5000处理器使用手册》第11.1节所描述的“传统I/O中断”；

  • EIOINTC：即《龙芯3A5000处理器使用手册》第11.2节所描述的“扩展I/O中断”；

  • HTVECINTC：即《龙芯3A5000处理器使用手册》第14.3节所描述的“HyperTransport中断”；

  • PCH-PIC/PCH-MSI：即《龙芯7A1000桥片用户手册》第5章所描述的“中断控制器”；

  • PCH-LPC：即《龙芯7A1000桥片用户手册》第24.3节所描述的“LPC中断”。