ARM通用中断控制器GIC之中断处理状态机 Interrupt handling state machine

中断有四种状态：inactive，pending，active 和active and pending。而产生中断的方式有两种，一种是通过写pending寄存器，让中断进入pending状态，可以忽略是否真的有物理中断信号，让Distributor将该中断转发到对应CPU interface。

• 对于SGI中断，可以通过写入GICD_SGIR寄存器和GICD_SPENDSGIRn寄存器来产生。
• 对于外设中断，它可以通过硬件产生物理信号到GIC，也可以通过写入GICD_ISPENDRn寄存器来产生中断。
  此外，ARM GIC在CPU interface中，为每个所支持的中断都维护了一个状态机，下图为该状态机的示意图以及转换关系：
  
  当Distributor的中断转发功能以及CPU interface的中断信号发送功能使能，中断状态的转换如下：

A1和A2：转换/增加到pending状态

• 对于SGI中断，如果软件写入GICD_SGIR寄存器指定了目标处理器，或着目标寄存器的软件写入GICD_SPENDESGIRn寄存器的源处理器和中断ID等对应字段。
• 对于SPI和PPI中断，如果外设发出了中断信号，或者软件上写入了一个GICD_ISPENDR寄存器。

B1和B2：移除pending状态

• 对于SGI，会发生在对应目标处理器的软件写入寄存器GICD_CPENDSGIRn的对应bit
• 对于SPI和PPI，如果是电平敏感的中断，如果该中断的pending状态是由于输入的物理中断信号，当该信号被解除断言时，pending状态将会被移除。如果是边沿触发的中断，如果该中断是由于输入的物理边缘触发中断信号，或者是写入GICD_ISPENDRn寄存器造成的pending，如果可以通过写入GICD_ICPENDRn寄存器来解除pending状态。

C：从pending转到active

如果中断被使能，并且有足够的优先级，被CPU interface发送给处理器后，软件读取GICC_IAR寄存后，该中断将从pending状态转为active。

D：从pending状态转为active and pending：

• 对于SGI中断，如果写入寄存器来设置SGI的pending状态和读取GICC_IAR寄存器几乎发生在同时，或者当有两个或者更多的相同中断ID的SGI中断从同一个源处理器发送到同一个目标处理器时，如果其中一个SGI走 C 转换方式，则其余的SGI中断就走D转换方式。
• 对于PPI和SPI中断：如果当前中断被使能，软件读取GICC_IAR寄存器，这个读取动作将会添加active状态。此外，适用以下条件之一：
  • • 对于电平敏感中断，中断信号保持断言。通常是这样，因为在处理器在处理完中断之前，外围设备不会解除对中断的断言。对于一个边缘触发的中断，这种转换是否发生取决于GICC_IAR的读取的时间相对于检测中断的重新断言的时间。否则，GICC_IAR的读取将导致转换C，也可能是转换A2。

转换 E1和E2，移除中断状态

发生在软件通过写入r GICC_EOIR 和 GICC_DIR寄存器来使中断失活。

一种中断的持续时间取决于它被配置为电平敏感还是边沿敏感：

对于电平敏感，中断输入的上升沿会导致中断被pending，并且这个中断会被一直hold直到外设将这个中断信号拉低
对于边沿敏感，中断输入的上升沿会导致中断被pending，但是这个中断不会被hold