.. Kenneth Lee 版权所有 2021
:Authors: Kenneth Lee :Version: 1.0 :Date: 2021-10-13 :Status: Draft
RISCV中断方案分析
写这个文档是因为看别人写的一个RISCV的中断控制器的总结，觉得隔靴搔痒，我通过重新 写一个说明这种分析应该怎么抓要点。
要说明的是，我这是根据那个总结，然后单独看了一两个实现上的具像而写的另一个总结 ，重点是要说明如何抓重点，由于看的例子不够，总结不一定是对的。
RISCV现在主要有三个中断控制器方案。一个是Sifive的FU540，FU740用的方案，我根据这 个两个定义：
https://starfivetech.com/uploads/fu540-c000-manual-v1p4.pdf
https://www.starfivetech.com/uploads/fu740-c000-manual-v1p2.pdf
来抽象这个方案的特点。
首先这个方案没有定义HART的行为，HART的行为用的是RISCV本身对核的定义。也就是说， 它不管你HART怎么触发这些中断的，他只管“我告诉你有这个中断了”，你Hart内部怎么按 符合RISCV的语义的方式触发这个中断，他管不着。
这个方案在Hart外包含两个中断控制器的实体，一个叫CLINT，Core-Local Interruptor， 用于专核专用的中断，比如IPI和本核的通用定时器时钟。另一个叫PLIC，Platform Level Interrupt Controller，用于处理外设中断。
这两个实体要分开，我觉得很简单，因为这个方案整个就是硬编码的，哪个中断具体是什 么中断号，什么属性，全部是死的。而CLINT控制的那些中断都是per-hart的（如果有外部 中断报上来，也认为是本Hart唯一的），而PLIC控制的中断都是全系统唯一的。如此而已 ，至于系统有多少个CLINT和PLIC的物理实体，其实不重要，因为从软件看来，它们就是唯 一的。
如果要分析通用的中断控制器，这个方案不值得看，因为它根本就不是通用方案。
通用一点看PLIC的定义，在这里：
http://shakti.org.in/docs/plic_user_manual.pdf
这基本上从平台一级看也是一个定制方案，因为它预期PLIC和Hart是绑定选路的，硬件一 开始就选择了某个PLIC到底是报给哪个Hart的。
第二个方案是m-pratform profile默认的中断控制器方案，这个是CLIC+PLIC方案。其中CLIC是 Core Local Interrupt Controller，定义在这里：
按这个定义CLIC兼容CLINT，只是升级了一些控制功能，这个其实也可以不看。按这里的介绍：
https://riscv.org/wp-content/uploads/2018/07/DAC-SiFive-Drew-Barbier.pdf
这个方案预期PLIC不直接关联Hart，而是报给CLIC，然后统一从CLIC报到具体的HART上。
最后一个方案是AIA，这是一个相对通用的方案。我看的是这里的定义：
file:///tmp/mozilla_kenny0/riscv-interrupts-026.pdf
它一定程度上可以认为是一个PLIC+CLIC的进一步升级，其中PLIC升级为Advanced PLIC， 它确定不再和Hart接口，而是直接上报消息中断（消息中断是通过标准的总线地址写操作 实现的消息报告方法，区别于传统的通过电平或者电平变化的方法）。
而CLIC升级为IMSIC，Incoming MSI Controller，它变成了CPU的代理，每个CPU一个（类 似ARM GIC里的CPU IF），它接口PLIC或者其他位置发上来的消息请求，从而实现对Hart内 部的中断行为的控制。为此，它提供一个中断文件（interrupt file）的概念，每个中断 file代表一组Hart内的ie和ip的状态，通过控制这个interrupt file，我们就可以对不同 的优先级的中断状态进行管理了。
这是个通用方案，而且逻辑空间相当优美：首先，我不管你有多少传统中断，有的话，你 一概给我转化成消息中断，然后报给对应的Hart的IMSIC，这样，在这一层之外，我们只剩 下消息中断的语义。
这样一来，其他用消息中断的系统（比如PCIe），直接对接这个接口就可以了。
第二，它放弃了硬件路由的概念，你硬件选一条路到某个Hart上，怎么选这个事情不是我 软件告诉你的吗？你额外做了什么“加工”？什么都没有，不如我直接告诉中断源：“你直接 给我报给特定的Hart（所在的MSI地址）就行了。
这样，所有问题都解决了。然后，剩下的问题是你硬件能不能作出效率来的问题了。
你看，这才叫问题建模。把别人的东西看一遍，然后把一样的信息拷贝上来，这不是建模 ，这是抄笔记。