目录
前言：
结合 GIC控制器(一）-CSDN博客 与 GIC控制器（二）-CSDN博客 ，本文旨在系统梳理 GIC 控制器的常用寄存器及其功能，详细介绍GIC控制器中的分发器寄存器与CPU接口寄存器；
分发器
GICD_CTLR寄存器
GICD_CTLR核心功能：控制 Pending（挂起）状态的中断是否会被转发给到CPU接口
bit[31:2]: 保留位，软件必须忽略这些位写操作可能触发未定义行为，读操作返回不可预测值；
bit [1]：Group 1 中断转发使能位，控制 Group 1 中断从分发器到 CPU 接口的转发；
0：Group 1 中断不转发（即使处于 Pending 状态，也无法到达 CPU 接口）；1：Group 1 中断允许转发，但最终是否触发 CPU 中断，还受 优先级规则、抢占逻辑 约束；bit [0]：Group 0 中断转发使能位，控制 Group 0 中断从分发器到 CPU 接口的转发；
0：Group 0 中断不转发。1：Group 0 中断允许转发，但受 优先级规则、抢占逻辑 约束；优先级规则限制的具体含义：
即使
EnableGrp0或EnableGrp1置1，中断也不一定能触发 CPU，需同时满足：
- 中断优先级 > CPU 接口的优先级掩码（
GICC_PMR）；- 中断未被其他掩码（如
GICD_IGRP0/1组掩码）屏蔽；- 符合抢占规则（如高优先级中断可抢占低优先级任务）；
GICD_TYPER寄存器
GICD_TYPER 为只读寄存器，核心作用如下：
- 告知系统支持的 CPU 接口数量（决定中断可分发到多少个核心）；
- 告知系统支持的 最大中断数量（决定可用中断 ID 范围）；
- 标识是否实现 安全扩展（Security Extensions），以及安全扩展相关的特性；
bit [31:16] 位：保留位
bit [15:11] 位：LSPI（Lockable SPIs）
- 条件：仅当 GIC 实现 安全扩展（Security Extensions） 时，该字段有效，否则保留；
- 功能：表示 GIC 支持的可锁定 SPI（共享外设中断）的最大数量，范围
0到31;
- 可锁定 SPI：用于 配置锁定（Configuration Lockdown） 机制，确保安全关键的中断配置（如中断优先级、分组）不被非安全环境篡改，增强系统安全性;
bit [10] ：SecurityExn，安全扩展指示，标识 GIC 是否实现安全扩展
0：未实现安全扩展（系统不区分安全 / 非安全中断，所有中断统一管理）；1：已实现安全扩展（系统支持安全 / 非安全中断分离，需配合其他寄存器管理）；bit [9:8] ：Reserved（保留位）
bit [7:5] ：CPUNumber（CPU 接口数量）
指示 GIC 实现的 CPU 接口数量，计算方式为：实际 CPU 接口数 = 字段值 + 1，示例如下：
- 字段值
0b011（3）→ 实际有4个 CPU 接口；- 字段值
0b000（0）→ 实际有1个 CPU 接口；bit [4:0] ：ITLinesNumber（中断线数量）用于指示 GIC 支持的 最大中断数量，计算方式为：最大中断数 = 32 × (字段值 + 1)
- 字段值
0b00011（3）→ 最大中断数4 × 32 = 128，中断 ID 范围0到127；- 字段值
0b11111（31）→ 最大中断数32 × 32 = 1024（但实际文档提到最大为1020，因1020到1023为特殊中断预留）；
GICD_ISENABLERn寄存器组
GICD_ISENABLERn寄存器控制单个中断的转发使能状态，每个比特位独立控制一个中断的使能状态，核心作用如下：
- 写操作：对某一位写
1→ 允许对应中断从分发器转发到 CPU 接口（使能中断），写0→ 无效果；- 读操作：某一位读
1→ 对应中断已使能，读0→ 对应中断未使能；
GICD_ISENABLERn寄存器中n是寄存器编号，用于区分不同中断范围的使能控制，因为 GIC 支持的中断数量必定超过 32 个（如最大 1020 个中断），而一个 32 位寄存器只能控制 32 个中断，因此需要多个 ISENABLER 寄存器，用
n标识分组：
GICD_ISENABLER0→ 控制 中断 0~31GICD_ISENABLER1→ 控制 中断 32~63GICD_ISENABLER2→ 控制 中断 64~95- ... 以此类推，直到覆盖所有中断（数量由
GICD_TYPER.ITLinesNumber决定）
若要控制中断 ID = m 的使能状态，需通过以下步骤找到对应的
GICD_ISENABLERn寄存器及对应比特位：一 确定寄存器编号 :
n=m ÷ 32
- 例：
m=35→35 ÷ 32 = 1→n=1（对应GICD_ISENABLER1）。二 计算寄存器偏移量：
偏移量 = 0x100 + (4 × n)
0x100是 ISENABLER 寄存器组的起始偏移；4 × n是因每个寄存器占 4 字节，n个寄存器的总偏移
- 例：
n=1→ 偏移量= 0x100 + 4×1 = 0x104。三 确定寄存器内的比特位位置：
位号 = m % 32（取余）
- 例：
m=35→35 % 32 = 3→ 操作GICD_ISENABLER1的bit3
GICD_ICENABLERn寄存器组
中断清除使能寄存器(GICD_ICENABLERn）的核心作用是关闭特定中断从分发器到 CPU 接口，每个比特位独立控制一个中断的转发清除；
一 读操作
- 某一位读
0→ 对应中断的转发已被禁用（无法从分发器到 CPU 接口）；- 某一位读
1→ 对应中断的转发仍使能（可正常转发）；- 本质：反馈当前中断的转发使能状态；
二 写操作
- 写
0→ 无效果（无法通过写 0 恢复使能，需用GICD_ISENABLERn写 1 重新使能）；- 写
1→ 强制清除转发使能：
- 操作后，对应中断的转发被关闭（即使之前是使能状态）；
- 后续读该位会返回
0（确认清除成功）；
GICD_IPRIORITYRn寄存器组
中断优先级配置寄存器（GICD_IPRIORITYR） 的核心作用是用于为每个中断设置优先级数值，决定中断的抢占顺序；
- 当多个中断同时触发时，CPU 先响应谁（低数值的中断 "插队"能力更强）；
- 当高优先级中断触发时，能否打断当前正在处理的低优先级中断（低数值中断可抢占高数值中断）；
GICD_IPRIORITYRn寄存器组中每个寄存器被拆分为 4 个独立的字节字段（每个 8 位），分别为字节偏移0、字节偏移1、字节偏移2、字节偏移3，每个字节控制一个中断源的优先级，一个寄存器覆盖 4 个中断 的优先级配置；
系统中每个中断源具有唯一的中断 ID，假设中断ID为m，需通过以下公式映射到具体寄存器和字节段：
一 计算寄存器编号
n: n = m ÷ 4 （取商)
- 含义：每 4 个中断共享 1 个 GICD_IPRIORITYR 寄存器（节省硬件资源）；
二 计算寄存器地址偏移：
地址偏移 = 0x400 + (4 × n)
0x400是 GICD_IPRIORITYR 寄存器组的起始偏移；4 × n是因每个寄存器占 4 字节（32 位），n个寄存器的总偏移；三 计算字节段偏移：
字节偏移 = m % 4 (取余)
字节偏移 0→ 对应寄存器的[7:0]位（控制第4n+0号中断）；字节偏移 1→ 对应寄存器的[15:8]位（控制第4n+1号中断）；字节偏移 2→ 对应寄存器的[23:16]位（控制第4n+2号中断）；字节偏移 3→ 对应寄存器的[31:24]位（控制第4n+3号中断）；
假设中断 ID
m=5，推导过程如下：一 计算寄存器编号
n：
n = 5 ÷ 4 = 1（商为 1）→ 对应GICD_IPRIORITYR1寄存器。二 计算地址偏移：
地址偏移 = 0x400 + (4 × 1) = 0x404
→ 若 GICD 基地址为0x10000000，则实际地址为0x10000404。三 计算字节偏移：
字节偏移 = 5 % 4 = 1→ 对应Priority, byte 1（寄存器的[15:8]位）
GICD_IGROUPRn寄存器组
中断组寄存器（GICD_IGROUPR）的核心作用是为 GIC 支持的每个中断提供一个状态位，每个比特位控制对应的中断属于 组 0（Group 0） 还是 组 1（Group 1）；
•
0：对应中断属于 组 0（Group 0）
•1：对应中断属于 组 1（Group 1）
注意：启动或复位时，ID≥32 的中断默认属于组 0，因此所有 SPI（共享外设中断）初始为组 0，除非系统重新编程对应的 GICD_IGROUPR 位；
GICD_ICPENDRn寄存器组
中断清除挂起寄存器（GICD_ICPENDRn）核心作用是清除中断挂起状态，中断挂起状态指中断信号已被硬件 / 软件触发，但尚未被处理器处理 时的中间状态；
读操作
0：中断在所有 CPU 上均未挂起（或未实现）；1：若为SGI/PPI类型中断，该中断当前 CPU 上中断挂起，若为SPI类型的中断，表示该中断至少一个 CPU 上中断挂起；写操作
0：无效果（不改变挂起状态）。1：仅对 SPI 和 PPI 生效，若为边缘触发且中断状态之前为pending→ 变为inactive，若为边缘触发且中断状态之前为active and pending→ 变为active；若为电平触发，若挂起仅因写GICD_ISPENDRn（软件触发）→ 清除为inactive； 若硬件信号仍有效 → 清除后会重新挂起，需确保硬件信号已释放，否则无法彻底清除；
CPU接口
GICC_CTLR寄存器
CPU接口控制寄存器（GICC_CTLR），主要用于配置中断控制器的中断使能、EOI 模式、优先级掩码规则、FIQ/IRQ 控制等；
bit[0]：组 0 中断使能位，EnableGrp0，用于控制 组 0 中断 的全局使能，当配置为0时，组 0 中断全部禁用，当配置为1时，组0中断全局使能
bit[3]: FIQ使能位，FIQEn，用于控制 GIC 是否向 CPU 输出 FIQ 中断，配置为0代表禁用 FIQ 输出，配置为1代表使能 FIQ 输出；bit[4]: CBPR（Current Priority Binary Point）， 决定 Group 0或者Group 1 中断的优先级比较规则，若配置为0，则优先级用 8 位纯数值比较（0 最高，255 最低）；若配置为1，则 优先级按 "二进制点" 拆分（如高 4 位抢占优先级、低 4 位子优先级）；
GICC_PMR寄存器
CPU 接口优先级掩码寄存器（GICC_PMR）决定 哪些中断可以被转发到 CPU，即只有中断的优先级高于该寄存器中存储的值时，CPU 接口才会向处理器发送中断信号；
bit[31:8]: 保留位；
bit[7:0]: CPU 接口的 优先级掩码阈值，若中断优先级高于该阈值（数值更小），CPU 会收到中断信号；
- 若GIC支持的级别少于 256 级，低位会被强制固定为 0，若GIC支持的优先级范围为256 级，则bit[7:0]全部有效；
- 若GIC支持的优先级范围为128 级，则bit[7:1]有效，bit[0]被强制固定为
0；- 若GIC支持的优先级范围为64 级，则bit[7:2]有效，bit[1:0]被强制固定为
0；- 若GIC支持的优先级范围为32级，则bit[7:3]有效，bit[2:0]被强制固定为
0；- 若GIC支持的优先级范围为16级，则bit[7:4]有效，bit[3:0]被强制固定为
0；
GICC_BPR寄存器
二进制点寄存器（GICC_BPR）将中断优先级字段拆分为组优先级字段（group priority） 和 子优先级字段（subpriority），特点如下：
- 组优先级（Group Priority）：高几位，决定中断能否抢占当前任务（高组优先级可打断低组优先级）；
- 子优先级（Subpriority）：低几位，决定同组优先级中断的响应顺序（不触发抢占，仅决定执行顺序）；
中断源的优先级固定为8个比特位（GICD_IPRIORITYR），其分配规则如下：
- 组优先级位数 =
7 - Binary point（决定中断抢占），范围[7: BP+1]；- 子优先级位数 =
Binary point + 1（决定同组内响应顺序），范围[BP: 0]；
中断抢占的协同逻辑
GICC_BPR （二进制点）配合 GICC_PMR（优先级掩码） 和 GICD_IPRIORITYR（中断优先级配置），共同决定中断响应流程：
- GICD_IPRIORITYR：配置每个中断的 8 位优先级；
- GICC_BPR：分割优先级为组优先级（抢占控制）和子优先级（同组顺序）；
- GICC_PMR：设置 CPU 响应的优先级门槛（仅高于门槛的中断才会触发）；
GICC_IAR寄存器
CPU 接口端的中断确认寄存器（GICC_IAR）核心作用为 让 CPU 获取当前触发中断的唯一标识（中断ID），以及多核心场景下 SGI 的发起者信息；
bit [31:13]: 保留位
bit [12:10]: CPUID，仅对SGI类型中断有效，标识发起SGI类型的中断的CPU接口编号；
bit [9:0]: 中断ID，范围通常为0~1019，标识中断源的唯一性，若读取
Interrupt ID ≥ 1020，可能是伪中断（Spurious Interrupt），需忽略（表示无实际中断触发）；
GICC_EOIR寄存器
CPU 接口端的中断结束寄存器（GICC_EOIR），其核心作用如下：
- 通知 GIC：CPU 已完成对某中断的处理；
- 触发优先级调整（GICv2 场景）：配合
GICC_CTLR的EOImode位，实现优先级下降（Priority Drop），控制后续中断的抢占规则；
一 有效中断的 EOIR 必写
- 若
GICC_IAR读回 有效 ID（≠1023），必须向GICC_EOIR写入相同的 ID，否则 GIC 会认为中断未完成，导致同一中断持续触发并且阻塞后续中断响应；二 伪中断的 EOIR 可忽略
- 若
GICC_IAR读回 伪中断（ID=1023），无需写 EOIR；即使写了，GIC 也会忽略（防止无效操作干扰）；
通用中断响应流程：
- 中断触发：外设（SPI/PPI）产生中断，GIC 分发器将其路由到 CPU 接口；
- 进入中断模式：CPU 硬件自动响应中断，暂停当前任务；
- 读取 GICC_IAR：获取
Interrupt ID，确定具体的中断源；- 执行中断服务程序（ISR）：根据
Interrupt ID调用对应的中断处理函数；- 清除中断：写
GICC_EOIR寄存器，告知 GIC 中断已处理；