Loongson

Reference 

 Microarchitecture 

 Archtecture: 

 Systembus

 1 Memory bus 

 2 System bus: HyperTransport 

 Instructions set MIPS LISA64 

地址空间

1 HyperTransport： 主频，FSB频率，外频。HT类似QPI,是FSB的drop-in。

2 双通道

3 Crossbar：X1物理空间自身映射，X2物理空间到PCI和内存的映射。

 BIOS 

 pmon

 compiled method is in the homepage, ppt given by leader is a big KENG. 

 Compile environment: 

 Configure file:

 1 Global conf file conf/ : GENERIC_* :general conf file, Grammar is miss. files: 

 2 Local conf file: Targets/Bonito2F3GNB/conf/ Bonito: contents to compile. 

 Grammar option : Produce a variable in Makefile in IDENT line 1.

select : Select a module need to compile.

 files.*: file that define a module 

 1 Device depend: files.Bonito2F3GNB 

 Grammar define : Define a new module 

 device : Define a new device 

 attach at : Attach a device on a bus. 

file [module name]: Make sure the relationship that the file belongs to which moudle. When we compile a module, the file will be add and compile.

 2 General: conf/files Makefile.B* 

 Configure tools: tools/pmoncfg 

 Memroy management

 TLB: 

 Address space: Physical memory space:256T

 Virtual memory space: 

 User memory space: XUSEG user segment, SR:KSU=10, EXL=0, ERL=0, XTLB reload 

 Service memory space: SR:KSU=01, EXL=0, ERL=0 

 Kernel memory space: SR:KSU=00 or EXL=1 or ERL=1 V2P:

 Exception & Interruption 

异常分类

Reset exception 

NMI exception 

TLB Refill exception :Non-maskable 

Cache errors exception

Generic exception: TLB Invalidation exception, TLB Modification exception

Integer overflow, Trap exception, Syscall exception, Break point, Reserve instructions, Coprocessor unusable, Float coprocessor exception,Bus errors

中断路由：3a有32个外部中断源，每个中断源都有一个8位的路由寄存器Entry。高4位标志ip，低4位对应的cpu 核。

/* Route the LPC interrupt to Core0 INT0 ,对应 Cp0_Status 的 IP2*/
*(volatile unsigned char*)0x900000003ff0140a = 0x11;

0x11为0001 0001表示core0, ip0 

// In eic mode ipl is interrupt priority level, ripl is  Requested Interrupt Priority Level

中断使能： 三个设置查看寄存器。

中断过程： 

外部中断请求 

cpu 设置Cause 的excode 和ip。excode 0表示中断。 ip7-ip2表明6个硬件中断源.ip7是timer，ip2 uart or lpc ,ip3 ht, ip6 ipi， 对应core的ip0-3 ip1-0是中断。 之后架构相关部分会判断具体的处理程序入口，应该是硬件完成的。其中0号异常即中断使用通用异常入口0x80000180 expect_vec3_generic(), 之后根据excode 进入具体处理函数，0号异常处理函数是handle_int()。之后根据cause的ip7-0判断中断源。调用相应的处理函数比如8259a 和 timer的处理函数。如果是8259a的话，要读取8259a的到中断号。之后用中断号定位irq_desc.

x86 与mips 中断过程对比

x86: 三个数组idt, irq_desc, vector_irq.

外设通过8259a发来中断向量（通常配置8259a处理方式为中断号+32），定位idt，找到相应处理程序。如果是异常通常在这里程序就结束了。如果是中断要调用do_irq,do_irq通过vector_irq把中断向量转为中断号。用中断号去定位irq_desc,找到action执行。

mips:一个寄存器cause，两个数组 exception_handlers,  irqdesc

外设通过8259a发出中断请求，设置cause的 excode和ip位，excode相当与中断向量， exception_hanlers 相当与idt，前者32,后者256（apic的话idt要很大，好象是2400左右，i am not sure）在定位exception_hanlders之前，要选择一个异常地址入口。实际上这个异常地址入口列表加上exception_handlers 就等价于idt了。外部中断的excode为0,定位后跳到expect_vec3_generic()，根据cause的ip位判断中断源，如果是8259a的话，那么和x86最大的区别就是cpu要自己去把中断号读取过来，因为到现在我们还没有涉及到和中断号相关信息，而且前面的excode实际上虽然相当于x86的中断向量，但是不存在像x86那样+32的线性关系。这就没有了x86中断号转换来转换去的麻烦了，但也闲不到。得到中断号就可以去找irq_desc了。剩下就简单了。

Functions 

 Processes of Mips at Bootstrap 

1 oxbfc0 0000 is eprom -> Init in ROM start.S 

2 Initial serial device UART, maybe for the purpose of debug, I ma not sure.

3 Init memory controller: Through I2c or SMB to get size, tcol, trow informations.

4 Init Cache, TLB: Get cacheline size through config register.  godson_init_cache , clean Random data in cache.

5 Build Stack and execution environment.

6 Copy codes of PMON to RAM 0x8010 0000 _start , prepare to excute in RAM ,jump to initmips()

 -> Init in RAM, Targets/.../tgt_machdep.c initmips ()

1 Init North bridge 

2 Init Sourth Bridge: SMBus, SuperI/O (set and enable serial address, RTC, Keyboard controller), Serial

-> tgt_cpufreq() 

-> dbginit() ->tgt_devinit() ->_pci_businit() ->_pci_hwinit()

There are 3 * 64M memory in pci mem are mapped to 0-192M Pci memory by pcimap register.

                                                                   ->_pci_scan_dev()

                    ->init_net()->tgt_devconfig()->pci_devinit()

Enable I/O and Mem space

                                                                ->configure()

(spl)

Search and match driver and devices.

Copy interrupt handler table, set BEV of SR.

Debug

Debug in pmon: PRINTSTR，Stringserial，hexserial，tgt_putchar                                                 

Debug in hardware: m, pcicfg, pciscan

Assemble