讓 Linux 接收來自 PL 的自定義中斷信號

硬件連接

MPSoC 可以接收兩組來自 PL 的中斷信號。在 Vivado 中，可以通過 PS-PL Configuration -> General -> Interrupts -> PL to PS -> IRQ0/IRQ1 打開。

對應的硬件中斷號分別是

PL PS Group 0: 121-128

PL PS Group 1: 136-143

這兩組中斷信號既可以與 IPI 中的 IP 的中斷信號相連接，也可以和 Verilog 中的邏輯相連接。如果有多個中斷源要連接到一組信號中，可以使用concat將多個信號組合成一組信號，然后連接到 IRQ。

如果要從 Verilog 引入中斷信號，需要在 IPI 中按右鍵選擇 Create Port。Port Type 選擇為 Interrupt。

軟硬件的橋梁: device tree

硬件信息怎樣傳送給軟件系統?

Linux 的答案是 Device Tree。

以下是 Device Tree Generator 為上圖中的 AXI UARTLite 自動創建的 device tree。

axi_uartlite_0: serial@a0000000 {

clocks = misc_clk_0>;

compatible = xlnx,xps-uartlite-1.00.a;

current-speed = 115200>;

device_type = serial;

interrupt-parent = gic>;

interrupts = 0 89 1>;

port-number = 1>;

reg = 0x0 0xa0000000 0x0 0x10000>;

xlnx,baudrate = 0x2580>;

xlnx,data-bits = 0x8>;

xlnx,odd-parity = 0x0>;

xlnx,s-axi-aclk-freq-hz-d = 99.999;

xlnx,use-parity = 0x0>;

};

創建 Device Tree

Device tree 是純文本文件，后綴是 .dts 或 .dtsi。當然可以手工從頭開始寫(似乎沒人這么做)，Xilinx 也提供了工具來幫助自動生成。

一種方法是使用 PetaLinux，其實這也是 petalinux-build 中的一個步驟。當在一個 PetaLinux 工程中導入 HDF 后，運行 petalinux-build它會自動調用 Device Tree Generator (DTG)，為你的工程產生 device tree。用戶可以在自動生成的文件的基礎上進一步修改，修改的時候注意文件都上會寫哪些文件重新生成時會被覆蓋，哪些不會。

另一種生成 device tree 的方法是使用 SDK。SDK 可以把 DTG 加載為 BSP Generator，用來生成 device tree. DTG 的下載地址是 [ https://github.com/Xilinx/device-tree-xlnx ]。下載到本地后，在 SDK 的 Xilinx Tools -> Repositories 中添加解壓后的目錄。在 SDK 中新建一個 BSP, BSP 類型選擇 device_tree

Note: 如果是SDx工具，加載DTG的方法是 Window -> Preference -> Xilinx SDK -> Repositories

Interrupt 屬性的定義

Device tree 中和中斷相關的屬性有兩條，interrupts和interrupt-parents。

interrupt-parents指向了中斷控制器。在 MPSoC 中有多個外設都有中斷控制器屬性，分別是 GIC, GPIO, PCIe。

interrupts 后的參數指定了中斷號和中斷屬性。

Device tree bindings interrupts.txt 中定義了 interrupts 后參數的意義。需要注意的是，在中斷控制器的屬性中有#interrupt-cells的定義，表示interrupts參數需要幾個32位的字符。常見的情況是1到3。1個Cell的情況只填寫中斷號。2個Cell的情況填寫中斷號和觸發條件，GPIO Controller就是這種情況。

ARM GIC 使用的是 3 個 Cell：

第一個 cell 是 0 的話表示中斷類型：0 for SPI interrupts, 1 for PPI interrupts。PL 到 PS 的中斷屬于 SPI，所以填寫 0。

第二個 Cell 表示中斷號

第三個 Cell 表示中斷觸發方式。

ARM GIC v3 中斷 Cell 說明，來自 arm,gic-v3.txt

The 1st cell is the interrupt type; 0 for SPI interrupts, 1 for PPI

interrupts. Other values are reserved for future use.

The 2nd cell contains the interrupt number for the interrupt type.

SPI interrupts are in the range [0-987]. PPI interrupts are in the

range [0-15].

The 3rd cell is the flags, encoded as follows:

bits[3:0] trigger type and level flags.

1 = edge triggered

4 = level triggered

中斷號的確定

Device tree 中 interrupts 的中斷號請填寫硬件硬件中斷號 - 32

中斷的驅動程序

PetaLinux 中自帶了中斷服務程序的例子。

用命令 petalinux-create -t modules -n mymodule就可以創建出例子程序。

其中與注冊 IRQ 中斷號相關的語句為：

/* Get IRQ for the device */

r_irq = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);

if (!r_irq) {

dev_info(dev, no IRQ foundn);

dev_info(dev, mymodule at 0x%08x mapped to 0x%08xn,

(unsigned int __force)lp->mem_start,

(unsigned int __force)lp->base_addr);

return 0;

}

lp->irq = r_irq->start;

rc = request_irq(lp->irq, mymodule_irq, 0, DRIVER_NAME, lp);

if (rc) {

dev_err(dev, testmodule: Could not allocate interrupt %d.n,

lp->irq);

goto error3;

}

注意上面的程序是通過讀取 dts 獲取中斷的信息，然后讓操作系統分配一個虛擬中斷號。以前注冊中斷號是通過手工在 C 代碼中填入中斷號，現在這種方法不可行了，請使用虛擬中斷號的方法。