基礎知識

ARM體系架構的處理器中通常將低地址32字節作為中斷向量表，當中斷產生時會執行以下操作：

① 保存處理器當前狀態，設置中斷屏蔽位和各條件標志位
② 設置當前程序狀態寄存器CPSR中相應位
③ 將lr_mode寄存器設置成返回地址
④ 跳轉到中斷向量地址執行，從而跳轉到相應的中斷程序中執行
⑤ 執行中斷處理函數內容
⑥ 恢復被屏蔽的中斷屏蔽位
⑦ 返回到被中斷指令的下一條指令處繼續執行

zynq中低32字節作為中斷向量表，每個中斷占據4字節，這4字節通常存儲一個跳轉指令，從而跳轉到中斷解析程序中。這低32字節中斷向量表如：

本內容部分修改自《Xilinx Zynq SoC與嵌入式Linux設計實戰指南——兼容ARM Cortex-A9的設計方法》

例程

vivado中ps部分配置如下圖：

選中Fabric Interrupts和IRQ_F2P[15:0]

連接如下圖：

其中Concat模塊只是簡單的將多個信號合并為一個總線連接到zynq；而Utility Vector Logic則是執行一些邏輯計算，這里選擇not邏輯計算。

#include 
#include "platform.h"
#include "xscugic.h"
#include "xil_exception.h"

#define INT_CFG0_OFFSET 0x00000C00

// Parameter definitions
#define SW1_INT_ID              61
#define SW2_INT_ID              62
#define SW3_INT_ID              63
#define INTC_DEVICE_ID          XPAR_PS7_SCUGIC_0_DEVICE_ID
#define INT_TYPE_RISING_EDGE    0x03
#define INT_TYPE_HIGHLEVEL      0x01
#define INT_TYPE_MASK           0x03

static XScuGic INTCInst;

static void SW_intr_Handler(void *param);
static int InterruptSystemSetup(XScuGic *XScuGicInstancePtr);
static int IntcInitFunction(u16 DeviceId);

static void SW_intr_Handler(void *param)
{
    int sw_id = (int)param;
    printf("SW%d int/n/r", sw_id);
}

void IntcTypeSetup(XScuGic *InstancePtr, int intId, int intType)
{
    int mask;

    intType &= INT_TYPE_MASK;
    mask = XScuGic_DistReadReg(InstancePtr, INT_CFG0_OFFSET + (intId/16)*4);
    mask &= ~(INT_TYPE_MASK << (intId%16)*2);
    mask |= intType << ((intId%16)*2);
    XScuGic_DistWriteReg(InstancePtr, INT_CFG0_OFFSET + (intId/16)*4, mask);
}

int IntcInitFunction(u16 DeviceId)
{
    XScuGic_Config *IntcConfig;
    int status;

    // Interrupt controller initialisation
    IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(DeviceId);
    status = XScuGic_CfgInitialize(&INTCInst, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress);
    if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;

    // Call to interrupt setup
    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
                                 (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,
                                 &INTCInst);
    Xil_ExceptionEnable();

    // Connect SW1~SW3 interrupt to handler
    status = XScuGic_Connect(&INTCInst,
                             SW1_INT_ID,
                             (Xil_ExceptionHandler)SW_intr_Handler,
                             (void *)1);
    if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;

    status = XScuGic_Connect(&INTCInst,
                             SW2_INT_ID,
                             (Xil_ExceptionHandler)SW_intr_Handler,
                             (void *)2);
    if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;

    status = XScuGic_Connect(&INTCInst,
                             SW3_INT_ID,
                             (Xil_ExceptionHandler)SW_intr_Handler,
                             (void *)3);
    if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;

    // Set interrupt type of SW1~SW3 to rising edge
    IntcTypeSetup(&INTCInst, SW1_INT_ID, INT_TYPE_RISING_EDGE);
    IntcTypeSetup(&INTCInst, SW2_INT_ID, INT_TYPE_RISING_EDGE);
    IntcTypeSetup(&INTCInst, SW3_INT_ID, INT_TYPE_RISING_EDGE);

    // Enable SW1~SW3 interrupts in the controller
    XScuGic_Enable(&INTCInst, SW1_INT_ID);
    XScuGic_Enable(&INTCInst, SW2_INT_ID);
    XScuGic_Enable(&INTCInst, SW3_INT_ID);

    return XST_SUCCESS;
}

int main(void)
{
    init_platform();

    print("PL int test/n/r");
    IntcInitFunction(INTC_DEVICE_ID);
    while(1);
    cleanup_platform();
    return 0;
}

例程修改自z-turn例程

過程分析

查看U585第231頁，可以看到從PL部分輸入的中斷號為{[91:84],[68:61]}對應IRQ_F2P[15:0]，這里使用IRQ_F2P[2:0]，所以才有SW1_INT_ID到SW3_INT_ID定義為61到63。

分析中斷執行要從中斷執行開始的中斷向量表開始，查找.org 0，可以在BSP目錄下/ps7_cortexa9_0/libsrc/standalone_v5_2/src下asm_vectors.s文件中的第64行可以找到，其下便是中斷向量表，作為IRQ中斷，在中斷向量表中為第5條(地址：0x18)指令，對應第77行B IRQHandler，跳轉到IRQHandler標簽，其后第99行再次跳轉到IRQInterrupt，從BSP目錄下/ps7_cortexa9_0/libsrc/standalone_v5_2/src下vectors.c文件中可以找到IRQInterrupt函數，其中調用XExc_VectorTable[XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT].Handler(XExc_VectorTable[XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT].Data);即IRQ中斷最終調用了XExc_VectorTable數組中第XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT(即5)個成員的Handler函數，并傳入Data作為參數。

回到以上例程中有Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,&INTCInst);從BSP目錄下/ps7_cortexa9_0/libsrc/standalone_v5_2/src下xil_exception.c中可找到此函數，其將(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler和&INTCInst賦值給XExc_VectorTable第XIL_EXCEPTION_ID_INT(即5)個成員的Handler和Data成員，結合上一段中說明，則IRQ中斷最終執行了：XScuGic_InterruptHandler(&INTCInst)。

再看以上例程有status = XScuGic_Connect(&INTCInst,SW1_INT_ID,(Xil_ExceptionHandler)SW_intr_Handler,(void *)1);，可以從BSP目錄下/ps7_cortexa9_0/libsrc/standalone_v5_2/src下xscugic.c中可找到此函數，可以看到（其中InstancePtr對應&INTCInst；Int_Id對應SW1_INT_ID；Handler對應SW_intr_Handler；CallBackRef對應1，當然其它中斷分別為2,3）：

InstancePtr->Config->HandlerTable[Int_Id].Handler = Handler;        //  即參數SW_intr_Handler
InstancePtr->Config->HandlerTable[Int_Id].CallBackRef = CallBackRef;//  即參數1

即將處理函數(SW_intr_Handler)及其參數(1)放到&INTCInst中，
再次回到IRQ中斷后會執行的XScuGic_InterruptHandler函數(在BSP目錄下/ps7_cortexa9_0/libsrc/standalone_v5_2/src下xscugic_intr.c)中有以下語句：

TablePtr = &(InstancePtr->Config->HandlerTable[InterruptID]);
if(TablePtr != NULL) {
    TablePtr->Handler(TablePtr->CallBackRef);
}

即當TablePtr不為空時就執行了InstancePtr->Config->HandlerTable[InterruptID]->Handler(InstancePtr->Config->HandlerTable[InterruptID]->CallBackRef);結合上一段說明即執行了SW_intr_Handler(1)或參數為2、3。

綜上，IRQ中斷產生后跳轉到0x18執行B IRQHandler執行，在IRQHandler下執行bl IRQInterrupt；在函數IRQInterrupt中XExc_VectorTable[XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT].Handler(XExc_VectorTable[XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT].Data);經過Xil_ExceptionRegisterHandler函數后即XScuGic_InterruptHandler(&INTCInst)再經過XScuGic_Connect函數這也即SW_intr_Handler(1)或參數為2、3。最終IRQ中斷執行了SW_intr_Handler函數。

編輯：hfy