1. 概述

xilinx mpsoc 平臺中，PS 和 PL 進行交互時，PS 需要獲取 PL 發出的中斷信號。從 mpsoc 技術參考手冊 ug1085 TRM 中可知，PL 給到 PS 的中斷有兩組——PL_PS_Group0 和 PL_PS_Group1，中斷號范圍分別為 121~128 和 136 ~143（ 在 Linux 設備樹中進行配置時，中斷號要減去 32 ）。

下面通過一個例程說明 如何通過 UIO 監控 PL 給到 PS 的中斷 。

2. demo

Linux 環境下，獲取 PL 中斷信號最簡單的方式是通過 UIO。這里，定義一個簡單的測試 demo：

1. Linux 下控制 AXI-GPIO 產生高低電平；
2. PL 將 AXI-GPIO 的高低電平轉變為中斷信號給到 Linux。

2.1 vivado 配置

2.1.1 vivado

在 PL 端添加 AXI-GPIO IP 核，并使能兩個通道，兩個通道分別連接 PL_PS_Group0 和 PL_PS_Group1。

2.1.2 PL to PS Interrupts

使能 PL 給到 PS 的兩組中斷。

2.1.3 AXI GPIO 配置

使能 AXI GPIO 的兩個通道，每個通道使用 1 位即可。

2.2 PS Linux

PS 端 Linux 系統下，通過 控制 AXI-GPIO 輸出高低電平即可使 PL 生成中斷信號到 PL_PS_Group0 和 PL_PS_Group1 。

2.2.1 AXI-GPIO 控制

Linux 下，AXI-GPIO 的控制方式和普通 GPIO 沒有區別，最簡單的方式是通過 /sys 文件系統。

cd /sys/class/gpio
#使能引腳號為506的引腳——將引腳導出到用戶空間
echo 506 > export
#設置引腳為輸出模式
echo out > gpio506/direction
#控制引腳輸出高電平
echo 1 > gpio506/value
#控制引腳輸出低電平
echo 0 > gpio506/value
#關閉引腳
echo 506 > unexport

2.2.2 設備樹

在設備樹中添加 UIO 中斷節點，注意中斷號的數值。

system-user.dtsi:

pl-ps-group0-1 {
    compatible = "generic-uio";
    interrupt-controller;
    interrupt-parent = < &gic >;
    interrupts = < 0 89 1 >;
};
pl-ps-group0-2 {
    compatible = "generic-uio";
    interrupt-controller;
    interrupt-parent = < &gic >;
    interrupts = < 0 90 1 >;
};

......

pl-ps-group0-8 {
    compatible = "generic-uio";
    interrupt-controller;
    interrupt-parent = < &gic >;
    interrupts = < 0 96 1 >;
};

pl-ps-group1-1 {
    compatible = "generic-uio";
    interrupt-controller;
    interrupt-parent = < &gic >;
    interrupts = < 0 104 1 >;
};
pl-ps-group1-2 {
    compatible = "generic-uio";
    interrupt-controller;
    interrupt-parent = < &gic >;
    interrupts = < 0 105 1 >;
};

 ......

pl-ps-group1-8 {
    compatible = "generic-uio";
    interrupt-controller;
    interrupt-parent = < &gic >;
    interrupts = < 0 111 1 >;
};

2.2.3 中斷監控程序

uio-int-monitor.c:

#include < stdio.h >
#include < stdlib.h >
#include < stdint.h >
#include < sys/types.h >
#include < sys/stat.h >
#include < fcntl.h >
#include < pthread.h >
#include < unistd.h >

#define PL_PS_GROUP0_0_UIO_NAME ("/dev/uio2")
#define PL_PS_GROUP1_0_UIO_NAME ("/dev/uio10")

struct uio_int_info {
    int8_t *uio_name;
    int32_t uio_fd;
};

static void *interrupt_uio_monitor(void *para)
{
    struct uio_int_info *uio_info = (struct uio_int_info *)para;
    const uint32_t uio_int_regen_flag = 1;
    uint32_t uio_int_happen_cnt = 0;

    write(uio_info- >uio_fd, &uio_int_regen_flag, sizeof(uio_int_regen_flag));

    while(1)
    {
        read(uio_info- >uio_fd, &uio_int_happen_cnt, sizeof(uio_int_happen_cnt));
        write(uio_info- >uio_fd, &uio_int_regen_flag, sizeof(uio_int_regen_flag));

        printf("%s interrupt happen, count:%un", uio_info- >uio_name, uio_int_happen_cnt);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t tid;
    struct uio_int_info g0_0 =
    {
        .uio_name = "gruop0-0",
    };

    struct uio_int_info g1_0 =
    {
        .uio_name = "gruop1-0",
    };

    g0_0.uio_fd = open(PL_PS_GROUP0_0_UIO_NAME, O_RDWR);
    g1_0.uio_fd = open(PL_PS_GROUP1_0_UIO_NAME, O_RDWR);

    if((-1 == g0_0.uio_fd) || (-1 == g1_0.uio_fd))
    {
        printf("open uio device failedn");
        return -1;
    }

    pthread_create(&tid, NULL, interrupt_uio_monitor, (void *)&g0_0);
    pthread_create(&tid, NULL, interrupt_uio_monitor, (void *)&g1_0);

    getchar();

    close(g0_0.uio_fd);
    close(g1_0.uio_fd);

    return 0;
}

重點說明：

1. read(uio_fd) 用于監測中斷信號；
2. write(uio_fd, 1) 用于使能中斷，使下一次可以收到中斷信號；
3. 每次 read() 后都需要進行 write(1)。

3. 測試（關鍵）

3.1 如何計算 AXI GPIO 引腳號

在我創建的系統中，AXI-GPIO 的起始引腳號為 506（gpiochip506）。由于我使能了 AXI-GPIO 的兩個通道，所以，我可以控制兩個引腳，引腳號分別為 506 和 507，分別連接的是 PL_PS_Group0[0] 和 PL_PS_Group1[0]。

為什么起始引腳號是 506 呢？

mpsoc 中的 MIO 在系統中的起始引腳號是 332，而且，SOC 包含 78 個 MIO 引腳，96 個 EMIO 引腳。所以，AXI GPIO 的起始引腳為 332 + 78 + 96 = 506 .

3.2 如何獲取中斷對應 UIO 設備節點

設備樹中包含了所有 PL 到 PS 的中斷信息（ 注意中斷號要減去 32 ）：

PL_PS_Group0[0:7] 對應 pl-ps-group0-1 ~ pl-ps-group0-8；

PL_PS_Group1[0:7] 對應 pl-ps-group1-1 ~ pl-ps-group1-8。

Linux 下可以通過 cat /sys/class/uio/uio0/name 獲取 UIO 設備節點的名稱，從而找到 /dev/ 下對應的 uio 文件。

也可以使用 lsuio 命令查看系統中的 UIO 設備節點信息：

3.3 如何產生中斷信號

通過 PS 控制 AXI GPIO 輸出高低電平使 PL 產生中斷信號。

4. 總結

1. ug1085 TRM 文檔中的中斷號減去 32 后再寫入設備樹中；
2. 使用 fd = open() 打開 uio 設備節點后，read(fd) 用于等待中斷，write(fd, 1) 用于使能中斷。