ZYNQ跑系統(tǒng)系列開發(fā)：AXI-DMA的linux驅(qū)動案例

一、搭建硬件環(huán)境

vivado版本2017.4，芯片為7010，不過不管什么版本和芯片大致步驟是一樣的

本文工程文件：https://gitee.com/long_fly/AXIDMA_linux

硬件平臺PL的搭建同ZYNQ基礎(chǔ)系列（六） DMA基本用法，在這個工程的基礎(chǔ)上添加SD卡（根據(jù)自己的開發(fā)板硬件選擇相應(yīng)的引腳）

然后直接生成bit文件，然后記得要導(dǎo)出硬件（包含bit文件）進SDK

二、生成設(shè)備樹

1.解壓設(shè)備樹工具文件夾到一個地方
在https://github.com/Xilinx/device-tree-xlnx下載

2.菜單欄 –> Xilinx –> Repositories
添加剛剛解壓的位置

3.菜單欄 –> File –> New –> Board Support Package
創(chuàng)建BSP，可以發(fā)現(xiàn)多了一欄device_tree，直接點確定到下一步

4.設(shè)置環(huán)境變量

內(nèi)容為：console=ttyPS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext4 earlyprintk rootwait

5.最后可以在工程文件夾中找到生成的設(shè)備樹文件

待用

三、生成FSBL引導(dǎo)文件
1.在SDK中新建一個APP，選擇FSBL模板工程，然后完成創(chuàng)建

2.使能調(diào)試信息打印

添加#define FSBL_DEBUG_INFO后，保存文件，會生成FSBL.elf文件，文件待用

四、編譯u-boot
0.具體的相關(guān)環(huán)境（不裝會報錯）和SDK環(huán)境安裝（不裝沒法編譯，建議去官網(wǎng)下載）
參考ZYNQ跑系統(tǒng) 系列（一） 傳統(tǒng)方式移植linux，不再贅述；u-boot和kernel直接在https://github.com/Xilinx下載；還有注意以下路徑是我自己的，要根據(jù)實際修改相應(yīng)路徑

1.linux超級用戶模式，定位settings64.sh文件（在SDK安裝文件夾里）
source /opt/Xilinx/SDK/2017.1/settings64.sh

2.進入u-boot目錄（自己解壓的路徑）
cd /home/hlf/mnt/u-boot-xlnx-master

3.打開GUI配置u-boot
make menuconfig，load預(yù)配置的文件，絕對路徑為/home/hlf/mnt/u-boot-xlnx-master/configs/zynq_ax7010_defconfig

，觀察了一下沒什么需要修改的，直接保存并退出
4.讀配置文件（zynq_ax7010_defconfig）
make CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi- zynq_ax7010_defconfig
5.編譯
make CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi-
6.查看 u-boot 文件的不同段的內(nèi)存分配情況 （可以不看）
arm-xilinx-linux-gnueabi-objdump -h u-boot
7.修改后綴為u-boot.elf，待用

五、編譯kernel
1.進入kernel目錄（自己解壓的路徑）并和之前一樣定位文件
cd /home/hlf/mnt/linux-xlnx-master
source /opt/Xilinx/SDK/2017.1/settings64.sh
2.打開GUI配置kernel
make ARCH=arm menuconfig，load預(yù)配置的文件，絕對路徑為/home/hlf/mnt/linux-xlnx-master/arch/arm/configs/xilinx_zynq_defconfig，這里不通過GUI方式更改配置，關(guān)閉
3.開啟DMA的相關(guān)功能
也可以不通過GUI的方式配置kernel，這里我們直接命令行（要在超級用戶模式下，不然沒有權(quán)限修改）：
gedit /home/hlf/mnt/linux-xlnx-master/arch/arm/configs/xilinx_zynq_defconfig
打開文件，確保以下選項開啟（=y）

CONFIG_CMA=y
CONFIG_DMA_CMA=y
CONFIG_XILINX_DMA_ENGINES=y
CONFIG_PL330_DMA=y
CONFIG_XILINX_DMA=y
CONFIG_XILINX_AXIDMA=y
CONFIG_XILINX_AXIVDMA=y
CONFIG_DMA_SHARED_BUFFER=y

4.讀配置
make ARCH=arm xilinx_zynq_defconfig
5.編譯內(nèi)核
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi- uImage LOADADDR=0x00008000
6.編譯完成后，命令行會提示生成的uImage的位置
uImage拷貝出來待用
7.生成devicetree.dtb
將設(shè)備樹文件夾拷貝到虛擬機的相應(yīng)路徑下

在pl.dtsi中添加：
axidma_chrdev: axidma_chrdev@0 {
compatible = "xlnx,axidma-chrdev";
dmas = ;
dma-names = "tx_channel", "rx_channel";
};

保存后，生成devicetree.dtb：
./scripts/dtc/dtc -I dts -O dtb -o /home/hlf/mnt/device_tree_bsp_0/devicetree.dtb /home/hlf/mnt/device_tree_bsp_0/system-top.dts

六、準備運行l(wèi)inux
1.生成BOOT.bin
之前產(chǎn)生了FSBL.elf、u-boot.elf和bit文件，直接通過SDK生成BOOT.bin
2.拷貝文件至SD卡
將之前產(chǎn)生的BOOT.bin、devicetree.dtb和uImage拷貝到SD卡
3.插上串口開機運行

確保可以運行系統(tǒng)

七、編譯例程
0.下載例程
例程下載地址：https://github.com/bperez77/xilinx_axidma或者https://gitee.com/long_fly/AXIDMA_linux
1.拷貝例程文件夾到kernel文件夾里

我將文件夾命名為了extra，直接將例程文件夾的內(nèi)容放到里面，如果沒有權(quán)限的話，直接命令行chmod 777 文件夾名獲取相應(yīng)權(quán)限就可以了
2.cd到extra文件夾里
3.編譯
使用交叉編譯鏈，定位到kernel（已經(jīng)編譯好的）的路徑，編譯driver：
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm KBUILD_DIR=/home/hlf/mnt/linux-xlnx-master/ driver
使用交叉編譯鏈，編譯examples：
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm examples
編譯完成后，生成文件將出現(xiàn)在outputs文件夾里

4.將這些文件拷貝到SD卡中，開機
5.掛載SD卡
cd ..到達系統(tǒng)目錄
mount /dev/mmcblk0p1 /mnt掛載SD卡
cd /mnt進入SD目錄
insmod axidma.ko載入剛剛生成的模塊

打印信息提示通道的ID沖突
6.修改設(shè)備樹中通道的ID號

然后按照之前的步驟重新生成devicetree.dtb，將新設(shè)備樹文件拷貝到SD卡中，然后開機，掛載SD卡，加載模塊
這次沒有打印信息提示ID沖突

7.查看是否成功
cd /dev到達dev目錄
ls查看內(nèi)容

會發(fā)現(xiàn)多了一個axidma，然后運行dmesg，可以看到如下信息：

8.運行例程里的APP1

發(fā)現(xiàn)CMA內(nèi)存不夠，導(dǎo)致接收緩存空間申請不了這么大，在設(shè)備樹文件夾中修改.dts后綴的文件，添加cma空間的申請

然后重新生成devicetree.dtb文件，拷貝到SD卡中，開機，掛載SD卡，加載模塊，運行APP

可以測試收發(fā)通道的數(shù)據(jù)速率

9.運行例程里的APP2
在SD卡中新建兩個文本，在其中一個文本文件中寫入內(nèi)容，另一個為空

運行應(yīng)用程序，將文件1的內(nèi)容通過DMA環(huán)路寫入文件2，因為文件太小了，所以顯示的是0.00Mb

運行結(jié)束后打開文件2，會發(fā)現(xiàn)和文件1里的內(nèi)容完全一致

編輯：hfy