ZYNQ跑系统系列开发：AXI-DMA的linux驱动案例

一、搭建硬件环境

vivado版本2017.4，芯片为7010，不过不管什么版本和芯片大致步骤是一样的

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

硬件平台PL的搭建同ZYNQ基础系列（六） DMA基本用法，在这个工程的基础上添加SD卡（根据自己的开发板硬件选择相应的引脚）

然后直接生成bit文件，然后记得要导出硬件（包含bit文件）进SDK

二、生成设备树

1.解压设备树工具文件夹到一个地方
在https://github.com/Xilinx/device-tree-xlnx下载

2.菜单栏 –> Xilinx –> Repositories
添加刚刚解压的位置

3.菜单栏 –> File –> New –> Board Support Package
创建BSP，可以发现多了一栏device_tree，直接点确定到下一步

4.设置环境变量

内容为：console=ttyPS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext4 earlyprintk rootwait

5.最后可以在工程文件夹中找到生成的设备树文件

待用

三、生成FSBL引导文件
1.在SDK中新建一个APP，选择FSBL模板工程，然后完成创建

2.使能调试信息打印

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

四、编译u-boot
0.具体的相关环境（不装会报错）和SDK环境安装（不装没法编译，建议去官网下载）
参考ZYNQ跑系统 系列（一） 传统方式移植linux，不再赘述；u-boot和kernel直接在https://github.com/Xilinx下载；还有注意以下路径是我自己的，要根据实际修改相应路径

1.linux超级用户模式，定位settings64.sh文件（在SDK安装文件夹里）
source /opt/Xilinx/SDK/2017.1/settings64.sh

2.进入u-boot目录（自己解压的路径）
cd /home/hlf/mnt/u-boot-xlnx-master

3.打开GUI配置u-boot
make menuconfig，load预配置的文件，绝对路径为/home/hlf/mnt/u-boot-xlnx-master/configs/zynq_ax7010_defconfig

，观察了一下没什么需要修改的，直接保存并退出
4.读配置文件（zynq_ax7010_defconfig）
make CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi- zynq_ax7010_defconfig
5.编译
make CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi-
6.查看 u-boot 文件的不同段的内存分配情况 （可以不看）
arm-xilinx-linux-gnueabi-objdump -h u-boot
7.修改后缀为u-boot.elf，待用

五、编译kernel
1.进入kernel目录（自己解压的路径）并和之前一样定位文件
cd /home/hlf/mnt/linux-xlnx-master
source /opt/Xilinx/SDK/2017.1/settings64.sh
2.打开GUI配置kernel
make ARCH=arm menuconfig，load预配置的文件，绝对路径为/home/hlf/mnt/linux-xlnx-master/arch/arm/configs/xilinx_zynq_defconfig，这里不通过GUI方式更改配置，关闭
3.开启DMA的相关功能
也可以不通过GUI的方式配置kernel，这里我们直接命令行（要在超级用户模式下，不然没有权限修改）：
gedit /home/hlf/mnt/linux-xlnx-master/arch/arm/configs/xilinx_zynq_defconfig
打开文件，确保以下选项开启（=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.读配置
make ARCH=arm xilinx_zynq_defconfig
5.编译内核
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi- uImage LOADADDR=0x00008000
6.编译完成后，命令行会提示生成的uImage的位置
uImage拷贝出来待用
7.生成devicetree.dtb
将设备树文件夹拷贝到虚拟机的相应路径下

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、准备运行linux
1.生成BOOT.bin
之前产生了FSBL.elf、u-boot.elf和bit文件，直接通过SDK生成BOOT.bin
2.拷贝文件至SD卡
将之前产生的BOOT.bin、devicetree.dtb和uImage拷贝到SD卡
3.插上串口开机运行

确保可以运行系统

七、编译例程
0.下载例程
例程下载地址：https://github.com/bperez77/xilinx_axidma或者https://gitee.com/long_fly/AXIDMA_linux
1.拷贝例程文件夹到kernel文件夹里

我将文件夹命名为了extra，直接将例程文件夹的内容放到里面，如果没有权限的话，直接命令行chmod 777 文件夹名获取相应权限就可以了
2.cd到extra文件夹里
3.编译
使用交叉编译链，定位到kernel（已经编译好的）的路径，编译driver：
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm KBUILD_DIR=/home/hlf/mnt/linux-xlnx-master/ driver
使用交叉编译链，编译examples：
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm examples
编译完成后，生成文件将出现在outputs文件夹里

4.将这些文件拷贝到SD卡中，开机
5.挂载SD卡
cd ..到达系统目录
mount /dev/mmcblk0p1 /mnt挂载SD卡
cd /mnt进入SD目录
insmod axidma.ko载入刚刚生成的模块

打印信息提示通道的ID冲突
6.修改设备树中通道的ID号

然后按照之前的步骤重新生成devicetree.dtb，将新设备树文件拷贝到SD卡中，然后开机，挂载SD卡，加载模块
这次没有打印信息提示ID冲突

7.查看是否成功
cd /dev到达dev目录
ls查看内容

会发现多了一个axidma，然后运行dmesg，可以看到如下信息：

8.运行例程里的APP1

发现CMA内存不够，导致接收缓存空间申请不了这么大，在设备树文件夹中修改.dts后缀的文件，添加cma空间的申请

然后重新生成devicetree.dtb文件，拷贝到SD卡中，开机，挂载SD卡，加载模块，运行APP

可以测试收发通道的数据速率

9.运行例程里的APP2
在SD卡中新建两个文本，在其中一个文本文件中写入内容，另一个为空

运行应用程序，将文件1的内容通过DMA环路写入文件2，因为文件太小了，所以显示的是0.00Mb

运行结束后打开文件2，会发现和文件1里的内容完全一致

编辑：hfy