ZYNQ 在Linux系统层上通过DMA传输数据（安装控制DMA驱动的设备驱动）

程序员文章站 2024-02-22 12:16:47

...

编译Linux 驱动有两种方法，一种是使用petalinux直接编译进入内核中，第二种是在外部通过arm内核编译之后，insmod加载进入内核。

我使用的是ZYNQ芯片，在芯片中跑Linux系统，我想解决的目标是通过DMA驱动从PS端传输数据到PL端。因为DMA驱动位于设备驱动的下一层，用户模式在设备驱动的上一层；而且DMA驱动对硬件的地址有要求，必须分配连续的物理内存，而在用户层只能分配非连续的内存页，所以需要一个驱动转换映射到物理地址才能给DMA驱动使用。我的工作目的就是安装上管理DMA驱动的设备驱动！

先介绍第一种：使用外部Linux内核编译驱动

先要build出一个基于arm的Linux内核，可以参考这篇博客：zynq linux驱动之传统开发

我在编译内核时候出现问题，找不到arm-linux-guneabihf-gcc模块。arm-linux-guneabihf-gcc是基于arm架构的gcc编译器，没有的话直接安装就行，因为我是Ubuntu系统所以使用命令：apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf 进行安装。

ZYNQ 在Linux系统层上通过DMA传输数据（安装控制DMA驱动的设备驱动）

接下来使用arm的内核编译我们的驱动文件，我使用的xilinx官方提供的dma-proxy驱动文件，它可以控制DMA驱动的使用，并且提供了用户态的test example给我们熟悉怎么使用DMA driver。

ZYNQ 在Linux系统层上通过DMA传输数据（安装控制DMA驱动的设备驱动）

通过Makefile编译dma proxy的内核.C源文件，得到dma-proxy.ko文件，去加载到Linux系统中。

ZYNQ 在Linux系统层上通过DMA传输数据（安装控制DMA驱动的设备驱动）

这是dma proxy的Makefile，KERN_DIR设置为已经编译成功的arm Linux kernel location 。

因为dma proxy为platform_driver，所以需要注册设备树，但是现在我还没有解决这个问题，等我解决这个问题了，我就更新这里！

第二种方法为：通过petalinux把驱动直接编译进入Linux中

使用 GitHub 中作者提供的 AXI DMA的驱动模块，来传输数据。

先用petalinux定制Linux系统，导出 design_1_wrapper.hdf 文件,放到 linux_base 文件夹中，source petalinux 和 vivado 环境。

petalinux-create --type project --template zynq --name ax_peta
cd ax_peta
petalinux-config --get-hw-description ../linux_base.sdk
petalinux-config -c kernel
（配置Linux内核一定要把xilinx DMA engine都选中，可以参考GitHub上的Linux Kernel配置）
petalinux-build

下载GitHub的axi dma资源，解压，然后把所有的文件移动到petalinux的工程下，输入命令Creating and Adding Custom Modules（ug1144-petalinux-tools-reference-guide ）

petalinux-create -t modules -n xilinx-axidma --enable

然后把资源文件拷贝到module的文件夹下，并且删除xilinx-axidma.c文件。以下是shell命令作为参考：

path/to/PetaLinux/project>/project-spec/meta-user/recipes-modules/xilinx-axidma/files
cp -a driver/*.c driver/*.h include/axidma_ioctl.h <path/to/PetaLinux/project>/project-spec/meta-user/recipes-modules/xilinx-axidma/files
拷贝文件到module目录

rm <path/to/PetaLinux/project>/project-spec/meta-user/recipes-modules/xilinx-axidma/files/xilinx-axidma.c
删除xilinx-axidma.c文件

<path/to/PetaLinux/project>/project-spec/meta-user/recipes-modules/xilinx-axidma/files/Makefile
修改Makefile文件，删除Makefile第一行，取代为下面三行代码：
DRIVER_NAME = xilinx-axidma
$(DRIVER_NAME)-objs = axi_dma.o axidma_chrdev.o axidma_dma.o axidma_of.o
obj-m := $(DRIVER_NAME).o

<path/to/PetaLinux/project>/project-spec/meta-user/recipes-modules/xilinx-axidma/xilinx-axidma.bb
修改xilinx-axidma.bb文件:
SRC_URI = "file://Makefile \ 
           file://axi_dma.c \
           file://axidma_chrdev.c \
           file://axidma_dma.c \
           file://axidma_of.c \
           file://axidma.h \
           file://axidma_ioctl.h \
           file://COPYING \
          "

ZYNQ 在Linux系统层上通过DMA传输数据（安装控制DMA驱动的设备驱动）

1.根据之前petalinux-build生成的pl.dtsi，将其中的内容全部复制到system-conf.dtsi，这两个文件的地址均在<path/to/PetaLinux/project>/components/plnx_workspace/device-tree/device-tree，这部分复制进system-user.dtsi也可以，<path/to/PetaLinux/project>/components/plnx_workspace/device-tree/device-tree这个目录下的文件一般是自动生成的。

2.同时删除system-top.dtsi最后一行#include system-user.dtsi

3.修改system-user.dtsi（位置/project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/”），加入以下内容：

axidma_chrdev: aaa@qq.com {
        compatible = "xlnx,axidma-chrdev";
        dmas = <&axi_dma_0 0 &axi_dma_0 1>;
        dma-names = "tx_channel", "rx_channel";

petalinux-build
petalinux-package --boot --fsbl ./images/linux/zynq_fsbl.elf
--fpga ./images/linux/design_1_wrapper.bit --u-boot --force
生成的文件BOOT.bin、image.ub位于<path/to/PetaLinux/project>/images/linux/下

（我当时petalinux-build的时候没有成功，发现我修改plnx-workspace目录下的设备树文件被还原了，也不知道什么情况，再修改一次就好了）

我当把BOOT.bin、image.ub文件放入SD卡，启动FPGA的时候出现 Bad FIT kernel image format! 问题。

ZYNQ 在Linux系统层上通过DMA传输数据（安装控制DMA驱动的设备驱动）

原因是因为FIT文件损坏。

所以在把SD卡进行格式化的时候要格式化为FAT32格式，而且一定要安全弹出，不要直接热插拔，文件很容损坏！

接下来对DMA驱动进行读写测试。。。未完待续！