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标题: linux学习之路_编写ipcore 的linux driver，然后run helloworld [打印本页]

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作者: mutougeda    时间: 2021-3-2 17:40
标题: linux学习之路_编写ipcore 的linux driver，然后run helloworld

) l% \- c  c; y8 B/ h3 x. b引言

0 z- S4 G/ |8 i" t9 {我觉得ORPSoC的关键在于‘P’，即programmable。SoC的有优势就在于只要是满足总线interface的ip，可以实现plug & work。
% o7 {" X" E$ m: d
$ c, \4 R0 @6 b" M. Z$ `所以一旦完成前面的工作之后，添加属于自己的ip core到ORPSoC的wishbone总线上，并编写它对应的驱动就成为非常关键的一步。
  F+ j! X- U% N8 ^
, f2 j4 _3 y5 T# V) `2 _5 r本小节就做一个简单的例子，来说明需要完成的工作步骤及其中遇到的问题和对应的解决方法。
/ \5 H( b; ]/ q9 k9 A7 P  k/ d

6 P% }! r, o0 `: Y' {% ^+ O" G
11.1 编写wishbone为interface的ip core（ip_mkg）

: M8 {+ H% N% R) Q1》这一步请参考：

linux学习之路_wishbone实验

2》将其中的my_slave_module链接到ORPSoC的wishbone上。

% p" L* ]. i& m! Y# C
1 `# g0 a7 }" t8 W# t
11.2 编写linux下的driver module

% F6 ~* z# i. g; n代码及makefile如下：
6 Z. H! F/ S, @
. C9 _$ t- |$ K1》ip_mkg.c
; i7 \/ [: u- n+ _# ]7 s, s7 g
- |- @' y4 G* c0 a" f' `. P
* w. ~- Z. z# v- z6 @" v

• /*
• *
• * rill mkg driver
• *
• */
• #include <linux/vmalloc.h>
• #include <linux/slab.h>
• #include <linux/kernel.h>
• #include <linux/module.h>
• #include <linux/fs.h>
• #include <asm/uaccess.h> /* get_user and put_user */
• //#include <linux/clk.h>
• //#include <linux/ioport.h>
• #include <asm/io.h> /*ioremap*/
• #include <linux/platform_device.h> /*cleanup_module*/
• #include "ip_mkg.h"
• void        __iomem         *g_mkg_mem_base = NULL;
• static int device_open(struct inode *inode, struct file *file)
• {
•         g_mkg_mem_base = ioremap(MKG_MEM_BASE,MKG_MEM_LEN);
•         if(NULL == g_mkg_mem_base)
•         {
•                 printk(KERN_ERR "mkg open ioremap error!\n");
•                 return -1;
•         }
•         else
•         {
•                 printk("mkg ioremap addr:%d!\n",(int)g_mkg_mem_base);
•         }
•         return 0;
• }
• static int device_release(struct inode *inode, struct file *file)
• {
•         return 0;
• }
• static ssize_t device_read(struct file *filp, char *buffer, size_t length, loff_t *offset)
• {
•         return 0;
• }
• static ssize_t device_write(struct file *filp, const char *buffer, size_t count, loff_t *offset)
• {
•    return 0;
• }
• long device_ioctl(struct file *file, unsigned int ioctl_num, unsigned long ioctl_param)
• {
•    int ret_val = 0;
•    unsigned int ret = 0;
•    struct reg_data *new_regs;
•    switch(ioctl_num)
•    {
•       case IOCTL_REG_SET:
•           {
•                  new_regs = (struct reg_data*)kmalloc(sizeof(struct reg_data), GFP_KERNEL);
•                  if((ret_val = copy_from_user(new_regs, (struct reg_data*)ioctl_param, sizeof(struct reg_data))) != 0)
•                          {
•                             kfree(new_regs);
•                             printk(KERN_ERR " error copy line_datafrom user.\n");
•                                 return -1;
•                          }
•                         iowrite16(new_regs->value,g_mkg_mem_base+new_regs->addr);
•                  kfree(new_regs);
•      }
•          break;
•         case IOCTL_REG_GET:
•         {
•          new_regs = (struct reg_data*)kmalloc(sizeof(struct reg_data), GFP_KERNEL);
•          if((ret_val = copy_from_user(new_regs, (struct reg_data*)ioctl_param, sizeof(struct reg_data))) != 0)
•                  {
•                     kfree(new_regs);
•                     printk(KERN_ERR " error copy line_datafrom user.\n");
•                         return -1;
•                  }
•                 ret = ioread16(g_mkg_mem_base+new_regs->addr);
•                  kfree(new_regs);
•                 return ret;
•         }
•         break;
•    }
•   return -1;
• }
• struct file_operations our_file_ops = {
•   .unlocked_ioctl = device_ioctl,
•   .read = device_read,
•   .write = device_write,
•   .open = device_open,
•   .release = device_release,
•   .owner = THIS_MODULE,
• };
• int init_module()
• {
•         int ret_val;
•         int ret;
•         void __iomem *ret_from_request;
•         //=== Allocate character device
•         ret_val = register_chrdev(MAJOR_NUM, DEVICE_NAME, &our_file_ops);
•         if (ret_val < 0)
•         {
•                 printk(KERN_ALERT " device %s failed(%d)\n", DEVICE_NAME, ret_val);
•                 return ret_val;
•         }
•         ret = check_mem_region(MKG_MEM_BASE, MKG_MEM_LEN);
•         if (ret < 0)
•         {
•                 printk(KERN_ERR "mkg check_mem_region bussy error!\n");
•                 return -1;
•         }
•         ret_from_request = request_mem_region(MKG_MEM_BASE, MKG_MEM_LEN, "ip_mkg");
•         //===ioremap mkg registers
•         g_mkg_mem_base = ioremap(MKG_MEM_BASE,MKG_MEM_LEN);
•         if(NULL == g_mkg_mem_base)
•         {
•                 printk(KERN_ERR "mkg ioremap error!\n");
•                 return -1;
•         }
•         else
•         {
•                 ;//printk("mkg ioremap addr:%d!\n",g_mkg_mem_base);
•         }
•         printk("mkg module init done!\n");
•         return 0;
• }
• void cleanup_module()
• {
•         release_mem_region(MKG_MEM_BASE, MKG_MEM_LEN);
•         unregister_chrdev(MAJOR_NUM, DEVICE_NAME);
• }
• MODULE_LICENSE("GPL");
• MODULE_AUTHOR("Rill zhen:rillzhen@gmail.com");
  

                    


6 e: z& e8 T0 w6 M, h  e* z; n2》ip_mkg.h，需要注意的是ip core的基地址是在写verilog HDL时指定的。
5 p) q6 {/ H) m- g

• #ifndef __IP_MKG_H__
• #define __IP_MKG_H__
• #define MAJOR_NUM        102
• #define DEVICE_NAME        "ip_mkg"
• #define MKG_MEM_BASE 0x10000001
• #define MKG_MEM_LEN        32
• #define IOCTL_REG_SET 0
• #define IOCTL_REG_GET 1
• struct reg_data
• {
•         unsigned short addr;
•         int value;
• };
• #endif
  + G' Z) ^& Y1 A$ L3 p

      

4 @$ g% a& `+ {' r. V% }. T
3》Makefile

• # To build modules outside of the kernel tree, we run "make"
• # in the kernel source tree; the Makefile these then includes this
• # Makefile once again.
• # This conditional selects whether we are being included from the
• # kernel Makefile or not.
• ifeq ($(KERNELRELEASE),)
•     # Assume the source tree is where the running kernel was built
•     # You should set KERNELDIR in the environment if it's elsewhere
•     KERNELDIR ?= /home/openrisc/soc-design/linux
•     # The current directory is passed to sub-makes as argument
•     PWD := $(shell pwd)
• modules:
•         make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ARCH=openrisc CROSS_COMPILE=or32-linux-
• modules_install:
•         make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install ARCH=openrisc CROSS_COMPILE=or32-linux-
• clean:
•         rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions *.order *.symvers
• .PHONY: modules modules_install clean
• else
•     # called from kernel build system: just declare what our modules are
•     obj-m := ip_mkg.o
• endif
  . d) c. m6 h" S# Q( z. k

      
- ]1 s# T% k/ F: q( U7 S
9 z; l- ^0 d7 L1 o2 W& d1 S" S- q
2 n2 Z3 @2 T% R: H* [9 S11.3 遇到的问题
1 V6 g  k8 J" ~6 G5 M/ o# F& r
: W$ R( Z7 u* \" H1 X# X, p1》当在执行make时会遇到如下警告：__ioremap undefined。
9 t$ b+ t, r' \( k

& i" L' q- F- A0 S  a
! t3 m$ [$ j# G; W2 r4 ]+ m
% ^+ s* k2 \, K4 U
, H! x; g( R7 H; T& S) E& c2》在板子上insmod时会遇到如下error：unknown symbol __ioremap。


" ^  _' u! c' n% q$ a/ t# \- W
2 F/ y# H# u+ `: Q6 K9 E4 c+ u

11.4 解决方法
( \# C8 ?9 z6 y4 Q* \" ]
- X. K) D/ F( Z- j) x2 x3 r在arch/openrisc/mm/ioremap.c中添加如下代码：并重新编译kernel。
* Z8 l% H& g4 K

• #include <linux/module.h>
• EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
  7 {' o: J; \9 \# C0 [9 o$ G

" M  C5 h& H; u* T6 w
$ \0 R$ u9 W' }5 q1 o
11.5 小结
) I7 u8 c& a! S) P
  z( P: m0 {0 ?3 j1 e实验步骤
& z# q7 A8 ]% e0 y
7 a/ m4 q; Y4 |- Y1 J+ _: d8 g! d0》virtualbox虚拟机unbuntu上安装nfs服务
" w5 m9 r  V! _, L
3 m* d: g, E" L+ Y* u" G; L0.0>确保virtualbox能上网
* g% N5 s2 p0 s7 Q3 [  h
0.1> apt-get install nfs-kernel-server

0.2>创建nfs共享目录：mkdir /home/openrisc/nfs

9 ?- \. x8 F; J5 M9 X0.3>vim /etc/exports，添加如下内容
2 {/ Q0 P+ ^/ j
9 k1 I* ^: M* K2 |5 {0 ]) r/home/openrisc/nfs  *(rw,sync)
' H3 G7 h' i" b; k. [3 C* p3 t
0.4>重启nfs服务

  t6 Q0 O* x; vsudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
3 z& R' F/ \; h9 T, L+ X
1》修改arch/openrisc/mm/ioremap.c
+ ]: ^% s0 G9 N( l" E
2》cd /home/openrisc/soc-design/linux

3》make ARCH=openrisc defconfig;make生成vmlinux

4》cd 到ip_mkg下，make生成ip_mkg.ko模块文件
7 U8 Q% d( x: j0 F0 p
# m# o0 L$ G: d3 h) J* Q5》在FPGA板子上运行linux(刚刚生成的vmlinux文件)

2 J- \+ I; R* ~; i! z6》配置virtualbox的ip
& W, C6 L( W. \5 S( c8 ?7 ?- }
sudo ifconfig eth8 192.168.1.101 broadcast 192.168.1.255
# S& B/ i0 b6 L8 v/ T% K
' i3 H1 V$ i2 m% U3 g7》配置PC机的ip为192.168.1.102

8》板子起来后默认的ip为192.168.1.100，如果不是，则需要配置为同一网段。确保板子能ping通virtualbox。别忘了将板子和PC用网线连起来。
0 _; Z$ j: Y' R
5 q- k0 C. m' A$ ~9》板子上执行mkdir nfs，创建本地nfs共享目录

6 E! c! t: Z; Z10》挂载NFS：mount -t nfs -o nolock 192.168.1.101:/home/openrisc/nfs /nfs

11》在virtualbox里将ip_mkg.ko copy到nfs共享目录
5 R& y4 r. R7 \8 P# B: R
12》板子上cd nfs
8 Z& J* ^6 C0 U0 m
13》执行insmod ip_mkg.ko加载模块，可以通过lsmod检查一下
: Z8 y. p+ J0 e7 h) U9 Y
14》创建设备节点：mknod /dev/ip_mkg c 102 0
. Y7 N; I# r; ]
15》测试：cat /dev/ip_mkg，看到如下结果：
8 ^( X$ {% o! B: f; N7 k  J# g' K
, s( b7 W8 w/ r# X16》上面的命令确实有些多，如果不想在每次板子起来后手动敲键盘，可以修改一下rootfs的启动脚本文件，这样就不用每次手动输入了，文件路径如下

soc-design/linux/arch/openrisc/support/initramfs/etc/init.d/rcS

\soc-design\linux\arch\openrisc\support\initramfs\这个目录就是用busybox制作的rootfs的源。

" ]) r! a0 _& B6 m, X& F3 Q/ [


/ D4 @  y9 s; Q5 P- t
16》运行helloworld

) ^% `* M1 U: j! w# O" I+ o16.1>编写hello.c

- Q4 ]; p# t: [9 g5 L

• #include <stdio.h>
• void main()
• {
• printf("rill helloworld!\n");
• }
  

/ I! E/ N5 d9 o6 i/ X
16.2>编译： or2-linux-gcc hello.c -o hello
. s7 s# t+ v7 Z  @  [" k
9 {& H; M, D' _* q3 r16.3>copy到板子上：cp hello /home/openrisc/nfs

16.4>在板子上cd到/nfs，然后ls可以看到刚copy来的hello文件，最后运行：./hello，可以看到输出：
0 O& G: O! L% c' _# k: P" F6 j
! G' [2 K4 C) W3 O8 v& }
6 j; p; o% l3 D7 V  m
- U2 `, h, J1 [" ]: Y: q

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作者: zawq    时间: 2021-3-2 18:11
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