Linux驅(qū)動開發(fā)筆記：對zynq PL部分IP核的驅(qū)動開發(fā)過程

在對zynq進行Linux驅(qū)動開發(fā)時，除了需要針對zynq內(nèi)ARM自帶的控制器適配驅(qū)動外，還需要對zynq PL部分的IP核進行驅(qū)動開發(fā)。對于ARM來說，zynq PL部分的IP核就是一段地址空間，這段地址空間包含了該IP的一系列寄存器，ARM操作該IP核的寄存器也就是操作這段地址空間，而PL部分IP的驅(qū)動也就是對IP寄存器的操作。

1、硬件設(shè)計

在vivado內(nèi)進行設(shè)計時，RapidIO IP核通過AXI總線與ARM相連，地址空間區(qū)域如圖：

從0x40000000-0x7FFFFFFF均為RapidIO IP的地址空間，注意這里的地址是物理地址，在zynq的裸程序中，可以通過xil_out32()或xil_in32()等函數(shù)直接操縱該地址的值，也即對RapidIO IP核寄存器的讀寫操作。

補充一點，考慮到RapidIO IP使用的一致性以及預(yù)防配置出錯，硬件設(shè)計時已經(jīng)將RapidIO IP寄存器進行了正確配置，這一部分是在硬件FPGA 編程時實現(xiàn)的，軟件部分并不需要從頭開始配置RapidIO IP核。因此，對RapidIO IP驅(qū)動的開發(fā)也只需要實現(xiàn)對寄存器的讀、寫這兩個函數(shù)即可。

2、 devicetree設(shè)計
由于RapidIO IP核位于PL部分，需要在devicetree中增加相應(yīng)內(nèi)容，如下：
amba_pl {
#address-cells= <0x1>;
#size-cells= <0x1>;
compatible= "simple-bus";
ranges;
srio_axi_config@40000000{
compatible= "xlnx,xps-rio-1.00.a";
reg= <0x40000000 0x40000000>;
};
};

Amba_pl對應(yīng)PL部分的amba，devicetree中原有的amba對應(yīng)PS部分，兩個位于同一層。

3、驅(qū)動設(shè)計
RapidIO IP核驅(qū)動實現(xiàn)對物理地址0x40000000到0x7fffffff的讀、寫操作，可以參考xilinxPL部分CAN IP核的驅(qū)動代碼。實現(xiàn)過程需要注意地址的虛實轉(zhuǎn)換，0x40000000開始的這一段地址是物理地址，需要將這段地址進行映射，確保CPU訪問的地址經(jīng)過MMU轉(zhuǎn)換后確實對應(yīng)這一地址。

/*
* rio-xiic.c
* Copyright (c) 2002-2007 Xilinx Inc.
* Copyright (c) 2009-2010 Intel Corporation
*
*/
/* Supports:
* Xilinx RapidIO
*/
#include

#include

#define DRIVER_NAME "xiic-rio"

#define SRIO_ZYNQ_BASEADDR 0x40000000
#define SRIO_ZYNQ_NODE_BASEADDR 0x10100
#define SRIO_ZYNQ_MAX_HOPCOUNT 13

struct xiic_rio {
struct mutex lock;
u8 *data;
};

/* We need global varriable for maped address */
static void __iomem* _rio_base = NULL;

static inline void rio_setreg32(unsigned int addrBase,unsigned int addrOffset,unsigned int value)
{
iowrite32(value, addrBase + addrOffset);
}

static inline int rio_getreg32(unsigned int addrBase,unsigned int addrOffset)
{
unsigned int reg_addr;
reg_addr=addrBase+addrOffset;
return ioread32(reg_addr);
}

static ssize_t hlMaintWrite(unsigned int dstId,unsigned short hopcount, unsigned int offset, unsigned int writedata)
{
unsigned int reg_addr;
if( hopcount > SRIO_ZYNQ_MAX_HOPCOUNT )
{
printk("!!!error, hopcount = %d, > %d ",hopcount,SRIO_ZYNQ_MAX_HOPCOUNT);
return -1;
}

rio_setreg32((unsigned int)_rio_base,SRIO_ZYNQ_NODE_BASEADDR,dstId);
reg_addr = (((hopcount+1)<<24)|offset);
rio_setreg32((unsigned int)_rio_base,reg_addr,writedata);

return 0;
}

static ssize_t hlMaintRead(unsigned int dstId,unsigned short hopcount, unsigned int offset, void *mrdataAdr)
{
unsigned int reg_addr;
if( hopcount > SRIO_ZYNQ_MAX_HOPCOUNT )
{
printk("!!!error, hopcount = %d, > %d ",hopcount,SRIO_ZYNQ_MAX_HOPCOUNT);
return -1;
}

rio_setreg32((unsigned int)_rio_base,SRIO_ZYNQ_NODE_BASEADDR,dstId);
reg_addr = (((hopcount+1)<<24)|offset);

mrdataAdr = rio_getreg32((unsigned int)_rio_base,reg_addr);

printk("M_SRIO_MAINT_REG_READ: hopcount = %d, offset = 0x%x, value = 0x%x ",hopcount,offset,mrdataAdr);
return 0;
}

static SIMPLE_DEV_PM_OPS(xiic_rio_pm_ops, hlMaintRead,hlMaintWrite);

static int xiic_rio_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct xiic_rio *rio;
struct resource *res;
unsigned int mtRdata=0;

rio = kzalloc(sizeof(struct xiic_rio), GFP_KERNEL);
if (!rio)
return -ENOMEM;

/* Get Mapped address */
_rio_base = ioremap_nocache(SRIO_ZYNQ_BASEADDR, 0xe000000);
if (!_rio_base)
return -ENOMEM;

res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
platform_set_drvdata(pdev, rio);

hlMaintRead(0xFF,0, 0, mtRdata);
return 0;
}

static int xiic_rio_remove(struct platform_device *pdev)
{
struct xiic_rio *rio = platform_get_drvdata(pdev);

kfree(rio);
return 0;
}

static const struct of_device_id xiic_of_match[] = {
{ .compatible = "xlnx,xps-rio-1.00.a", },
{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, xiic_of_match);

static struct platform_driver xiic_rio_driver = {
.probe = xiic_rio_probe,
.remove = xiic_rio_remove,
.driver = {
.name = DRIVER_NAME,
.of_match_table = of_match_ptr(xiic_of_match),
.pm = &xiic_rio_pm_ops,
},
};

module_platform_driver(xiic_rio_driver);

MODULE_AUTHOR("info@mocean-labs.com");
MODULE_DESCRIPTION("Xilinx Rio IP Core driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");

上面代碼中ioremap實現(xiàn)的就是物理地址的映射，該函數(shù)的第二個參數(shù)為映射的大小，由于模塊上DDR只有1G，所以實際最大的映射空間只有224M，能訪問IP核的實際地址空間為0x40000000-0x4e000000。驅(qū)動中實現(xiàn)讀寫兩個函數(shù)，對zynq FPGA地址的訪問可以直接調(diào)用ioread32()、iowrite32()，這兩個函數(shù)和xil_out32()、xil_in32()相對應(yīng)。

完成驅(qū)動后修改Kconfig文件和Makefile文件，加入驅(qū)動選項，這里是合在了I2C總線驅(qū)動里面：