IT数码 购物 网址 头条 软件 日历 阅读 图书馆
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁
 
   -> 系统运维 -> linux省去驱动直接从应用层寄存器操作 -> 正文阅读

[系统运维]linux省去驱动直接从应用层寄存器操作

这个外设的功能已经在zynq sdk裸机下验证通过,如果这个外设没有用到中断,我们可以通过linux下映射寄存器的方法,将这个裸机下的程序直接移植到linux下使用,这样就可以省去硬件开发驱动的工作。

一,linux内存映射

二,原理图

三,linux应用层代码解析

1,pl_gpio.h

#ifndef PL_GPIO_H
#define PL_GPIO_H
#include <stdint.h>

typedef uint8_t u8;
typedef uint16_t u16;
typedef uint32_t u32;
typedef uint64_t u64;
#define XGPIO_CHAN_OFFSET  8
#define XGPIO_DATA_OFFSET	0x0   /**< Data register for 1st channel */
#define XGPIO_TRI_OFFSET	0x4   /**< I/O direction reg for 1st channel */
#define XGPIO_DATA2_OFFSET	0x8   /**< Data register for 2nd channel */
#define XGPIO_TRI2_OFFSET	0xC   /**< I/O direction reg for 2nd channel */
#define XGPIO_GIE_OFFSET	0x11C /**< Glogal interrupt enable register */
#define XGPIO_ISR_OFFSET	0x120 /**< Interrupt status register */
#define XGPIO_IER_OFFSET	0x128 /**< Interrupt enable register */


typedef uintptr_t UINTPTR;

typedef struct 
{
    UINTPTR BaseAddress;	/* Device base address */
    u32 IsReady;		/* Device is initialized and ready */
    int InterruptPresent;	/* Are interrupts supported in h/w */
    int IsDual;		/* Are 2 channels supported in h/w */
} XGpio;

#define XGpio_Out32 Xil_Out32
#define XGpio_In32  Xil_In32

#define XGpio_WriteReg(BaseAddress, RegOffset, Data) \
    XGpio_Out32((BaseAddress) + (RegOffset), (u32)(Data))

#define XGpio_ReadReg(BaseAddress, RegOffset) \
        XGpio_In32((BaseAddress) + (RegOffset))

#define XIL_COMPONENT_IS_READY     0x11111111U
#define XPAR_AXI_GPIO_1_BASEADDR 0x800A0000

/*The following constant is used to determine which channel of the GPIO is
 * used for the LED if there are 2 channels supported.*/
#define LED_CHANNEL 1

#define LED 0x01   /* Assumes bit 0 of GPIO is connected to an LED  */

void XGpio_SetDataDirection(XGpio *InstancePtr, unsigned Channel,u32 DirectionMask);
void XGpio_DiscreteWrite(XGpio * InstancePtr, unsigned Channel, u32 Data);
void XGpio_DiscreteClear(XGpio * InstancePtr, unsigned Channel, u32 Mask);
#endif

? pl_gpio.c?

#include "pl_gpio.h"
static inline u32 Xil_In32(UINTPTR Addr)
{
    return *(volatile u32 *) Addr;
}
static inline void Xil_Out32(UINTPTR Addr, u32 Value)
{
#ifndef ENABLE_SAFETY
    volatile u32 *LocalAddr = (volatile u32 *)Addr;
    *LocalAddr = Value;
#else
    XStl_RegUpdate(Addr, Value);
#endif
}

void XGpio_SetDataDirection(XGpio *InstancePtr, unsigned Channel,u32 DirectionMask)
{
    XGpio_WriteReg(InstancePtr->BaseAddress, 
           ((Channel - 1) * XGPIO_CHAN_OFFSET) + XGPIO_TRI_OFFSET,DirectionMask);
}

void XGpio_DiscreteWrite(XGpio * InstancePtr, unsigned Channel, u32 Data)
{
    XGpio_WriteReg(InstancePtr->BaseAddress,
            ((Channel - 1) * XGPIO_CHAN_OFFSET) + XGPIO_DATA_OFFSET,Data);
}

void XGpio_DiscreteClear(XGpio * InstancePtr, unsigned Channel, u32 Mask)
{
    u32 Current;
    unsigned DataOffset;

      //Calculate the offset to the data register of the GPIO  */
    DataOffset = ((Channel - 1) * XGPIO_CHAN_OFFSET) + XGPIO_DATA_OFFSET;
     //Read the contents of the data register, merge in Mask and write back results
    Current = XGpio_ReadReg(InstancePtr->BaseAddress, DataOffset);
    Current &= ~Mask;
    XGpio_WriteReg(InstancePtr->BaseAddress, DataOffset, Current);
}

2,ps_gpio.h

#ifndef PS_GPIO_H
#define PS_GPIO_H
#include <stdint.h>
typedef uint8_t u8;
typedef uint16_t u16;
typedef uint32_t u32;
typedef uint64_t u64;
#define XGPIOPS_SIX    6U
#define XPAR_PSU_GPIO_0_BASEADDR 0xFF0A0000
 extern u64 config_baseaddr;
 void XGpioPs_SetDirectionPin(u32 Pin, u32 Direction);
#endif

? ?ps_gpio.c

#include "ps_gpio.h"
u64 config_baseaddr;
#define XGPIOPS_DATA_LSW_OFFSET  0x00000000U  /* Mask and Data Register LSW, WO */
#define XGPIOPS_DATA_MSW_OFFSET  0x00000004U  /* Mask and Data Register MSW, WO */
#define XGPIOPS_DATA_OFFSET      0x00000040U  /* Data Register, RW */
#define XGPIOPS_DATA_RO_OFFSET	 0x00000060U  /* Data Register - Input, RO */
#define XGPIOPS_DIRM_OFFSET      0x00000204U  /* Direction Mode Register, RW */
#define XGPIOPS_OUTEN_OFFSET	 0x00000208U  /* Output Enable Register, RW */

#define XGPIOPS_DATA_MASK_OFFSET 0x00000008U  /* Data/Mask Registers offset */
#define XGPIOPS_DATA_BANK_OFFSET 0x00000004U  /* Data Registers offset */
#define XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET  0x00000040U  /* Registers offset */

static inline u32 Xil_In32(u64 Addr)
{
    return *(volatile u32 *) Addr;
}

static inline void Xil_Out32(u64 Addr, u32 Value)
{
    volatile u32 *LocalAddr = (volatile u32 *)Addr;
    *LocalAddr = Value;
}

#define XGpioPs_ReadReg(BaseAddr, RegOffset)		\
    Xil_In32((BaseAddr) + (u64)(RegOffset))

#define XGpioPs_WriteReg(BaseAddr, RegOffset, Data)	\
    Xil_Out32((BaseAddr) + (u64)(RegOffset), (u32)(Data))

void XGpioPs_GetBankPin(u8 PinNumber, u8 *BankNumber, u8 *PinNumberInBank)
{
    u32 XGpioPsPinTable[XGPIOPS_SIX] = {0};
    /*This structure defines the mapping of the pin numbers to the banks when
     * the driver APIs are used for working on the individual pins.*/
    XGpioPsPinTable[0] = (u32)25; /* 0 - 25, Bank 0 */
    XGpioPsPinTable[1] = (u32)51; /* 26 - 51, Bank 1 */
    XGpioPsPinTable[2] = (u32)77; /* 52 - 77, Bank 2 */
    XGpioPsPinTable[3] = (u32)109; /* 78 - 109, Bank 3 */
    XGpioPsPinTable[4] = (u32)141; /* 110 - 141, Bank 4 */
    XGpioPsPinTable[5] = (u32)173; /* 142 - 173 Bank 5 */

    *BankNumber = 0U;
    while (*BankNumber < XGPIOPS_SIX) 
    {
        if (PinNumber <= XGpioPsPinTable[*BankNumber]) 
        {
            break;
        }
        (*BankNumber)++;
    }
    if (*BankNumber == (u8)0) 
    {
        *PinNumberInBank = PinNumber;
    }
    else 
    {
      *PinNumberInBank=(u8)((u32)PinNumber%(XGpioPsPinTable[*BankNumber-(u8)1]+ (u32)1));
    }
}

void XGpioPs_SetDirectionPin(u32 Pin, u32 Direction)
{
    u8 Bank;
    u8 PinNumber;
    u32 DirModeReg;

    // Get the Bank number and Pin number within the bank
    XGpioPs_GetBankPin((u8)Pin, &Bank, &PinNumber);
    DirModeReg = XGpioPs_ReadReg(config_baseaddr,
            ((u32)(Bank) * XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET) + XGPIOPS_DIRM_OFFSET);

    if (Direction!=(u32)0) // Output Direction
    { 
        DirModeReg |= ((u32)1 << (u32)PinNumber);
    } 
    else   //Input Direction
    {
        DirModeReg &= ~ ((u32)1 << (u32)PinNumber);
    }

    XGpioPs_WriteReg(config_baseaddr,
          ((u32)(Bank) * XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET) +XGPIOPS_DIRM_OFFSET, DirModeReg);
}

void XGpioPs_SetOutputEnablePin(u32 Pin, u32 OpEnable)
{
    u8 Bank;
    u8 PinNumber;
    u32 OpEnableReg;

    // Get the Bank number and Pin number within the bank 
    XGpioPs_GetBankPin((u8)Pin, &Bank, &PinNumber);
    OpEnableReg = XGpioPs_ReadReg(config_baseaddr,
          ((u32)(Bank) * XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET) + XGPIOPS_OUTEN_OFFSET);

    if (OpEnable != (u32)0) //Enable Output Enable
    {  
        OpEnableReg |= ((u32)1 << (u32)PinNumber);
    } 
    else  //Disable Output Enable  
    {
        OpEnableReg &= ~ ((u32)1 << (u32)PinNumber);
    }

    XGpioPs_WriteReg(config_baseaddr,
          ((u32)(Bank) * XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET) + XGPIOPS_OUTEN_OFFSET, OpEnableReg);
}

void XGpioPs_WritePin(u32 Pin, u32 Data)
{
    u32 RegOffset;
    u32 Value;
    u8 Bank;
    u8 PinNumber;
    u32 DataVar = Data;

    // Get the Bank number and Pin number within the bank
    XGpioPs_GetBankPin((u8)Pin, &Bank, &PinNumber);
    if (PinNumber > 15U) 
    {
        // There are only 16 data bits in bit maskable register
        PinNumber -= (u8)16;
        RegOffset = XGPIOPS_DATA_MSW_OFFSET;
    } 
    else 
    {
        RegOffset = XGPIOPS_DATA_LSW_OFFSET;
    }

    /*Get the 32 bit value to be written to the Mask/Data register where
     * the upper 16 bits is the mask and lower 16 bits is the data.*/
    DataVar &= (u32)0x01;
    Value = ~((u32)1 << (PinNumber + 16U)) & ((DataVar << PinNumber) | 0xFFFF0000U);
    XGpioPs_WriteReg(config_baseaddr,
            ((u32)(Bank) * XGPIOPS_DATA_MASK_OFFSET) +RegOffset, Value);
}

3,main.c

<1>关于gpio寄存器地址,都是从vivado导出后的sdk gpio例程中复制出来,开发思路也应该是这样,先用sdk裸机程序验证。很多外设和 PL端的 IP,sdk会生成好操作的方法和操作的地址,这样就不需要我们再去找对应关系。

<2>打开/dev/mem,使用选项O_SYNC向外部写入数据通常数据是写入到cache缓冲,O_SYNC将确保数据写入至外设才返回,需要注意这里的O_SYNC,只会影响写操作,对读无影响。

<3>msync的调用:如果需要向外设一次写入比较多的数据,此时如果调用O_SYNC,将会严重影响系统的性能,此时如果不使用O_SYNC,而是在写完数据后,调用msync,这样会提升写的性能。
<4>读操作一致性问题:如果需要读外设的数据,因为cache的存在,应用中取到的数据是cache中的数据,而不是外设的最新状态,此时读到的可能是一个错误的值。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include "ps_gpio.h"
#include "pl_gpio.h"
int main(void)
{
    int mem_fd;
    XGpio Gpio;
    mem_fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
    if (mem_fd < 0)
    {
        printf("open /dev/mem failed\r\n");
        return 0;
    }
    Gpio.BaseAddress = (u64)mmap(NULL, 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, mem_fd, XPAR_AXI_GPIO_1_BASEADDR );
    if((u64)MAP_FAILED == Gpio.BaseAddress)
    {
        printf("mmap fail\r\n");
    }
    XGpio_SetDataDirection(&Gpio, LED_CHANNEL, ~LED);
    while(1)
    {
        /* Set the GPIO output to be low. */
        XGpio_DiscreteWrite(&Gpio, LED_CHANNEL, LED);
        usleep(500000);
        /* Set the GPIO Output to High. */
        XGpio_DiscreteClear(&Gpio, LED_CHANNEL, LED);
        msync((void *)Gpio.BaseAddress, 1024, MS_ASYNC);
        usleep(500000);
    }
    return 0;
}

?

  系统运维 最新文章
配置小型公司网络WLAN基本业务(AC通过三层
如何在交付运维过程中建立风险底线意识,提
快速传输大文件,怎么通过网络传大文件给对
从游戏服务端角度分析移动同步(状态同步)
MySQL使用MyCat实现分库分表
如何用DWDM射频光纤技术实现200公里外的站点
国内顺畅下载k8s.gcr.io的镜像
自动化测试appium
ctfshow ssrf
Linux操作系统学习之实用指令(Centos7/8均
上一篇文章           查看所有文章
加:2022-05-15 11:45:51  更:2022-05-15 11:47:11 
 
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁

360图书馆 购物 三丰科技 阅读网 日历 万年历 2024年11日历 -2024/11/15 15:49:26-

图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
  网站联系: qq:121756557 email:121756557@qq.com  IT数码