petalinux axidma驱动构建

1. 内核级别的dma driver与内建测试
2. DMA From User Space
3. Xilinx AXI DMA Driver and Library
4. 其他问题
5. 其他参考

1. 内核级别的dma driver与内建测试

参考Linux soft DMA driver

1.1. 硬件配置

搭建一个简单的DMA回环通路。（我不能确定回环之间放置FIFO是否会导致问题，按理来说应该不会）

dma block design

参考Zynq UltraScale+ PL Masters，Wiki指出了一些ZynqMP在配置PL端master总线时需要注意的问题。

1.1.1. ZyqnMP配置

直接应用block automation，其他什么也不用动。

参考MPSoC configuration GUI what is "Address Fragmentation High Address?"，自2018.3后不需要手动配置启用高地址，已默认启用。

1.1.2. dma配置

dma conf

注意要启用Scatter Gather Engines，尽管Xilinx提到自己的驱动支持Simple Mode，但其内建测试无法再Simple Mode下工作。
注意要将BufferLength拉满。

dma addr

启用axi_dma_0的DDR_HIGH地址，注意要同时启用OCM否则无法正常分配地址。

Data_SG里有一个地址默认没有启用，因为SG是后来加的，我也不确定启用是否会出问题。

1.2. 软件配置

1.2.1. Kernel设置

petalinux-config -c kernel

打开GUI，进入Device Drivers > DMA Engine support > Xilinx DMA Engines，正常情况下，Xilinx DPDMA Engine正常勾选，然后将DMA Test Client for AXI DMA设置为module。记得保存为默认名.config，否则可能编辑无效。

可以通过再召唤GUI进行确认

1.2.2. 用户设备树编辑

打开system-user.dtsi（参考W03第1.5节：设备树），加入以下修改：

/ {
    axidmatest_0: axidmatest@0 {
        compatible ="xlnx,axi-dma-test-1.00.a";
        dmas = <&axi_dma_0 0
                &axi_dma_0 1>; 
        dma-names = "axidma0", "axidma1";
   };
};

dmas那里需要填入正确的名字，参见pl.dtsi，下面显示dma叫axi_dma_0，也与block design中的对应。

/ {
    amba_pl: amba_pl@0 {
        #address-cells = <2>;
        #size-cells = <2>;
        compatible = "simple-bus";
        ranges ;
        axi_dma_0: dma@a0000000 {
            #dma-cells = <1>;
            clock-names = "s_axi_lite_aclk", "m_axi_sg_aclk", "m_axi_mm2s_aclk", "m_axi_s2mm_aclk";
            clocks = <&zynqmp_clk 71>, <&zynqmp_clk 71>, <&zynqmp_clk 71>, <&zynqmp_clk 71>;
            compatible = "xlnx,axi-dma-7.1", "xlnx,axi-dma-1.00.a";
            interrupt-names = "mm2s_introut", "s2mm_introut";
            interrupt-parent = <&gic>;
            interrupts = <0 89 4 0 90 4>;
            reg = <0x0 0xa0000000 0x0 0x10000>;
            xlnx,addrwidth = <0x40>;
            xlnx,include-sg ;
            xlnx,sg-length-width = <0x1a>;
            dma-channel@a0000000 {
                compatible = "xlnx,axi-dma-mm2s-channel";
                dma-channels = <0x1>;
                interrupts = <0 89 4>;
                xlnx,datawidth = <0x20>;
                xlnx,device-id = <0x0>;
            };
            dma-channel@a0000030 {
                compatible = "xlnx,axi-dma-s2mm-channel";
                dma-channels = <0x1>;
                interrupts = <0 90 4>;
                xlnx,datawidth = <0x20>;
                xlnx,device-id = <0x0>;
            };
        };
    };
};

1.3. 上板测试

$ modprobe axidmatest
[ xxx ] dmatest: Started 1 threads using dma1chan0 dma1chan1
[ xxx ] dma1chan0-dma1c: terminating after 5 tests, 0 failures 3897 iops 22603 KB/s (status 0)

说明回环测试通过。

2. DMA From User Space

本章内容可能已被放弃，第3章可能是其更好的替代

理论参考

wiki: DMA From User Space
wiki: DMA From User Space 2.0
github源码: Xilinx-Wiki-Projects/software-prototypes

这一套东西的问题在于，太他妈抽象了，完全不知道怎么用，可能github的源码需要编译module，我还没有研究，暂时搁置这个方案。

设计参考：

AXI DMA Linux user space application on Zynq MPSoC platform：这个程序会直接报Segmentation Fault然后崩溃。
70413 - Zynq UltraScale+ MPSoC Example Design: Using 64-bit addressing with AXI DMA：附件代码编译不通过，报错缺少xaxidma.h不知道怎么解决，我认为这可能不是给petalinux用的。
更多相关：在Xilinx Support搜索Linux DMA from user space

3. Xilinx AXI DMA Driver and Library

参考：

bperez77/xilinx_axidma：github库
ZYNQ系列（十二）linux的DMA使用：中文的流程，缝百家之长

3.1. 修改用户设备树

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

&axi_dma_0{
    
	dma-channel@a0000000 {
		xlnx,device-id = <0x0>;
	};
	dma-channel@a0000030 {
    
		xlnx,device-id = <0x1>;
	};
};

3.2. 编译

在这里编译采用编辑config.mk文件的方法，这里我们启用交叉编译，并指定zcu106对应的架构：

# Cross Compilation Options
CROSS_COMPILE = aarch64-linux-gnu-
ARCH = arm64
# Build Options
KBUILD_DIR = /home/megumism/xilinx-zcu106-2019.2/build/tmp/work/zcu106_zynqmp-xilinx-linux/linux-xlnx/4.19-xilinx-v2019.2+git999-r0/linux-xlnx-4.19-xilinx-v2019.2+git999
OUTPUT_DIR = outputs

接下来只需要

make driver
make examples

3.3. 程序上板

将./output文件夹中的东西一并拷贝到sdcard中，在运行任何程序前需要先加载驱动：

$ insmod axidma.ko

axidma: axidma_dma.c: 672: DMA: Found 1 transmit channels and 1 receive channels.
axidma: axidma_dma.c: 674: VDMA: Found 0 transmit channels and 0 receive channels.

说明驱动正常。

3.4. 将output文件夹

4. 其他问题

4.1. xilinx_dmatest: No Tx channel

考虑两种情况：

硬件配置有问题，驱动没能检测到硬件。这在我第一次建立完bd之后（那时没有使用axidma.ko）调试了很久无果，后来重新建了一次bd，遂解决。
通道被其他设备占用，例如当启用axidma.ko的时候，dmatest就无法接触到dma端口。考虑rmmod。

4.2. dstbuf[xxx] not copied! Expected aa, got bb

参考Linux AXI DMA test error on Zynq zc706 board

打开dma的Scatter Gather Engine

4.3. axi_dma.c:97:34: error: array type has incomplete element type ‘struct of_device_id’

参考Can not build petalinux module #123中 lordlothard commented on 12 May 2021 一楼给出的解决方案：

add "#include <linux/of_address.h>" into driver/axi_dma.c
in axidma_chrdev.c, change the parameter from of_dma_configure(dev->device, NULL,) ; to of_dma_configure(dev->device, NULL, true) ;

4.4. axidma: axidma_dma.c: axidma_request_channels: 649: Unable to get slave channel 0: tx_channel

参考Not finding tx_channel in device tree #47：通道被其他设备占用，例如当启用dmatest的时候，axidma.ko就无法接触到dma端口。考虑rmmod
参考Problem with two dma in design #98，rx channel探测不到可能是地址没有设置为>=40位
最后考虑DMA的中断是否正确连接到ZynqMP上

4.5. axidma: axidma_dma.c: axidma_prep_transfer: 236: Unable to prepare the dma engine for the DMA transmit buffer

参考Unable to prepare the dma engine for the DMA transmit buffer. #85

将DMA的"Width of Buffer Length Register"拉满（26）。

调用 int axidma_oneway_transfer(axidma_dev_t dev, int channel, void buf, size_t len, bool wait) 函数报 timed out 问题

5. 其他参考

Introduction to Using AXI DMA in Embedded Linux：外国人在Arty Z7上跑的，附有代码但没有细看。
ZYNQ跑系统系列（四） AXI-DMA的linux下运行：与ZYNQ系列（十二）linux的DMA使用大同小异。
ZYNQ Linux 应用层利用 AXI DMA 进行数据传输：附有错误说明。

W04-petalinux_axidma_build.md