[zynq-wiki] Zynq Linux pl330 DMA

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징크 리눅스 pl330 DMA

출처 - http://www.wiki.xilinx.com/Zynq+Linux+pl330+DMA

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징크-7000 제품군 프로세서 블럭은 커스텀 하드웨어 주변 장치 및 외부 메모리 사이의 처리랼을 향상하는데 사용할 수 있는 PL330 DMA 컨트롤러 8개 채널을 포함한다. 자일링스는 자체적으로 PL330 DMA 컨트롤러를 사용하기 위해 리눅스 드라이버를 제공하지만 당신의 응용프로그램을 사용하기 위해서는 당신이 만드는 응용프로그램을 구성하기 위한 커스텀 소프트웨어 드라이버를 만들어야 한다. 이 페이지는 리눅스 사용자 영역과 자일링스 AXI Streaming FIFO와 비슷한 FIFO 기반의 AXI 인터페이스간의 DMA기반의 전송을 설명하는 드라이버 예제를 제공한다. 

PL330 DMA Driver의 사용

리눅스 PL330 DMA API는 ISA DMA API를 참조했으며, 디바이스와 메모리 간의 DMA 전송을 수행한다.  이때 메모리 영역은 고정된 주소를 갖는다. 소스와 destination bust size, bust length, 보호 제어등 과 같은 DMA transaction의 다양한 파라미터를 구성하는 것은 드라이버에 의해 제공되는 외부 기능을 통해 전달된다. 
드라이버는 PL330 DMA 프로그램을 구성하고, 프로그램을 실행하기 위한 PL330자체로 제어를 전달한다. 

당신은 target 디바이스와 DMA 전송의 목표 영역을 위해 AXI 버스 transaction 구성을 세울 필요가 있다.  당신은 pl330_client_data 구성과 set_pl330_client_data 함수를 통해 이러한 세팅을 통과한다. 이들은 arch/arm/mach-zynq/include/mach/pl330.h에  정의되어 있다.

드라이버는 DMA 완료 인터럽트와 DMA 오류 인터럽트 등을 위해 인터럽트 서비스 루틴을 갖는다. 당신은 set_pl330_done_callback과 set_pl330_fault_callback 함수를 사용하여 드라이버를 이 인터럽트들을 위해 자체 콜백을 전달한다. 

여기 DMA transaction을 시작하는 방법에 대한 예제가 있다.

PL330 DMA function을 사용하여 커스텀 드라이버 생성하기

물론, 위 함수 호출은 할당된 DMA buffer를 이용하여 커널 문맥으로 만들어져야 한다. 당신이 하드웨어를 위해 커스텀 드라이버를 만들 필요가 있는 경우에. 아래 예제는 우리가 일반적인 FIFO 기반의 시스템을 위한 드라이버를 사용한다. 이것은 매우 단순한 예제이다. AXI MM2S FIFO core ( 혹은 다른 일반 FIFO와 비슷한 ) 를 기반으로 하는 FIFO 인터페이스에 블럭킹을 써서 형성하는 예제임. 

빌드 환경을 셋업하기

이 과정은 당신의 host system에 인스톨된 자일링스 SDK의 일부분인 ARM GNU 유틸리티를 필요로 한다. CROSS_COMPILE 환경 변수를 설정하고 PATH에 cross compiler를 추가해서 ARM cross-compiler를 작성할 수 있다.

Makefile 생성하기

리눅스 드라이버는 커널의 빌드 시점에 커널내에 컴파일되거나 커널 모듈들로서 분리되어 컴파일 할 수 있다. 드바이스 드라이버를 개발할 때, 빌드 프로세스를 단축시기 위해 분리해서 컨파일하고 모듈을 유동적으로 로딩과 언로딩을 허용한다. 

당신이 리눅스 소스 트리의 외부에 커널 모듈을 빌드하고 싶다면, 커널 빌드 메커니즘에 링크된 makefile을 생성해야 할 것이다.

DTS file 업데이트하기
리눅스 커널 모듈을 빌드한 후에, 커널은 시스템에 있는 특별한 하드웨어 디바이스를 결합할 방법을 가져야만 한다. 만일 당신이 특별한 하드웨어 플랫폼 타겟을 위해 개발 중이라면, 디바이스와 같은 하드코딩은 드라이버 자체에 ,
그러나, 이것은 일반적으로 나쁜 실행을 고려하고 디바이스 드라이버 플랫폼으로서 당신의 모듈을 등록하는 것이 더 좋을 수도 있ㄷ다. 자일링스 디바이스를 위한 리눅스에서 디바이스 트리 파일 ( DTS)을 사용하여 Open Firmware를 통해 성취된다. 

이 파일에서 정보를 읽기 위한 당신의 드라이버를 위해 유사한 측정 함수를 가지고 디바이스 플렛폼으로서 드라이버를 등록해야 하고 당신의 DTS file에 하드웨어 인스턴스를 추가해야 한다. 

드라이버 빌드하기

드라이버 소승 파일을 make file과 같은 디렉토리에 놓아라. 그리고 드라이버를 컴파일하기 위한 make file을 실행해라. 빌드 동안에 에러가 없다면 당신은 로더블 커널 오브젝트인 fifo_dma.ko 파일을 확인할 수 있다.

타겟 플랫폼에 커널 모듈 전송하기

리눅스 커널 모듈 도구  insmod와 rmmod는 소스 모듈이 징크의 ramdisk8M.image.gz root file system에 존재하지 않는 특별한 위치에 배치될 것이다. 시스템이 부팅될 때, 당신의 커널 오브젝트를 유지하기 위해 모듈 디렉토리를 생성해야 한다.

요구하는 디렉토리 구조와 사용하기 수월하게 하는 심볼릭 링크를 생성한 후에, xfifo_dma.ko 커널 모듈을 /lib/modules/3.3 에 업로딩할 것. ( 파일 전송 시 FTP를 사용한다면, 바이너리 모드를 사용할 것. )

커널 모듈 로드

커널 모듈을 보드에 전송한 후에, 이것을 메모리에 로드해야 한다.

디바이스 노드 생성하기

마지막으로, 파일 작업을 사용하기 위해 /dev 폴더에 있는 디바이스 노드를 생성한 후에, 사용자 영역에서 드라이버에 접근할 수 있다.

드라이버는 major 번호 60를 요청하도록 코딩되었다.

드라이버 사용하기 

이제 커널 오브젝트가 로딩되었고,  당신은 파일 조작으로 장치에 접근할 수 있다. DMA transaction이 모두 그러하듯 , 프로세서 기반 전송 데이터의 작은 블럭보다 덜 효율적인 DMA을 설정하는데 필요한 추가 기간이 있다는데에 주목하자. 큰 블럭을 위해 - 메모리 밴드 위쓰 이용성, AXI 밴드 위쓰, 주변 하드웨어 밴드 위쓰와 같은 다른 시스템 고려 사항들은 더 많이 기여할 것이다. 

드라이버 통계

마지막 노트로서 이 드라이버는 /proc/dirver/xfifo_dma 에서 이용할 수 있는 통계를 유지한다.

FIFO DMA Test Driver Source

소스 코드는 생략.