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linuxdtsi

發布時間:2023-06-05 12:46:41

1. 編譯linux內核設備樹文件使用什麼命令

Linux源碼的arch/powerpc/boot/dts/目錄下存放了很多dts文件,可以作為參考文件。另外dtc編譯器在內核源碼2.6.25版本之後已經被包含進去。在2.6.26版本之後,生成blob的簡單規則已經加入makefile,如下命令:
$ make ARCH=powerpc canyonlands.dtb

也可以根據自己的硬體修改好dts文件後,用下面類似命令生成dtb文件。
$ dtc -f -I dts -O dtb -R 8 -S 0x3000 test.dts > mpc836x_mds.dtb

$ mkimage -A ppc -O Linux -T flat_dt -C none -a 0x300000 -e 0 -d mpc836x_mds.dtb mpc836x_mds.dtu

2. ZYNQ+linux網口調試筆記(3)PL-ETH

在ZYNQ上使用gigE Vision協議的網路介面相機。

第一步:調通PS側網口GEM0(Xilinx BSP默認配好)。

第二步:調通PS側網口GEM1(見前一篇文檔:開發筆記(1))。

第三步:調通PL側網口(本文闡述)。

第四步:在PL側網口上驗證Jumbo Frame特性,並在應用層適配gigE Vision協議。

根據《xapp1082》可知,PL側的PHY支持1000Base-X和SGMII兩種配置,這兩種配置對應兩種不同的PHY引腳介面(連接到MAC)。而我們的hdf文件使用的是1000Base-X的配置。

關於網口的Linux驅動,我們在官網找到一份資料: Xilinx Wiki - Zynq PL Ethernet 。資料很長,我們只看與我們相關的2.4.1 PL Ethernet BSP installation for 1000Base-X」這一章節就可以了。

首先導入FPGA設計同事提供的hdf文件:

在彈出的圖形界面里,進入Subsystem AUTO Hardware Settings——Ethernet Settings——Primary Ethernet,確認可以看到PL側網路設備axi_ethernet_0,說明hdf文件里已包含了必要的網口硬體信息:

上圖中被選中的網口將成為Linux上的設備eth0。這里我們默認選擇ps7_ethernet_0,即使用GEM0作為首選網口。

啟用Xilinx AXI Ethernet驅動

進入Device Drivers -- Network device support – 選中Xilinx AXI Ethernet(以及Xilinx Ethernet GEM,這是PS側網口的驅動)

進入Networking support – 選中 Random ethaddr if unset

進入Device Drivers -- Network device support -- PHY Device support and infrastructure – 啟用Drivers for xilinx PHYs

進入~~~~Device Drivers -- DMA Engine Support -– 禁用~~~~Xilinx AXI DMAS Engine~~~ (對應的配置項名為 ~~ CONFIG_XILINX_DMA ~~~)

注意: Xilinx Wiki里對設備樹節點的引用有誤(&axi_ethernet),導致編譯報錯,應改為&axi_ethernet_0。

註:PL-ETH驅動所在路徑:<project>/build/tmp/work-shared/plnx_arm/kernel-source/drivers/net/ethernet/xilinx/xilinx_axienet_main.c和xilinx_axienet_mdio.c。對應的內核配置項為CONFIG_NET_VENDOR_XILINX和CONFIG_XILINX_AXI_EMAC。

啟用ethtool和tcpmp(調試用,非必須):

然後將生成的BOOT.BIN和image.ub拷貝到SD卡根目錄下,將SD卡插入板子上,上電運行。

上電後,使用ifconfig eth1查看網口信息,觀察MAC地址與設置的一致,且ifconfig eth1 192.168.1.11 up沒有報錯。

測試網路通路:ping PC是通的。說明網口工作正常。

Linux下eth1(即PL-ETH)的MAC地址有誤

問題描述:

開機列印:

注意:

MAC地址是錯的,驅動里解析出的是GEM0的MAC地址。

試驗發現,即使在system-user.dtsi里不寫local-mac-address,也照樣解析出的是GEM0的MAC。

而將system-user.dtsi里的local-mac-address改名為pl-mac-address,並將驅動里解析的字元串也對應更改為pl-mac-address,則可以正確解析出來:

Passing MAC address to kernel via Device Tree Blob and U-Boot:

http://zedboard.org/content/passing-mac-address-kernel-device-tree-blob

通過更改u-boot環境變數和設備樹,為每個板子設置一個獨特的MAC地址:

https://www.xilinx.com/support/answers/53476.html

U-Boot里的環境變數ethaddr會覆蓋掉設備樹里pl-eth的local-mac-addr欄位,從而影響Linux啟動後的網卡MAC地址;

但U-Boot里的環境變數ipaddr不會對Linux啟動後的配置產生任何影響。因為設備樹里根本就沒有關於IP地址的配置。

phy-mode怎麼會是sgmii?查了下官方的提供的BSP里,也是「sgmii」。說明這個沒問題。具體原因不清楚。

@TODO: 設備樹里的中斷號的順序如何影響功能?

為何讀出來的IRQ號不對呢?這是因為這里讀到的不是硬體的中斷號,而是經過系統映射之後的軟體IRQ number。兩者不具有線性關系。

關於中斷號的疑問:

Linux上的網口eth0、eth1的順序,似乎是按照phy地址從小到大來排布的。

Xilinx xapp1082-zynq-eth.pdf (v5.0) July 16, 2018

https://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp1082-zynq-eth.pdf

Xilinx Wiki - Zynq PL Ethernet:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841633/Zynq+PL+Ethernet

Xilinx Wiki - Linux Drivers:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841873/Linux+Drivers

Xilinx Wiki - Linux Drivers - Macb Driver:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841740/Macb+Driver

Xilinx Wiki - Zynq Ethernet Performance:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841743/Zynq+Ethernet+Performance

查到關於Jumbo frame MTU的定義,當前值為9000,可否改大一些?

驅動源碼里關於jumbo frame的說明:

設置MTU為9000,發現ping包最大長度只能設為ping 192.168.1.10 -s 1472

https://lore.kernel.org/patchwork/patch/939535/

【完】

3. Linux如何及時響應外部中斷

FPGA每隔100us給運行linux的ARM一個中斷,要求在20us內響應中斷,並讀走2000*16bit的數據。
目前主要的問題是,當系統同時發生多個中斷時,會嚴重影響linux對FPGA中斷的響應時間。如何解決?

1、首先想到了ARM的FIQ,它可以打斷IRQ中斷服務程序,保證對外部FIQ的及時響應。但是發現linux只實現了IRQ,沒有顯示FIQ。
linux是從devicetree讀取中斷號,加入中斷向量表的。

interrupts = <0x0 0x32 0x0>;中的第一個欄位0表示非共享中斷,非零表示共享中斷,SDK產生的dts統一為0,此時第二欄位的值比XPS中的小32;如果第一欄位非零,則第二欄位比XPS小16.
最後欄位表示中斷的觸發方式。
IRQ_TYPE_EDGE_RISING =0x00000001,
IRQ_TYPE_EDGE_FALLING =0x00000002,
IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH =0x00000004,
IRQ_TYPE_LEVEL_LOW =0x00000008,
很明顯,devicetree根本沒有提供通知linux有FIQ的渠道。
2、再來看linux的IRQ
linux的中斷分為上半部和下半部,上半部運行在IRQ模式,會屏蔽所有中斷,下半部運行在SVC模式,會重新打開中斷。
也就是說,當一個中斷的上半部正在運行時(不能再次響應中斷),FPGA的中斷是不能被linux響應的;
反過來,當FPGA中斷的上半部正在運行時(不能再次響應中斷),其他的中斷也不能被linux響應;
unsigned long flags;
...
local_irq_save(flags);
....

local_irq_restore(flags);

3.
ARM有七種模式,我們這里只討論SVC、IRQ和FIQ模式。
我們可以假設ARM核心有兩根中斷引腳(實際上是看不見的),一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin.
在ARM的cpsr中,有一個I位和一個F位,分別用來禁止IRQ和FIQ的。
先不說中斷控制器,只說ARM核心。正常情況下,ARM核都只是機械地隨著pc的指示去做事情,當CPSR中的I和F位為1的時候,IRQ和FIQ全部處於禁止狀態。無論你在irq
pin和fiq pin上面發什麼樣的中斷信號,ARM是不會理你的,你根本不能打斷他,因為他耳聾了,眼也瞎了。
在I位和F位為0的時候,當irq
pin上有中斷信號過來的時候,就會打斷arm的當前工作,並且切換到IRQ模式下,並且跳到相應的異常向量表(vector)位置去執行代碼。這個過程是自動的,但是返回到被中斷打斷的地方就得您親自動手了。當你跳到異常向量表,處於IRQ的模式的時候,這個時候如果irq
pin上面又來中斷信號了,這個時候ARM不會理你的,irq
pin就跟秘書一樣,ARM核心就像老闆,老闆本來在做事,結果來了一個客戶,秘書打斷它,讓客戶進去了。而這個時候再來一個客戶,要麼秘書不斷去敲門問,要麼客戶走人。老闆第一個客戶沒有會見完,是不會理你的。
但是有一種情況例外,當ARM處在IRQ模式,這個時候fiq pin來了一個中斷信號,fiq
pin是什麼?是快速中斷呀,比如是公安局的來查刑事案件,那才不管你老闆是不是在會見客戶,直接打斷,進入到fiq模式下,並且跳到相應的fiq的異常向量表處去執行代碼。那如果當ARM處理FIQ模式,fiq
pin又來中斷信號,又就是又一批公安來了,那沒戲,都是執法人員,你打不斷我。那如果這個時候irq
pin來了呢?來了也不理呀,正在辦案,還敢來妨礙公務。
所以得出一個結論: IRQ模式只能被FIQ模式打斷,FIQ模式下誰也打不斷。
在打不斷的情況下,irq pin 或 fiq pin隨便你怎麼發中斷信號,都是白發。
所以除了fiq能打斷irq以外,根本沒有所謂中斷嵌套的情況。
Linux不用FIQ,只用到了IRQ。但是我們有時候一個中斷需要處理很長時間,那我們就需要佔用IRQ模式那麼長的時間嗎?沒有,linux在IRQ模式下只是簡單的記錄是什麼中斷,馬上就切換回了SVC模式,換句話說,Linux的中斷處理都是在SVC模式下處理的。
只不過SVC模式下的ISR上半部關閉了當前中斷線,下半部才重新打開

4. Linux內核中斷之獲取中斷號

Linux內核中可使用 platform_get_irq() 函數獲取 dts 文件中設置的中斷號。

函數原型: int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num)

定義文件: driversaseplatform.c

中斷號獲取函數 platform_get_irq() 調用流程如下:

rk3399 使用的是 GICv3 ,對應 irq_domain->name 。

文件: drivers/irqchip/irq-gic-v3.c 。

translate() 函數實現如下:

以 RockPI 4A 單板 Debian 系統Linux 4.4內核中的獲取 HDMI 中斷號為例。

1、查找中斷號

從手冊「Rockchip RK3399 TRM V1.3 Part1.pdf」中,可以查到 HDMI_IRQ 中斷號,即55。

2、 dts 配置

文件: arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi

hdmi 使用的是 GIC_SPI 中斷,按照 gic_irq_domain_translate() 函數中處理,需要將中斷號55減去32,得到 dts 中的中斷號23。

註: interrupts = <中斷類型 中斷號 中斷觸發類型 中斷分區(對應哪個CPU cluster,PPI類型中斷特有)>

3、驅動函數

文件: driversgpudrm ockchipdw_hdmi-rockchip.c

此時, irq 返回值為55。

後續會介紹 GIC 和中斷注冊等實現函數。

5. Linux內核dvfs之cpufreq配置

本文基於 RockPi 4A 單板 Linux4.4 內核介紹 OPP Table 。

內核中將頻咐游率、電壓的相關配置放在 DTSI 文件中,這些配置信息組成的節點被稱為物簡遲 OPP Table(Operating Performance Points) 。

定義文件: arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-opp.dtsi ,內容如下:

上面節點中的相關屬性含義如下:

1、 opp-shared :表示 opp-table1 是小核的各 CPU 共用。

2、 rockchip,temp-hysteresis :遲滯參數,防止頻繁進入高溫或低溫,單位:毫攝氏度。

3、 rockchip,low-temp :低溫閾值。小於該值時,進入低溫,大於『該值+遲滯參數』時,恢復常溫。

4、 rockchip,low-temp-min-volt :低溫下最低電壓,單位:微伏。

5、 nvmem-cells :從 eFUSE 中讀取相關信息值(小核漏電流)。

6、 rockchip,pvtm-voltage-sel :min-pvtm(單位KHz)、max-pvtm(單位KHz)和 voltage-selector (用於匹配 opp 節點中 opp-microvolt-L* 屬性的序列號)。例:pvtm值為:0 ~ 143500 使用 opp-microvolt-L0 ,143501 ~ 148500使用 opp-microvolt-L1

7、 rockchip,pvtm-freq :時鍾頻率(KHz),在獲取 pvtm 的頻率前,先設置 CPU 頻率。

8、 rockchip,pvtm-volt :電壓(微伏),在獲取 pvtm 的頻率前,先設置 CPU 電壓。

9、 rockchip,pvtm-ch : PVTM 通道,格式<通道號 sel的序號>

10、 rockchip,pvtm-sample-time : PVTM 采樣時間,單位:毫秒。

11、 rockchip,pvtm-number : PVTM 采樣個數。

12、 rockchip,pvtm-error :允許采樣數據之間的誤差。

13、 rockchip,pvtm-ref-temp :參考溫度。

14、 rockchip,pvtm-temp-prop : PVTM 隨溫度變化的比例系數,格式<小於參考溫度的比例系數 大於參考溫度的比例系數>。

15、 rockchip,thermal-zone :獲取溫度的 thermal-zone 。

16、 opp-microvolt-L* :電壓(微伏),格式<target min max>

17、 clock-latency-ns :完成變頻需要的時間,單位:納秒。

在 RK3399 中,除了配置上述小核的 opp table 外,還設置了大核( cluster1_opp )、 gpu(gpu_opp_table) 等的相關值。查看命令如下:

註:

CPU PVTM(Process Voltage Temperature Monitor) 是一個位於 CPU 附近,能罩李反應出不同晶元之間性能差異的模塊,受工藝,電壓和溫度 的影響。

參考:

Documentation/devicetree/bindings/cpufreq/cpufreq-rockchip.txt

Documentation/devicetree/bindings/cpufreq/cpufreq-rockchip.txt

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