zynq 通過linux 加載fpga的bit文件 -fpga_manager

zynq通過linux加載fpga的bit流文件

zynq 我們熟知分為pl和ps兩個部分，自然代碼也就分為這兩部分，對於較大的項目來說，必然也是由不同的人員去開發的，例如邏輯工程師搞定pl，嵌入式工程師搞定ps

這是我們很自然的想到，能否將pl的固件作為一個單獨部分由內核去管理呢，這樣我就可以根據不同的場景，去加載不通bit流文件

xilinx已經提供了這部分功能接下來將記錄如何去做

需要說明的是 ps的部分還是在fsbl中的 這一點是無法更改的，否則內核也肯定起不來啊
我這邊構建的是一個很簡單的vivado框架，就是一個自己hls寫的led的小ip
petalinux將bit文件打包到BOOT.bin時可以看到文件大小,是比較大的

zw@zw-pc:~/swap/explore/hls/led_project/petalinux/led/images/linux$ ls -la
total 517232
drwxrwxr-x 2 zw zw      4096 4月  20 14:11 .
drwxrwxr-x 3 zw zw      4096 4月  17 13:10 ..
-rw-rw-r-- 1 zw zw   4604224 4月  20 14:02 BOOT.BIN
-rw-r--r-- 1 zw zw   3954692 4月  17 14:45 image.ub
-rw-r--r-- 1 zw zw  74806272 4月  17 14:45 rootfs.cpio
-rw-r--r-- 1 zw zw  20917537 4月  17 14:45 rootfs.cpio.bz2
-rw-r--r-- 1 zw zw  23337430 4月  17 14:45 rootfs.cpio.gz
-rw-r--r-- 1 zw zw  23337494 4月  17 14:45 rootfs.cpio.gz.u-boot

首先進到image/linux目錄

• 拷貝vivado的bit文件到當前目錄
  位於vivado工程project_1.runs/impl_1/design_1_wrapper.bit .

#創建Full_Bitstream.bif內容如下
zw@zw-pc:~/swap/explore/hls/led_project/petalinux/led/images/linux$ cat Full_Bitstream.bif 
all:
{
        design_1_wrapper.bit
}
#執行bootgen
zw@zw-pc:~/swap/explore/hls/led_project/petalinux/led/images/linux$bootgen -image Full_Bitstream.bif -arch zynq -process_bitstream bin
#執行生成BOOT.bin,去掉fpga選項
zw@zw-pc:~/swap/explore/hls/led_project/petalinux/led/images/linux$ petalinux-package --boot --fsbl ./images/linux/zynq_fsbl.elf --u-boot --force
#可以看到生成的bit流文件，以及BOOT.bin大大減小
zw@zw-pc:~/swap/explore/hls/led_project/petalinux/led/images/linux$ ls -la
total 521184
drwxrwxr-x 2 zw zw      4096 4月  20 14:19 .
drwxrwxr-x 3 zw zw      4096 4月  17 13:10 ..
-rw-rw-r-- 1 zw zw    558656 4月  20 14:19 BOOT.BIN
-rw-rw-r-- 1 zw zw   4045676 4月  20 14:13 design_1_wrapper.bit
-rw-rw-r-- 1 zw zw   4045568 4月  20 14:17 design_1_wrapper.bit.bin
-rw-rw-r-- 1 zw zw        31 4月  20 13:15 Full_Bitstream.bif
-rw-r--r-- 1 zw zw   3954692 4月  17 14:45 image.ub
-rw-r--r-- 1 zw zw  74806272 4月  17 14:45 rootfs.cpio

上板子

#將固件放到/lib/firmware下！！一定是這個目錄
#執行
root@localhost:~# echo 0 > /sys/class/fpga_manager/fpga0/flags
#執行，就可以了
root@localhost:~# echo design_1_wrapper.bit.bin > /sys/class/fpga_manager/fpga0/firmware

• 實現說明
  其實看內核的代碼，可以看到

#driver/zynq-fpga.c
#對應的config在Kconfig中都可以很容易找到
#ifdef CONFIG_OF
static const struct of_device_id zynq_fpga_of_match[] = {
	{ .compatible = "xlnx,zynq-devcfg-1.0", },
	{},
};

MODULE_DEVICE_TABLE(of, zynq_fpga_of_match);
#endif

static struct platform_driver zynq_fpga_driver = {
	.probe = zynq_fpga_probe,
	.remove = zynq_fpga_remove,
	.driver = {
		.name = "zynq_fpga_manager",
		.of_match_table = of_match_ptr(zynq_fpga_of_match),
	},
};

#driver/fpga/fpga-mgr.c
#sysgroup的節點生成 store/show的實現都可以看個大概
static DEVICE_ATTR_RO(name);
static DEVICE_ATTR_RO(state);
static DEVICE_ATTR_WO(firmware);
static DEVICE_ATTR_RW(flags);
static DEVICE_ATTR_RW(key);
static DEVICE_ATTR_RW(iv);
static DEVICE_ATTR_RO(status);

static struct attribute *fpga_mgr_attrs[] = {
	&dev_attr_name.attr,
	&dev_attr_state.attr,
	&dev_attr_firmware.attr,
	&dev_attr_flags.attr,
	&dev_attr_key.attr,
	&dev_attr_iv.attr,
	&dev_attr_status.attr,
	NULL,
};
ATTRIBUTE_GROUPS(fpga_mgr);

#driver/base/firmware_loader/main.c
#基於firmware框架實現，因此要放到/lib/firmware下
/* direct firmware loading support */
static char fw_path_para[256];
static const char * const fw_path[] = {
	fw_path_para,
	"/lib/firmware/updates/" UTS_RELEASE,
	"/lib/firmware/updates",
	"/lib/firmware/" UTS_RELEASE,
	"/lib/firmware"
};

附圖一張