Yuki Sato

前回はシェルからデバイスドライバ経由でledを操作しましたが、C言語から操作してみましょう。基本的にはチュートリアルに従うだけです

user_app

digilentディレクトリにuser_appを作成します

[shell]
mkdir user_app
cd user_app
[/shell]

led_blink.cを作ります。

[c]

#include
#include
#include

int main()
{
FILE* fp;
while(1) {
fp = fopen(“/proc/myled”, “w”);
if(fp == NULL) {
printf(“Cannot open /proc/myled for write\n”);
return -1;
}
fputs(“0x0F\n”, fp);
fclose(fp);
sleep(1);
fp = fopen(“/proc/myled”, “w”);
if(fp == NULL) {
printf(“Cannot open /proc/myled for write\n”);
return -1;
}
fputs(“0x00\n”, fp);
fclose(fp);
sleep(1);
}
return 0;
}

[/c]

そして、Makefile

[shell]

CC = arm-linux-gnueabi-gcc
CFLAGS = -g

all : led_blink

led_blink : led_blink.o
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@

clean :
rm -rfv *.o
rm -rfv led_blink

.PHONY : clean

[/shell]

CC = の値がチュートリアルとは違います。vivadoの方でなくgccを使います。
Makefileは同じくタブに気をつけて下さい。$(CC)の前の空白などは全てスペースでなくタブです。
それぞれ作成できたらmakeします

led_blinkという実行ファイルが出来ると思います。

SDカードに入れて実行

早速sdカードに入れて実行しましょう。まず、sdカードにled_blinkを入れます

で、ZYBOに入れて実行してみましょう。

[shell]
mount /dev/mmcblk0p1 /mnt/
cd /mnt
insmod myled.ko
./led_blink

[/shell]

これでledが４つともチカチカするはず！

これでチュートリアルは終了です。
今後、自分の作ったIPをLinux側から使うとしてもLinuxのコンパイルはよほどのことがないかぎりもう１回ってことにはならないでしょう。あとu-bootも変更不要のはずです。なので、今後は

1. Vivadoからbitstreramを作りBOOT.binを作る
2. devicetreeを更新する
3. デバイスドライバを書いてkoファイルを作る
4. sdに書き実行

になるでしょう。

ここまでで作ったファイルは最初のほうで説明した通り

• BOOT.bin ・・・FSBLとbitstream(FPGAの設定ファイル)が入っている。これが起動してLinuxを動かし始める
• devicetree.dtb・・・デバイスツリー。どのアドレスに何があるかなどLinuxにデバイスについて教えるためのもの
• myled.ko ・・・・今回作るLEDのLinuxにおけるデバイスドライバ
• uImage・・・Linuxカーネル。今回はこれも０からビルドしてみる
• uramdisk.image.gz・・・HDDはZYBOにないので、ディスクイメージをRAMに展開する。その時の最初のディスクイメージがこれ。

です。
これらをSDカードに入れます。

SDカード準備

SDカードに余計なファイルがあっても問題ありませんが、気になる人はフォーマットしましょう
Macであればディスクユーティルからフォーマットできます。MS-DOSで全体をEraseします。

 

SDカードに入れていく

SDカードにはファイルとしてそれぞれ普通に入れればOKです。
ZYBOボードにある最初のブートローダがSDカードのBOOT.binを読んでくれるので心配いりません。
入れるべきファイルと、それぞれが今まで作ってきてどこに作成されたかはこんな感じです

1. BOOT.bin  zybo_base_system/source/vivado/hw/zybo_bsd/zybo_bsd.sdk/FSBL/bootimage
2. devicetree.dtb (ubuntuの)digilent/drivers
3. myled.ko (Ubuntuの)digilent/drivers
4. uImage (Ubuntuの)digilent/Linux-Digilent-Dev/arch/arm/boot
5. uramdisk.image.gz (Ubuntuの)digilent

これらを普通にSDカードにファイルとして入れてしまいます。

 

Linuxを起動する

ZYBOボードにsdカードを刺して、ブート元切り替えをsdカードにします(RGBコネクタのすぐ下のやつね)そして、USBを接続し、パソコンではターミナルソフト(Teratermなど)をつないでおきます。

電源をONにします。すると電源確認LEDとFPGAのコンフィグレーションLED両方共点灯すると思います。また、ターミナルソフトには文字が出るはず。
ちなみにTeratermだと、ボードの電源をいれるたびにCOM6などに接続しないといけないので注意が必要です。速度は115kです。

LEDをつけてみる

LEDをつけるためには

1. sdカードをマウントする(myled.koをつかうので)
2. insmodでmyled.koを入れる
3. echo

の手順が必要です。

[shell]

mount /dev/mmcblk0p1 /mnt/
cd /mnt
insmod myled.ko
echo 0xf > /proc/myled

[/shell]

これでLEDが点灯するはず！

ちなみに echo 0x5 > /proc/myledとやるとちゃんと変わります

やったね！
ここまでのシェルはこんな感じでした。

ちなみにここで僕はよくつまづいたのでトラブルシューティングを書いていきます

トラブルシューティング insmodできない

[shell]
zynq> insmod myled.ko
[  168.884046] myled: no symbol version for module_layout

insmod: can’t insert ‘myled.ko’: invalid module format
[/shell]

こんなエラーが出てinsmod出来ませんでした。
デバイスドライバーにはコンパイルした時のカーネルの情報が載っているのですが、そのカーネルのバージョンと今動かそうとしているバージョンが違うとエラーになります。カーネルのバージョンは

[shell]
uname -r
3.14.0-xilinx-13567-g906a2c9
[/shell]

で、モジュールのバージョンは(これはUbuntuで調べた)

[shell]
modinfo myled.ko
filename: myled.ko
alias: myled
description: myled: MYLED driver (Simple Version)
license: GPL
author: Digilent, Inc.
alias: of:N*T*Cdglnt,myled-1.00.a*
depends:
vermagic: 3.14.0-xilinx-13567-g906a2c9-dirty SMP preempt mod_unload modversions ARMv7 p2v8
[/shell]

でした。
モジュールの方にだけdirtyというバージョンがついてます。
dirtyと言うのはカーネルのgitにcommitしていない変更が入っていると自動的に入るもので( http://blogger.tempus.org/2009/05/linux-kernel-version-dirty.html )、カーネルをコンパイルしてドライバをコンパイルするまでに何か変更されちゃったのでしょうか。。。

強制的に入れようと insmod -f myled.koをしてもダメでした。
結局カーネルを再度コンパイルしたら成功。再コンパイルしたカーネルにはdirtyがついていました。

トラブルシューティング　echo 0xf > /proc/myledでLEDがつかない

僕はここまできてledがつきませんでした。
ただ、echoで書いた値はcatで出てきます。なので、アドレスはあっていて、FPGAにあるLEDのIPモジュールのDフリップフロップには値を読み書きはできているようです。どうやらフリップフロップから外部の端子までの接続がおかしいらしい。

vivadoに戻ります。ピンアサインを見てもアドレスを見ても問題なさそうでした。
結局間違っていたのは2箇所で、まず新しく作ったLEDのIPのverilogで
assign led = slv_reg0[3:0];
とするべきところを
assign led = slv_reg3[3:0];
としていました。
これだと echo 0xFFFFFFFF > /proc/myled
としない限りLEDは点灯しません。直してIPを再度作りなおしました

また、プロジェクト内に削除したはずの古い外部led端子が残っていました。xdcファイルで変更したあれです。
プロジェクト内検索で全てledに直しました。

以上２点でBOOT.binを作りなおしたところLED無事点灯！

デバイスドライバを使わない確認方法

ちなみにデバイスドライバを使わないでダイレクトに物理メモリを読み書きする方法があります。

[shell]

devmem 0x43c30000 32 0x00000001

[/shell]

これで0x43c30000という物理アドレスに32bit幅で1という値を書き込めます。
デバイスドライバがうまく入らないけど、LEDがつくかだけを確認したいときには便利です