V853开发板开发进阶——在Linux下加载E907核心固件

Posted 2022-07-26 神棍地海棠

E907 核心固件加载

在调试阶段，需要经常修改 E907 的代码。而为了调试代码多次刷写系统非常麻烦。其实 E907 核心的固件可以在 Linux 系统内加载，本文将描述如何在 Linux 系统内启动 E907 核心、加载 E907 固件、关闭 E907 核心。

如何加载

从上一篇文章可以知道，这里使用 ​​remoteproc​​​ 管理小核的生命周期。
上一篇文章：​详解全志V853上的ARM A7和RISC-V E907之间的通信方式​​remoteproc​​​ 框架抽象出硬件差异，允许不同的平台/架构来控制（开机、加载固件、关机）这些远程处理器，此外，还为支持这种通信的远程处理器添加了 ​​rpmsg​​​ ​​virtio​​​ 设备。这样，特定平台的 ​​remoteproc​​​ 驱动程序只需要提供一些低级处理程序，然后所有 ​​rpmsg​​ 驱动程序就可以正常工作。

作用：

• 从文件系统加载固件
• 准备远程处理器所需资源
• 注册一个​​rpmsg virtio​​ 设备
• 提供对要提供对远程处理器的生命周期进行管理

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所以固件的加载流程大致如下：

1. 加载固件
   1. 调用 firmware 接口获取文件系统中的固件
   2. 解析固件的 resource_table 段，该段有如下内容
      1. 声明需要的内存（Linux 为其分配）
      2. 声明使用的 vdev（固定为一个）
      3. 声明使用的 vring（固定为两个）
   3. 将固件加载到指定地址
2. 注册 rpmsg virtio 设备
   1. 提供 vdev->ops（基于 virtio 接口实现的）
   2. 与 rpmsg_bus 驱动匹配，完成 rpmsg 初始化
3. 启动小核
   1. 调用 rproc->ops->start

Kernel 的配置

首先需要配置设备树，预留 E907 核心内存，​​buffer​​​ 内存，​​vring​​​ 内存等。并正确配置 ​​rproc​​​ 与 ​​rpbuf​​​，也不要忘记配置 ​​firmware-name​​，下面的配置示例为测试固件所使用的地址。不同的固件地址可能不同。

reserved-memory 
    e907_dram: riscv_memserve 
        reg = <0x0 0x48000000 0x0 0x00400000>;
        no-map;
    ;

    vdev0buffer: vdev0buffer@47000000 
        /* 256k reserved for shared mem pool */
        compatible = "shared-dma-pool";
        reg = <0x0 0x47000000 0x0 0x40000>;
        no-map;
    ;

    vdev0vring0: vdev0vring0@47040000 
        reg = <0x0 0x47040000 0x0 0x20000>;
        no-map;
    ;

    vdev0vring1: vdev0vring1@47060000 
        reg = <0x0 0x47060000 0x0 0x20000>;
        no-map;
    ;
;

e907_rproc: e907_rproc@0 
    compatible = "allwinner,sun8iw21p1-e907-rproc";
    clock-frequency = <600000000>;
    memory-region = <&e907_dram>, <&vdev0buffer>,
                    <&vdev0vring0>, <&vdev0vring1>;
    mboxes = <&msgbox 0>;
    mbox-names = "mbox-chan";
    iommus = <&mmu_aw 5 1>;

    memory-mappings =
        /* DA              len         PA */
        /* DDR for e907  */
        < 0x48000000 0x00400000 0x48000000 >;
    core-name = "sun8iw21p1-e907";
    firmware-name = "melis-elf";
    status = "okay";
;

rpbuf_controller0: rpbuf_controller@0 
    compatible = "allwinner,rpbuf-controller";
    remoteproc = <&e907_rproc>;
    ctrl_id = <0>;    /* index of /dev/rpbuf_ctrl */
    iommus = <&mmu_aw 5 1>;
    status = "okay";
;

rpbuf_sample: rpbuf_sample@0 
    compatible = "allwinner,rpbuf-sample";
    rpbuf = <&rpbuf_controller0>;
    status = "okay";
;

接下来需要配置 ​​kernel​​ 选项，配置驱动。

make kernel_menuconfig

并勾选以下驱动：

Device Drivers  --->
  Remoteproc drivers  --->
    <*> SUNXI remote processor support
  Rpmsg drivers  --->
    <*> allwinnertech rpmsg driver for v853-e907
    <*> allwinnertech rpmsg hearbeat driver
    <*> Virtio RPMSG bus driver 
    <*> sunxi rpmsg ctrl driver
  [*] Mailbox Hardware Support  --->
    <*>   sunxi Mailbox
    <*>   sunxi rv32 standby driver

加载小核固件

烧录启动系统后，可以在 ​​/sys/kernel/debug/remoteproc/​​​ 节点找到 ​​remoteproc0​​

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我们可以使用 ​​cat​​ 命令检查小核目前的状况

cat /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/state

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可以看到目前是 ​​offline​​​ 的。可以尝试使用 ​​echo​​ 启动小核

echo start > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/state

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可以看到，由于我们没有加载固件，小核启动失败。此时我们需要把准备好的固件放置到开发板的 ​​lib/firmware​​​ 文件夹内。这里我们使用 ​​adb​​ 上传小核固件。

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然后我们将固件名称置于 ​​firmware​​ 节点内，并启动固件。

echo e907_test.elf > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/firmware

echo start > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/state

此时可以看到 ​​remote processor e907_rproc is now up​​​，同时查看状态也显示了 ​​running​​

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此时也可以用 ​​stop​​ 命令停止小核运行

echo stop > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/state

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测试小核

在测试之前我们先把 ​​kernel​​​ 侧的设备树中 ​​uart3​​​ 禁用，使小核可以使用 ​​uart3​​ 外设打印日志。

&uart3 
        pinctrl-names = "default", "sleep";
        pinctrl-0 = <&uart3_pins_active>;
        pinctrl-1 = <&uart3_pins_sleep>;
        uart-supply = <&reg_dcdc1>;
        status = "disabled";
;

如果不禁用 ​​uart3​​ 会出现错误提示：

uart: create mailbox fail
uart: irq for uart3 already enabled
uart: create mailbox fail

然后将调试串口连接到 ​​UART3​​ 排针，加载固件。

echo e907_test.elf > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/firmware

echo start > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/state

便可以启动小核的固件

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