SS928V100主控，linux开启pcie配置，pcie在内核态操作内存数据适配

<think>我们正在讨论SS928V100主控上的Linux内核态PCIe内存访问配置和读写适配。根据之前的对话，用户已经了解了一些基本的配置步骤，现在需要更深入的内核态操作细节。核心要点：1.设备树配置：确保PCIe控制器的物理资源（寄存器、中断、时钟等）正确配置。2.内核驱动：需要编写或配置PCIe控制器驱动和端点驱动，以实现内存映射和DMA操作。3.内存映射：将PCIe设备的BAR空间映射到内核虚拟地址空间，以便直接访问。4.数据读写：通过映射后的地址进行内存读写操作，注意缓存一致性和内存屏障。步骤分解：一、设备树配置（关键部分）在设备树中正确配置PCIe控制器的寄存器基地址、中断、时钟、复位以及引脚复用等。例如：```dts&pcie {compatible= "hisilicon,kirin-pcie";//需要根据实际驱动确定reg= <0x00xf40000000x00x1000>,//控制器寄存器<0x00xff0000000x00x100000>;//配置空间reg-names ="pcie_dbi","pcie_apb";clocks= <&crg0>,<&crg1>;clock-names= "pcie_ref","pcie_aux";resets =<&crg0>;reset-names= "pcie";#address-cells =<3>;#size-cells =<2>;device_type= "pci";ranges =<0x8200000000x000000000x00xf500000000x100000>; //内存映射区域num-lanes =<4>;//使用4个lanestatus= "okay"; };```二、内核驱动中的内存映射在驱动中，我们需要映射PCIe设备的BAR空间到内核虚拟地址空间。通常，这可以在probe函数中完成。示例代码：```c#include <linux/pci.h> staticint my_pcie_probe(structpci_dev *pdev, conststruct pci_device_id *id){int ret;resource_size_t bar0_start,bar0_len;void__iomem*bar0;//使能设备ret =pci_enable_device(pdev);if(ret) {dev_err(&pdev->dev, "Failed toenable PCIdevice\n");returnret;}//请求BAR0资源bar0_start =pci_resource_start(pdev,0);bar0_len= pci_resource_len(pdev,0);if (!bar0_start|| !bar0_len){dev_err(&pdev->dev,"InvalidBAR0\n");ret= -ENODEV;gotodisable_device;}//检查资源是否已经申请if(pci_resource_flags(pdev,0)& IORESOURCE_UNSET){dev_err(&pdev->dev,"BAR0 notset\n");ret =-ENODEV;goto disable_device;}//申请内存区域if (!request_mem_region(bar0_start,bar0_len,"my_pcie_bar0")) {dev_err(&pdev->dev, "Cannotrequest BAR0 region\n");ret= -EBUSY;gotodisable_device;}//映射BAR0到内核虚拟地址bar0 =ioremap(bar0_start,bar0_len);if(!bar0){dev_err(&pdev->dev,"Failedto ioremapBAR0\n");ret= -ENOMEM;gotorelease_region;}//保存映射的地址，以便后续使用pci_set_drvdata(pdev,bar0);//其他初始化...return0;release_region:release_mem_region(bar0_start, bar0_len); disable_device:pci_disable_device(pdev);return ret; }```三、数据读写操作映射后，我们可以通过ioread/iowrite系列函数或者直接指针访问（如果设置了非缓存映射）来读写内存。示例：```c//读取32位数据u32val =ioread32(bar0 +offset);//写入32位数据iowrite32(0x12345678,bar0+ offset);```注意：如果使用直接指针访问，需要确保映射时使用了非缓存属性（如ioremap_nocache），并且在读写时使用内存屏障。四、DMA操作如果需要与PCIe设备进行DMA数据传输，需要分配DMA缓冲区并处理地址映射。1.一致性DMA（缓存一致）： ```cdma_addr_tdma_handle; void*dma_buf =dma_alloc_coherent(&pdev->dev,size,&dma_handle,GFP_KERNEL); ```2.流式DMA（需要手动同步缓存）：```cdma_addr_t dma_handle;void *dma_buf =kmalloc(size,GFP_KERNEL); dma_handle =dma_map_single(&pdev->dev, dma_buf,size,DMA_TO_DEVICE);//传输完成后dma_unmap_single(&pdev->dev,dma_handle, size, DMA_TO_DEVICE); ```五、中断处理如果PCIe设备使用中断，需要注册中断处理函数：```cret= request_irq(pdev->irq,my_interrupt_handler, IRQF_SHARED, "my_pcie",pdev); ```六、调试技巧-使用`lspci-vvv`查看PCIe设备配置空间。-通过`cat/proc/iomem`检查内存映射是否正确。 -使用`devmem2`工具（用户空间）直接读取物理地址，以验证硬件访问。注意事项： -SS928V100的PCIe控制器可能有一些特定的配置要求，请参考海思提供的文档。 -确保使用的物理地址在设备树中正确设置，并且没有与其他设备冲突。相关问题：1.如何配置SS928V100PCIe控制器的MSI中断？2.SS928V100PCIeDMA操作中如何保证数据一致性？3.在SS928V100上如何调试PCIe链路的性能？</think>### SS928V100 Linux内核态PCIe内存访问配置与适配指南 #### 一、PCIe控制器初始化配置 1. **设备树关键配置** 在设备树中配置PCIe控制器的寄存器基地址、中断和内存映射区域： ```dts pcie: pcie@f4000000 { compatible = "hisilicon,ss928-pcie"; reg = <0x0 0xf4000000 0x0 0x1000>, // 控制器寄存器 <0x0 0xf5000000 0x0 0x200000>; // 配置空间 interrupts = <GIC_SPI 123 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; #address-cells = <3>; #size-cells = <2>; ranges = <0x82000000 0x0 0x00000000 0x0 0xf6000000 0x0 0x100000>; // 内存映射区 bus-range = <0x00 0xff>; num-lanes = <4>; // 使用4个lane status = "okay"; }; ``` 2. **时钟与复位配置** 确保时钟和复位信号正确初始化： ```dts clocks = <&clk_pcie_ref>, <&clk_pcie_aux>, <&clk_pcie_phy>; clock-names = "ref", "aux", "phy"; resets = <&rst PCIE_CTRL_RST>, <&rst PCIE_PHY_RST>; ``` #### 二、内核驱动内存映射 1. **映射BAR空间到内核虚拟地址** 在驱动probe函数中映射PCIe设备的BAR空间： ```c struct pci_dev *pdev; void __iomem *bar0; pci_enable_device(pdev); resource_size_t bar0_start = pci_resource_start(pdev, 0); resource_size_t bar0_len = pci_resource_len(pdev, 0); bar0 = ioremap(bar0_start, bar0_len); // 映射到内核虚拟地址 ``` 2. **直接内存读写操作** 使用映射后的地址进行数据访问： ```c // 32位写入 iowrite32(0x12345678, bar0 + offset); // 32位读取 u32 val = ioread32(bar0 + offset); // 内存屏障确保顺序 wmb(); // 写屏障 rmb(); // 读屏障 ``` #### 三、DMA数据传输 1. **一致性DMA内存分配** 分配缓存一致的内存用于DMA传输： ```c dma_addr_t dma_handle; void *dma_buf = dma_alloc_coherent(&pdev->dev, BUF_SIZE, &dma_handle, GFP_KERNEL); ``` 2. **启动DMA传输** 配置DMA引擎并启动传输： ```c struct dma_chan *chan = dma_request_chan(&pdev->dev, "tx"); struct dma_async_tx_descriptor *desc; desc = dmaengine_prep_dma_memcpy(chan, dest_dma_addr, src_dma_addr, size, DMA_CTRL_ACK); dmaengine_submit(desc); dma_async_issue_pending(chan); ``` #### 四、中断处理 1. **注册中断处理函数** 处理PCIe设备中断： ```c irqreturn_t irq_handler(int irq, void *dev_id) { u32 status = ioread32(bar0 + INT_STATUS_REG); if (status & DMA_COMPLETE_INT) { // DMA完成处理 iowrite32(status, bar0 + INT_CLEAR_REG); // 清除中断 return IRQ_HANDLED; } return IRQ_NONE; } request_irq(pdev->irq, irq_handler, IRQF_SHARED, "pcie_dma", pdev); ``` #### 五、调试与验证 1. **内核调试工具** ```bash # 查看PCIe设备信息 lspci -vvv # 查看内存映射 cat /proc/iomem | grep pcie # 查看DMA地址映射 dmesg | grep -i dma ``` 2. **读写测试代码** ```c // 内核模块测试函数 static void test_mem_access(void __iomem *base) { // 模式写入 for (int i = 0; i < 64; i += 4) { iowrite32(0xAA55AA55 + i, base + i); } // 回读验证 for (int i = 0; i < 64; i += 4) { u32 val = ioread32(base + i); if (val != (0xAA55AA55 + i)) { pr_err("Mismatch at 0x%x: 0x%x vs 0x%x\n", i, val, 0xAA55AA55+i); } } } ``` #### 六、常见问题解决 1. **BAR空间映射失败** - 检查设备树`ranges`配置是否冲突 - 验证物理地址是否在`/proc/iomem`中可见 - 确保`pci_enable_device()`调用成功[^1] 2. **DMA传输超时** - 确认DMA通道配置正确： ```c dma_cap_zero(mask); dma_cap_set(DMA_MEMCPY, mask); ``` - 检查PCIe链路状态：`lspci -vvv`中的`LnkSta`字段 3. **数据一致性问题** - 使用`dma_alloc_coherent()`替代`kmalloc()` - 在关键位置添加内存屏障： ```c dma_sync_single_for_device(&pdev->dev, dma_handle, size, DMA_TO_DEVICE); ``` > **硬件参考**：SS928V100的PCIe控制器最大支持Gen3 x4链路(8GT/s)[^1]，DMA操作需配置64位地址`dma_set_mask(&pdev->dev, DMA_BIT_MASK(64))`。