Zynq的AMP开发注意事项之sdk_repo
目录
前言
1.BSP工程说明
第一步：创建BSP工程，选择硬件平台、cpu核和支持的OS
第二步：BSP工程设置
（1）版本+库文件选择
（2）standalone配置
（3）drivers支持
（4）编译选项
2.sdk_repo的作用
（1）STDOUT_REDIR 宏定义
（2）boot.S
（2.1）CPU1内存分配（必须）
（2.2）启动地址重映射：_boot（非必须）
（2.3）AMP模式禁用L2 cache（必须）
（3）asm_vectors.S（非必须）
（4）xtime_l.c修改（必须）
3.总结归纳
4.附录
前言
前面一篇文章基本上讲解了Zynq的AMP模式的开发流程，需要结合Vivado、SDK和Petalinux三个软件。在开发过程中还需要注意一些问题：sdk_repo的使用、设备树的定义、uboot启动参数、内核映像文件类型等等，这里首先说明sdk_repo的使用问题。
首先，在SDK中开发用户应用程序时，需要有2个工程文件：用户应用程序工程+BSP工程。
其中，BSP工程为应用程序工程提供板级支持，BSP工程中封装了板卡所有底层硬件的原理描述和函数操作，用户不需要详细了解板卡底层的设计原理，只需要直接使用BSP提供的API接口函数即可对硬件进行相应操作。
版本说明：
本人安装的开发软件均是2017.4版本，软件自带的sdk源码版本为：standalone_v6_5；
官方资料xapp1078_2014.04下载中，提供的sdk_repo源码版本为：standalone_v4_299；
1.BSP工程说明
注意：这里并没有将BSP配置成AMP模式，只是简单介绍BSP工程的创建流程。
第一步：创建BSP工程，选择硬件平台、cpu核和支持的OS
第二步：BSP工程设置
（1）版本+库文件选择
在安装SDK软件时，standalone文件自动包含在安装包中，默认的版本已确定，除非使用用户的standalone。
库文件可以根据用户需要自行选择，如openamp库。
（2）standalone配置
主要是需要配置系统所使用的输入输出接口：一般选择uart0或uart1。
zynq_fsbl_bsp：当创建fsbl工程时的bsp工程师，才会选择有效。
（3）drivers支持
以下显示是bsp提供的驱动支持，用于应用程序对底层硬件的访问和操作。
（4）编译选项
程序从创建到生产可执行文件需要历经：预处理、编译、汇编、连接。
archiver：linux系统下交叉编译工具中的库管理器。
compiler：linux系统下交叉编译工具中的集成编译工具。
compiler flag：gcc编译标志
extra compiler flag：gcc附加编译标志
归纳：由创建到生成BSP工程的过程中，用户需要根据自己的使用要求进行合理修改，前提是需要理解配置选项的具体作用。
2.sdk_repo的作用
在基于官方文档：《xapp1078-amp-linux-bare-metal.pdf》进行AMP模式开发中，必须要使用到官方提供的sdk_repo文件。针对AMP模式，sdk_repo中对一些启动文件进行了必要的修改，下面进行详细说明：
修改设计内容：（参考1078官方资料下的《Vivado instructions.txt》）
standalone BSP.Note: The standalone v4.2 BSP was modified as follows: - armcc/_sys_write.c, gcc/write.c, printc, xil_printf.c: These changes add a new define 'STDOUT_REDIR'that prevents the removal of calls to outbyte() if STDOUT_BASEADDRESS is not defined- armcc/boot.S, gcc/boot.S: These changes remove remapping of virtual address 0x20000000 to physicaladdress 0x00000000, configures address 0x00000000-0x2fffffff to be unavailable, and disables sharingand L2 cache on address 0x30000000-0x3fffffff. The startup code was also modified to allow redirectingcpu0 or cpu1 to a different starting address (This redirecting ability is not used for xapp1078).- xtime_l.c: The change to this file prevents re-initializing the global timer.- asm_vectors.S: Two extra vectors are added at the end of the vector table and are used by the boot.Sredirecting code. (This redirecting ability is not used for xapp1078).（1）STDOUT_REDIR 宏定义
在armcc/_sys_write.c, gcc/write.c, printc, xil_printf.c中，所有涉及到print打印函数的地方，都增加了对应的宏定义，如：
#if defined STDOUT_BASEADDRESS || STDOUT_REDIRoutbyte( *lp++);
#endif原因：1078提供的AMP设计中，双核通信过程：cpu1会通过xil_printf()函数将打印消息发送给cpu0，cpu0再通过系统uart1将打印消息发送给显示器。
在1078的bsp设置中，Select Overview->standalone and change stdin and stdout to None，没有定义输入输出端设备，即没有STDOUT_BASEADDRESS 宏。为了避免xil_printf()无效，才有了STDOUT_REDIR 宏定义。
（我的配置：在vivado中使能uart0：使用EMIO引脚，使能uart1：使用ps侧标准IO；在cpu1的bsp配置中使用uart0；
因此，不需要定义STDOUT_REDIR，demo也可以正常运行）
（2）boot.S
（2.1）CPU1内存分配（必须）
作用：限定cpu1的裸机程序不可访问低内存空间（保留给linux系统专用）
第一：将虚拟地址0x20000000重新映射到物理地址0x00000000 部分的代码注释（注意：sdk软件自带的standalone不会有这段代码，可忽略此步，这段代码可能是xilinx以前增加的）
第二：将地址0x00000000-0x2fffffff（768M）配置为不可用。注意：这里配置的DDR是1G，因此cpu1运行裸机程序的情况下，配置低768M给cpu0使用，cpu1只是用高256M。如果DDR是512M，分为模式应该是：384M+128M。
第三：设置0x30000000-0x3fffffff仅作为CPU1的内部使用。如果DDR是512M，因该是高128M。
注意：关于MMU的原理和相关描述符的具体含义请参考《 嵌入式系统Linux内核开发实战指南ARM平台.pdf》中的第4章节（这里讲的描述符可能不是arm最新架构的，比如没有标志位s，此时参考下文：MMU配置和使用）
//第一步：注释代码
// /* In case of AMP, map virtual address 0x20000000 to 0x00000000 and mark it as non-cacheable */
//#if USE_AMP==1
// ldr r3, =0x1ff /* 512 entries to cover 512MB DDR */
// ldr r0, =TblBase /* MMU Table address in memory */
// add r0, r0, #0x800 /* Address of entry in MMU table, for 0x20000000 */
// ldr r2, =0x0c02 /* S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b0 */
//mmu_loop:
// str r2, [r0] /* write the entry to MMU table */
// add r0, r0, #0x4 /* next entry in the table */
// add r2, r2, #0x100000 /* next section */
// subs r3, r3, #1
// bge mmu_loop /* loop till 512MB is covered */
//#endif/* In case of AMP, mark address 0x00000000 - 0x2fffffff DDR as unassigned/reserved *//* and address 0x30000000 - 0x3fffffff DDR as inner cached only */#if USE_AMP==1//第二步：保留低768M（如果DDR是512M，可将768M修改为384M，cpu0也可以正常运行系统）ldr r3, =0x2ff /* 768 entries to cover 768MB DDR */ldr r0, =TblBase /* MMU Table address in memory */ldr r2, =0x0000 /* S=b0 TEX=b000 AP=b00, Domain=b0, C=b0, B=b0 */
mmu_loop:str r2, [r0] /* write the entry to MMU table */add r0, r0, #0x4 /* next entry in the table */add r2, r2, #0x100000 /* next section */subs r3, r3, #1bge mmu_loop /* loop till 768MB is covered *///第三步：设置高256M专为CPU1使用（如果DDR是512M，这里的256M需修改为128M）ldr r3, =0x0ff /* 256 entries to cover 256MB DDR */movw r2, #0x4de6 /* S=b0 TEX=b100 AP=b11, Domain=b1111, C=b0, B=b1 *///注意：CB为01：表示cpu1的MMU设置为了分段地址管理，不支持cache但支持buffer；mmu域是15；保护标志位为0；访问权限为11：可读可写；在ARMv5以上版本处理器中有定义，如果TEX等于1，表示系统支持写时分配cache，这里没有分配cache；s为0：表示此内存不共享！movt r2, #0x3000 /* S=b0, Section start for address 0x30000000 */
mmu_loop1:str r2, [r0] /* write the entry to MMU table */add r0, r0, #0x4 /* next entry in the table */add r2, r2, #0x100000 /* next section */subs r3, r3, #1bge mmu_loop1 /* loop till 256MB is covered */
#endif（2.2）启动地址重映射：_boot（非必须）
（注意：这个功能在1078上用不上，可不增加这一段）
...
...
.globl _cpu0_catch
.globl _cpu1_catch
.globl OKToRun
.globl EndlessLoop0
...
..._boot: //复位中断向量，系统复位后代码从这里启动/* Test which processor is running and jump to the catch address */mrc p15,0,r1,c0,c0,5and r1, r1, #0xfcmp r1, #0bne NotCpu0 //如果不是cpu0，则跳转到NotCpu0处继续判断ldr r0, =_cpu0_catch //如果是CPU0，则准备跳转到_cpu0_catch处b cpuxCont
NotCpu0: //如果不是cpu0cmp r1, #1 bne EndlessLoop0 //如果也不是cpu1，则跳转到endlessloop0ldr r0, =_cpu1_catch //如果是cpu1，则准备跳转到_cpu1_catch处b cpuxCont
EndlessLoop0:wfe //等待唤醒信号b EndlessLoop0 /* Jump to address pointed to by cpux_catch */
cpuxCont:ldr lr, [r0]bx lr //执行跳转OKToRun:mrc p15, 0, r0, c0, c0, 0 /* Get the revision */and r5, r0, #0x00f00000 and r6, r0, #0x0000000forr r6, r6, r5, lsr #20-4
...
...但是，standalone_v6_5中也有类似的一段，如下：
作用：从下面的汇编来看，如果实际加载中测到的CPU_ID和配置的CPU_ID如果不同，BSP将无法启动。
......
.set SLCRCPURSTReg, (0xF8000000 + 0x244) /*(XPS_SYS_CTRL_BASEADDR + A9_CPU_RST_CTRL_OFFSET)*/
.set EFUSEStaus, (0xF800D000 + 0x10) /*(XPS_EFUSE_BASEADDR + EFUSE_STATUS_OFFSET)*/
......_prestart:
_boot:#if XPAR_CPU_ID==0 //如果bsp中设置的是CPU0，则只有cpu0会启动，cpu1无法启动！/* only allow cpu0 through */mrc p15,0,r1,c0,c0,5and r1, r1, #0xfcmp r1, #0beq CheckEFUSEEndlessLoop0:wfeb EndlessLoop0CheckEFUSE:ldr r0,=EFUSEStausldr r1,[r0] /* Read eFuse setting */ands r1,r1,#0x80 /* Check whether device is having single core */beq OKToRun/* single core device, reset cpu1 */ldr r0,=SLCRUnlockReg /* Load SLCR base address base + unlock register */ldr r1,=SLCRUnlockKey /* set unlock key */str r1, [r0] /* Unlock SLCR */ldr r0,=SLCRCPURSTRegldr r1,[r0] /* Read CPU Software Reset Control register */orr r1,r1,#0x22str r1,[r0] /* Reset CPU1 */ldr r0,=SLCRlockReg /* Load SLCR base address base + lock register */ldr r1,=SLCRlockKey /* set lock key */str r1, [r0] /* lock SLCR */#elif XPAR_CPU_ID==1 //如果bsp中设置的是CPU1，则只有cpu1会启动，cpu0无法启动！/* only allow cpu1 through */mrc p15,0,r1,c0,c0,5and r1, r1, #0xfcmp r1, #1beq CheckEFUSE1b EndlessLoop1CheckEFUSE1:ldr r0,=EFUSEStausldr r1,[r0] /* Read eFuse setting */ands r1,r1,#0x80 /* Check whether device is having single core */beq OKToRunEndlessLoop1:wfeb EndlessLoop1
#endif（2.3）AMP模式禁用L2 cache（必须）
作用：如果是AMP模式，cpu1就需要禁用L2 cache；（这段代码两个sdk源码均有，不需要用户添加）
原因参考《Zynq的AMP开发注意事项之禁用L2 cache》
/* For AMP, assume running on CPU1. Don't initialize L2 Cache (up to Linux) */
#if USE_AMP!=1ldr r0,=L2CCCrtl /* Load L2CC base address base + control register */mov r1, #0 /* force the disable bit */str r1, [r0] /* disable the L2 Caches */ldr r0,=L2CCAuxCrtl /* Load L2CC base address base + Aux control register */ldr r1,[r0] /* read the register */ldr r2,=L2CCAuxControl /* set the default bits */orr r1,r1,r2str r1, [r0] /* store the Aux Control Register */ldr r0,=L2CCTAGLatReg /* Load L2CC base address base + TAG Latency address */ldr r1,=L2CCTAGLatency /* set the latencies for the TAG*/str r1, [r0] /* store the TAG Latency register Register */ldr r0,=L2CCDataLatReg /* Load L2CC base address base + Data Latency address */ldr r1,=L2CCDataLatency /* set the latencies for the Data*/str r1, [r0] /* store the Data Latency register Register */ldr r0,=L2CCWay /* Load L2CC base address base + way register*/ldr r2, =0xFFFFstr r2, [r0] /* force invalidate */ldr r0,=L2CCSync /* need to poll 0x730, PSS_L2CC_CACHE_SYNC_OFFSET *//* Load L2CC base address base + sync register*/
......（3）asm_vectors.S（非必须）
在向量表的末尾添加了两个额外的向量，由boot.s中的重定向代码使用。
.globl _boot
.globl _vector_table
.globl _cpu0_catch
.globl _cpu1_catch
.globl OKToRun
.globl EndlessLoop0.globl FIQInterrupt
.globl IRQInterrupt
.globl SWInterrupt
.globl DataAbortInterrupt
.globl PrefetchAbortInterrupt.globl IRQHandler
.globl prof_pc.section .vectors
_vector_table:B _bootB UndefinedB SVCHandlerB PrefetchAbortHandlerB DataAbortHandlerNOP /* Placeholder for address exception vector*/B IRQHandlerB FIQHandler#if XPAR_CPU_ID==0 //如果bsp中设置的是CPU0
_cpu0_catch: //则：cpu0可以运行
.word OKToRun /* fixed addr for caught cpu- */
_cpu1_catch: //cpu1会跳转到等待wfe循环中
.word EndlessLoop0 /* fixed addr for caught cpu- */#elif XPAR_CPU_ID==1 //如果bsp中设置的是cpu1，则cpu启动与上述相反
_cpu0_catch:
.word EndlessLoop0
_cpu1_catch:
.word OKToRun
#endifIRQHandler: /* IRQ vector handler */stmdb sp!,{r0-r3,r12,lr} /* state save from compiled code*/
#ifdef __ARM_NEON__vpush {d0-d7}vpush {d16-d31}vmrs r1, FPSCRpush {r1}vmrs r1, FPEXCpush {r1}
#endif......（4）xtime_l.c修改（必须）
作用：在AMP模式下，global全局定时器肯定会在CPU0的系统中完成初始化，因此避免CPU1启动或是运行过程中CPU1重启时，将global全局定时器reset！
void XTime_SetTime(XTime Xtime)
{#ifdef USE_AMPif(Xil_In32(GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_CONTROL_OFFSET) && 0x1) {//Timer is already enabled so don't reset itreturn;}
#endif/* Disable Global Timer */Xil_Out32(GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_CONTROL_OFFSET, 0x0);/* Updating Global Timer Counter Register */Xil_Out32(GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_LOWER_OFFSET, (u32)Xtime);Xil_Out32(GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_UPPER_OFFSET,(u32)(Xtime>>32));/* Enable Global Timer */Xil_Out32(GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_CONTROL_OFFSET, 0x1);
}3.总结归纳
（1）首先，1078文件中提供的sdk_repo并不是必须的，在经过理解之后，我们已经知道需要修改哪些必须的内容，并可以直接在standalone_v6_5源码上进行修改，依然能够完成AMP模式验证。
（2）注意：如果需要使用standalone_v4_299，除了在新建BSP工程前导入sdk_repo外，还需要在BSP配置选项中：OS version——>4.2版本，默认是6.5（软件自带）；但是使用4.2版本源码会出现很多报错的情况，因此需要用户谨慎使用。
（3）本人建议：直接使用6.5版本，并在此基础上进行相应修改。
有问题交流请联系，qq：1030843709 泊叶
4.附录
xilinx官网关于SDK的详细使用介绍：
https://china.xilinx.com/search/site-keyword-search.html#q=sdk&firstQueryCause=omniboxFromLink&firstQueryMeta={%22partialQueries%22:%22%22%20,%20%22suggestionRanking%22:3%20,%20%22suggestions%22:%22zynq%207000%20qspi%3Bug1157%3Bug1144%3Bsdk%3Bcallbackref%22%20,%20%22partialQuery%22:%22undefined%22%20,%20%22JSUIVersion%22:%222.4382.16%3B2.4382.16%22}
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