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Linux 嵌入式设计中最基本的任务之一是创建用户应用程序。
在本篇博文中，我们将探讨如何在 Vitis™ 中使用 UIO 驱动框架创建简单的 Linux 用户应用。
1
硬件设计
本次使用的是 Zynq UltraScale+ MPSoC ZCU104 评估板。但是，无论您使用任何器件，下列步骤都应适用。
先使用 Vivado® 来创建了块设计。建立了 Zynq UltraScale PS，并把 AXI GPIO 连接到 ZCU104 评估板上的 4 个 LED。
地址映射如下所示：
首先 在创建 XSA 时使用了以下选项：
2
Linux 镜像
如果您使用开发板，则建议使用 BSP（如果存在）。
但在本示例中，我们使用模板来创建镜像。已经添加了 UIO 驱动程序，用于 AXI GPIO。
然后创建了 sysroot，在 Vitis 中需要使用它来进行交叉编译。
petalinux-create -t project --template zynqMP -n zcu104_linux
cd zcu104_linux
petalinux-config --get-hw-description=<path to xsa>
依次选择“DTG Settings -> (zcu104-revc)MACHINE_NAME”
petalinux-config -c kernel
Select Device Drivers -> Userspace I/O drivers
<*> Userspace I/O platform driver with generic IRQ handing
<*> Userspace platform driver with generic irq and dynamic memory
将 system-user.dtsi 替换为：
/include/ "system-conf.dtsi"
/ {
chosen {
bootargs = "earlycon clk_ignore_unused uio_pdrv_genirq.of_id=generic-uio";
stdout-path = "serial0:115200n8";
};
};
&axi_gpio_0 {
compatible = "generic-uio";
};
然后，运行以下命令：
petalinux-build
cd images/linux
petalinux-build --sdk
petalinux-package --sysroot
3
创建平台
这并非必要步骤，因为用户只需在 Vitis 中使用 sysroot 即可。
但为了便于使用，我们可以创建一个平台并在 Vitis 中使用此平台来创建 Linux 应用。
首先，设置平台文件。
把平台文件组织为一种文件夹结构。这并非必要步骤，但用户需要注意 BIF 中的文件路径。
在 Bootgen 中使用 BIF 来创建可启动的镜像。此处我们仅使用占位符文件名。
mkdir -p sw_comp/src/a53/xrt/image
mkdir sw_comp/src/boot
将 image.ub、boot.scr 和 rootfs.cpio.gz 文件从 PetaLinux image/linux 文件夹复制到sw_comp/src/a53/image
将 system.bit、bl31.elf、uboot.elf、zynqmp_fsbl（已重命名为 fsbl.elf）和 pmufw.elf 文件从 PetaLinux image/linux 文件夹复制到sw_comp/src/boot
创建 BIF：
the_ROM_image:
{
[fsbl_config] a53_x64
[bootloader] <zcu104_base/boot/fsbl.elf>
[pmufw_image] <zcu104_base/boot/pmufw.elf>
[destination_device=pl] <system.bit>
[destination_cpu=a53-0, exception_level=el-3, trustzone] <zcu104_base/boot/bl31.elf>
[destination_cpu=a53-0, exception_level=el-2] <zcu104_base/boot/u-boot.elf>
}
将 linux.bif 复制到sw_comp/src/boot。现在，在 Vitis 中创建一个新平台工程，如下所示：
这样就会在zcu104_base/export中创建平台。
4
在 Vitis 中创建 Linux 镜像
选择“从存储库中选择平台 (Select a platform from therepository)”，单击 + 图标并浏览至您的平台。
创建新应用：
此处可以看到，“应用设置 (Application settings)”默认使用的是平台中的设置。
选择“空白应用 (Empty Application)”模板，因为我们将创建自己的自定义应用。
右键单击 led_test 应用下的 src 文件夹，然后选择“新建 (New)”->“文件 (File)”
指定其文件名 (.c)，然后单击“完成 (Finish)”。
现在，即可将以下代码复制到其中。这是一个简单的 UIO 示例，可用于开关 LED。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#define GPIO_MAP_SIZE 0x10000
#define GPIO_DATA 0x00
#define GPIO_TRI 0x04
#define LED_NUM 256
#define LED_DELAY 10000000
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
char *uiod = "/dev/uio0";
void *gpio_ptr;
volatile int Delay;
printf("AXI GPIO UIO test.\n");
// open the UIO device file to allow access to the device in user space
fd = open(uiod, O_RDWR);
if (fd < 1) {
printf("Invalid UIO device file:%s.\n", uiod);
return -1;
}
// mmap the GPIO device into user space
gpio_ptr = mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if (gpio_ptr == MAP_FAILED) {
printf("Mmap call failure.\n");
return -1;
}
// set bit0 on the GPIO to be output
// see pg144 for ref
*((volatile unsigned *)(gpio_ptr + GPIO_TRI)) = 0x0;
// Toggle the LED
while (1) {
int i;
unsigned char led_pin = 0x0;
for (i = 0; i < LED_NUM; i++) {
*((volatile unsigned *)(gpio_ptr + GPIO_DATA)) = led_pin;
for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++);
*((volatile unsigned *)(gpio_ptr + GPIO_DATA)) = 0x0;
led_pin++;
}
}
// unmap the GPIO device from user space
munmap(gpio_ptr, 4096);
return 0;
}
选择系统工程，然后单击锤子图标。这样即可构建可执行文件，并创建启动镜像。
5
在硬件上执行测试
将所有镜像从led_app_system\Debug\sd_card复制到 SD 卡上。
启动后，将自动装载 SD 卡。
在此处更改目录，并执行led_app.elf，如下所示：
同时，您在板上应该还可以看到 LED 闪烁。
使用 Ctrl + c 即可取消。
