【【萌新的SOC学习之SD卡DMA回路读写大数据的实验】】

萌新的SOC学习之SD卡读写大数据的实验

记得先设定 FIFO 的位宽和深度 还有DMA 的大小
其他基本结构设计参照上一个SD卡读写小数据的实验

#include "xparameters.h"  //包含vivado所导出的信息包含vivado的基地址
#include "xil_printf.h"   //调用打印函数的时候，需要引用这个头文件
#include "ff.h"           //使用FATFS库函数时需要
#include "xstatus.h"      //需要的一些关键信息
#include"stdio.h"         // 专业写法
#include "xdevcfg.h"
#include "xil_io.h"
/下面讲述关于 DMA
#include "xaxidma.h"
#include "xparameters.h"
#include "xil_exception.h"
#include "xscugic.h"
#include "sleep.h"

/************************** Variable Definitions *****************************/
static FATFS fatfs;                         //文件系统


#define FILE_NAME "parameter_512_512.txt"                //定义文件名

#define FILE_READ_NAME "parameter_512_512_read_7.txt"





static XAxiDma axidma;     //XAxiDma实例
static XScuGic intc;       //中断控制器的实例
volatile int tx_done;      //发送完成标志
volatile int rx_done;      //接收完成标志
volatile int error;        //传输出错标志


/************************** Constant Definitions *****************************/

#define DMA_DEV_ID          XPAR_AXIDMA_0_DEVICE_ID
#define RX_INTR_ID          XPAR_FABRIC_AXIDMA_0_S2MM_INTROUT_VEC_ID
#define TX_INTR_ID          XPAR_FABRIC_AXIDMA_0_MM2S_INTROUT_VEC_ID
#define INTC_DEVICE_ID      XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#define DDR_BASE_ADDR       XPAR_PS7_DDR_0_S_AXI_BASEADDR   //0x00100000
#define MEM_BASE_ADDR       (DDR_BASE_ADDR + 0x1000000)     //0x01100000
#define TX_BUFFER_BASE      (MEM_BASE_ADDR + 0x00100000)    //0x01200000
#define RX_BUFFER_BASE      (MEM_BASE_ADDR + 0x00700000)    //0x01800000
#define RESET_TIMEOUT_COUNTER   100000000    //复位时间
//复位时间设置的如此之长 是为了保证在下面的刷新DMA的用时 虽然我之前小数据只写了1000


//#define TEST_START_VALUE        0x0      //测试起始值
//#define MAX_PKT_LEN             0x100    //发送包长度 对应十进制是256  DMA传递的单次包长最大是256
//指的是stream流的包长度 不是突发长度

#define MAX_PKT_LEN            163840    //发送包长度  163840
//指的是单次 DMA 传输的包长度 因为数据一共有 16384 × 8  再加上 转

#define    len                    163840        //传输数据的大小



//函数声明
int platform_init_fs();
int sd_mount() ;     //  挂载SD卡
int sd_write_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len); //SD卡写数据
int sd_read_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len) ; //SD卡读数据
static void tx_intr_handler(void *callback);
static void rx_intr_handler(void *callback);
static int setup_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, XAxiDma * axidma_ptr,
        u16 tx_intr_id, u16 rx_intr_id);
static void disable_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, u16 tx_intr_id,
        u16 rx_intr_id);






// main函数
int main()
{
	 int status;   // 当前状态

     int i = 0 ;                    // 传递函数使用的顺序i t
     int t = 0 ;
     u32 value = 0 ;

	 u32  *tx_buffer_ptr;
	 u32  *rx_buffer_ptr;
	 XAxiDma_Config *config;
	 tx_buffer_ptr = (u32 *) TX_BUFFER_BASE;
	 rx_buffer_ptr = (u32 *) RX_BUFFER_BASE;

// 如果分配成功：则返回指向被分配内存空间的指针，不然返回指针NULL 。同时，当内存不再使用的时候，应使用free()函数将内存块释放掉。

//	 关于：void*,表示未确定类型的指针，c,
	 //c++规定void*可以强转为任何其他类型的指针，关于void还有一种说法就是其他任何类型都可以直接赋值给它，无需进行强转，但是反过来不可以 。
	 //它被用来在运行时而不是编译时分配内存。因此，如果您的数据数组基于来自用户，数据库，文件等的某种输入，那么一旦知道所需大小，就必须使用malloc。

	 //malloc 在堆上开辟空间
	    char *ch_data = NULL;           //SD卡读到的数据
	 	char *ddr_rd_data = NULL;       //重新写回SD卡的数据

	 	ch_data = malloc(len);
	 	if(ch_data == NULL) printf("ERRIOR \r\n");

	 	ddr_rd_data = malloc(len);
	 	if(ddr_rd_data == NULL) printf("ERRIOR \r\n");
// 两个东西 一个 放 开始内容 另一个 写结束



//常规
	    status = sd_mount();           //挂载SD卡----调用函数
	    ///
	    if(status != XST_SUCCESS){
			xil_printf("Failed to open SD card!\n");
			return 0;
	    }
	    else
	        xil_printf("Success to open SD card!\n");
	    //为了展示效果 我决定写一下sd卡
	    //len = strlen(src_str);         //计算字符串长度

	    //SD卡写数据
	    //sd_write_data(FILE_NAME,(u32)src_str,len);


	    sd_read_data(FILE_NAME,(u32)ch_data,len);

	//
	     printf("Successful write SD  in Pc ! \r\n");
	     usleep(1);
	  // sd_read_data(FILE_NAME,(u32)dest_str,len);   //读数据进入dest_str
	   //printf("Successful Read SD ! \r\n");
	   //到目前我们已经把数据放到了dest_str

	   // 写数据
	   for(i=0; i<len; i++)
	   	 	   	     	{
	   	 	   	     		Xil_Out32(TX_BUFFER_BASE+i,ch_data[i]);
	   	 	   	     	}
             i=0;
		usleep(1);

	   	 	   	 	   //读数据
	   	 	   	     printf("Successful Write SD in DDR! \r\n");
	   	 	   	xil_printf("--- Entering main() --- \r\n");
	   	 	printf("DMA initialization succeeded ! \r\n");




		config = XAxiDma_LookupConfig(DMA_DEV_ID);    //查找DMA的配置信息

		    if (!config) {
		       xil_printf("No config found for %d\r\n", DMA_DEV_ID);
		       return XST_FAILURE;
		    }



		    //初始化DMA引擎
		   status = XAxiDma_CfgInitialize(&axidma, config);
		       	   if (status != XST_SUCCESS) {
		       	        xil_printf("Initialization failed %d\r\n", status);
		       	        return XST_FAILURE;

		       	   }

		       	   if (XAxiDma_HasSg(&axidma)) {
		       	       xil_printf("Device configured as SG mode \r\n");
		       	       return XST_FAILURE;
		           }

		       status = setup_intr_system(&intc, &axidma, TX_INTR_ID, RX_INTR_ID);
		           	    if (status != XST_SUCCESS) {
		           	        xil_printf("Failed intr setup\r\n");
		           	       return XST_FAILURE;
		           	    }

                //初始化标志信号
		 tx_done = 0;
		 rx_done = 0;
	     error   = 0;
	     usleep(10);


		       //数据地址都确定了


		Xil_DCacheFlushRange((UINTPTR)(tx_buffer_ptr), len);   //刷新Data Cache
// may be this is wrong


       printf("DDR send Read data5 \n");

		 status = XAxiDma_SimpleTransfer(&axidma, (u32) (tx_buffer_ptr),
		   len, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
		    if (status != XST_SUCCESS) {
		        return XST_FAILURE;
		    }

		    Xil_DCacheFlushRange((UINTPTR) (tx_buffer_ptr), len);   //刷新Data Cache
		    printf("DDR send Read data6 \n");
       usleep(10) ;
       //DMA写通道开启
		 status = XAxiDma_SimpleTransfer(&axidma, (u32) (rx_buffer_ptr),
		    len, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);
		    首先是器件例化的指针 ，起始或目的地址 ，传输长度  , DMA传输方向
		    if (status != XST_SUCCESS) {
		        return XST_FAILURE;
		    }
		    printf("DDR send Read data7 \n");
		    Xil_DCacheFlushRange((UINTPTR) (rx_buffer_ptr), len);   //刷新Data Cache

            while (!tx_done && !rx_done && !error);

           printf("DDR get Read data \n");
		    //传输出错
           if (error) {
              	        xil_printf("Failed test transmit%s done, "
              	                "receive %s done\r\n", tx_done ? "" : "tx_done not",
              	                rx_done ? "" : "rx_done not");
              	        goto Done;
              	    }
              	    usleep(10000);
		     //传输完成，检查数据是否正确

		     xil_printf("Successfully ran AXI DMA Loop\r\n");

		     disable_intr_system(&intc, TX_INTR_ID, RX_INTR_ID);

		     Done: xil_printf("--- Exiting main() --- \r\n");

		     for(i=0; i<len; i++)
		     	{
		     	    value = Xil_In32(RX_BUFFER_BASE+i);
		     	   ddr_rd_data[t] = value;
		     	    t++;
		     	}
usleep(1);
		     	sd_write_data(FILE_READ_NAME,(u32)ddr_rd_data,len);

		     	printf("SD Write Successfully ! \r\n");
		     	free(ch_data);
		     		free(ddr_rd_data);
		     return XST_SUCCESS;
}












//初始化文件系统
int platform_init_fs()
{
	FRESULT status;
	TCHAR *Path = "0:/";
	BYTE work[FF_MAX_SS];

    //注册一个工作区(挂载分区文件系统)
    //在使用任何其它文件函数之前，必须使用f_mount函数为每个使用卷注册一个工作区
	status = f_mount(&fatfs, Path, 1);  //挂载SD卡
	if (status != FR_OK) {
		xil_printf("Volume is not FAT formated; formating FAT\r\n");
		//格式化SD卡
		status = f_mkfs(Path, FM_FAT32, 0, work, sizeof work);
		if (status != FR_OK) {
			xil_printf("Unable to format FATfs\r\n");
			return -1;
		}
		//格式化之后，重新挂载SD卡
		status = f_mount(&fatfs, Path, 1);
		if (status != FR_OK) {
			xil_printf("Unable to mount FATfs\r\n");
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}








//挂载SD(TF)卡
int sd_mount()
{
    FRESULT status;
    //初始化文件系统（挂载SD卡，如果挂载不成功，则格式化SD卡）
    status = platform_init_fs();
    if(status){
        xil_printf("ERROR: f_mount returned %d!\n",status);
        return XST_FAILURE;
    }
    return XST_SUCCESS;
}


//SD卡写数据
int sd_write_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len)
{
    FIL fil;         //文件对象
    UINT bw;         //f_write函数返回已写入的字节数

    //打开一个文件,如果不存在，则创建一个文件
    f_open(&fil,file_name,FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
    //移动打开的文件对象的文件读/写指针     0:指向文件开头
    f_lseek(&fil, 0);
    //向文件中写入数据
    f_write(&fil,(void*) src_addr,byte_len,&bw);
    //关闭文件
    f_close(&fil);
    return 0;
}


//SD卡读数据
int sd_read_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len)
{
	FIL fil;         //文件对象
    UINT br;         //f_read函数返回已读出的字节数

    //打开一个只读的文件
    f_open(&fil,file_name,FA_READ);
    //移动打开的文件对象的文件读/写指针     0:指向文件开头
    f_lseek(&fil,0);
    //从SD卡中读出数据
    f_read(&fil,(void*)src_addr,byte_len,&br);
    //关闭文件
    f_close(&fil);
    return 0;
}

//DMA TX中断处理函数
static void tx_intr_handler(void *callback)
{
    int timeout;
    u32 irq_status;
    XAxiDma *axidma_inst = (XAxiDma *) callback;

    //读取待处理的中断
    irq_status = XAxiDma_IntrGetIrq(axidma_inst, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
    //确认待处理的中断
    XAxiDma_IntrAckIrq(axidma_inst, irq_status, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);

    //Tx出错
    if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_ERROR_MASK)) {
        error = 1;
        XAxiDma_Reset(axidma_inst);
        timeout = RESET_TIMEOUT_COUNTER;
        while (timeout) {
            if (XAxiDma_ResetIsDone(axidma_inst))
                break;
            timeout -= 1;
        }
        return;
    }

    //Tx完成
    if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_IOC_MASK))
        tx_done = 1;
}

//DMA RX中断处理函数
static void rx_intr_handler(void *callback)
{
    u32 irq_status;
    int timeout;
    XAxiDma *axidma_inst = (XAxiDma *) callback;

    irq_status = XAxiDma_IntrGetIrq(axidma_inst, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);
    XAxiDma_IntrAckIrq(axidma_inst, irq_status, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);

    //Rx出错
    if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_ERROR_MASK)) {
        error = 1;
        XAxiDma_Reset(axidma_inst);
        timeout = RESET_TIMEOUT_COUNTER;
        while (timeout) {
            if (XAxiDma_ResetIsDone(axidma_inst))
                break;
            timeout -= 1;
        }
        return;
    }

    //Rx完成
    if ((irq_status & XAXIDMA_IRQ_IOC_MASK))
        rx_done = 1;
}

//建立DMA中断系统
//  @param   int_ins_ptr是指向XScuGic实例的指针
//  @param   AxiDmaPtr是指向DMA引擎实例的指针
//  @param   tx_intr_id是TX通道中断ID
//  @param   rx_intr_id是RX通道中断ID
//  @return：成功返回XST_SUCCESS，否则返回XST_FAILURE
static int setup_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, XAxiDma * axidma_ptr,
        u16 tx_intr_id, u16 rx_intr_id)
{
    int status;
    XScuGic_Config *intc_config;

    //初始化中断控制器驱动
    intc_config = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
    if (NULL == intc_config) {
        return XST_FAILURE;
    }
    status = XScuGic_CfgInitialize(int_ins_ptr, intc_config,
            intc_config->CpuBaseAddress);
    if (status != XST_SUCCESS) {
        return XST_FAILURE;
    }

    //设置优先级和触发类型
    XScuGic_SetPriorityTriggerType(int_ins_ptr, tx_intr_id, 0xA0, 0x3);
    XScuGic_SetPriorityTriggerType(int_ins_ptr, rx_intr_id, 0xA0, 0x3);

    //为中断设置中断处理函数
    status = XScuGic_Connect(int_ins_ptr, tx_intr_id,
            (Xil_InterruptHandler) tx_intr_handler, axidma_ptr);
    if (status != XST_SUCCESS) {
        return status;
    }

    status = XScuGic_Connect(int_ins_ptr, rx_intr_id,
            (Xil_InterruptHandler) rx_intr_handler, axidma_ptr);
    if (status != XST_SUCCESS) {
        return status;
    }

    XScuGic_Enable(int_ins_ptr, tx_intr_id);
    XScuGic_Enable(int_ins_ptr, rx_intr_id);

    //启用来自硬件的中断
    Xil_ExceptionInit();
    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
            (Xil_ExceptionHandler) XScuGic_InterruptHandler,
            (void *) int_ins_ptr);
    Xil_ExceptionEnable();

    //使能DMA中断
    XAxiDma_IntrEnable(&axidma, XAXIDMA_IRQ_ALL_MASK, XAXIDMA_DMA_TO_DEVICE);
    XAxiDma_IntrEnable(&axidma, XAXIDMA_IRQ_ALL_MASK, XAXIDMA_DEVICE_TO_DMA);

    return XST_SUCCESS;

}

//此函数禁用DMA引擎的中断
static void disable_intr_system(XScuGic * int_ins_ptr, u16 tx_intr_id,
        u16 rx_intr_id)
{
    XScuGic_Disconnect(int_ins_ptr, tx_intr_id);
    XScuGic_Disconnect(int_ins_ptr, rx_intr_id);
}